地理信息系统期末考试

1. 什么是地理信息系统? 与地图数据库有什么异同? 与地理信息的关系是什么?

2. 地理信息系统由哪些部分组成? 与其他信息系统的主要区别有哪些?

3. 地理信息系统中的数据都包含哪些?

4. 地理信息系统的基本功能有哪些? 基本功能与应用功能是根据什么来区分的?

5. 与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的?

6. 地理信息系统的科学理论基础有哪些? 是否可以称地理信息系统为一门科学?

7. 试举例说明地理信息系统的应用前景。

8.GIS 近代发展有什么特点?

11 ．你认为地理信息系统在社会中最重要的几个应用领域是什么？给出一些项目例子。

第二章 空间数据结构

1．GIS 的对象是什么? 地理实体有什么特点?

2．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据.

3．空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构

描述。

4．矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？

5．矢量数据在结构表达方面有什么特色？

6．矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。

7．栅格数据的运算具有什么特点？

8．栅格与矢量运算相比较各有什么特征？

9．矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？

10．请说明八叉树表示三维数据的原理。

第三章 空间数据库

1 ．数据库主要有哪几个主要的结构成分？

2 ．数据库是如何组织数据的？

3 ． DBMS 的作用是什么？

4 ．地理实体如何存放在数据库里？

5 ．请简要说明层次模型、网状模型、和关系模型的结构特点。

6 ．对象数据模型有什么特点？

7 ．时间在地理信息系统内有什么意义？如何保存时间信息？

8 ．如何设计空间数据库？

9 ． 对空间数据库进行维护有什么意义？

第四章 空间数据采集和质量

1．GIS 的数据源有哪些？

2． 请举例说明 GIS 对数据的质量要求。

3． 各种来源的空间数据是如何准确匹配在一起的？

4． 地图投影在 GIS 中有什么作用？

5． 空间数据中的几何数据是什么？请说明它与属性数据的关系。

6． 请说明分类分级对于属性数据的意义。

7． 属性数据的编码是必须的吗？

8． 纸张上的地图如何进入计算机系统？

9． 从地图上能得到 GIS 需要的所有数据吗？请举例说明。

10． 如何发现进入 GIS 中的数据有错误？

11． 空间数据的质量问题分哪几类？

12． 空间数据中的错误是如何造成的？怎样控制它们？

13． 空间数据交换标准的意义是什么？

14． 空间数据的元数据 METADA TA 意义是什么？

15． 数据共享有哪些主要途径？最基层的是什么，最理想的又是什么？困难在何处？

第五章 空间数据处理

1．请说明如何建立道路的拓扑的关系？

2．一般从扫描仪上直接得到的地图有什么问题？如何改正？

3．如果两个作业小组各自从数字化仪上得到两张相邻图幅的地图数据在GIS 中不能准确对

接该怎么办？

4．如果你拿到东经120度东西两侧的地图，在数字化工作之后得到了两张地图的数据，这

时能直接交给用户使用吗？

5．假设一条矢量等高线上的点太过于密集了，如何减少占用系统的存储空间？你能给出多

少方法？各有什么适用范围？

6．栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间？

7．请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。

8．对于扫描仪输出的结果一般需要做哪些处理？

9．二值图像的处理对于GIS 有什么意义？常用哪些方法？

10．如何用GIS 技术提取航空相片上的地理信息？

11．RS 与GPS 的原理各是什么？与GIS 有什么关系？

第六章 空间查询与空间分析

1．什么是空间数据的查询？

2． SQL 对GIS 有什么作用？

3．对空间数据的查询有哪些形式和手段？

4．如何表达查询得到的结果？

5．对空间数据进行统计分析的意义是什么？

6．通过什么方法可以对空间数据进行类别划分？

7．矢量数据的叠加有什么作用？

8．栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同？

9．什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。

10．泰森多边形有什么特点？如何建立？

11．图论与GIS 有什么关系？

12．常用的网络的分析有什么？对GIS 应用有何价值？请举几个例子说明。

13． GIS 常用的空间分析模型有哪些？

14． DEM 有哪几种常用的生成方法, 它的主要优缺点是什么?

15．地形分析有哪些主要内容及其运算模型?

16． GIS 空间分析的准确度是怎样评价的?

17．空间分析的模型库有什么作用？

18．邻近关系属于什么空间关系？

19． GIS 中应有哪些空间关系？

20．空间数据的插值算法有什么用途？请举例说明有几种方法？

21．DEM 有什么用途？如何建立？

22 ． DEM 的误差存在什么不当之处 ? 应如何改进 ?

第七章 空间信息的可视化

1．什么是空间信息的可视化？

2．科学计算可视化的意义是什么?

3．地图语言有哪些内容？

4． GIS 中数据符号化的作用是什么？

5．矢量点, 线符号库应如何制作?

6．矢量点, 线, 面符号是怎样绘制的?

7．栅格点, 线符号库应如何制作?

8．栅格点, 线, 面符号是怎样绘制的?

9．一个矢量的带填充线的多边形如何在栅格图上画出？请说明原理。

10．试比较矢量与栅格绘制线状符号方法。

11．绘图中是怎样解决可视化的颜色问题?

12．请说明电子地图与GIS 的关系？它们的联系和主要差别是什么?

13．如何开发一个电子地图集？它应该有哪些主要功能？

14．地图动画在GIS 中的意义是什么？

15．动态地图是如何实现的？

16．VR 是什么？与GIS 有什么关系？

17．VR 有哪几种主要类型和主要功能? VR 的实际应用应在哪些领域重点推广？

1. 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。

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。

2. 地理信息系统简称为GIS ， Geographical Information System 。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。

3.GIS 构成：硬件平台、软件平台、空间数据、应用人员、GIS 模型。

4.GIS 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。

5. 世界上第一个地理信息系统—加拿大地理信息系统CGIS

6. 国际GIS 发展状况：探索时期、发展时期、成熟阶段和全面应用阶段(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：准备阶段、试验阶段、发展阶段和产业化阶段。

7. 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。

8. 空间数据（拓扑）结构的类型：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）和矢量数据结构

（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）。

9. 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。

10. 空间结构模型：传统数据模型（层次模型、网状和关系模型）、面向对象地理数据模型

（几何数据模型、属性数据模型和面向对象数据库系统）。

11. 数据的处理基本内容：数据变换（几何纠正、投影转换、辐射纠正）、数据重构（结构

转换、格式变换、类型替换）、数据提取（类型提取、窗口提取、空间内插）。

12. 数据变换实质：几何纠正和投影转换。

13.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。

14. 地理空间定义：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程功能关系上的分布方

式和格局及其在时间上的延续。

15. 空间数据采集实际上就是将图形进行数字化以输入计算机的过程。

采集方法：在GIS 中，采集的数据包括空间数据和非空间数据，也就是图形数据和属性数据，

前者图形数据是进行数据采集的主体。

①图形数据的采集实际上就是将图形进行数字化以输入计算机的过程，有两种方式，即地图

跟踪数字化（跟踪数字化仪）和地图扫描数字化（扫描仪）。②属性数据是空间实体的定性、

定量描述，一般采用键盘输入。

16. GIS 数据质量包含如下五个方面:位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性、现势性。 空间数据的误差类型包括源误差、处理误差。

17. 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。

空间元数据（Geospatial Metadata）：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。

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

18. 数据融合： 由于地理数据的多语义性、多时空性、多尺度性、获取手段的多样性、存储格式的不同以主数据模型与数据结构的差异等，导致多源数据的产生，为了实现数据的集成与信息的共享，就必须进行数据融合。

类型：基于转换器的数据融合；基于数据标准的数据融合；基于公共接口的数据融合；基于直接访问的数据融合。

19. 数据压缩：从所取得的数据集合s 中抽出一个子集A ，这个子集作为一个新的的信息源，在规定的范围内更好得逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。压缩比表示曲线信息载量减少的程度。曲线上点的压缩方法：道格拉斯-普克法(Douglas-Peucker)；Li-openshaw 的自然综合法则法；垂距法。面域栅格数据的压缩方法：游程编码法；四叉树编码压缩法。

20. 面向对象数据模型的含义： 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。

基本概念：（1）对象：含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。

（2）类：共享同一属性和方法集的所有对象的集合构成类。（3）消息：对对象进行操作的请求，是连接对象与外部世界的唯一通道。（4）方法：对对象的所有操作。（5）封装：是指将方法与数据放于一对象中，以使对数据的操作只可通过该对象本身的方法来进行。（6）多态：指同一消息被不同对象接收时可解释为不同的含义。两种语言工具：继承和传播。

21. 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。 类型：层次、网状、关系数据模型。

22. 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。

分类：产生式分析（数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析）；咨询式分析（空间集合分析、空间数据分析）。目的：通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。

23. 空间叠合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合，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；

24. 缓冲区是指地理空间目标的一种影响范围或服务范围。

空间缓冲区分析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围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。模型：线性模型；二次模型；指数模型。三大要素，即主体、邻近对象和作用条件。

25. 空间网络分析是指依据网络拓扑关系（线性实体之间线性实体与结点之间结点与结点之间的邻接关联关系）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。网络要素：链或弧段，结点、障碍、拐角、中心、站点。

图是由点集合v 和点与点之间的连线的集合E 所组成的集合对（V ，E ），用G （V ，E ）表示。

26．空间统计分析：空间统计分析是GIS 中的一项重要的特色工作，主要基于空间数据进行空间和非空间数据的分类、统计、分析和综合评价。空间统计分析的方法很多，除一般的统计图表分析之外，还有多变量统计分析，空间分类分析以及层次分析等。

27. 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。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（Digital Elevation Model，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。

28. 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。

29. 坡向是地表单元的法向量在OXY 平面上的投影与X 轴之间的夹角。坡向通常要换算成正北方向起算的角度。其计算公式为：

。地表单元的坡度就是其切平面的法线方向与Z 轴的夹角。公式

30. 地图投影分类：按地图投影的构成方法：几何、非几何投影按变形性质：等角、等积、任意投影。

31. 地理坐标：用经纬度表示地面点位的球面坐标。

32. 泰森多边形法：通过数学方法定义平分点间的空间并与直线相连在点状实体间形成多边形的方法。

33. 道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算

（1）明确分析的目的和标准。目的：计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的面积和房产价值。道路拓宽改建的标准是：a. 道路从原有的20m 拓宽至60m 。b. 拓宽道路应尽量保持直线。C. 部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。

（2）准备进行分析的数据。设计两类信息：一类是现状道路图。另一类是分析区域内建筑物分布图及相关的信息。

（3）进行空间操作。A. 选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区。 B.将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于缓冲区内的建筑物信息

（4）进行统计分析 a.对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物，将其从选择组中取出并对道路的拓宽边界进行局部调整。 b.对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。

我国现有的三种大地坐标系：a.1954年北京坐标系（局部平差） b.1980国家大地坐标系（整体平差）c. 地心坐标系。我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇，现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。

现实世界是所有事物（Fact ）的集合，无论人们是否知道这些事物。根据事物的本质，人们可以认识理解现实世界中的事物。

概念世界是人类自然语言的世界，人类了解且认识其所命名的事物，因此这些事物构成了“语言的世界”。

地理空间世界 ：在概念层次的世界充满了复杂的形状、样式、细节，在地理空间世界中被消除，并用简单的、浅显的抽象来代替，这些抽象通常在时间以及空间上都是静态的。通过地理空间世界的抽象，河流是被看作线，地形被看作等高线多边形的简化，而森林被看作多边形。