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1、1、地理信息系统（Geographic Information System ，即 GIS ）一门集计算机科学、信 息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统 工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、 管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。GIS 有以下子系统：数据输入子系统，数据 存储和检索子系统，数据操作和分析子系统，报告子系统. 信息系统 非空间的 空间的 管理信息系统 非地理学的 GIS CAD/CAM 其他 GIS LIS 社会经济,人口普查 基于非地块,基于地块的 2、比较 GIS 与 CAD、CAC 间的
2、异同。 CAD计算机辅助设计，规则图形的生成、编辑与显示系统，与外部描述数据无关。 CAC计算机辅助制图，适合地图制图的专用软件，缺乏空间分析能力。 GIS地理信息系统，集规则图形与地图制图于一身，且有较强的空间分析能力。 3、图层：将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。 4、地理数据采集实地调查、采样；传统的测量方法，如三角测量法、三边测量法；全 球定位系统（GPS） ；现代遥感技术；生物遥测学；数字摄影技术；人口普查。 5、信息范例传统的制图方法，称为信息范例，即假定地图本身是一个最终产品，通过 使用符号、分类限制的选择等方式交换空间信息的模式。这个范例是传统的透视图方法， 由于原始而
3、受到很多限制，地图用户不能轻易获得预分类数据。也就是说，用户只限于处 理最终产品，而无法将数据重组为更有效的形式以适应环境或需求的变化。 6、分析范例（整体范例）存储保存原始数据的属性数据，可根据用户的需求进行数据 的显示、重组和分类。整体范例是一种真正的用于制图学和地理学的整体方法。 7、栅格栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧 密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该 象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的 阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非
4、几何 属性特征。特点：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身，而所在的位置则根据 行列号转换为相应的坐标，即定位是根据数据在数据集中的位置得到的，在栅格结构中， 点用一个栅格单元表示；线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最 多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个 栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。 8、矢量它假定地理空间是连续，通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边 形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。对于点实体， 矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；对于线实体，用一系
5、列坐标对的 连线表示；多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。 9、 “拓扑”（Topology）一词来源于希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学是几何学的 一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性拓扑属性（拓扑属性：一个 点在一个弧段的端点，一个点在一个区域的边界上；非拓扑属性：两点之间的距离，弧段 的长度，区域的周长、面积） 。这种结构应包括：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针， 邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小 x、y 坐标值） 。地理空间研究中三个重要 的拓扑概念（1）连接性：弧段在结点处的相互联接关系；（2）多边形区域定义：多个弧 段首尾相
6、连构成了多边形的内部区域；（3）邻接性：通过定义弧段的左右边及其方向性来判断弧段左右多边形的邻接性。 10、矢量的实体错误伪节点：即需要假节点进行识别的节点，发生在线和自身相连接 的地方（如岛状伪结点显示存在一个岛状多边形，这个多边形处于另一个更大的多边 形内部） ，或发生在两条线沿着平行路径而不是交叉路径相交的地方（节点表示线与线 间连接的特殊点） 。摇摆结点：有时称为摇摆，来源于 3 种可能的错误类型：闭合失败的多 边形；欠头线，即结点延伸程度不够，未与应当连接的目标相连；过头线，结点的线超出 想与之连接的实体。碎多边形：起因于沿共同边界线进行的不良数字化过程，在边界线位 置，线一定是不只
7、一次地被数字化。高度不规则的国家边境线，例如中美洲，特别容易出 现这样的数字变形。标注错误：丢失标注和重复标注。异常多边形：具有丢失节点的多边 形。丢失的弧。 11、空间分析方法1、空间信息的测量：线与多边形的测量、距离测量、形状测量； 2、空间信息分类：范围分级分类、邻域功能、漫游窗口、缓冲区；3、叠加分析：多边形 叠加、点与多边形、线与多边形；4、网络分析：路径分析、地址匹配、资源匹配； 5、空 间统计分析：插值、趋势分析、结构分析；6、表面分析：坡度分析、坡向分析、可见度和 相互可见度分析。 12、欧拉数最通常的空间完整性，即空洞区域内空洞数量的度量，测量法称为欧拉函 数，它只用一个单一
8、的数描述这些函数，称为欧拉数。数量上，欧拉数=（空洞数）-（碎 片数-1） ，这里空洞数是外部多边形自身包含的多边形空洞数量，碎片数是碎片区域内多边 形的数量。有时欧拉数是不确定的。 13、函数距离描述两点间距离的一种函数关系，如时间、摩擦、消耗等，将这些用于 距离测量的方法集中起来，称为函数距离。 14、曼哈顿距离两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离，即 D（I，J） =|XI-XJ|+|YI-YJ|。对于一个具有正南正北、正东正西方向规则布局的城镇街道，从一点到 达另一点的距离正是在南北方向上旅行的距离加上在东西方向上旅行的距离因此曼哈顿距 离又称为出租车距离，曼哈顿距离不是距离不
9、变量，当坐标轴变动时，点间的距离就会不 同。 15、邻域功能所谓邻域是指具有统一属性的实体区域或者焦点集中在整个地区的较小 部分实体空间。邻域功能就是在特定的实体空间中发现其属性的一致性。它包括直接邻域 和扩展邻域。 16、缓冲区分析是指根据数据库的点、线、面实体基础，自动建立其周围一定宽度范 围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的空间分析方法。缓冲 区在某种程度上受控于目前存在的摩擦表面、地形、障碍物等，也就是说，尽管缓冲区建 立在位置的基础上，但是还有其他实质性的成分。确定缓冲区距离的四种基本方法：随机 缓冲区、成因缓冲区、可测量缓冲区、合法授权缓冲区。 17、统计表
10、面表面是含有 Z 值的形貌，Z 值又称为高度值，它的位置被一系列 X 和 Y 坐标对定义且在区域范围内分布。Z 值也常被认为是高程值，但是不必局限于这一种度量。 实际上，在可定义的区域内出现的任意可测量的数值（例如，序数、间隔和比率数据）都 可以认为组成了表面。一般使用的术语是统计表面，因为在考虑的范围内 Z 值构成了许多 要素的统计学的表述（Robinson et al., 1995） 。 18、DEM数字高程模型（Digital Elevation Model） 。地形模型不仅包含高程属性，还包 含其它的地表形态属性，如坡度、坡向等。DEM 通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵 表示，广义
11、的 DEM 还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。在地理信息 系统中，DEM 是建立数字地形模型（Digital Terrain Model）的基础数据，其它的地形要素 可由 DEM 直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向。 19、空间插值空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其 它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。空间内插算法：通 过已知点的数据推求同一区域未知点数据。空间外推算法：通过已知区域的数据，推求其 它区域数据。20、泰森多边形通过数学方法定义、平分点间的空间并以直线相连结， 在点状物体间生成多边形的方法。 21、
12、线密度用所有区域内的线的总长度除以区域的面积。 22、连通性连通性是衡量网络复杂性的量度，常用 指数和 指数计算它。其中， 指数等于给定空间网络体节点连线数与可能存在的所有连线数之比； 指数用于衡量环路， 节点被交替路径连接的程度称为 指数,等于当前存在的环路数与可能存在的最大环路数之 比。 23、图形叠加将一个被选主题的图形所表示的专题信息放在另一个被选主题的图形所 表示的专题信息之上。 24、栅格自动叠加基于网格单元的多边形叠加是一个简单的过程，因为区域是由网格 单元组成的不规则的块，它共享相同的一套数值和相关的标注。毫无疑问，网格单元为基 础的多边形叠加缺乏空间准确性，因为网格单元很大，
13、但是类似于简单的点与多边形和线 与多边形叠加的相同部分，由于它的简单性，因此可以获得较高的灵活程度和处理速度。 25、拓扑矢量叠加如何决定实体间功能上的关系，如定义由特殊线相连的左右多边形， 定义线段间的关系去检查交通流量，或依据个别实体或相关属性搜索已选择实体。它也为 叠加多个多边形图层建立了一种方法，从而确保连结着每个实体的属性能够被考虑，并且 因此使多个属性相结合的合成多边形能够被支持。这种拓扑结果称作最小公共地理单元 (LCGU)。 26、矢量多边形叠加点与多边形和线与多边形叠加使用的主要问题是，线并不总是出 现在整个区域内。解决该问题的最强有力的办法是让软件测定每组线的交叉点，这就是
14、所 谓的结点。进行矢量多边形的叠加，其任务是基本相同的，除了必须计算重叠交叉点外， 还要定义与之相联系的多边形线的属性。 27、布尔叠加一种以布尔代数为基础的叠加操作。 28、制图建模用以指明应用命令组合来回答有关空间现象问题的处理。制图模型是针 对原始数据也包括导出数据和中间地图数据进行一系列交互有序的地图操作来模拟空间决 策的处理。 29、地理模型的类型类似统计同类的描述性模型和与推理统计技术相关的规则性模型。30、常见模型1、注重样式与处理的问题长时间以来用于解释类似农业活动与运输成本 间的关系独立状态模型。2、最初为预测工业位置点的空间分布的样式而设计的 WEBER 模型，进行改进后可
15、使参与者寻找最佳商业和服务位置位置-分配模型。3、 建立在吸引力与到潜在市场的距离呈反比这一基础上的经济地理模型重力模型。4、通 过空间验证思想如今广泛用于生态群落，通过地理空间跟踪动植物运动改进扩散模型。31、专题地图以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为主要目的的地图。 专题图形设计的一般程序包括合适的符号和图形对象的选择、生成和放置，以明确突出研 究主题的重要属性和空间关系，同时还要考虑参考系统。GIS 专题地图输出的规则：不但 要有精美的图形，最重要的是去读图、分析地图和理解地图。 32、元数据关于数据的数据，对数据库内容的全面描述,其目的是促进数据集的高效利 用和充分共享。使
16、用元数据的理由：性能上，完整性、可扩展性、特殊性、安全性；功能 上，差错功能、浏览功能、程序生成。 33、聚合将单个数据元素进行分类的大量数字处理过程。 34、克立金法依靠地球自然表面随距离的变化概率而确定高程的一种精确内插方法。 35、四叉树一种压缩数据结构，它把地理空间定量划分为可变大小的网格，每个网格 具有相同性质的属性。 36、比较工具型地理信息系统和应用型地理信息系统的异同。 工具型地理信息系统：是一种通用型 GIS，具有一般的功能和特点，向用户提供一个统一 的操作平台。一般没有地理空间实体，而是由用户自己定义。具有很好的二次开发功能。 如：ArcInfo、Genamap、MapInfo、MapGIS、GeoStar。 应用型地理信息系统：在较成熟的工具型 GIS 软件基础上，根据用户的需求和应用目的而 设计的用于解决一
