中国地质大学(北京)博士研究生入学考试GIS(地理信息系统)2013-2014-真题总结

1中国地质大学（北京）博士研究生入学考试GIS（地理信息系统）2013-2014总结基本概念1、地理信息系统：有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。3、栅格数据：栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。每一个单元（象素）的位置由它的行列号定义，所表示的实体位置隐含在栅格行列位置中，数据组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性或指向其属性的指针。4、元数据：描述数据及其环境的数据。5、叠加分析：是GIS中的一项非常重要的空间分析功能。是指在统一空间参考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据的过程。6、空间信息系统：它是对空间数据进行组织、管理、分析、显示的系统，它由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模型和图形用户界面及系统人员组成。7、缓冲区分析：缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。8、矢量数据：矢量数据是在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理实体的位置的数据。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误。9、TIN:为不规则三角网的缩写，根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络，数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置，能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点表示数字高程特征。10、泰森多边形：一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。11、数字高程模型：数字高程模型简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(DigitalTerrainModel，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。212、曼哈顿距离：两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离。13、空间拓扑关系：空间拓扑关系描述的是基本的空间目标点、线、面之间的邻接、关联和包含关系。GIS传统的基于矢量数据结构的结点-弧段-多边形，用于描述地理实体之间的连通性、邻接性和区域性。14、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。15：MetaDATA:即元数据,元数据最本质、最抽象的定义为：dataaboutdata。它是一种广泛存在的现象，在许多领域有其具体的定义和应用。16、游程长度编码：游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，它的基本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。17、生命周期：生命周期法也称结构化系统开发方法，是目前国内外较流行的信息系统开发方法，在系统开发中得到了广泛的应用和推广，尤其在开发复杂的大系统时，显示了无比的优越性。它也是迄今为止开发方法中应用最普遍最成熟的一种。18、DTM：DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。19、叠加分析:叠加分析是GIS中的一项非常重要的空间分析功能。是指在统一空间参考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据的过程。20、数字地球：一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。21、空间数据质量：指空间数据在表达实体空间位置,特征和时间所能达到的准确性,一致性,完整性和三者统一性的程度,以及数据适用于不同应用的能力.22、数据字典：数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。23、空间数据挖掘：是指从空间数据库中抽取没有清楚表现出来的隐含的知识和空间关系，并发现其中有用的特征和模式的理论、方法和技术。25、四叉树编码：首先把一幅图象或一幅栅格地图等分成四部分，如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值），那么这个子区域就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区域，这样递归地分割，直至每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。3论述题1、GIS的基本组成及功能地理信息系统：是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。地理信息系统主要由四部分组成即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统开发管理使用人员。一般的GIS包括以下几项基本功能1.数据采集与输入。2.数据编辑与更新，主要包括图形编辑和属性编辑。3.数据存储与管理。4.空间查询与分析，是GIS的核心主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分析。5.数据显示与输出。除上述五大功能外，还有用户接口模块，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。2、GIS的应用现状和发展趋势近年来GIS技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。另一方面，计算机科学及网络技术的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术等都可直接应用到GIS中。1GIS与Internet的结合与应用GIS技术和Internet技术的融合，形成一种新的技术—WebGIS。现在，WebGIS得到越来越广泛的应用。应用方向分为两大类，一类为基于lnternet的公共信息在线服务，提供大量的与空间位置有关的各种信息服务。另外一类应用为基于Internet的企业内部业务管理，帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等。2基于数据库技术的海量空间数据管理GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题。对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般达到GB的数据量级。和传统的基于文件的管理方式相比，利用面向对象的大型数据库技术能够有效地解决这一问题。利用数据库，可建立一种真正的C/S结构的空间信息系统，不仅解决了海量数据的存储和管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性和数据安全机制等许多问题，给GIS的应用带来更广阔的前景。3高分辨率遥感影象、GIS、GPS的结合目前，高分辨率的遥感影象己逐渐应用到商业领域当中，最高精度可以达到1米左右。以GIS为核心的3S集成，使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。4三维仿真与虚拟现实三维GIS是许多应用领域的基本要求。三维和二维相比，能够帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。现在三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数4据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。5无线通讯与GIS的结合随着无线通讯技术的发展，特别是Web技术的应用，使无线通信技术与GIS技术以及lnternet技术的结合成为可能，形成一种新的技术—无线定位技术，利用这种技术，人们用手机就可以查询到自己所在的位置。再利用GIS的空间查询分析功能，查到自己所关心的信息。GIS己深入到各行各业。GIS的应用日趋广泛，已成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工具，同时还进入了军事战略分析、地学领域、移动通信、文化教育乃至人们的日常生活当中，其社会地位发生了明显地变化。GIS己被公认为21世纪的支柱产业。3、GIS数据源（比如精度误差来源）GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。①地图：点――居民点、采样点、高程点、控制点等。线――河流、道路、构造线等。面――湖泊、海洋、植被等。注记――地名注记、高程注记等。②遥感数据：遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。③文本资料：文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。这些也属于GIS的数据。④统计资料：国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域（如人口、基础设施建设、兵要地志等）的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。⑤实测数据：野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。GPS（全球定位系统）所获取的数据也是GIS的重要数据源。⑥多媒体数据：多媒体数据（包括声音、录像等）通常可通过通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主要功能是辅助GIS的分析和查询。⑦已有系统的数据：GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。GIS数据质量包含如下五个方面：①位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。②属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用5以反映属性数据的质量。③逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。④完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等。⑤现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。GIS空间数据的误差可分为源误差和处理误差。(1)源误差源误差是指数据采集和录入中产生的误差，包括：l遥感数据：摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辨率等。l测量数据：人差(对中误差、读数误差等)、仪差(仪器不完善、缺乏校验、未作改正等)、环境(气候、信号干扰等)。l属性数据：数据的录入、数据库的操作等。lGPS数据：信号的精度、接收机精度、定位方法、处理算法等。l地图：控制点精度，编绘、清绘、制图综合等的精度。l地图数字化精度：纸张变形、数字化仪精度、操作员的技能等。(2)处理误差处理误差是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差，例如在下列处理中产生的误差就是处理误差。l几何纠正；l坐标变换；l几何数据的编辑；l属性数据的编辑；l空间分析(如多边形叠置等)；l图形化简(如数据压缩)；l数据格式转换；l计算机截断误差；l空间内插；l矢量栅格数据的相互转换。（3）GIS中的误差传播误差传播是指对有误差的数据，经过处理生成的GIS产品也存在着误差。误差传播在GIS中可归结为三种方式。l代数关系下的误差传播：这是指对有误差的数据进行代数运算后，所得结果的误差。l逻辑关系下的误差传播：即指在GIS中对数据进行逻辑交、并等运算所引起的误差传播，如叠置分析时的误差传播。l推理关系下的误差传播：这是指不精确推理所造成的误差。64、3S技术理论、意义、应用3S技术是遥感技术、地理信息系统、和全球定位系统的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。其具体主要表现四种结合方式:(1)GIS与RS的结合;(2)