地理信息系統(tǒng)專題3

地理信息系統(tǒng)專題3第四章1、空間數(shù)據(jù)庫的概念及其組成部分有哪些？P110答：空間數(shù)據(jù)庫主要是為GIS提供空間數(shù)據(jù)的存儲和管理方法?？臻g數(shù)據(jù)庫由三個部分組成：空間數(shù)據(jù)庫存儲、空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。2、空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計有哪些主要的步驟和內(nèi)容？答：空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要經(jīng)歷一個由現(xiàn)實世界到信息世界，再到計算機世界的轉(zhuǎn)化過程。具體步驟和內(nèi)容為：1）需求分析：即用系統(tǒng)的觀點分析與某一特點的空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用有關(guān)系的數(shù)據(jù)集合；2）概念設(shè)計：把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表達出來。3）邏輯設(shè)計：空間數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的任務(wù)是，把信息世界中的概念模型利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提共的工具映射為計算機世界中偉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)庫模型，并用數(shù)據(jù)描述語言表達出來；4）物理設(shè)計：數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計指數(shù)據(jù)庫存儲結(jié)構(gòu)和存儲路徑的設(shè)計，即將數(shù)據(jù)庫的邏輯模型在實際的物理存儲設(shè)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。3、語義數(shù)據(jù)模型中的實體一聯(lián)系模型的圖示中有那些基本元素？答：.實體一聯(lián)系模型由1）實體：實體是對客觀現(xiàn)存的其獨立作用的食物的一種抽象；2）聯(lián)系：聯(lián)系是實體見有意義的相互作用或?qū)?yīng)關(guān)系；3）屬性：屬性是對實體和聯(lián)系特征的描述。4、什么是關(guān)系數(shù)據(jù)模型？其中的基本概念，如元組、屬性、關(guān)鍵字、模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系完整性等的含義分別是什么？答：關(guān)系數(shù)據(jù)模型是將用戶對數(shù)據(jù)的視圖與其物理實現(xiàn)分割開來，從而使得關(guān)系模型十分有利于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。基本概念含義：元組：每個實例對應(yīng)于表中的一行，在關(guān)系鎮(zhèn)南關(guān)叫做元組，相當于通常的一個記錄；域：表中的列表示屬性，叫做域，相當于通常記錄中的一個數(shù)據(jù)項；屬性：關(guān)鍵字：關(guān)系中的某一屬性組，若它的唯一地標識了一個元組則稱該屬性組為候選關(guān)鍵字；關(guān)系模式：關(guān)系數(shù)據(jù)庫：一系列關(guān)系的集合構(gòu)成一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫；關(guān)系完整性：關(guān)系的正確性相容性和有效性；5、在關(guān)系數(shù)據(jù)模型設(shè)計中，函數(shù)依賴和范式的含義是什么？函數(shù)依賴：是由數(shù)學(xué)理論派生的術(shù)語，它表征一個屬性集合的值，對另一屬性值集合的依賴性。范式：由于關(guān)系的屬性之間存在著多種關(guān)系依賴特性當用關(guān)系模式表達時，一些不良的語義特性就可能造成數(shù)據(jù)存儲的冗余及由此造成的數(shù)據(jù)操作的異常，所以提出了必須遵循的一些規(guī)范化形式，稱范式。6、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的基本概念，如對象、消息、繼承、重載、多態(tài)、概括、聚集的含義是什么？答：對象：人們對世界上的事物的認識形成概念使我們可以感知和推理世界上的事物，這些概念運用到的事物稱為對象；消息：是對象與對象之間相互請求或相互協(xié)作的唯一途徑；類：是對一組對象的抽象描述，它將改組對象所具有的共同特征集中起來，以說明改組對象的能力和性質(zhì)；繼承：是對具有層次關(guān)系的屬性和操作進行的共享的一種機制；重載：一個類型上可以才能在使用名的方法，當出現(xiàn)這種方法時，必須按照某種明顯的方式區(qū)分它們，將這種特性稱為重載；多態(tài)：是只同一個消息可以根據(jù)發(fā)送消息對象的不同采用多種不同的行為方式；概括：是吧舉有相同特征和草做的類歸納在一個更一般的超類中；聚集：聚集反映了潛逃對象的概念，仙桃對象是有一些其他對象組成的，他是用來描述更高層次對象的一種形式。7、什么是空間數(shù)據(jù)庫索引？主要的空間數(shù)據(jù)庫索引有哪些？答：所謂空間數(shù)據(jù)庫索引就是依據(jù)空間實體的位置形狀或空間實體的某種空間關(guān)系，按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要的空間數(shù)據(jù)庫所以有：范圍索引、格網(wǎng)空間索引、四叉樹空間索引。8、什么是空間元數(shù)據(jù)？空間元數(shù)據(jù)的作用是什么？答：空間元數(shù)據(jù)是指在空間數(shù)據(jù)庫中用于描述空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量表示方法，空間參考和管理方法等特征的數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)空間信息共享的核心標準之一；空間元數(shù)據(jù)的作用是幫助空間數(shù)據(jù)的使用者查詢所需的空間信息進行空間數(shù)據(jù)的共享，進一步處理空間數(shù)據(jù)。第五章1、試解釋緩沖區(qū)分析和疊合分析概念，并舉例說明這兩種空間分析方法的用途？答：緩沖區(qū)分析是指在點、線、面試題的周圍，自動建立的一定寬度的多邊形區(qū)域或帶狀區(qū)域；疊合分析是指在相同的空間坐標系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)的兩個不同地理特征的空間和屬性數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。緩沖區(qū)分析應(yīng)用于某一主題對象對鄰近對象在一定輻射強度或影響強度天劍俠的影響區(qū)域分析。疊合分析應(yīng)用于查詢和和建模方面，也很有效的解決插值問題。2、比較緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析的概念?答：1.緩沖區(qū)查詢與緩沖區(qū)分析不是一個概念的兩種形式，緩沖區(qū)查詢屬于數(shù)據(jù)查詢，而緩沖區(qū)分析屬于數(shù)據(jù)的空間分析；2.緩沖區(qū)查詢不對原有圖形進行切割，只是根據(jù)用戶需要給定一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索的原理，檢索出言該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。而緩沖區(qū)分析對原有圖形進行切割，形成一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而獲得該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。3、P172省略4、討論從數(shù)字高程模型中還可以派生出那些數(shù)字地形數(shù)據(jù)？答：高程模型是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型是數(shù)字地形模型的一個分支。因此高程模型可以派生出如：坡度、坡向、曲面面積等地形數(shù)據(jù)。5、試以格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提取山丘地區(qū)的山頂高程信息。答：1）以地表單元網(wǎng)格四個頂點的高程的平均值為該單元的平均高程；2）一地表單元格頂點的高程與研究區(qū)域內(nèi)最低點高程只差打得平均值為該單元的相對高程；3）高程變異是反映地表單元網(wǎng)格個頂點高程變化的指標數(shù)字高程模型（DEM）包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，可以直接在野外通過全站儀或者GPS等進行測量，也可以間接地從航空影像或者遙感圖像以及既有地圖上得到。具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，一方面取決于這些源數(shù)據(jù)的可獲得性，另一方面也取決于DEM的分辨率、精度要求、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等數(shù)據(jù)來源：遙感影像航攝影測量數(shù)據(jù)采集，，形圖數(shù)字化地形圖數(shù)字化就是指對地形圖中的地形要素進行數(shù)字化處理，從模擬數(shù)據(jù)，地形圖，現(xiàn)場測量，其它數(shù)據(jù)源中獲得數(shù)字數(shù)據(jù)：手扶跟蹤數(shù)字化：描數(shù)字化或屏幕數(shù)字化6、什么是地圖代數(shù)，主要存在那些地圖代數(shù)的方法？答：地圖代數(shù)是以一尺度空間內(nèi)柵格點集的變換和運算來解決地理信息的圖形符號可視化及空間分析的新型理論和方法。主要存在基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析方法。7、什么是Voronoi圖，他有哪些主要特征和用途？答：它是由一組由連接兩鄰點直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成。N個在平面上有區(qū)別的點，按照最鄰近原則劃分平面；每個點與它的最近鄰區(qū)域相關(guān)聯(lián)。Voronoi圖特征：1）所有Voronoi圖都是凸多邊形；2）Voronoi多邊形的頂點是相鄰已知點構(gòu)成的三角形外接圓的圓心3）所有這些外接圓的內(nèi)部不包含已知點。Voronoi圖的用途：可以用該已知數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)來表達和分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點，Voronoi圖可以用于空間插值計算。8、請簡述Dijkstra算法及其在GIS最短路徑分析中的應(yīng)用？答：Dijkstra算法是按路徑長度遞增順序產(chǎn)生各頂點的最短路徑。算法過程：設(shè)最短距離已確定的頂點集合稱為紅集點，最短距離尚未確定的為藍集點。1）按路徑長度遞增順序產(chǎn)生各藍頂點的最短路徑；2）在當前藍點集中選擇一個距離最小的藍點來擴充紅點集，以保證算法按路徑長度遞增的順序產(chǎn)生各頂點的最短路徑；3）沒擴充一個藍點到紅點集中，則剩余的藍點的路徑按照新加入的紅點作為中間頂點進行修正，一旦加入新頂點使得藍點路徑長度最短，則用變短的路徑代替原來的藍點路徑長度，重復(fù)以上過程；4）直到所需求的藍點已擴充到紅點