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1、.第一章 绪论一、专业术语：1.数据是指对某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数值、字符、图像、图形、声音、视频等。在计算机中数据按符号进行存储和处理。2.信息 狭义信息论的定义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。广义信息论的定义：指主体（人、生物、机器）与客体（环境、其他人、生物或机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物性质、特征和状态的一种普遍形式。3.地理信息系统：是计算机硬件、软件、地理数据和人的有机组合，用来有效地获取、存储、更新、处理、分析和显示所有与地理（空间）有关的各类信息二、基础部分1. 地理特征和现象的数据描述包
2、括 空间位置，属性特征及时域特征三部分。2. GIS的基本功能：1、数据采集、编辑和处理2、数据存储和数据库管理3、空间信息的处理和变换4、空间信息的浏览和查询5、信息显示和输出6、空间分析和空间模拟7、二次开发功能3. GIS的基本组成部分：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据、应用模型管理与应用人员。4.介绍几款常用的工具型GIS平台：介绍几款常用的工具型GIS平台: ESRI (ARCGIS、Arc view) 美国环境系统研究所公司ESRI Inc.产品 。ArcGIS提供了用于地理数据的自动输入、处理、分析和显示的强大功能MapInfo Professional, Map 。MA
3、PINFO Inc.桌面型GIS,由于其数据结构，空间分析功能相对较弱。但由于造价低，在国内市场占有率较高。AutoCAD Map 3D 。创建与管理空间数据的主要的工程GIS平台。通过使用强大的AutoCAD®工具使工作流程化，提高工作效率。SuperMap：科学院超图公司。GEOSTAR：武汉测绘大学GIS研究中心。MAPGIS：中国地质大学（武汉）信息工程学院三、拓展部分1.谈谈你对地理信息系统的理解：1地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘学科，因此它明显的体现出多学科交叉的特征，这些交叉学科的基础理论同样构成地理信息系统的基础理论体系；2地理信息系统通常是指计算机
4、化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持。地理信息系统中，信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真；3.处理的对象为地理空间信息。地理信息系统用于处理地球表层这一特定空间内各种地理现象的信息。系统中的数据组织均以地理坐标为参照系，地理信息系统中还必须考虑各地理要素的空间关系；4. 地理信息系统的核心组成是地理数据库，包括属性数据库，图形数据库和遥感影像数据库，地理信息系统提供在统一的平台综合处理这些信息的能力，这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点。5.地理信息系统具有强大的制图功能，完全可以代检查传统制图和一般意义上的机助制图技术，地理信息系统可以根
5、据实际需要设计生产产各种地图、图表、文字等信息；6. 地理信息系统必须具有空间分析功能，正是空间分析功能，是地理信息系统区别于机助制图系统，也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力；7.空间模拟：地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。地理信息系统可以依据系统应用模型，快速模拟自然过程的演变和过程，取得地理预测和实验的结果；8. 通过GIS选择优化方案，避免不合理的决策，解决与资源、环境、社会、经济和人口有关的实际应用课题，构成决策支持系统。2简述GIS与其他学科的关系 ：数学：主要有几何学和图论等; 统计学：统计方法 是GIS空间分析的基本方法，统计检验也利于G
6、IS空间数据不确定性和误差检验；其它相关应用学科：如城市规划，土地管理等。第三章 空间数据模型一、专业术语：1拓扑关系是指基本要素点、线、面和体之间具有邻接、关联和包含关系。在平面拓扑的基础上加上“上下”构成三维拓扑。2概念模型地理空间中地理事物和现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释，从计算机系统的角度来看，他是系统抽象的最高层.精品.3对象模型，对象模型，也称作要素模型，将研究的整个地理空间看成是一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。4场模型，也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，如大气污染程度、地表湿度、地形高度等。5矢量数据模型，用欧几里得（E
7、uclid）几何学中的点、线、多边形及其组合表示地理实体空间位置和分布特征的一种数据组织形式。6栅格数据模型，栅格数据模型指将分析空间划分成多个规则的网格单元（多为矩形区域,也偶有表示为三角形或六边形的），然后给各个格网单元赋以相应空间对象的属性值，用这多个格网单元组成的规则格网（GRID）来表示地理现象的空间位置和属性特征。比较适宜用场模型抽象表达的空间对象。7.TIN模型使用彼此相邻而不重叠的三角形组成的表面，由于每个三角形顶点的xyz坐标已知，所以通过在一个三角形表面使用简单的线性插值和多项式插值，可以估计任何位置的表面值；二、基础部分1. 主要的空间关系有哪些?1.空间拓扑关系2.顺序
8、空间关系3.度量空间关系2. 地理空间数据的拓扑关系主要包括?拓扑邻接,拓扑关联,拓扑包含3. 举例说明决定栅格单元代码的主要方式：中心点法 a) 处理方法： 用处于栅格中心处的地物类型或现象特性决定栅格代码 b) 常用于具有连续分布特性的地理要素，如降雨量分布、人口密度图等。 面积占优法c) 处理方法：以占栅格区域面积比例最大的地物类型或现象特性决定栅格单元的代码 d) 面积占优法常用于分类较细，地物类别斑块较小的情况 重要性法 e) 处理方法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码 f) 重要性法常用于具有特殊意义而面积较小的地理要素，特别是点、线状地理要素
9、，如城镇、交通枢纽、交通线、河流水系等，在栅格中代码应尽量表示这些重要地物 百分比法 i. 处理方法：根据栅格区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅格单元的代码 ii. 适用于地物面积具有重要意义的分类体系 4. Delaunay三角网具有以下特性：1）其Delaunay三角网是唯一的；2）三角网的外边界构成了点集P的凸多边形“外壳”；3）没有任何点在三角形的外接圆内部，反之，如果一个三角网满足此条件，那么它就是Delaunay三角网。4）如果将三角网中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网的排列得到的数值最大，从这个意义上讲，Delaunay三角网是“最接近规则化”的三
10、角网。第四章 空间数据结构一、专业术语：1空间数据结构，空间数据结构是空间逻辑数据模型在计算机中的组织关系和编排方式2矢量数据结构，是对矢量数据模型进行数据的组织，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3栅格数据结构，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。4拓扑数据结构，具有拓扑关系的矢量数据结构5链式编码，该编码方法将数据表示为由某一原点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。6游程，是指栅格矩阵内
11、相邻同值栅格的数量。精品.7常规四叉树，常规四叉树：除了记录叶结点之外，还要记录中间结点。结点之间借助指针联系，每个结点需要用六个量表达：四个叶结点指针，一个父结点指针和一个结点的属性或灰度值8线性四叉树，只存贮最后叶结点的信息。包括叶结点的位置（莫顿码值）、深度和本结点的属性或灰度值二维行程编码，9矢量-栅格一体化结构，通过同时记录多边形边界和边界中间包含的栅格地址，实现既保持矢量数据的特征又具有栅格数据的性质。10.TIN数据结构，它不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。11图像二值化是在一个设定的灰度阙值的基础上，对扫描获得的灰度图像（
12、如256级灰度）进行0或1的简化处理，即有无判断。二、基础部分1. 矢量数据结构按其是否明确表示地理实体间的空间关系分为实体数据结构和拓扑数据结构2. 拓扑数据结构包括：索引式结构，双重独立编码结构，链式双重独立编码结构等。3. 主要的栅格数据压缩编码方式有：链码、游程长度编码、块码、四叉树、二维行程编码4. 采用四叉树编码时，为了保证四叉树分解能不断地进行下去，要求图像必须为2n2 n尺寸的栅格阵列。5. 四叉树结构按其编码的方法不同分为常规四叉树和线性四叉树6. 主要的三维空间数据结构有 八叉树数据结构和四面体格网7. 多边形矢量格式向栅格格式的转换的主要算法有： 内部点扩散算法、射线算法
13、和扫描算法 、边界代数算法 8. 栅格数据向矢量数据转换的目的有三：数据入库；数据压缩；矢量制图；9. 矢量数据结构特点：定位明显，属性隐含。三、拓展部分1. 拓扑结构的特点是: 1.除结点外，每个空间对象都是由更基本的对象组成的。只有点的坐标是被实际存储的，其他复杂空间对象的坐标信息实际上是逻辑构成的。任一复杂对象能分解为一组结点及其拓扑关系的定义。2.这样，一个图层中存储的全部坐标信息就是结点的坐标，建立其他对象只是建立对这些坐标的引用。虽然建立拓扑结构需要额外的存储数据，但对坐标数据的存储却没有数据冗余的问题。3.拓扑结构编码是某些空间分析的基础。2. 链码（Chain Codes）优缺
14、点：优点：链式编码对多边形的表示具有很强的数据压缩能力，且具有一定的运算功能，如面积和周长计算等，探测边界急弯和凹进部分等都比较容易，比较适于存储图形数据。缺点：对叠置运算如组合、相交等则很难实施，对局部修改将改变整体结构，效率较低，而且由于链码以每个区域为单位存储边界，相邻区域的公共边界被重复存储会产生冗余。3. 游程长度编码优缺点：优点压缩效率较高，且易于进行检索，叠加合并等操作，运算简单，适用于机器存储容量小，数据需大量压缩，而又要避免复杂的编码解码运算增加处理和操作时间的情况 缺点:对于图斑破碎，属性和边界多变的数据压缩效率较低，甚至压缩后的数据量比原始数据还大。4. 对几种常见栅格压
15、缩编码方法进行评价; 1.链码的压缩效率较高，已经近矢量结构，对边界的运算比较方便，但不具有区域的性质，区域空间分析运算困难 。2.游程长度编码既可以在很大程度上压缩数据，又最大限度地保留了原始栅格结构，编码解码十分容易。但对破碎数据处理效果不好。3.块码和四叉树编码具有区域性质，又具有可变的分辨率，有较高的压缩效率，但运算效率是其瓶颈。其中四叉树编码可以直接进行大量图形图像运算，效率较高，是很有前途的方法。 5 矢量数据结构与栅格数据结构比较:：栅格数据优点（1）数据结构简单；（2）空间数据的叠置和组合十分容易方便；（3）各类空间分析都很易于进行；（4）数学模拟方便；（5）技术开发费用低。缺
16、点：（1）图形数据量大；（2）用大像元减少数据量时，可识别的现象结构将损失大量信息；（3）地图输出不精美（4）难以建立网络连接关系；5）投影变换花的时间多。矢量模型：优点：（1）表示地理数据的精度较高；（2）严密的数据结构，数据量小；（3）用网络连接法能完整地描述拓扑关系；（精品.4）图形输出精确美观；（5）图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现。缺点：1）数据结构复杂；（2）矢量多边形地图或多边形网很难用叠置方法与栅格图进行组合；（3）显示和绘图费用高，特别是高质量绘图、彩色绘图和晕线图等；（4）数学模拟比较困难；（5）技术复杂，多边形内的空间分析不容易实现。6 在GIS 建立过程中矢量数据结构与栅格数据结构的选择; 1.从应用领域来看
