地理信息系统

1.凡是输入计算机系统的都是数据,而系统输出的都叫信息。 2.信息的特点:(1)信息的客观性;任何信息都是与客观事实紧密相连的,这是信息的正确性和精度的保证。(2)信息的适用性:信息对决策是十分重要的,地理信息系统将大量的地理数据收集,组织,和管理起来。经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息。这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。(3)信息系统传输性:信息可以在发送者和接收者之间的传输。既包括系统把信息传送至终端设备,并以一定的形式和格式提供给有关的用户,包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。(4)信息的共享性,信息与实物不同,信息可以传输给多个用户。为多个用户共享,而信息本身并无损失,这为信息的并发应用提供了可能性

3. 地理信息系统: 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。

4. 对地理信息系统的分类可以根据1, 其研究范围,分为全球系统,区域系统和国家系统;2. 根据其研究内容,可以分为专题系统和综合系统;3. 根据其使用的数据模型,可以分为矢量系统,栅格系统的失栅混合系统。

5. 地理信息系统的基本构成包括以下五各部分:系统硬件,系统软件,空间数据,应用人员和应用模型

6. 地理信息系统的基本功能:一,数据采集与编辑 二,数据储存和管理 三,数据处理和变换 四,空间分析和统计 五,产品制

作与演示 六,二次开发和编程。

7. 计算机分析地图内容并提供信息,是从自然资源的管理和土地规划任务开始的,在这个基础上Roger Tomlinson从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即 加拿大地理信息系统(CGIS ),因此,Tomlinson 被誉为地理信息系统之父。

8. 地理投影:将椭圆面上的各点的大地坐标,按照一定的数学法则,变换为平面上相应的点的平面直角坐标,

9. 矢量表示法:采用一个没有大小的点(坐标)来表示基本点元素,

10. 栅格表示法:采用一个有固定大小的点来表示基本元素。 (简答)11. 地理空间数据分类(GIS 空间数据分类):按照数据来源分类:(1)地图数据:地图数据来源于各种类型的普通地图和专题地图。这些地图的内容丰富,图上空间实体间的空间关系直观。实体的类别或属性清晰,实测地形图还具有很高的定位精度。

(2)影像数据:影像数据主要来源于卫星遥感和航空遥感,包括多平台,多层面,多种传感器,多时相,多光谱,多角度和多种分辨率的遥感影像数据,也是GIS 最有效的数据源之一。

(3)文本数据:文本数据来源于各类调查报告,实测数据,文献资料,解释信息等。

12. 拓扑关系的类型:一,拓扑邻接:指存在于空间图形相同类型元素之间的拓扑关系,二,拓扑关联:指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系 三,拓扑包含:只存在于空间图形相同类型但不同等

级的元素之间的拓扑关系。

13.空间拓扑关系的意义:1, 根据拓扑关系,不需要利用坐标或者计算距离,就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. 利用拓扑数据有利与空间要素的查询,3. 可以利用拓扑数据作为工具,重建地理实体。

14. GIS 中空间数据计算机表示的基本方法是:1,空间分幅:即将整个地理空间划分为许多子空间,再选择要表达的子空间。2,属性分层:即将要白哦大的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示 3,时间分段:将有时间特征的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据,在逐一表示。

(简答)15. 实体数据结构的主要特点:

1,数据按点,先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两次和存储两次,容易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。 16. 栅格数据结构:基于栅格模型的数据 栅格单元:将空间分割成有规则的网格。

数字化的方法:手扶跟踪数字化仪数字化,屏幕数字化,扫描矢量化

17. 设一个区域的矢量多边形的面积为A 当网格边长为H 时,

H=1/2(min{Ai })1/2

18.TIN 的曲面数据结构:是将离散分布的实测数据点连成三角网,网中的每个三角形要求尽量接近等边形状,保证由最近邻的点构成三角形,及三角形的边长之和最小。

19. 空间数据的分类:1根据几何图形原则将空间数据分为点、线、面三种类型;2 对象原则 ,例如和河流和道路,虽然同为线状要素,但是属于不同的地理对象,应当作为不同的数据存储层。

20. 地图的投影类型:分为三类:

等角投影,等面积投影,任意投影;

(简答)21:高斯-克吕格投影的特点如下:

1. 中央经线上没有任何变形,满足中央经线投影后保持长度不变

的条件;

2. 除中央中线的长度比为1外,其他任何点的长度比均大于1;

3. 3. 在同一条纬线上,离中央经线越远,变形越大,最大值位于

投影带的边缘;

4. 在同一条经线上,纬度越低,变形越大,变形最大值位于赤道

上;

5. 投影属于等角性质,故没有角度变形,面积为长度比的平方;

6. 长度比的等变形线平行于中央子午线。

22. 高斯—克吕格投影:就是假想一个椭圆柱横向套在地球椭球外面,并与某一子午线相切(此子午线叫中央子午线或中央经线),椭圆柱的中心周围与地球椭球的赤道上,再按高斯-克吕格投影所规定

的条件将中央经线两侧一定经差范围内的经纬线投影到椭圆柱面上,并将椭圆柱面展为平面。

23. 矢量数据结构和栅格数据结构具有不同的优缺点:一般对于他们的应用原则是数据采集采用矢量数据结构,有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述;而空间分析主要采用栅格数据结构,有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。

24. 遥感与GIS 数据的融合:

1. 遥感影像与数字线画图的融合;

2. 遥感影像与数字地形模型的融合

3. 遥感影像与数字栅格图的融合

(简答)25. 空间数据库设计的原则

1. 尽量减少空间数据存储的冗余量

2. 提供稳定的空间数据结构,在用户的需要改变时该数据结构能迅速作相应的变化

3. 满足用户对空间数据结构及时访问的需求,并能高效的提供用户所需的空间数据查询结果

4. 在数据元素间维持复杂的联系,以反应空间数据的复杂性

5. 支持多种多样的决策需要,具有较强的应用适应性。

25. 数字地形模型(DTM )指的是用数字化的形式表达的地理信息。在形式上可以分为1. 规则格网2. 不规则三角网3. 数字高等线,等深线,地形特征线。

26. 在表示坡度时也可将用度数表示的坡度值转化为相应的百分比。

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的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称或建立地理对象之间的空间对应关系。

28. 空间重叠可分为基于矢量数据的叠合分析和栅格数据的叠合分析两种类型。 基于矢量数据的叠合分析根据叠合对象图形特征的不同分为:1. 点和多边形的叠合2. 线与多边形的叠合3. 多边形与多边形的叠合

29. 空间缓冲区:就是地理空间实体的一种影响范围或服务范围,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。

30. (GIS )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. 准备分析数据3. 空间分析操作4. 结果分析5. 解释评价结果6. 结果输出。

(简答)31. 用户需求调查即调查系统用户对开发的GIS 系统的功能要求和信息需求的情况,具体调查的主要内容有

1. WHO :谁使用该系统,该系统的用户结构如何,哪些是直接用户,哪些是间接用户,哪些是终端用户,哪些是潜在用户。当前部门的组织结构,人员分工和职能的情况,现有的业务流程和工作效率。

2. WHAT ;新系统是做什么用的,它需要具备哪些功能,他应能解决和处理哪些类型的问题,因此需要具有哪些设备,资源,数据等。

3. WHY :为什么需要具有这些功能和条件具有这些功能以后与常规

的业务流程有哪些不同点和优越性,对现行系统和建立的新系统从功能,效率,效益等方面做详细调查及对比研究等

4. WHERE :建立新系统所需要的资源从哪里获去,特别是数据资源能否得到保障已解决系统硬件和软件的途径

5. QUAITY :指具体的技术指标,性能要求,和可靠性要求。 32.地理信息系统的评价:(审议和考核)

1. 系统的效率:GIS 的各种智能指标,技术指标和经济指标均是系统效率的反应。

2. 系统可靠性:指系统在运行时的稳定性

3. 可扩展性:任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和完善的过程,特备是GIS 常常是从清查和汇集空间数据开始的,然后逐步演化到管理到决策的高级阶段。

4. 可移植性:是评价GIS 的一项重要指标;

5. 系统的效益:包括系统的经济效益和社会效益;

33. 数字地图:是以计算机存储和显示载体的地图数据形式; 34. 数字地图的优点:

1. 数字地图的存储介质是计算机磁盘和光盘等;与常规地图相比,其信息的储存量大,体积小,易携带,和通过网络进行传输。

2. 数字地图是以空间数据反应各类地图特征,可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无级缩放,漫游等显示和信息的动态选择,查询,量算等功能;

3. 数字地图便与遥感信息和GIS 空间数据相结合实现地图的快速更新

同时也便于多层次信息的综合表现与分析。

35.颜色模型:就是对需要输出的不同色彩使用一种坐标进行定义 RGB 颜色模型:是工业界的一种颜色标准是通过红R 绿G 蓝B 三个颜色通道的变化以及他们互相之间的叠加来得到各式各样的颜色,称之为加色法这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。

36.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,要少噪音干扰,同时依山滂水,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。

1.凡是输入计算机系统的都是数据,而系统输出的都叫信息。 2.信息的特点:(1)信息的客观性;任何信息都是与客观事实紧密相连的,这是信息的正确性和精度的保证。(2)信息的适用性:信息对决策是十分重要的,地理信息系统将大量的地理数据收集,组织,和管理起来。经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息。这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。(3)信息系统传输性:信息可以在发送者和接收者之间的传输。既包括系统把信息传送至终端设备,并以一定的形式和格式提供给有关的用户,包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。(4)信息的共享性,信息与实物不同,信息可以传输给多个用户。为多个用户共享,而信息本身并无损失,这为信息的并发应用提供了可能性

3. 地理信息系统: 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。

4. 对地理信息系统的分类可以根据1, 其研究范围,分为全球系统,区域系统和国家系统;2. 根据其研究内容,可以分为专题系统和综合系统;3. 根据其使用的数据模型,可以分为矢量系统,栅格系统的失栅混合系统。

5. 地理信息系统的基本构成包括以下五各部分:系统硬件,系统软件,空间数据,应用人员和应用模型

6. 地理信息系统的基本功能:一,数据采集与编辑 二,数据储存和管理 三,数据处理和变换 四,空间分析和统计 五,产品制

作与演示 六,二次开发和编程。

7. 计算机分析地图内容并提供信息,是从自然资源的管理和土地规划任务开始的,在这个基础上Roger Tomlinson从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即 加拿大地理信息系统(CGIS ),因此,Tomlinson 被誉为地理信息系统之父。

8. 地理投影:将椭圆面上的各点的大地坐标,按照一定的数学法则,变换为平面上相应的点的平面直角坐标,

9. 矢量表示法:采用一个没有大小的点(坐标)来表示基本点元素,

10. 栅格表示法:采用一个有固定大小的点来表示基本元素。 (简答)11. 地理空间数据分类(GIS 空间数据分类):按照数据来源分类:(1)地图数据:地图数据来源于各种类型的普通地图和专题地图。这些地图的内容丰富,图上空间实体间的空间关系直观。实体的类别或属性清晰,实测地形图还具有很高的定位精度。

(2)影像数据:影像数据主要来源于卫星遥感和航空遥感,包括多平台,多层面,多种传感器,多时相,多光谱,多角度和多种分辨率的遥感影像数据,也是GIS 最有效的数据源之一。

(3)文本数据:文本数据来源于各类调查报告,实测数据,文献资料,解释信息等。

12. 拓扑关系的类型:一,拓扑邻接:指存在于空间图形相同类型元素之间的拓扑关系,二,拓扑关联:指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系 三,拓扑包含:只存在于空间图形相同类型但不同等

级的元素之间的拓扑关系。

13.空间拓扑关系的意义:1, 根据拓扑关系,不需要利用坐标或者计算距离,就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. 利用拓扑数据有利与空间要素的查询,3. 可以利用拓扑数据作为工具,重建地理实体。

14. GIS 中空间数据计算机表示的基本方法是:1,空间分幅:即将整个地理空间划分为许多子空间,再选择要表达的子空间。2,属性分层:即将要白哦大的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示 3,时间分段:将有时间特征的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据,在逐一表示。

(简答)15. 实体数据结构的主要特点:

1,数据按点,先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两次和存储两次,容易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。 16. 栅格数据结构:基于栅格模型的数据 栅格单元:将空间分割成有规则的网格。

数字化的方法:手扶跟踪数字化仪数字化,屏幕数字化,扫描矢量化

17. 设一个区域的矢量多边形的面积为A 当网格边长为H 时,

H=1/2(min{Ai })1/2

18.TIN 的曲面数据结构:是将离散分布的实测数据点连成三角网,网中的每个三角形要求尽量接近等边形状,保证由最近邻的点构成三角形,及三角形的边长之和最小。

19. 空间数据的分类:1根据几何图形原则将空间数据分为点、线、面三种类型;2 对象原则 ,例如和河流和道路,虽然同为线状要素,但是属于不同的地理对象,应当作为不同的数据存储层。

20. 地图的投影类型:分为三类:

等角投影,等面积投影,任意投影;

(简答)21:高斯-克吕格投影的特点如下:

1. 中央经线上没有任何变形,满足中央经线投影后保持长度不变

的条件;

2. 除中央中线的长度比为1外,其他任何点的长度比均大于1;

3. 3. 在同一条纬线上,离中央经线越远,变形越大,最大值位于

投影带的边缘;

4. 在同一条经线上,纬度越低,变形越大,变形最大值位于赤道

上;

5. 投影属于等角性质,故没有角度变形,面积为长度比的平方;

6. 长度比的等变形线平行于中央子午线。

22. 高斯—克吕格投影:就是假想一个椭圆柱横向套在地球椭球外面,并与某一子午线相切(此子午线叫中央子午线或中央经线),椭圆柱的中心周围与地球椭球的赤道上,再按高斯-克吕格投影所规定

的条件将中央经线两侧一定经差范围内的经纬线投影到椭圆柱面上,并将椭圆柱面展为平面。

23. 矢量数据结构和栅格数据结构具有不同的优缺点:一般对于他们的应用原则是数据采集采用矢量数据结构,有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述;而空间分析主要采用栅格数据结构,有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。

24. 遥感与GIS 数据的融合:

1. 遥感影像与数字线画图的融合;

2. 遥感影像与数字地形模型的融合

3. 遥感影像与数字栅格图的融合

(简答)25. 空间数据库设计的原则

1. 尽量减少空间数据存储的冗余量

2. 提供稳定的空间数据结构,在用户的需要改变时该数据结构能迅速作相应的变化

3. 满足用户对空间数据结构及时访问的需求,并能高效的提供用户所需的空间数据查询结果

4. 在数据元素间维持复杂的联系,以反应空间数据的复杂性

5. 支持多种多样的决策需要,具有较强的应用适应性。

25. 数字地形模型(DTM )指的是用数字化的形式表达的地理信息。在形式上可以分为1. 规则格网2. 不规则三角网3. 数字高等线,等深线,地形特征线。

26. 在表示坡度时也可将用度数表示的坡度值转化为相应的百分比。

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的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称或建立地理对象之间的空间对应关系。

28. 空间重叠可分为基于矢量数据的叠合分析和栅格数据的叠合分析两种类型。 基于矢量数据的叠合分析根据叠合对象图形特征的不同分为:1. 点和多边形的叠合2. 线与多边形的叠合3. 多边形与多边形的叠合

29. 空间缓冲区:就是地理空间实体的一种影响范围或服务范围,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。

30. (GIS )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. 准备分析数据3. 空间分析操作4. 结果分析5. 解释评价结果6. 结果输出。

(简答)31. 用户需求调查即调查系统用户对开发的GIS 系统的功能要求和信息需求的情况,具体调查的主要内容有

1. WHO :谁使用该系统,该系统的用户结构如何,哪些是直接用户,哪些是间接用户,哪些是终端用户,哪些是潜在用户。当前部门的组织结构,人员分工和职能的情况,现有的业务流程和工作效率。

2. WHAT ;新系统是做什么用的,它需要具备哪些功能,他应能解决和处理哪些类型的问题,因此需要具有哪些设备,资源,数据等。

3. WHY :为什么需要具有这些功能和条件具有这些功能以后与常规

的业务流程有哪些不同点和优越性,对现行系统和建立的新系统从功能,效率,效益等方面做详细调查及对比研究等

4. WHERE :建立新系统所需要的资源从哪里获去,特别是数据资源能否得到保障已解决系统硬件和软件的途径

5. QUAITY :指具体的技术指标,性能要求,和可靠性要求。 32.地理信息系统的评价:(审议和考核)

1. 系统的效率:GIS 的各种智能指标,技术指标和经济指标均是系统效率的反应。

2. 系统可靠性:指系统在运行时的稳定性

3. 可扩展性:任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和完善的过程,特备是GIS 常常是从清查和汇集空间数据开始的,然后逐步演化到管理到决策的高级阶段。

4. 可移植性:是评价GIS 的一项重要指标;

5. 系统的效益:包括系统的经济效益和社会效益;

33. 数字地图:是以计算机存储和显示载体的地图数据形式; 34. 数字地图的优点:

1. 数字地图的存储介质是计算机磁盘和光盘等;与常规地图相比,其信息的储存量大,体积小,易携带,和通过网络进行传输。

2. 数字地图是以空间数据反应各类地图特征,可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无级缩放,漫游等显示和信息的动态选择,查询,量算等功能;

3. 数字地图便与遥感信息和GIS 空间数据相结合实现地图的快速更新

同时也便于多层次信息的综合表现与分析。

35.颜色模型:就是对需要输出的不同色彩使用一种坐标进行定义 RGB 颜色模型:是工业界的一种颜色标准是通过红R 绿G 蓝B 三个颜色通道的变化以及他们互相之间的叠加来得到各式各样的颜色,称之为加色法这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。

36.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,要少噪音干扰,同时依山滂水,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。


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