地理信息系统整理资料文档格式.docx
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7、ISO/TC211地理信息/地球信息科学标准
制定ISO/TC211地理信息/地球信息科学标准，它是对与地球上位置直接或间接有关的物体或现象信息的结构化标准。
该标准共分为25个部分，主要针对地理信息的内容和相关的方法；
各种数据管理的工具和服务及有关的请求、处理、分析、获取、表达；
以及在不同的用户、系统平台和位置上进行数据的转换。
8、数字地球digitalearth
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。
数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。
9、地图投影
建立地球椭球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间的函数关系：
10、空间分析
综合分析空间数据的技术的通称。
基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过分析算法，获取有关空间信息。
11、空间拓扑叠加
即overlap，指针对多种类型输入数据层的某种函数的叠加运算，把分散在不同层上的空间、属性信息按相同的空间位置叠加到一起，合成新的一层，是GIS中最常见的模型分析方法叠合过程，往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的交、并、差、余运算，并可进一步对属性作其它的数学运算包括面与面、线与面、点与面的叠合也可分为简单的视觉信息叠合和较复杂的分类模型叠合
12、TIN
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，如果点不在顶点时，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。
13、地理信息
有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。
是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。
14、误差
反映测量值与真实值或大家供认的真值之间的差异。
来源分为源误差和操作误差，源误差包括数据搜集和数据输入过程，操作误差包括数据存储、数据处理、数据输出、数据使用等。
15、空间索引
就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。
它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。
16、欧式空间
欧几里德空间（EuclideanSpace），简称为欧氏空间（也可以称为平直空间），在数学中是对欧几里德所研究的2维和3维空间的一般化。
17、地图投影
运用一定的数学法则，将地球椭球面的经纬线网相应地投影到平面上的方法。
即将椭球面上各点的地球坐标变换为平面相应点的直角坐标的方法。
18、矢量数据结构
以矢量方式存储的数据，它由表示位置的标量和表示方向的矢量两部分构成。
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、空间数据的基本特征
空间数据的特征可以概括为空间特征和属性特征，空间特征数据包括地理实体或现象的定位数据和拓扑数据，属性特征数据包括地理实体或现象的专题属性（名称、分类、数量等）数据和时间数据，而空间特征数据和属性特征数据统称为空间数据或地理数据。
20、空间分析的基本过程
空间分析的目的是解决某类与地理空间有关的问题，通常涉及多种空间分析操作的组合。
一般步骤是：
1）明确分析的目的和评价准则；
2）准备分析数据；
3）进行空间分析操作；
4）进行结果分析；
5）解释、评价结果（如必要，返回步骤1）；
6）结果输出（地图、表格和文档）。
21、空间分析的基本功能
包括空间查询与量算，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间插值、统计分类分析等。
22、空间数据挖掘
空间数据库的知识发现或空间数据挖掘，可以定义为从空间数据库中提取隐含的知识、和没有直接存储的空间关系、空间模式的过程。
空间数据挖掘使用的一些方法：
1）统计分析方法；
2）基于概括的方法；
3）聚类方法；
4）空间关联规则方法。
23、什么是空间变换，基于栅格结构的空间变换有哪几种?
地理信息系统通常是按有一定意义的图层和相应的属性建立空间数据库的。
为了满足特定空间分析的需要，需对原始图层及其属性进行一系列的逻辑或代数运算，以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性，这个过程称为空间变换。
基于栅格结构的空间变换可分为三种方式：
（1）单点变换；
（2）邻域变换；
（3）区域变换。
简答题：
1、3S集成的作用和意义。
3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。
3S的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。
GIS、RS和GPS三者集成利用，构成为整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统，提高了GIS的应用效率。
在实际的应用中，较为常见的是3S两两之间的集成，如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同时集成并使用3S技术的应用实例则较少。
RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技术水平上实现，最简单的办法是三种系统分开而由用户综合使用，进一步是三者有共同的界面，做到表面上无缝的集成，数据传输则在内部通过特征码相结合，最好的办法是整体的集成，成为统一的系统。
单纯从软件实现的角度来看，开发3S集成的系统在技术上并没有多大的障碍。
目前一般工具软件的实现技术方案是：
通过支持栅格数据类型及相关的处理分析操作以实现与遥感的集成，而通过增加一个动态矢量图层以与GPS集成。
对于3S集成技术而言，最重要的是在应用中综合使用遥感以及全球定位系统，利用其实时、准确获取数据的能力，降低应用成本或者实现一些新的应用。
3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；
相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。
作为地理学的一个分支学科，Geomatics*产生并对包括遥感、全球定位系统在内的现代测绘技术的综合应用进行探讨和研究。
同时，它也推动了其它一些相联系的学科的发展，如地球信息科学、地理信息科学等，它们成为“数字地球”这一概念提出的理论基础。
2.简述空间数据误差来源与数据质量控制方法。
从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的处理变换到空间数据的应用，在这两个过程中都会有数据质量问题的发生。
（1）空间现象自身存在的不稳定性：
包括空间特征和过程在空间、专题和时间内容上的不确定性。
（2）空间现象的表达：
数据采集中的测量方法以及量测精度的选择等受到人类自身的认识和表达的影响，这对于数据的生成会出现误差。
（3）空间数据处理中的误差：
在空间数据处理过程中，容易产生的误差有以下几种：
投影变换产生的差异；
地图数字化和扫描后的矢量化处理都可能出现误差；
数据格式转换中的位置差异性；
数据抽象时产生的误差；
建立拓扑关系过程中的位置坐标的变化；
与主控数据层的匹配位移导致误差；
数据叠加操作和更新产生空间位置和属性值的差异；
数据集成处理产生的误差；
数据的可视化产生表达上的误差；
数据处理过程中误差的传递和扩散
（4）空间数据使用中的误差：
主要包括两个方面：
一是对数据的解释过程，一是缺少文档，这样往往导致数据用户对数据的随意性使用而使误差扩散。
数据质量控制是个复杂的过程，要控制数据质量应从数据质量产生和扩散的所有过程和环节入手，分别用一定的方法减少误差。
空间数据质量控制常见的方法有：
（1）传统的手工方法：
将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比或其他比较方法。
（2）元数据方法：
数据集的元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。
（3）地理相关法：
用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。
3、矢量数据与栅格数据的区别是什么？
它们有什么共同点吗？
优点
缺点
矢
量
1、便于面向现象（土壤类，土地利用单元等）
2、结构紧凑，冗余度低，便于描述线或边界。
3、利于网络、检索分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效。
4、图形显示质量好，精度高。
1、数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难。
2、多边形叠置分析困难，没有栅格有效，表达空间变化性能力差。
3、不能像数字图像那样做增强处理
4、软硬件技术要求高，显示与绘图成本较高。
栅
格
1、结构简单，易于数据交换。
2、叠置分析和地理（能有效表达空间可变性）现象模拟较易。
3、利于与遥感数据的匹配应用和分析，便于图像处理。
4、输出快速，成本低廉。
1、现象识别效果不如矢量方法，难以表达拓扑。
2、图形数据量大，数据结构不严密不紧凑，需用压缩技术解决该问题。
3、投影转换困难。
4、图形质量转低，图形输出不美观，线条有锯齿，需用增加栅格数量来克服，但会增加数据文件。
4、地理信息系统由哪些部分组成？
并画出示意图
一个完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。
其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。
（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GIS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。
GIS的主要功能：
（１）空间数据的采集和输入；
（２）空间数据的编辑与管理；
（３）空间数据的处理与转换；
（４）空间查询与空间分析；
（５）空间数据的显示与输出。
5、根据你的了解，阐述GIS的相关学科及关联技术，并就GIS基础理论的建立和发展问题，发表你的意见和观点。
地理信息系统与其他相关学科系统间的关系
（1）GIS与地图学
GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。
GIS是地图学理论、方法与功能的延伸，GIS与地图学一脉相承，它们都是空间信息处理的学科，地图学强调图形信息传输，而GIS则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS之间的联系是通过地图可视化工具与他们的潜力来增强GIS的数据综合和分析能力。
（2）GIS与一般事务数据库
GIS离不开数据库技术。
数据库技术主要通过属性来管理和检索，但一般没有空间概念，GIS恩能够处理空间数据。
（3）GIS与计算机地图制图
计算机地图制图技术的发展对GIS的产生起了有力的促进作用，GIS的出现又反过来为地图制图提供了现代化的先进技术手段。
数字地图是GIS的数据源，也是GIS的表达形式，计算机地图制图是GIS的重要组成部分。
（4）GIS与计算机辅助制图（CAD）
GIS处理的多为自然目标，CAD处理的多为规则几何图形及其组合。
GIS的属性库内容结构复杂，功能强大，图形属性的相互作用十分频繁，且多具有专业化特征。
6、GIS可应用于哪些领域？
试结合你的专业论述GlS的应用和发展前景。
（1）在市政工作中的决策支持
城市发展的宏观决策中
宏观经济社会信息统计
公共安全、道路建设、税收管理、财政、工商行政、建筑物审批、水利、农业、环境、土地管理、矿业、国土绿化、医疗卫、人民防空、防震减灾
（2）在社会公共事业中
城市供水、公共交通、铁路、邮电通讯、电力供应、煤气燃气供应
（3）在第三产业中
物业估价、房地产管理、中介服务、广告宣传、金融保险、商业服务
（4）在军事中
作战指挥、后方管理
（一）城市环境地理信息系统
（二）基于地图的数据挖掘
（三）3S（GIS，RS，GPS）在环境中应用
（四）GIS支持下的环境与区域的可持续发展
7、你对GIS社会化的发展趋势是怎么理解的？
GIS的社会化有一些的同义语，如“全球化”、“大众化”等等，他们实际上描述了GIS社会化的不同侧面。
“大众化”是社会化的主要方面，它是指GIS技术已经融入到人们的日常生活中，迁移默化的改变着生活的方式：
将地图存储在计算机中，使以往利用地图提供的定位、定向、导航功能可以通过GIS实现，而3S集成技术，可以使定位导航功能更加自动化和准确。
利用GIS可以将信息按照其空间坐标组织起来，进行查询检索，进而可以分析其空间分布特点，进行决策支持。
汽车导航、野外探险和旅游、银行信用卡管理、商家经营分析、保险赔偿分析等等，人们生活的各个方面，GIS都可以在其发挥作用。
“数字地球“是GIS应用的极致，也是GIS社会化的顶点。
公众在日常生活中使用着地理信息系统，可是他不需要了解任何GIS的知识。
GIS应用和其他应用紧密结合在一起，已经成为人们日常生产和生活中不可分离的一部分，正如一些学者所预测的“GIS发展的将来就是没有GIS。
”
从应用角度来看，GIS的社会化意味着每一个人都可以方便的使用GIS功能，而从应用开发角度来看，GIS社会化的标志是GIS产业的形成与分化，形成专门的数据生产厂商，GIS平台/构件开发商，GIS集成商，GIS服务提供商以及GIS工程监理等等；
相关GIS技术标准的确立，对于GIS产业的发展提供了基础。
8、地理信息系统的发展及趋势
GIS的发展经历了以下几个阶段60年代的开拓期，注重于空间数据的地学处理，如美国人口调查局建立的DIME用于处理人口统计数据；
70年代的巩固期，注重于空间地理信息的管理，充分利用了新的计算机技术，但数据分析能力仍然很弱，在地理信息技术方面未有新突破；
80年代的技术大发展期，注重于空间决策支持分析，应用领域迅速扩大，商业化实用系统进入市场；
90年代是地理信息系统的用户时代，以来微机的发展和数字化信息产品在全世界普及，GIS已经深入到各行各业，其应用领域从资源管理、环境规划到应急反应，从商业服务区域划分到政治选举分区等，涉及到许多学科和领域许多国家制定了本国的GIS发展规划，启动了若干科研项目，建立了一些政府性、学术性机构，如中国于1985年成立了资源与环境信息系统国家重点实验室，美国于1987年成立了国家地理信息与分析中心现在，GIS已成为许多机构必备的工作系统社会对GIS的认识也普遍提高，需求大幅度增加，从而导致GIS应用的扩大与深化
国内：
我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步（1970-1980）、准备（1980-1985）、发展（1985-1995）、产业化（1996以后）阶段我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作自90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段执行地理信息系统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化，为国民经济重大问题提供分析和决策依据总之，中国地理信息系统事业经过十年的发展，取得了重大的进展地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件地理信息系统的发展趋势表现为GIS系统技术和应用两方面
（1）系统技术方面
数据标准化使GIS市场从单纯的系统驱动转向数据驱动，意味着支持GIS工作的数据结构及数据交换格式的标准化，提供GIS工作基础数据接口的标准化包括建立OpenGIS的互操作标准，寻求驻网GIS数据和空间数据处理服务的标准方法等实现数据自动输入，包括对属性表格的扫描和识别，图形扫描和追踪，拓扑关系的自动生成，图例符号的自动标识等在空间数据结构与数据管理方面，将出现高效的栅格-矢量相互转换算法来支持栅格和矢量统一的系统，图形空间数据压缩技术将大大发展，面向对象的数据模型将可以实现对复杂的地理将可以直接操作，语言界面将更加实用，出现“真三维”、“时空四维”等数据结构系统集成化意味着GIS软件部件的对象化，使GIS软件具有不同功能、可实现互操作和自我管理的软件组件使数据不仅能在应用系统内流动，还能在系统间流动平台网络化意味着GIS的工作平台将逐步从单机转入网络工作环境，实现在互连网上发布、浏览和下载，实现基于Web的GIS查询和分析另外还将出现数据商业化、系统专门化、微机化、智能化等新的趋势
（2）系统应用方面
GIS的应用将出现社会化、企业化、全球化和大众化等特征，GIS将进一步与RS和GPS结合，进入更多宏观和微观领域形成新的产业，专业人员分离，GIS教育将得到大力发展和普及以推广和发展GIS的应用，使GIS真正转化为生产力，更有效地推动经济发展的社会进步GIS的前沿问题包括
（1）系统技术方面数据结构的标准化、数据采集自动化、空间数据和属性数据组织的一体化以及空间分析功能的多样化
（2）应用方面各种专业应用模型的开发，3S的高度结合和集成化等结合你的专业谈ＧＩＳ应用方法及前景
9、空间数据质量的内容包含哪些？
GIS数据的主要误差来源？
（10分）
答：
空间数据质量包含以下基本内容：
1）位置（几何）精度：
如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的误差。
2）属性精度：
如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。
3）逻辑一致性：
如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。
4）完备性：
如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性，数据层完整性，检验完整性等。
5）现势性：
如数据的采集时间、数据的更新时间等。
GIS数据的主要误差来源包括：
1）数据采集误差：
如实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）；
2）数据输入误差：
数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）
3）数据存贮误差：
数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）；
4）数据操作误差：
类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）；
多层数据叠加误差，多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形），各种内插引起的误差；
5）数据输出误差：
比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）；
6）成果使用误差：
用户错误理解信息、不正确使用信息。
10、结合您的专业，谈谈GIS的应用关键和潜在领域；
结合你的专业，论述GIS应用的关键技术问题。
11、试举例说明地理信息系统的应用前景。
当前，GIS正向着集成化、产业化和社会化发展规律方向迈进，呈现以下主要发展态势：
①GIS成为一门综合性技术即GIS集成技术；
②GIS产业化的发展势头强劲；
③GIS网络化已构成当今社会的热点；
④地理信息科学的产生和发展。
目前GIS在各行各业都得到应用，如资源规划管理、全球变化、灾害预测等，具有广泛的应用前景。
地理信息系统发展趋势与展望
1）GIS网络化2）GIS标准化3）数据商业化4）系统专门化5）GIS企业化6）GIS全球化
7）GIS大众化
12、GIS面临的问题
（1）认识问题
国家和地方政府对GIS建设的基础投资太少，没有从战略上提出一个GIS发展构想，没有把GIS建设提到一个应有的高度。
而在美国，信息高速公路、数字地球却是总统、副总统提出，并以政府文件形式下达。
科索沃战争给我们一个警示，必须高度重视GIS的作用。
（2）人才问题
GIS产业对人才不仅有一个量的要求，还要有一个质的要求，这种人才不仅要有过硬的专业知识，还要有广博的知识面，不仅要懂得自然科学知识,还要懂得相当的社会科学、软科学知识。
政府部门要拥有高素质的GIS人才,才能有效地利用
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