第一章
1、地理信息系统(GIS )是用于采集、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统。
2、地理信息系统分类
按研究内容分:
1)专题GIS(Thematic GIS):具有有限目标和
行业特点的GIS 系统。
如矿产资源、森林动态监测、作物估产、水土流
失等信息系统。
2)综合GIS(General GIS):以全球、区域综合
研究和全面信息服务为目标的GIS 。
如城市、流域GIS 。特点:数据项目多,信息齐全
按研究范围分:
1)全球性GIS ;(2)区域性GIS
按使用的数据模型分:
1)矢量;(2)栅格;(3)混合型
3、地理信息系统构成的五个主要部分:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
4、地理信息系统的基本功能:数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程。
5、gis 应用领域:现今地理信息系统已应用于测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保 护、国防、宏观决策支持等领域; 应用:1、资源管理、2、区域规划 3、国土监测、4、辅助设计;
第二章
2、GIS 空间数据的基本特征:(1)空间特征:地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征,以及与相邻地理现象和过程的空间关系,包括方位关系、拓扑关系、相邻关系相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述,称为定位特征或定位数据;空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。
(2)属性特征:指地理现象和过程所具有的专属性质,通常包括名称、数量、质量、性质等,称为属性数据。
(3)时间特征:指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况,称为时态数据。
3、空间数据的拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素(结点、弧段、面域)间的邻接、包含、关联等关系即要素(图元)之间的连通性或相邻的关系。
4、空间数据的拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含。
5、空间数据表示的基本方法:(1)空间分幅(2)属性分层(3)时间分段
6、空间数据结构:空间数据结构是一种用来表达空间数据的数据结构。
7、矢量数据结构类型:实体数据结构和拓扑数据结构。
8、实体数据结构的优缺点:
优点:结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。
缺点:
(1)、相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次,造成数据冗余和碎屑多边形—数据不一致,浪费空间,导致双重边界不能精确匹配。
(2)、自成体系,缺少多边形的邻接信息,无拓扑关系,难以进行邻域处理,如消除多边形公共边界,合并多边形。
(3)、岛作为一个单个图形,没有与外界多边形联系。不易检查拓扑错误。所以,这种结构
只用于简单的制图系统中,显示图形。
9、拓扑数据结构:由节点、弧段、多边形来表示地理要素之间的空间分布及其关系的一种数据组织方式。
10、游程指相邻同值网格的数量,游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并,并记录合并后网格的值及合并网格的长度。
11、编码结构比较
直接栅格编码:简单直观,是压缩编码方法的逻辑原型(栅格文件);
链码:压缩效率较高,以接近矢量结构,对边界的运算比较方便,但不具有区域性质,区域运算较难;
游程长度编码:在很大程度上压缩数据,又最大限度的保留了原始栅格结构,编码解码十分容易,十分适合于微机地理信息系统采用;
13、曲面的表达:不规则三角网和规则格网
14、(一)TIN 的曲面数据结构
思想:将离散分布的实测数据点连接成三角网网中的每个三角形要求尽量接近等边形状并保证由最近邻的点构成三角形,即三角形的边长之和最小。
(二)规则格网的曲面数据结构
思想:将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应于一个数值,该属性值为地面的高程或其他连续分布现象的数值。
16、屏幕数字化过程:(1)打开栅格图像文件(2)图像配准(3)输入空间数据(4)输入属性数据
17、几何纠正
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,以实现与理论值的一一对应关系;(书70页公式)
18、空间数据处理的内容:数据变换、数据重构和数据提取
19、放射变换原理:对二维坐标数据进行平移、旋转和不同比例(x 与y 方向)的缩放。
20、投影转换的方法包括正解变换、反解变换和数值变换等。
22、矢量数据的输入与编辑:矢量数据的输入:是指将分类和编码的空间对象图形转换为一系列x 、y 坐标,然后按照确定的数据结构加入到线段或标示点的计算机数据文件中去;这一过程常常称为数字化。
23、栅格数据的输入方法包括透明格网采集输入、扫描输入、遥感影像解译及数据结构转换输入等;
24、矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线、面的矢量数据,转换成对应的栅格数据。这一过程称为栅格化
25、基于图像数据的矢量化方法(先看图3-20)
二值化:将256级不同的灰度压缩到2个灰度形成二值图,即0和1的两级灰度图(见公式3-17)。
细化:清除线画横断面栅格数的差异,使得每一条线代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。
跟踪:将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条,并以矢量形式存储线段的坐标。
26、栅格数据的矢量化方法
搜索多边形边界弧段相交处的节点位置从搜索出的节点里任选一个作为起始跟踪节点,顺着栅格单元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。重复上述过程,直到所
有边界弧段都被生成。最后,将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形
27、空间数据的压缩的目的:节省存贮空间和节省处理时间
原理:另一份上面(道格拉斯)
28、不同格式数据的融合方法:(1)基于转换器的数据融合(2)基于数据标准的数据融(3)基于公共接口的数据融合(4)基于直接访问的数据融合
29、多源空间数据的融合方法:(1)遥感影像与数字线划图(DLG )的融合(2)遥感影像与数字高程模型(DEM )的融合(3)遥感影像与数字栅格图(DRG )的融合
30、基于栅格的压缩
空间数据压缩方法:1. 游程编码、2. 四叉树编码
16、空间数据内插形式:点的内插-自然地理数据和区域的内插-社会经济统计数据
17、点的内插
点的内插:是研究具有连续变化特征现象(例如地面高程等) 的数值内插方法。
理论基础:空间内地理连续分布现象具有相关性。
解决思路:根据未知点附近的已知数据点的数据,建立相关数学模型(逼近拟合法),推测出未知点处的数据。
18、空间关系查询类型:实体间拓扑、顺序、距离、方位等关系的查询
19、简单的点、线、面实体相互关系的查询包括:
(1)点—点查询(2)线—点查询(3)面—点查询(4)点—线查询(5)线—线查询(6)面—线查询(7)点—面查询(8)线—面查询(9)面—面查询
20、空间属性联合查询:查询条件既包括空间位置关系,又包括属性信息的查询
21、属性数据查询:结构化查询语言
22、空间元数据: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。
23、SDE :(空间数据库引擎)空间数据类型、空间数据检索和SQL 交互
24、空间时态数据库的内容:(1)空间时态数据的表达(2)空间时态数据的更新(3)空间时态数据的查询
25、DTM :数字地形模型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。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型,简称DEM 。 DEM :是地表单元上高程的集合,是地貌形态的离散表示。DEM 通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示,广义的DEM 还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。 DTM 与DEM 的关系: DEM是建立DTM 的基础数据,其它的地形要素可由DEM 直接或间接导出,称为“派生数据”,如坡度、坡向、曲面面积。显然,DEM 的质量好坏直接决定着DTM 的精确性。
26、DEM 的通视分析:通视分析是指以某一点为观察点,研究某一区域通视情况
的地形分析。
(1)视线通视分析:判断任意两点之间能否通视。
(2)视域通视分析:从任意点出发,判断整个区域内所有其他点的通视状况。
(3)判断方法:任意两点间直线与其剖面线是否有交点来判断。
(4)分析结果:二值图(0值代表不可见区域,1值代表可见区域)
27、空间叠合分析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。用途:叠合分析应用于查询和和建模方面,也很有效的解决插值问题
28、基于栅格数据的叠合分析:
栅格叠合分析方法常用种类:数学运算、函数运算和统计运算
29、空间邻近度:描述地理空间中两个地物距离相近的程度。如研究道路沿线的废气污染或河流沿线的供水能力,公共设施的服务区域划分,确定工程建设引起的搬迁范围等。
30、空间邻近度的方法:空间缓冲区分析、泰森多边形分析;
31、空间缓冲区分析: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,用以识别这些实体对周围对象的辐射范围或影响度。用途:缓冲区分析应用于某一主题对象对邻近对象在一定辐射强度或影响强度天剑侠的影响区域分析
32、应用模型建模的步骤
(1)明确分析的目的和评价准则;
(2)准备分析数据;
(3)空间分析操作;
(4)结果分析;
(5)解译、评价结果;
(6)结果输出。
33、例1:道路拓宽改建中的拆迁指标计算:(1)拆迁建筑面积和房产价值,道路拓宽改建的标准;(2)现状道路图及建筑物分布图及相关属性;(3)道路缓冲区、缓冲区与建筑物层 叠加分析;(4)统计分析结果:建筑物选择、拆迁指标计算;(5)解译、评价结果;(6)地图和表格形式输出。
例2:辅助建筑项目选址
(1)建立分析的目的和标准
目的:确定一些具体的地块,作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。
(2)从数据库中提取用于选址的数据
A 、全市所有地块信息的数据层;
B 、全市公共设施的分布图。
(3)进行特征提取和空间拓扑叠加
从地块图中提取满足条件的地块,并与公共设施层数据进行叠加。
(4)进行邻域分析
对叠加结果进行邻域分析和特征提取,去掉周围有幼儿园、学校等公共设施的地块,选择满足要求的地块。
(5)将选择的地块及相关信息以地图和表格的形式打印输出
34、为公园选址,要求该公园的位置必须是从主要公路上容易到达,要减少噪声干扰,同时依山傍水,而且公园的可利用面积最大,试以GIS 方法模拟选址分析步骤,设计其数据处理流程图,并说明其有关的操作和算子。
答:为公园选址,要求该公园的位置必须是从主要公路上容易到达,要减少噪声干扰,同时依山傍水,而且公园的可利用面积最大。试以 GIS 方法模拟选址分析步骤,设计其数据处理流程图,并说明其有关的操作和算子。
分析目的: 确定建立公园的合适区域 评价准则: 1) 相对安静(离公路 0.2 公里之外)且交通方便(离公路 0.8 公里之内) 2) 依附在大小适中的天然河流上,即等级为 2 的河流才适合建公园。 3) 公园选址要避免沼泽地,即土地利用图中非沼泽地的适合建公园。 所需数据: 交通图 水系图(带有分级属性的水系图) 土地利用图 具体步骤: 1) 对交通图中的公路分别建立 0.8,0.2 公里缓冲区 2)将两缓冲区进行空间叠置(擦除分析)得到公园候选区域---zones 3)通过赋属性再分类,将土地利用图分成沼泽地及非沼泽地两类(1 为非沼泽地,0 为沼泽 地) ; 4)合并土地利用图中属性相同的相邻多边形的边界,得到 Marsh 层; 5) 将 Marsh 层和 zones 进行多边形空间叠置分析(相交分析或裁剪分析) ,得到 zones 内的土 地利用区域 Zmarsh ; 6) 将 Stream 层与 Zmarsh 进行空间叠置(相交
分析) 7)查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型=‘1’ ”且“河流等级=‘2’ ”的区域, 该区域即为公园建立的候选地址。 具体操作步骤: 1)建缓冲区 将交通图层添加到新的 Map 中, Layers 的 Properties , General 栏中的 Unit 设置为 meters 点 在 2)空间叠置分析 3)查询 选择 Selection 菜单下的 Select By Attributes,在弹出的对话框中输入查询语句
35、GIS 支持下的建设项目环境管理与分析(选自2000年国产GIS 基础软件测评试题)…… 答:GIS 支持下的建设项目科学管理与分析(选自 2000 年国产 GIS 基础软件测评试题)。背景条件:现有一经济开发区,它由五大功能区组成,各功能区范围地理坐标和允许排污负荷量如图表 A 、表 B 所示。现在此经济开发区内有两个建设项目(其地理坐标如表 C 所示),它们的设计排污量负荷分别为 5t/km2 和 8 t/km2。
环境管理审批条件:建设项目通过环境审批的条件是建设项目设计排污量负荷不超过建设项目所占功能区允许排污量负荷之合。
题目要求:(1 )编制专题地图:①开发区功能区图,显示出各功能区的面积、允许排污负荷量(要求有图例); 建设项目图,显示建设项目及其与开发区各功能区的空间位置关系。 ②建设项目图,显示建设项目及其与开发区各功能区的空间位置关系。
(2 )、输出统计表 ①建设项目使用开发区各功能区土地面积统计表; 假设项目在开发区各功能区的排污负荷量统计表; ②假设项目在开发区各功能区的排污负荷量统计表; ③项目审批结果表(表格形式可按环境项目审批条件自行设计)。
( 3)建设项目可行性分析: 对不可行的建设项目,可通过移动其地理坐标,使之满足环境管理审批条件。试给出在地理坐标移动最小的前提下的解决方案。
(4)构建可完成上述要求、(1 )、( 2)、(3)任务的应用界面,使之能够适用于其他建设项目环境管理。
功能区坐标 A 区 X Y 0 0 2 0 2 2 0 2 0 0
B 区 X 0 4 0 0
Y 6 10 10 6
C 区 X 0 2 6 4 0 0
Y 2 2 4 10 6 2 功能区 D E
D 区 X 2 8 6 2 2
Y 0 0 4 2 0
E 区 X 8 10 10 4 8
Y 0 0 10 10 0
表B
表C
各功能区允许排污负荷量 功能区 允许负荷量 /(t.km-2) A 2.0 B 8.0 C 6.0 两个新建项目的地理坐标 项目 1 项目 2 X Y X Y 1 1 4 6 3 1 8 6 3 4 8 2
允许负荷量 /(t.km-2) 5.0 10.0
项目 3 X -1 1
Y 4 1
项目 4 X 4 4
Y 2 6
36、地理信息系统设计的流程(生命周期法):系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护
37、地理信息标准化的内容:(1)、统一的名词术语内涵
(2)、统一的数据采集原则
(3)、统一的空间定位框架
(4)、统一的数据分类标准
(5)、统一的数据编码系统
(6)、统一的数据组织结构
(7)、统一的数据记录格式
(8)、统一的数据质量含义
38、地理信息系统产品的输出基本设计:
基本理论
a 、 图形坐标系统;
b、颜色模型与颜色空间;
c、地理信息系统图形数据结构与数据库。
输出的几何变换
a、二维图形变换;
b、三维图形变换;
c、地图投影变换。
地形图与专题图的输出组织形式
a、透明图层与影像图层;
b、专题图的符号系统。
39、 GIS 产品有哪些表现形式?各适合在什么情况使用?
答:按输出的载体类型分类:(1)常规地图(是印刷在纸张、塑料薄膜等材料载体上的,是 GIS 产品的重要输出形式)
(2)数字地图(一种新的以计算机为存储和显示载体的地
图形式)
按输出的内容和形式分类:(1)全要素地形图(在内容上通常全面表达水系、地貌、植 被、居民点和独立地物等地理要素,采用统一坐标系统地图投影和分幅编号,比列尺系统, 以及统一的编制规范和图式符号,属于国家基本比列尺地形图)
(2)各类专题地图(突出表现 一种或者几种自然或社会经
济要素的地图)
(3)遥感影像地图(及时提供准确,综合大范围的 各种资
源环境数据,成为 GIS 重要数据源之一)
(4)统计图表与数据报表
40、简述 GIS 图形输出的内容是什么?
答:1、图形坐标系与颜色模型:(1)图形坐标系统(地球表面世界坐标系、输出设备的物理 坐标系)(2)颜色模型与颜色空间(RGB 、CMYK 、HSV 颜色模型)(3)GIS 图形数据结构 与数据库;
2 输出的几何变换:(1)二维图形变换 (2)地图投影变换;
3 地形图与专题地图的输出组织形式:(1)透明图层与影像图层 (2)专题地图的符号系统(点位、线、面状符号)
41、试述 GIS 图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求?
答:3 地形图与专题地图的输出组织形式:(1)透明图层与影像图层(GIS 数字地图通常以 图层形式进行组织,每一个图层包含地图的一个不同要素,常放在不同图层中。图层是透明的,个图层叠加在一起构成完整的一幅地图)
(2)专题地图的符号系统(点位、线、面状符 号)
(专题地图特征的表达时运用不同地图符号来实现的,符号子啊地图中的位置取决于他 所表现的实体的位置,符号的形状的大小取决于实体的质量和数据特征)
42、什么是图形变换?简述二维图形变换的基本原理?
答:是计算机绘图基本技术之一,利用它可以用一些很简单的图组合成相当复杂的图,可以 把用户坐标系下的图形变换到设备坐标系下。 利用图形变换还可以实现二维图形和三维图形 之间转换,甚至还可以把静态图形变为动态图形,从而实现景物画面的动态显示。
二维图形变换的基本原理: 1.几何变换 在计算机绘图应用中,经常要实现从一个几何图形到另一个几何图形的变换。例如, 将图沿某一方向平移一段距离;将图形旋转一定的角度;或将图形放大;反之把图形缩小等 等。这些图形变换的效果虽然各不相同,本质上却都是依照一定的规则,将一个几何图形的 点都变为另一个几何图形的确定的点,这种变换过程称为几何变换。 几何变换的规则是可以用函数来表示的。由于一个二维图形可以分解成点、直线、曲 线。把曲线离散化,它可以用一串短直线段来逼近;而直线段可以是一系列点的集合,因此 点是构成图形的基本几何元素之一。 二维平面图形的几何变换是指在不改变图形连线次序的 情况下,对一个平面点集进行的线性变换。二维平面图形变换的结果有两种,一是使图形产 生位置的改变;另一种是使图形产生变形,例如把图形放大。 对二维图形进行几何变形有五种基本变换形式,它们是:平移、旋转、比例、对称和 错切。
第一章
1、地理信息系统(GIS )是用于采集、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统。
2、地理信息系统分类
按研究内容分:
1)专题GIS(Thematic GIS):具有有限目标和
行业特点的GIS 系统。
如矿产资源、森林动态监测、作物估产、水土流
失等信息系统。
2)综合GIS(General GIS):以全球、区域综合
研究和全面信息服务为目标的GIS 。
如城市、流域GIS 。特点:数据项目多,信息齐全
按研究范围分:
1)全球性GIS ;(2)区域性GIS
按使用的数据模型分:
1)矢量;(2)栅格;(3)混合型
3、地理信息系统构成的五个主要部分:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
4、地理信息系统的基本功能:数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程。
5、gis 应用领域:现今地理信息系统已应用于测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保 护、国防、宏观决策支持等领域; 应用:1、资源管理、2、区域规划 3、国土监测、4、辅助设计;
第二章
2、GIS 空间数据的基本特征:(1)空间特征:地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征,以及与相邻地理现象和过程的空间关系,包括方位关系、拓扑关系、相邻关系相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述,称为定位特征或定位数据;空间关系称为拓扑特征或拓扑数据。
(2)属性特征:指地理现象和过程所具有的专属性质,通常包括名称、数量、质量、性质等,称为属性数据。
(3)时间特征:指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况,称为时态数据。
3、空间数据的拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素(结点、弧段、面域)间的邻接、包含、关联等关系即要素(图元)之间的连通性或相邻的关系。
4、空间数据的拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含。
5、空间数据表示的基本方法:(1)空间分幅(2)属性分层(3)时间分段
6、空间数据结构:空间数据结构是一种用来表达空间数据的数据结构。
7、矢量数据结构类型:实体数据结构和拓扑数据结构。
8、实体数据结构的优缺点:
优点:结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。
缺点:
(1)、相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次,造成数据冗余和碎屑多边形—数据不一致,浪费空间,导致双重边界不能精确匹配。
(2)、自成体系,缺少多边形的邻接信息,无拓扑关系,难以进行邻域处理,如消除多边形公共边界,合并多边形。
(3)、岛作为一个单个图形,没有与外界多边形联系。不易检查拓扑错误。所以,这种结构
只用于简单的制图系统中,显示图形。
9、拓扑数据结构:由节点、弧段、多边形来表示地理要素之间的空间分布及其关系的一种数据组织方式。
10、游程指相邻同值网格的数量,游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并,并记录合并后网格的值及合并网格的长度。
11、编码结构比较
直接栅格编码:简单直观,是压缩编码方法的逻辑原型(栅格文件);
链码:压缩效率较高,以接近矢量结构,对边界的运算比较方便,但不具有区域性质,区域运算较难;
游程长度编码:在很大程度上压缩数据,又最大限度的保留了原始栅格结构,编码解码十分容易,十分适合于微机地理信息系统采用;
13、曲面的表达:不规则三角网和规则格网
14、(一)TIN 的曲面数据结构
思想:将离散分布的实测数据点连接成三角网网中的每个三角形要求尽量接近等边形状并保证由最近邻的点构成三角形,即三角形的边长之和最小。
(二)规则格网的曲面数据结构
思想:将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应于一个数值,该属性值为地面的高程或其他连续分布现象的数值。
16、屏幕数字化过程:(1)打开栅格图像文件(2)图像配准(3)输入空间数据(4)输入属性数据
17、几何纠正
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,以实现与理论值的一一对应关系;(书70页公式)
18、空间数据处理的内容:数据变换、数据重构和数据提取
19、放射变换原理:对二维坐标数据进行平移、旋转和不同比例(x 与y 方向)的缩放。
20、投影转换的方法包括正解变换、反解变换和数值变换等。
22、矢量数据的输入与编辑:矢量数据的输入:是指将分类和编码的空间对象图形转换为一系列x 、y 坐标,然后按照确定的数据结构加入到线段或标示点的计算机数据文件中去;这一过程常常称为数字化。
23、栅格数据的输入方法包括透明格网采集输入、扫描输入、遥感影像解译及数据结构转换输入等;
24、矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线、面的矢量数据,转换成对应的栅格数据。这一过程称为栅格化
25、基于图像数据的矢量化方法(先看图3-20)
二值化:将256级不同的灰度压缩到2个灰度形成二值图,即0和1的两级灰度图(见公式3-17)。
细化:清除线画横断面栅格数的差异,使得每一条线代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。
跟踪:将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条,并以矢量形式存储线段的坐标。
26、栅格数据的矢量化方法
搜索多边形边界弧段相交处的节点位置从搜索出的节点里任选一个作为起始跟踪节点,顺着栅格单元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。重复上述过程,直到所
有边界弧段都被生成。最后,将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形
27、空间数据的压缩的目的:节省存贮空间和节省处理时间
原理:另一份上面(道格拉斯)
28、不同格式数据的融合方法:(1)基于转换器的数据融合(2)基于数据标准的数据融(3)基于公共接口的数据融合(4)基于直接访问的数据融合
29、多源空间数据的融合方法:(1)遥感影像与数字线划图(DLG )的融合(2)遥感影像与数字高程模型(DEM )的融合(3)遥感影像与数字栅格图(DRG )的融合
30、基于栅格的压缩
空间数据压缩方法:1. 游程编码、2. 四叉树编码
16、空间数据内插形式:点的内插-自然地理数据和区域的内插-社会经济统计数据
17、点的内插
点的内插:是研究具有连续变化特征现象(例如地面高程等) 的数值内插方法。
理论基础:空间内地理连续分布现象具有相关性。
解决思路:根据未知点附近的已知数据点的数据,建立相关数学模型(逼近拟合法),推测出未知点处的数据。
18、空间关系查询类型:实体间拓扑、顺序、距离、方位等关系的查询
19、简单的点、线、面实体相互关系的查询包括:
(1)点—点查询(2)线—点查询(3)面—点查询(4)点—线查询(5)线—线查询(6)面—线查询(7)点—面查询(8)线—面查询(9)面—面查询
20、空间属性联合查询:查询条件既包括空间位置关系,又包括属性信息的查询
21、属性数据查询:结构化查询语言
22、空间元数据: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。
23、SDE :(空间数据库引擎)空间数据类型、空间数据检索和SQL 交互
24、空间时态数据库的内容:(1)空间时态数据的表达(2)空间时态数据的更新(3)空间时态数据的查询
25、DTM :数字地形模型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。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型,简称DEM 。 DEM :是地表单元上高程的集合,是地貌形态的离散表示。DEM 通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示,广义的DEM 还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。 DTM 与DEM 的关系: DEM是建立DTM 的基础数据,其它的地形要素可由DEM 直接或间接导出,称为“派生数据”,如坡度、坡向、曲面面积。显然,DEM 的质量好坏直接决定着DTM 的精确性。
26、DEM 的通视分析:通视分析是指以某一点为观察点,研究某一区域通视情况
的地形分析。
(1)视线通视分析:判断任意两点之间能否通视。
(2)视域通视分析:从任意点出发,判断整个区域内所有其他点的通视状况。
(3)判断方法:任意两点间直线与其剖面线是否有交点来判断。
(4)分析结果:二值图(0值代表不可见区域,1值代表可见区域)
27、空间叠合分析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。用途:叠合分析应用于查询和和建模方面,也很有效的解决插值问题
28、基于栅格数据的叠合分析:
栅格叠合分析方法常用种类:数学运算、函数运算和统计运算
29、空间邻近度:描述地理空间中两个地物距离相近的程度。如研究道路沿线的废气污染或河流沿线的供水能力,公共设施的服务区域划分,确定工程建设引起的搬迁范围等。
30、空间邻近度的方法:空间缓冲区分析、泰森多边形分析;
31、空间缓冲区分析: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,用以识别这些实体对周围对象的辐射范围或影响度。用途:缓冲区分析应用于某一主题对象对邻近对象在一定辐射强度或影响强度天剑侠的影响区域分析
32、应用模型建模的步骤
(1)明确分析的目的和评价准则;
(2)准备分析数据;
(3)空间分析操作;
(4)结果分析;
(5)解译、评价结果;
(6)结果输出。
33、例1:道路拓宽改建中的拆迁指标计算:(1)拆迁建筑面积和房产价值,道路拓宽改建的标准;(2)现状道路图及建筑物分布图及相关属性;(3)道路缓冲区、缓冲区与建筑物层 叠加分析;(4)统计分析结果:建筑物选择、拆迁指标计算;(5)解译、评价结果;(6)地图和表格形式输出。
例2:辅助建筑项目选址
(1)建立分析的目的和标准
目的:确定一些具体的地块,作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。
(2)从数据库中提取用于选址的数据
A 、全市所有地块信息的数据层;
B 、全市公共设施的分布图。
(3)进行特征提取和空间拓扑叠加
从地块图中提取满足条件的地块,并与公共设施层数据进行叠加。
(4)进行邻域分析
对叠加结果进行邻域分析和特征提取,去掉周围有幼儿园、学校等公共设施的地块,选择满足要求的地块。
(5)将选择的地块及相关信息以地图和表格的形式打印输出
34、为公园选址,要求该公园的位置必须是从主要公路上容易到达,要减少噪声干扰,同时依山傍水,而且公园的可利用面积最大,试以GIS 方法模拟选址分析步骤,设计其数据处理流程图,并说明其有关的操作和算子。
答:为公园选址,要求该公园的位置必须是从主要公路上容易到达,要减少噪声干扰,同时依山傍水,而且公园的可利用面积最大。试以 GIS 方法模拟选址分析步骤,设计其数据处理流程图,并说明其有关的操作和算子。
分析目的: 确定建立公园的合适区域 评价准则: 1) 相对安静(离公路 0.2 公里之外)且交通方便(离公路 0.8 公里之内) 2) 依附在大小适中的天然河流上,即等级为 2 的河流才适合建公园。 3) 公园选址要避免沼泽地,即土地利用图中非沼泽地的适合建公园。 所需数据: 交通图 水系图(带有分级属性的水系图) 土地利用图 具体步骤: 1) 对交通图中的公路分别建立 0.8,0.2 公里缓冲区 2)将两缓冲区进行空间叠置(擦除分析)得到公园候选区域---zones 3)通过赋属性再分类,将土地利用图分成沼泽地及非沼泽地两类(1 为非沼泽地,0 为沼泽 地) ; 4)合并土地利用图中属性相同的相邻多边形的边界,得到 Marsh 层; 5) 将 Marsh 层和 zones 进行多边形空间叠置分析(相交分析或裁剪分析) ,得到 zones 内的土 地利用区域 Zmarsh ; 6) 将 Stream 层与 Zmarsh 进行空间叠置(相交
分析) 7)查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型=‘1’ ”且“河流等级=‘2’ ”的区域, 该区域即为公园建立的候选地址。 具体操作步骤: 1)建缓冲区 将交通图层添加到新的 Map 中, Layers 的 Properties , General 栏中的 Unit 设置为 meters 点 在 2)空间叠置分析 3)查询 选择 Selection 菜单下的 Select By Attributes,在弹出的对话框中输入查询语句
35、GIS 支持下的建设项目环境管理与分析(选自2000年国产GIS 基础软件测评试题)…… 答:GIS 支持下的建设项目科学管理与分析(选自 2000 年国产 GIS 基础软件测评试题)。背景条件:现有一经济开发区,它由五大功能区组成,各功能区范围地理坐标和允许排污负荷量如图表 A 、表 B 所示。现在此经济开发区内有两个建设项目(其地理坐标如表 C 所示),它们的设计排污量负荷分别为 5t/km2 和 8 t/km2。
环境管理审批条件:建设项目通过环境审批的条件是建设项目设计排污量负荷不超过建设项目所占功能区允许排污量负荷之合。
题目要求:(1 )编制专题地图:①开发区功能区图,显示出各功能区的面积、允许排污负荷量(要求有图例); 建设项目图,显示建设项目及其与开发区各功能区的空间位置关系。 ②建设项目图,显示建设项目及其与开发区各功能区的空间位置关系。
(2 )、输出统计表 ①建设项目使用开发区各功能区土地面积统计表; 假设项目在开发区各功能区的排污负荷量统计表; ②假设项目在开发区各功能区的排污负荷量统计表; ③项目审批结果表(表格形式可按环境项目审批条件自行设计)。
( 3)建设项目可行性分析: 对不可行的建设项目,可通过移动其地理坐标,使之满足环境管理审批条件。试给出在地理坐标移动最小的前提下的解决方案。
(4)构建可完成上述要求、(1 )、( 2)、(3)任务的应用界面,使之能够适用于其他建设项目环境管理。
功能区坐标 A 区 X Y 0 0 2 0 2 2 0 2 0 0
B 区 X 0 4 0 0
Y 6 10 10 6
C 区 X 0 2 6 4 0 0
Y 2 2 4 10 6 2 功能区 D E
D 区 X 2 8 6 2 2
Y 0 0 4 2 0
E 区 X 8 10 10 4 8
Y 0 0 10 10 0
表B
表C
各功能区允许排污负荷量 功能区 允许负荷量 /(t.km-2) A 2.0 B 8.0 C 6.0 两个新建项目的地理坐标 项目 1 项目 2 X Y X Y 1 1 4 6 3 1 8 6 3 4 8 2
允许负荷量 /(t.km-2) 5.0 10.0
项目 3 X -1 1
Y 4 1
项目 4 X 4 4
Y 2 6
36、地理信息系统设计的流程(生命周期法):系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护
37、地理信息标准化的内容:(1)、统一的名词术语内涵
(2)、统一的数据采集原则
(3)、统一的空间定位框架
(4)、统一的数据分类标准
(5)、统一的数据编码系统
(6)、统一的数据组织结构
(7)、统一的数据记录格式
(8)、统一的数据质量含义
38、地理信息系统产品的输出基本设计:
基本理论
a 、 图形坐标系统;
b、颜色模型与颜色空间;
c、地理信息系统图形数据结构与数据库。
输出的几何变换
a、二维图形变换;
b、三维图形变换;
c、地图投影变换。
地形图与专题图的输出组织形式
a、透明图层与影像图层;
b、专题图的符号系统。
39、 GIS 产品有哪些表现形式?各适合在什么情况使用?
答:按输出的载体类型分类:(1)常规地图(是印刷在纸张、塑料薄膜等材料载体上的,是 GIS 产品的重要输出形式)
(2)数字地图(一种新的以计算机为存储和显示载体的地
图形式)
按输出的内容和形式分类:(1)全要素地形图(在内容上通常全面表达水系、地貌、植 被、居民点和独立地物等地理要素,采用统一坐标系统地图投影和分幅编号,比列尺系统, 以及统一的编制规范和图式符号,属于国家基本比列尺地形图)
(2)各类专题地图(突出表现 一种或者几种自然或社会经
济要素的地图)
(3)遥感影像地图(及时提供准确,综合大范围的 各种资
源环境数据,成为 GIS 重要数据源之一)
(4)统计图表与数据报表
40、简述 GIS 图形输出的内容是什么?
答:1、图形坐标系与颜色模型:(1)图形坐标系统(地球表面世界坐标系、输出设备的物理 坐标系)(2)颜色模型与颜色空间(RGB 、CMYK 、HSV 颜色模型)(3)GIS 图形数据结构 与数据库;
2 输出的几何变换:(1)二维图形变换 (2)地图投影变换;
3 地形图与专题地图的输出组织形式:(1)透明图层与影像图层 (2)专题地图的符号系统(点位、线、面状符号)
41、试述 GIS 图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求?
答:3 地形图与专题地图的输出组织形式:(1)透明图层与影像图层(GIS 数字地图通常以 图层形式进行组织,每一个图层包含地图的一个不同要素,常放在不同图层中。图层是透明的,个图层叠加在一起构成完整的一幅地图)
(2)专题地图的符号系统(点位、线、面状符 号)
(专题地图特征的表达时运用不同地图符号来实现的,符号子啊地图中的位置取决于他 所表现的实体的位置,符号的形状的大小取决于实体的质量和数据特征)
42、什么是图形变换?简述二维图形变换的基本原理?
答:是计算机绘图基本技术之一,利用它可以用一些很简单的图组合成相当复杂的图,可以 把用户坐标系下的图形变换到设备坐标系下。 利用图形变换还可以实现二维图形和三维图形 之间转换,甚至还可以把静态图形变为动态图形,从而实现景物画面的动态显示。
二维图形变换的基本原理: 1.几何变换 在计算机绘图应用中,经常要实现从一个几何图形到另一个几何图形的变换。例如, 将图沿某一方向平移一段距离;将图形旋转一定的角度;或将图形放大;反之把图形缩小等 等。这些图形变换的效果虽然各不相同,本质上却都是依照一定的规则,将一个几何图形的 点都变为另一个几何图形的确定的点,这种变换过程称为几何变换。 几何变换的规则是可以用函数来表示的。由于一个二维图形可以分解成点、直线、曲 线。把曲线离散化,它可以用一串短直线段来逼近;而直线段可以是一系列点的集合,因此 点是构成图形的基本几何元素之一。 二维平面图形的几何变换是指在不改变图形连线次序的 情况下,对一个平面点集进行的线性变换。二维平面图形变换的结果有两种,一是使图形产 生位置的改变;另一种是使图形产生变形,例如把图形放大。 对二维图形进行几何变形有五种基本变换形式,它们是:平移、旋转、比例、对称和 错切。