地理信息系統(tǒng)復習要點

1、第一章 導論1、數(shù)據(jù)與信息的定義及相互關系數(shù)據(jù)：通過數(shù)字化并記錄下來可以被識別的符號，用以定性或定量地描述事物的特征和狀況。信息：用數(shù)字、文字、符號、語言等介質(zhì)來表示事件、現(xiàn)象等內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關于現(xiàn)實世界新的事實的知識，作為生產(chǎn)、管理和決策的依據(jù)。數(shù)據(jù)與信息的關系：a) 數(shù)據(jù)是信息的表達形式，是信息的載體；b) 信息則是數(shù)據(jù)中蘊含的事物的涵義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。c) 數(shù)據(jù)只有通過解釋才有意義，才成為信息?？傊?，數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的涵義。2、地理信息系統(tǒng)的定義GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、分析、模擬和顯示，以提

2、供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。3、地理信息系統(tǒng)由哪幾個主要部分組成？系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)處理設備：圖形工作站；個人計算機；客戶機/服務器系統(tǒng)（Client/Server，簡稱C/S）數(shù)據(jù)輸入設備：圖形手扶跟蹤數(shù)字化儀；大幅面圖形掃描儀；數(shù)字測量設備數(shù)據(jù)輸出設備：繪圖儀；計算機顯示器GIS應用軟件功能：空間數(shù)據(jù)輸入和編輯；空間數(shù)據(jù)管理；空間數(shù)據(jù)處理和分析；空間數(shù)據(jù)輸出；圖形用戶界面；系統(tǒng)二次開發(fā)功能。GIS功能軟件 GIS基礎軟件平臺系統(tǒng)軟件系統(tǒng)庫軟件：系統(tǒng)庫軟件提供基本的程序設計語言以及數(shù)學函數(shù)庫等用戶可編程功能?；A支撐軟件 數(shù)據(jù)庫軟件：數(shù)據(jù)庫軟件提供復雜空間數(shù)據(jù)的存儲和管理功能

3、，商用關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如SQL Server）也成為GIS軟件系統(tǒng)的重要組成部分。操作系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中支撐應用程序運行環(huán)境以及用戶操作環(huán)境的系統(tǒng)軟件。常見的計算機操作系統(tǒng)有：Microsoft Windows系列、UNIX/Linux系列和Apple Mac OS系列等。地理信息系統(tǒng)的操作對象是地理數(shù)據(jù)，它具體描述地理現(xiàn)象的空間特征、屬性特征和時間特征。在地理信息系統(tǒng)中，地理數(shù)據(jù)在物理上是以結構化的形式存儲在計算機的地理數(shù)據(jù)庫中的。由于地理數(shù)據(jù)庫具有獨特的存儲空間數(shù)據(jù)的功能，所以地理數(shù)據(jù)庫也稱為空間數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)應用人員地理信息系統(tǒng)應用人員包括系統(tǒng)開發(fā)人員和地理信息系統(tǒng)的最

4、終用戶。地理信息系統(tǒng)應用模型是為某一特定的實際工作而建立的運用地理信息系統(tǒng)的解決方案，其構建和選擇也是系統(tǒng)應用成敗至關重要的因素。雖然地理信息系統(tǒng)為解決各種地理相關的問題提供了有效的基本工具，但對于某一特定的應用目的，必須通過構建相應專業(yè)的應用模型才能達到目標。應用模型4、地理信息系統(tǒng)的功能有哪些？（基本功能與應用功能具體有哪些）數(shù)據(jù)采集與編輯數(shù)據(jù)變換：指對數(shù)據(jù)從一種數(shù)學狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)學狀態(tài)，包括投影變換、幾何糾正、比例尺縮放、誤差改正和處理等； 數(shù)據(jù)重構：指對數(shù)據(jù)從一種幾何形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種幾何形態(tài)，包括數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)裁剪、數(shù)據(jù)壓縮、結構轉(zhuǎn)換等；數(shù)據(jù)抽?。褐笇?shù)據(jù)的條件提取，包括類型選擇、

5、窗口提取等。數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)處理和變換該功能是GIS的一個獨特研究領域，其主要特點是幫助確定地理要素之間新的空間關系。疊合分析：通過將同一地區(qū)兩個不同圖層的特征相疊加，不僅建立新的空間特征，而且能將輸入的特征屬性予以合并。緩沖區(qū)建立：自動建立各類實體（點、線、面）的緩沖多邊形，用以確定不同地理要素的空間接近度或鄰近性。數(shù)字地形分析：GIS提供了構造DEM（數(shù)字高程模型）及有關地形分析的功能模塊。包括坡度、坡向、山谷（脊）線、日照強度、立體圖空間分析和統(tǒng)計基本功能地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品是指經(jīng)由地理信息系統(tǒng)處理和分析的結果，可以直接輸出供專業(yè)規(guī)劃或決策人員使用的各種地圖、圖像、圖標或文字說明，其中地圖

6、圖形輸出是地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的主要表現(xiàn)形式。地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品制作與顯示的功能包括：設置地圖范圍、投影、比例尺、組織地圖要素顯示順序，定義文字字型字號，設置地圖符號的大小和顏色，標注圖名和圖例，以及圖形編輯等。產(chǎn)品制作與演示地理信息系統(tǒng)必須具備的另一個重要基本功能是二次開發(fā)環(huán)境，包括提供專用的腳本語言開發(fā)環(huán)境，或者系統(tǒng)將某些功能做成組件形式供用戶開發(fā)語言（C、C+、 VB、VC+、C#等）調(diào)用等。二次開發(fā)和編程資源管理：系統(tǒng)將各種信息匯集在GIS管理的數(shù)據(jù)庫中，用戶通過對數(shù)據(jù)庫進行查詢、統(tǒng)計、制圖以及提供區(qū)域多種組合條件的資源分析，為資源的合理開發(fā)利用和規(guī)劃決策提供依據(jù)。區(qū)域規(guī)劃：城市與區(qū)域規(guī)劃具

7、有高度的綜合性，涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟、教育、文化和金融等因素，GIS能把這些信息進行篩選并轉(zhuǎn)換成規(guī)劃人員需要的形式。 應用功能國土監(jiān)測：GIS方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災的預測預報、洪水災情監(jiān)測、土地利用動態(tài)變化分析和環(huán)境質(zhì)量的評估研究等。 輔助決策：利用GIS迅速有效管理空間數(shù)據(jù)，進行空間可視化分析，確定商業(yè)中心位置和潛在市場的分布，尋找商業(yè)地域規(guī)律，研究商機時空變化的趨勢，不斷為企業(yè)創(chuàng)造新的商機。GIS和互聯(lián)網(wǎng)已成為最佳的決策支持系統(tǒng)。第二章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構1、什么是地圖投影，我國常采用的那種地圖投影地圖投影：將橢圓面上各點的大地坐標，按照一定的數(shù)學法

8、則，變換為平面上相應點的平面直角坐標，通常稱之為地圖投影。目前，我國采用的大地坐標系為1980年中國國家大地坐標系，大地原點設在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。2、GIS空間數(shù)據(jù)的分類有哪些按數(shù)據(jù)來源按數(shù)據(jù)結構按數(shù)據(jù)特征按幾何特征按數(shù)據(jù)發(fā)布形式地圖數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)文本數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)非空間屬性數(shù)據(jù)點線面、曲面體數(shù)字線畫圖數(shù)字柵格圖數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖（1） 按照數(shù)據(jù)來源分類1) 地圖數(shù)據(jù)：來源于各種類型的普通地圖和專題地圖。2) 影像數(shù)據(jù)：主要來源于衛(wèi)星遙感和航空遙感，也是GIS的最有效的數(shù)據(jù)源之一。3) 文本數(shù)據(jù)：來源于各類調(diào)查報告、實測數(shù)據(jù)、文獻資料、解譯信息等。（2） 按照數(shù)

9、據(jù)結構來源分類a) 矢量數(shù)據(jù):矢量數(shù)據(jù)是用歐式空間的點、線、面等集合元素來表達空間實體的幾何特征的數(shù)據(jù)。4) 柵格數(shù)據(jù):柵格數(shù)據(jù)是將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應的屬性值來表達空間實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。（3） 按照數(shù)據(jù)特征分類1) 空間定位數(shù)據(jù):空間定位數(shù)據(jù)是表達空間實體在地球上位置的坐標數(shù)據(jù)。2) 非空間屬性數(shù)據(jù): 非空間屬性數(shù)據(jù)是有關空間實體自身的名稱、種類、質(zhì)量、數(shù)量等特征的數(shù)據(jù)。（4） 按照數(shù)據(jù)幾何特征分類1) 點:是對0維的空間實體的抽象數(shù)據(jù)。2) 線:是對1維的空間實體的抽象數(shù)據(jù)。3) 面:是對2維的空間實體的抽象數(shù)據(jù)。4) 曲面:是對在面上連續(xù)分布的空間實體的抽象

10、數(shù)據(jù)，常被稱為2.5維數(shù)據(jù)。5) 體：是對3維的空間實體的抽象數(shù)據(jù)。（5） 按照數(shù)據(jù)發(fā)布形式分類1) 數(shù)字線畫圖（DLG）數(shù)據(jù)：DLG數(shù)據(jù)是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)，保存各要素間的空間關系和相關的屬性信息，全面地描述地表目標。2) 數(shù)字柵格圖（DRG）數(shù)據(jù)：DRG數(shù)據(jù)是現(xiàn)有的紙質(zhì)地圖經(jīng)計算機處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。 3) 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)：DEM數(shù)據(jù)是以數(shù)字形式表達的地形起伏數(shù)據(jù)。4) 數(shù)字正射影像（DOM）數(shù)據(jù)：DOM數(shù)據(jù)是對遙感數(shù)字影像，經(jīng)逐像元進行投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射投影影像數(shù)據(jù)。3、空間數(shù)據(jù)的特征有哪些？（1） 空間特征:是指空

11、間物體的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰物體的拓撲關系。（2） 屬性特征:指的是除了時間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征，即專題信息。（3） 時間特征:是指一定區(qū)域內(nèi)的地理現(xiàn)象和過程隨著時間的變化情況，稱為時態(tài)數(shù)據(jù)。4、什么是拓補關系？拓撲關系是明確定義空間結構關系的一種數(shù)學方法，在GIS中，它不但用于空間數(shù)據(jù)的編輯和組織，而且在空間分析和應用中都具有非常重要的意義。5、拓撲關系對GIS數(shù)據(jù)處理和空間分析的重要意義（1） 便于確定地理實體間空間位置關系。（2） 利用拓撲數(shù)據(jù)有利于空間要素的查詢。 （3） 可以利用拓撲數(shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。6、GIS中空間數(shù)據(jù)計算機表示的基本方法是

12、什么？（1） 空間分幅：即將整個地理空間劃分為許多子空間，再選擇要表達的子空間。（2） 屬性分層：即將要表達的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來表示。（3） 時間分段：將有時間特征的地理數(shù)據(jù)按其變化規(guī)律劃分為不同的時間數(shù)據(jù)，再逐一表達。7、簡述空間數(shù)據(jù)的結構類型及其表達形式？（矢量、柵格）（1） 矢量數(shù)據(jù)結構1) 實體數(shù)據(jù)結構 2) 拓撲數(shù)據(jù)結構（2） 柵格數(shù)據(jù)結構1) 柵格矩陣結構 2) 游程編碼結構3) 四叉樹結構（3） 曲面數(shù)據(jù)結構1) TIN的曲面數(shù)據(jù)結構 2) 規(guī)則格網(wǎng)的曲面數(shù)據(jù)結構8、比較矢量與柵格數(shù)據(jù)的結構特征？9、柵格數(shù)據(jù)游程編碼方式游程編碼結構是逐行將相鄰同值的柵格合并，記

13、錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量（即游程），其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。游程(行程)編碼是對具有塊狀地物的柵格數(shù)據(jù)進行壓縮編碼的方法。GIS研究對象多為塊狀地物。游程編碼以行為單位，將柵格數(shù)據(jù)矩陣中屬性相同的連續(xù)柵格視為一游程。分為游程終點（值）編碼和游程長度編碼。10、什么是四叉樹結構，比較常規(guī)四叉樹與線性四叉樹的異同？基本思想是把柵格地圖等分成4等分，若每個子區(qū)中柵格值相同則不再分割，否則將該區(qū)再分割成4個子區(qū)，直到每個子塊都含有相同的屬性值為止，這稱為自上往下(Top-to-Down)的常規(guī)四叉樹。也可自下而上(Down-to-Top)建立。常規(guī)四叉樹占空間大，因為要記錄所

14、有結點值和結點之間的關系。而線性四叉樹是通過編碼四叉樹的葉結點表示數(shù)據(jù)塊的層次和空間關系。只需要記錄葉結點的地址碼(Z形編碼即莫頓碼和深度)和屬性碼。四叉樹優(yōu)點：（1）具有可變分辨率，編碼效率高；（2）便于島的表示和分析。（3）便于同柵格之間相互轉(zhuǎn)換。四叉樹缺點：轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定性。相同形狀和大小的 多邊形可能得出多種不同的四叉樹結構。第三章 空間數(shù)據(jù)處理1、名詞解釋：數(shù)據(jù)變換：空間數(shù)據(jù)的變換即空間數(shù)據(jù)坐標系的變換，其實質(zhì)是兩個平面點之間的一一對應的關系，包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換，它們是空間數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容之一。數(shù)據(jù)重構：數(shù)據(jù)提?。簲?shù)據(jù)壓縮：數(shù)據(jù)壓縮是數(shù)據(jù)精煉的過程，其目的是刪除冗余數(shù)據(jù)，節(jié)省存儲空

15、間，以利于后續(xù)處理?？臻g數(shù)據(jù)壓縮，即從空間坐標數(shù)據(jù)集合中抽取一個子集，使這個子集在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比?？臻g數(shù)據(jù)內(nèi)插：通過已知點或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)，找到一個函數(shù)關系式，使其最好地逼近這些已知的空間數(shù)據(jù)，并能根據(jù)該函數(shù)關系式推求出區(qū)域范圍內(nèi)其它任意點或多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的方法就稱為空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插。2、遙感與GIS數(shù)據(jù)融合的方法有哪些？目前最常用的三種融合方法具體表現(xiàn)如下：（1）遙感影像與數(shù)字線畫圖（DLG）的融合：經(jīng)過正射糾正后的遙感影像，與數(shù)字地圖信息融合，可產(chǎn)生影像地圖。這種影像地圖具有一定的數(shù)字基礎，有豐富的光譜信息與幾何信息，又有行政界限和屬性信息，直接

16、提高了用戶的可視化效果。（2）遙感影像與數(shù)字地形模型（DEM）的融合：DEM代表精確的地形信息，它與遙感數(shù)據(jù)的融合，有助于實施遙感影像的幾何糾正與配準，消除遙感影像中因地形起伏所造成的像元位移，提高遙感影像的定位精度，同時DEM可參與遙感影像的分類，改善分類精度。（3）遙感影像與數(shù)字柵格圖（DRG）的融合：將數(shù)字柵格地圖與遙感影像配準疊合，可以從遙感圖像中快速發(fā)現(xiàn)已發(fā)生變化的區(qū)域，進而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的自動/半自動快速更新。3、簡述垂距法與道格拉斯-佩克算法的壓縮原理？垂距法的原理：從任一個端點起，每次順序取曲線上的三個點，計算中間點與其他兩點連線的垂線距離D，并與閾值d比較。若Dd，則中間點去

17、掉；若Dd，則中間點保留。然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結束。道格拉斯-佩克法的原理：將一條曲線的首末端點虛連一條直線，求其余所有點與直線的距離，并找出最大距離值Dmax，用Dmax與閾值d相比較。若Dmax d，則這條曲線上的中間點全部舍去；反之，保留Dmax對應的坐標點，并以該點為界，把曲線分為兩部分，對這兩部分重復使用該方法。4、比較矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)結構的優(yōu)缺點？5、空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法有哪些？根據(jù)已知點和已知多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的不同，將空間數(shù)據(jù)內(nèi)插分為點的內(nèi)插和多邊形分區(qū)的內(nèi)插。 建立數(shù)字高程模型的點的內(nèi)插方法可以分為以下幾個類型：1. 分塊內(nèi)插法：線性內(nèi)插法、雙線性多項式內(nèi)插法、

18、二元樣條函數(shù)內(nèi)插法2. 逐點內(nèi)插法：移動擬合法、加權平均法、克里金法3. 整體內(nèi)插法：N次多項式擬合法6、簡述分塊內(nèi)插法和逐點內(nèi)插法的基本原理？分塊內(nèi)插法：是把整個內(nèi)插空間劃分若干分塊，并對各分塊求出各自的曲面函數(shù)來刻畫曲面形態(tài)。分塊內(nèi)插的關鍵是要解決各相鄰分塊函數(shù)間的連續(xù)性問題。逐點內(nèi)插法：此法的分塊范圍在內(nèi)插過程中一經(jīng)確定，其形狀、大小和位置都保持不變。而逐點內(nèi)插法則是以插值點為中心，定義一個局部函數(shù)去擬合周圍數(shù)據(jù)點，數(shù)據(jù)點的范圍隨插值點位置的變化而變化，因此又稱移動曲面法。7、移動擬合法和加權平均法的異同？（1）移動擬合法該方法是指對每一個待插值點P用一個多項式曲面擬合該點附近的表面，從

19、而計算出該點的高程值。此時，取待插值點P為圓心，R為半徑的園（稱為搜索圓）內(nèi)各數(shù)據(jù)點來計算多項式的待定系數(shù)。（2）加權平均法該方法在使用搜索圓尋找附近數(shù)據(jù)點的方法上和移動擬合法相同，但加權平均法在計算待插值點的高程時，使用加權平均值代替誤差方程求解出曲面函數(shù)。8、區(qū)域內(nèi)插中，疊置法的算法及實例？認為在源區(qū)和目標區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)是均勻分布的。求解時，將目標區(qū)疊置到源區(qū)上，求出源區(qū)和目標區(qū)之間的交集。目標區(qū)內(nèi)各分區(qū)的數(shù)據(jù)按如下公式計算：第四章 地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫1、空間數(shù)據(jù)庫的特點？空間數(shù)據(jù)庫與一般數(shù)據(jù)庫相比，具有以下特點： (1) 數(shù)據(jù)量特別大； (2) 不僅有地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空間數(shù)據(jù)

20、，并且這兩種數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系； (3) 數(shù)據(jù)應用范圍相當廣泛。2、數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織一般可以分為哪些？數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織一般可以分為四級：數(shù)據(jù)項、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫。（1） 數(shù)據(jù)項：是可以定義數(shù)據(jù)的最小單位，也叫元素、基本項、字段等。（2） 記錄：由若干相關聯(lián)的數(shù)據(jù)項組成。對大多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，記錄是處理和存儲信息的基本單位。（3） 文件：文件是一給定類型的(邏輯)記錄的全部具體值的集合。 （4） 數(shù)據(jù)庫：是比文件更大的數(shù)據(jù)組織。數(shù)據(jù)庫是具有特定聯(lián)系的數(shù)據(jù)的集合，也可以看成是具有特定聯(lián)系的多種類型的記錄的集合。數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部構造是文件的集合，這些文件之間存在某種聯(lián)系，不能孤立存在。 3、數(shù)

21、據(jù)庫領域采用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型有哪些？70年代廣泛流行的是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)模型和層次模型。80年代以來，占主導地位的是關系數(shù)據(jù)模型。4、空間數(shù)據(jù)庫設計的步驟及其內(nèi)容數(shù)據(jù)庫設計的典型步驟需求分析。即用系統(tǒng)的觀點分析與某一特定的數(shù)據(jù)庫應用有關的數(shù)據(jù)集合。概念設計。把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表達出來。概念模型實現(xiàn)從現(xiàn)實世界到信息世界的抽象，具有獨立于具體的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的優(yōu)點，因此是用戶和數(shù)據(jù)庫設計人員之間進行交流的語言。邏輯設計。數(shù)據(jù)庫邏輯設計的任務是：把信息世界中的概念模型利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提供的工具映射為計算機世界中為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型，并用數(shù)據(jù)描述語言表達出來。物理設計。數(shù)據(jù)庫的物理設

22、計之數(shù)據(jù)庫存儲結構和存儲路徑的設計，即將數(shù)據(jù)庫的邏輯模型在實際的物理存儲設備上加以實現(xiàn)，從而建立一個具有較好性能的物理數(shù)據(jù)庫。5、名詞解釋對象：一個對象是現(xiàn)實世界中一個客體的模型化。它有惟一的名稱標識，并且把自身的狀態(tài)和功能封裝在一起。對象是對現(xiàn)實世界的一種高度的抽象概括形式。任何一個空間客體都可以用對象表達，如表示一個行政區(qū)域的多邊形對象、表示一條河流的弧段對象等。消息：是對象之間互相請求或相互協(xié)作的惟一途徑。如果消息屬于同一對象，其中有些可由其他對象向它發(fā)送的，叫做公有消息。另外一些則是由它自己向自身發(fā)關的，叫私有消息。如多邊形對象中要求計算周長等，可由外界對象發(fā)送給它，這就是公有消息。如

23、要求弧段分別計算出各自的長度，給這些弧段對象發(fā)送消息就是私有消息。概括：把一組具有相同特征和操作的對象類歸納在一個更一般的超類中。如空間對象類歸納了多邊形對象類和弧段對象類共有的一些空間特征，而互為子類和超類。概括形成了子類和超類之間一種稱為is-a(即是）的語義聯(lián)系。聚集：反映了嵌套對象的概念，嵌套對象是由一些其他對象組成的，它是描述更高層次對象的一種形式。如一個圖層對象類是由多邊形、弧段、點等對象類的聚集體。圖層對象就是嵌套對象、多邊形對象類等與圖層對象之間形成一種is-part-of（部分）的語義聯(lián)系。第五章 空間分析的原理與方法1、空間分析的概念是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術，它是以地球科學

24、原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間構成、空間演變等信息。2、空間分析的主要方法有哪些，各自的含義及其用途按照空間數(shù)據(jù)的形態(tài)可分為：矢量數(shù)據(jù)空間分析、柵格數(shù)據(jù)空間分析按照Goodchild提出的空間分析框架可分為：產(chǎn)生式分析、查詢式分析3、基于矢量與柵格的空間疊合的方法原理與應用基于矢量數(shù)據(jù)的空間疊合分析根據(jù)疊合對象圖形特征的不同，分為點與多邊形的疊合（point-in-polygon overlay） 、線與多邊形的疊合(line-in-polygon overlay)和多邊形與多邊形的疊合（polygon-on-polygon over

25、lay）三種類型。多邊形與多邊形的疊合分析是指將兩個不同圖層的多邊形要素相疊合，產(chǎn)生輸出層的新多邊形要素，用以解決地理變量的多準則分析、區(qū)域多重圖幅要素更新、相鄰圖幅拼接和區(qū)域信息提取等。基于柵格數(shù)據(jù)的空間疊合分析單元統(tǒng)計：以柵格單元為單位來進行單元統(tǒng)計（Cell Statistics）分析。鄰域統(tǒng)計：鄰域統(tǒng)計的計算是以待計算柵格為中心，向其周圍擴展一定范圍，基于這些擴展柵格數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計函數(shù)運算，從而得到此柵格鄰域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計值。鄰域統(tǒng)計通過窗口分析獲得指定鄰域的數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息。分類區(qū)統(tǒng)計：分類區(qū)統(tǒng)計即以一個數(shù)據(jù)集為基礎在它所包含的不同類別中對另一個被分類數(shù)據(jù)集進行統(tǒng)計。用來作為基礎進行分類

26、的分類區(qū)就是分類區(qū)數(shù)據(jù)中擁有相同值的所有柵格單元，而不考慮他們是否鄰近。在此基礎上對同一分類區(qū)所對應的被分類數(shù)據(jù)集進行統(tǒng)計，輸出統(tǒng)計結果。4、緩沖區(qū)分析的原理與應用緩沖區(qū)分析是GIS的重要分析功能之一。這一功能是基于對點、線或面等因素，按指定的條件，在其周圍建立一定空間區(qū)域作為分析對象，這個區(qū)域稱緩沖區(qū)。緩沖區(qū)實際上是獨立的多邊區(qū)域，它的形態(tài)和位置與原來因素有關。如圖5-39中(a)為點的緩沖區(qū)，(b)為線的緩沖區(qū)，(c)為面的緩沖區(qū)。緩沖區(qū)分析在GIS中用途較多。例如，在林業(yè)規(guī)劃中，為了防止水土流失，可建立一緩沖區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)森林不準砍伐。又如，根據(jù)高速公路噪聲引起污染的范圍，可建立一緩沖區(qū)

27、，在該區(qū)域內(nèi)不建立居民區(qū)。再如，為了防止廢棄污染物對水源的影響，建立廢棄污染范圍的緩沖區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)不準有飲用水源經(jīng)過等。5、網(wǎng)絡分析的方法與應用網(wǎng)絡分析是運籌學模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡工程如何安排，并使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。其基本思想則在于人類活動總是趨于按一定目標選擇達到最佳效果的空間位置。網(wǎng)絡分析的應用：路徑選擇;負荷估計;資源分配;時間和距離估算。第六章 GIS的應用模型1、什么是GIS的應用模型地理信息系統(tǒng)的應用模型，就是根據(jù)具體的應用目標和問題，借助于GIS自身的技術優(yōu)勢，使觀念世界中形成的概念模型，具體

28、化為信息世界中可操作的機理和過程。這種模型的構建，不但是解決實際復雜問題的不要途徑，而且也是GIS取得經(jīng)濟和社會效益的重要保證。2、應用模型建模的步驟有哪些？明確分析的目的和評價準則準備分析數(shù)據(jù)空間分析操作結果分析解釋、評價結果結果輸出3、基于GIS的道路拓寬改建過程中的拆遷指標計算步驟4、基于GIS的輔助建筑項目選址步驟5、設計基于GIS的地球科學應用模型的具體步驟與方法第七章 地理信息系統(tǒng)的設計與評價1、什么是原型法？什么是生命周期法？原型化設計法，就是根據(jù)用戶提出的需求，由用戶與開發(fā)人員共同商定其中重要和基本的開發(fā)目標，然后選擇一個實驗區(qū)，設計出初步方案，在較短時間內(nèi)開發(fā)出一個能滿足用戶

29、基本需求的初步原型或系統(tǒng)雛形，交用戶試用，經(jīng)過一段時間的運行后，根據(jù)用戶意見對原型加以修改或擴充，產(chǎn)生一個新的原型版本，如此反復和迭代，最后形成一個比較完善和質(zhì)量較高的應用型地理信息系統(tǒng)。生命周期設計法，應用型地理信息系統(tǒng)的設計，大致可以分為四個主要階段，即系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行與維護。以上這四個階段構成了系統(tǒng)的生命周期，如果系統(tǒng)設計按階段進行，預先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標和任務，然后按照一定的準則順序開發(fā)實施，這種方法被稱為生命周期設計法。2、應用型地理信息系統(tǒng)設計的步驟與內(nèi)容？（1） 總體設計1) 用戶需求：闡明系統(tǒng)的用戶構成、不同用戶對系統(tǒng)的要求、系統(tǒng)應具備的功能等。2)

30、系統(tǒng)目標：闡明該系統(tǒng)的應用目標，屬于演示系統(tǒng)或運行系統(tǒng)、單機運行系統(tǒng)或分布式運行系統(tǒng)、事務處理系統(tǒng)或系統(tǒng)管理系統(tǒng)等。3) 總體結構：根據(jù)系統(tǒng)功能的聚散程度和耦合程度，將系統(tǒng)化分為若干子系統(tǒng)或功能模塊，構成系統(tǒng)總體結構圖。4) 系統(tǒng)配置：指系統(tǒng)運行的設備環(huán)境，包括計算機、存儲設備、輸入和輸出設備以及網(wǎng)絡等，并說明其型號、數(shù)量和內(nèi)存等性能指標，畫出硬件設備配置圖。系統(tǒng)配置的軟件包括計算機系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡管理軟件、地理信息系統(tǒng)基礎軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件、應用軟件等，并說明其版本、數(shù)量和性能特點。系統(tǒng)配置應遵循技術上穩(wěn)定可靠、投資少、見效快、立足現(xiàn)在和顧及發(fā)展的原則。5) 數(shù)據(jù)庫設計：數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核

31、心組成部分，一個系統(tǒng)可以具備一個或多個數(shù)據(jù)庫。按信息內(nèi)容，可將數(shù)據(jù)庫分為基礎數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫。按數(shù)據(jù)類型，可將數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫設計要確定空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的管理模式，集中式或分布式的建庫方案，采用的數(shù)據(jù)結構類型和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分類等。6) 系統(tǒng)功能:由于應用型地理信息系統(tǒng)集成了開發(fā)平臺所提供的大部分功能，因此應用型地理信息系統(tǒng)功能設計的任務不在于解決基本功能，而在于解決用戶所需要的特定功能。因此，應用型地理信息系統(tǒng)的功能不同于開發(fā)平臺的基本功能，具有自己的特殊性。但是，應用系統(tǒng)的這些特殊功能主要應該依靠基礎GIS提供的基本功能來開發(fā)和實現(xiàn)。7) 經(jīng)費和管理:由

32、于系統(tǒng)開發(fā)是一項復雜的系統(tǒng)工程，為保證系統(tǒng)開發(fā)工作的順利進行，必須擬定好系統(tǒng)開發(fā)計劃、系統(tǒng)管理措施、投資經(jīng)費概算以及最后應提交的成果等。（2） 詳細設計1) 子系統(tǒng)設計:子系統(tǒng)設計以對用戶需求的進一步詳細調(diào)查為依據(jù)，分別完成各個子系統(tǒng)的邏輯結構設計、數(shù)據(jù)庫設計、功能模塊設計、用戶界面設計等。每個子系統(tǒng)設計的內(nèi)容大體類似于總體設計的內(nèi)容，但應更加詳細和具體，作為各個子系統(tǒng)實施的指導文件。2) 數(shù)據(jù)庫設計：主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)源的分析與選擇；數(shù)據(jù)分類與分層的確定；數(shù)據(jù)獲取方案的規(guī)定；數(shù)據(jù)編碼設計；實體屬性表與屬性關系的設計；屬性數(shù)據(jù)類型的建立；數(shù)據(jù)質(zhì)量標準的規(guī)定；地理定位控制的確定及其他有關問題的規(guī)定等。3) 功能模塊設計：詳細描述各功能模塊的內(nèi)容，實現(xiàn)的技術和算法，輸入輸出的數(shù)據(jù)項和格式