地理信息系统考前复习资料.docx
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1、地理信息系统考前复习资料1GIS概念:即地理信息系统,是由计算机硬件,软件和不同的方法组成的系统,用来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. 2构成:系统硬件,系统软件,空间数据,应用人员和应用模型. 3基本功能:数据的采集和编辑,数据存储和管理,数据处理与变换,空间分析和统计,产品制作与显示,二次开发与编程. 第二章 1空间数据结构:是指空间数据适合于计算机存储,管理,处理的逻辑结构,换句话说:是指空间数据结构以什么形式在计算机中存储和处理. 空间数据结构氛围基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种. 矢量数据结构:是通过坐标值来精确的表示点,线,
2、面等地理实体. 栅格数据结构:以规则的像元阵列来表示空间地理或现象的分布的数据结构,其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征. 2一体化:无路时点状地物,线状地物,面状地物均采用面向目标的描述方法,因此他可以完全保持矢量的特性,而原子的空间允填表达建立了位置与地物的联系,使之具有栅格的性质,这就是一体化数据结构的基本概念,从原理上说,这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的结构. 3空间数据结构每种的优缺点: 矢量数据结构 优点:可具体分为点,线,面,可以构成现实世界中各种复杂的实体,当问题可描述成线或边界时,特别有效.矢量数据结构紧凑,冗余度低,并具有空间实体的拓扑信息,容易定义和操作单个空间
3、实体,便于网络分析.矢量数据结构的输出质量好,精度高. 缺点:矢量数据结构的复杂性,导致了操作和算法的复杂化.作为一种基于线和边界的编码方法,不能有效的支持影像代数运算,如不能有效地进行点集的集合运算,预算效率低而复杂.由于矢量数据结构存储比较复杂,导致空间实体的查询十分费时,需要逐点,逐线,逐面的查询.矢量数据结构和栅格结构表示的影像数据不能直接运算,交互式必须进行矢量和栅格转换.矢量数据与DEM的交互式通过等高线来实现的,不能与DEM直接进行联合空间分析. 栅格数据结构 优点:它是通过空间点的密集而规则的排列标志整体的空间现象的,其数据结构简单,定位存取性能好,可以与影像和DEM数据进行联
4、合空间分析,数据共享容易实现,对栅格数据结构的操作比较容易. 缺点:栅格数据不是面向实体的,各种实体往往是叠加在一起反映出来的,因而难以识别和分离.对点实体的识别需要采用匹配技术,对线实体的识别需要采用影像分类技术,这些技术不仅费时,而且不能保证完全正确. 5.GIS的数据模型有哪些?哪些是传统型? 1.层次数据模型(树结构,反应数据之间的隶属关系) 2.网状数据模型(向图结构,节点代表数据记录,连线描述不同结点数据间关系) 3.关系数据模型(二维表,固定列,任意行) 4.对象数据模型 5.时空数据模型 (其中1,2,3是传统型) 6.什么是空间数据库 空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理
5、存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和,一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的. 1数据量庞大2具有高可访问性3空间数据模型复杂4属性数据和空间数据联合管理5应用范围广泛. 空间数据查询的方法:基于属性的空间查询,基于图形的空间查询,图形与属性的混合查询,模糊查询,自然语言空间查询 1常用的GIS数据源有哪些?采集方法? (1)地图数据(主要通过对地图的跟踪数字化和扫描数字化) (2)遥感数据 (3)文本资料(交互的方式通过键盘录入和扫描仪的扫描进行数字化处理) (4)统计资料 (5)实测资料(实地测量等获得数据通过转换直接进入GIS的地理数据库) (6)多媒体数据(通
6、过通讯口传入) (7)已有系统的数据(从其他已建成的信息系统和数据库中获取) 2.地图投影 不规则的地球表面可以用地球椭球面来替代,地球椭球面是不可展曲面,而地图是一个平面,将地球椭球面上的点映射到平面上来的方法称为地图投影. 1.我国基本比例尺地形图(1:50万,1:25万,1:10万,1:5万.1:2.5万,1:1万,1:5000).均采用高斯克吕格投影为地理基础,1:100万地形图采用了Lambert模型. 2.地理实体的分类编码原则(1)唯一性,一个代码只为一的表示己类对象(2)合理性,代码结构要与分类体系相适应(3)可扩性,必须留有足够的备用代码,以适应扩充的需要(4)简单性,结构应
7、尽量简单,长度应尽量短(5)适用性,代码应尽可能反映对象的特点,以助记忆(6)规范性,代码的结构、类型、编写格式必须统一. 为什么进行地图投影 (1)不方便进行距离、方向、面积量算(2)地球椭圆面是不可伸展曲面(3)地图为平面,符合视觉、心理要求,易于进行量算和空间分析.由于gis大多是以地图的方式来显示地理信息,而地图是平面,地理信息则是在地球椭球面上,隐刺地图投影在gis中不可或缺. 3.空间数据采集如何采用 (1)几何数据的采集(2)属性数据的采集(3)几何数据的连接。 4.空间元数据的概念:地理的数据和信息资源的描述性信息,他通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明
8、,以便人们有效的定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据,空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。 5.GIS与MIS、CAD、CAM 与MIS:GIS离不开数据库技术,数据库中的一些基本技术等都是GIS广泛使用的核心技术,GIS对空间数据的属性数据共同管理、分析和应用,而一般MIS侧重于非图形数据的优化存储空间。 与CAD:CAD研究对象为人造对象规则几何图形及其组合,图形功能特别是三位图形功能强,属性库功能相对减弱,一般采用几何坐标系,cad拓扑关系较为简单。共同点:a,都有空间坐标系b,都能将坐标和参考系联系起来c,都能描述图形数据的拓扑关系d,都能处理属性和空间数据
9、与CAM:相同点,都有地图输出、空间查询、分析和检索功能。不同点,a,CAM侧重于数据查询,关系及自动符号化,具有地图辅助设计的产生高质量地图输出机制b,它加强数据的显示而不是数据分析,地理数据库往往都缺乏拓扑关系,它与数据库的联系通常是一些简单的查询c,CAM是GIS的重要组成部分,综合图形和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策信息。 1.拓扑关系:指图形保持连续状态下的变形,但图形关系保持不变的关系。 最常用的拓扑关系:关联和邻接 常用的拓扑关系:关联、邻接、包含、连通、层次。 拓扑关系的意义:清楚的反映实体间的逻辑结构关系(2)有助于空间要素的查询(3)可重建地理实体。 2.空间数
10、据坐标转换 (1)几何纠正:高次变换、二次变换、仿射变换 (2)投影变换:解析变换法、数值变换法、数值解析变换法 原因:(1)在图形编辑中,只能消除数字化产生的明显误差,而图纸变形以及其他原因产生的误差难以改正,因此要进行几何纠正。 (2)当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时,需要将一种地图投影的几何数据转换成所需要的投影的几何数据,这就需要进行地图投影转换。 3.数据压缩的编码方式:数据编码,对对编码。 定义:数据压缩即从所取得的数据集合中抽取一个子集,这个子集作为一个新的信息源,在规定程度范围内最好的逼近原集合。 方法:道格拉斯-普克法、垂距法、光栏法。 4.空间数据插值的方法:内
11、插外推 定义:将离散的测量数据转化为连续的数据画面。 方法:内插:在已观测点的区域内观察未观测点的数据过程。外推:在已观测的区域外估算未观测点的数据的过程。 内插方法:边界内插、趋势面分析、局部内插、移动平均法。 5.做空间分析的几种类型方法:空间数据的统计分析、数字高程模型分析、空间数据的叠置分析、空间数据的缓冲区分析、泰森多边形分析、空间数据的网络分析。 6.叠置分析:将同地区的两组或以上的要素进行叠置,产生新的特征的分析方法。主要包括矢量叠置分析、栅格叠置分析。分别针对矢量数据结构和栅格数据结构。 7.空间叠置分析的概念:是指在同一系统空间参照系统条件下,每次将同一地区两个地理对象进行叠
12、合,以产生空间区域的多重属性特征或建立地理对象之间的对应关系。 8.缓冲区:是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。三要素:主体、临界对象、作用条件。 2.什么是DEM,作用,表达方式。 是一中针对空间起伏变化的连续表达方式。 表示方法:拟合法,等值法,网格DEM,不规则三角网DEM DEM是在模拟地面起伏而开始发展起来的,也可以用于模拟其他二维表面的连续高度变化,对于一些不具有三维空间连续分布特征的地理现象,从宏观上讲,也可以用DEM来表示,分析和计算。 TIN:不规则三角网DEM,采用不规则三角网来拟合连续现象的覆盖表面。 3.选址的工作流程、方法、拆迁的经济评价,水源地的保护区、生态保护
13、区等。 答:工厂的选址流程:1、建立分析的目的和标准。目的:确实一些具体的地块,作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。工厂选址的标准包括:a、地块用地建设面积不小于10000平方米;b、地块的地价不超过1万元每平方米;c、地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施,以免受工厂生产的影响。2、从数据库中提取用于选址的数据。一类为全市所有地块信息的数据层;另一位为全市公共设施的分布图。3、进行特征提取和空间拓扑叠加。从地形中提取满足条件ab的地块,并于公共设施层数进行叠加4、进行领域分析,对叠加结果惊醒领域分析和特征提取,去掉周围所有幼儿园、学校等公共设施的地块,选择满足要求的地块。 4.利用建立缓冲区、
14、拓扑叠加特征提取,计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁指标。 a、明确分析的目的和标准。目的使计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值,道路拓宽改建的标准是:A、道路从原有的20米拓宽至60米。B、拓宽道路应尽量保持直线。C、部分位于拆迁区内的10从层以上的建筑不拆除。 b、准备进行分析的数据:需设计两类信息,一是现状道路图,二是分析区域内建筑物分布图及相关信息。 c、进行空间操作:首先选择似拓宽的道路,根据拓宽半径建立道路缓冲区。然后将次缓冲区与建筑物层数进行拓扑叠加,产生一副新图,此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息。 d、进行统计分析:首先对全部或部分位于拆迁区内的建筑
15、物进行选择,凡部分落入拆迁区且楼层高于10层一上的建筑物,将其从选择组中去掉,并对道路的拓宽边界进行局部调整,然后所有需要拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。 e、将分析结果以地图和表格的形式打印输出 5.淹没损失估算:主要研究土地利用数据与DEM之间的关系估算淹没损失步骤 a、将DEM的数据与土地利用数据进行匹配。 b、根据高程规定淹没边界。 c、统计淹没边界内的被淹没对象的类别和面积 d、根据淹没类别和面积,精确计算被淹没对象的淹没损失。 6.已知一湖泊,要求在其周围5000m范围内必须禁止任何污染性工业企业,周围500m内必须禁止建任何永久性建筑。 a、先建立缓冲区,b、同现有污染性工业企业图
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