地理信息系统复习资料

地理信息系统一、名词解释：1、数据信息：数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。2、地理信息系统：3、数据处理：数据处理是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。4、空间内插:即通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。5、元数据：描述数据的数据，对数据及信息资源的描述性信息。6、拓扑结构：具有对点、线、面之间的拓扑关系进行明确定义和描述的矢量数据结构。7、空间分析：是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。8、空间缓冲区分析：是根据分析对象的点、线、面实体，自动建立他们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。【缓冲区分析---缓冲区分析：即邻近度分析，是对空间点线面实体周围形成范围的一种距离空间的分析技术，主要描述地理实体目标的影响范围和服务范围．】9、虚拟现实：也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。10、四叉树数据结构：是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n，且n≥1），直到子象限的数值单调为止。凡数值（特征码或类型值）呈单调的单元，不论单元大小，均作为最后的存储单元。这样,对同一种空间要素，其区域网格的大小，随该要素分布特征而不同。11、数字高程模型：当数字地面模型的地面属性为海拔高程时，则该模型即为数字高程模型。简称DEM。12、空间叠置分析：是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征。13、空间数据库系统：空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的综合，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。14、不规则三角网（TIN)：简称TIN，它根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）15.栅格数据结构：指基于栅格模型的数据结构，将空间分割成有规则的网格，然后在各个网格单元内赋予空间对象相应的属性值的一种数据组织方式。点是一个像元；线由一定方向上连接成串的相邻像元组成；面由聚集在一起的相邻像元集合来表示。16.实体数据结构：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。17.空间网络分析：网络分析是指依据网络拓扑关系,通过考察网络元素的空间及属性数据,以数学理论模型为基础,对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算。18.矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及空间关系表达空间对象的几何位置。19.GIS应用模型：是依据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。20.数字地形模型：简称DTM，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。21数据库：是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。22数据模型：是数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。23空间数据的查询：空间数据的查询一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性条件和空间约束条件的地理对象。24数字地球：一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。25地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、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；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。26拓扑关联：27拓扑邻接：28拓扑包含：29空间数据：空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。（空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。）第一章1．地理信息系统的组成有哪些？答案：（1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。（2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于GIS应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。（3）系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。（4）空间数据：它是由系统的建立者输入GIS，是系统程序作用的对象，是所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。2．GIS的基本功能有哪些？答案：（1）空间数据的采集和输入；（2）空间数据的编辑与管理；（3）空间数据的存储与管理；（4）空间查询与空间分析；（5）空间数据的显示与输出。3、GIS和相关学科的关系。①GIS与地理学：作为我一个从地理科学转过来的角度而言，地理学更加侧重的是地学知识的理论部分。地理学是研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其形成演化的特征、结构、格局、过程、地域分异与人地关系等。而GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要三维地理信息系统信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。地理学是GIS的理论依托，但GIS通过获得的大量数据和信息，通过分析，将分析后的信息应用于地学，有利于问题的认清与解决。②GIS与测绘学、遥感（GIS的一个核心就是遥感）：测绘学研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。当前遥感形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。遥感对于测绘也是如虎添翼，能够做到基本测绘所涉及不到的区域。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展测绘学和遥感在我的认识中，都是对于地球及其表面形态数据的获取，将获取的数据输入到GIS中，通过分析来解决相应问题。遥感、地理信息系统技术和最近发展起来的全球定位技术为地球科学提供了全新的研究手段，导致了地球科学的研究范围、内容、性质和方法的巨大变化。遥感扩大了人们的视野。③GIS与计算机科学：计算机科学为GIS奠定了重要的科学技术手段。GIS对于问题的处理都是在计算机平台上完成的。当前，地球科学分析对计算机运算量有了越来越大的要求。这主要是因为遥感与地理信息系统中应用的数学分析模型将面对日益膨胀的地理信息系统构成的大型空间数据库，GIS相应地软件都是通过计算机的编译来完成，而且对于现在海量的信息，GIS必须依托计算机的强大运算功能来分析，，所以计算机科学的发展也在很大程度上影响着GIS的发展。④GIS与管理科学：地理信息系统在管理科学中起到更加科学、精简、有序的作用。二者合一为管理信息系统信息管理与信息系统，就是通过学习计算机技术和管理学，竞争情报等学科知识，通过计算机技术对海量的数据进行收集和信息处理，使之成为有用的信息，然后通过科学的统计学原理对信息的过滤和分析进而形成知识，最终目的就是运用所获取的知识来做出正确的决策。4、GIS的主要应用领域①环境保护与管理：主要用GIS建立环境模型和环境信息系统，对环境的变化及发展趋势进行预报分析，同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。此外，GIS技术也已被用来建立植物种类与栖息地及环境因素有关的信息系统中。②社会调查与统计分析：GIS在国外已被广泛的应用到人口学、选举、人文地理等方面，我国也已经开始开展这方面的研究和应用工作。③城市基础设施管理：城市基础设施主要是指城市地下管道(包括自来水、污水排放、煤气等管道)、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性，建立基于GIS的信息系统能够提高对这些设施的管理水平，同时能够极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率，从而产生巨大的经济效益和社会效益。④土地信息系统的建立：GIS最早是从土地信息系统LIS建立的过程中发展起来的，而大量高质量GIS软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。目前基于GIS软件平台的土地信息系统无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。我国已经把土地信息系统的建设纳入了法制轨道，新颁布的《中华人民共和国土地管理法》第三十条明确规定“国家建立全国土地信息系统，对土地利用状况进行动态监测”。⑤GIS在其它领域的应用：GIS已被广泛地应用到一些其它领域如城市规划、房地产开发及物业管理、商业开发与购物中心设置、资源调查、灾害预报与灾后评估、金融机构与投资分析、地质普查、采矿等。第二章5、通过实列说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方法？答：GIS空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征；①在计算机中空间特征采取空间分幅，即将整个地理空间划分为许多子空间，在选择要素表达子空间；②属性特征采取属性分层即将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表；③时间特征采取时间分段即将有时间特征的地理数据按其表化规律划分为不同的时间短数据再逐一表示。6、GIS空间数据的计算机表示方式有哪几种？1）空间分幅：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：将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表达。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，再逐一表示6、空间数据的拓扑关系，对数据处理和空间分析具有哪些重要的意义？答案：空间数据的拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，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。因为拓扑数据已经清楚地反映出地理实体之间的逻辑结构关系，而且这种拓扑数据较之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化。（2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询。例如应答像某区域与哪些区域邻接;某条河流能为哪些政区的居民提供水源;与某一湖泊邻接的土地利用类型有哪些;特别是野生生物学家可能想确定一块与湖泊相邻的土地覆盖区，用于与生物栖息环境作出评价等等，都需要利用拓扑数据。（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。例如建立封闭多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的计算等等。7、试述GIS空间拓扑关系编辑的功能及具体算法？P106答：①多边形连接编辑功能：首先要找出要编辑多边形相关的所有记录，其次找在找出的记录中，检查当前编辑的多边形所处的位置：如果带编辑的多边形在左多边形位置，将之与处于有多边形位置的多边形号相交换，同时也将该记录的节点号位置作相应的交换，反之则该记录的所有数据顺序不作改变；随后，从经过代码位置转换的记录中，任取一个