GIS复习要点

GIS复习提纲：

1 GIS的概念P4、组成P12、基本特征P5、基本功能P9是什么？

概念：是一种特定的十分重要的空间信息系统，是计算机软硬件系统支持下，对整个或部分

地球表层（包括大气层）的偶管地理分部数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

组成：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据和管理与应用人员。 基本特征：数据空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力

基本功能：数据采集功能、数据编辑预处理、数据存储、组织与管理功能、数据查询与空间

分析功能、数据输出功能

2 GIS能解决哪些基本问题P8？

基本问题：就是基本功能需求。位置、条件、趋势、模式、模拟

解决人口、资源、环境、灾害（p20

主要应用于哪些领域（p25？

领域：测绘、地图制图、灾害监测、环境保护、精细农业、电子商务、电子政务、城乡规划

与管理、交通运输、人口管理、宏观决策、国防军事、公安急救、医疗卫生

3 什么是数据？p1什么是信息？二者有何区别与联系？信息有何特征？

数据：人类在人认识世界和改造世界过程中，定性或定量对十五和环境描述的直接或间接原

始记录，是一种未经过加工的原始资料，是客观对象的表示。

信息：用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事务、现象等的内容、数量或

特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

区别：信息来源于数据，是数据内涵的意义和对数据的内容和解释。信息是一种客观存在，

而数据是客观对象的一种表示，其本身并不是信息。数据所蕴含的信息不会自动呈现出来，需要利用技术对其解释，信息才能呈现出来。 信息特征：客观性、适用性、可传输性、共享性。

4什么是地理数据？什么是地理信息？地理信息有何特征？p2 地理数据：是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

地理信息：是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，

它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。

地理信息特征：空间相关性、空间区域性、空间多样性、空间层次性。

5 GIS与地理学、测绘科学以及计算机科学的关系是什么？P4p20

测绘学为GIS中的空间尸体提供各种不同比例尺和精度的定位数据，为GIS提供丰富和更为实时的信息员，并促使GIS向更高层次发展。

地理学是GIS的理论依托。地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。

计算机辅助设计为GIS提供了数据输入和推行显示的基础软件。

6 GIS的发展简史、发展现状及发展趋势是什么？p26 发展简史：

1）地理信息系统的开拓时期（20世纪五六十年代） 2）地理信息系统的巩固发展期（20世纪70年代） 3）地理信息系统技术大发展时期（20世纪80年代） 4）地理信息系统的应用普及时代（20世纪90年代至今）

发展现状：随着空间理论和网络技术的飞速发展，GIS从技术上将向着更高层次的数字地球、地理信息科学及大众化的方向发展。

发展趋势：随着各个领域对地理信息系统认识程度和认可程度的提高，应用需求大幅度增加，导致地理信息系统正向更深的应用层次发展，表现出从地理信息系统走向地理信息服务的趋势。发展趋势包括：网络GIS、互操作GIS、地理信息共享与标准化、时态GIS、3S集成、虚拟GIS、移动GIS、数字地球和网络GIS。

~发展特点：1）多源数据信息共享2）数据实现跨平台操作3）平恒计算机负载和网络流量负载4）操作和管理简单化5）应用普及化、大众化

~标志性技术：1）数字地球2）网络GIS3）虚拟现实GIS 4)移动GIS

7什么是数据模型？什么是矢量数据模型？什么是栅格数据模型？两种模型是如何表达点、线、面等地理实体的？面向对象模型的思想？

数据模型：数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。数据库系统中用以提供信息表

示和操作手段的形式构架。逻辑数据模型、物理数据模型。

矢量数据模型：矢量数据模型起源于“Spaghetti模型”，这是一种产生于计算机地图制图的

数据模型，适用于用对象模型抽象的地理空间对象。是通过记录坐标的方式来表示点线面等地理实物。

矢量数据模型表达：点实体用一对空间坐标表述，而为空间中对应为（x，y）；线实体由一

串坐标对组成，二位空间表示为（x1，y1），（x2，y2）,(xn,yn);面由其边界线表示，表示为首尾相连的坐标串，二维空间中对应为（x1,y1）,(x2,y2),(xn,yn),(x1,y1).

栅格数据模型：以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织形式行列号表示位量。

栅格值表示属性特征。

栅格数据模型表达：点实体是一个栅格单元或像元，线实体由一串彼此相连的像元构成，面

实体则由一系列相邻的像元构成，像元的大小是一致的。每个像元对应于一个表示该实体属性的值。

面向对象模型的思想p82：分类、概括、联合、聚集、继承、传播

8 什么是空间数据结构？矢量数据结构编码有哪几种？举例说明。 栅格数据编码有哪几种？举例说明。 矢量数据结构和栅格数据结构的比较。

空间数据结构：指对空间逻辑数据描述的数据组织关系和编排方式，对地理信息系统中数

据存储、查询检索和应用分析等操作处理的效率有着至关重要的影响。

矢量数据结构编码：实体数据结构，拓扑数据结构、索引式结构、双重编码独立结构、链

状双重独立编码结构

栅格数据结构编码：完全栅格数据结构、游程长度编码结构、四叉树数据结构、二维行程

编码结构、链码结构、影像金字塔结构

矢量数据和栅格数据结构比较p104

9 什么是地理空间？什么是地理实体？地理实体有哪些基本特征？

地理空间是指地球表面及近地面空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、和智慧圈交互作用的区域。（地球上最复杂的物理过程、化学过程和生物地球化学过程就发生在该区域。

地理实体就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果。（他们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此间的相互关系。） 地理实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系特征

10什么是对象模型？场模型？网络模型？其描述的地理实体或地理现象有何特点？ ）对象模型也称作要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 对象模型强调地理空间中的单个地理现象，适用于对具有明确边界的地理现象进行抽象建模。 对象模型把地理现象当做空间要素或空间实体。 ）场模型也称作域模型，是把空间地理中的现象作为连续的变量或体来看待。（如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等）根据不同应用，场可以表现为二维或三维。 由于连续变化的空间现象难以观察，在研究实际问题中，往往在有限时空范围内获取足够高精度的样点观测值来表征场的变化。

）网络模型网络模型与对象模型的某些方面相同，都是描述不连续的地理现象，不同之处在于他需要考虑通过路径相互连接多个地理现象之间的连通情况。

11 空间数据包括哪几种类型？

概括起来有5种：几何图形数据、影像数据、属性数据、地形数据、元数据 （在具有智能化的GIS中还有规则和知识数据）

12 空间关系有哪几种？

主要有：拓扑空间关系、顺序空间关系、度量空间关系

13 什么是空间拓扑关系？包括哪几种？建立空间拓扑的意义是什么？如何表示结点、弧段、面域之间的拓扑关系？

）地图上的拓扑关系是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转、和拉伸等）但图形关系不变的性质

）包括：邻接关系、关联关系、包含关系、连通关系

）意义是：1）.拓扑关系能清楚的反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变化而变化。 2）.利用拓扑关系有利于空间要素的查询。 3）.可以根据拓扑关系重建地理实体。

）点：点既可以是一个标识空间点壮实体（如水塔），也可以是标记点，仅用于特征的标注和说明，或作为面域的内点用于标明该面域的属性，或是线的起点、终点或交点，则称为节点

线：具有相同属性点的轨迹，线的起点和终点表明了线的方向，道路、河流、地形线、区域边界等均属于现状地物可抽为线。线上各点具有相同的公共属性并至少存在一个属性。当线连接两个节点时，也称作狐段

面：是线包围的有界连续的具有相同属性值的面域，或称为多边形。多边形可以嵌套，被多边形包含的多边形称为岛

14 什么是Delaunay三角形？什么是Voronoi多边形（即泰森多边形）？Voronoi多边形有何特点及应用？

Delaunay三角网是一种满足最大空圆准则的三角网，即任一三角形的外接圆内不包含其他样点。

Voronoi多边形即不规则镶嵌数据模型（不规则镶嵌数据结构是指用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状或边界）

Voronoi多边形的特点是，组成Voronoi多边形多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直，并且多边形内的任意位置总是离该多边形内样点的距离最近，离相邻多边形内样点的距离远，且每个多边形包含且包含一个样点。

Voronoi多边形除表达地理空间现象外，Voronoi多边形还可有效的用于许多空间分析问题，如邻接、接近度和可达性分析等，以及解决最近点，最小封闭圆问题。

15 栅格单元的大小及栅格单元值的选取？

栅格单元大小：也就是栅格单元的大小，即分辨率。栅格单元的合理尺寸应能有效地逼近空间对象的分布特征，以保证空间数据的精度。但是用栅格来逼近空间实体，不论采用多细小的栅格，与原实体比都会有误差。通常以保证最小图斑不丢失为原则来确定合理的栅格尺寸。设研究区域某要素的最小图斑面积为S，栅格单元的边长L用如下公式计算：L=1/2根号S

栅格单元值的选取：1）中心点法：用位于栅格中心处的地物类型决定其取值 2）面积占优法：以占矩形区域面积最大的地物类型作为栅格单元的代码

3）重要性法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型作为相应的栅格单元

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