地理信息系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

地理信息系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料地理數(shù)據(jù)是與地理環(huán)境要素有關(guān)的物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理信息系統(tǒng)以空間數(shù)據(jù)作為處理和操作的主要對(duì)象，這是它區(qū)別于其他類型信息系統(tǒng)的主要標(biāo)志，也是其技術(shù)難點(diǎn)之所在。其中，通過地理信息系統(tǒng)的空間分析功能可以產(chǎn)生常規(guī)方法難以獲得的地理信息，實(shí)現(xiàn)在分析功能支撐下的管理與輔助決策支持。這就是地理信息系統(tǒng)的研究核心，也是地理信息系統(tǒng)的主要貢獻(xiàn)。GIS是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。地理學(xué)是一門研究人地相互關(guān)系的科學(xué)，研究各個(gè)自然要素的生物、物理和化學(xué)等的性質(zhì)和過程，以及探求人類活動(dòng)與資源環(huán)境間相互協(xié)調(diào)的規(guī)律。它為地理信息系統(tǒng)提供了有關(guān)空間分析的基本觀點(diǎn)與方法，成為地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論依托之一。測(cè)繪學(xué)是研究對(duì)地球上各種物體的地理空間分布信息進(jìn)行采集、處理、管理、更新和利用的科學(xué)和技術(shù)。測(cè)繪學(xué)不但為地理信息系統(tǒng)提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)據(jù)，而且其理論和方法可直接用于空間數(shù)據(jù)的變換和處理。地理信息系統(tǒng)是隸屬于信息系統(tǒng)中的一類，屬于空間信息系統(tǒng)。與非空間信息系統(tǒng)(如管理信息系統(tǒng))的主要區(qū)別在于它能夠處理空間定位數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)也有別于CAD／CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)／計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，后者雖能表達(dá)和處理空間定位數(shù)據(jù)，但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，缺少地理信息系統(tǒng)中的空間分析功能；GIS是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，該工程技術(shù)系統(tǒng)由六個(gè)子系統(tǒng)組成；GIS為地理學(xué)解決復(fù)雜的規(guī)劃與管理問題提供了有效的手段，而地理學(xué)則為GIS提供了重要的基礎(chǔ)理論依托；圖形工作站的處理器性能比普通個(gè)人計(jì)算機(jī)強(qiáng)勁，且具有專業(yè)級(jí)的顯卡。工程掃描儀能夠提供高分辨率、真彩色的近乎完美的圖像輸入效果，遂逐漸取代圖形手扶跟蹤數(shù)字化儀而成為地圖圖形、遙感圖像等數(shù)據(jù)輸入最有效的工具之一。地圖掃描數(shù)字化得到的是圖像數(shù)據(jù)，通常需要再經(jīng)過柵格到矢量的轉(zhuǎn)換過程才可以生成矢量化的地理數(shù)據(jù)。GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái):指具有豐富GIS專業(yè)功能的通用型GIS軟件，它包含了處理分析地理數(shù)據(jù)的各種基本功能，可作為其他GIS應(yīng)用軟件系統(tǒng)建設(shè)的軟件平臺(tái)。GIS應(yīng)用軟件:利用GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)上提供的GIS數(shù)據(jù)處理與分析功能開發(fā)的，特別針對(duì)某一具體應(yīng)用的信息系統(tǒng)軟件，如土地信息系統(tǒng)(1andinformationsystems．LIS)、交通地理信息系統(tǒng)(transportationGIS，TGIS)等。地理數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)等。由于其具有獨(dú)特的存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的功能，所以地理數(shù)據(jù)庫也稱為空間數(shù)據(jù)庫。由數(shù)據(jù)庫實(shí)體和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成，用于空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、查詢、檢索和更新等。根據(jù)地理現(xiàn)象在空間上的幾何圖形表示形式，可將地理現(xiàn)象抽象為點(diǎn)、線、面三種類型，把它們表達(dá)成地理數(shù)據(jù)通常在邏輯上可以采用矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用人員包括系統(tǒng)開發(fā)人員和地理信息系統(tǒng)的最終用戶，他們的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)知識(shí)是地理信息系統(tǒng)工程及其應(yīng)用成敗的關(guān)鍵。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常歸納為不同性質(zhì)的專題或?qū)?，?shù)據(jù)采集與編輯功能就是把各層地理要素轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)及屬性對(duì)應(yīng)的代碼輸入到計(jì)算機(jī)中。RogerTomlinson從1963年開始創(chuàng)建世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)即加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）。因此，Tomlinson被譽(yù)為地理信息系統(tǒng)之父。我國(guó)規(guī)模宏大的1：50000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，它是目前覆蓋全國(guó)比例尺最大、數(shù)據(jù)量最大、內(nèi)容最豐富、精度最高的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫。內(nèi)容包括高程、影像、地物、地名、土地覆蓋、柵格地圖、元數(shù)據(jù)等7個(gè)子庫，總數(shù)據(jù)量5.3TB，相當(dāng)于8000多張光盤的存儲(chǔ)量。它的建成具有廣泛的應(yīng)用前景。地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科，因此它明顯的體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征，這些交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論同樣構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論體系；各國(guó)政府設(shè)立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)來引導(dǎo)GIS理論研究，如美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)（NSF）支持成立了國(guó)家地理信息與分析中心（NCGIA）等，研究重點(diǎn)包括空間關(guān)系、空間數(shù)據(jù)模型、空間認(rèn)知、空間推理、地理信息機(jī)理和地理信息不確定性等；我國(guó)不同時(shí)期采用不同的旋轉(zhuǎn)橢球體及其元素值，可知旋轉(zhuǎn)橢球體是一個(gè)可以用數(shù)學(xué)公式描述的規(guī)則的幾何表面，可以作為平面坐標(biāo)的基準(zhǔn)。1980年中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)，即國(guó)家水平控制網(wǎng)中推算大地標(biāo)的起標(biāo)點(diǎn)，設(shè)在我國(guó)中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。跟據(jù)不同需求，我國(guó)現(xiàn)有三種大地坐標(biāo)系并存：一是1954年北京坐標(biāo)系（局部平差)；二是1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系(整體平差)；三是地心坐標(biāo)系，即以地球的質(zhì)心作為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系。我國(guó)現(xiàn)在規(guī)定的高程基準(zhǔn)面為“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”，它是采用青島驗(yàn)潮站1953年至1979年驗(yàn)潮資料計(jì)算確定的。研究地理空間，除了建立地理空間的定位參考框架，還必須分析地理空間特征實(shí)體或地理空間信息的幾何形態(tài)和時(shí)空分布規(guī)律及其相互之間的關(guān)系。地理空間特征實(shí)體指具有形狀、屬性和時(shí)序特征的空間對(duì)象或地理實(shí)體，包括點(diǎn)、線、面、曲面和體，他們構(gòu)成地球圈層間復(fù)雜的地理綜合體，也是GIS表示和建立空間數(shù)據(jù)庫的主要對(duì)象。GIS的任何空間數(shù)據(jù)都必須納入一個(gè)統(tǒng)一的空間參照系中，以實(shí)現(xiàn)不同來源數(shù)據(jù)的融合、連接與統(tǒng)一；地理空間的實(shí)體包括點(diǎn)(point)、線(1ine)、面(polygon)、曲面(Surface)和體(volume)等多種類型。如果采用一個(gè)沒有大小的點(diǎn)(坐標(biāo))來表達(dá)基本點(diǎn)元素時(shí)，稱為矢量表示法；如果采用一個(gè)有固定大小的點(diǎn)(面元)來表達(dá)基本元素時(shí)，稱為柵格表示法。它們分別對(duì)應(yīng)矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的是二維表面上地理要素的離散化數(shù)值，每個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一種屬性。其空間位置用行和列標(biāo)識(shí)。網(wǎng)格通常是正方形，有時(shí)也采用矩形、等邊三角形和正六邊形。數(shù)字地形分析：數(shù)字地形是地理信息系統(tǒng)中地形起伏的數(shù)字化表達(dá)和存儲(chǔ)形式，其中，數(shù)字高程模型是常見的一種數(shù)字地形。地理信息系統(tǒng)提供了構(gòu)造數(shù)字地形及有關(guān)地形分析的功能，包括分析地形的坡度、坡向、地表粗糙度、山谷線、山脊線、日照強(qiáng)度、庫容量、表面積、立體圖、剖面圖和通視分析等，為地球科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和輔助決策提供重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)可以應(yīng)用在資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土監(jiān)測(cè)、輔助決策、定位服務(wù)等方面。數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系是：數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)形式，是信息的載體；而信息則是數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的事物的含義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。地理信息是地理數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含和表達(dá)的地理含義。地理信息屬于空間信息，它具有空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)態(tài)變化特征。GIS是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng).該系統(tǒng)通常又由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如地理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)可視化表達(dá)與輸出子系統(tǒng)等GIS的操作對(duì)象是地理數(shù)據(jù)或稱空間數(shù)據(jù)（spatialdata）。GIS的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn)是按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)編碼，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性、定量和拓?fù)潢P(guān)系的描述?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點(diǎn)是每一個(gè)地理實(shí)體都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性、定量和拓?fù)潢P(guān)系的描述等信息的描述。空間數(shù)據(jù)通?？梢猿橄蟪牲c(diǎn)、線和面等方式進(jìn)行編碼，并以空間坐標(biāo)形式存儲(chǔ)，或者以一系列柵格單元來表達(dá)連續(xù)的地理現(xiàn)象。地理信息系統(tǒng)雖然是信息技術(shù)發(fā)展的成果，但它與地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)有著密切的關(guān)系。一個(gè)實(shí)用的地理信息系統(tǒng)，要支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等操作。地理信息系統(tǒng)輸入設(shè)備的作用是將地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字的形式存入計(jì)算機(jī)，以便進(jìn)行處理和分析計(jì)算等工作。全球定位系統(tǒng)是美國(guó)具有在陸、海、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)主要由GPS衛(wèi)星、地面監(jiān)控站和用戶接收機(jī)三部分組成。使用接收機(jī)用戶可以獲得所在地精確的地理位置坐標(biāo)。GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的代表性產(chǎn)品，國(guó)外的有ESRI公司的ArcGIS(包括ArcInfo和ArcViewGIS等)，Intergraph公司的GeoMedia，Maplnfo公司的MapInfo，ClarkLab的Idrisi，開放源代碼GIS軟件GRASS等；國(guó)產(chǎn)GIS軟件平臺(tái)有超圖公司的SuperMap，中地公司的MapGIS和吉奧公司的GeoStar等。大地測(cè)量控制系統(tǒng)由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成，為建立地理空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)位置提供了一個(gè)通用參照系?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系包括拓?fù)溧徑?、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)和拓?fù)浒?，它們?cè)贕IS的數(shù)據(jù)處理、空間分析以及數(shù)據(jù)庫的查詢與檢索中，具有重要的意義。曲面是指連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素有地形、降水量、溫度和磁場(chǎng)等。TIN曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常用于數(shù)字地形的三維建模和顯示規(guī)則格網(wǎng)的曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于矩陣形式的柵格數(shù)據(jù)，只是其屬性值為地面的高程或其他連續(xù)分布現(xiàn)象的數(shù)值空間數(shù)據(jù)的編碼也稱為特征碼：是指將數(shù)據(jù)分類的結(jié)果，用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識(shí)別的符號(hào)系統(tǒng)表示出來的過程。空間數(shù)據(jù)的編碼的結(jié)果是形成代碼。代碼由數(shù)字或字符組成，或由它們共同組成混合碼?？臻g數(shù)據(jù)的編碼的目的，是用來提供空間數(shù)據(jù)的地理分類和特征描述，同時(shí)為了便于地理要素的輸入、存儲(chǔ)、管理，以及系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享的需要。曲面數(shù)據(jù)主要指數(shù)字地形模型數(shù)據(jù)，通常采用對(duì)已知高程的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行空間插值方法來生成。柵格數(shù)據(jù)的輸入過程也是產(chǎn)生和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)的過程。柵格數(shù)據(jù)的輸入方法包括透明格網(wǎng)采集輸入、掃描數(shù)字化輸入、遙感影像解譯和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等其它數(shù)據(jù)傳輸或轉(zhuǎn)換輸入等；地理信息系統(tǒng)根據(jù)其使用的數(shù)據(jù)模型，可以分為矢量系統(tǒng)、柵格系統(tǒng)和矢柵混合系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)表示的基本方法：空間分幅：即將整個(gè)地理空間劃分為許多子空間，再選擇要表達(dá)的子空間(2)屬性分層：即將要表達(dá)的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來表示。(3)時(shí)間分段：即將有時(shí)間特征的地理數(shù)據(jù)按其變化規(guī)律劃分為不同的時(shí)間段數(shù)據(jù)，再逐一表示。地理信息系統(tǒng)的操作對(duì)象是地理數(shù)據(jù)，它具體描述地理現(xiàn)象的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。空間特征指地理現(xiàn)象的空間位置及其相互關(guān)系，其數(shù)據(jù)稱為空間數(shù)據(jù)；屬性特征表示地理現(xiàn)象的名稱、類型和數(shù)量等，其數(shù)據(jù)稱為屬性數(shù)據(jù)；時(shí)間特征指地理現(xiàn)象隨時(shí)間而發(fā)生的變化，其數(shù)據(jù)稱為時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)的基本特征空間特征是指空間對(duì)象的位置及與相鄰對(duì)象的空間關(guān)系或拓?fù)潢P(guān)系；屬性特征是指空間對(duì)象的專題屬性；時(shí)間特征是指空間對(duì)象隨著時(shí)間演變而引起的空間和屬性特征的變化。按照數(shù)據(jù)來源分類地圖數(shù)據(jù)：地圖數(shù)據(jù)來源于各種類型的普通地圖和專題地圖。這些地圖的內(nèi)容豐富，圖上空間實(shí)體間的空間關(guān)系直觀，實(shí)體的類別或?qū)傩郧逦?，?shí)測(cè)地形圖還具有很高的定位精度。影像數(shù)據(jù)：影像數(shù)據(jù)主要來源于衛(wèi)星遙感和航空遙感，包括多平臺(tái)、多層面、多種傳感器、多時(shí)相、多光譜、多角度和多種分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)，也是GIS最有效的數(shù)據(jù)源之一。文本數(shù)據(jù)：文本數(shù)據(jù)來源于各類調(diào)查報(bào)告、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、解譯信息等。按照數(shù)據(jù)幾何特征分類點(diǎn)：點(diǎn)是對(duì)0維的空間實(shí)體的抽象數(shù)據(jù)，如測(cè)量用的三角點(diǎn)、電視塔等。線：線是對(duì)1維線性的空間實(shí)體的抽象數(shù)據(jù)，如河流、道路等。面：面是對(duì)2維平面的空間實(shí)體的抽象數(shù)據(jù)，如湖泊、行政區(qū)等。曲面：曲面是對(duì)在面上連續(xù)分布的空間實(shí)體的抽象數(shù)據(jù)，常被稱為2.5維數(shù)據(jù)，如地形、氣溫等。體：體是對(duì)3維的空間實(shí)體的抽象數(shù)據(jù)，如地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)等。對(duì)地理信息系統(tǒng)的分類可以根據(jù)其研究范圍，分為（ADE）A.全球系統(tǒng) B.專題系統(tǒng) C.矢柵混合系統(tǒng)D.區(qū)域系統(tǒng) E.國(guó)家系統(tǒng) F.綜合系統(tǒng)根據(jù)其研究?jī)?nèi)容，可以分為(BF)A.全球系統(tǒng) B.專題系統(tǒng) C.矢柵混合系統(tǒng)D.區(qū)域系統(tǒng) E.國(guó)家系統(tǒng) F.綜合系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理目的：(ACD)A.把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于觀察、分析、傳輸或進(jìn)一步處理的形式B.數(shù)據(jù)處理是為數(shù)據(jù)解釋服務(wù)的，數(shù)據(jù)解釋還需要人類的智慧，包括學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。C.把數(shù)據(jù)編輯后存儲(chǔ)起來，以供后續(xù)使用。D.把數(shù)據(jù)加工成對(duì)正確管理和決策有用的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理的仟?jiǎng)?wù)和操作內(nèi)容有(BCD)A.數(shù)據(jù)整合 B.數(shù)據(jù)變換 C.數(shù)據(jù)抽取 D.數(shù)據(jù)重構(gòu)地理信息的主要特點(diǎn)是：(CDEF)A.直觀性 B.綜合性 C.客觀性D.適用性 E.傳輸性 F.共享性地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于它的(ABCDEFGH)A.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成 B.獨(dú)特的地理空間分析能力C.快速的空間定位搜索 D.復(fù)雜的空間查詢功能E.強(qiáng)大的圖形生成 F.可視化表達(dá)手段G.地理過程的演化模擬 H.空間決策支持功能等。數(shù)據(jù)是通過數(shù)字化并記錄下來可以被識(shí)別的符號(hào)，用以定性或定量地描述事物的特征和狀況。信息是用數(shù)字、文字、符號(hào)、語言等介質(zhì)來表示事件、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，作為生產(chǎn)、管理和決策的依據(jù)。數(shù)據(jù)處理是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、篩選、排序、歸并、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、檢索、計(jì)算，以及分析、模擬和預(yù)測(cè)等操作。地理信息系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題以下圖為例，列出拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的弧段文件構(gòu)成，并列出