《地理信息系统》复习资料整理

2013-2014-1学期地信复习资料整理

名词解释

一、GIS[1]地理信息[2]

二、拓扑关系[3]栅格数据结构[4]矢量数据结构[5]

三、空间数据的内插[6]地图投影[7]数据压缩[8]

四、空间索引[9]实体[10]消息[11]空间元数据[12]

五、空间叠合分析[13]空间缓冲区分析[14]

六

七、系统评价[15]

八、数字地球[16]虚拟现实[17]

[1]:是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，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。(P4)

[2]:是指地理数据所蕴含和表达的地理含义。地理数据是指表征与地理环境固有要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。（P3）

[3]:表示地理实体间的空间相关性，定义了地物之间的空间联系，是GIS分析中最基本的关系。(参见P44)

[4]:即基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，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。(P52) [5]:即基于矢量模型的数据结构，是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。(P49)

[6]:通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法，称为空间数据的内插。(P95)

[7]: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开成平面的曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。(P72) [8]:即从所取得的数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。(P92)

[9]:是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。(P135)

[10]:是对客观存在的起独立作用的客体的一种抽象。(P116)

[11]: 是对象之间相互请求或相互协作的唯一途径。(P119)

[12]:是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。(P138) [13]: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。(P158)

[14]:是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形。(P164)

[15]:所谓系统评价，就是指将运行着的系统与预期目标进行比较，考察是否达到了系统设计所预定的总体目标、功能需求及技术和经济指标，然后对系统效率、系统可靠性、可扩展性、可移植性、系统的效益等五项进行逐一审议和考核。(P217) [16]: 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。(P223)

[17]:是指采用各种技术，来营造一个使人感觉置身于类似现实世界的环境中。(P243)

简答题

一、GIS的基本构成有哪些？[1]

简述GIS的基本功能有哪些?[2]

二、简述简单数据结构的特点有哪些？[3]

GIS空间数据按照数据发布形式分为哪几类？[4]

比较常规四叉树和线性四叉树的区别有哪些？[5]

简述扫描矢量化的步骤有哪些？[6]

三、简述栅格数据的矢量化步骤有哪些？[7]

简述道格拉斯-佩克算法的原理是什么？[8]

不同格式数据融合的方法主要有哪些？[9]

四、空间数据管理实现方式从文件发展到数据库主要经历了哪几个阶段？[10]

五、简述迪杰丝特拉算法的思路包括什么？[11]

简述空间缓冲区分析的应用有哪些？[12]

简述空间网络分析的应用有哪些？[13]

六、简述GIS应用模型建模的步骤包括哪些？[14]

七、简述GIS的设计过程有哪些？[15]

八、简述虚拟现实的特征有哪些？[16]

[1] (P6-22):

1）系统硬件：数据处理设备、数据输入设备、数据输出设备；

2）系统软件：GIS功能软件、基础支撑软件、操作系统软件；

3）空间数据：空间数据、属性数据和时间数据；

4）应用人员：系统开发人员、最终用户；

5）应用模型：例如土地利用适宜性评价模型、选址模型、洪水预测模型、人口扩散模型、水土流失模型等。

[2] (P22-25):

1.数据采集与编辑；

2.数据存储与管理；

3.数据处理和变换；

4.空间分析和统计（空间查询、叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析、网络分析）；

5.产品制作与演示；

6.二次开发和编程。

[3]简单数据结构——即矢量数据结构中的实体数据结构——的主要特点(P49)：1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据结构直观简单。

2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化和存储两次，造成数据冗余和产生不一致性。

3）点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，彼此不关联。

4）岛或洞只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。

[4] (P41):

数字线画图（DLG）数据

数字栅格图（DRG）数据

数字高程模型（DEM）数据

数字正射影像（DOM）数据

[5] (P57-58):

常规四叉树在处理上简便灵活；但同时，指针不仅增加了数据的存储量，还增加了操作的复杂性；故不广泛用于存储数据。

线性四叉树较之更节省存储空间；记录节点地址；压缩和解码比较方便，可辨分辨率。

[6](见课件):

扫描矢量化的步骤

1）先进行扫描参数的设置，包括：扫描模式的设置（二值、灰度、百万种彩色扫描）；扫描分辨率的设置；调整亮度、对比度、色调等；设定扫描范围。2）扫描参数设置完后，通过扫描将地图转换为栅格数据。

3）然后采用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面，采用模式识别技术识别出点和注记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋以属性值。

[7](P87):

栅格数据的矢量化步骤

1）在栅格数据中搜索多边形边界弧段相交处的节点位置（这些节点通常是相邻栅格单元不相同的属性值个数大于等于3的栅格处）；

2）从搜索出的节点里任选一个作为起始跟踪节点，顺着栅格属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点为止，则完成一条边界弧段的跟踪矢量化；

3）重复上述过程，做到所有的边界都被生成。

[8] (P93):

对给定曲线的首末点虚连一条直线，求中间所有点与直线间的距离，并找出最大距离d max，用d max与限差L比较。若d max≥L，则保留对应点，以该点为界将曲线分为两段，对每一段重复使用该方法；d max

1）基于转换器的数据融合；

2）基于数据标准的数据融合；

3）基于公共接口的数据融合；

4）基于直接访问的数据融合。

[10] (P112):

1.初级式的管理模式→

2.混合式的管理模式→

3.扩展式的管理模式（引擎方式）→

4.集成式的管理模式

[11] (P170):

算法的基本思想是:按路径长度递增的次序产生最短路径。设置并逐步扩充一个集合S，存放已求出其最短路径的顶点，尚未确定最短路径的顶点集合是V-S，其中V为网中所有顶点集合。按最短路径长度递增的顺序逐个以V-S中的顶点加到S中，直到S中包含全部顶点，而V-S为空。

[12] (P164):

空间缓冲区的应用，如：

1.在地球科学工作中，地学研究者对地震的破坏程度从震源扩散影响的范围的分析；

2.环境科学研究者对沿道路噪声污染影响范围的分析；

3.生态学研究者对围绕湖泊的生态保护区的范围的确定。

[13] (P169):

空间网络分析的用途很广泛，如1.公共交通运营的线路选择和紧急救援行动线路的选择等，与网络最佳路径选择有关；2.当估计排水系统在暴雨期间是否溢流及河流是否泛滥时，需要进行网流量分析或负荷估计；3.城市消防站分布和医疗保健机构的配置等，可以看成是利用网络和相关数据进行资源的分配等。

[14] (P174):

应用模型建模的步骤包括：①明确分析的目的和评价准则；②准备进行分析的数据；③进行空间操作；④结果分析；⑤解释、评价结果（如有必要，返回第一步）；⑥结果输出（地图、表格和文档）。

[15] (P204-205):

应用型GIS的设计，大致可分为四个阶段，即系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护。按开发思路不同分两种设计方法：

生命周期设计法：系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照一定的准则顺序开发实施。

原型化设计法：根据用户提出的需求，由用户与开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原型或系统雏形，交用户试用，经过一段时间的运行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充，产生一个新的原型版本，如此反复和迭代，最后形成一个比较完善和质量较高的应用型GIS。

[16] (P243):

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。

论述题

1、结合专业，谈谈GIS的应用和发展前景（发展前景从发展趋势角度写）？GIS应用（P25-27）：

（一）资源管理：GIS可直接对数据库查询显示、统计、制图、以及提供区域多种组合条件的资源分析，为资源的合理开发利用和规划决策提供条

件；

（二）区域规划：GIS是能为规划人员功能强大的的工具；

（三）国土检测：GIS可有效用于森林火灾的预测预报、洪水灾情检测和淹没损失估算、土地利用动态变化分析和环境质量的评估研究；

（四）辅助决策：GIS利用拥有的数据和因特网传输技术，可以深化电子商务的应用，满足企业决策多维性的需求。

发展前景（P30-34）：

当前地理信息系统正向集成化、产业化、和社会化发展方向迈进，呈现以下发展趋势：

（1）地理信息系统已成为一门综合性技术，地理信息系统不仅与全球卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）构成“3S”集成系统，而且与CAD、多媒体、通信、英特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合，构成了综合的信息技术（即GIS集成技术，3S技术等名词的出现）；

（2）地理信息系统产业化的发展势头强劲，地理信息系统及其产业化的发展

日益受到各国普遍关注，许多基础地理信息数字化产品和大批专业地理科学数字化产品已进入市场，地理信息系统一成为信息产业镇南关市场前景十分广阔，又相对独立的新兴产业；

（3）地理信息网络化已成为当今社会热点，逐步受到关注；

（4）地理信息科学的产生和发展，地理信息系统进一步发展到地信息科学，但学科体系尚未健全，还处在发展阶段。

2、结合实习，举例论述如何利用GIS软件制作专题图？

3、论述GIS的设计过程包括哪些？（这个题前面简答里有了，如果是论述要详细一些）

一、系统分析

它的任务是对系统用户进行需求调查和可行性分析，最后提出新系统的目标和结构方案。

首先进行多方面（who/what/why…）的用户需求调查；在调查后，撰写用户需求调查报告；同时，对这些需求进行可行性分析。最后，以用户需求和可行性分析报告，为系统立项提供依据。

二、系统设计

（一）总体设计

又称逻辑设计，其任务是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分，说明它们在整个系统中的作用和相互关系，以及确定系统的软硬件配置，规定系统采用的技术规范，并做出经费预算和时间安排，以保证系统总体目标的实现。总体设计完成后，撰写系统总体设计方案，提供专家论证和评审。

它的内容包括：用户需求、系统目标、总体结构、系统配置、数据库设计、系统功能、经费和管理。

（二）详细设计

又称实际设计，其任务是根据总体设计的方案确定的目标和阶段开发计划，紧密结合特定的硬件、基础软件和规范标准，进行子系统和数据库等的详细设计，用于指导系统的开发。

它的内容包括：子系统设计，数据库设计，功能模块设计和用户界面设计。三、系统实施

系统实施是按照详细设计方案确定的目标、内容和方法，分阶段完成系统开发的过程。主要有：系统硬件和软件的引进和调试，系统数据库的建立，应用管理系统的开发，系统测试和联调。

四、系统运行和维护

系统运行是指系统经过调试和验收以后，交付用户使用。系统维护则是为了保护系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤，例如数据、软件、硬件等方面的维护。

分析题：见后面解释

题型：

一、名词解释：考10个

二、简答题：考10个

三、论述题：考2个，详细阐述

四、分析题：考两个，一个是关于空间分析的（自己看讲过的第五章和第六章中相关的例子、自己思考思路），一个是四叉树编码的（看书），一个是拓扑关系表的（看书及布置的作业），三个中考两个。