中国地质大学(北京)《地理信息系统》期末考试拓展学习(三)04

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地大《地理信息系统》（三）

第三章GIS的地理数学基础

1、GIS的数据源有哪些？

GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。

①地图

点――居民点、采样点、高程点、控制点等。

线――河流、道路、构造线等。

面――湖泊、海洋、植被等。

注记――地名注记、高程注记等。

②遥感数据

遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。

③文本资料

文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。这些也属于GIS的数据。

④统计资料

国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域(如人口、基础设施建设、兵要地志等)的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。

⑤实测数据

野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。GPS(全球定位系统)所获取的数据也是GIS的重要数据源。

⑥多媒体数据

多媒体数据(包括声音、录像等)通常可通过通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主要功能是辅助GIS的分析和查询。

⑦已有系统的数据

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GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。

2、数据质量包括那些方面？请举例说明GIS对数据的质量要求。

数据质量包括

准确性，即一个记录值与它的真实值之间的接近程度；

精度，即对现象描述的详细程度；

空间分辨率，即两个可测量数值之间最小的可辨识的差异；

比例尺，即地图上一个记录的距离和它所表现的真实距离之间的一个比值；

误差，即一个所记录的测量和它的事实之间的差异；

不确定性，包括空间位置的不确定性、属性不确定性和数据不完整性等。

GIS数据质量包含如下五个方面：

1）位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。

2）属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。

3）逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。

4）完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等。

5）现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。

3、各种来源的空间数据是如何准确匹配在一起的？

空间数据的地理参照系(地球的形状、坐标系、高程系)的不同，引起空间数据来源不同时图幅往往不匹配，为此需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据，即进行投影转换。投影转换的方法有：解析变换(正解变换、反解变换)、数值变换、解析和数值变换。

目前，大多数GIS软件是采用正解变换法来完成不同投影之间的转换，并直接在GIS软件中提供常见投影之间的转换。

4、地图投影在GIS中有什么作用？

GIS以地图方式显示地理信息。地图是平面，而地理信息则是在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。

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GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。

GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。

5、空间数据中的几何数据是什么？请说明它与属性数据的关系。

空间数据中的几何数据是指实体或现象的空间位置或现在所处的地理位置，一般以坐标数据表示。

属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、数量、代码等多种形式。

几何数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置不变，但是属性类型可能已经发生变化，或者相反。因此可以不断更新属性数据来体现实体或现象的时时特征，同时也可反映实体或现象的变化规律和变化特征。而几何数据又说明了属性数据发生的地理位置及其存在的意义。

6、请说明分类分级对于属性数据的意义。

在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的，例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。编码的过程是将信息转换成数据的过程，前提是首先要对需表示的信息进行分类分级。

7、属性数据的编码是必须的吗？

属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、数量、代码等多种形式，属性数据的内容有时直接记录在栅格或矢量数据文件中，有时则单独输入数据库存储为属性文件，通过关键码与图形数据相联系。

对于要输入属性库的属性数据，通过键盘则可直接键入。

对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须先对其进行编码，将各种属性数据变为计算机可以接受的数字或字符形式，便于GIS存储管理。

8、纸张上的地图如何进入计算机系统？

图形数据的输入实际上就是图形的数字化过程。一般有两种方法：

（1）扶跟踪数字化仪输入

手扶跟踪数字化是目前最为广泛使用的将已有地图数字化的手段，利用手扶跟踪数字化仪可以输入点地物、线地物以及多边形边界的坐标，通常采用两种方式，即点方式和流方式，流方式又分为距离流方式和时间流方式。

数字化过程：

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