地理信息系统习题答案

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1、地理信息系统习题答案地理信息系统习题答案第一章信息的概念？信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、管理和决策的依据。地理信息的定义及特点？地理信息：是指表征与地理环境固有要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息的特征：空间特征：区域性属性特征时序特征：现势性地理信息系统的概念？地理信息系统： 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。地理信息系统的组成？系统硬件,

2、 系统软件, 空间数据,应用人员,应用模型它的基本功能有哪些？1.GIS 基本功能数据采集与编辑2.GIS 基本功能数据存储与管理3.GIS 基本功能数据处理和变换4.GIS 基本功能空间分析和统计5.GIS 基本功能产品制作与演示6.GIS 基本功能二次开发和编程根据你的了解论述地理信息系统的应用和发展前景GIS 应用：资源管理、区域规划、灾害监测、 作战指挥、城市基础设施管理、宏观决策、社会调查与统计分析、交通运输、环境评估等地理信息系统的发展趋势有哪些？已经成为一门综合性技术GIS 产业化GIS 网络化地理信息科学的产生GIS 与 CAD 的区别与联系？GIS 与 CAD（计算机辅助设计

3、）的区别与联系:CAD 主要用于代替或辅助工程师们进行设计。共同点：二者都有空间坐标，都能描述图形数据的拓朴关系，都能处理属性和空间数据区别： CAD 多为规则图形，三维图形功能强，相对属性数据功能弱；GIS 对象为自然图形，属性库结构复杂，功能强大 GIS 具有较强的空间查询和分析功能； GIS 图形数据与属性数据间操作频繁 GIS 数据容量大。 第二章空间数据的基本特征？基本特征1 空间特征：空间特征是指地理现象和过程的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。空间位置可以通过坐标数据来描述，称为定位特征或定位数据；空间关

4、系称为拓扑特征或拓扑数据。2 属性特征：属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。3 时间特征：时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据。拓扑关系的概念和类型？拓扑关系：表示地理实体间的空间相关性，定义了地物之间的空间联系，是 GIS 分析中最基本的关系 。拓扑关系的类型：1 拓扑邻接：表示同类元素之间的拓扑关系2 拓扑关联：表示不同类元素之间的拓扑关系3 拓扑包含：表示同类不同级元素之间的拓扑关系数据结构的定义？数据结构即数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理、处理的数据逻辑表达。对空间数据则是地理实体的空间排

5、列方式和相互关系的抽象描述。什么是矢量数据结构、栅格数据结构？矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构，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。栅格数据结构是基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。简单数据结构的特点？特点：（1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据结构直观简单。（2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化和存储两次，造成数据冗余和产生不一致性。（3）点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，彼此不关联。（4）岛或洞只作为

6、一个单个图形，没有与外界多边形的联系。栅格数据结构有哪些存储类型？掌握弗尔曼链码和游程编码的方法。弗尔曼链码又称为边界链码，它用一个起点位置和一系列在 8 个基本方向上的单位矢量描述出线状地物和区域边界。8 个基本方向自0开始按逆时针方向代码分别为 0，1，2，3，4，5，6，7。单位矢量的长度默认为一个栅格单元。游程长度编码，也称行程编码，是一种无损压缩算法。扫描数字化的步骤？步骤：（1）先进行扫描参数的设置，包括：扫描模式的设置（二值、灰度、百万种彩色扫描） ；扫描分辨率的设置；调整亮度、对比度、色调等；设定扫描范围。（2）扫描参数设置完后，通过扫描将地图转换为栅格数据。（3）然后采用栅格

7、数据矢量化的技术追踪出线和面，采用模式识别技术识别出点和注记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋以属性值。第三章地图投影的概念？地图投影就是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。高斯克吕格投影的特点？等角横切椭圆柱投影矢量数据和栅格数据结构的比较？矢量数据结构优点：1.便于面向实体的数据表达 2.数据结构紧凑、冗余度低 3.拓扑结构有利于网络分析、空间查询等缺点:1.数据结构较复杂 2.软件实现的技术要求比较高 3.多边形叠合等分析相对困难栅格数据结构优点：1.数据结构相对简单 2.空间分析比较容

8、易实现 3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析缺点：1.数据量较大，冗余度高，需要压缩处理 2.定位精度比矢量低 3.拓扑关系难以表达矢量格式向栅格格式的转换有哪几种方法？内点填充法（内部点扩散算法）射线算法扫描算法边界代数算法栅格格式向矢量格式的转换的步骤？基于图像数据的矢量化方法：二值化：扫描图像灰度值（0-255） 两个灰度值（0，1） ，细化：剥皮法、骨架法，跟踪栅格数据的矢量化方法（多边形）：1 在栅格数据中搜索多边形边界弧段相交处的节点位置,2 从搜索出的节点里任选一个作为起始节点，顺着栅格单元属性值不同的两个栅格单元之间进行多边形边界弧段的跟踪，记录每一步跟踪的坐标，直到另一个节点

9、为止，则完成一条边界弧段的跟踪矢量化,3 将跟踪得到的弧段数据连接组织成多边形 GIS 不同格式数据之间的融合有哪些方法？基于转换器的数据融合：通过交换格式进行基于数据标准的数据融合：采用一种空间数据的转换标准实现基于公共接口的数据融合：又称为数据互操作模式基于直接访问的数据融合数据压缩的定义？数据压缩：从所取得的数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。点的内插有哪些方法？分块内插法：线性内插法，双线性多项式内插法，二元样条函数内插法逐点内插法：移动拟合法，加权平均法，克里金法整体内插法：N 次多项式拟合法第四章空间数据管理实现方式从文件

10、发展到数据库主要经历了哪几个阶段？空间数据管理实现方式从文件发展到数据库主要经历了四个阶段：1 初级式的管理模式：ArcInfo 的 Coverage 文件管理模式2 混合式的管理模式： ArcInfo、ArcView GIS 的 Shape 文件和MapInfo 的.TAB 文件管理模式 3 扩展式的管理模式（引擎方式）： ArcInfo 的 GeoDatabase4 集成式的管理模式:Oracle Spatial Cartridge（对象关系数据库）空间数据库的设计原则？设计原则：1 尽量减少空间数据存储的冗余量2 提供稳定的空间数据结构，在用户的需求改变时，该数据结构能迅速作出相应的变化

11、3 满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果4 在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性5 支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性简述 GIS 的几种传统数据模型，并进行各自优缺点分析。层次数据模型：优点：1 存取方便且速度快 2 结构清晰，容易理解 3 数据修改和数据库扩展容易实现 4 检索关键属性十分方便缺点：1 结构呆板，缺乏灵活性 2 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）3 不适合于拓扑空间数据的组织网状数据模型：优点：1 能明确而方便地表示数据间的复杂关系 2 数据冗余小缺点：1 网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难

12、2 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大 3 数据的修改不方便（指针必须修改）关系数据模型：优点：1 结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求 2 能搜索、组合不同类型的数据 3 增加和删除数据非常方便缺点：1 数据库大时，查找满足特定关系的数据费时 2 对空间关系无法满足采用 E-R 模型进行数据库的概念设计包括哪些步骤？采用 E-R 模型进行数据库的概念设计可以分为以下三个步骤：1 设计局部的 E-R 模型：局部结构范围的确定，定义属性、实体和联系，属性的分配2 设计全局的 E-R 模型：将所有局部的 E-R 图综合成单一的全局的E-R 图，即全局的概念模型。消除

13、冲突（属性冲突、结构冲突、命名冲突）3 全局 E-R 模型的优化类？消息？概括？类：是对多个对象共同特性的抽象概括。消息：是对象之间通信的唯一方式，用来指示接收消息对象的操作。分公有消息和私有消息。概括：是把一组具有相同特征和操作的对象类归纳在一个更一般的超类中。空间索引的概念？主要的空间数据库索引有哪些?空间索引：是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。1 范围索引：即在记录每个空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标。在通过一个查询范围查询包含在其中的空间实体时，根据

14、空间实体的最大和最小范围，预先排除那些没有落入查询范围内的空间实体，只对那些最大和最小范围落在查询范围里的空间实体进行进一步的坐标位置等判断，最后查询出那些真正落入查询范围内的空间实体。2 格网空间索引：将区域划分成大小相等的网格，记录每个网格内所包含的空间实体在数据库中的地址。为了便于建立空间索引的线性表，可以将每一个空间网格按顺序进行编码，建立顺序码与空间实体的对应关系。没有包含空间实体的网格，在索引表中不出现其编码。如果一个网格中含有多个实体，则需要记录多个实体3 四叉树空间索引：将区域进行若干层次的划分，每个层次的划分是将上一层次划分得到的每个区域分成四个相等的子区域，判定空间实体包含在哪一层次的哪一个子区域中，则用子区域的编码来记录空间实体，这样就形成了一个四叉树的空间划分。元数据的概念？元数据：关于数据的数据，反映了某项数据自身的一些特征。时空一体化数据模型主要有哪几种时空一体化数据模型时间片快照模型底图叠加模型时空合成模型全信息对象模型