地理信息系統(tǒng)gis相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1、第一章：緒論1闡述GIS定義：地理信息系統(tǒng)(GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，該系 統(tǒng)設(shè)計(jì)用來支持空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜 的規(guī)劃和管理問題。2、GIS在信息系統(tǒng)中的地位與分類。由于地球是人類賴以生存的基礎(chǔ)，所以 GIS是與人類的生存、發(fā)展和進(jìn)步密 切關(guān)聯(lián)的一門信息學(xué)科與技術(shù)，受到人們?cè)絹碓綇V泛的重視。GIS按其范圍大小可以分為全球的、區(qū)域的和局部的三種。3、簡(jiǎn)述GIS與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。1) GIS與CAD,CAM之間的關(guān)系：坐標(biāo)參考系統(tǒng)；處理圖形、非圖形數(shù)據(jù)；空間對(duì)象空間相關(guān)關(guān)系的建立和處理；CAD不能建立地理坐標(biāo)統(tǒng)和完成地理坐標(biāo)變換；CAD處理

2、多為規(guī)則圖形，而 GIS為非幾何圖形；CAD圖形功能強(qiáng)而屬性處理能力若，而 GIS圖形與屬性的操作比較頻繁，且 專業(yè)化特征比較強(qiáng)；GIS的數(shù)據(jù)量比CAD大得多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系緊密； CAD不具備地理意義上的查詢和分析能力。2) GIS與管理信息系統(tǒng)的關(guān)系：對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和處理；對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；GIS對(duì)圖形和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用；MIS 一般只處理屬性數(shù)據(jù)，對(duì)圖形數(shù)據(jù)以文件 形式進(jìn)行管理，圖形要素不能 分解、查詢，圖形與數(shù)據(jù)之間沒有聯(lián)系；管理地圖和地理信息的 MIS不一定就是GIS, MIS在概念上更接近DBMS3) GIS與遙感信息處理系統(tǒng)的關(guān)系：遙感強(qiáng)調(diào)

3、信息提取，是GIS的重要信息源，；反之，GIS可以為遙感數(shù)據(jù)的分類等處理提供參考依據(jù)；遙感圖象信息處理系統(tǒng)是專門用于對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的軟件，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)遙感數(shù)據(jù)的幾何處理、灰度處理和專題信息提取，具有較強(qiáng)的制圖功能， 可設(shè)計(jì)豐富的符號(hào)和注記，雖有空間疊置分析空能，但由于缺少實(shí)體空間關(guān) 系的描述，難以進(jìn)行空間實(shí)體的空間關(guān)系查詢、屬性查詢及網(wǎng)絡(luò)分析等； 面向位置的特征 遙感圖象處理系統(tǒng)不能看作是 GIS4) GIS與機(jī)助制圖，地圖數(shù)據(jù)庫的關(guān)系：CAC是 GIS的主要技術(shù)基礎(chǔ)；強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的處理、顯示與表達(dá);主要區(qū)別在于空間分析能力；GIS包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的全部功能地圖數(shù)據(jù)庫若空間分析能力較強(qiáng)，可升

4、格 為GIS而GIS若空間分析能力較弱，則退化為地圖數(shù)據(jù)庫。第二章：地里信息系統(tǒng)的構(gòu)成：1闡述GIS組成，并說明GIS組網(wǎng)方案的幾種形式。GIS基本構(gòu)成-般包括以下5個(gè)主要部分：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、 應(yīng)用人員和應(yīng)用模型。GIS組網(wǎng)方案有單機(jī)模式，局域網(wǎng)模式，廣域網(wǎng)模式。2、簡(jiǎn)述GIS的基本功能。1）空間數(shù)據(jù)獲取2）數(shù)據(jù)編輯與處理3）數(shù)據(jù)組織與管理功能4）空間檢索與分析功能5）數(shù)據(jù)輸出與可視化功能6）用戶界面7）二次開發(fā)功能第三章：空間數(shù)據(jù)獲取1闡述空間數(shù)據(jù)內(nèi)容、特征和獲取方法?？臻g數(shù)據(jù)的內(nèi)容：數(shù)字線劃圖（DLGQigital Line Graph數(shù)字正射影像（DOMQigital O

5、rthograph Map）數(shù)字高程模型（DEMQigital Elevation Mode）數(shù)字柵格地圖（DRG,Digital Raster Grap） 地物的屬性數(shù)據(jù)（Attribute） 空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)（Metadata）（這個(gè)有考！ ！!）空間數(shù)據(jù)的特征（5點(diǎn)）：空間特征；時(shí)間特征；專題特征；海量特征；多維特 征?？臻g數(shù)據(jù)獲取方法（6點(diǎn)）（僅供參考！ ?。┮巴鈹?shù)據(jù)采集；地圖數(shù)字化；攝影測(cè)量；遙感圖像處理；查找已有資料；空間數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換。2、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換意義與方法?？臻g數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的意義：提高數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享。 方法：1）內(nèi)部文件和外部文件相互轉(zhuǎn)換2）利用數(shù)據(jù)交換原理3）利用

6、 Open GIS（AP函數(shù)）4）利用 In ternet / In tra net3、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念、基本特征和空間數(shù)據(jù)誤差來源。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是指地理數(shù)據(jù)正確反映現(xiàn)實(shí)世界空間對(duì)象的精度、一致性、完 整性、現(xiàn)勢(shì)性以及適應(yīng)性的能力數(shù)據(jù)質(zhì)量的特征（9點(diǎn)）：準(zhǔn)確度；精度；不確定性；一致性；完整性；現(xiàn)勢(shì) 性；適用性；相容性；可得性空間數(shù)據(jù)誤差來源：數(shù)攜系集野外則里誤差:儀Sift差、地圏數(shù)據(jù)誤差：原始數(shù)據(jù)渓差、坐標(biāo)蒔換誤差 薩感數(shù)擔(dān)誤差：信息提取漠差數(shù)據(jù)輸入埶字化誤差：儀器誤差、操作誤差不同系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換誤差柵格咲里互換、三角網(wǎng)嘈值線互換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)氟值精復(fù)不赧空間精度不勰：格網(wǎng)或圖橡丈大、地圏最小

7、制圖單兀衣大敎據(jù)換作分類間踽不臺(tái)理多層數(shù)據(jù)雹加引起的誤差倍播：插值誤差 比例尺衣小引起的誤差數(shù)據(jù)輸出輔出i殳番不精確引起的誤差 輸出的媒介不穩(wěn)定造咸的誤差數(shù)據(jù)使用對(duì)數(shù)鳩所包含的信息的溪解 對(duì)數(shù)據(jù)信息使用不當(dāng)?shù)谒恼驴臻g數(shù)據(jù)表達(dá)1空間實(shí)體和空間對(duì)象的定義，空間實(shí)體的描述內(nèi)容空間實(shí)體是地理空間中不可再分的最小單元，它不僅反映事物和現(xiàn)象的本質(zhì)內(nèi)容，而且反映它們?cè)诘乩砜臻g中的位置、分布狀況以及它們之間的相互關(guān)系。空間對(duì)象也稱空間目標(biāo)， 它是對(duì)空間現(xiàn)象進(jìn)行抽象得到的結(jié)果 ，是空間實(shí)體的物理表示?？臻g實(shí)體的描述有 5種內(nèi)容，即識(shí)別碼、位置、實(shí)體特征、實(shí)體的角色、行為或功能以 及實(shí)體的空間特性2、畫圖闡述有拓

8、撲關(guān)系的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（僅供參考！ ?。㊣t圖2-2-3矢星圖在圖 2-2-3 的矢量圖中，有面A、B、CD、E、F,鏈 L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13,和結(jié)點(diǎn) P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9。則拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表 示見圖2-2-4。誰韁點(diǎn)關(guān)系P2Lrj 9LrJi 9P3EL；2事 匕Pi圖2-2-4花撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3、什么是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有幾種數(shù)據(jù)組織方法？柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它采用像元陣列來描述空間對(duì)象，每個(gè)像元的 行列號(hào)確定位置，用像元值表示空間對(duì)象的類型、等級(jí)等特征。數(shù)據(jù)組織方法（3種）：方法一：以像元為

9、記錄的序列，不同層上同一像元位置上的不 同屬性值表示為一個(gè)列數(shù)組方法二：以層為基礎(chǔ)，每一層記錄后再記錄下一層方法三：以層為基礎(chǔ)，但每一層則以多邊形為序記錄多邊形的屬性值和充滿多邊形的各象兀的坐標(biāo)（這個(gè)有考！ ?。?、簡(jiǎn)述什么是四叉數(shù)結(jié)構(gòu)，采用十進(jìn)制Morton碼分別用線性四叉樹和二維行程的編碼方法，以圖進(jìn)行說明（僅供參考！ ?。〢ABBAABBABBBAAAA四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種對(duì)柵格數(shù)據(jù)的壓縮編碼方法。其基本思想是將一幅柵 格數(shù)據(jù)層或圖像等分為4部分，逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值（或灰度）；如果某個(gè)子 區(qū)的所有格網(wǎng)值都具有相同的值，則這個(gè)子區(qū)就不再繼續(xù)分割，否則還要把這個(gè) 子區(qū)分割為四個(gè)子區(qū)；這樣依

10、次分割，直到每個(gè)子塊都只含有相同的屬性值或灰 度為止。Morton 碼屬性值0A1A2A9B3A10A4B11A5B12BeB13B7B14A8A15A0A488A9810A12B14A15A線在四叉旃表0A4B8A9B10A12B14A二堆行程騙碼表第五章空間數(shù)據(jù)處理1簡(jiǎn)述點(diǎn)在多邊形內(nèi)的判斷方法點(diǎn)在多邊形內(nèi)的判別：射線法、弧長(zhǎng)法（弧長(zhǎng)的代數(shù)和）1）射線法：即；從需判別的點(diǎn)開始劃一任一方向的直線（該直線可以是鉛直線或平行線）， 然后計(jì)算他所通過的交點(diǎn)，當(dāng)交點(diǎn)的個(gè)數(shù)是奇數(shù)時(shí)，該點(diǎn)在多邊形里面，若是偶 數(shù)，表明他在多邊形外，但是使用射線法有時(shí)候可能失效，產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。當(dāng)射 線通過多邊形的拐點(diǎn)或某一

11、條邊時(shí)，這時(shí)按統(tǒng)計(jì)通過多邊形邊界交點(diǎn)的奇偶數(shù)， 產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷結(jié)果；2）.弧長(zhǎng)法：這種方法要求多邊形由有限邊組成，即規(guī)定沿多邊形各邊的走向其左側(cè)（或右側(cè)） 為多邊形的內(nèi)部，方法是以被測(cè)點(diǎn)為圓心做單位圓，將全部有向邊向單位圓作徑 向投影，并計(jì)算其在單位圓上弧長(zhǎng)的代數(shù)和。 相當(dāng)于計(jì)算該點(diǎn)到多邊形上所有頂 點(diǎn)的夾角和?；畲鷶?shù)和為360度，則被測(cè)點(diǎn)在多邊形內(nèi)，對(duì)于內(nèi)部有空洞的多邊 形，只要按照上述規(guī)定來定義多邊形的有向邊，亦可采用同樣的方法測(cè)試。5 - L - 12附報(bào)撫琵劌斷務(wù)在為邊解內(nèi)2、簡(jiǎn)述多邊形拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)建立。多邊形的種類：獨(dú)立多邊形、有公共邊的簡(jiǎn)單多邊形、帶島嶼的多邊形、復(fù) 合多邊形獨(dú)立

12、多邊形的拓?fù)潢P(guān)系建立：由于與其他多邊形沒有共享邊界，這種多邊形 可以在數(shù)字化過程中直接生成，因?yàn)樗鼉H有一條周邊弧段，該弧段就是多邊形的 邊界有公共邊的簡(jiǎn)單多邊形拓?fù)潢P(guān)系建立過程a）建立結(jié)點(diǎn)與弧段的拓?fù)潢P(guān)系，并將弧段按方位角的大小排序b）過多邊形的標(biāo)識(shí)點(diǎn)，采用跌落法搜索多邊形的第一條弧段c）以該弧段弧為起始弧段，順時(shí)針方向搜索，若起終點(diǎn)號(hào)相同，貝U為單閉合弧d）否則，根據(jù)前進(jìn)方向結(jié)點(diǎn)尋找下一條待連接的?。樗暮罄m(xù)弧段）e）依此類推，直到終結(jié)點(diǎn)與起結(jié)點(diǎn)重合，f）在建立過程中，對(duì)多邊形號(hào)填入搜索弧段的左、右多邊形內(nèi) 帶島嶼多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立：1先建立簡(jiǎn)單多邊形2采用兩個(gè)多邊形相交判斷方法判斷一個(gè)

13、多邊 形包含那些多邊形，并采用樹形結(jié)構(gòu)描述它們之間的關(guān)系復(fù)合多邊形，它由倆個(gè)或多個(gè)不相鄰的多邊形組成，對(duì)這種多邊形一般是建立在單個(gè)多邊形以后， 在用 人工或某一規(guī)則組合成復(fù)合多邊形3、面矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法有幾種，以邊界代數(shù)法進(jìn)行簡(jiǎn)述。矢量多邊形柵格化的方法主要有以下面 5種內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法；復(fù)數(shù)積分算 法；射線算法；掃描算法；邊界代數(shù)算法邊界代數(shù)法：邊界代數(shù)多邊形填充算法 是一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法， 它適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的 多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)?；舅悸肥牵簩?duì)每幅地圖的全部具有左右多邊形編號(hào)的邊界， 沿前進(jìn)的方向 逐條搜索，當(dāng)邊界上行時(shí)，將邊界線位置與左圖幅

14、之間的格網(wǎng)點(diǎn)加上一個(gè)值 =（左 多邊形編號(hào)）-（右多邊形編號(hào)）當(dāng)邊界下行時(shí)，將邊界線位置與左圖幅之間的 格網(wǎng)點(diǎn)加上一個(gè)值=（右多邊形編號(hào)）-（左多邊形編號(hào)）特點(diǎn)：它不是逐點(diǎn)搜索尋判邊界，根據(jù)邊界的拓?fù)湫畔⑼ㄟ^簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算 將拓?fù)湫畔?dòng)態(tài)地賦予各格網(wǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)矢量到柵格的轉(zhuǎn)換；算法簡(jiǎn)單、可靠性好, 避免公共邊的重復(fù)計(jì)算，運(yùn)算速度快4、簡(jiǎn)述區(qū)域內(nèi)插的方法。1）點(diǎn)在區(qū)域的內(nèi)插：先確定點(diǎn)位于哪個(gè)區(qū)域，然后根據(jù)該區(qū)域內(nèi)的特征值或變 化規(guī)律，內(nèi)插特定點(diǎn)的特征值算法包括兩步：點(diǎn)在多邊形內(nèi)判斷點(diǎn)在區(qū)域內(nèi) 的線性內(nèi)插：f（x,y）= Ax+By+C2）面的區(qū)域內(nèi)插：1. 疊置法：先進(jìn)行區(qū)域疊置，確定兩者的交集，

15、然后采用下式計(jì)算目標(biāo)區(qū)各 分區(qū)t的內(nèi)插值vt弍中：/目標(biāo)區(qū)各個(gè)分區(qū)的序號(hào)；5源區(qū)各個(gè)分區(qū)的序號(hào)； 口一一分區(qū)$的匕址統(tǒng)計(jì)數(shù)搖 竊一I區(qū)打區(qū)相交的面積*6s區(qū)的面移L2. 比重法：比重法是根據(jù)平滑密度函數(shù)的原理，將源區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從各區(qū)域 的均勻分布（同質(zhì)性）轉(zhuǎn)變?yōu)榉謪^(qū)內(nèi)的非均勻（非同質(zhì)性）分布，而非均勻分布 更代表社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然現(xiàn)象的客觀規(guī)律在源區(qū)上疊置一定精度的格網(wǎng)，并根據(jù)格網(wǎng)所在區(qū)域賦初值計(jì)算相鄰四個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)的平均值計(jì)算各區(qū)域的p值：p=Us/Us并將各格網(wǎng)點(diǎn)乘以p值依次進(jìn)行下去，直 到趨近于1為止第六章空間數(shù)據(jù)管理1文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的異同點(diǎn)（僅供參考?。┪募到y(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要組

16、成部分，對(duì)系統(tǒng)性能，安全性影響很大。 運(yùn)行級(jí)別較低層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是叢一個(gè)專業(yè)應(yīng)用上來說的，主要是為了保存管理大 量的數(shù)據(jù)，其運(yùn)行管理級(jí)別相對(duì)較高，文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行效率， 安全 性等有決定性的影響。2、通用數(shù)據(jù)庫模型有那些？舉例說明1），概念模型：實(shí)體-關(guān)系方法，如 E-R（Entity-RelationshipApproach 圖2）,層次模型：如圖3）網(wǎng)絡(luò)模型:4）關(guān)系模型:3、簡(jiǎn)述空間數(shù)據(jù)庫管理模式有幾種，它們的特點(diǎn)如何？4種：第一：文件管理模式；它的特點(diǎn)是靈活。第二：文件數(shù)據(jù)庫混合管理模式； 特點(diǎn)是克服了屬性數(shù)據(jù)管理的效率， 安全性和共享等問題，提高了系統(tǒng)效率，同時(shí)也便于以文本數(shù)

17、值型數(shù)據(jù)為主的辦 公自動(dòng)化和管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成管理。第三：全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理模式；特點(diǎn)是避免了“連接關(guān)系“的查找， 通用的訪問接口也便于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享第四：面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫管理模式；特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，而且空 間模型服務(wù)也可以共享，使GIS軟件開發(fā)可以將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)表現(xiàn)以及復(fù)雜的專 業(yè)模型上。4、空間數(shù)據(jù)的索引有那些方式，比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)7種：第一：對(duì)象范圍索引：缺點(diǎn)：仍需要對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)文件內(nèi)的空間對(duì)象進(jìn)行檢 索，只是有些對(duì)象可以直接判別予以排除第二：基于 Peano 鍵的格網(wǎng)索引，優(yōu)點(diǎn)是記錄每個(gè)格網(wǎng)內(nèi)所包含的空間對(duì) 象。第三：四叉樹空間索引（線性四叉樹） 第四：層次四叉樹空間索引：只記

18、錄中間結(jié)點(diǎn)和父結(jié)點(diǎn)到子結(jié)點(diǎn)之間的指 針，如果某個(gè)空間對(duì)象覆蓋了哪一個(gè)中間結(jié)點(diǎn)， 還要記錄該空間對(duì)象的標(biāo)識(shí) （OID）, 這種方法實(shí)現(xiàn)和維護(hù)比較麻煩。第五：R樹空間索引：設(shè)置虛擬矩形作為空間索引，包含所包含對(duì)象的指 針；每個(gè)矩形可以包含多個(gè)空間對(duì)象，矩形之間盡可能少的重疊。第六：R+樹空間索引：為了 R樹的平衡，允許虛擬矩形相互重疊，并允許 一個(gè)空間目標(biāo)被多個(gè)虛擬矩形所包含。第七：CELI樹空間索弓I：它在空間劃分時(shí)不再采用矩形作為劃分的基本單 位，而是采用凸多邊形來作為劃分的基本單位，這樣子空間不再相互覆蓋 ;CELL 樹的磁盤訪問次數(shù)比R樹和R+樹少，由于磁盤訪問次數(shù)是影響空間索引性能的 關(guān)鍵指標(biāo)，故CELLW是比較優(yōu)秀的空間索引方法第七章空間查詢和空間分析1，空間分析的概念空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 其目的在提取和傳輸 空間信息2，空間分析的功能。1.空間查詢， 2. 疊置分析， 3. 緩沖區(qū)分析， 4. 網(wǎng)絡(luò)分析， 5. 三維空間分析6. 空間統(tǒng)計(jì)分析3，緩沖區(qū)查詢和緩沖區(qū)分析的概念緩沖區(qū)查詢是不破壞原有空間目標(biāo)的關(guān)系，只是檢索得到該緩沖區(qū)范圍內(nèi)涉及到的空間 目標(biāo)緩沖區(qū)分析是對(duì)一組