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1、第一章导论1、GIS与CAD的区别（补充结论一）2、地理信息系统的基本功能（P22-25）（1）数据采集与编辑（数据采集与编辑功能就是把各种地理要素转化为空间坐标及属性对应的代码输入到计算机中。）（2）数据存储与管理（空间数据库：地理信息系统数据库（或称为空间数据库）是地理要素特征以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。）（3）数据处理和变换（对系统管理的数据向规范和满足应用要求的转换，数据处理的任务和操作内容有：数据变换、数据重构、数据抽取）（4）空间分析和统计（对数据进行专间操作从而使信息容易被识别，常用的空间分析：叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析）（5）产品制作与演示（6）二次开发
2、和编程3、计算机分析地图内容并提供信息，是从自然资源的管理和土地规划任务的开始，在这个基础上，RogerTomlinson从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即加拿大地理信息系统（CGIS）o因此，RogerTomlinson被誉为地理信息系统之父。4、什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同？地理信息系统即是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地理科学、信息科学和空间科学的应用基础学科，其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以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。GIS脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测
3、绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。但是，地理信息系统与这些学科和系统之间既有联系又有区别。（1）GIS与机助制图系统机助制图是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。（2）GIS与DBMS（数据库管理系统）GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。因此，GIS在硬件和软件方面
4、均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。（3）GIS与CAD系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。（4）GIS与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。这种系统一般缺少实体的空间关系描述,难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。5、根据你的了解，阐述GIS的相关学科及关联技术，并就GIS基础理论的建立和发展问题,发表你的意见和观点。地理信息系统与其他相关学科系统间的关系（1）GIS与地图
5、学：GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。GIS是地图学理论、方法与功能的延伸，GIS与地图学一脉相承，它们都是空间信息处理的学科，地图学强调图形信息传输，而GIS则强调空间数据处理与分析,地图学与GIS之间的联系是通过地图可视化工具与他们的潜力来增强GIS的数据综合和分析能力。（2）GIS与一般事务数据库GIS离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理和检索，但一般没有空间概念，GIS恩能够处理空间数据。（3）GIS与计算机地图制图计算机地图制图技术的发展对GIS的产生起了有力的促进作用，GIS的出现又反过来为地图制图提供了现代
6、化的先进技术手段。数字地图是GIS的数据源，也是GIS的表达形式，计算机地图制图是GIS的重要组成部分。（4）GIS与计算机辅助制图（CAD）GIS处理的多为自然目标，CAD处理的多为规则几何图形及其组合。GIS的属性库内容结构复杂，功能强大，图形属性的相互作用十分频繁，且多具有专业化特征。（5）GIS与RS和GPSGIS（地理信息系统）、RS（遥感）、GPS（全球定位系统）被统称为3S技术，是测绘学的新技术。GIS是地理学、测量学、地图学、遥感等与计算机科学相结合发展起来的一门新的边缘学科。在这些相关学科、技术中，测量和遥感主要从数据源的角度为GIS服务。地理信息系统是3S技术的中枢模块。遥
7、感主要提供全天候、全时域、全空间和定量化的时空数据源、如大范围、高精度的地球空间信息和图像。GPS可以提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度以及时间数据，定位数据可以直接输入或者加工后输入计算机，用于数据和遥感影像的校正。3S技术的集成和一体化形成了一个数据实时获取、处理、分析、查询和决策的快速、高精度、可视化系统。第二章地理信息系统的数据结构1、CAD和GIS的选用（只供参考）CAD般用来画平面图，如机械，建筑，装饰的剖面图，和其它一些视图，CAD画三维图的功能不强。它的设计对象有两大类，一类是机械、电气、电子、轻工和纺织产品；另一类是工程设计产品，即工程建筑，因此设计到相关方面
8、的设计可以使用CAD。地理信息系统的应用范围较CAD来说就广泛得多。如资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等，几乎涵盖了所有领域。2、目前，我国采用的大地地理坐标系为1980年中国国家大地坐标系，该坐标系选用1975年国际大地测量协会推荐的国际椭圆，其具体参数为半径a=6378140m,极半径b=6356755,2881575287m,地球扁率f=l/298.2573、1980年中国国家大地坐标系的大地原点，即国家水平控制网中推算大地坐标的起标点，设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇。4、我国现在规定的高程
9、基准面为“1985国家高程基准”，它是采用青岛验潮站1953年至1979年验潮资料计算确定的，1987年5月经国务院批准。该基准面比原先使用的“黄海平均海面”高29mm5、P49、P51通读6、游程编码结构（重点，但考得不多）游程指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，也称为行程。游程编码结构是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量（即游程），其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。游程编码结构的建立方法是：将栅格矩阵的一行数据序列XIX2X3-Xn,映射为相应的二元组序列（Ai,Pi）,i=l,?,k,且k=n。其中，Ai为属性值，Pi为游程，i为游程序号。栅格数据经过压
10、缩处理，得到游程编码数据序列，为了提高系统对这些数据的访问效率通常采用索引顺序文件的方法来组织数据。7、TIN的曲面数据结构（可能考名词解释）TIN的曲面数据结构通常用于数字地形的三维建模和显示。它是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每个三角形要求尽量接近等边形状，并保证由并保证由最近邻的点构成三角形，即三角形的边长之和最小。在所有可能的三角网中，狄洛尼三角网在地形拟合方面运用的较普遍，因此常备用于TIN的生成。狄洛尼二角网中的每个二角形可视为一个平面，平面的几何特性完全山二个顶点的空间坐标值所决定。存储的时候，每个三角形分别构成一个记录，每个记录的数据项包括：三角形的标识码、该三角形的
11、相邻三角形标识码、该三角形的顶点标识码等。顶点的空间坐标值则另外存储。利用这种相邻三角形信息，便于连续分布现象的顺序追踪和查询检索，例如对等高线的追踪，是非常便捷的。利用这种数据结构，可方便地进行地形分析，如坡度和坡向信息的提取，填挖方计算，阴影和地形通视分析，等高线自动生成和三维显示等。因此，TIN被广泛用于各种GIS。8、规则格网的曲面数据结构规则格网的曲面数据结构类似于矩阵形式的栅格数据，只是其属性值为地面的高程或其他连续分布现象的数值。第三章空间数据处理1、我们常用的地图投影为高斯-克吕格投影2、矢量数据结构和栅格数据结构的比较优点缺点矢量1、便于面向实体的数据表达2、数据结构紧凑、冗
12、余度低3、拓扑结构有利于网络分析、空间查询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1、数据结构相对简单2、空间分析较容易实现3、有利于遥感数据的匹配应用和分析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3、多元空间数据融合：GIS技术经过40多年的发展和应用，已经积累了大量的数据资源。但是，由于地理数据的多语意性、多尺度性、获取手段的多样性、存储格式的不同以及数据模型与数据结构的差异等，导致多元数据的产生，给数据的集成和信息共享带来困难。为了实现空间数据的共享，特别是随着因特网的发展、数字地球的兴起和GIS应用的日益深入，
13、多源数据的融合已成为GIS设计者和用户的共同要求。（空间数据融合：是指多种数据合成后，不再保存原来的数据，而产生了一种新的综合数据，数字地球的多种数据融合，包括多种分辨率数据，多维数据以及不同类型数据的融合，并且需要将融合得到的数据进行可视化表现，通常是将数据叠加在数字高程模型上，形成三维立体景观影象。实现数字地球中的空间数据融合，需要地理数据互操作以及高速网络的支持。）4、优化插值方法是由法国地理数学家G.Matheron和南非矿山工程师D.G.Krige研究出来的。5、区域的内插：根据一组多边形分区的已知数据来推求同一地区另一组多边形分区未知数据的内插方法。第四章空间数据库概述1、空间数据
14、引擎：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE,2、空间关系查询类型通读P131、1323、属性数据查询4、空间属性联合查询5、SQL语言第五章空间分析的原理与方法1、数字地形模型分析（P147通读）2、空间邻近度：描述了地理空间中两个地物距离相近的程度3、DEM的通视分析：通视分析就是利用DEM判断地形上任意两点之间是否可以相互可见的技术方法。通视分析可以用于架设通信基站等的工程设计，旅游景点规划等的应用领域。通视分析的实现可以借助上述的地形坡面线来完成，在任意
15、两点间先生成一条坡面线，再在两点间形成一条直线，判断直线与坡面线是否有交点，还要判断两点高程是否高于坡面线的高程，以此判断亮点是否通视。4、空间叠合分析:空间叠合分析是指在相同的空间坐标系统下，将统一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，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。一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域。4、线与多边形的叠合:线与多边形的叠合是通过确定一个线状空间特征中的线经过另一多边形空间特征中的哪个多边形，以便为线赋予新的多边形属性。5、空间缓冲区分析：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定范围内的多边形6、Voronoi多边形分析：
16、又称为泰森多边形分析，其原理是根据离散分布的已知数据点对研究区域进行划分，使得划分的多边形覆盖整个研究区域，形成一个Voronoi图，且每一个多边形中仅包含一个已知的数据点。则可以用该已知数据点的数据来表达和分析该多边形内的所有其他数据点，所以Voronoi多边形分析常常用于空间插值计算。7、试解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。答：叠合分析通过将同一地区若干个不同数据层项叠合，不仅建立新的空间数据，而且能将输入的属性数据予以合并，易于进行多条件的查询检索，地图裁剪，地图更新和统计分析等。缓冲区分析是在点，线或面等不同实体周围建立一定宽度的缓冲多边形，以确定不同地理要素的空间
