地理信息系统名词解释Word格式.docx
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——武大网络教程
5、空间索引与窗坐标索引
空间索引：
依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据文件，其中包含空间实体的概要信息。
作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引界于空间操作算法和空间实体间，通过筛选作用使大量与特定空间操作无关的空间实体被排除，提高空间操作的速度和效率。
一般采取自顶而下、逐级划分空间的方式来建立。
窗坐标索引：
窗坐标索引是这样的一种索引，它在记录每个空间对象的坐标时，记录每空间对象的最大最小坐标，在检索时，先根据空间对象的最大最小坐标范围，排除没有落入检索窗口的空间对象，然后仅对落入检索窗口的空间对象进行判断，最后检索出真正落入窗口内的空间对象。
格网型空间索引：
基本思想是将研究区域用横竖线条划分大小相等和不等的格网，记录每一个格网所包含的空间实体。
当用户进行空间查询时，首先计算出用户查询对象所在格网，然后再在该网格中快速查询所选空间实体，以加快查询的速度。
BSP树：
是一种二叉树，它将空间逐级进行一分为二的划分。
BSP树能很好地与空间数据库中空间对象的分布情况相适应，但BSP树深度较大，对各种操作均有不利影响。
KDB树：
是B树向多维空间的一种发展。
它对于多维空间中的点进行索引具有较好的动态特性，删除和增加空间点对象也可以很方便地实现；
其缺点是不直接支持占据一定空间范围的地物要素，如二维空间中的线和面。
R树：
根据地物的最小外包矩形建立，可以直接对空间中占据一定范围的空间对象进行索引。
由于R树兄弟结点对应的空间区域可以重叠，因此，R树可以较容易地进行插入和删除操作；
但正因为区域之间有重叠，空间索引可能要对多条路径进行搜索后才能得到结果，因此，其空间搜索的效率较低。
R+树：
在R+树中，兄弟结点对应的空间区域没有重叠，而没有重叠的区域划分可以使空间索引搜索的速度大大提高；
但由于在插入和删除空间对象时要保证兄弟结点对应的空间区域不重叠，而使插入和删除操作的效率降低。
CELL树：
考虑到R树和R+在插入、删除和空间搜索效率两方面难于兼顾，CELL树应运而生。
它在空间划分时不再采用矩形作为划分的基本单位，而是采用凸多边形来作为划分的基本单位，具体划分方法与BSP树有类似之处，子空间不再相互覆盖。
CELL树的磁盘访问次数比R树和R+树少，由于磁盘访问次数是影响空间索引性能的关键指标，故CELL树是比较优秀的空间索引方法。
四叉树索引：
四叉树中的线性四叉树和层次四叉树都可以用于建立空间索引。
在建立四叉树索引时，根据所有空间对象覆盖的范围，进行四叉树分割，使每个子块中包含单个实体，然后根据包含每个实体的子块层数或子块大小，建立相应的索引。
在四叉树索引中，大区域空间实体更靠近树的根部，小实体位于叶端，以不同的分辨率来描述不同实体的可检索性。
线性四叉树索引：
线性四叉树采用十进制Morton码或Peano码来表示四叉树的大小和层数（图5.18）。
在图5.15中，空间实体E的外接矩形范围很大，涉及到由节点0开始的4×
4个节点，所以在索引表的第一行，Peano码为0（表示涉及整个区域），边长为4，实体标识符为E；
空间实体D虽然仅涉及Peano码为0和2两个格网，但对四叉树来说，它所涉及的0、1、2、3四个节点不可再分割，因此它需要2×
2的节点来表达。
同理，实体C也需要用2×
2的节点表达。
而点状实体A、F、G本身没有大小，直接使用最低一级节点来表示。
由此就可建立Peano码与空间实体的索引关系。
在进行空间数据检索和提取时，根据Peano码和边长值就可以检索出某一范围内的对象。
层次四叉树索引：
使用层次四叉树建立空间数据的索引与线性四叉树基本相同，但是它需要记录不同层次节点间的指针，建立索引和维护都较困难。
6、数据模型和数据结构的区别是什么？
数据模型：
是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作，是数据库系统中关于数据内容和数据间联系的逻辑组织的形式表示，以抽象的形式描述和反映一个部门或系统的业务活动和信息流程。
数据结构：
即数据组织的形式，是适合于计算机存贮、管理、处理的数据逻辑结构。
换句话说，是指数据以什么形式在计算机中存贮和处理。
数据按一定的规律储存在计算机机中，是计算机正确处理和用户正确理解的保证。
空间数据结构：
是空间数据在计算机中的具体组织方式。
目前尚无一种统一的数据结构能够同时存储上述各种类型的数据，而是将不同类型的空间数据以不同的数据结构存储。
一般来说，属性数据与其他信息系统一样常用二维关系表格形式存储。
元数据以特定的空间元数据格式存储，而描述地理位置及其空间关系的空间特征数据是地理信息系统所特有的数据类型，主要以矢量数据结构和栅格数据结构两种形式存储。
7、对象-关系型管理模式、对象-关系数据库；
面向对象数据模型、面向对象数据库系统
对象-关系型管理模式：
在RDBMS中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据的数据库管理模式。
对象-关系数据库：
采用对象-关系的数学建模方法，把复杂的数据类型作为对象放入数据库中，并提供索引机制和操作方法，这种扩展后的数据库称为对象—关系数据库。
面向对象数据模型：
为了有效地描述复杂的事物或现象，需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型，并用面向对象的方法进行统一的抽象。
这就是面向对象数据模型的含义，其具体实现就是面向对象的数据结构
面向对象数据库系统：
“一个面向对象的数据库系统应该满足两条准则：
它应该是一个数据库管理系统，而且还是一个面向对象的系统。
第一条准则是说它应该具备六个特征：
永久性、外存管理、数据共享（并发）、数据可靠性（事务管理和恢复）、即席查询工具和模式修改。
第二条准则是说它应具备八个特征：
类/类型、封装性/数据抽象、继承性、多态性/滞后联编、计算完备性、对象标识、复杂对象和可扩充性。
”
8、分布式数据库与并行数据库
分布式数据库：
是一组将物理上分布的数据库，通过网络连接，由数据库管理软件统一管理
的数据库系统。
它的主要特点是：
①、物理上分布；
②、逻辑上统一；
③、支持全局应用。
并行数据库系统：
并行数据库系统是在并行机上运行的具有并行处理能力的数据库系统。
并行数据库系统是数据库技术与并行计算技术相结合的产物。
相似点:
①、网络连接：
它们都是用网络连接各个数据处理结点；
②、逻辑统一：
整个网络中的所有结点构成一个逻辑上统一的整体；
③、透明存取：
用户可以对各个结点上的数据进行透明存取等等。
不同点：
①、应用目标不同：
并行数据库系统的目标是充分发挥并行计算机的优势，提高数据库系统的整体性能。
分布式数据库系统目标在于实现场地自治和数据的全局透明共享，而不是提高系统处理性能。
②、实现方式不同：
在并行数据库系统中，各结点间采用高速网络互连，数据传输代价较低，通过系统中各个结点负载平衡和操作并行来提高系统性能。
分布式数据库系统中，各结点之间一般采用局域网或广域网相连，网络带宽较低，结点间通信开销较大。
③、各结点的地位不同：
并行数据库系统中不存在全局应用和局部应用的概念，各结点是完全非独立的，在数据处理中只能发挥协同作用。
分布式数据库系统中，各结点除了能通过网络协同完成全局应用，更重要的是还具有场地自治性，即每个场地都是独立的数据库系统，具有高度的自治性。
9、地理空间、地理空间参照系
地理空间：
在地理学上，地理空间（GeographicSpace）是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。
GIS的地理空间：
通常是指经过投影变换后在笛卡儿坐标系中的地球表层特征空间。
它的理论基础是旋转椭球体和地图投影变换。
地理空间参照系：
（spatialreferencingsystem）:
是用来标识地理实体要素真实世界中的位置的系统。
在GIS中，空间数据必须纳入统一地理空间参照系各地理要素才能相互配准。
例如：
1980西安坐标系，1985国家高程基准；
又如：
全部邮政地址的集合。
10、经纬线网与方里网；
经纬线网：
即指由经线和纬线所构成的坐标网，又称地理坐标网。
方里网：
是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。
因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。
11、地理坐标系统和投影坐标系统
地理坐标系：
是为确定地面点的位置，而定义的空间参考系。
主要是确定地面点与大地水准面之间的关系，包括平面位置和到大地水准面的高度，一般用经纬度表示。
投影坐标系：
将椭球面上的点，通过投影的方法投影到平面得到的，它对应于某个地理坐标系，通常使用平面坐标系。
12、多边形合成叠置分析和多边形统计叠置分析
多边形的叠置分析：
是指将同一地区,同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置,根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特征的统计分析,即所谓的合成叠置和统计叠置。
合成叠置：
合成叠置是指通过叠置形成新的多边形，使新多边形具有多重属性，即需进行不同多边形的属性合并。
属性合并的方法可以是简单的加、减、乘、除，也可以取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。
统计叠置：
是指确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。
例如，土壤类型图与城市功能分区图叠置，可得出商业区中具有不稳定土壤结构的地区有哪些。
13、聚类分析和聚合分析
聚类分析：
在栅格地图基础上，根据设定的聚类条件对原有数据进行有选择的信息提取，而建立新的栅格数据系统的方法。
输出的结果是符合条件的新栅格系统，而不符合条件的区域则为空白。
聚合分析：
指根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。
聚合分析的结果往往将复杂的类别转换为较简单的类别，并以较小比例尺输出。
14、缓冲区分析和缓冲区查询的主要区别是什么？
缓冲区：
缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。
从数学角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。
缓冲区分析：
是利用建立的缓冲区作为一个输入图层，并与将要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析，得到所需的结果的过程。
缓冲区查询：
不对原有图形进行切割，而只根据用户给定的缓冲距离形成一个缓冲区多边形，然后检索出该缓冲区多边形内的空间地物。
主要区别：
缓冲区查询只是检索出结果，并不生成新的图层；
而缓冲区分析要建立新的图层，然后检索出结果。
15、空间分析模型包括
空间分布分析模型：
用于研究地理对象的空间分布特征。
主要包括：
空间分布参数的描述，如分布密度和均值、分布中心、离散度等；
空间分布检验，以确定分布类型；
空间聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；
趋势面分析，反映现象的空间分布趋势；
空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。
空间关系分析模型：
用于研究基于地理对象的位置和属性特征的空间物体之间的关系。
包括距离、方向、连通和拓扑等四种空间关系。
其中，拓扑关系是研究得较多的关系；
距离是内容最丰富的一种关系；
连通用于描述基于视线的空间物体之间的通视性；
方向反映物体的方位。
空间相关分析模型：
用于研究物体位置和属性集成下的关系，尤其是物体群（类）之间的关系。
在这方面，目前研究得最多的是空间统计学范畴的问题。
统计上的空间相关、覆盖分析就是考虑物体类之间相关关系的分析。
预测、评价与决策模型：
用于研究地理对象的动态发展，根据过去和现在推断未来，根据已知推测未知，运用科学知识和手段来估计地理对象的未来发展趋势，并做出判断与评价，形成决策方案，用以指导行动，以获得尽可能好的实践效果。
16、面向对象数据模型的四种核心技术
分类：
是把一组具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。
如城镇建筑可分为行政区、商业区、住宅区、文化区等若干个类。
概括（is-a）：
将相同特征和操作的类再抽象为一个更高层次、更具一般性的超类的过程。
子类是超类的一个特例。
一个类可能是超类的子类，也可是几个子类的超类。
所以，概括可能有任意多层次。
概括技术避免了说明和存储上的大量冗余。
这需要一种能自动地从超类的属性和操作中获取子类对象的属性和操作的机制，即继承机制。
聚集：
聚集是把几个不同性质类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。
联合（member-of）：
相似对象抽象组合为集合对象。
其操作是成员对象的操作集合。
17、面向对象数据模型的核心工具
继承：
一类对象可继承另一类对象的特性和能力，子类继承父类的共性，继承不仅可以把父类的特征传给中间子类，还可以向下传给中间子类的子类。
它服务于概括。
继承机制减少代码冗余，减少相互间的接口和界面。
传播：
传播是一种作用于聚集和联合的工具，用于描述复合对象或集合对象对成员对象的依赖性并获得成员对象的属性的过程。
它通过一种强制性的手段将成员对象的属性信息传播给复合对象。
区别：
1）继承是用概括（“即是”关系）体系来定义的，服务于概括，而传播是用聚集（“成分”关系）或联合（“成员”关系）体系来定义的，作用于联合和聚集；
2）继承是从上层到下层，应用于类，而传播是自下而上，直接作用于对象；
3）继承包括属性和操作，而传播一般仅涉及属性；
4）继承是一种信息隐含机制，只要说明子类与父类的关系，则父类的特征一般能自动传给它的子类，而传播是一种强制性工具，需要在复合对象中显式定义它的每个成员对象，并说明它需要传播哪些属性值。
18、分类码和标识码
分类码：
按照信息分类编码的结果，利用一个或一组数字、字符，或数字字符混合标记不同类别信息的代码。
分类编码主要是为了空间数据格式的统一和数据的共享。
分类码多采用线分类法，形成串、并联结合的树形结构。
标识码：
在要素分类的基础上，按一定的原则编码，用以对某一类数据中某个实体进行唯一标识的代码。
它便于按实体进行存贮或对实体进行逐个查询和检索，以弥补分类码的不足。
标识码具有唯一性，是联系矢量数据和与其对应的属性数据的关键字。
19、数据编码与地理编码
数据编码：
为实现空间数据的计算机存储、处理和管理，将空间实体按一定的数据结构转换成适合于计算机操作的过程。
其中矢量数据结构的编码方式有实体式、索引式、双重独立式和链状双重独立式；
栅格数据结构的编码方式有直接栅格编码、行程编码、链式编码。
地理编码（地址匹配）：
指建立地理位置坐标与给定地址一致性的过程。
也是指在地图上找到并标明每条地址所对应的位置。
地理编码是GIS中比较重要的一个功能。
地址匹配,或地理编码,就是一个通过地址中某路段的起始,终了位置,并同时考虑到单双号因素,以确定地理位置的过程.（一个大型的政府GIS要求能够将任何数据移植到空间坐标系中，这个过程包括对数据的准确分类和注册，以及使所有的数据能够与一个空间坐标系建立关联；
从而保证数据库中的每一个对象被准确无误地叠加在地图上，建立空间信息与非空间信息之间的联系。
因此，地理编码在城市空间定位和分析领域内具有非常广泛的应用，如满足城市规划建设以、公安部门119、110报警系统等基于位置的服务要求。
）
20、图幅拼接与图幅合并；
图幅拼接：
当对底图进行数字化或扫描时，由于图幅较大或采用小型数字化仪、扫描仪时，难以将底图以整幅的形式来完成，这时需要分幅输入，然后进行图幅拼接。
当两幅图进行拼接时，需对图幅进行边缘匹配处理。
图幅合并：
21、
矢量、栅格结构、TIN、四叉树编码
矢量：
它假定地理空间是连续，通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。
对于点实体，矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；
对于线实体，用一系列坐标对的连线表示；
多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。
栅格：
是以规则的像元阵列来表示空间地物或现象的分布的数据结构，其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征。
换句话说，栅格数据结构就是像元阵列，用每个像元的行列号确定位置，用每个像元的值表示实体的类型、等级等的属性编码。
TIN：
是一种表示数字高程模型的方法，他根据有限个点集将区域划分为相连的三角形网络，区域中任意点落在三角形的顶点，边上或三角形内。
所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续而不可微。
他既减少了规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。
四叉树编码：
一种栅格数据结构的压缩编码方法。
其基本思想是将一幅栅格地图或图像等分为4部分，逐块检查其网格属性值（或灰度），如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成4个子区。
这样递次分割，直到所有子区都只含有相同的属性值或灰度为止。
按其编码的方法不同分为常规四叉树和线性四叉树编码。
22、数据变换、数据重构、数据抽取
1）数据变换：
指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等；
2）数据重构：
指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等；
3）数据抽取：
指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。
23、组件式GIS与OpenGIS
组件式GIS，即将已有的巨型GIS分解为若干可互操作的自我管理、相互独立的组件，包括数据管理组件、空间查询组件、数据获取组件、专题制图组件和显示组件等。
它们建立在分布式的对象结构基础之上，应用了最新的分布式技术如OMG的CORBA,Microsoft的OLE/COM以及SUN的Java技术。
这些组件具有与平台和操作系统无关性，GIS应用的开发者可以利用这些组件快速地组装GIS应用软件。
OpenGIS，即开放式地理信息系统，是为了使不同的GIS软件之间具有良好的互操作性，以及在异构数据库中实现信息共享的途径。
24、科学计算可视化、虚拟现实、三维GIS
科学计算可视化：
是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。
虚拟现实（VirtualReality）：
是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、触、嗅等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。
目前VR已逐渐从实验室研究项目走向实际应用，即使VR系统具有真正意义的分布性、三维型、交互性、多媒体集成性和境界逼近性，从而更接近实用
三维GIS：
人们常把DEM误认为是三维模型。
但从本质上讲，DEM是二维的，因为它只能表示地表的信息，不能对地表内部进行有效的表示。
目前，人们常把DEM称为2.5维的数据模型。
真三维模型V=f（x,y,z），z是一自变量，不受x,y的影响。
三维GIS的要求与二维GIS相似，但在数据采集，系统维护和界面设计等方面比二维GIS复杂得多，如三维数据的组织与重建，三维变换、查询、运算、分析、维护等方面。
25、WebGIS、MobileGIS、gridGIS
WebGIS：
是指工作在Web网上的GIS，是传统GIS在网络上的延伸和发展，具有传统GIS的特点，可以实现空间数据的检索、查询、制图输出、编辑等GIS基本功能，同时也是Internet上地理信息发布、共享和交流的基础。
MobileGIS：
国际GIS界将GIS、GPS和无线互联网一体化的技术称为移动GIS。
移动GIS具有信息处理智能化、信息来源多样化、位置服务动态化等优点。
gridGIS：
网格是高性能计算机、数据源、Internet等多种技术的有机组合和发展，它具有高性能、一体化、知识生产、资源共享、协同工作等优点，我们把应用网格技术来解决GIS中的问题的方法和技术称为gridGIS。
它将促进GIS向网络化、标准化、大众化、一体化和实用化的方向纵向发展，最终实现空间信息的全面共享和互操作。
26、NII、NSDI、国家信息化
NII（国家信息基础设施，俗称“信息高速公路”）：
美国政府对NII的定义是，NII是一个能够给用户随时提供大容量信息的，由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备的网络系统。
NII能使所有美国人享用信息，并在任何时间和地点，通过声音、数据、图形和图象相互传递信息。
概括地说，NII是以建设高速信息通信网络为主要目的，以光纤、卫星、微波、程控电话、无线移动等通信方式的国家信息化基础设施建设计划。
在我国目前的信息基础设施有：
金桥、金关、金卡、金税等
NSDI（国家空间数据基础设施）：
是指一个国家描述地球上地理要素和现象的分布和属性的所有地理信息组合，以及对这些信息的获取、处理、存储、分发、使用、集成、融合以及相互操作，建立一个共享的空间信息框架所需的设备、技术、政策、标准、体系结构和人力资源。
国家信息化：
在国家的统一规划和组织下，以高起点融入经济全球化为目标，运用现代信息技术，在各个领域包括农业、工业、科学技术、国防以及社会生活的各个方面，进行数字化、网络化、智能化、可视化的全过程中包括分布式数据库建设、GIS建设、网络经济和网络生存平台的建设等，通过深入开发、广泛利用资源，以促进人流、物流、资金流、信息流、交通流等的协调发展，促进社会经济的发展，加速实现国家现代化。
27、数字地球、数字城市
数字地球：
数字地球是一个以地理坐标（经纬网）为依据的，具有多分辨率的、海量数据的和多维显示的虚拟系统。
更详细的讲，数字地球是指以地球为对象，以地理坐标为依据，具有多分辨率的、海量数据的和多种数据的融合，并可用多媒体和虚拟技术
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