地理信息系統(tǒng)期末復習題

1、第一章第一章緒論緒論一、專業(yè)術語：一、專業(yè)術語：1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是指對某一目標定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)值、字符、圖像、圖形、聲音、視頻等。在計算機中數(shù)據(jù)按符號進行存儲和處理。2.信息信息狹義信息論的定義：兩次不定性之差，即指人們獲得信息前后對事物認識的差別。廣義信息論的定義：指主體（人、生物、機器）與客體（環(huán)境、其他人、生物或機器）之間相互聯(lián)系的一種形式，是主體和客體之間的一切有用的消息或知識，是表征事物性質(zhì)、特征和狀態(tài)的一種普遍形

2、式。3.地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)：是計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人的有機組合，用來有效地獲取、存儲、更新、處理、分析和顯示所有與地理（空間）有關的各類信息二、基礎部分二、基礎部分1.地理特征和現(xiàn)象的數(shù)據(jù)描述包括地理特征和現(xiàn)象的數(shù)據(jù)描述包括空間位置，屬性特征及時域特征三部分。2.GIS的基本功能的基本功能：1、數(shù)據(jù)采集、編輯和處理2、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫管理3、空間信息的處理和變換4、空間信息的瀏覽和查詢5、信息顯示和輸出6、空間分析和空間模

3、擬7、二次開發(fā)功能3.GIS的基本組成部分：的基本組成部分：計算機硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡、空間數(shù)據(jù)、應用模型管理與應用人員。4.介紹幾款常用的工具型介紹幾款常用的工具型GIS平臺：平臺：介紹幾款常用的工具型GIS平臺:ESRI(ARCGIS、Arcview)美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司ESRIInc.產(chǎn)品。ArcGIS提供了用于地理數(shù)據(jù)的自動輸入、處理、分析和顯示的強大功能MapInfoProfessionalMap。MAPINFOInc.

4、桌面型GIS由于其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間分析功能相對較弱。但由于造價低，在國內(nèi)市場占有率較高。AutoCADMap3D。創(chuàng)建與管理空間數(shù)據(jù)的主要的工程GIS平臺。通過使用強大的AutoCAD工具使工作流程化，提高工作效率。SuperMap：科學院超圖公司。GEOSTAR：武漢測繪大學GIS研究中心。MAPGIS：中國地質(zhì)大學（武漢）信息工程學院三、拓展部分三、拓展部分1.談談你對地理信息系統(tǒng)的理解談談你對地理信息系統(tǒng)的理解：1地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)

5、科學與現(xiàn)代技術相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學科地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學與現(xiàn)代技術相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學科，因此它明顯的體現(xiàn)出多學科交叉的特征，這些交叉學科的基礎理論同樣構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的基礎理論體系；2地理信息系統(tǒng)通常是指計算機化的信息系統(tǒng)計算機化的信息系統(tǒng)，需要得到計算機硬件和軟件系統(tǒng)的支持。地理信息系統(tǒng)中，信息的流動及信息流動的結(jié)果，完全由計算機程序的運行和數(shù)據(jù)的交換來仿真；3.處理的對象為地理空間信處理的對象為地理空間信息。地理信息系統(tǒng)用于處理

6、地球表層這一特定空間內(nèi)各種地理現(xiàn)象的信息。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)組織均以地理坐標為參照系，地理信息系統(tǒng)中還必須考慮各地理要素的空間關系；4.地理信息系統(tǒng)的核心組成是地理數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)的核心組成是地理數(shù)據(jù)庫，包括屬性數(shù)據(jù)庫，圖形數(shù)據(jù)庫和遙感影像數(shù)據(jù)庫，地理信息系統(tǒng)提供在統(tǒng)一的平臺綜合處理這些信息的能力，這是地理信息系統(tǒng)不同于其他信息系統(tǒng)的重要一點。5.地理信息系統(tǒng)具有強大的制圖功能地理信息系統(tǒng)具有強大的制圖功能，完全可以代檢查傳統(tǒng)制圖和一般意義上

7、的機助制圖技術，地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要設計生產(chǎn)產(chǎn)各種地圖、圖表、文字等信息；6.地理信息系統(tǒng)必須具有空間分析功能地理信息系統(tǒng)必須具有空間分析功能，正是空間分析功能，是地理信息系統(tǒng)區(qū)別于機助制圖系統(tǒng)，也正是空間分析功能賦予地理信息系統(tǒng)以強大的生命力；7.空間模擬空間模擬：地理信息系統(tǒng)是整個地球或部分區(qū)域的資源、環(huán)境在計算機中的縮影。地理信息系統(tǒng)可以依據(jù)系統(tǒng)應用模型，快速模擬自然過程的演變和過程，取得地理預測和實驗的結(jié)果；8.通過通過

8、GIS選擇優(yōu)化方案選擇優(yōu)化方案，避免不合理的決策，解決與資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟和人口有關的實際應用課題，構(gòu)成決策支持系統(tǒng)。2簡述簡述GIS與其他學科的關系與其他學科的關系：數(shù)學：主要有幾何學和圖論等統(tǒng)計學：統(tǒng)計方法是GIS空間分析的基本方法，統(tǒng)計檢驗也利于GIS空間數(shù)據(jù)不確定性和誤差檢驗；其它相關應用學科：如城市規(guī)劃，土地管理等。第三章第三章空間數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型一、專業(yè)術語一、專業(yè)術語：1拓撲關系拓撲關系是指基本要素點、線、面和體之

9、間具有鄰接、關聯(lián)和包含關系。在平面拓撲的基礎上加上“上下”構(gòu)成三維拓撲。2概念模型概念模型地理空間中地理事物和現(xiàn)象的抽象概念集，是地理數(shù)據(jù)的語義解釋，從計算機系統(tǒng)的角度來看，他是系統(tǒng)抽象的最高層.3對象模型對象模型，對象模型，也稱作要素模型，將研究的整個地理空間看成是一個空域，地理現(xiàn)象和空間實體二維行程編碼，9矢量矢量柵格一體化結(jié)構(gòu)，柵格一體化結(jié)構(gòu)，通過同時記錄多邊形邊界和邊界中間包含的柵格地址，實現(xiàn)既保持矢量數(shù)據(jù)的特征又具有柵格數(shù)據(jù)的

10、性質(zhì)。10.TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它不僅要存儲每個點的高程，還要存儲其平面坐標、節(jié)點連接的拓撲關系，三角形及鄰接三角形等關系。11圖像二值化是圖像二值化是在一個設定的灰度闕值的基礎上，對掃描獲得的灰度圖像（如256級灰度）進行0或1的簡化處理，即有無判斷。二、基礎部分二、基礎部分1.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確表示地理實體間的空間關系分為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確表示地理實體間的空間關系分為實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括拓

11、撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：索引式結(jié)構(gòu)，雙重獨立編碼結(jié)構(gòu)，鏈式雙重獨立編碼結(jié)構(gòu)等。3.主要的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方式有：主要的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方式有：鏈碼、游程長度編碼、塊碼、四叉樹、二維行程編碼4.采用四叉樹編碼時，為了保證四叉樹分解能不斷地進行下去，要求圖像必須為2n2n尺寸的柵格陣列。5.四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼的方法不同分為四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼的方法不同分為常規(guī)四叉樹和線性四叉樹6.主要的三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有主要的三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和四面體

12、格網(wǎng)7.多邊形矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換的主要算法有多邊形矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換的主要算法有：內(nèi)部點擴散算法、射線算法和掃描算法、邊界代數(shù)算法8.柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的目的有三柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的目的有三：①數(shù)據(jù)入庫；②數(shù)據(jù)壓縮；③矢量制圖；9.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點：定位明顯，屬性隱含。三、拓展部分三、拓展部分1.拓撲結(jié)構(gòu)的特點是拓撲結(jié)構(gòu)的特點是:1.除結(jié)點外，每個空間對象都是由更基本的對象組成的。只有點的坐標是被實

13、際存儲的，其他復雜空間對象的坐標信息實際上是邏輯構(gòu)成的。任一復雜對象能分解為一組結(jié)點及其拓撲關系的定義。2.這樣，一個圖層中存儲的全部坐標信息就是結(jié)點的坐標，建立其他對象只是建立對這些坐標的引用。雖然建立拓撲結(jié)構(gòu)需要額外的存儲數(shù)據(jù)，但對坐標數(shù)據(jù)的存儲卻沒有數(shù)據(jù)冗余的問題。3.拓撲結(jié)構(gòu)編碼是某些空間分析的基礎。2.鏈碼（鏈碼（ChainCodes）優(yōu)缺點：優(yōu)點：）優(yōu)缺點：優(yōu)點：鏈式編碼對多邊形的表示具有很強的數(shù)據(jù)壓縮能力，且具有一定的運算

14、功能，如面積和周長計算等，探測邊界急彎和凹進部分等都比較容易，比較適于存儲圖形數(shù)據(jù)。缺點缺點：對疊置運算如組合、相交等則很難實施，對局部修改將改變整體結(jié)構(gòu)，效率較低，而且由于鏈碼以每個區(qū)域為單位存儲邊界，相鄰區(qū)域的公共邊界被重復存儲會產(chǎn)生冗余。3.游程長度編碼優(yōu)缺點游程長度編碼優(yōu)缺點：優(yōu)點優(yōu)點壓縮效率較高，且易于進行檢索，疊加合并等操作，運算簡單，適用于機器存儲容量小，數(shù)據(jù)需大量壓縮，而又要避免復雜的編碼解碼運算增加處理和操作時間的情況

15、缺點缺點:對于圖斑破碎，屬性和邊界多變的數(shù)據(jù)壓縮效率較低，甚至壓縮后的數(shù)據(jù)量比原始數(shù)據(jù)還大。4.對幾種常見柵格壓縮編碼方法進行評價對幾種常見柵格壓縮編碼方法進行評價1.鏈碼的壓縮效率較高，已經(jīng)近矢量結(jié)構(gòu)，對邊界的運算比較方便，但不具有區(qū)域的性質(zhì)，區(qū)域空間分析運算困難。2.游程長度編碼既可以在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度地保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼十分容易。但對破碎數(shù)據(jù)處理效果不好。3.塊碼和四叉樹編碼具有區(qū)域性質(zhì)，又具有可變的分辨率

16、，有較高的壓縮效率，但運算效率是其瓶頸。其中四叉樹編碼可以直接進行大量圖形圖像運算，效率較高，是很有前途的方法。5矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較:：柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；（2）空間數(shù)據(jù)的疊置和組合十分容易方便；（3）各類空間分析都很易于進行；（4）數(shù)學模擬方便；（5）技術開發(fā)費用低。缺點：（1）圖形數(shù)據(jù)量大；（2）用大像元減少數(shù)據(jù)量時，可識別的現(xiàn)象結(jié)構(gòu)將損失大量信息；（3）地圖輸出不精美（