地图学与地理信息系统复习要点样题.docx

1、地图学与地理信息系统复习要点样题地图学与地理信息系统考试样题地理信息系统考试分值分配填空题：301=30分析：48=32计算：711=18应用：18一、名词解释1)地理信息系统：（简要看看就行，不考名词解释）地理信息：地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。（是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、图像和图形的总称。）空间分析：空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别于一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理

2、信息系统成功与否的一个主要指标。拓扑关系：空间拓扑关系描述的是基本的空间目标点、线、面之间的邻接、关联和包含关系。GIS传统的基于矢量数据结构的结点-弧段-多边形，用于描述地理实体之间的连通性、邻接性和区域性。这种拓扑关系难以直接描述空间上虽相邻但并不相连的离散地物之间的空间关系。面向对象模型：无论怎样复杂的事例都可以准确地由一个对象表示。每个对象都是包含了数据集和操作集的实体，也就是说，面向对象模型具有封装性的特点。土地信息系统：土地信息系统，是一种信息和控制系统，指的是以计算机为核心，以土地资源详查、土壤普查、规划、计划、各种遥感图像、地形图、控制网点等为信息源，对土地资源信息进行获取、输

3、入、存储、统计处理、分析、评析、输出、传输和应用的大型系统工程。地理信息系统工程：地理信息系统工程是应用系统原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护实用GIS系统的全部过程和步骤的统称。GIS软件工具：（1）国外：美国ERSI公司的ArcGIS、MapInfo公司的MapInfo、（2）国内：中国地质大学的MapGIS、北京超图公司的SuperMap、北京大学的Citystar。缓冲区分析：空间缓冲区分析（Spatial Buffer Analysis）是指根据分析对象的点、线、面实体，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

4、围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。 网络分析：网络是一系列相互联结的弧段，形成物质、信息流通的通道。一个网络由结点、连通路线、转弯、停靠点、中心、障碍六大基本要素组成。叠置分析：是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠加，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。空间数据结构：空间数据结构是指空间数据的编排方式和组织关系。空间数据编码是空间数据结构的实现，目的是将图形数据、影像数据、统计数据、监测数据、调查数据等资料，按一定的数据结构转换为适用于计算机存储和处理的过程。 空间统计模型：地理空间统计是指分析地理空间数据的统计方法，主要是基

5、于空间中邻近的要素通常比相离较远的要素具有较高的相似性这一原理。分为三类：地统计，格网空间模型，空间点分布形态。地理空间数据挖掘：是数据挖掘的一个研究分支，其实质是从地理空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程，包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。由于空间数据具有海量、多维和自相关性等特征，使得地理空间数据挖掘更为复杂。 DEM：数字地形模型（Digital Terrain Model，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。 DTM中属性为高程的要素叫做数字高程模型（Digital

6、 Elevation Model，简称DEM）。遥感技术：接收、传输、处理、分析判读和应用遥感信息的全过程称为遥感技术。地理基础：地理基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分。它主要包括统一的地图投影系统、统一的地理网格坐标系统以及统一的地理编码系统。地图投影：建立地图平面上的点（x,y)和地球表面上的点(,)之间的函数关系。一般通式为：2)地图学地图：按照一定的数学法则将地球（或星体）表面上的空间信息经科学的概括，运用符号系统表达在一定载体上的图形。地图投影：把地球曲面地理坐标系转换为地图平面直角坐标系统，建立起地球球面与地图平面之间点与点的一定函数关系式，这种方法称为地图投影。水准面

7、：当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交。大地水准面：与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆和岛屿而形成的一个闭合的重力等位面。大地体：大地水准面实际是一个起伏不平的地球物理表面。它所包围的形体称为大地体。重力等位面：可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水准面的高度）。参考椭球体（面）：与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体（面）。大地经度（Lorl ）过地面点的子午面与起始子午面之间的夹角。大地纬度（B orj）过地面点的法线与赤道面的夹角。大地高（H）地面点沿法线至参考椭球面的距离。高程：是指空间某点高于或低于基准面的垂直距离，用来提供地形信息。这个基准面就是

8、大地水准面,是一个重力等位面。GPS ：是以人造卫星为基础的无线电导航系统，可提供高精度、全天候、实时动态定位、定时及导航服务。等角投影：投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等，即角度变形为零=0。制作航海图、洋流图、风向图。等积投影：（投影面与椭球面上相应区域的面积相等，即面积变形为零。制作地质图、土壤图、行政区划图等）。任意投影：（投影图上，长度、面积和角度都有变形，它既不等角又不等积。其中，等距投影是在特定方向上没有长度变形的任意投影）。主比例尺：在投影面上没有变形的点或线上的比例尺。局部比例尺：在投影面上有变形处的比例尺。地图的数学基础：指使地图上各种地理要素与相应

9、地面景物之间保持一定对应关系的经纬网、坐标网、大地控制点、比例尺等数学要素。1980西安坐标系：基于19721982年间进行天文大地网平差基础上建立的新大地坐标系。2000国家大地坐标系：卫星导航定位技术的发展要求以地球质心为原点建立坐标系。绝对高程（海拔）:地面点至大地水准面的铅垂距离，简称高程。相对高程：地面点至某个假定水准面的铅垂距离。高差：两点高程之差，与起算面高程无关。地图比例尺：地图上一直线段长度与地面相应直线水平投影长度之比。比例尺精度：是指一定比例尺的地图上0.1mm所代表的实地长度。斜分比例尺：依据相似三角形原理制成的图解比例尺。复式比例尺：又称投影比例尺,是一种由主比例尺与

10、局部比例尺组合成的图解比例尺。制图综合：对于空间信息以概括、抽象的形式反映其基本特点和典型特征，舍去次要的、非本质的事象，此过程叫制图综合。分类：可定义为空间数据的排序、分级或分群。根据地理信息的不同，在集合成类的过程中，既有归并，也有拆分。简化:可定义为显示空间数据的重要特征，删弃部重要的细部。根据比例尺和目的的不同，包括地理信息的取舍和图形化简两方面。夸张:可定义为提高或强调符号的重要特征。它与编图的目的和用途密切相关，并充分体现在地图设计过程中。符号化:就是将空间数据通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征、相对重要性和相关位置指定成各种图形。制作符号就是使空间数据成为可见

11、的图形。因此，符号化的过程也就是视觉化的过程。图形等级转换：点状符号是一种0维的数据，线状符号1维和面状符号是二维的数据，比例尺缩小或同级比例尺的制图目的不同时，运用符号表示数据的图形产生维量的变化，称图形等级转换。写景法：运用透视原理，以绘画写景形式表示地貌起伏及其相对位置关系的方法。晕渲法：假定光源照射地表产生阴影，利用墨色的浓度或彩色的深度显示破面明暗变化，以表达地表地貌的起伏、分布和类型特征的方法。等高线法：用等高线表示地貌的起伏形态。分层设色法：在等高线的基础上，根据地图的用途、比例尺和区域特征，将等高线划分一些层级，并在每一层级的面积内普染不同的颜色，以色相、色调的差异表示地势高低

12、的方法。土质：地表覆盖的性质。植被：地表植被覆盖的总称。居民地：是人类由于社会生产和生活的需要而形成的居住和活动的场所。水陆交通：江河航线和海洋航线。由带箭头短线表示。境界线：区域范围的分界线。包括政区界和其他地域界。独立地物：是指地面上独立存在且具有一定方位作用的重要地物。普通地图：是用相对平衡的详细程度来表示地球表面的地貌、水系、土质植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征的地图。专题地图：是把专题现象或普通地图的某些要素在地理底图上显示的特别完备和详细，而将其余要素列于次要地位，或不予表示，从而使内容专题化的地图。自然地图：反映制图区内的自然要素的空间分布规律及其

13、相互关系的地图。地质图：显示地壳表层的岩石分布、地层年代、地质构造、岩浆活动等地质现象；地貌图、地势图：显示地形起伏等地貌特征；水文图：显示海洋和陆地水文现象；植被图：反映地表植被分布状况；土壤图：反映地表土壤土质分布情况。社会经济地图：反映制图区中的社会、经济等人文要素的地理分布、区域特征和相互关系的地图。人口地图：人口的分布、数量、组成、动态变化经济地图：国民经济部门的分布、结构及发展水平社会事业地图：教育、科技、医疗卫生、体育、文化娱乐、广播电视、新闻出版等部门的现状及发展。底图要素：是制作专题地图的地理基础、是作为描述主题要素的骨架、起衬托主题的作用。主题要素：是图面主体部分，专题地图

14、重点和突出表达的内容。定位数据：用于描述地理实体、地理要素、地理现象、地理事件及地理过程产生、存在和发展的地理位置、区域范围及空间联系。属性数据：用于描述地理实体、地理要素、地理现象、地理事件、地理过程的有关属性特征。时间数据：用于描述地理实体、地理要素、地理现象、地理事件、地理过程发生的时态特征。遥感制图：是指利用航天或航空遥感图像资料制作或更新地图的技术，其具体成果包括遥感影像地图和遥感专题地图。地图学：是以地图信息传输为中心，研究地图的理论、制作技术和使用方法的科学。UTM投影：以横轴椭圆柱面割于地球椭球体，按等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得

15、。二、填空题（1）在GIS中计算机硬件包括计算机主机、数据输入设备、数据存储设备、数据输出设备等。（2）规划工作中空间信息源包括图件、实地调查资料、统计资料和科研报告、遥感资料、实测资料等。（3）地理数据库结构包括层次结构、网络结构、关系数据库结构、面向目标模型等。（4）栅格数据宏运算包括扩张、侵蚀、加粗、减细、填充等。（5）在GIS中计算机软件包括数据输入子系统、图形与文本编译子系统、空间数据库管理子系统、空间查询与空间分析子系统、数据输出子系统等。（6）城市与区域空间信息制图的基本结构有等值线结构、网络结构、离散点结构、多边形结构、三维立体结构等。（7）进行数据压缩的方法有间隔取点法、垂距

16、法和偏角法、道格拉斯普克法、光栏法等。 （8）栅格数据的基本运算包括栅格图像的平移、两个栅格图像的算术组合、两个栅格图像的逻辑组合等。（9）GIS的英文全称Geographic Information System。（10）空间信息的基本特征为空间定位特征、时间特征、层次性模糊性和不确定性等。（11）地理信息系统按其内容可以分为专题信息系统、区域信息系统、GIS工具等。（12）布尔逻辑组合包括或、异或、和、非等。（13）几何数据获取方法主要有外业测量获得、由栅格形式的空间数据转换获得、对各类地图跟踪数字化获得、扫描获得等。 （14）GIS中的空间分析主要包括地形分析、网络分析、叠置分析、缓冲区

17、分析、决策分析等。(15) 矢量符号的几种基本变换包括数据结构之间的变换、数据格式之间的变换、矢量栅格数据之间的变换、投影变换、二维和三维几何变换等。（16）数据变换的内容包括数据结构之间的变换、数据格式之间的变换、矢量栅格数据之间的变换、投影变换、二维和三维几何变换等。（17）建立一个回归分析模型的主要步骤是，确定数学模型的形式，分析因变量和自变量之间的关系；，建立数学模型，根据确定的数学模型形式，应用一定的方法，找出符合实际问题的数学模型；，数学模型的检验和验证，采用复相关系数、总体F值检验进行回归方程的检验和验证；，利用数学模型进行预测。（18） 完成一个栅格叠置分析主要步骤是数字化图形

18、：扫描数据的编辑和几何纠正；面与属性的标识；数据的存储与提取；重叠分析图形输出或打印统计报表。 （19）矢量数据结构的产品表现形式：栅格数据矢量化而得到的矢量数据产品（地图、遥感影像等进行数据处理后的产品）、某些依靠计算机制图的产品（CAD制图、PS制图、幻灯片图、区域规划、城市规划、土地管理中的概念规划图、分区图等）。（20）栅格数据结构的产品表现形式：卫星影像/遥感影像（遥感卫星影像是用栅格格式记录的）、数字高程模型（数字高程模型（DEM）由等间隔海拔数据排列组成；DEM以点为基础，但也容易通过将海拔高度点置于格网单元中心的方法转换成栅格数据。）、数字正射影像（数字正射影像图（DOQ）是一

19、种由航片或其他遥感数据制备而得到的数字化影像，其中由照相机镜头倾斜和地形起伏引起的位移已被消除；数字正射影像是地理坐标参考的，并可与地形图和其他地图配准）、二进制扫描文件（含有数值1或数值0，用于跟踪矢量化）、数字栅格图形（是USGS地形图的扫描图像）、某些图形文件（TIFF、GIF、JPEG）。（21）我国的各种地理信息系统中都采用了与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统，大于1:50万时采用高斯克吕格投影。；1:100万时采用正轴等角割圆锥（Lambert）投影。我国大部分省区图多采用正轴等角割圆锥投影（Lambert投影）和属于同一投影系统的正轴等面积割圆锥投影（Albergs投影

20、）。（22）矢量转栅格有如下算法：内部点扩散法，复数积分算法， 射线算法和扫描算法， 边界代数算法；栅格转矢量有如下算法：多边形边界提取， 边界线追踪，拓扑关系生成和去处多余点及曲线圆滑。（23）当前几种常用数据库管理系统：Access，SQLServer，MySQL，Sybase，DBII，Oracle。（24）信息有如下特性：客观性、传输性、适用性、共享性。（25）GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。（26）从计算机的角度看，GIS是由硬件、软件、数据、用户、应用模型组成。（27）地理空间（geo-spatial)一般是指上至大气电离层、下至地壳与地幔交

21、界的莫霍面之间的空间区域。（28）高斯-克吕格投影是一种横轴等角切椭圆柱投影。它是假设一个椭圆柱面与地球椭球体面横切于某一条经线上，按照等角条件将中央经线东、西各3或1.5经线范围内的经纬线投影到椭圆柱面上，然后将椭圆柱面展开成平面即成。（29）地理空间的特征实体：点（piont）、线（line）、面（polygon）、曲面（surface）和体（volume）。（30）空间地理数据依空间数据特征可分为：DLG 数据：数字线画图数据、DRG 数据：数字栅格图数据、DEM 数据：数字高程模型数据、DOM 数据：数字正射影像数据。（31）拓扑关系主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、

22、拓扑包含关系。（32）拓补关系具有重要意义：能清楚地反应逻辑结构关系，有助于空间要素的查询，重建地理实体。（33）线性四叉树每个节点需要3个变量：莫顿码、深度（或节点大小）和节点值。（34）空间数据输入可能产生的误差：几何数据的不完整或重复、几何数据的位置不正确、比例尺不正确、变形、几何数据与属性数据的连接有误、属性数据错误、不完整。（35）栅格数据的输入方法包括：扫描输入、遥感影像解译和数据结构装换。（36）空间数据处理的内容包括:数据变换、数据重构、数据提取。其中空间数据变换包括几何纠正和投影转换。几何纠正一般包括：仿射变换、相似变换、二次变换等功能。（37）仿射变换有如下特点：直线变换后

23、仍为直线、平行线变换后认为平行线、不同方向上的长度比发生变化。（38）投影分类按投影面的形状分为圆锥投影、圆柱投影和方位投影；按投影面与地球的相对位置关系分为正轴投影、斜轴投影、横轴投影；按投影面和地球的空间逻辑关系分为相切和相割两类投影。（39）投影转换的方法包括解析变换、数字变换、解析-数字变换三种类型。基于多边形数据的栅格化转换方法包括边界代数算法、内点填充法、包含检验法。基于图像数据的矢量化方法包括：二值化、细化、跟踪。（40）借助遥感技术获得的信息具有周期动态性、信息丰富、获取效率高等优点。GIS具有空间数据管理和灵活的空间数据综合分析能力。（41）数据的内插包括：局部分块内插法和逐

24、点内插法。分块内插法：将整个内插空间划分成若干分块，并对各块求出各自的曲面函数来刻画曲面形态。问题：解决各块的连续性。分块：线性内插法、双线性多项式内插、二元样条函数内插法。（42）空间数据的存储和管理方法通常有两种方式：空间数据文件存储管理、空间数据库存储管理。（43）数据模型：可以看做是表达现实世界的规格化说明。具体地说，数据库的数据结构、操作集合和完整性约束规则集合等组成了数据库的数据模型。（44）空间数据库设计的过程包括：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。空间数据库的概念模型包括语义数据模型和面向对象数据模型。（45）E-R 模型为数据库分析设计人员提供了三种主要的语义概念：即实

25、体、联系和属性。（46）ORM 图是用图形符号的形式表现对角色建模的结果，用对象类型和谓词来表示一个事实。关系完整性：即指关系的正确性、相容性和有效性。关系完整性分三类：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。（47）空间数据查询功能大致可以分成三类：针对空间关系的查询、针对非空间属性的查询、结合空间关系和非空间属性的查询。（48）空间关系查询类型包括：点点查询、线点查询、面点查询、点线查询、线线查询、面线查询。（49）空间关系的谓词常有：相邻“Adjacent”或“Touch”、包含“Contain”、穿过“Cross”、被包含“Inside”或“Within”、缓冲区“Buffer”。（

26、50）常见空间索引有范围、格网、四叉树。（51）时空一体化数据模型包括：时间片快照模型、底图叠加模型、时空合成模型。（52）空间分析分为两类：产生式分析、查询式分析。（53）DTM 在形式上可以分为：规则格网（Grid)、不规则三角网（Triangulated Irregular Network,TIN)、数字等高线、等深线、地形特征线（如山脊线、谷底线和坡度变换线）等。（54）多边形的叠合分析通常有以下五种叠合方式：Union ( 合并)、Intersect (相交)、Identity (等同)、Erase (清除)、Update（更正）、Clip (剪裁)。（55）网络分析的数据结构，包括

27、两个部分：几何结构、拓补结构。（56）GIS的主要功能有：空间数据的采集和输入；空间数据的编辑与管理；空间数据的处理与转换；空间查询与空间分析；空间数据的显示与输出。三、地图学论述题1、地球仪上经纬网有何特点？ a.地球仪上所有经线圈都是通过两极的大圆；长度相等；所有纬线除赤道是大圆外，其余都是小圆，并且从赤道向两极越来越小，极地成为一点。b.经线表示南北方向；纬线表示东西方向。c.经线和纬线是相互垂直的。d.纬差相等的经线弧长相等；同一条纬线上经差相等的纬线弧长相等，在不同的纬线上，经差相等的纬线弧长不等，而是从赤道向两极逐渐缩小的。e.同一纬度带内，经差相同的经纬线网格面积相等，不同纬度带

28、内，网格面积不等，同一经度带内，纬度越高，梯形面积越小。由低纬向高纬逐渐缩小。2、 地图符号的符号特征是什么？ （1）地图符号具有被表示成分和表示成分的特征（2）地图记号有一定的约定性 （3）地图记号可以等价变换（4）记号构成地图3、地图有哪些基本特性？ A.特殊的数学法则。地图投影方法、比例尺和控制定向构成地图的数学法则，它是地图制图的基础。保证地图具有足够的数学精度，具有可量测性和可比性。B.特定的符号系统。在地图上就是通过对事物和现象进行分门别类，采用符号系统（地图语言）来解决的。C.特异的地图概括。解决繁多的事物现象和有限的图面这一对矛盾而采用的手段，需要科学的综合选取和舍弃概括，反映

29、地表重要的、基本的、本质的事物，舍弃次要的、个别的、非本质性的事物，表示制图区域的基本特征。经过地图概括，使地图的内容和载负量达到统一，具有清晰性和一览性。4、详细列举地图的构成要素。1.数学要素：地图投影；坐标网（地理坐标系，平面直角坐标系）；比例尺；控制点。2.地理要素：是地图最主要的内容。普通地图的地理要素包括：水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线等自然和社会经济内容。专题地图的地理要素包括两部分：一为专题要素；二为底图要素。3.图边要素：即辅助要素。包括图名、图号、图例、接图表、图廓、分度带、比例尺、附图、坡度尺、成图时间及单位、有关资料说明等。5、简述地图投影构成方法。1）几

30、何投影: 将椭球面上的经纬线网投影到几何面上，然后将几何面展为平面。A、方位投影: 以平面作投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。在投影面上，由投影中心向各个方向的方位角与实地相等。等变形线是以投影中心为圆心的同心圆。正方位投影、横方位投影、斜方位投影。B、圆柱投影: 以圆柱面作投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。正轴圆柱投影：变形都是纬度的函数，与经度无关，等变形线是纬线的平行线，切线或割线无变形。适于制作赤道附近和赤道两侧沿东西方向延长地区的地图。C、圆锥投影: 以圆锥面作投影面，使圆锥面与球面相切或相割，

31、将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。按圆锥与球面的位置可分为正轴、横轴和斜轴圆锥投影。在正轴圆锥投影中，各种变形都是纬度的函数，与经度无关，等变形线与纬度平行，呈同心圆弧分布，切线和割线无变形。适于中纬度地区。（2）条件投影:根据某些条件，用数学解析法确定球面与平面之间点与点的函数关系。A、伪方位投影；B、伪圆柱投影；C、伪圆锥投影；D、多圆锥投影。6、简述一种你熟悉的投影特点及其应用。例：正轴投影经纬网的特点正轴投影的经纬线比较简单，称为标准线。 正方位投影：纬线为同心圆，经线为反射性直线，经线间的夹角为精度差。正轴圆柱投影：纬线为一组平行线，经线为与纬线垂直且间隔相等的平行线。正轴圆锥投影：纬线为同心圆弧，经线为反射性直线，经线间的夹角与相应的经差成比例缩小。墨卡托投影（Mercator Projection） 墨卡托投影属于正轴等角圆柱投影。该投影设想与地轴方向一致的圆柱与地球相切或相割，将球面上的经纬线网按等角的条件投影到圆柱面上，然后把圆柱面沿一条母线剪开并展成平面。（1）特点：经线和纬线是两组相互垂直的平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大。图上无角度变形，但面积变形较大。 （2）何时用的比较多？航海地图、赤道附近国家及一些区域的地图。兰勃特方位投影（即横轴等积方位投影）（1）特点:A、赤道和中央经