地理信息系统总结.docx

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地理信息系统总结

一、名词解释

1.地理信息系统的概念：

信息系统是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统。

而地理信息系统又称“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，它是在计算机硬、软件系统支持下对整个或部分地球表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。

2.空间数据元数据：

空间数据用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及共边界的信息，空间数据元数据指对于这些空间数据的描述或说明。

3.栅格结构：

是指地球表面划分大小均匀、紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行号、列号定义，并包含一个代码表示该像素的属性类型和量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。

4.矢量结构：

即通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、面等地理实体。

坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。

5.数据库：

就是为了一定目的，在计算机系统中以特定的结构组织、储存盒应用相关联数据的集合。

6.不规则镶嵌数据结构：

是指用来进行镶嵌的小面板具有不规则的形式或边界。

7.数字摄影测量：

一般指全数字摄影测量，它是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理影响匹配模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的集合与物理信息的摄影测量方法。

8.误差：

误差反映了数据域真实值或者大家公认的真值之间的差异，它是一种常用的数据准确的表达方式。

9.聚类分析：

栅格数据的聚类分析是根据设计的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。

10.聚合分析：

是指根据空间分辨能力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。

11.缓冲区分析：

是研究个根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。

12.数据高程模型：

是通过有限的地形高程实现对地形曲面的数字化模型，它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表示和过程模拟。

13.地图：

地图是空间实体的符号化模型，是地理信息系统产品的主要组成形式。

14.虚拟现实：

是计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感觉以及在现实世界中难以经历的体检。

15.对象:

对象是事物的抽象单元,具有内部状态性质知识和处理能力,通过消息传递与其它对象相联系,是构成系统的元素.

16.消息:

消息是请求对象执行某一处理或回答某些信息的指令流,用以统一数据层和控制层为不同层次,这种层次结构具有继承性子类继承父类的全部描述.

17.地理信息共享:

是指地理信息的社会化应用,就是地理信息开发部门.地理信息用户和地理信息经营部门之间以一种规范化.稳定、合理的关系，共同使用地理信息及相关服务机制。

18.地理信息的分类：

分类是把研究对象划分为若干个类组。

19.时空CIS：

是一种采集、储存、管理、分析与显示地理实体随时间变化信息的计算机系统。

20.WebGIS:

即通过所说的万维网GIS，是以网络为中心，她使用internet环境为各种GIS应用提供GIS功能和空间数据获取能力，它是GIS技术和www技术的有机结合，是internet或intranet环境下的一种传输、存储、分析、显示与应用地理空间信息的计算机系统。

二、简答题

1、地理信息系统软件、硬件有哪些？

举例说明

完整的地理信息系统主要由四个部分组成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员，其核心部分是计算机软、硬件系统。

计算机软件系统通常包括①计算机系统软件：

操作系统、汇编程序、诊断程序、库程序已经各种维护使用手册、程序说明等。

②地理信息系统软件和其他支撑软件：

数据库管理软件、计算机图像软件包CAD图像处理软件等③和应用分析程序。

地理信息系统硬件配置一般包括四个部分：

计算机主机数据输入设备：

数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通信端口等数据存储设备：

光盘刻录机、磁带机、光盘塔、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、激光打印机等。

2、元数据的主要作用是什么？

①帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文库，并保证即使使主要人员退休或调度时，也不会失去对数据情况的了解。

②提供有关数据生产单位数据存储，数据分类，数据内容，数据质量，数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据。

③提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息。

④帮助用户了解数据，以便就数据能否满足其需求做出正确的判断。

⑤提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

3、数据库的主要特征有哪些？

数据库方法与文件管理方法相比，具有更强的数据管理能力。

数据库具有以下主要特征：

①数据集中控制特征：

数据库集中控制和管理有关数据，以保证不同用户和应用可以共享数据。

②数据冗余度小的特征：

冗余是指数据的重复存储，设计数据库的主要任务之一是识别冗余数据，并确定能够消除。

③数据独立性特征：

数据独立是指数据库中的数据与应用程序相互独立，即应用程序不因数据性质的改变而改变，数据的性质也不因应用程序的改变而改变。

④复杂的数据模型：

复杂的数据模型是实现数据集中控制、减少数据冗余的前提和保证。

⑤数据保护特征：

数据保护对数据库来说是至关重要的，一旦数据库中的数据遭到破坏，就会影响数据库的功能，甚至使整个数据库失去作用。

数据保护主要包括四个方面的内容：

安全性控制、完整性控制、并发控制、故障的发现和恢复。

4、地图投影的转换方法有哪些？

①正解变换：

通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x、y变换到另一种投影的直角坐标X、Y。

②反解变换：

即由一种投影的坐标反解出地理坐标（x、y→B、L），然后再将地理坐标代入另一种投影的坐标公式中（B、L→X、Y），从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换（x、y→X、Y）。

③数值变换：

根据两种投影在变换区内的若干同名数字化点，采用插值法，或有限差分法，最小二乘法、或有限元法。

或待定系数法等，从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的转换。

5、属性数据编码要遵循哪些原则？

①编码的系统性和科学性：

编码系统在逻辑上必须满足所涉及学科的科学分类方法，以体现该类属性本身的自然系统性。

还要能反映出同一类型中不同的阶级特点。

②编码的一致性：

一致性是指对象的专业名词、术语的定义等必须严格保证一致，对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。

③编码的标准化和通用性:

为满足未来未来有效信息的传输和交流，所定制的编码系统必须在有可能的条件下实现标准化。

④编码的简捷性：

在满足国家标准的前提下，每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量，这样即便于计算机存储和处理，又具有相当的可读性。

⑤编码的可扩展性：

编码的设置应留有扩展余地，避免新对象的出现而使原编码系统失效、造成编码错乱现象。

6、图形数据额和属性数据的误差包含那些方面？

①图形数据的不完整或重复：

主要包括空间点、线、面数据的丢失或重复、区域中心点的遗漏、栅格数据矢量化引起的断线等。

②空间数据位置的不准确性：

主要包括空间点位的不准确、线段过长或过短、线段的断裂、相邻多边形结点的不重合等。

③空间数据的比例尺不正确

④空间数据的变形

⑤空间数据和数据连接有误

⑥属性数据不完整

7、构造数字高程模型的整体思路（DEM）

在二维平面上进行格网划分，形成覆盖整个区域的格网空间结构，然后利用分布在格网点周围的地形采样点内插计算格网点的高程值，最后按一定的格式输出，形成格网DEM。

8、电子地图的优点

①电子地图数据库可包括图形、图像、文档，统计数据等多种形式，也可与视频、高频信号相连，数据类型与数据量的可扩展性比较强。

②电子地图的检索十分方便，多种数据类型，多个窗口可以在同一屏幕上分层，实时的进行动态显示，具有可广泛的可操作性，用户界面十分友好。

③信息的存储，更新以及通讯方式较为简便，便于携带与交流。

④可以进行动态模拟，便于定性与定量分析，具有较强的灵活性，为地图及其相关信息深层次的应用，打下了坚实的基础。

⑤可缩短大型系列地图集的生产周期和更新周期，减低生产成本。

⑥与输出设备相连可将电子地图上的多种信息制成硬拷贝。

9、地理信息系统设计开发时可行性研究需要哪些工作？

①用户需求调查：

是指调查本部门或其他有关部门对相应的GIS的信息需求情况。

②系统目的和任务：

包括空间信息管理与制图，空间指标量算，空间分析与综合评价，空间过程模拟。

③数据源调查和评估：

调查了解用户需求的信息后，有关专家和技术人员应进一步掌握数据情况。

④评价地理信息系统的年处理工作量数据库结构和大小GIS的服务范围，输出形式和质量等。

⑤系统的支持情况：

可行性分析就是根据社会、经济和技术条件，确定系统开发的必要性和可能性，主要进行效益分析、经费估算、进度预测、技术水平的支持能力，以及有关部门的支持程度等。

二、论述题

1、地理信息系统的评价从哪几方面入手？

（1）.系统效率，地理信息系统的各种职能指标，技术指标的经济指标是系统效率的反映，例如：

系统能否及时地向用户提供有用的信息、系统操作是否方便、系统出错如何等。

（2）.系统可靠性，是指系统在运行中的稳定性，要求一班很少发生事故，即使发生事故也能很快的修复，可靠性还包括系统有关的数据文件和程序是否妥善保存，以及系统是否有后备体系等。

（3）.可扩展性，地理信息系统常常是从清查和汇集空间数据开始，然后逐步演化到从管理到决策的高级阶段，一个系统建成后，要是在现行系统不做大改动或不影响整个系统结构，就可在现行系统上增加功能模块，必须在系统设计时留有接口。

（4）.可移植性，它是评价地理信息系统的一项重要指标，一个有价值的地理信息系统的软件和数据库，不仅在于它自身结构的合理，而且在于它对环境的适应能力，即他们不仅能在一台机器上使用，还能在其他型号的设备上使用。

（5）.系统的效益，包括经济效益和社会效益，GIS的经济效益主要产生于促进生产力与产值的提高，减少盲目投资、降低工时耗费，减轻灾害损失等方面，其效益不太显著，社会效益上包括信息的共享效果、数据采集和处理的自动化水平，地学综合分析能力等。

2、地理信息系统在未来发展趋势？

（1）、国际发展状况，可分为四个阶段：

A、地理信息系统的开拓期

计算机成为了地图信息储存和计算机处理的装置。

B、地理信息系统的巩固发展期

特点：

充分利用了新的计算机技术，但系统的数据分析能力仍然很弱，在地理信息系统技术方面未有新的突破专家个人的影响削弱，二政府的影响增强。

C、地理信息系统技术的大发展时期

地理信息系统的应用领域迅速扩大，许多国家制定了本国的地理信息发展规划。

启动了若干科研项目，建立了一些政府性、学术性机构。

D、地理信息系统的应用普及时代

地理信息将发展成为现代社会最基本的服务系统。

（2）、国内发展状况

A、起步阶段：

环境遥感资调查的需求带动，以及航空摄影测量和地形测量的发展，为GIS发展奠定了良好的基础。

B、发展阶段：

GIS技术上的应用开创了新的局面，并取得了实际的效益。

C、快速发展阶段：

地理信息系统的研究和应用已走向了产业化。

（3）、未来发展状况