GIS等级考试知识集锦.docx

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GIS等级考试知识集锦

1、地理信息:

是指表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形的总称。

，包括空间位置、属性特征及时间特征三部分。

2、地理信息系统:

是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

3、GIS研究内容：

（1）输入：

大多数的地理数据是从地图输入GIS,常用的方法是数字化和扫描。

（2）存储：

GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类,。

大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征,把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果。

（3）地理数据的操作和分析：

GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段。

对图形数据（点、线、面）和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CAD和通用数据库中的成熟技术。

4、输出：

将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序。

输出形式通常有两种:

在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出。

5、GIS系统一般包括以下5个部分：

系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

1）GIS硬件配置：

1、计算机主机2、数据输入设备：

数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等3、数据存贮设备：

光盘刻录机、磁带机、移动硬盘、磁盘阵列等；4、数据输出设备：

笔式绘图仪、喷墨绘图仪（打印机）、激光打印机等。

2）GIS软件按功能可分为以下几类：

（1）数据输入：

将系统外部的原始数据（多种来源、多种形式的信息）传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式的过程。

如将各种已存在的地图、遥感图象数字化，或者通过通讯或读磁盘、磁带的方式录入遥感数据和其他系统已存在的数据，还包括以适当的方式录入各种统计数据、野外调查数据和仪器记录的数据。

数据输入方式与使用的设备密切相关，常有三种形式：

①手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化。

它是通过人工选点或跟踪线段进行数字化，主要输入有关图形点、线、面的位置坐标。

②扫描数字化仪的光栅扫描数字化，主要输入有关图像的网格数据。

③键盘输入，主要输入有关图像、图形的属性数据（即代码、符号），在属性数据输入之前，须对其进行编码。

（2）数据存贮与管理：

数据存储和数据库管理涉及地理元素（表示地表物体的点、线、面）的位置、连接关系及属性数据如何构造和组织等。

用于组织数据库的计算机系统称为数据库管理系统（DBMS）。

空间数据库的操作包括数据格式的选择和转换、数据的连接、查询、提取等。

（3）数据分析与处理：

指对单幅或多幅图件及其属性数据进行分析运算和指标量测，在这种操作中，以一幅或多幅图作为输入，而分析计算结果则以一幅或多幅新生成的图件表示，在空间定位上仍与输入的图件一致，故可称为函数转换、空间函数转换可分为基于点或象元的空间函数，如基于象元的算术运算、逻辑运算或繁类分析等；基于区域、图斑或图例单位的空间函数，如叠加分类、区域形状量测等；基于邻域的空间函数．如象元连通性、扩散、最短路径搜索等。

量测包括对面积、长度、体积、空间方位、空间变化等指标的计算。

函数转换还包括错误改正、格式变性和预处理。

（4）数据输出与表示模块：

输出与表示是指将地理信息系统内的原始数据或经过系统分析、转换、重新组织的数据以某种用户可以理解的方式提交给用户如以地图、表格、数字或曲线的形式表示于某种介质上，或采用CRT（CathodeRayTub）显示器、胶片拷贝、点阵打印机、笔式绘图仪等输出，也可以将结果数据记录于磁存贮介质设备或通过通讯线路传输到用户的其他计算机系统。

（5）用户接口模块：

该模块用于接收用户的指令、程序或数据，是用户和系统交互的工具，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。

系统通过菜单方式或解释命令方式接收用户的输入。

由于地理信息系统功能复杂，且用户又往往为非计算机专业人员，用户界面是地理信息系统应用的重要组成部分，它通过菜单技术、用户询问语言的设置，还可采用人工智能的自然语言处理技术与图形界面等技术，提供多窗口和鼠标选择菜单等控制功能，为用户发出操作指令提供方便。

该模块还随时向用户提供系统运行信息和系统操作帮助信息，这就使地理信息系统成为人机交互的开放式系统。

3）空间数据：

1、某个已知坐标系中的位置。

2、实体间的空间相关性。

3、与几何位置无关的属性。

应用人员：

GIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户，他们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的关键。

GIS的发展：

1、地理信息系统的开拓期（60年代）

2、地理信息系统的巩固发展期（70年代）

3、地理信息系统技术大发展时期（80年代）

4、地理信息系统的应用普及时代（90年代）

地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息分析。

GPS在GIS中的应用常常分为两种情况：

一是直接用GPS技术对GIS的空间数据作实时更新和采集；二是把GPS接收机的实时差分定位技术与GIS的电子地图相结合，组合成各种电子导航系统

GIS软件类型和分类：

1、实用型地理信息系统或者称为面向项目的信息系统。

2工具型地理信息系统或者称为面向管理的地理信息系统。

GIS应用领域：

但GIS的应用已经涵盖了国土、地矿、环保、城建、能源、国防、军事、航天等应用领域，而在与普通大众息息相关的公共设施管理、道路交通、电力供应、资源管理、城市规划、政府决策、大众服务等方面更发挥着越来越大的作用。

GIS发展状况：

2008年我国地理信息产业产值已达到500亿元，地理信息产业从业人员超过３０万，相关企事业单位超过１万家，从事GIS教育的院校和相关单位有200所，每年毕业的学生近万人。

我国已经形成了从大型基础平台软件到各类应用软件的全系列地理信息系统软件产品。

苦难和挑战：

1）数据采集的依赖，

在遥感数据方面，我国目前使用的卫星遥感数据90%以上来自美国、法国、加拿大等国家。

2）大众化应用依然处于初级阶段

3）企业规模较小，企业与企业之间缺少交流，没有形成协作氛围。

知名软件：

美国环境研究所（ESRI）的ArcGIS、MIS公司的MapInfo。

中地公司的MapGIS、吉奥公司的GeoStar和超图公司的SuperMAP。

MapInfo：

是1986年美国纽约州Troy市新成立的一家地理信息系统专业软件公司开发定位的桌面地图系统，地图可视化方面拥有全球较大量的用户群。

MapInfo是一个界于CAD与GIS之间的系统，主要功能偏向于桌面可视化与数据管理，缺乏GIS拓扑分析与管理能力，而且图形处理能力稍差。

MapInfo软件MapInfo主要功能：

计算机地图制图－输入、编辑、输出，接受和输出其它图形系统的数据（DXF格式）。

ArcGIS是美国环境系统研究所（ESRI公司）开发具有代表性的产品，ESRI公司成立于1969年。

产品将近四十年历史，功能强大，产品在国际影响较大、产品在世界上占有较强的份额。

ArcGIS按组织机构部署配置需求分为：

ArcView,ArcEditor,ArcInfo,ArcSDE,ArcIMS,和ArcGISServer。

ArcGIS主要功能有：

创建、管理、集成、分析、显示和传播空间数据和地理处理服务。

还具有强大的可视化、编辑、分析和数据管理功能，使ArcGIS软件家族成为GIS软件的领先者。

标准化：

国际地理信息标准化工作大体可分为两部分。

一是以已经发布实施的信息技术（IT）标准为基础，直接引用或者经过修编采用；二是研制地理空间数据标准，包括数据定义、数据描述、数据处理等方面的标准。

元数据可以从以下七个方面对空间数据进行描述：

（1．1）标识（Indentification）：

包括数据名称，开发者，数据描述的区域，专题，现势性，对数据使用的限制等；

（1．2）数据质量（DataQuality）：

数据质量的定义，数据精度，完整性，一致性，产生该数据的原始数据以及处理过程；

（1．3）空间数据组织（SpatialDataOrganization）：

数字编码的空间数据组织方式，空间实体的数目，除空间坐标外其他的属性；

（1．4）空间参照（SpatialReference）：

数据采用的地图投影，存储格式（矢量还是栅格），水平与垂直的地球参照系，从一种坐标系统转换到另一种坐标系统的方法；

（1．5）实体和属性信息（Entity&AttributeInformation）：

数据中包括的地理信息，信息的编码方式，编码的意义描述；（1．6）分发（Distribution）：

如何得到数据，数据的格式，存储介质，价格等等；（1．7）元数据参考信息（MetadataReference）：

该数据何时完成，由谁完成等信息。

基础知识：

一坐标系统

1、地面点的平面位置根据实际情况，可以选用地理坐标、平面直角坐标、高斯平面直角、地心坐标等系统表示。

地理坐标就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。

地心坐标系是以参考椭圆体为根据的坐标系，是以地球质心为坐标原点的三维坐标系。

WGS-84世界大地坐标系就是一种地心坐标系。

2000国家大地坐标系参数：

◆原点：

包括海洋和大气的整个地球的质量中心

◆三个坐标轴的指向：

Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。

采用广义相对论意义下的尺度。

◆地球椭球的4个基本参数定义：

2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数的数值为：

长半轴a＝6378137m扁率f=1/298.257222101

地心引力常数GM＝3.986004418×1014m3s-2

自转角速度ω＝7.292l15×10-5rads-12000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8—10年。

现有各类测绘成果，在过渡期内可沿用现行国家大地坐标系；2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国家大地坐标系。

2、地图比例尺：

地图上沿某方向的微分线段和地面上相应微分线段水平长度之比。

比例尺有多种表示方法，如：

数字比例尺，文字比例尺，直线比例尺等，我们最常见的是数字比例尺，数字比例尺是指用阿拉伯数字形式表示的比例尺。

我国基本比例尺地形图有1：

1万、1：

2.5万、1：

5万、1：

10万、1：

25万、1：

50万和1：

100万七种。

作用：

比例尺赋予了地图可量测计算的性质，为地图使用者提供了明确的空间尺度概念。

比例尺还隐含着对地图精度和详细程度的描述。

分幅标准：

我国1∶100万地形图分幅是采用国际标准分幅的经差6°、纬差4°为一幅图。

以百万分之一地图为基础直接划分。

一幅百万分之一地形图划分四幅1：

50万地形图，每幅为经差3o，纬差2o；一幅百万分之一地图划分为16幅1：

25万地形图，每幅为经差1o，纬差40’；一幅百万分之一地图划分144幅1:

10万地形图，每幅为经差30’，纬差20’。

每幅大于1：

10万比例尺的地形图，则以1：

10万图为基础进行逐级划分，一幅1：

10万地形图划分四幅1：

5万地形图；一幅1：

5万地形图划分为四幅1：

2.5万地形图。

在1：

10万图的基础上划分为64幅1：

1万地形图；一幅1：

1万地形图又划分为4幅1：

5000地形图。

对于1：

5000以上的大比例尺地形图，大多按纵横坐标格网线进行等间距分幅，即采用矩形分幅方法。

我国的旧标准编号也是采用国际标准。

从赤道起向北或向南至纬度88°止，按纬差每4°划作22个横列，依次用A、B、„„、V表示；从经度180°起向东按经差每6°