地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用要點總結(jié)中國礦業(yè)大學

上傳人:沈*** 文檔編號:144526579 上傳時間:2022-08-27 格式:DOCX 頁數(shù):11 大小:637.96KB
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1、第一章 1、什么是GIS它具有什么特點 P4~5 l地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種特定而又十分重要的空間信息系統(tǒng),它是以采集、貯存、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。 2、GIS與其它信息系統(tǒng)(CAD)有什么區(qū)別 P15 區(qū)別: 地理信息系統(tǒng)和數(shù)字制圖系統(tǒng)的主要區(qū)別在于空間分析方面,地理信息系統(tǒng)可以包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的所有功能,此外它還應(yīng)具有豐富的空間分析功能。要建立一個決策支持型的GIS應(yīng)用系統(tǒng),需要對多層的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析,以提供對規(guī)劃、管理和決策有用的信息,各種空間分

2、析如緩沖區(qū)分析、疊置分析、地形分析、資源分配等功能是必要的 3、簡述GIS的構(gòu)成P5 4、簡述GIS的發(fā)展(CGIS 中國GIS和外國GIS)。 P17-20 5、舉例說明GIS可應(yīng)用的行業(yè) P20 第二章 1. 簡述空間數(shù)據(jù)模型的層次和功能? P26 層次:空間概念數(shù)據(jù)模型、空間邏輯數(shù)據(jù)模型和空間物理數(shù)據(jù)模型。 功能: (1) 空間概念數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的認知概念,它為描述空間數(shù)據(jù)的組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法 (2) 空間邏輯數(shù)據(jù)模型是在空間概念模型的

3、基礎(chǔ)上對地理實體的一次抽象描述,人們根據(jù)空間概念數(shù)據(jù)模型確定空間數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),落實空間數(shù)據(jù)的表達方式,生成空間邏輯數(shù)據(jù)模型。它的設(shè)計是GIS的關(guān)鍵,主要針對現(xiàn)實世界進行抽象提取,構(gòu)建一個代表該現(xiàn)實世界的模型它與計算機硬件、系統(tǒng)軟件和工具軟件密切相關(guān)。主要描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對數(shù)據(jù)的 操作以及操作后數(shù)據(jù)完整性問題,因此,它是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵所在它的設(shè)計也就集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型設(shè)計上。 (3) 空間物理數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)抽象的最低層,它描述空間數(shù)據(jù)在計算機物理存儲介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu),空間存取方法和數(shù)據(jù)庫總體存儲結(jié)構(gòu)等。 2. GIS中的地圖投影配置的原則是什么? P33 1

4、)各國的GIS所采用的投影系統(tǒng)應(yīng)與該國的基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致; 2)各比例尺的GIS投影系統(tǒng)應(yīng)與其相應(yīng)比例尺的主要信息源地圖所用的投影一致; 3)各地區(qū)的GIS中的投影系統(tǒng)應(yīng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致; 4)各種GIS一般采用一種、或兩種(至多三種)投影系統(tǒng),以保證地理定位框架的統(tǒng)一,一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出,另一種服務(wù)于中小比例尺, 3. 墨卡托投影、高斯克呂格投影和蘭勃特投影的特點是?P34 Lambert投影特點: 1) 經(jīng)線都表現(xiàn)為交于一點的直線束; 2) 緯線表現(xiàn)為同心圓的圓弧,圓心為直線束的交點。 Lambert投影(正軸圓錐投影)

5、中,地球表面上兩點間的最短距離表現(xiàn)近乎為直線,有利于GIS中空間分析和信息量度的正確實施。 高斯投影(橫軸等角切橢圓柱投影)特點: 1)中央經(jīng)線上無變形 2)同一條緯線上,離中央經(jīng)線越遠,變形越大; 3)同一條經(jīng)線上,緯度越低,變形越大; 4)等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。 4. 什么是空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系?空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系的種類有哪些?應(yīng)該如何表達?P40 空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系:指圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下的變形,但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。 種類:有拓撲鄰接,拓撲關(guān)聯(lián),拓撲包含等。 拓撲關(guān)系: 1)拓撲鄰接:空間圖形中同類元素之間的拓撲關(guān)系 2)拓撲關(guān)聯(lián):空間圖形中不

6、同類元素之間的拓撲關(guān)系 3)拓撲包含:空間圖形中同類不同等元素之間的拓撲關(guān)系 5. 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的概念和標準是什么?如何管理元數(shù)據(jù)?P46 -47 元數(shù)據(jù):關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息,它應(yīng)盡可能多的反映數(shù)據(jù)庫自身的特征規(guī)律,以便用戶對數(shù)據(jù)庫的準確,高效開發(fā)和利用。 標準: 元數(shù)據(jù)標準名稱 建立標準的組織 CSDGM地球空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標準 FGDC,美國聯(lián)邦空間數(shù)據(jù)委員會 GDDD數(shù)據(jù)庫描述 MEGRIN,歐洲地圖事物組織 CGSB空間數(shù)據(jù)庫描述 CSC,加拿大標準委員會 CFN地學信息-數(shù)據(jù)標準-元數(shù)據(jù) CEN /TC287 DIF目錄交換格式 N

7、ASA ISO地理信息 ISO/TC211 柵格化過程包括以下操作: 1)確定柵格矩陣(行列數(shù)\分辨率); 2)點的變換 3)線的變換 4)多邊形的變換(面的變換) 第三章 6. 簡述GIS的幾種主要數(shù)據(jù)模型,并進行各自優(yōu)缺點分析。P51-64 7. 什么是矢量數(shù)據(jù)?掌握矢量數(shù)據(jù)的編碼方法(實體式、索引式、雙重獨立式和鏈狀雙重獨立式)P65 8. 什么是柵格數(shù)據(jù)?掌握柵格數(shù)據(jù)的編碼方法(直接?xùn)鸥窬幋a、行程編碼、鏈式編碼、塊碼和四叉樹編碼)?P71-78 ? 鏈碼(Chain Codes) ? 又稱Fr

8、eeman編碼或邊界編碼。主要記錄線狀地物或面狀地物的邊界。它把線狀地物或面狀地物的邊界表示為:由某一起始點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。前兩個數(shù)字表示起點的行列號,從第三個數(shù)字開始的每個數(shù)字表示單位矢量的方向。 ? 優(yōu)點:很強的數(shù)據(jù)壓縮能力,并具有一定的運算功能,如面積,周長等的計算,類似于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),比較適合于存儲線和面圖形數(shù)據(jù)。 ? 缺點:疊置運算,如組合、相交等很難實施,對局部的改動涉及到整體結(jié)構(gòu),而且相鄰區(qū)域的邊界重復(fù)存儲。 游程長度編碼: ? 柵格數(shù)據(jù)壓縮的重要編碼方法。它的基本思路是:對于一個柵格圖形,常常有行(列)方向上相鄰的若干柵格單元具有相

9、同的屬性代碼,因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的內(nèi)容。編碼方案為:只是在各行(列)柵格單元的代碼發(fā)生變化時依此記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個數(shù)①或者記錄代碼及變化的位置(列數(shù))② 。 特點: ? 屬性的變化愈少,行程愈長,壓縮比例越大,即壓縮比的大小與圖的復(fù)雜程度成反比。 優(yōu)點: ? 壓縮效率高(保證原始信息不丟失);易于檢索、疊加、合并操作。 缺點: ? 只顧及單行單列,沒有考慮周圍的其他方向的代碼值是否相同。壓縮受到一定限制。 l 塊狀編碼: ? 是將游程長度編碼擴展到二維的情況,采用方形區(qū)域作為記錄單元,每個記錄單元包含相鄰的若干柵格,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有初始位置

10、和半徑,再加上記錄單元的代碼組成。 l 四叉樹編碼: ? 基本思想是將一幅柵格圖象等分為四部分。逐塊檢查其格網(wǎng)屬性值。如果某一子區(qū)的所有柵格的屬性值相同,則這個子區(qū)不再繼續(xù)分割,否則還要把這個子區(qū)再分割為四個子區(qū)。這樣依此地分割,直到每個子區(qū)都有相同的屬性值。 l 柵格結(jié)構(gòu)優(yōu)點: ? 在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,點實體表示為一個像元;線實體則表示為在一定方向上連接成串的相鄰像元集合;面實體由聚集在一起的相鄰像元集合表示。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很適合計算機處理,因為行列像元陣列非常容易存儲、維護和顯示。 l 柵格結(jié)構(gòu)缺點: ? 用柵格數(shù)據(jù)表示的地表是不連續(xù)的,是量化和近似離散的數(shù)據(jù),是地表

11、一定面積內(nèi)(像元地面分辨率范圍內(nèi))地理數(shù)據(jù)的近似性,如平均值、主成分值或按某種規(guī)則在像元內(nèi)提取的值等;另一方面,柵格數(shù)據(jù)的比例尺就是柵格大小與地表相應(yīng)單元大小之比。像元大小相對于所表示的面積較大時,對長度,面積等的度量有較大影響。 比較矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點?P79 為什么要采用矢量-柵格一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?說明基本原理?u P78 空間數(shù)據(jù)庫的特點是?P98 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型?P59 第四章 1、矢量圖形數(shù)據(jù)的壓縮方法有哪些?了解其基本原理。 方法:(1

12、).間隔取點法;(2).垂距法和偏角法;(3). Douglas-peucker法 2、圖幅拼接的基本步驟為?。 以兩相鄰地圖圖形的部分重疊區(qū)為基礎(chǔ),把它們合成為一幅整圖的過程叫做圖幅拼接,分上 下拼接和左右拼接。 ①  邏輯一致性的處理(屬性),利用交互編輯的方法處理邏輯裂縫; ②  識別和檢索相鄰圖幅; ③  相鄰圖幅邊界點坐標數(shù)據(jù)匹配; 匹配條件:相鄰圖幅邊界兩條線段或弧段左右碼各自相同或相反;相鄰圖幅同名邊界點坐標在某一允許值范圍內(nèi); ④  相同屬性多邊形公共邊界的刪除;(公共邊界消除后,要對對象進行相關(guān)屬性的更新(如面積、周長等))

13、 3、空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的方法及特點? 4、多邊形自動生成的方法? ①  搜索每個多邊形所需的起始弧段的確立; ②  形成多邊形的搜索方法; ③  對多邊形內(nèi)島的處理。 5、什么是空間索引?空間索引有哪些方法?比較每種空間索引方法的特點? 空間索引: 指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 其中包含空間對象的概要信息,如對象的標識、外接矩形及指向空間對象實體的指針。 方法:1.實體范圍索引; 特點:沒有建立真正的空間索引文件,依靠空間計算來進行判別, 仍然需要對整個數(shù)據(jù)文件的空間實體進行檢

14、索,花費時間較大。 2. 格網(wǎng)型空間索引; 特點:格網(wǎng)的劃分受到限制,索引表太大不利于數(shù)據(jù)的索引和檢索 。 6、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的含義是什么? 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標準是生產(chǎn)、使用和評價空間數(shù)據(jù)的依據(jù)。 7、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源有哪些?在空間數(shù)據(jù)處理過程中,哪些數(shù)據(jù)會降低空間數(shù)據(jù)的精度和可靠性? 第五章 1. 什么是空間分析?空間分析的主要內(nèi)容有哪些?P143 空間分析是指基于空間對象的屬性、分布、形態(tài)及其空間關(guān)系特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù),它以地學原理為依托,通過空間分析算法和模型,從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的

15、空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成和空間演變等。 主要內(nèi)容 1.GIS空間分析模型 2.空間統(tǒng)計分析 3.空間查詢分析 4.緩沖區(qū)分析 5.空間疊加分析 6.網(wǎng)絡(luò)分析 7.數(shù)字地面模型及其應(yīng)用 2. 什么是空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插?空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插的方法有哪些? 設(shè)已知一組空間數(shù)據(jù),它們可以是離散點的形式,也可以是分區(qū)數(shù)據(jù)的形式,現(xiàn)在要從這組數(shù)據(jù)中找到一個函數(shù)關(guān)系式,使該關(guān)系式最好的逼近這些已知的空間數(shù)據(jù),并能根據(jù)該關(guān)系式推導(dǎo)出任意點或任意分區(qū)的值。這種通過已知點或分區(qū)的數(shù)據(jù)推求任一點或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法稱為空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插。 方法: 整體擬合算

16、法、局部擬合算法 3. 解釋緩沖區(qū)分析、疊置分析、最佳路徑分析,并舉實例說明用途。 緩沖區(qū)分析是根據(jù)數(shù)據(jù)庫的點、線、面實體,自動建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形實體,從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴展的信息分析方法。它是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。 疊加分析是將有關(guān)主題層組成的數(shù)據(jù)層面,進行疊加產(chǎn)生一個新數(shù)據(jù)層面的操作,其結(jié)果綜合了原來倆層或多層要素所具有的屬性。 在最短路徑選擇中,兩點之間的距離可以定義為實際的距離,也可定義為兩點間的時間、運費、流量等,可定義為使用這條邊所需付出的代價。 4. 掌握 Dij

17、stra算法的實現(xiàn)思路。 基本思想:把圖的頂點分為S,T兩類,若起始點v到某頂點x的最短通路己求出,則將x歸入S,其余歸入T,開始時S中只有v,隨著程序運行,T的元素逐個轉(zhuǎn)入S, 直到目標頂點u轉(zhuǎn)入后結(jié)束 5. 說明DEM的概念及建立方法。 定義在x、y域離散點以高程表達地面起伏形態(tài)的數(shù)字集合。當數(shù)字地面模型中地形屬性為高程時,即為數(shù)字高程模型。是 DTM的子集,是DTM最基本的部分,是地球表面地形地貌的一種離散的數(shù)字表達。 6. 說明坡度,坡向,坡長的概念與基于DEM 的提取方法。 坡度:表示了地表在該點的傾斜程度,可用水平面與局部地面夾角的正切值/百

18、分比衡量坡向: 為坡面法線在水平面上的投影與正北方向的夾角。 地表粗糙度:反映地表的起伏變化和侵蝕程度的指標,一般定義為地表單元的曲面面積與其在水平面上的投影面積之比。 坡度:表示了地表在該點的傾斜程度,可用水平面與局部地面夾角的正切值/百分比衡量; 坡向: 為坡面法線在水平面上的投影與正北方向的夾角。 粗糙度:反映地表的起伏變化和侵蝕程度的指標,一般定義為地表單元的曲面面積與水平面上的投影面積之比。 曲率:又分為地面剖面曲率和地面平面曲率。 地面剖面曲率:地面坡度的變化率,計算地面坡度的坡度; 地面平面曲率:地面坡向的變化率,通過計算地面坡向的坡度; 基于格網(wǎng)DE

19、M的提取方法: 建立透視變換基礎(chǔ) DEM高程陣列剖面布設(shè) 消除隱藏線處理 粘貼表面影象與紋理 第六章 空間信息的可視化與自動制圖 1、 什么是空間數(shù)據(jù)可視化?空間數(shù)據(jù)可視化與仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)系如何? 指利用地圖學,計算機圖形圖像技術(shù),將復(fù)雜的科學現(xiàn)象和自然景觀及一些抽象概念圖形化的過程。 2、 專題圖有哪些類型? 專題地圖基本上都是由地理基礎(chǔ)信息和專題信息組成。 從學科分:自然地圖,社會經(jīng)濟地圖; 按地圖概括程度分:解析型,組合型,綜合型; 按對信息的描述方式分:定性地圖,定量地圖,定性與定量結(jié)合地圖。 3、GIS中專題要素表示方法主要有哪些? ①  定點符號法; ②  線狀符號法; ③  等值線法; ④  質(zhì)底法; ⑤  范圍法; ⑥  點值法。

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