GIS三版总复习答案

1第一章绪论1、信息（Information）：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。2、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性3、数据：数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。4、数据处理：即对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。5、数据与信息关系：信息与数据是不可分离的，即信息是数据的内涵，而数据是信息的表达。也就是说数据是信息的载体。6、地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。7、地理信息的特点:1）空间分布性2）具有多维结构的特征3）时序特征十分明显8、地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。9、地理信息系统：是由计算机硬、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。10、简述GIS的构成。它的的基本功能有哪些？硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编辑。11、GIS与其它系统的区别GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMSGIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。第二章地理信息系统的数据结构1、地理空间:一般指上至大气电离层，下至地幔莫霍面之间的区域。2、矢量表示法、栅格表示法：矢量表示法：采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。栅格表示法：采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素。3、拓扑关系的类型1）拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。2）拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。3）拓扑包含：同类但不同级元素之间的关系。4、空间数据的基本特征属性特征、空间特征、时间特征5、空间数据拓扑关系意义21）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。2）有利于空间要素的查询3）可以利用拓扑关系数据作为工具，重建地理实体。6、矢量数据结构类型包括哪些？1）实体数据结构2）拓扑数据结构7、利用关系表来表达下图节点、弧段多边形的空间拓扑关系及拓扑数据结构的关系表节点、弧段多边形的空间拓扑关系表2-1节点与弧段的拓扑关系结点弧段a1,3,4b2,3,5c1,2,6d4,5,6e7表2-2弧段与节点的拓扑关系弧段起始结点终止结点1ca2bc3ba4da5db6dc7ee表2-3弧段与多边形的拓扑关系3弧段左多边形右多边形1AΦ2AB3CA4ΦC5CB6BΦ7BD表2-4多边形与弧段的拓扑关系多边形弧段A-1，-2,3B-6,5,2,-7C-3，-5,4D7拓扑数据结构的关系表1）弧段文件弧段号起始节点终止节点左多边形右多边形1caAф2bcAB3baCA4daфC5dbCB6dcBф7eeBD2)节点坐标文件节点代码横坐标纵坐标aaxaybbxbyccxcyddxdyeexey3)弧段坐标文件弧段代码坐标值1cx，cy，ax，ay42bx，by，cx，cy3bx，by，ax，ay4dx，dy，ax，ay5ax，ay，bx，by6ex，ey，7dx，dy，cx，cy4）多边形文件多边形代码组成弧段A-1，-2，3B-6,5,2,-7C-5，4，-3D78、栅格数据单元值的确定方法有哪些？①中心点法：②面积占优法：③重要性法：④百分比法：9、如何确定合理的网格尺寸？为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法。若研究区域最小图斑的面积为A，网边长为H。合理的网格尺寸：H=1/2（min{Ai})1/210、栅格数据压缩存储的编码方法链式编码、游程长度编码、块式编码、四叉树编码11、游程：栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量。12、请比较常规四叉树与线性四叉树的区别？常规四叉树：常规四叉树每个节点通常储存6个量，即4个子节点指针、一个父节点指针和一个节点值；常规四叉树可采用自下而上的方法建立，对栅格按莫顿码顺序进行检测，这种方法除了要记录叶节点，还要记录中间节点；常规四叉树在处理上简便灵活，而且当栅格矩阵很大，存储和处理整个矩阵较困难时，可用常规四叉树存储法。线性四叉树：线性四叉树每个节点只存储3个量，即莫顿码、深度（或节点大小）和节点值；线性四叉树编码不需要记录中间节点、0值节点，也不使用指针，仅记录非0值叶子节点，并用莫顿码表示叶节点的位置；线性四叉树比常规四叉树节省存储空间；由于记录节点地址，既能直接找到其在四叉树中的走向路径，又可以换算出它在整个栅格区域内的行列位置，压缩和解压缩比较方便，各部分分辨率可不同，即可精确地表示图形结构，又可减少存储量，易于进行大部分图形操作和运算。513、空间数据分类：是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信息层，为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。14、空间数据编码：是指将数据分类结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。15、编码的目的：编码的目的：用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享需要。16、栅格数据图形数字化方法：1）透明格网采集输入2）扫描数字化输入3）数据传输或转换输入17、有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：1，2，2，2；0，1，2，2；1，3，2，2；0，1，2，2。分析并回答下列问题。①表示面状地物的代码是几？②按行方向写出一种游程编码方案。③假设方向代码分别表示为：东=0，东北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，东南=7。写出线状地物的链式编码。④按四叉树分解最多能分解几次？最大层数为多少？解：①表示面状地物的代码是2②按行方向写出一种游程编码（1，1）（2，4）（0，1）（1，2）（2，4）（1，1）（3，2）（2，4）（0，1）（1，1）（2，4）③线状地物的链式编码。1，1，7，5，7④按四叉树分解最多能分解2次？最大层数为3。18、计算四进制或十进制的Morton码①基于四进制的线性四叉树编码先将十进制的行列号转换成二进制数表示，然后按下式计算对应的Morton码：MQ=2Ib+Jb式中：Ib为二进制行号Jb为二进制列号②基于十进制的线性四叉树编码设十进制表示的行、列号在计算机内部的二进制数分别为：II=(inin-1…i2i1),JJ=(jnjn-1…j2j1)十进制的Morton码实际上是II、JJ的二进制数字交叉结合的结果，即：MD=injnin-1jn-1….i2j2i1j1将得到的MD由二进制再转换为十进制数即可。第三章空间数据的处理1、何谓几何纠正？几何纠正的方法常用有几种？几何纠正是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正，以实现与理论值的一6一对应关系；仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换等。2、投影（Project）：在数学中，投影的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。3、地图投影：在地图学中，地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。4、标准纬线：地图上经投影后保持无变形的纬线。5、试述我国地图使用的基本比例尺以及相应的地图投影？我国地形图的基本比例尺是1:500、1:1000、1:2000、1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:20万，1:50万，1:100万，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，这是一个等角横切椭圆柱投影；小于50万的地形图采用等角正轴割圆锥投影，又叫兰勃特投影(LambertConformalConic)大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图多采用兰勃特投影和阿尔伯斯投影；海上小于50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。我国的卫星影像资料用UTM投影，一般应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。7、简述投影转换的方法包括正解变换、反解变换和数值变换等。8、矢量数据结构的优缺点？优点：1）便于面向现象(土壤类、土地利用单元等)；2）数据结构紧凑、冗余度低；3）有利于网络分析、空间查询等；缺点：1）数据结构复杂；2）软件实现的技术要求比较高；3）多边形叠合等分析比较困难；9、简述栅格数据结构的优缺点优点：1）数据结构简单；2）空间分析和地理现象的模拟均比较容易；3）有利于与遥感数据的匹配应用和分析；缺点：1）数据量大、冗余度高；2）定位精度低；3）拓扑关系难以表达。10、直线AB转换过程：1)将点A、B分别转换成栅格数据，求出相应的栅格的行列值。2)求出直线所在行列值的范围。3)确定直线经过的中间栅格点。其步骤如下：第一步，求出相应i(j)行中心处同直线相交的y(x)值。当ΔIΔJ：当ΔIΔJ：21iyyymax21jxxxmax7124536Ayx第二步，用直线方程求出对应y(x)值的点的x(y)值。第三步，从x，y值按公式求出相应i行(j列)的列(行)值j(i)。如上不断求出直线所经过的各行的列值，最后爰成直线的转换。11、基于图像数据的矢量化方法步骤1）二值化2）细化3）边界线追踪13、（Douglas）曲线上点的压缩过程1）确定曲线MN对应的直线方程2）求曲线MN上各点Pi到弦线MN的距离di3）求距离di的最大值dh4）比较dh与ε的大小，并计算开关量Q5）决定取舍，提取中间特征点6）形成新的数据文件14、空间数据的压缩，即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比。15、比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等。如下图所示，试用一次多项式拟合法和按距离加权法分别求取A点的高程，并比较其结果。移动拟合法：指对每一个待插值点P用一个多项式曲面拟合该点附近的表面，从而计算出该点的高程值。局部函数：利用实验得到的点数据，根据自己提出的函数进行局部的拟合，从而求出局部函数的系数进而求未知点P的高程。按距离加权法：和移动拟合法相似，但使用加权平均值代替误差方程式求解出曲面函数。按距离加权法P=21d,niiniiipzpZ11/*点号X/mY/mZ/m114402342434330412245213264125111212xyyyyxxx111212yxxxxyyyxxxInteger1jminyyyInteger1imin81p=21,81,41,21,41,2165432pppppZ=(21*40+21*24+41*30+21*24+41*32+81*25)/(21+21+21+41+41+81)=29.62)移动拟合法把1,2,3,4,5,6，点代入FyExDyCyxBxAz******22得方程1416141A4091216341B241