地理信息系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)題

1、第一章第一章緒論緒論一、專業(yè)術(shù)語：一、專業(yè)術(shù)語：1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是指對某一目標(biāo)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(jī)中數(shù)據(jù)按符號進(jìn)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(rèn)識的差別。廣義信息論的定義：指主體（人、生物、機(jī)器）與客體（環(huán)境、其他人、生物或機(jī)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(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人的有機(jī)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(guān)的各類信息二、基礎(chǔ)部分二、基礎(chǔ)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(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型管理與應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)大的AutoCAD工具使工作流程化，提高工作效率。SuperMap：科學(xué)院超圖公司。GEOSTAR：武漢測繪大學(xué)GIS研究中心。MAPGIS：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院三、拓展部分三、拓展部分1.談?wù)勀銓Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)的理解談?wù)勀銓Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)的理解：1地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)

5、科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科，因此它明顯的體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征，這些交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論同樣構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論體系；2地理信息系統(tǒng)通常是指計算機(jī)化的信息系統(tǒng)計算機(jī)化的信息系統(tǒng)，需要得到計算機(jī)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(jī)程序的運(yùn)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(biāo)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(guān)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(qiáng)大的制圖功能地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)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(jī)助制圖技術(shù)，地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要設(shè)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(jī)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(qiáng)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(jī)中的縮影。地理信息系統(tǒng)可以依據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用模型，快速模擬自然過程的演變和過程，取得地理預(yù)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(jì)和人口有關(guān)的實際應(yīng)用課題，構(gòu)成決策支持系統(tǒng)。2簡述簡述GIS與其他學(xué)科的關(guān)系與其他學(xué)科的關(guān)系：數(shù)學(xué)：主要有幾何學(xué)和圖論等統(tǒng)計學(xué)：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(guān)應(yīng)用學(xué)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(shù)語一、專業(yè)術(shù)語：1拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系是指基本要素點、線、面和體之

9、間具有鄰接、關(guān)聯(lián)和包含關(guān)系。在平面拓?fù)涞幕A(chǔ)上加上“上下”構(gòu)成三維拓?fù)洹?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(jī)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(biāo)、節(jié)點連接的拓?fù)潢P(guān)系，三角形及鄰接三角形等關(guān)系。11圖像二值化是圖像二值化是在一個設(shè)定的灰度闕值的基礎(chǔ)上，對掃描獲得的灰度圖像（如256級灰度）進(jìn)行0或1的簡化處理，即有無判斷。二、基礎(chǔ)部分二、基礎(chǔ)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(guān)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(guān)系分為實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.拓?fù)鋽?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(dú)立編碼結(jié)構(gòu)，鏈?zhǔn)诫p重獨(dú)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(jìn)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(kuò)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點是拓?fù)浣Y(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(biāo)是被實

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

14、功能，如面積和周長計算等，探測邊界急彎和凹進(jìn)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(yùn)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(fù)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(jìn)行檢索，疊加合并等操作，運(yùn)算簡單，適用于機(jī)器存儲容量小，數(shù)據(jù)需大量壓縮，而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運(yùn)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(jìn)行評價對幾種常見柵格壓縮編碼方法進(jìn)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(yùn)算比較方便，但不具有區(qū)域的性質(zhì)，區(qū)域空間分析運(yùn)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(yùn)算效率是其瓶頸。其中四叉樹編碼可以直接進(jìn)行大量圖形圖像運(yùn)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(jìn)行；（4）數(shù)學(xué)模擬方便；（5）技術(shù)開發(fā)費(fèi)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（