gis复习.docx
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gis复习
1、gis与cad的区别和联系
GIS与CAD共同点
GIS与CAD不同点
● 都有空间坐标系统；
● 都能将目标和参考系联系起来；
● 都能描述图形数据的拓扑关系；
● 都能处理属性和空间数据
CAD研究对象为人造对象―规则几何图形及组合；
GIS处理的数据大多来自于现实世界，较之人造对象更复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化；
图形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对较弱；
GIS的属性库结构复杂，功能强大；
CAD中的拓扑关系较为简单；
GIS强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；
一般采用几何坐标
GIS采用地理坐标系
2、gis与计算机地图制图的区别和联系
GIS与CAM比较：
GIS与CAM共同点
GIS与CAM不同点
都有地图输出、空间查询、分析和检索功能
CAM侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有地图辅助设计和产生高质量矢量地图的输出机制；
CAM是GIS的重要组成部分
CAM强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏拓扑关系；
GIS综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。
CAM与数据库的联系通常是一些简单的查询。
3、信息和数据
数据是客观事物（包括概念）的数量、时空位置及相互关系的抽象表示，是未加工的原始材料
信息是有用和有意义的数据，是数据的内容和解释，是现实世界在人们头脑中的反映。
它以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
信息的特点:
客观性，适用性，传输性，共享性。
二者关系：
①数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵②数据经过加工才能变成有效的信息，同样的数据经过不同的处理过程，可变成不同的信息。
③由于数据和信息之间的紧密联系，通常并不严格区分数据和信息。
4、地理信息与地理信息系统（地理信息6个特征）
地理信息的概念：
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、图像和图形等的总称。
地理信息特征：
定位特征多维结构特征时序特征空间分布性数据量大信息载体的多样性
地理信息的特点、意义：
①属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。
②具有多维结构的特征，即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。
③时序特征十分明显，因此可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）等。
这对地理事物的预测、预报，从而为科学决策提供依据很重要。
认识地理信息的区域性、多层次性和动态变化的特征对建立地理信息系统，实现人口、资源、环境等的综合分析、管理、规划和决策具有重要意义。
地理信息系统简称为GIS，GeographicalInformationSystem。
是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为资源环境研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统特征：
（1）具有采集，管理，分析和传输多样地理空间信息的能力
（2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析多要素综合分析和动态预测的能力，并能产生高层次的地理信息
（3）有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，产生有用的信息，完成人类难以完成的任务；计算机系统的支持是gis的重要特征，是gis得到快捷，准确，综合的对复杂地理系统进行空间定位和动态分析
（4）可与各种专业模型相结合
5、Gis与其他信息系统的区别
与其它信息系统相比，GIS空间分析作为核心功能是比较独特的。
GIS与其它信息系统的主要区别：
GIS与一般MIS比较
GIS离不开数据库技术。
数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心技术。
但GIS是对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
6、地理空间数据
面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合。
7、地理信息系统功能
基本功能：
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.产品制作与显示6.二次开发和编程。
应用功能：
1.资源管理。
2.区域规划。
3.国土监测。
4.辅助决策。
8、Gis发展（国际，国内）
国际GIS发展状况：
gis开拓期（20世纪60年代）、gis巩固发展时期（20，70）、gis大发展时期（20,80）gis应用普及时期（20,90）（a模拟地理信息系统b学术探索阶段c飞速发展和推广应用阶段d地理信息产业的形成和社会化地理信息系统的出现）。
我国：
1978--1980准备阶段、1981—1985起步阶段、1986—1995初步发展阶段和1996—至今快速发展阶段。
趋势：
（1）空间数据结构与数据管理
（2）数据自动输入技术
（3）Gis的微机化
（4）Gis与rs的进一步结合
（5）Gis与cad结合
（6）多媒体超媒体gps进入gis
（7）软件傻瓜化windows化网络化
（8）Gis智能化
（9）Gis应用模型开发
（10）具有统一标准的分布式系统
（11）宏观应用与微观应用的进一步加强，并形成新的产业
（12）加强gis教育
（13）图形数据与属性数据同存
9、Gis应用
测绘与地图制图资源管理城乡规划灾害监测环境保护国防宏观决策支持
10、数据库空间数据库数据管理系统数据库系统
数据库（Database）是长期存储在计算机内，有组织的，可共享的大量数据的集合。
永久储存，有组织，可共享是其三个基本特点。
空间数据库概念：
指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。
数据库管理系统（databasemanagementsystem）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
数据库系统（databasesystem,DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员构成。
11、空间数据类型和特征
空间数据特征：
空间、属性和时间特征。
类型：
属性数据、几何数据、关系数据。
空间数据类型（老谈课件版）：
表示地理现象的空间数据从几何上可抽象为点，线，面三类。
对点，线，面数据，按其表示内容可分为7种类型；类型数据面域数据网络数据样本数据曲面数据文本数据符号数据
12、空间数据的拓扑关系
拓扑关系：
指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。
类型：
拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含。
拓扑关系类型：
邻接关系：
空间图形中同类元素之间的拓扑关系
关联关系：
空间图形中不同元素之间的拓扑关系
包含关系：
空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系
13、空间数据的拓扑关系对于数据处理和空间分析的意义
（1）根据拓扑关系，无需利用坐标或距离，可以确定一种空间实体相对于另一个空间实体的位置关系，拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何数据有更大的稳定性，不随地图投影而变化
（2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询，例如某条铁路通过那些地区
（3）可以根据拓扑关系重建地理实体，例如实现道路选取，最佳路径的选择等
14、元数据与空间数据的元数据的概念
元数据（Metadate）：
数据的数据，是关于数据和信息资源的描述性信息。
元数据：
一般认为元数据就是关于数据的数据，即由各类纯数据通过调查，推理，分析和总结得到的有关数据的数据，如数据来源数据属性数据产生的时间数据精度数据分辨率比例尺等
空间元数据（GeospatialMetadata）：
地理的数据和信息资源的描述性信息。
它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。
空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。
15、元数据与空间元数据的作用
元数据的作用：
（1）帮助数据生产单位有效的管理和维护空间数据，建立数据文档，并保护，即使其只要工作人员退休或离岗，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，数据变换，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的有关辅助信息
（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否满足其需求做出正确判断
（5）提供有关信息，以便用户处理和转化有用的数据
空间元数据作用：
（1）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。
（2）帮助数据使用者查询所需空间信息。
（3）组织和维护一个机构对数据的投资。
（4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。
（5）提供数据转换方面的信息
16、英联邦空间数据委员会的元数据标准内容（7部分）
数据标识信息数据质量信息空间数据组织信息空间参照系统信息地理实体及属性信息数据传播及共享信息数据参考信息
17、空间数据元数据的应用（即为什么在gis中使用元数据？
原因7条）
（1）完整性
（2）可扩展性
（3）特殊化
（4）安全性
（5）差错功能
（6）浏览功能
（7）程序生成
18、空间数据质量控制的内容（3条）
（1）有准确定义的数据字典，以说明数据的组成，各部分的名称，表征的内容等。
（2）保证数据逻辑科学的集成。
如植被数据库中不同亚类的区域组合成大类区，这要求数据按一定的逻辑关系有效的组合。
（3）有足够的说明数据来源，数据的加工处理工程，数据释译的信息。
19、元数据与数据词典的且别
数据词典（DataDictionary，简称DD）就是用来定义数据流图中的各个成分的具体含义的。
对数据流图中出现的每一个数据流、文件、加工给出详细定义。
数据字典主要有四类条目：
数据流、数据项、数据存储、基本加工。
数据项是组成数据流和数据存储的最小元素。
20、Gis数据源
.GIS数据源是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。
21、Gis误差来源（简答）
数据采集：
实地测量误差，制作地图的误差，遥感翻译误差
数据输入：
数字化过程中操作人员本身所产生的误差，某些地理属性没有明显的地理边界等
数据存贮：
数据存贮有效位数不能达到要求，空间经度不能满足
数据操作：
类别间的不明确，多层数据叠加误差，数据格式转换所造成的误差，边界误差等
数据输出：
比例尺误差，输出误差，媒质不稳定造成的误差
成果输入：
用户错误理解信息多造成的误差，不正确的使用信息所造成的误差
22、地图电子地图地图投影
地图：
按照一定数学法则，运用符号系统、以图形或数字的形式表示具有空间分布特性的自然与社会现象的载体。
电子地图（英语：
Electronicmap），即数字地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。
地图投影：
按照一定的数学法则，把参考椭球面上的点、线投影到可展面上的方法。
23、什么叫栅格数据矢量数据
栅格数据结构（指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式）
矢量数据结构（是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式）。
24、栅格和矢量数据的优缺点（每方面至少五条）
优 点
缺 点
矢量
数据
结构
1.便于面向现象（土壤类、土地利用单元等）；
2.数据结构紧凑、冗余度低便于描述线性或边界；
3.有利于网络、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。
5．图形数据与属性数据更新恢复综合易于实现
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.不像数字图像那样做增强处理；
3.多边形叠合等分析比较困难，没有栅格有效，表达空间变化性能力差；
4.软硬件技术要求高，显示与绘图成本比较高。
5．数学模拟模式分析困难
栅格
数据
结构
1.数据结构简单，易于数据交换；
2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易；
3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析，便于图像处理；
4.输出方法快速，成本比较低廉。
5．技术开发费用低，有发展潜力，输出方法快捷
1.图形数据量大，数据结构不严密不紧凑，需用压缩即使解决该问题；
2.投影转换比较困难；
3.栅格地图的图形质量相对较低，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.现象识别的效果不如矢量方法，难以表达拓扑。
25、矢量和栅格数据结构的常见编码
栅格数据结构常见编码：
（1）链式编码（弗里曼链码边界链码）
（2）游程长度编码
（3）块码
（4）四叉树编码
（5）八叉树编码
矢量数据结构常见编码：
（1）实体式
（2）索引式
（3）双重独立式
（4）链状双重独立式
26、链式编码优缺点
优点：
链式编码对线状和多边形的表示具有很强的数据压缩能力，且具有一定的运算功能，如面积和周长计算等，探测边界急转弯和凹进部分等都比较容易，类似矢量数据结构，比较适于存储图形数据。
缺点：
对叠置预算如组合，相交等则很难实施。
对局部修改将改变整体结构，效率较低，而且由于链码以每个区域为单位存储边界，相邻区域的边界则被重复存储而产生冗余。
27、游程编码块码（定义优缺点）
（1）游程长度编码：
又称行程编码，只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现数据的压缩。
优点：
游程长度编码在栅格加密时，数据量没有明显增加，压缩效率较高，且易于检索，叠加合并等操作，运算简单，适用于机器存贮容量小，数据需大量压缩，而又要避免复杂的编码解码运算增加处理和操作时间的情况。
游程长度编码是一种十分简单的压缩方法，编码／解码的速度也非常快，可广泛应用于多媒体信息的存储，传输。
缺点：
行程编码是连续精确的编码，在传输过程中，如果其中一位符号发生错误，即可影响整个编码序列，使行程编码无法还原回原始数据。
（2）块码是游程长度编码扩展到二维的情况，又称二维行程编码，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行列号）和半径（正方形的边长），再加上记录单元的代码（属性）组成。
优点：
一个多边形所包括的正方形越大，多边形的边界越简单，块状编码的压缩效率就越好。
块状编码对大而简单的多边形更为有效。
块状编码在合并，插入，检查延伸性，计算面积等操作时有明显的优越性。
缺点：
对某些运算不适应，必须在转化成简单数据形式后才能顺利进行，对那些碎部较多的复杂多边形压缩效果并不好。
28、四叉树编码（重中之重）
（1）定义：
又称四分树，四元树编码。
四叉树结构的基本思想是件一幅栅格地图或图像等分为四部分，逐块检查其格网属性值（或灰度）。
如果某个子区所有格网值都相同，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四个子区。
这样依次的分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。
最后构成一颗四分叉的倒向树。
（2）建立方法：
可由上而下或由下而上建立。
（3）优点：
容易而有效的计算多边形的数量特征；阵列各部分的分辨率是可变的，边界复杂部分四叉树较高即分级多，分辨率也高，而不需要表示许多细节的部分则分级少，分辨率低，因而即可精确表示图形结构有可减少存贮量；栅格到四叉树及四叉树到简单栅格结构的转换比其他压缩方法容易；多边形中嵌套异类小多边形的表示较方便，四叉树编码允许多边形嵌套多边形，形成多维“洞”这种结构存在，使越来越多的地理信息系统工作者都对它很感兴趣；具有区域性
缺点：
转换的不定性，用同一形状和大小的多边形可能得出多种不同的四叉树结构，故不利于形状分析和模式识别，难以设计出统一的算法。
（4）分类：
按其编码的方法不同又分为常规四叉树和线性四叉树。
29、标签与注记的区别
注记：
在地图上起说明作用的各种文字、数字，统称注记。
无论地图缩小或放大，注记大小无变化。
标签：
随对象的放大或缩小为大小变化。
30、不规则三角网
不规则三角网（TIN）模型：
由不规则分布的数据点，按照优化组合的原则，将这些离散点连接成一连续三角面，采用此不规则三角面来逼近地形表面，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点或地形特征点的密度和位置。
31、DEM与DTM（区别联系）
数字地形模型（DigitalTerrainModel，简称DTM），是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。
是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
它是建立不同层次的资源与环境信息系统不可缺少的组成部分。
DTM中地形属性为高程的要素叫数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）。
在地理信息系统中，DEM最主要的三种表示模型是：
规则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。
32、DEM应用
（1）土木工程，景观建筑与矿上工程规划与设计
（2）流水线分析，可视性分析
（3）叠加各种专题信息如土壤，土地利用及植被覆盖等
（4）辅助影像理解，遥感分类
（5）可以扩展到其他空间分布数据如人口，污染
33、矢量数据结构编码方法：
实体式（简单数据结构法或X，Y坐标法）索引式（树状索引编码法）双重独立式（对偶独立地图编码法）链状双重独立式
34．索引式
索引式数据结构采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，具体方法是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构
35．双重独立式
简称为DIME系统或双重独立式的地图编码法，它以城市街道为编码的主体，其特点是采用了拓扑编码结构。
双重独立式数据结构是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的结点及相邻面域（起点，终点，左多边形，右多边形）来予以定义。
利用这种拓扑关系来组织数据，可以有效的进行数据存储正确性检查，同时便于对数据进行更新和检索。
36．Gis空间数据库的组织方式
混合结构模型扩展结构模型统一数据模型
37．什么叫面向对象（oo）
38．什么叫面向对象数据模型和面向对象数据库
39．面向对象数据库的三种实现方式
（1）扩充面向对象程序设计语言（OOPL），在OOPL中增加DBMS的特性
优点：
能充分利用OOPL强大的功能，相对的减少开发工作量
容易结合现有的C++语言应用软件，使系统的应用范围更广
缺点：
没有充分利用现有的DBMS所具有的功能
（2）扩充RDBMS，在RDBMS中增加面向对象的特性
优点：
能充分利用RDBMS的功能，可使用或扩展SQL查询语言
采用OOPL扩展RDBMS时，能结合二者的特性，大大减少开发的工作量
缺点：
数据库I/O检查比较费时，需要完成一些附加操作，所以查询效率比纯OODBMS低。
（3）建立全新的支持面向对象数据模型的OODBMS
优点：
用常规语言开发的纯OODBMS全面支持面向对象数据模型，可扩充性较强，操作效率较高
重视计算完整性和非过程查询
缺点：
数据库结构复杂，并且开发工作量很大
综上，第一种途径强调OOPL中的数据永久化；第二种途径强调RDBMS的扩展；第三种途径强调计算完整性和纯面向对象数据模型的实现。
40．空间数据库设计过程，步骤
（1）需求分析：
即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合
（2）概念设计：
把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。
（3）逻辑设计：
空间数据库逻辑设计的任务是，把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中卫数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来。
（4）物理设计：
数据库的物理设计指数据库存储结构和存储路径的设计，即将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库。
41．空间数据库实现
（1）建立实际的空间数据库结构
（2）装入试验性的空间数据对应用程序进行测试，以确认其功能和性能是否满足设计要求，并检查对数据库存储空间的占有情况
（3）装入实际的空间数据，即数据库的加载，建立起实际运行的空间数据库
42．ORM模型
ORM即对象角色建模（ObjectRoleModeling）,是运用面向对象的原理进行数据库概念建模的软件工程方法。
ORM图式用图形符号的形式变现对象角色建模的结果。
它用对象类型和谓词来表达一个事实。
43．空间时态数据库及时空一体化数据模型
概述：
其内容可表现为以下三个主要方面：
（1）空间时态数据的表达：
其目的在于建立空间时态一体化数据模型。
（2）空间时态数据的更新：
它研究空间数据更新的类型，操作方法，更新对时空数据库中空间和时态拓扑的影响，以及拓扑重建等问题。
（3）空间时态数据的查询：
它探讨空间时态数据的各种跟踪算法，多维信息的复合，分析，可视化等。
模型：
（1）时间片快照模型
（2）地图叠加模型
（3）时空合成模型
44．空间数据采集的编码原则
（1）编码的系统性和科学性
（2）编码的一致性
（3）编码的标准化和通用性
（4）编码的简洁性
（5）编码的可扩展性
45．空间数据采集的编码内容
（1）登记部分，用来标识属性数据的序号，可以是简单的连续编号，也可划分不同层次进行顺序编码。
（2）分类部分，用来标识属性的地理特征，可采用多位代码反映多种特征。
（3）控制部分，用来通过一定的差错算法，检查在编码，录入和传输中的错误，在属性数据量较大情况下具有重要意义。
46．空间数据采集的编码方法
编码的一般过程：
（1）列出全部制图对象清单
（2）制定对象分类，分级原则和指标将制图对象进行分类，分级
（3）拟定分类代码系统
（4）设定代码及格式
（5）建立代码和编码对象的对照表
目前，较常用的编码方法有：
（1）层次分类编码法：
是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。
（2）多源分类编码法：
又称独立分类编码法，是指对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。
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