GIS复习题总结

名词解释：1．地理信息系统（06,07,08,09）地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。2．数据结构（06,08,09）数据结构：数据结构即数据的组织形式，是适合计算机储存、管理处理的数据逻辑表达。3．缓冲区分析（07,08）缓冲区分析：缓冲区分析就是在点、线或面等不同实体周围建立一定宽度的缓冲多边形，以确定不同地理要素的空间近邻性或其影响范围。4．元数据（metadata）（06,07,08）元数据（metadata）：元数据是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。5．WebGIS（06,09）WebGIS：指基于Internet平台，客户端应用软件采用网络协议，运用在Internet上的地理信息系统。一般由多主机，多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet上而组成，包括以下四个部分：WEB-GIS浏览器，WEB-GIS服务器，WEB-GIS编辑器，WEB-GIS信息代理。6．专家系统（06,08）专家系统：研究模拟人类专家的推理思维过程，将领域专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机，系统可以根据可以根据这些知识，对输入的原始事实进行复杂推理，并做出判断和决策，从而起到专门领域专家的作用。7．组件式GIS（06,08）组件式GIS：ComGIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间，以及GIS组件与其它非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS基础平台以及应用系统。8．虚拟现实（06,08）虚拟现实：虚拟现实技术是指采用各种技术，来营造一个使人感觉置身于类似于现实世界的环境中。虚拟现实技术具有以下几个特征：（1）立体感的视觉效果；（2）存在感；（3）多感知性；（4）闭环交互方式；（5）动态显示。9．图层（09）图层：在地理信息系统中由地图数字化形成的矢量数据存储的基本单元。图层存储了主要地理要素(如弧段、节点、多边形、标识点等)和次要要素(如图幅范围、连接以及注释等)，是一组与主题相关的数据单元。10．数字地球（07,09）数字地球：数字地球是一种基于因特网的嵌入海量数据的多分辨率的真实地球的三维表现。数字地球的核心思想有两点：一是用数字化手段处理地球问题；二是通过网络最大限度地利用地球信息资源。11．空间数据质量（07）空间数据质量：GIS数据质量是指该数据对待特定用途的分析、操作和应用的适宜程度。因此，数据质量的好坏是一个相对的概念，但它具有明确的内容。具体的含义包括：（1）数据完整性，（2）数据一致性，（3）位置精度，（4）时间精度，（5）属性精度。12．拓扑关系（07）拓扑关系：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。类型：拓扑邻接，拓扑关联，拓扑包含。13．地理空间中栅格数据（07）地理空间中栅格数据：栅格数据是将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的中数据组织形式。简答题：1．简述地理信息系统的主要软、硬件组成。（06,07,08,09）答：一个实用的地理信息系统，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能，其基本构成一般包括以下五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。（1）系统硬件：地理信息系统硬件用以储存、处理、传输和显示地理或空间数据。空间处理设备与数据输入、输出设备连接构成地理信息系统的硬件环境。数据处理设备是地理信息系统硬件的主体，作为系统硬件的核心，它包括从服务器到图形工作站，微机等各种形式的计算机。数据输入设备即数字化仪，扫描仪和数字测量设备等。数据输出设备有绘图仪，打印机和高分辨率显示装置等。（2）系统软件：地理信息系统的软件是整个系统的核心，用于执行地理信息系统功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和数据输出等。一个完整的地理信息系统需要包括很多种类的软件协同工作，这些软件按照功能可以分为：地理信息系统功能软件、基础支撑软件和操作系统软件等。（3）空间数据：地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。（4）应用人员：地理信息系统应用人员包括系统开发人员和地理信息的最终用户，他们的业务素质和专业知识是地理信息系统工程及其应用成败的关键。（5）应用模型：地理信息系统应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案，其构建和选择也是系统应用成败的=至关重要的因素。2．简述地图投影的基本原理。（06,09）答：要将地球椭球面上的空间信息表现到平面地图上，或用GIS的地图图形显示出来，就必须采用某种数学法则，使空间信息在地球表面上的位置和地图平面位置一一对应起来。地图投影的目的就是研究这样的投影法则，以满足地图制图的要求。地球表面是一个不规则曲面，即使把它当做椭球或球表面，数学上也还是一种不能展开的曲面，即使把这样的曲面摊开成平面就会发生破裂或褶皱。理想的地图应使制图区域不破裂，并保持图形轮廓的完整一致，其边界邻区也应该是延续的，对接无误的。地图投影就是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展成平面的曲面上，最终在地表面店和平面点之间建立一一对应的关系。在实践中应采用经度、纬度表示的地球表面上的点位与平面直角坐标或极坐标表示的平面上的点位，通过一定的数学关系式建立起对应的联系。3．简述栅格数据结构的特点。（06,09）答：基于栅格模型的数据结构简称栅格数据结构，是指将空间分割成规则的网格，作为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。在栅格数据结构中，点由一个单元网格表示。线由一串有序的相互连接的单元王国维表示，各个网格的值相同。多边形由聚集在一起的相互连接的单元网格组成，区域内部的网格值相同，但与外部网格值不同。栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值，每个网格对应一种属性。其空间位置用行和列标识。网格边长决定了栅格数据的数据经度，但是，当用栅格数据来表示地理实体时，不论网格边长多小，与原实体特征相比较，信息都有丢失，这是由于复杂的实体采用统一的网格所造成的。一般的，可以通过保证最小多边形的精度标准来确定网格尺寸，使形成的栅格数据既有效地逼近地理实体，又能最大限度地减少数据量。与矢量数据结构相比，用栅格数据结构表达地理实体要素比较直观，容易实现多层数据的爹和分析，便于与遥感图像及扫描输入数据相匹配使用等4．最常用遥感与GIS数据的融合方法。（06,07,08,09）答：遥感与GIS数据的融合，目前最常用的方法具体表现为：（1）遥感影像与数字线画图（DLG）的融合：经过正射纠正后的遥感影像，与数字线画图信息融合，可产生影像地图。（2）遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合：数字地形模型与遥感数据的融合，有助于实施遥感影像的几何校正与配准，消除遥感影像中因地形起伏所造成的像元位移，提高遥感影像的位移精度，同时数字地形可参与遥感影像的分类，改善分类精度。（3）遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合：将数字栅格地图与遥感图像配准叠合，可以从遥感图像中快速发现已经发生变化的区域，进而实现空间数据库的自动/半自动更新。5．地理信息系统有哪些数据来源及数据类型。（07）答：（1）地图数据：地图数据来源于各种类型的普通地图和专题地图。这些地图的内容丰富，图上空间实体间的空间关系直观，实体的类别或属性清晰，实测地形图还具有很高的定位精度。（2）影像地图：影像数据主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种分辨率的遥感影像数据，也是GIS最有效的数据源之一。（3）文本数据：文本数据来源于各类调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等。6．不规则三角网模型。（07）答：TIN曲面数据结构通常用于数字地形的三维建模和显示。它是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每个三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻的点构成三角形，即三角形的边长之和最小。利用这种数据结构，可方便地进行地形分析，如坡度和坡向信息的提取，填挖方计算，阴影和地形通视分析，等高线自动生成和三维显示等。因此，TIN被广泛应用于各种GIS。7．四叉树编码的基本思想。（07）答：栅格数据可用四叉树结构储存，这种数据结构的原理可以表述为：将空间区域按照四个象限进行递归分割n次，每次分割形成2n×2n个子象限，知道子象限中的属性数值都相同为止，该子象限就不能再分割。凡属性值都相同的子象限，不论大小，均作为最后的储存单元8．空间数据库的组成部分。（07）答：空间数据库系统由三部分所组成，其中空间数据库储存系统指的是GIS在计算机储存介质上储存的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式储存在硬盘、光盘等储存介质中。空间数据库管理系统则是指能够对介质上储存的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必须的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。由GIS得空间分析模型和应用模型所组成的软件可以看做是空间数据库的数据库应用系统，通过它不但可以全面地管理空间数据，还可以运用空间数据进行分析和决策。9．空间数据的特征。（06,08,09）答：空间数据具有三个基本特征：空间特征、属性特征及时间特征。（1）空间特征：空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。（2）属性特征：属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。（3）时间特征：时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，成为时态数据。10．数字地图的优点。（06,08）答：（1）数字地图的储存介质是计算机磁盘、光盘等，与纸张印刷的常规地图相比，其信息储存量大、体积小，易于携带和通过网络进行传输。（2）数字地图是以空间数据反映各种地理特征，可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无级缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询和量算等功能。（3）数字地图便于与遥感信息和GIS空间数据相结合，实现地图的快速更新，同时也便于多层次信息的综合表现与分析。11．如何建立空间属性库，属性库在GIS中有什么作用？（09）12．空间数据库的数据模型有哪几种？（08）论述题：1．建立矢量--栅格一体化数据结构的基本思想，试举例说明。（06）2．矢量与栅格数据的优缺点。（07）答：矢量数据：优点：（1）便于面向实体的数据表达；（2）数据结构紧凑、冗余度低；（3）拓扑结构有利于网络分析、空间查询等。缺点：（1）数据结构较复杂；（2）软件实现的技术要求比较高；（3）多边形叠合等分析相对困难。栅格数据：优点：（1）数据结构相对简单；（2）空间分析较容易实现；（3）有利于遥感数据的匹配应用和分析缺点：（1）数据量较大，冗余度高，需要压缩处理；（2）定位精度比矢量低；（3）拓扑关系难以表达。3．简述地理信息系统中主要空间分析方法。（06,08,09）答（1）数字地形模型分析：数字地形模型（DTM）就是用数字化的形式表达的地形信息，DTM在形式上可分为规则网格、不规则网格和数字等高线、等深线、地形特征线等。（2）空间叠合分析：空间叠合分析是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域。（3）空间邻近的分析：空间邻近度地理空间中两个地物距离相近的程度，临近度分析是空间分析的一种重要手段。在实际应用中，如研究道路沿线的污染或河流沿线的供水能力，公共设施的服务区域划分等，都是一个邻近度问题。空间邻近度分析