地理信息系统,考试重点

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1、地理信息系统,考试重点第一章：绪论GIS概述地理信息系统（简称GIS ）是集计算机科学、信息科学、测绘科学、地理科学、空间科学、环境科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科，是数字地球的重要组成部分，是当今科技发展的制高点。信息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。信息的特性客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。 适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输,信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。共享性：信息

2、与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。数据 :指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图像等符号地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示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图、文、声、像等的总称。地域性,多维结构,时序特征地理数据（空间数据）:地理特征和现象间关系的符号化描述，包含空间位置、属性特征、时态特征三个属性。 信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。它能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，具有采集、管理、分

3、析和表达数据的能力。主要由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成。信息的需要完全取决于管理的层次，一般在组织中将信息系统分成三个管理层次：操作层（底层）、战术层（中间层）和战略层（顶层）。信息系统的类型:事物处理系统、管理信息系统、决策支持系统、人工智能和专家系统地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。 地理信息系统的类型:专题地理信息系统/区域地理信息统/地理信息系

4、统工具地理信息系统和其它信息系统区别: 一、GIS与MISGIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS侧重于非图形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。二、GIS与CAD共同点:都有空间坐标系统；都有将目标和坐标系联系起来；都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和空间数据。不同点：CAD研究对象为人造对象规则几何图形及组合；图形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对比较弱；CAD中的拓扑关系较为简单，一般采用几何坐标系。GIS处理的数据大多来自现实世界，较之人造对象更复杂，数据量

5、更大；数据采集的方式多样化；GIS的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；GIS采用地理坐标系。三、GIS与CAM共同点：都有地图输出、空间查询、分析和检索功能。不同点：CAM（ Computer Aided Map ）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；它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；它与数据库的联系通常是一些简单的查询。CAM是GIS的重要组成部分；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。GIS四个主要部分：空间数据、系统软件、系统硬件、应用人员。 此外，GIS的有效性还

6、依赖于特定的应用模型。 GIS专业软件其代表产品有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar等。它们一般都包含有以下的主要核心模块：数据输入和编辑、空间数据管理、数据输出、用户界面、系统二次开发能力。根据地理实体的空间图形表示形式，可将空间数据抽象为点、线、面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量和栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构三种GIS观：地图观、数据库观、空间分析观GIS的基本功能包括数据的采集、管理、处理、分析和输出。GIS依托这些基本功能，通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集成技术、二次开发环境等，演绎出丰富

7、多彩的系统应用功能，被广泛地应用于资源管理、区域规划等领域，满足用户的广泛需求。GIS的实现过程 ：1、数据采集与编辑2、数据处理和变换 : 1) 数据变换2) 数据重构2) 数据重构3、数据存储与管理:空间数据模型、空间数据管理模式、数据库技术4、空间查询和分析：1) 空间查询2) 拓扑叠加3) 缓冲区建立4) 网络分析 5) 数字地形分析5、数据显示与输出1、什么是GIS？它具有什么特点？2、GIS与其它信息系统有什么区别？3、简述GIS的构成。4、简述GIS的发展。5、举例说明GIS可应用的行业：地理信息系统的主要应用领域: 资源管理、资源配置、城市规划和管理、土地信息系统和地籍管理 、

8、生态、环境管理与模拟、应急响应、商业与市场、基础设施管理、选址分析、网络分析、可视化应用、分布式地理信息应用。6、简述GIS发展的热点问题：一、GIS理论发展的需要：1、技术导向性2、应用导向性3、GIS集成化和智能化发展趋势。二、GIS理论理论研究中亟待解决的问题：1、GIS设计与实现的方法学问题2、GIS的功能问题3、多媒体地理信息系统的管理和操作的问题4、GIS地理信息的深加工问题5、空间信息可视化技术和虚拟现实技术（VR）。三、GIS的发展动态 ：1、GIS软件中发展的热点：GIS中面向对象技术研究、时空系统、地理信息建模系统、三维地理信息系统的研究2、实用地理信息系统发展趋势与展望

9、：GIS网络化、 GIS标准化、GIS专门化、GIS企业化、GIS全球化、GIS大众化7、简述OpenGIS的九层模型：1现实世界：基本语言2概念世界:自然语言3地理空间世界：GIS语言4维度世界：度量语言5项目世界：信息团体6点世界：坐标几何7几何世界：WKT，8要素世界：要素9要素集合世界：要素集合 第二章:空间参照系和地图投影实质上地理空间就是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、土壤圈交互作用的区域（地球表层）。在GIS中，地理空间采用绝对空间和相对空间来定义：绝对空间：具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间：具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间

10、的空间关系构成。空间坐标系统:地球上的任何一点都有其相应的空间位置，对该位置进行度量,则需要建立坐标系统。一般采用：大地坐标（地理坐标）系统； 空间直角坐标系统（北京54，西安80，WGS84）； 投影坐标系统。地图投影（map projection）的实质就是按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立地面点位的地理坐标（B, L）与地图上相对应的平面直角坐标（X, Y）之间一一对应的函数关系。 地图投影的变形，长度变形 面积变形 角度变形中国全图:斜轴等面积方位投影（斜轴等角方位投影）；中国全图（南海诸岛做插曲图）：下轴等面积割圆锥投影高斯克吕格投影：实质上是横轴切圆 柱正

11、形投影 高斯投影特点：1、中央子午线长度变形比为1；2、在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大，在赤道处为最大；3、在同一条纬线上，长度变形随经差的增加而增大，且增大速度较快。4、在6带范围内，长度最大变形不超过0.14%。 兰勃特（Lambert）投影：实质上是正轴等角割圆锥投影高程基准：包括高程起算基准面和相对于这个基准面的水准原点(基点)高程。深度基准：是指海图图载水深及其相关要素的起算面。通常取当地平均海面向下一定深度为起算面，即深度基准面。测绘行业中常用的地球模型有哪些：海福特椭球，克拉索夫斯基椭球，1975国际椭球，WGS-84椭球；他们之间有什么样的联系：一个国家或地区在建立

12、大地坐标系时，为使地球椭球面更切合本国或本地区的自然地球表面，往往需要选择合适的椭球参数、确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定位（大地原点）和定向。地图投影的主要目的是什么：把不可展曲面上的地理对象展绘在平面图纸上，使其能表示连续的地理对象常规投影采用的有哪些投影面：圆锥、圆柱、方位平面。正常情况下投影中的经纬线有什么样的形状？基本比例尺地形图分幅的目的是什么：为便于测制、保管、检索、存储和使用地图，所有地图均按照规定大小进行统一分幅和编号。 如何计算每个图幅的编号？ 第三章： 地理信息系统中的数据一，空间数据的类型：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据空

13、间数据的测量尺度：命名量表、次序量表 、间隔量表 、比率量表;精度顺序：定名量表 顺序量表 间隔量表 间隔量表(区分性、等级性)顺序量表(区分性、等级性、等距性) 定名量表(区分性、等级性、等距性和等比性)空间数据质量是指数据对特定用途的分析和操作的适用程度。 研究空间数据质量的目的在于加强数据生产过程中的质量控制，提高数据质量。 空间数据质量的相关概念1、准确性（Accuracy）: 一个记录值（测量或者观察值）与它的真实值之间的接近程度；2、精度（Precision）: 数据精度表示数据对现象描述的详细程度。3、空间分辨率（Spatial Resolution）: 记录变化的最小幅度4、比

14、例尺（Scale）: 地图上一个记录的距离和它所表现的“真实世界”的距离之间的一个比例。5、误差（Error）: 描述测量值和真实值之间的差别6、不确定性（Uncertainty）: 对于空间信息科学技术来说，数据的正确性与错误并存，正常与异常并存，精确与粗糙并存，质量高与质量低并存，什么时候是正确的，什么时候不正确的，这些都属于不确定性现象。GIS中数据的不确定性包括：位置的不确定性、属性的不确定性、时域的不确定性、逻辑上的不一致性以及数据的不完整性。空间数据质量标准:数据说明、位置精度、属性精度、时间精度、逻辑一致性、完整性、表达形式的合理性空间数据质量问题的来源:1、源误差 :地面测量数

15、字数据的误差、地图数字化数据的误差、遥感数据的误差。2、操作误差：由计算机字长引起的误差 、空间数据处理中的误差 。3、空间数据使用中的误差 ：用户错误理解信息造成的误差、缺少文档说明，从而导致用户不正确地使用信息，造成数据的随意性使用而使误差扩散。常见空间数据的误差：1）逻辑误差 2）几何误差 ：点误差、线误差 3）属性误差 4）时间误差 空间数据质量控制：1、传统的手工方法 。2、元数据方法。3、地理相关法 空间元数据：是描述数据的数据。是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用，不同领域的数据库，其元数据的内容会有

16、很大差异。 元数据的表达形式：1、文本文件：是最基本的方法 2、超文本文件：用户可用浏览器查阅元数据。3、通用标示语言（SGML）：便于在空间数据交换网络上查询。 空间数据元数据的管理：在元数据管理系统中，物理层存放数据与元数据，该层由一些软件通过一定的逻辑关系与逻辑层关联起来。空间数据元数据的应用：帮助用户获取数据、空间数据质量控制、在数据集成中的应用、数据存储和功能实现解决空间数据共享问题的关键是建立统一的空间数据标准。空间数据交换标准：1、外部数据交换标准2、空间数据互操作协议3、空间数据共享平台4、统一数据库接口空间数据的互操作：指异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作