山西農(nóng)業(yè)大學(xué)_環(huán)境科學(xué)_《地理信息系統(tǒng)》

1、2012年12月給 環(huán)科10 GIS 復(fù)習(xí)題一、名詞解釋：1 信息：是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。（C1）2 數(shù)據(jù)：是指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像、聲音以及它們能夠轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。數(shù)據(jù)是用以載荷信息的物理符號，在計(jì)算機(jī)化信息系統(tǒng)中往往與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)。（C1）3系統(tǒng)：是具有特定功能的、相互有機(jī)聯(lián)系的許多要素（element）所構(gòu)成的一個整體。系統(tǒng)的特征由構(gòu)成系統(tǒng)的要素及其相互之間的聯(lián)系方式所決定。（C1）4信息系統(tǒng)：是具有采集、管理、處理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)。它能

2、為企業(yè)、部門或組織的決策過程提供有用的信息。（C1）5 GIS的定義(劉耀林P2)：地理信息系統(tǒng)是地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)等多門學(xué)科綜合的邊緣交叉學(xué)科，在我國又稱為資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)方法，對地表空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、顯示、查詢、操作、分析和建模、以提供對資源、環(huán)境和區(qū)域等方面規(guī)劃、管理、決策和研究的人-機(jī)系統(tǒng)。（C1）6地理實(shí)體：指地理數(shù)據(jù)庫中的實(shí)體，是一種在現(xiàn)實(shí)世界中不能再劃為同類現(xiàn)象的現(xiàn)象(胡鵬p69)。如：城市可看成地理實(shí)體，并可劃分成若干部分，但這些部分不叫城市，只能稱為區(qū)、街道之類。（C2）7約旦半線理論：從一點(diǎn)向多變形邊界

3、作一延長線，求出其與多邊形邊界的交點(diǎn)坐標(biāo)，如果交點(diǎn)總數(shù)為奇數(shù)，則點(diǎn)在多邊形內(nèi)；如為偶數(shù)，則在多邊形外。（C2）8地圖投影：地圖投影研究的是如何建立起地球表面上的點(diǎn)與投影平面上點(diǎn)間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式，即 。這里，(,)是點(diǎn)在地球表面的地理坐標(biāo)，它是曲面的；（X，）為其相應(yīng)的投影坐標(biāo)，它是平面的。（C3）9 GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量：是指GIS中空間數(shù)據(jù)（幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）的可靠性，通常用空間數(shù)據(jù)的誤差來度量。誤差是數(shù)據(jù)與真值的偏離。（C4）10 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Data structure）：是指數(shù)據(jù)的組織形式，包括抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)。（C5）11 抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：不涉及數(shù)據(jù)的具體程序管理細(xì)節(jié)，而側(cè)重于從

4、概念上描繪數(shù)據(jù)之間的排列和聯(lián)系。（C5）12 內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)：是為實(shí)現(xiàn)某一抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)存儲管理方式。（C5）13空間數(shù)據(jù)編碼是空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，即將根據(jù)地理信息系統(tǒng)的目的和任務(wù)所搜集的，經(jīng)過審核了的地形圖、專題地圖和遙感影像等資料按一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為適于計(jì)算機(jī)存儲（存貯）和處理的數(shù)據(jù)的過程。（C5）14矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（簡稱矢量結(jié)構(gòu)）（C5）：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得(Euclid)幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面及其組合體來表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。它通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點(diǎn)、線和多邊形等地理實(shí)體，坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。15柵格結(jié)構(gòu)（

5、C5）：柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直觀的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又稱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（raster或grid cell）或像元結(jié)構(gòu)（pixel），是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個像元或像素由行、列號定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅包含指向其屬性記錄的指針。（北大p29-30）16直接?xùn)鸥窬幋a：就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，遂行（或逐列）逐個記錄代碼，可以以每行都從左到右逐像元記錄，也可以奇數(shù)行從左到右、偶數(shù)行從右到左記錄，為了特定的目的還可采用其它特殊的順序。（C5）17根結(jié)點(diǎn)：四叉樹最上面的一個結(jié)點(diǎn)叫做根結(jié)點(diǎn)，它對應(yīng)整個圖形。（C5）18葉子結(jié)點(diǎn)（又稱終止結(jié)點(diǎn)）：

6、四叉樹中不能再分的結(jié)點(diǎn)叫葉子結(jié)點(diǎn)，又稱終止結(jié)點(diǎn)；可能落在不同的層上，該結(jié)點(diǎn)代表的子象限具有單一的代碼，所有終止結(jié)點(diǎn)所代表的方形區(qū)域覆蓋了整個圖形。（C5）19數(shù)據(jù)庫（Data Base）：是以一定的組織方式存儲在一起的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，能以最佳方式，最少重復(fù)（冗余）為多種目的服務(wù)。（C6）20查詢：屬于數(shù)據(jù)庫的范疇，一般定義為作用在庫體上的函數(shù)，返回滿足條件的內(nèi)容。查詢屬于咨詢式分析，是用戶與數(shù)據(jù)庫交流的途徑。21地圖代數(shù):是進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)分析的語言，運(yùn)算規(guī)則類似于代數(shù)學(xué)，柵格數(shù)據(jù)集是基本的運(yùn)算對象。（C7）22疊置分析：是將同一地區(qū)的兩組或兩組以上的要素進(jìn)行疊置，產(chǎn)生新特征的分析方法。（C7

7、）23緩沖區(qū):指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周圍自動建立的一定寬度的多邊形。（C7）24全球定位系統(tǒng)GPS(Global Position System)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電測時定位導(dǎo)航系統(tǒng)，可為航空、航天、陸地、海洋等方面的用戶提供不同精度的在線或離線的空間定位數(shù)據(jù)，對于運(yùn)動物體(車、船、機(jī)、星、彈)的全球準(zhǔn)確定位被用于監(jiān)控、救援、排險(xiǎn)、導(dǎo)航等十分重要的場合。二、簡答題：1 信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系（C1）信息：是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。數(shù)據(jù)：是指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像、聲音以及

8、它們能夠轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。數(shù)據(jù)是用以載荷信息的物理符號，在計(jì)算機(jī)化信息系統(tǒng)中往往與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)。二者既相互聯(lián)系，但又相互區(qū)別，是不可分離的，即：數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。具體地說：1）信息與數(shù)據(jù)是不可分離的，信息由與物理介質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)表達(dá)，數(shù)據(jù)中所包含的意義就是信息。2）數(shù)據(jù)是記錄下來的某種可以識別的符號，具有多種多樣的形式，也可以由一種數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)據(jù)形式，但其中包含的信息內(nèi)容不會改變。3）數(shù)據(jù)是信息的載體，但并不就是信息，只有理解了數(shù)據(jù)的含義，對數(shù)據(jù)做出解釋，才能得到數(shù)據(jù)中所包含的信息。4）信息可以離開信息系統(tǒng)而獨(dú)立存在，也可以離開信息系統(tǒng)的各個組成和階段而獨(dú)立存在；

9、而數(shù)據(jù)的格式往往與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。5）數(shù)據(jù)是原始事實(shí)，而信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。6）不同知識、經(jīng)驗(yàn)的人，對于同一數(shù)據(jù)的理解，可得到不同的信息。2 GIS的基本組成（C1）1) 系統(tǒng)硬件：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)際物理裝置的總稱，由GIS主機(jī)、外部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成。2) 系統(tǒng)軟件：必須的各種程序，包括GIS專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)管理軟件。3) 空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)是GIS操作的對象，它具體描述地理實(shí)體的空間特征、屬性特征和時間特征。4）應(yīng)用人員：包括：系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員。5）應(yīng)用模型：GIS應(yīng)用模型的構(gòu)建和選擇也是系統(tǒng)應(yīng)用成敗的至關(guān)重要的因素。3 GIS的基本功

10、能（C1）（1）數(shù)據(jù)采集與編輯（或：數(shù)據(jù)采集（即輸入）、檢驗(yàn)與編輯）。（2）數(shù)據(jù)存儲與管理（3）數(shù)據(jù)操作（或稱操作運(yùn)算、或數(shù)據(jù)處理和變換）（包括矢柵轉(zhuǎn)換、 制圖綜合等）（4）數(shù)據(jù)查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算功能（5）空間分析（6）產(chǎn)品制作、數(shù)據(jù)顯示、結(jié)果輸出（7）數(shù)據(jù)更新（8）二次開發(fā)和編程4 GIS的應(yīng)用功能（C1）：（1）測繪與地圖制圖；（2）商業(yè)、軍事（或國防）；（3）資源管理；（4）環(huán)境管理；（5）區(qū)域規(guī)劃；（6）國土監(jiān)測；（7）輔助決策(或宏觀決策支持)；（8）數(shù)字城市（劉耀林GIS P8）如拋開具體的應(yīng)用領(lǐng)域其應(yīng)用功能可概括為：量算與統(tǒng)計(jì)、預(yù)測監(jiān)測、規(guī)劃與管理、輔助決策（邊馥苓GIS P

11、12）。5 GIS的屬性（C1）：1)科學(xué)屬性；2)社會屬性；3)實(shí)用屬性；4)經(jīng)濟(jì)屬性。6 國內(nèi)外主流GIS軟件：（C1）1) 國外主流GIS軟件：ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS）；ArcGIS；GENAMAP；MGE（Modular GIS Environment）（GeoMedia）；MapInfo（Mapinfo Proserver、MapX、MapXtreme、SpatialWare）；ERDAS；2) 國內(nèi)主流GIS軟件：GeoStar；MapGIS；SuperMap；CityStar。7地理實(shí)體具有哪三個基本特征（C2）1）屬性特征：用以描述事

12、物或現(xiàn)象的特性，即用來說明“是什么”，如事物或現(xiàn)象的類別、等級、數(shù)量、名稱等。2）空間特征：用以描述事物或現(xiàn)象的地理位置以及空間相互關(guān)系，又稱幾何特征或拓?fù)涮卣鳎罢呷缃鐦兜慕?jīng)緯度，后者如中國、印度接壤。3）時間特征：用以描述事物或現(xiàn)象隨時間的變化，例如人口數(shù)的逐年變化。由于地理實(shí)體具有上述特征，所以在GIS中的表示是非常復(fù)雜的。目前的GIS還較少考慮到地理實(shí)體的時間特征，只考慮其屬性特征與空間特征的結(jié)合。實(shí)際上，由于地理實(shí)體具有時間維，過時的信息雖不具有現(xiàn)勢性但卻可以作為歷史性數(shù)據(jù)保存起來，因而就會大大增加GIS表示和處理數(shù)據(jù)的難度。8地理實(shí)體的數(shù)據(jù)類型有哪幾種（C2）（胡鵬GIS P21）

13、1）屬性數(shù)據(jù)：描述空間實(shí)體的屬性特征的數(shù)據(jù)，也稱非幾何數(shù)據(jù)，即說明“是什么”，如類型、等級、名稱、狀態(tài)等。描述時間特征的數(shù)據(jù)也可放入這一類。2）幾何數(shù)據(jù)：描述空間實(shí)體的空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)，即說明“在哪里”，可用x、y坐標(biāo)來表示。3）關(guān)系數(shù)據(jù)：描述空間實(shí)體之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，如空間實(shí)體的鄰接、關(guān)聯(lián)、包含等，主要是指拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系是一種對空間關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法。9 點(diǎn)狀實(shí)體有哪幾種類型：（C2） 點(diǎn) Point：是有特定位置，維數(shù)為0的物體；其類型有：實(shí)體點(diǎn) Entity point：用來代表一個實(shí)體；如鉆孔點(diǎn)、高程點(diǎn)、建筑物；注記點(diǎn) Text point：用于定

14、位注記；內(nèi)點(diǎn) Label point：用于負(fù)載多邊形的屬性，存在于多邊形內(nèi)；結(jié)點(diǎn) Node：表示線（或弧段）的終點(diǎn)和起點(diǎn)；角點(diǎn)（或節(jié)點(diǎn)、或中間點(diǎn)）Vertex：表示弧段或線段的內(nèi)部點(diǎn)。（注：坐標(biāo)序列中的首點(diǎn)和末點(diǎn)統(tǒng)稱為結(jié)點(diǎn)；位于首尾結(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)為拐點(diǎn)或中間點(diǎn)或角點(diǎn)）10何為“線狀實(shí)體”? 它有何特性？（C2）線狀實(shí)體為一維矢量，表示空間中的線劃要素，它包括線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等；其中弧段不能與自身相交，如果相交，需以交點(diǎn)為界把弧段分為幾個一維矢量。線狀實(shí)體由一列有序坐標(biāo)對表示，并有如下特性：實(shí)體長度：從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長；彎曲度：用于表示像道路拐彎時彎曲的程度；方向性：水流方向是從上游到下游

15、，公路則有單向與雙向之分。11 面狀實(shí)體及其特性：（C2）面狀實(shí)體也稱為多邊形（polygon），是對湖泊、島嶼、地塊等一類現(xiàn)象的描述。在數(shù)據(jù)庫中由一封閉曲線加內(nèi)點(diǎn)來表示。面狀實(shí)體有如下空間特性：面積范圍；周長；獨(dú)立性或與其它的地物相鄰，如中國及其周邊國家；內(nèi)島或鋸齒狀外形；重疊性與非重疊性(報(bào)紙的銷售領(lǐng)域，學(xué)校的分區(qū),菜市場服務(wù)范圍有可能重疊；市內(nèi)各城區(qū)一般來說可能相鄰但不會重疊)； 12 GIS中常見的拓?fù)潢P(guān)系有哪些？（C2）關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系，如結(jié)點(diǎn)與鏈，鏈與多邊形的構(gòu)成關(guān)系等。鄰接：相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系，如結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)，鏈與鏈，面與面等，鄰接關(guān)系是借助于不同類型的拓?fù)湓孛枋?/p>

16、的，如面通過鏈鄰接。用于多邊形鄰接性時又稱多邊形弧段拓?fù)?。包含關(guān)系：指面與其他拓?fù)湓刂g的關(guān)系。如果點(diǎn)、線、面在該面內(nèi)，則稱被該面包含，如某省包含的湖泊、河流等；城區(qū)內(nèi)有哪些中學(xué)和小學(xué)。連通關(guān)系：拓?fù)湓刂g的通達(dá)關(guān)系。如點(diǎn)連通度，面連通度的各種性質(zhì)及相互關(guān)系。常指的是對弧段連接的判別，用于路徑搜索及網(wǎng)絡(luò)分析，可用每個結(jié)點(diǎn)上匯集的弧段列表來表示。層次關(guān)系：相同拓?fù)湓刂g的等級關(guān)系。如國家由省、市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的組成關(guān)系。方向性：對有向線段而言，一個弧段具有起點(diǎn)與終點(diǎn)，由起點(diǎn)到終點(diǎn)確定了一個方向。如：煤氣公司、自來水公司、電力公司的線路、河流、某些市內(nèi)的單項(xiàng)公路等。13地理信息系統(tǒng)中地圖投影配置

17、的一般原則：（C3）（1）所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖、基本省區(qū)圖或國家大地圖集）投影系統(tǒng)一致；（2）系統(tǒng)一般地只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務(wù)于中小比例尺；（3）所用投影以等角投影為宜；（4）所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)（特別是一級網(wǎng)格）在投影帶中應(yīng)保持完整。14我國GIS中常用的地圖投影是如何配置的？其成因?yàn)楹危浚–3）在我國的地理信息系統(tǒng)建設(shè)中同樣應(yīng)注意數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的問題。依照國際慣例并結(jié)合我國的具體實(shí)際，我國的大多數(shù)已建、在建或待建的各種地理信息系統(tǒng)中都采用了與我國基本圖系列一致的地圖投

18、影系統(tǒng)，這就是大比例尺時的高斯一克呂格投影（橫軸等角切（橢）圓柱投影）和中小比例尺時的Lambert投影（正軸等角割圓錐投影）。這種坐標(biāo)系的配置基于下述原因：（1）我國基本比例尺地形圖（1：100萬、1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5萬、1：1萬、1：5000）除1：100萬外均采用高斯一克呂格投影為地理基礎(chǔ)。（2）我國1： 100萬地形圖采用了 Lambert投影，其分幅原則與國際地理學(xué)會規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。（3）我國大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影和屬于同一投影系統(tǒng)的 Athers投影（正軸等面積割國性投

19、影）。（4）Lambert投影中，地球表面上兩點(diǎn)間的最短距離（即大圓航線）表現(xiàn)為近于直線，這有利于地理信息系統(tǒng)和空間分析中信息量度的正確實(shí)施。因此，我國的地理信息系統(tǒng)中配置高斯投影和 Lambert投影既適合我國的國情，也符合國際上通行的標(biāo)準(zhǔn)。15 GIS有哪些主要的數(shù)據(jù)源？（C4）GIS的數(shù)據(jù)源指建立GIS的地理數(shù)據(jù)庫所需的各種數(shù)據(jù)的來源；主要包括：一、地圖數(shù)據(jù)(按內(nèi)容分普通地圖和專題地圖兩大類，lyl P38)地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D包含著豐富的內(nèi)容，不僅含有實(shí)體的類別和屬性，而且含有實(shí)體間的空間關(guān)系。地圖按內(nèi)容可分為普通地圖（包括：地形圖、地理圖）和專題地圖兩大基本類型。二、遙

20、感數(shù)據(jù)：遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)含有豐富的資源與環(huán)境信息，在GIS支持下，可以與地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地球生物、軍事應(yīng)用等方面的信息進(jìn)行信息復(fù)合和綜合分析。遙感數(shù)據(jù)是一種大面積的、動態(tài)的、近實(shí)時的數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)是GIS數(shù)據(jù)更新的重要手段。三、文本數(shù)據(jù)：文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等，這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。四、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：國家和軍隊(duì)的許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域(如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、兵要地志等)的大量統(tǒng)計(jì)資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。五、實(shí)測數(shù)據(jù)：野外試驗(yàn)、實(shí)地測量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)

21、換直接進(jìn)入GIS的地理數(shù)據(jù)庫，以便于進(jìn)行實(shí)時分析和進(jìn)一步應(yīng)用。六、多媒體數(shù)據(jù)：多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通?？赏ㄟ^通訊口傳人GIS的地理數(shù)據(jù)庫中。目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。七、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)：GIS還可以從其他已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強(qiáng)，這樣就拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價值。16 屬性數(shù)據(jù)的分類分級（C4）一、分類的基本原則分類是將具有共同屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起, 把不同屬性或特征的事物或現(xiàn)象分開的過程。1 科學(xué)性；2 系統(tǒng)性；3 可擴(kuò)性；4 實(shí)用性；5 兼容性；二、分類的基本

22、方法1 線分類法；2 面分類法；17 屬性數(shù)據(jù)代碼的功能（C4）1）鑒別：代碼代表對象的名稱，是鑒別對象的唯一標(biāo)識。2）分類：當(dāng)對象按其屬性分類并分別賦予不同的類別代碼時，代碼又可作為區(qū)分分類對象的標(biāo)識。3）排序：按對象產(chǎn)生的時間、所占的空間等屬性對對象排序。18 GIS中代碼的種類（C4）1）分類碼：分類碼識別實(shí)體所屬的類別（第二章ppt10）。是根據(jù)GIS分類體系設(shè)計(jì)出的各專業(yè)信息的分類代碼，用以標(biāo)識不同類別的數(shù)據(jù)，根據(jù)它可從數(shù)據(jù)中查尋所需類別的數(shù)據(jù)，但不能對個體進(jìn)行分離。2) 標(biāo)識碼 （識別碼）：識別碼對每個實(shí)體進(jìn)行標(biāo)識，是唯一的，用于區(qū)別不同的實(shí)體（第二章ppt10）及對實(shí)體個體進(jìn)行查

23、詢檢索，是聯(lián)系實(shí)體的幾何信息和屬性信息的關(guān)鍵字。19幾何數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)采集（或數(shù)據(jù)輸入）是將數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀形式并把數(shù)據(jù)寫入GIS數(shù)據(jù)庫的過程。它是GIS建立的主要瓶頸，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)看，一般建庫的費(fèi)用是GIS硬件和軟件費(fèi)用的5-10倍。(邊P85)一、地圖手扶跟蹤數(shù)字化數(shù)字化儀(digitizer)是地圖手扶跟蹤數(shù)字化的常用儀器，由電磁感應(yīng)板和坐標(biāo)輸入控制器組成，電磁感應(yīng)板的內(nèi)部排列著十分細(xì)密的電路格網(wǎng)。它是通過記錄數(shù)字化板上點(diǎn)的平面坐標(biāo)來獲取矢量數(shù)據(jù)的。其數(shù)字化的基本過程是：將需數(shù)字化的地圖固定在數(shù)字化板上，然后設(shè)定數(shù)字化范圍，輸入有關(guān)參數(shù)，設(shè)置特征碼清單，選擇數(shù)字化方式(點(diǎn)方式和流方式

24、等)，就可以按地圖要素的類別分別實(shí)施圖形數(shù)字化了。地圖跟蹤數(shù)字化時數(shù)據(jù)的可靠性和質(zhì)量主要取決于操作員的技術(shù)熟練程度和操作員的情緒。點(diǎn)方式：是當(dāng)錄入人員按下游標(biāo)的按鍵時，向計(jì)算機(jī)發(fā)送一個點(diǎn)的坐標(biāo)。輸入點(diǎn)狀符號必須使用點(diǎn)方式。它的優(yōu)點(diǎn)：操作員能選擇最有利于表現(xiàn)曲線特征也使面積誤差最小的那些點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)字化。 缺點(diǎn)：每一個記錄坐標(biāo)的點(diǎn)位上，操作員都必須按鍵來告訴計(jì)算機(jī)“記錄該點(diǎn)坐標(biāo)”。流方式：等時間間隔或等距離間隔自動記錄坐標(biāo)。二、地圖掃描數(shù)字化掃描(Scanning)是借助一個可以來回移動的電子探頭，將一張地圖或者其他類型的紙張文件(如航空像片、衛(wèi)星像片和其它類型的照片)，以柵格方式的數(shù)字形式輸進(jìn)計(jì)

25、算機(jī)的過程。掃描儀(scanner)有滾筒式和平板式兩種類型。地圖掃描數(shù)字化的基本思想是：首先通過掃描將地圖轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)；然后采用柵格數(shù)據(jù)矢量化的技術(shù)追蹤出線和面。采用模式識別技術(shù)識別出點(diǎn)和注記，并根據(jù)地圖內(nèi)容和地圖符號的關(guān)系，自動給矢量數(shù)據(jù)賦以屬性值。三、坐標(biāo)幾何(COGO)法（適用于由測量儀器獲取的幾何數(shù)據(jù)，只要將其傳輸進(jìn)入數(shù)據(jù)庫即可）如該法用于輸入土地記錄信息時，通過輸入實(shí)際的測量成果可獲取非常高的精度數(shù)據(jù)。如果被回放成地籍圖，它應(yīng)當(dāng)與法律描述意義的表達(dá)準(zhǔn)確一致。此法每個點(diǎn)的坐標(biāo)都需野外實(shí)測，價格昂貴（手工數(shù)字化費(fèi)用的6-20倍）四、已有數(shù)據(jù)文件的輸入：存在于其它GIS或?qū)ｎ}數(shù)據(jù)庫中的

26、數(shù)據(jù)，只要經(jīng)轉(zhuǎn)換裝載即可。 五、鍵盤輸入：顧名思義，就是通過手工在計(jì)算機(jī)終端上輸入數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)通常是由鍵盤輸入的，然而，空間數(shù)據(jù)則很少使用這種方式輸入。20 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量（或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）的基本內(nèi)容(C4)1）位置精度：用以描述幾何數(shù)據(jù)的質(zhì)量；反映空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)體真實(shí)位置的接近程度。2）屬性精度：指空間實(shí)體的屬性值與真值相符的程度；如：要素分類、屬性編碼與注記的正確性；3）邏輯一致性：指對同一現(xiàn)象或同類現(xiàn)象的表達(dá)一致程度, 如；森林邊界與附近道路的邊界應(yīng)當(dāng)不同，但制圖時往往只給出道路邊界；水庫邊界（隨時間季節(jié)變化，多層數(shù)據(jù)間不匹配，可用水涯線）4）完備性（或完整性）：如數(shù)據(jù)分類的完備性

27、、實(shí)體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、注記的完整性，檢驗(yàn)的完整性；5）現(xiàn)勢性（即時間精度）：指數(shù)據(jù)反映客觀現(xiàn)象目前狀況的程度，可通過數(shù)據(jù)更新的時間和頻度來表現(xiàn)。6）數(shù)據(jù)檔案：即數(shù)據(jù)情況說明，要求對數(shù)據(jù)的生產(chǎn)歷史、來源、內(nèi)容及其處理過程等作出準(zhǔn)確、全面和詳盡的說明7）表達(dá)形式的合理性：主要指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達(dá)與真實(shí)地理世界的吻合性，包括空間特征、專題特征和時間特征表達(dá)的合理性等。8）適用性：包括數(shù)據(jù)質(zhì)量和費(fèi)用方面的適用性，及可接受性即數(shù)據(jù)獲取的容易程度。21 屬性數(shù)據(jù)的采集方法(C4)：1 鍵盤輸入法；2 字符識別軟件輸入法；3 已有數(shù)據(jù)文件的輸入(如:excel 中做的屬性表在arcview

28、中的轉(zhuǎn)載)。22 空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接(C4)：為了把空間實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，必須在幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間有一公共標(biāo)識符。標(biāo)識符可以在輸入幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)時手工輸入，也可以由系統(tǒng)自動生成。只有當(dāng)幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有一共同的數(shù)據(jù)項(xiàng)時，才能將幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自動地連接起來；當(dāng)幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)沒有公共標(biāo)識碼時，只有通過人機(jī)交互的方法，如選取一個空間實(shí)體，再指定其對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表來確定兩者之間的關(guān)系，同時自動生成公共標(biāo)識碼。(lyl P46)23 空間數(shù)據(jù)的誤差類型（分為源誤差和處理誤差兩類）(C4)(1) 源誤差（指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差）1）遙感數(shù)據(jù)；2）測量數(shù)據(jù)：人差

29、（對準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差），儀查（儀器不完善、缺乏校驗(yàn)、未作改正等）、環(huán)境（氣候、信號干擾等）；3）屬性數(shù)據(jù)；4）GPS數(shù)據(jù)；5）地圖；6）地圖數(shù)字化精度：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等。(2) 處理誤差（指GIS對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時產(chǎn)生的誤差）：1）幾何糾正；2）坐標(biāo)變換；3）幾何數(shù)據(jù)的編輯；4）屬性數(shù)據(jù)的編輯；5）空間分析（如多邊形疊置）；6）圖形化簡（如數(shù)據(jù)壓縮）；7）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；8）計(jì)算機(jī)截?cái)嗾`差；9）空間內(nèi)插；10）矢量柵格數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)換。24 目前常用的拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C5)迄今為止，拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示方式還沒有固定格式，還沒形成標(biāo)準(zhǔn)，但基本原理相同。常用的拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有：PO

30、LYVRT結(jié)構(gòu)（多邊形轉(zhuǎn)換器）；DIME結(jié)構(gòu)（對偶獨(dú)立地圖編碼法）；TIGER結(jié)構(gòu)（地理編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼桑┑取?5 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)(C5)點(diǎn)是相互獨(dú)立的，點(diǎn)連成線，線構(gòu)成面。每條線始于起始結(jié)點(diǎn)（FN），止于終止結(jié)點(diǎn)（TN），并與左右多邊形（LP和RP）相鄰接。構(gòu)成多邊形的線又稱為弧段，兩條以上弧段相交的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。由一條弧段組成的多邊形為島，多邊形圖中不含島的多邊形稱為簡單多邊形，表示單連通區(qū)域；含島區(qū)的多邊稱為復(fù)合多邊形，表示復(fù)連通區(qū)域。在復(fù)連通區(qū)域中有內(nèi)邊界和外邊界之分，島區(qū)多邊形被看成是復(fù)連通區(qū)域的內(nèi)邊界，復(fù)連通區(qū)域的外邊界多邊形對應(yīng)的區(qū)域含有平面上的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)。26 拓?fù)?/p>

31、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)(C5)優(yōu)點(diǎn)：（1）用拓?fù)浔磉_(dá)的空間信息豐富、簡潔，多邊形被連成完整的網(wǎng)絡(luò)，消除了數(shù)據(jù)冗余，也不會產(chǎn)生歧義。這是因?yàn)橥ㄟ^對結(jié)點(diǎn)、弧、多邊形拓?fù)潢P(guān)系的描述，相鄰弧段的公用結(jié)點(diǎn)，相鄰多邊形的公用弧段在計(jì)算機(jī)中只需記錄一次，這樣就消除相鄰多邊形在簡單矢量結(jié)構(gòu)中可能存在的重復(fù)線，減少了數(shù)據(jù)冗余；（2）拓?fù)湫畔⑴c空間坐標(biāo)分別存儲，這有利于諸如：近鄰，包含和相連等查詢操作。描述點(diǎn)、線、面實(shí)體的空間關(guān)系不再完全依賴于具體坐標(biāo)位置。網(wǎng)絡(luò)連接在邏輯上很嚴(yán)格，不需要通過坐標(biāo)值來查詢、判斷，空間分析、查詢很方便。（3）便于檢查數(shù)據(jù)輸入過程中的錯誤；(如：只要輸入clean命令軟件可標(biāo)出)（4）所有鄰域

32、分析都得以實(shí)現(xiàn)，島與多邊形的關(guān)系不受限制。拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不足在于：（1）拓?fù)浔肀仨氃谝婚_始時就創(chuàng)建，這需要一定時間和存儲空間；（2）一些簡單的操作，如圖形顯示比較慢，因?yàn)閳D形顯示需要的是空間坐標(biāo)而非拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（3）編輯操作可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余或整體結(jié)構(gòu)的改變。（4）某些搜索只能是順序搜索，降低了搜索效率。是否需要創(chuàng)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要考慮數(shù)據(jù)是用于分析還是簡單的顯示。27 柵格結(jié)構(gòu)實(shí)體的表達(dá)(C5)在柵格結(jié)構(gòu)中：點(diǎn)實(shí)體：用一個柵格像元表示；線實(shí)體(或線狀地物)：用沿線走向的一組相鄰的柵格像元表示，每個柵格像元最多只有兩個相鄰像元在線上；面實(shí)體(即面或區(qū)域)：用記有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥裣裨募媳硎荆總€柵

33、格像元可有多余兩個的相鄰像元同屬一個區(qū)域。28 柵格結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(C5)屬性明顯，定位隱含，即數(shù)據(jù)直接記錄屬性的指針或?qū)傩员旧?，而所在的位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)給出，也即定位是根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中的位置得到的。柵格結(jié)構(gòu)表示的地表是不連續(xù)的，是量化的和近似離散的數(shù)據(jù)。29 柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獲取途徑與方法（胡鵬P26-27，lyl P67）(C5)1) 遙感數(shù)據(jù)；2) 圖片掃描數(shù)字化（逐點(diǎn)掃描專題地圖，將掃描數(shù)據(jù)重采樣和再編碼得到柵格數(shù)據(jù)文件）；3) 由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來；4) 由手工方式獲?。ɑ蚰孔x法）在專題圖上均勻劃分網(wǎng)格，逐個網(wǎng)格地確定其屬性代碼的值，最后形成柵格數(shù)據(jù)文件。為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量

34、，在確定柵格數(shù)據(jù)中某一像元點(diǎn)的代碼時，通常采用的方法有：中心歸屬法、面積占優(yōu)法、長度占優(yōu)法和重要性法。在轉(zhuǎn)換和重采樣時需盡可能保持原圖或原始數(shù)據(jù)精度，常有2種辦法：其一，在決定柵格代碼時盡量保持地表的真實(shí)性，保證最大的信息容量，為此可用：中心點(diǎn)法(或中心歸屬法)、面積占優(yōu)法、長度占優(yōu)法、重要性法和百分比法等方法決定柵格單元代碼取值。其二，縮小單個柵格單元面積，從而減少混合像元數(shù)量，達(dá)到逼近原始精度的目的。30 你學(xué)過哪些柵格結(jié)構(gòu)的編碼方法(C5)：1）直接?xùn)鸥窬幋a法；2）鏈碼（chain codes）；3）游程長度編碼（run-length codes）；4）塊碼（block codes）；5

35、）四叉樹編碼（quadtrees）。31矢量結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(C5)定位明顯，屬性隱含。能最好的逼近地理實(shí)體的空間分布特征（黃 pP37），數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲冗余度低，便于進(jìn)行地理實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)分析，但不利于多層空間數(shù)據(jù)的疊合（置）分析。其定位是根據(jù)坐標(biāo)直接存儲的，而屬性則一般存于文件頭或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的某些特定的位置上。這種特點(diǎn)使得其圖形運(yùn)算的算法總體上比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多，有些甚至難以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然有些地方也有所便利和獨(dú)到之處，在計(jì)算長度、面積、形狀和圖形編輯、幾何變換操作中，矢量結(jié)構(gòu)有很高的效率和精度，而在疊加運(yùn)算和鄰域搜索等操作時則比較困難。32 你學(xué)過哪些多邊形矢量編碼方法(C5)：1）坐標(biāo)序列法

36、；2）樹狀索引編碼法；3）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法。（北大new P150）33 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)渚庉嫻δ?拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要特征) (C5)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最重要的技術(shù)特征和貢獻(xiàn)是具有拓?fù)渚庉嫻δ?。這種拓?fù)渚庉嫻δ埽坏ＷC數(shù)字化原始數(shù)據(jù)的自動查錯編輯，而且可以自動形成封閉的多邊形邊界，為由各個單獨(dú)存儲的弧段組成所需要的各類多邊形及建立空間數(shù)據(jù)庫奠定基礎(chǔ)。拓?fù)渚庉嫻δ馨ǘ噙呅蔚倪B接編輯和結(jié)點(diǎn)的連接編輯，前者指順序連接組成封閉多邊形的一組線段的編輯，后者指順序連接環(huán)繞某個結(jié)點(diǎn)所有多邊形的編輯（黃p39）。34矢量結(jié)構(gòu)與柵格結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)(C5)空間數(shù)據(jù)的柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)是模擬地理信息的截然不同的兩種方法

37、（p56張超），事實(shí)證明二者在表示空間數(shù)據(jù)上可以是同樣有效的（北大p43）。柵格和矢量模型最根本的不同在于它們?nèi)绾伪磉_(dá)空間概念。柵格模型采用面域或空域枚舉來直接描述空間目標(biāo)對象；矢量模型用邊界或表面來表達(dá)空間目標(biāo)對象的面或體要素，通過記錄目標(biāo)的邊界，同時采用標(biāo)識符（Identifier）表達(dá)它的屬性來描述對象實(shí)體。 （陳述彭p33）對計(jì)算機(jī)來說，柵格模型特別適合于刻畫像地球重力場那樣的連續(xù)的空間變量。柵格可用數(shù)據(jù)矩陣來表達(dá)，以一種簡單的文件結(jié)構(gòu)儲存在磁盤中，文件按順序含有像元的地址。與此相反，矢量模型非常適合于表達(dá)圖形對象和進(jìn)行高精度制圖，然而矢量數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以矢量形式進(jìn)行圖形疊加

38、的算法也很復(fù)雜。（科學(xué)院p31-33）在實(shí)際應(yīng)用中，究竟采用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，取決于利用數(shù)據(jù)的目的。有些地理現(xiàn)象用柵格數(shù)據(jù)表達(dá)更合適；有些地理現(xiàn)象則用矢量數(shù)據(jù)更有利（邊p101）?？傊瑬鸥窠Y(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和局限性，如下表所示，對于一個GIS來說，目前較為理想的方案是，采用兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)并存，用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)二者的高效轉(zhuǎn)換（張超p58）。柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；2空間數(shù)據(jù)的疊加（疊置或疊合）和組合操作（或分析）易實(shí)現(xiàn)，更有效；3能有效表達(dá)空間可變性，各類空間分析都易進(jìn)行； 4（地表）數(shù)學(xué)模擬方便；5柵格圖像便于做圖像的有效增強(qiáng)，現(xiàn)勢性也強(qiáng)（RS圖像為

39、柵格格式）；6技術(shù)開發(fā)費(fèi)用低優(yōu)點(diǎn)：1表示地理數(shù)據(jù)的精度高；2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密(或緊湊)，數(shù)據(jù)量?。ɑ蛉哂喽鹊停?用網(wǎng)絡(luò)連接法能完整的描述拓?fù)潢P(guān)系，提供更有效的拓?fù)渚幋a，因而對需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行В缇W(wǎng)絡(luò)分析4圖形輸出（與顯示）精確美觀，質(zhì)量好，接近于手繪；5圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密，不緊湊，圖形數(shù)據(jù)量大，需用壓縮技術(shù)解決這個問題2難以表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系3圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來克服，但會增加數(shù)據(jù)文件4難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系5投影變換比較復(fù)雜，花的時間多缺點(diǎn)：1比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2疊加操作（與分析）沒有柵格有效；3表達(dá)空間變化性能力差

40、，數(shù)學(xué)模擬比較困難；4不能象數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處理；5顯示與繪圖費(fèi)用高，特別是高質(zhì)量繪圖、彩色繪圖和暈線圖等；6技術(shù)復(fù)雜，多邊形內(nèi)的空間分析不容易實(shí)現(xiàn)。35面（或多邊形）的柵格化方法(C5)多邊形矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換又稱多邊形填充，就是在矢量表示的多邊形邊界內(nèi)部的柵格點(diǎn)上賦以相應(yīng)的多邊形編號，從而形成多邊形的柵格數(shù)據(jù)陣列。主要有內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法、復(fù)數(shù)積分算法、射線算法、掃描算法和邊界代數(shù)算法等幾種。1）內(nèi)部點(diǎn)擴(kuò)散算法：該算法由每個多邊形一個內(nèi)部點(diǎn)（種子點(diǎn)）開始，向其八個方向的鄰點(diǎn)擴(kuò)散，判斷各個新加入點(diǎn)是否在多邊形邊界上，如果是邊界點(diǎn)，則新加入點(diǎn)不作為種子點(diǎn)（但邊界點(diǎn)也可賦多邊形編號），否則把

41、非邊界點(diǎn)的鄰點(diǎn)作為新的種子點(diǎn)與原有種子點(diǎn)一起進(jìn)行新的擴(kuò)散運(yùn)算，并將該種子點(diǎn)賦予多邊形的編號。重復(fù)上述過程，直到所有種子點(diǎn)填滿該多邊形并遇到邊界為止。擴(kuò)散算法程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要在柵格陣列中進(jìn)行搜索，占用內(nèi)存很大。在一定柵格精度上，如累復(fù)雜圖形的同一多邊形的兩條邊界落在同一個或相鄰的兩個柵格內(nèi)會造成多邊形不連通，則一個種子點(diǎn)不能完成整個多邊形的填充。2）復(fù)數(shù)積分算法：對全部柵格陣列逐個柵格單元判斷柵格歸屬的多邊形編碼，判別方法是由待判點(diǎn)對每個多邊形的封閉邊界計(jì)算復(fù)數(shù)積分，對某個多邊形，如果積分值為2i,則該待判點(diǎn)屬于此多邊形，賦予多邊形編號。否則在此多邊形外部，不屬于該多邊形。復(fù)數(shù)積分算法涉及

42、許多乘除運(yùn)算，盡管可靠性好，設(shè)計(jì)也并不復(fù)雜，但運(yùn)算時間很長，難以在比較低檔次的計(jì)算機(jī)上采用。采用一些優(yōu)化方法，如根據(jù)多邊形邊界坐標(biāo)的最大最小值范圍組成的矩形來判斷是否需要做復(fù)數(shù)積分運(yùn)算，可以部分地改善運(yùn)算時間長的困難。3）射線算法：射線算法可逐點(diǎn)判別數(shù)據(jù)柵格點(diǎn)在某多邊形之外或在多邊形內(nèi)，由待判點(diǎn)向圖外某點(diǎn)引射線，判斷該射線與某多邊形所有邊界相交的總次數(shù)，如相交偶數(shù)次，則待判點(diǎn)在該多邊形的外部，如為奇數(shù)次，則待判點(diǎn)在該多邊形內(nèi)部。射線算法要計(jì)算與多邊形交點(diǎn)，因此運(yùn)算量大。另一個比較麻煩的問題是射線與多邊形相交時有些特殊情況如相切、重合等，會影響交點(diǎn)的個數(shù)，必須予以排除，由此造成算法的不完善，并增

43、加了編程的復(fù)雜性。4）掃描算法：掃描算法是射線算法的改進(jìn)，通常情況下，沿柵格陣列的行方向掃描，在每兩次遇到多邊形邊界點(diǎn)的兩個位置之間的柵格，屬于該多邊形。掃描算法省去了計(jì)算射線與多邊形交點(diǎn)的大量運(yùn)算，大大提高了效率，但一般需要預(yù)留一個較大的數(shù)組以存放邊界點(diǎn)，而且掃描線與多邊形邊界相交的幾種特殊情況仍然存在，需要加以判別。5）邊界代數(shù)算法：邊界代數(shù)多邊形填充算法（Boundary Algebra Filling,簡稱 BAF）,是任伏虎等設(shè)計(jì)并在微機(jī)地理信息系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法。（略）（此法與邊界填充算法相似，或后者據(jù)前者而來，故不細(xì)述）6）邊界填充算法及（邊

44、界）柵欄填充算法（詳見教材p112-114,可重點(diǎn)解釋圖4-31的變化過程）后者僅對穿越多邊形中部的柵欄線與多邊形邊界之間的像元進(jìn)行計(jì)算，大大減小了計(jì)算范圍加快了轉(zhuǎn)換速度。前者要對掃描線與多邊形每條邊交點(diǎn)右方的區(qū)域的像素都要取原屬性值之補(bǔ)。36柵格結(jié)構(gòu)向矢量結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換(詳見胡鵬教材p114-116) (C5)柵格數(shù)據(jù)到矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一般過程可描述為（1）二值化（即將掃描的灰度圖壓縮為僅含0,1兩種代碼，兩個級別的數(shù)字圖像）；（2）二值圖像的預(yù)處理：即通過軟件的圖像編輯功能或數(shù)學(xué)變換，進(jìn)行去污、去噪、斷線連接和邊界提取等。用低通濾波進(jìn)行破碎地物的合并，用高通濾波提取邊界的范圍，等等。（3）細(xì)化：

45、細(xì)化就是將二值圖像像元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點(diǎn)，使之成為線劃寬度只有一個像元的骨架圖形。細(xì)化后的圖形骨架既保留了原圖形的絕大部分特征，又便于下一步跟蹤處理。細(xì)化的基本過程是：（a）確定需細(xì)化的像元集合；（b）移去不是骨架的像元；（c）重復(fù)（a）、（b），直到僅剩骨架像元。細(xì)化的算法很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)典的細(xì)化算法是通過3X3的像元組來確定如何細(xì)化。（4）追蹤：細(xì)化后的二值圖像形成了骨架圖，追蹤就是把骨架轉(zhuǎn)換為矢量圖形的坐標(biāo)序列。（5）拓?fù)浠涸谧粉檿r加上線的端點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、孤立點(diǎn)等信息后，就可形成結(jié)點(diǎn)和弧段，然后可用矢量數(shù)據(jù)的自動拓?fù)浞椒ㄟM(jìn)行拓?fù)浠?。這樣就完成了柵格結(jié)構(gòu)向矢量結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。（最后可能

46、還要去除多余點(diǎn)及曲線圓滑。）37數(shù)據(jù)庫的主要特征(胡鵬 P38) (C6)數(shù)據(jù)庫方法與文件系統(tǒng)方法相比，具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力。數(shù)據(jù)庫具有如下主要特征： (1) 數(shù)據(jù)集中控制。在文件管理方法中，文件是分散的，每個用戶或每種處理都有各自的文件，這些文件之間一般是沒有聯(lián)系的，因此，不能按照統(tǒng)一的方法來控制、維護(hù)和管理。而數(shù)據(jù)庫則很好地克服了這一缺點(diǎn)，可以集中控制、維護(hù)和管理有關(guān)數(shù)據(jù)。(2) 數(shù)據(jù)獨(dú)立。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性，給數(shù)據(jù)庫的使用、調(diào)整、優(yōu)化和進(jìn)一步擴(kuò)充提供了方便，提高了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以供多個用戶使用，每個用

47、戶只與庫中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系；用戶數(shù)據(jù)可以重疊，用戶可以同時存取數(shù)據(jù)而互不影響，大大提高了數(shù)據(jù)庫的使用效率。（4）減少數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是面向應(yīng)用，而是面向系統(tǒng)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一定義、組織和存儲，集中管理，避免了不必要的數(shù)據(jù)冗余，也提高了數(shù)據(jù)的一致性。（5）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。整個數(shù)據(jù)庫按一定的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成，數(shù)據(jù)在記錄內(nèi)部和記錄類型之間相互關(guān)聯(lián)，用戶可通過不同的路徑存取數(shù)據(jù)。（6）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。38計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了哪三個發(fā)展階段(C6)：從20世紀(jì)4050年代的人工管理；到60年代的文件管理，進(jìn)一步發(fā)展到70年代后的數(shù)據(jù)庫管理。39 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織(C6)：（1）數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)項(xiàng)又稱

48、為元素或字段，它是可以定義數(shù)據(jù)的最小單位。數(shù)據(jù)項(xiàng)與現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體的屬性相對應(yīng)，例如，泵站的地理坐標(biāo)、建成時間、權(quán)屬、使用年限、排灌能力等每一個屬性都可以作為一個數(shù)據(jù)項(xiàng)。（2）記錄：記錄由一系列相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，它是應(yīng)用程序輸入-輸出的邏輯單位。對大多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言，記錄是處理和存儲信息的基本單位。記錄與現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體相對應(yīng)，是表征一個實(shí)體的數(shù)據(jù)總和，組成該記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)表示實(shí)體的若干屬性。（3）文件：文件是記錄型與值的總和，一個文件對應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的一個實(shí)體集，同一類型的（邏輯）記錄組成同質(zhì)文件，不同類型的（邏輯）記錄形成異質(zhì)文件。（4）數(shù)據(jù)庫是比文件更大的數(shù)據(jù)組織。數(shù)據(jù)庫（Data Base）是

49、以一定的組織方式存儲在一起的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部構(gòu)造是文件的集合，當(dāng)然，這些文件之間必須存在某種聯(lián)系，不能孤立存在。一般情況下，一個地理信息系統(tǒng)工程可能含有上千幅圖，每幅圖可能有點(diǎn)、線、面多種數(shù)據(jù)文件和多種屬性表，因而一個GIS工程空間數(shù)據(jù)庫可能包含成千上萬個文件。40常用數(shù)據(jù)文件的組織形式(C6)：一、順序文件；二、索引文件；三、直接文件；四、倒排文件。41傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型(C6)：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。42 關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL由數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言及數(shù)據(jù)控制語言構(gòu)成。(C6)43傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的局限性(lyl P106) (C6)雖然傳統(tǒng)的通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已成

50、功地應(yīng)用于文本數(shù)值型數(shù)據(jù)的管理（商業(yè)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比文件系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性），然而，當(dāng)它們被用來管理空間數(shù)據(jù)時卻顯得力不從心，其局限性主要表現(xiàn)在以下方面：）地理空間數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性（即邊之 “高度的內(nèi)部聯(lián)系”），而傳統(tǒng)的DBMS只適合管理相關(guān)性較小的數(shù)字和字符。此外，具有高度內(nèi)部聯(lián)系的空間數(shù)據(jù)記錄需要復(fù)雜的安全性維護(hù)系統(tǒng)，以保證所有相關(guān)聯(lián)空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性，這些對傳統(tǒng)的DBMS來說難以保證。(lyl P106) （大致同邊P121之第5條）（此條著重描述數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性及其安全維護(hù)）地理空間數(shù)據(jù)的實(shí)體類型繁多，實(shí)體類型之間存在著空間拓?fù)潢P(guān)系等復(fù)雜的空間關(guān)系,而傳統(tǒng)DBMS一般都難

51、以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、連通、包含、疊加等基本拓?fù)洳僮鳌?(lyl P106) （大致同邊P121之第2條和第1條的后半部分）（此條描述拓?fù)潢P(guān)系）GIS中需要存儲的坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)目往往是變化的（如弧段的結(jié)點(diǎn)、中間點(diǎn)數(shù)，多邊形的弧段數(shù)是變化的），因此空間數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)可能很大，很復(fù)雜，記錄一般是變長的，而傳統(tǒng)DBMS一般只允許把記錄設(shè)定為固定長度，且要求數(shù)據(jù)項(xiàng)為原子數(shù)據(jù). (lyl P106) （大致同邊P121之第1條的前半部分）（此條描述數(shù)據(jù)記錄長度問題，是否變長）GIS需要進(jìn)行一些復(fù)雜的圖形圖像處理，空間數(shù)據(jù)庫中需要有大量的相關(guān)操作和查詢，如特征提取、影像分割、影像代數(shù)運(yùn)算、拓?fù)浜拖嗨菩圆樵兊?/p>

52、,而傳統(tǒng)DBMS一般只支持對文字和數(shù)字信息的操縱和查詢。44空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成：(C6)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類似，空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也由三個部分所組成。1）空間數(shù)據(jù)庫：可以看作是存儲在物理介質(zhì)上的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以相互關(guān)聯(lián)的一些特定結(jié)構(gòu)之文件的形式組織在存儲介質(zhì)上。2）空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：則是指由GIS的空間分析模型和應(yīng)用模型所組成的軟件。它不但可以全面地管理空間數(shù)據(jù)，還可以運(yùn)用空間數(shù)據(jù)完成分析與決策工作。3）空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：是指能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語義和邏輯定義，提供必要的空間數(shù)據(jù)查詢與存取功能，并能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)?？臻g數(shù)

53、據(jù)庫管理系統(tǒng)除了需要具備常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所具有的功能之外，還需要提供針對空間數(shù)據(jù)的特定管理功能。其具體實(shí)現(xiàn)可以采用不同的方法，例如，象Oracle系統(tǒng)那樣，直接對常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)充，加入一些空間數(shù)據(jù)存儲與管理功能；或者象ESRI的SDE那樣，在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上添加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，獲得空間數(shù)據(jù)的存儲和管理能力。45 GIS數(shù)據(jù)管理的主要方法(lyl P107-110) (C6)：（一）文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；（二）全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；（三）對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；（四）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；46空間數(shù)據(jù)查詢的含義（胡鵬教材P158）（C7）查詢屬于數(shù)據(jù)庫的范疇，一

54、般定義為作用在庫體上的函數(shù)，返回滿足條件的內(nèi)容。查詢屬于咨詢式分析，是用戶與數(shù)據(jù)庫交流的途徑。查詢是GIS用戶最經(jīng)常使用的功能，GIS用戶提出的很大一部分問題都可以以查詢的方式解決，查詢的方法和查詢的范圍在很大程度上決定了GIS的應(yīng)用程度和應(yīng)用水平。47空間查詢的方式（lyl P169）（C7）：目前GIS的空間查詢主要有下列4種方式：（1）擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫的查詢語言(SQL)查詢；（2）可視化空間查詢；（3）超文本查詢；（4）自然語言空間查詢。48 何謂DEM？并列舉其應(yīng)用。（C7）DEM即Digital Elevation Model，它是地表單元上高程的集合，通常用矩陣表示。（張超 P81

55、 L2；鄔倫old P86 BL5）DEM常見的應(yīng)用有：（1）在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫中存貯高程數(shù)據(jù)；（2）解決道路設(shè)計(jì)和軍事工程中的與高程有關(guān)的問題；（3）軍事目的三維地形顯示及風(fēng)景設(shè)計(jì)和規(guī)劃；（4）剖面視覺分析；（5）道路規(guī)劃、大壩選址等；（6）不同地形之間的靜態(tài)分析和比較；（7）產(chǎn)生坡度圖、坡向圖和生成著色地形圖的坡度剖面圖，輔助地貌分析或建立侵蝕圖；（8）作為專題信息的顯示背景或?qū)⒌匦螖?shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合；（9）為景觀的圖像模擬模型和景觀處理提供數(shù)據(jù)；（10）通過將高程替換為其他連續(xù)變化的屬性。（11）地形曲面擬合；（12）趨勢面分析；49 DEM的生成方法（C7）（1）人工網(wǎng)格法：將地形

56、圖蒙上網(wǎng)格，逐格讀取中心或角點(diǎn)的高程值，構(gòu)成數(shù)字高程模型。（2）立體像對分析：通過RS立體像對，根據(jù)視差模型，自動選配左右影像的同名點(diǎn)，可建立DEM。（3）三角網(wǎng)方法（TIN）：對有限個離散點(diǎn)，每三個最鄰近點(diǎn)聯(lián)接成三角形，每個三角形代表一個局部平面，再根據(jù)每個平面方程，可計(jì)算各網(wǎng)格點(diǎn)高程，生成DEM。（4）曲面擬合：根據(jù)有限個離散點(diǎn)的高程，采用多項(xiàng)式或樣條函數(shù)求得擬合公式，再逐一計(jì)算各點(diǎn)的高程，可得到擬合的DEM。（5）等值線插值：根據(jù)各局部等值線上的高程點(diǎn)，通過插值公式計(jì)算（其它）各點(diǎn)的高程，得到DEM。上述方法中，人工格網(wǎng)法精度低，工作量大，不宜采用；立體像對分析要求有立體像對影像和特殊的

57、軟件，且運(yùn)算時間較長，技術(shù)條件特殊；三角網(wǎng)法在有足夠的離散點(diǎn)情況下效果較好；曲面擬合可反映總的地勢，但局部誤差較大；等值線插值是用的比較普通的方法，輸入等值線后，可在矢量格式的等值線數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行，插值效果較好。50 何謂“泰森多邊形”？它有何特性？（C7）荷蘭氣候?qū)W家A.H.Thuiessen提出了一種根據(jù)離散分布的氣象站的降雨量來計(jì)算平均降雨量的方法。該方法是將所有相鄰氣象站連成三角形，作這些三角形各邊的垂直平分線，于是每個氣象站周圍的若干垂直平分線便圍成一個多邊形。用這個多邊形內(nèi)所包含的一個惟一氣象站的降雨強(qiáng)度來表示這個多邊形區(qū)域內(nèi)的降雨強(qiáng)度，并稱這個多邊形為泰森多邊形。泰森多邊形每個頂點(diǎn)是每個三角形的外接圓圓心，泰森多邊形也稱為Voronoi圖或Dirichlet圖。泰森多邊形的特性：(1) 每個泰森多邊形內(nèi)僅含有一個離散點(diǎn)數(shù)據(jù)；(2)泰森多邊形內(nèi)的點(diǎn)到相應(yīng)離散點(diǎn)的距離最近；