地理信息系统名词解释简答及论述教学提纲Word下载.docx
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15.数据编辑：
数据编辑又叫数字化编辑，它是指对地图资料数字化后的数据进行编辑加工，其主要目的是在改正数据差错的同时，相应地改正数字化资料的图形。
16.误差校正：
是指在图件转换或在图件扫描及矢量化过程当中，图件都会出现一定的误差，此时就需要根据图形的变形情况，计算出其校正系数，然后根据校正系数，校正变形图形。
17.数据压缩：
即从空间坐标数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。
18.元数据：
是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。
19.像元：
又称像素，即影像单元，是组成数字化影像的最小单元。
20.灰度值：
指黑白图像中点的颜色深度，是表征像元信息的一种方法。
21.栅格数据：
栅格数据是将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形式。
22.栅格数据结构：
基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
23.矢量数据：
矢量数据是用欧氏空间的点、线、面等几何元素来表达空间实体的几何特征的数据。
24.矢量数据结构：
是地理信息系统中一种最常见的图形数据结构，即通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体特征的一种数据组织方式。
25.游（行）程编码：
是栅格数据压缩的重要编码方法，属于无损压缩编码，游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量（即游程），以消除数据间的冗余。
26.四叉树编码：
又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。
它是将空间区域按照四个象限进行递归分割，直到子象限中的属性数值都相同为止，该子象限就不再分割。
27.DIME：
双重独立地图编码方法（DIME）是美国人口调查局在人口调查的基础上发展起来的，它通过有向编码建立了多边形、边界、节点之间的拓扑关系，DIME编码成为其它拓扑编码结构的基础。
28.实体数据结构：
是矢量数据结构的主要类型之一，在实体数据结构中，空间数据按照基本的空间对象（点、线、多边形）为单位进行单独组织，其中不含有拓扑关系的信息，最典型的是所谓面条（Spaghetti）结构。
29.拓扑结构：
是根据拓扑几何学原理进行空间数据组织的方式，拓扑数据结构仅从抽象概念来理解其中图形元素（点、线、面）间的相互关系，不考虑结点和线段坐标位置，而只注意它们的相邻与联接关系。
30.数据库：
数据库就是为一定目的服务，以特定的数据存储的相关联的数据集合，它是数据管理的高级阶段，是从文件管理系统发展而来的。
31.空间数据引擎：
简称SDE，是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。
32.空间数据库：
地理信息系统的数据库（简称空间数据库或地理数据库）是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。
33.数据模型：
根据一定的方案建立的数据逻辑组织方式叫数据模型。
34.空间索引：
空间索引就是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结构，其中包含空间实体的概略信息。
35.叠加（置）分析：
是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个或多个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。
36.缓冲区分析：
指根据分析的地理实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，为分析决策提供依据。
37.网络分析：
网络分析依据网络的拓扑关系，并通过考察网络元素的空间数据与属性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算。
38.DEM：
当数字地形模型（DTM）中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM），它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，其它各种地形特征值均可由此派生。
39.DTM：
数字地形模型（DTM）是描述地面特性的空间分布的有序数值阵列。
在形式上可分为：
①规则格网（Grid）；
②不规则三角网（TIN）；
③数字等高线、等深线、地形特征线等。
40.TIN：
不规则三角网（TIN）是一种表示数字地形模型（DTM）的方法，它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。
41.Grid：
规则格网（Grid）是一种表示数字地形模型（DTM）的方法，它将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。
42.GIS工程：
地理信息系统工程是应用GIS系统原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护和应用GIS系统的全部过程和步骤的统称，也称GIS实用工程。
43.GIS标准化：
GIS标准化是在GIS应用实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。
44.遥感（RS）：
广义的遥感泛指一切无接触的远距离探测，狭义的遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
45.全球定位系统（GPS）：
全球定位系统（GPS）是利用人造地球卫星在全球范围内实时进行定位、导航的技术。
46.WebGIS：
万维网地理信息系统（WebGIS）通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。
47.组件式GIS：
就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统（包括基础平台和应用系统）。
48.时态GIS：
时态GIS是能够跟踪和分析随时间变化的空间、非空间信息的地理信息系统。
它不仅包含传统地理信息系统的空间特性，而且涵盖时间特性；
它不仅反映事物和现象的存在状态，而且表达其发展变化过程及规律。
49.GIS互操作：
地理信息系统互操作是指不同应用（包括软、硬件）之间能动态地相互调用，并且不同数据集之间有一个稳定的接口。
50.开放式地理信息系统（OGIS）：
开放式地理信息系统是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口（Interface）所建立起来的地理信息系统。
51.分布式地理信息系统：
指在计算机网络环境下，以分布式计算的理论技术和计算机网络技术为应用指导，用来设计地理信息系统中的时空数据采集、存储、管理、分析、表现等运算的理论计算模型。
52.地理信息科学：
地理信息科学是1992年Goodchild提出的，与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。
53.数字地球：
数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐标为依据，具有多分辨率、海量的和多种数据融合的，并可用多媒体和虚拟技术进行多维表达的，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。
54.地球信息科学：
地球信息科学是一门应用科学，它以信息流为手段研究地球系统内部物质流、能量流和人流的运动状态和方式；
它由三部分组成：
“地球信息学”是其理论研究的主体，“地球信息技术”是其研究手段，“全球变化与区域可持续发展”是其主要应用研究领域。
二、简答、论述和分析
1.叙述GIS的组成
答：
一个实用的地理信息系统，其基本组成一般包括以下五个部分：
（1）系统硬件，包括：
①数据处理设备；
②数据输入设备；
③数据输出设备。
（2）系统软件，包括：
①GIS功能软件；
②基础支撑软件；
③操作系统软件。
（3）空间数据：
系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础。
（4）应用人员：
GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户。
（5）应用模型：
解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在。
2.一个典型的地理信息系统应具备哪些基本功能？
（1）基本功能，包括：
①数据采集与编辑；
②数据存储与管理；
③数据处理和变换；
④空间分析和统计；
⑤产品制作与演示；
⑥二次开发和编程。
（2）应用功能，包括：
①资源管理；
②区域规划；
③国土监测；
④辅助决策。
3.GIS与其它相关科学系统间的关系
（1）GIS与地理学
地理学的空间分析理论和方法为地理信息系统提供了有关空间分析的基本观点与方法，成为地理信息系统的基础理论依托；
而地理信息系统的发展也为地理问题的解决提供了全新的技术手段，并使地理学研究的数学传统得到了充分地发挥。
（2）GIS与地图学
从历史发展看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式。
地图学理论与方法对地理信息系统的发展有着重要的影响。
同时，地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。
（3）GIS与计算机科学
地理信息系统与计算机的数据库技术（DBMS）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制图（CAM）和计算机图形学（ComputerGraphics）等有着密切的联系。
但是它们却无法取代地理信息系统的作用。
（4）GIS与遥感
遥感是地理信息系统的主要数据源与更新手段，同时，地理信息系统的应用又进一步支持遥感信息的综合开发与利用。
（5）GIS与管理信息系统
与GIS相关联的管理信息系统是以具有空间分析功能的地理信息系统为支持、以管理为目标的信息系统，它利用地理信息系统的各种功能实现对具有空间特征的要素进行处理分析以达到管理区域系统的目的。
4.GIS的发展阶段及我国GIS的发展过程
（1）国际发展状况
①20世纪60年代为地理信息系统的开拓发展阶段，注重空间数据的地学处理；
②70年代为地理信息系统的巩固阶段，注重空间地理信息的管理；
③80年代为地理信息系统的突破阶段，注重空间决策支持分析；
④90年代为地理信息系统的社会化阶段，一方面，地理信息系统已成为许多机构必备的工作系统，另一方面，社会对地理信息系统认识普遍提高，需求大幅度增加，从而导致地理信息系统应用的扩大与深化；
⑤进入21世纪为地理信息系统的应用普及阶段。
（2）国内发展状况
我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始，从第七个五年计划开始进入发展阶段，自90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。
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。
5.国内外主流GIS系统
国外的有美国环境系统研究所公司（ESRI）的ArcGIS（包括ArcInfo和ArcViewGIS等），Intergraph公司的GeoMedia，MapInfo公司的MapInfo，ClarkLab的Idrisi，开放源代码GIS软件GRASS等；
国产GIS软件平台有超图公司的SuperMap，中地公司的MapGIS和吉奥公司的GeoStar等。
6.简述地理信息系统的特点（征）
①具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；
②由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；
③计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
7.高斯投影中采取分带投影方法的原因
高斯投影是一种等角横切椭圆柱投影，由于在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘，为了控制投影变形不致过大，保证地图精度，高斯投影采用分带投影方法，即将投影范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限度。
这是高斯投影中限制长度变形最有效的方法。
8.简述高斯—克吕格投影的特点
①中央经线上没有任何变形，满足中央经线投影后保持长度不变的条件；
②除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上的长度比均大于1；
③在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘；
④在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上；
⑤投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方；
⑥长度比的等变形线平行于中央子午线。
9.我国GIS中常用的投影类型
在我国，GIS中常用的地图投影同我国基本比例尺地形图采用的投影系统基本相同。
高斯—克吕格投影被确定为我国地形图系列中1∶50万、1∶20万、1∶10万、1∶5万、1∶2.5万、1∶1万及更大比例尺的数学基础，我国1:
100万地形图采用了兰勃特（Lambert）投影，大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用兰勃特投影和属于同一投影系统的阿尔伯斯（Albers）投影。
10.空间数据类型
（1）按照数据来源分类：
①地图数据；
②影像数据；
③文本数据；
（2）按照数据结构分类：
①矢量数据；
②栅格数据；
（3）按照数据特征分类：
①空间定位数据；
②非空间属性数据；
（4）按照数据几何特征分类：
①点；
②线；
③面；
④曲面；
⑤体；
（5）按照数据发布形式：
①数字线画图（DLG）数据；
②数字栅格图（DRG）数据；
③数字高程模型（DEM）数据；
④数字正射影像（DOM）数据。
11.空间对象编码的目的与意义
空间数据的编码也称为特征码，是指将数据分类结果用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
编码的结果是形成代码。
编码的目的，是用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享的需要。
12.空间拓扑关系的地理含义
拓扑学是几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性。
拓扑学为空间关系的研究提供了数学方法，在地理空间关系的研究中，它通过地理特征的序列研究，揭示了空间关系的不同类型。
地理空间研究中的三个重要拓扑概念：
（1）连接性：
弧段在结点处的相互连接关系；
（2）多边形区域定义：
多个弧段首尾相连构成了多边形的内部域；
（3）邻接性：
通过定义弧段的左右边及其方向性来判断弧段左右多边形的邻接性。
13.空间数据的拓扑关系对GIS数据处理和空间分析有何重要意义？
①根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系；
②利用拓扑数据有利于空间要素的查询；
③可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
14.GIS的数据来源
（1）图形图像数据
①地图数据：
地图是GIS的重要信息源，来源于各种类型的普通地图和专题地图；
②影像数据：
主要来源于卫星遥感和航空遥感；
③地形数据：
包括地形图、实测地形数据、已建立的数字高程模型（DEM）数据；
④测量数据及GPS数据。
（2）文字符号数据
主要是以数字、文字、符号表示的数据。
（3）多媒体数据
GIS中引入多媒体信息将大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域。
多媒体数据主要是音频数据和视频数据，一般以数字化形式提供，通过数据转换或解释等方法获得。
15.数据标准化的内容
数据标准是指数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。
数据的标准化包含以下内容：
（1）统一的地理坐标系统；
（2）统一的分类编码；
（3）统一通用的数据交换格式标准；
（4）统一的数据采集技术规程；
（5）统一的数据质量标准。
16.空间数据质量问题的内容
（1）微观方面的数据质量问题，包括：
①定位精度；
②属性精度；
③逻辑一致性；
④分辨率；
（2）宏观方面的数据质量问题，包括：
①完整性；
②时间性；
③地域性；
④数据档案。
17.GIS空间数据的误差来源及其控制方法
（1）误差来源：
①空间现象自身存在的不稳定性；
②空间现象的表达；
③空间数据处理中的误差；
④空间数据使用中的误差。
（2）控制方法：
①传统的手工方法；
②元数据方法；
③地理相关法。
18.空间数据压缩的基本方法
①间隔取点法
②垂距法
③合并法（偏角法）
④分裂法（道格拉斯—普克法）
19.何为“4D”数据，它们与矢量和栅格数据之间有何联系？
①数字线画图（DLG）数据：
DLG数据是现有地形图要素的矢量数据；
②数字栅格图（DRG）数据：
DRG数据是现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件；
③数字高程模型（DEM）数据：
DEM数据是以数字形式表达的地形起伏数据，也是矢量数据；
DOM数据是对遥感数字影像，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁而生成，也是一种栅格数据。
20.栅格数据的组织方法
在一系列叠置层的栅格地图文件中，如果每一层中每一个像元在数据库中都是独立单元，即数据值、像元和位置之间存在着一对一的关系，则按照上述要求组织数据的可能方式有三种：
方式一：
以像元为记录的序列。
不同层上同一像元位置上的各属性值表示为一个列数组。
方式二：
以层为基础，每一层又以像元为序记录它的坐标和属性值，一层记录完后再记录第二层。
方式三：
以层为基础，但每一层内则以多边形（也称制图单元）为序记录多边形的属性值和充满多边形的各像元的坐标。
21.栅格数据的取值方法
（1）中心归属法：
每个栅格单元的值以网格中心点对应的面域属性值来确定；
（2）长度占优法：
每个栅格单元的值以网格中线（水平或垂直）的大部分长度所对应的面域的属性值来确定；
（3）面积占优法：
每个栅格单元的值以在该网格单元中占据最大面积的属性值来确定；
（4）重要性法：
根据栅格内不同地物的重要性程度，选取特别重要的空间实体决定对应的栅格单元值。
22.栅格数据的压缩编码方法
（1）链码
链码又称弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据。
（2）游（行）程编码
游程编码是栅格数据压缩的重要编码方法。
可以按（属性值，长度）编码，或者按（位置，属性值）编码，也可以按（起位，止位，属性值）编码。
（3）块码
块码是游程编码扩大到二维的情况，把多边形范围划分成由像元组成的正方形，然后对各个正方形进行编码。
（4）四叉树编码
四叉树又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。
（5）直接栅格编码（不属于压缩编码方法，但是属于栅格数据的主要编码方式。
）
直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个像元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。
23.典型的矢量数据结构
（1）多边形矢量编码（实体式数据结构）
多边形矢量编码主要用于表示空间图形为多边形的面状要素，每个多边形在数据库中是相互独立、分开存储的。
（2）索引式
索引式数据结构是指根据多边形边界的索引文件来检索多边形边界的坐标数据的一种数据组织形式。
（3）双重独立地图编码
双重独立地图编码，简称DIME结构。
它原是为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法，是一种把几何度量信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统。
也可用于土地利用等多种信息系统的编辑和分析，是GIS发展早期使用的一种拓扑编码方式。
（4）链状双重独立式数据结构
链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进。
（5）完整的多边形拓扑结构
是荷兰土地调查研究院开发的一种简单而有效的多边形数据结构，并能在小型计算机上处理多边形数据组的分配问题。
24.拓扑关系的概念及类型
拓扑关系是指网结构元素节点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：
（1）拓扑邻接：
是指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。
（2）拓扑关联：
是指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系。
（3）拓扑包含：
是指存在于空间图形的同类但不同级元素之间的拓扑关系。
25.栅格数据结构及矢量数据结构的特点及实际工作中的选择原则
（1）矢量数据结构：
①数据存储量小；
②空间位置精度高；
③用网络连接法能完整描述拓扑关系；
④输出简单容易，绘图细腻、精确、美观；
⑤可对图形及其属性进行检索、更新和综合；
⑥数据结构复杂；
⑦获取数据慢；
⑧数学模拟困难；
⑨多种地图叠合分析困难；
⑩不能直接处理数字图像信息；
⑪空间分析不容易实现；
⑫边界复杂和模糊的事物难以描述；
⑬数据输出的费用较高。
（2）栅格数据结构：
①数据存储量大；
②空间位置精度低；
③难于建立网络连接关系；
④输出速度快，但绘图粗糙、不美观；
⑤便于面状数据处理；
⑥数据结构简单；
⑦可快速获取大量数据；
⑧数学模拟方便；
⑨多种地图叠合分析方便；
⑩能直接处理数字图像信息；
⑪空间分析易于进行；
⑫容易描述边界复杂和模糊的事物；
⑬技术开发费用低。
（3）选择原则：
应根据应用目的和应用特点，可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配制情况，在矢量和栅格数据结构中选择合适的数据结构。
对于线画地图来说，用矢量数据来记录往往比用栅格数据节省存储空间。
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