地理信息系統(tǒng)教程課后習(xí)題

第一章緒論

1.什么是數(shù)據(jù)和信息？它們有何聯(lián)系和區(qū)別？

定義：數(shù)據(jù)是指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像

以及它們能夠轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實的知

識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義。

聯(lián)系和區(qū)別：

信息與數(shù)據(jù)是不可分離的。信息由與物理介質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)表達(dá)，數(shù)據(jù)中所包含的意義就是信

息。信息是對數(shù)據(jù)解釋、運(yùn)用與解算，數(shù)據(jù)即使是經(jīng)過處理以后的數(shù)據(jù)，只有經(jīng)過解釋才有

意義，才成為信息；就本質(zhì)而言，數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，只

有數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。

數(shù)據(jù)是記錄下來的某種可以識別的符號，具有多種多樣的形式，也可以加以轉(zhuǎn)換，但其中包

含的信息內(nèi)容不會改變。即不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。

信息可以離開信息系統(tǒng)而獨(dú)立存在，也可以離開信息系統(tǒng)的各個組成和階段而獨(dú)立存在；而

數(shù)據(jù)的格式往往與計算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。

數(shù)據(jù)是原始事實，而信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。

不同知識、經(jīng)驗的人，對于同一數(shù)據(jù)的理解，可得到不同信息。

2.什么是地理信息系統(tǒng)(GIS)?與地圖數(shù)據(jù)庫有什么異同?與地理信息的關(guān)系是什么？

GIS定義：

GIS是?個發(fā)展的概念。不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對GIS的理解不同，目前沒有完全統(tǒng)一的被普

遍接受的定義。

定義①：是對地理環(huán)境有關(guān)問題進(jìn)行分析和研究的一門學(xué)科，它將地理環(huán)境的各種要素，包

括它們的空間位置形狀及分布特征和與之有關(guān)的社會、經(jīng)濟(jì)等專題信息以及這些信息之間的

聯(lián)系等進(jìn)行獲取、組織、存儲、檢索、分析，并在管理、規(guī)劃與決策中應(yīng)用。

定義②：是在計算機(jī)軟硬件支持下，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定

位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題為主要任務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)。

定義③：是為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管

理系統(tǒng)。

定義④：地理信息系統(tǒng)是一種決策支持系統(tǒng)。它的定義山兩方面組成，一方面，地理信息系

統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興交叉學(xué)科；另

一方面，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，

適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。

定義⑤：目前有人認(rèn)為“GIS”從原來強(qiáng)調(diào)空間信息技術(shù)系統(tǒng)(SYESTEM),發(fā)展到地球信息科

學(xué)體系形成(SCIENCE),現(xiàn)在已強(qiáng)調(diào)空間信息服務(wù)(SERVICE)。

GIS與地圖數(shù)據(jù)庫的異同：

地圖數(shù)據(jù)庫有比例尺概念，GIS是為某一特定比例尺建立的一個地圖成品倉庫，它可由GIS

管理，其中的地圖具有圖形表現(xiàn)屬性，一般數(shù)據(jù)庫不需具備這些屬性；它是GIS的下游產(chǎn)品，

它的更新依賴于GIS,它提供的信息是GIS向人們提供服務(wù)的中間產(chǎn)品；GIS是在地理信息

的基礎(chǔ)上對真實世界進(jìn)行數(shù)量化處理分析，但地圖數(shù)據(jù)庫存在的地理要素經(jīng)人為修改，不完

全是真實地理的反映；

GIS與地理信息的關(guān)系：

GIS操作對象是空間數(shù)據(jù)，表達(dá)內(nèi)容是與時空有關(guān)的地理信息。地理信息是指與研究對象的

空間地理分布有關(guān)的信息。它表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，相互聯(lián)系和變

化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。地理信息具有地域性、多維結(jié)構(gòu)性、時序性等特征。

2.地理信息系統(tǒng)由哪些部分組成?與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別有哪些？

從計算機(jī)系統(tǒng)的角度來看，GIS是由軟件、硬件、數(shù)據(jù)和用戶組成。

用戶（GIS服務(wù)的對象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)、管理和更新的高級用戶）

軟件（支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)，是系統(tǒng)的核心，按其

功能分為GIS專業(yè)軟件，數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)管理軟件等）

硬件（各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)，用以存儲、處理、傳輸和顯示地理信息或空間數(shù)據(jù)，主要包括:

GIS主機(jī)，GIS外部設(shè)備，G1S網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）。

數(shù)據(jù)（系統(tǒng)分析與處理的對象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)，它具體描述實體的空間特征、屬性特

征和時間特征）

也有人認(rèn)為GIS是由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型、開發(fā)者和一般用戶組成。

信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的

決策過程提供有用信息。

GIS與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別：

GIS與一般MIS比較

GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等都

是GIS廣泛使用的核心技術(shù)。但GIS是對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而

一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲與查詢，即使存儲了圖

形，也是以文件的形式存儲，不能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、檢索、分析，沒有拓?fù)潢P(guān)系，其圖

形顯示功能也很有限。

GIS與CAD和CAM比較

管理圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS,如CAD或AutoCAD,CAM（Computer

AidedMap計算機(jī)地圖系統(tǒng)'計算機(jī)輔助制圖）等。

GIS和CAD的比較：

GIS與CAD共同點GIS與CAD不同點

CAD研究對象為人造對象一GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自于現(xiàn)

規(guī)則幾何圖形及組合；實世界，較之人造對象更復(fù)雜,

1都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式

1都能將目標(biāo)和參考系聯(lián)多樣化；

系起來；

1都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓圖形功能特別是三維圖形功能GIS的屬性庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能

撲關(guān)系；強(qiáng)，屬性庫功能相對較弱；強(qiáng)大；

1都能處理屬性和空間數(shù)

據(jù)CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡單；GIS強(qiáng)調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，

圖形屬性交互使用頻繁；

一般采用幾何坐標(biāo)GIS采用地理坐標(biāo)系

GIS與CAM比較：

GGIISS與與CCAM共同同點GIS與CAM不同點

CAM側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類CAM是GIS的重要組成部分

及自動符號化，具有地圖輔助

都有地圖輸出、空間查詢、分設(shè)計和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的

析和檢索功能輸出機(jī)制；

CAM強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)GIS綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行

據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓深層次的空間分析，提供輔助

撲關(guān)系；決策信息。

CAM與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是

一些簡單的查詢。

3.地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)都包含哪些？

GIS數(shù)據(jù)包括電子數(shù)據(jù)和非電子數(shù)據(jù)?；颍篏IS數(shù)據(jù)源自地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、

文本數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

4.地理信息系統(tǒng)的基本功能有哪些?基本功能與應(yīng)用功能是根據(jù)什么來區(qū)分的？

地理信息系統(tǒng)基本功能概述：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與編輯；數(shù)據(jù)處理與變換（矢柵轉(zhuǎn)換、制圖綜

合）；數(shù)據(jù)存儲與組織（矢量和柵格模型）；空間查詢與分析（空間檢索、空間拓?fù)?、疊加分

析、緩沖分析、網(wǎng)絡(luò)分析等）；圖形交互與顯示（各種成果表現(xiàn)方式）。

根據(jù)社會和用戶的需求，GIS是依托基本功能利用空間分析技術(shù)模型分析技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，

數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集成技術(shù)二次開發(fā)環(huán)境等，演繹出眾多的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。

5.與其它信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)的哪些功能是比較獨(dú)特的？

與其它信息系統(tǒng)相比，GIS空間分析作為核心功能是比較獨(dú)特的。

6.地理信息系統(tǒng)的科學(xué)理論基礎(chǔ)有哪些?是否可以稱地理信息系統(tǒng)為一門科學(xué)？

地理信息系統(tǒng)的科學(xué)理論基礎(chǔ)是地球信息科學(xué)理論，包括地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)、數(shù)學(xué)、

統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等交叉學(xué)科以及一切與獲取、處理和分析空間數(shù)據(jù)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)的支

撐。

地理信息的研究和方法應(yīng)該是科學(xué)，因它J經(jīng)具備成為科學(xué)的條件，有明確的研究對象和研

究手段，有自己的理論體系，有一定數(shù)量的研究隊伍，有明確的研究領(lǐng)域和廣泛的服務(wù)對象,

」由技術(shù)發(fā)展為科學(xué)。即：GeographicInfonnationSystem向GeographicInformationScience

7.試舉例說明地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

當(dāng)前，GIS正向著集成化、產(chǎn)業(yè)化和社會化發(fā)展規(guī)律方向邁進(jìn)，呈現(xiàn)以下主要發(fā)展態(tài)勢：

①GIS已成為一門綜合性技術(shù)；即G1S集成技術(shù)，3s技術(shù)等名詞的出現(xiàn)。

②GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁；

③GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點；

④地理信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。

目前GIS在各行各業(yè)都得到應(yīng)用，如資源規(guī)劃管理、全球變化、災(zāi)害預(yù)測等，具有廣泛的

應(yīng)用前景。

8.GIS近代發(fā)展有什么特點？

GIS起源于人口普查，土地調(diào)查和自動制圖，I960年，加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson提出

了把地圖變成數(shù)字形式的地圖，1963年，又提出GIS這一術(shù)語，并建立了第一個GIS——

加拿大GIS,隨后GIS在全世界迅速發(fā)展起來。

國際GIS的發(fā)展?fàn)顩r

160年代，探索時期（GIS思想和技術(shù)方法的探索）。當(dāng)時，人們關(guān)注的主題“什么是

GIS?,GIS能干什么？”；

170年代，鞏固時期，（這時由于計算機(jī)技術(shù)及其在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用，

促進(jìn)GIS迅速發(fā)展）。這期間，發(fā)展研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫

管理等方面；

180年代，實驗階段（也是GIS普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段）。此時，人們把GIS與RS

結(jié)合，解決全球性問題，如全球沙漠化，全球可居住地評價，核擴(kuò)散問題等；

190年代，全面應(yīng)用（產(chǎn)業(yè)化階段）。對GIS進(jìn)一步研究，研究的內(nèi)容集中在“空間信

息分析的新模式和新方法，空間關(guān)系和數(shù)據(jù)模型，人工智能引入等方面；

1現(xiàn)代，普及發(fā)展階段。隨著信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展利深入，GIS與世界接軌，尤其在發(fā)展中國

家得到重視和發(fā)展。

我國GIS的發(fā)展

我國G1S起步雖較晚，但發(fā)展較快，可分為以下幾個階段：

170年代，準(zhǔn)備階段：一些知名人士GIS先驅(qū)看到GIS的廣闊前景和GIS的重要性，

進(jìn)行極積呼吁，為GIS在我國的發(fā)展奠定了與論準(zhǔn)備基礎(chǔ)并做了一些可行性實驗。

180年代，試驗起步階段：這期間，我國在GIS理論探索，規(guī)范探討，軟件開發(fā)，系統(tǒng)

建立等方面取得了突破和進(jìn)展，進(jìn)行了一些典型，試驗專題試驗軟件開發(fā)工作。

190年代，我國GIS發(fā)展階段：我國改革開放以來，沿海，治江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的發(fā)展土

地的有償使用和外資的引進(jìn)，急需GIS為之服務(wù)，這也推動GIS在我國的全面發(fā)展。

196年以來，是我國GIS產(chǎn)業(yè)化階段：

1近幾年來，我國經(jīng)濟(jì)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和重大信息工程已納入國家計?劃，一批國家級

和地方級的GIS相繼建立并投入運(yùn)行，一批專業(yè)遙感基地已建立，并進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行，

一批綜合運(yùn)用“3S”技術(shù)的垂點項目已實施，并在自然災(zāi)害監(jiān)測和圖土資源調(diào)查中發(fā)揮效益，

一批高等院校開設(shè)了與GIS相關(guān)的新專業(yè)，培養(yǎng)了一大批從事GIS研究與開發(fā)的高層次人

才，具有我國自主版權(quán)的GIS基礎(chǔ)軟件的研制逐步進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化軌道，等等這些都標(biāo)志我

國GIS產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入新的發(fā)展階段。

第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型

1.G1S的研究對象是什么？地理實體有什么特點？

GIS的研究對象是地理實體，即指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟(jì)事件中不能再分割的單元。

地理實體類別及實體內(nèi)容的確定是從具體需要出發(fā)的,例如，在全國地圖上由于比例尺很小，

福州就是一個點，這個點不能再分割，可以把福州定為一個空間實體，而在大比例尺的福州

市地圖上，福州的許多房屋，街道都要表達(dá)出來，所以福州必須再分割，不能作為一個空間

實體，應(yīng)將房屋，街道等作為研究的地理實體，由此可見，GIS中的地理實體是一個概括，

復(fù)雜，相對的概念。

地理實體以什么形式存儲和處理反映了實體的三個特征。

1屬性特征：對空間實體的屬性定義和說明信息。

1空間特征：對空間實體的分布位置、幾何特征和空間關(guān)系的定義。

1時間特征：空間實體的時間尺度。

2.地理實體數(shù)據(jù)的特征是什么？請列舉出某些類型的空間數(shù)據(jù)

地理實體以什么形式存儲和處理反映了實體的不同的特征和和不同的數(shù)據(jù)類型。

同物理、化學(xué)等學(xué)科使用的數(shù)據(jù)類型相比，地理數(shù)據(jù)是一種較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，涉及到空間

特征、屬性特征及它們之間關(guān)系的描述，人們常把地理數(shù)據(jù)稱為空間數(shù)據(jù)。

地理實體數(shù)據(jù)的特征：

1空間特征：表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。包括定位數(shù)據(jù)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)；

1屬性特征：表示專題屬性（名稱、分類、數(shù)量等）；

1時間特征：指現(xiàn)象或物體隨時間的變化。其變化的周期有超短期的，短期的，中期的，

長期的。

依據(jù)空間數(shù)據(jù)來源的不同分為：地圖數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、影象數(shù)據(jù)等；

依據(jù)表示對象的不同分為：點，線，面、體數(shù)據(jù)。

3.空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與其它非空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有什么特殊之處？常見的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有哪些？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)的組織形式，在計算機(jī)存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)?？臻g數(shù)據(jù)是一

種較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，涉及到空間特征、屬性特征及它們之間關(guān)系的描述。空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)

主要有矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。非空間數(shù)據(jù)主要涉及屬性數(shù)據(jù)。

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點、線和多邊形等地理實體，坐標(biāo)空

間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。矢量結(jié)構(gòu)的顯著特點：定位明顯，屬

性隱含。

柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地

物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。柵格結(jié)構(gòu)的顯著特點：屬性明顯，定位隱含，即數(shù)據(jù)直接記錄

屬性的指針或數(shù)據(jù)本身，而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)。

常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有層狀數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)、語義數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

4.矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？它們有什么共同點嗎？

優(yōu)點缺點

1、便于面向現(xiàn)象（土壤類，土地利1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各自定義，不便于數(shù)

矢胃用單元等）據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，數(shù)據(jù)交換困難。

2、結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于描述2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效,

線或邊界。表達(dá)空間變化性能力差。

3、利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，提供有效3、不能像數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處理4、

的拓?fù)渚幋a，對需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鬈浻布夹g(shù)要求高，顯示與繪圖成本較

更有效。高.

4、圖形顯示質(zhì)量好，精度高。

1、結(jié)構(gòu)簡單-，易于數(shù)據(jù)交換。1、現(xiàn)象識別效果不如矢量方法，難以表

柵格2、疊置分析和地理（能有效表達(dá)空達(dá)拓?fù)洹?/p>

間可變性）現(xiàn)象模擬較易。2、圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密不緊

3、利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分湊，需用壓縮技術(shù)解決該問題。

析，便于圖像處理。3、投影轉(zhuǎn)換困難。

4、輸出快速，成本低廉。4、圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出不美觀，線

條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來克服，但

會增加數(shù)據(jù)文件。

5.空間數(shù)據(jù)模型概念和主要類型及比較

空間數(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)系的描述?？臻g數(shù)據(jù)模型的主要類

型：基于對象（要素）的模型；網(wǎng)絡(luò)模型；場模型。

要素模型：

點對象，由特定位置、維數(shù)為零的物體；線對象，維度為一的空間組成部分；多邊形對象，

即面狀實體，通常用封閉曲線加內(nèi)點來表示。矢量模型即是基于要素的，將現(xiàn)象看成原型實

體的集合，矢量模型的表達(dá)源于空間實體的本身，通常以坐標(biāo)來定義。

網(wǎng)絡(luò)模型：

地物被抽象為鏈、節(jié)點等對象，同時要注意其連通關(guān)系。

場模型：

用于模擬一定空間內(nèi)連續(xù)分布的現(xiàn)象，常用柵格數(shù)據(jù)模型描述。柵格數(shù)據(jù)模型是基于連續(xù)鋪

蓋的，它是將連續(xù)空間離散化，以規(guī)則或不規(guī)則的鋪蓋覆蓋整個空間。

基于對象的模型強(qiáng)調(diào)了離散對象，網(wǎng)絡(luò)模型表示了特殊對象之間的交互，場模型表示了二維

或三維空間中連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。

要素模型和場模型的不同在于一個是先選擇要素，再回答"它在哪里"的問題：場模型實現(xiàn)選

擇一個位置，在回答"哪里怎么樣"的問題，最后都得到數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)模型的基本特征是：節(jié)點

數(shù)據(jù)之間沒有明確的從屬關(guān)系，一個節(jié)點可以與其他多個節(jié)點建立聯(lián)系，將數(shù)據(jù)組織成有向

圖結(jié)構(gòu)，它反映了現(xiàn)實世界中常見的多對多關(guān)系，在一定程度上支持?jǐn)?shù)據(jù)的重構(gòu)。

6.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法如何？

柵格數(shù)據(jù)的編碼方法：

直接?xùn)鸥窬幋a，就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼；

壓縮編碼，包括鏈碼、游程長度編碼、塊碼、四叉樹編碼、八叉樹編碼、卜六叉樹編碼等。

鏈碼（弗里曼鏈碼）比較適合存儲圖形數(shù)據(jù)；

游程長度編碼通過記錄行或列上相鄰若干屬性相同點的代碼來實現(xiàn)；

塊碼是游程長度編碼擴(kuò)展到二維的情況，采用方形區(qū)域為記錄單元；

四叉樹編碼是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一，還能提高圖形操作效率，具有可變的分

辨率。

7.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法如何？

矢量數(shù)據(jù)的編碼方法：

對于點實體和線實體，直接記錄空間信息和屬性信息；

對于多邊形地物，有坐標(biāo)序列法、樹狀索引編碼法和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法。

坐標(biāo)序列法是由多邊形邊界的x,y坐標(biāo)對集合及說明信息組成，是最簡單的一種多邊形矢量

編碼法，文件結(jié)構(gòu)簡單，但多邊形邊界被存儲兩次產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，而且缺少鄰域信息；

樹狀索引編碼法是將所有邊界點進(jìn)行數(shù)字化，順序存儲坐標(biāo)對，由點索引與邊界線號相聯(lián)系,

以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹狀索引結(jié)構(gòu)，消除了相鄰多邊形邊界數(shù)據(jù)冗余問題；

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法是通過建立一個完整的拓?fù)潢P(guān)系結(jié)構(gòu)，徹底解決鄰域和島狀信息處理問題的

方法，但增加了算法的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)庫的大小。

8.矢量與柵格數(shù)據(jù)如何互為轉(zhuǎn)化？

矢量轉(zhuǎn)柵格：

1內(nèi)部點擴(kuò)散法，即由多邊形內(nèi)部種子點向周圍鄰點擴(kuò)散，直至到達(dá)各邊界

1為止；

1復(fù)數(shù)積分算法，即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算復(fù)數(shù)積分，來判斷兩者關(guān)

1系；

1射線算法和掃描算法，即由圖外某點向待判點引射線，通過射線與多邊形邊界交點

1數(shù)來判斷內(nèi)外關(guān)系；

1邊界代數(shù)算法，是一種基于積分思想的矢量轉(zhuǎn)柵格算法，適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的多邊

形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，方法是山多邊形邊界上某點開始，順時針?biāo)阉鬟吔缇€，上行時邊界左側(cè)具

有相同行坐標(biāo)的柵格減去某值，下行時邊界左側(cè)所有柵格點加上該值，邊界搜索完之后即完

成多邊形的轉(zhuǎn)換。

柵格轉(zhuǎn)矢量：即是提取具有相同編號的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓?fù)?/p>

關(guān)系，并表示成矢量格式邊界線的過程。步驟包括：多邊形邊界提取，即使用高通濾波

將柵格圖像二值化；邊界線追蹤，即對每個弧段由一個節(jié)點向另一個節(jié)點搜索；拓?fù)潢P(guān)

系生成和去處多余點及曲線圓滑。

第三章GIS數(shù)據(jù)獲取和質(zhì)量控制

1.GIS的數(shù)據(jù)源有哪些？

GIS的數(shù)據(jù)源，是指建立的地理數(shù)據(jù)庫所需的各種數(shù)據(jù)的來源，主要包括地圖、遙感圖像、

文本資料、統(tǒng)計資料、實測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、己有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。

點----居民點、采樣點、高程點、控制點等。

線一一河流、道路、構(gòu)造線等。

面一一湖泊、海洋、植被等。

注記一一地名注記、高程注記等。

②遙感數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)含有豐富的資源與環(huán)境信息，在GIS

支持下，可以與地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地球生物、軍事應(yīng)用等方面的信息進(jìn)行信息復(fù)

合和綜合分析。遙感數(shù)據(jù)是一種大面積的、動態(tài)的、近實時的數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)是GIS數(shù)

據(jù)更新的重要手段。

③文本資料文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條

例等，如邊界條約等。這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。

④統(tǒng)計資料國家和軍隊的許多部門和機(jī)構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域（如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、兵要

地志等）的大量統(tǒng)計資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。

⑤實測數(shù)據(jù)野外試驗、實地測量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入GIS的地理數(shù)據(jù)庫，

以便于進(jìn)行實時的分析和進(jìn)一步的應(yīng)用。GPS（全球定位系統(tǒng)）所獲取的數(shù)據(jù)也是GIS的重要

數(shù)據(jù)源。

⑥多媒體數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)（包括聲音、錄像等）通?？赏ㄟ^通訊口傳入GIS的地理數(shù)據(jù)庫中，

目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。

⑦已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)GIS還可以從其它已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于

規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強(qiáng)。這樣就拓展了數(shù)據(jù)的

可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價值。

2.數(shù)據(jù)質(zhì)量包括那些方面？請舉例說明GIS對數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求。

數(shù)據(jù)質(zhì)量包括

1準(zhǔn)確性，即一個記錄值與它的真實值之間的接近程度；

1精度，即對現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度；

1空間分辨率，即兩個可測量數(shù)值之間最小的可辨識的差異；

1比例尺，即地圖上一個記錄的距離和它所表現(xiàn)的真實距離之間的一個比值；

1誤差，即一個所記錄的測量和它的事實之間的差異；

1不確定性，包括空間位置的不確定性、屬性不確定性和數(shù)據(jù)不完整性等。

GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量包含如下五個方面：①位置精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用

以描述幾何數(shù)據(jù)的質(zhì)量。②屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的

正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。③邏輯?致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點匹配精度、

拓?fù)潢P(guān)系的正確性等。④完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完

備性、注記的完整性等。⑤現(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等。

3.各種來源的空間數(shù)據(jù)是如何準(zhǔn)確匹配在一起的？

空間數(shù)據(jù)的地理參照系（地球的形狀、坐標(biāo)系、高程系）的不同，引起空間數(shù)據(jù)來源不同時圖

幅往往不匹配，為此需要將一種投影的數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要投影的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即進(jìn)行投

影轉(zhuǎn)換。投影轉(zhuǎn)換的方法有：解析變換（正解變換、反解變換）、數(shù)值變換、解析和數(shù)值變換。

目前，大多數(shù)GIS軟件是采用正解變換法來完成不同投影之間的轉(zhuǎn)換，并直接在GIS軟件

中提供常見投影之間的轉(zhuǎn)換。

4.地圖投影在GIS中有什么作用？

GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球匕因此地圖

投影在GIS中不可缺少。

GIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換

轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指

定投影的平面坐標(biāo)。

GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本

地圖系列的比例尺一致時，?般采用國家基本系列地圖所用的投影。

5.空間數(shù)據(jù)中的幾何數(shù)據(jù)是什么？請說明它與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系。

空間數(shù)據(jù)中的幾何數(shù)據(jù)是指實體或現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置，一般以坐標(biāo)

數(shù)據(jù)表示。

屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式。

幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相對于時間來說，常常呈相互獨(dú)立的變化，即在不同的時間，空間位置

不變，但是屬性類型可能已經(jīng)發(fā)生變化，或者相反。因此可以不斷更新屬性數(shù)據(jù)來體現(xiàn)實體

或現(xiàn)象的時時特征，同時也可反映實體或現(xiàn)象的變化規(guī)律和變化特征。而幾何數(shù)據(jù)又說明了

屬性數(shù)據(jù)發(fā)生的地理位置及其存在的意義。

6.請說明分類分級對于屬性數(shù)據(jù)的意義。

在屬性數(shù)據(jù)中，有一部分是與幾何數(shù)據(jù)的表示密切有關(guān)的，例如，道路的等級、類型等,

決定著道路符號的形狀、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把這部分屬性數(shù)據(jù)用編碼的形式

表示，并與兒何數(shù)據(jù)一起管理起來。編碼的過程是將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的過程，前提是首先要

對需表示的信息進(jìn)行分類分級。

7.屬性數(shù)據(jù)的編碼是必須的嗎？

屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式，屬性數(shù)據(jù)

的內(nèi)容有時直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中，有時則單獨(dú)輸入數(shù)據(jù)庫存儲為屬性文件，通

過關(guān)鍵碼與圖形數(shù)據(jù)相聯(lián)系。

對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤則可直接鍵入。

對于要直接記錄到柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中的屬性數(shù)據(jù)，則必須先對其進(jìn)行編碼，將各種屬性

數(shù)據(jù)變?yōu)橛嬎銠C(jī)可以接受的數(shù)字或字符形式，便于GIS存儲管理。

8.紙張上的地圖如何進(jìn)入計算機(jī)系統(tǒng)？

圖形數(shù)據(jù)的輸入實際上就是圖形的數(shù)字化過程。?般有兩種方法：

（1）扶跟蹤數(shù)字化儀輸入

手扶跟蹤數(shù)字化是目前最為廣泛使用的將已有地圖數(shù)字化的手段,利用手扶跟蹤數(shù)字化儀可

以輸入點地物、線地物以及多邊形邊界的坐標(biāo)，通常采用兩種方式，即點方式和流方式，流

方式又分為距離流方式和時間流方式。

數(shù)字化過程：

把待數(shù)字化的圖件固定在圖形輸入板上,首先用鼠標(biāo)器輸入圖幅范圍和至少四個控制點的坐

標(biāo)，隨后即可輸入圖幅內(nèi)各點、曲線的坐標(biāo)。

通過數(shù)字化儀采集數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)處理的軟件也比較完備，但由于數(shù)字化的速度比較慢，工

作量大，自動化程度低，數(shù)字化的精度與作業(yè)員的操作有很大關(guān)系，所以，目前很多單位在

大批量數(shù)字化時，已不再采用它。

（2）掃描儀輸入

掃描儀直接把圖形（如地形圖）和圖像（如遙感影像、照片）掃描輸入到計算機(jī)中，以象素信息

進(jìn)行存儲表示的設(shè)備。按其所支持的顏色分類，可分為單色掃描儀和彩色掃描儀；按所采用

的固態(tài)器件又分為電荷耦合器件（CCD）掃描儀、MOS電路掃描儀、緊貼型掃描儀等；按掃

描寬度和操作方式分為大型掃描儀、臺式掃描儀和手動式掃描儀。

掃描過程

掃描時，必須先進(jìn)行掃描參數(shù)的設(shè)置，包括：

1掃描模式的設(shè)置，（分二值、灰度、百萬種彩色），對地形圖的掃描一般采用二值掃描，

或灰度掃描。對彩色航片或衛(wèi)片采用百萬種彩色掃描，對黑白航片或衛(wèi)片采用灰度掃描。

1掃描分辨率的設(shè)置，根據(jù)掃描要求，對地形圖的掃描一般采用300dpi或更高的分辨

率。

1針對一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對比度、色調(diào)、GAMMA曲線等。

1設(shè)定掃描范圍。

1掃描參數(shù)設(shè)置完后，即可通過掃描獲得某個地區(qū)的柵格數(shù)據(jù)。

通過掃描獲得的是柵格數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量比較大。如,張地形圖采用300dpi灰度掃描其數(shù)據(jù)量

就有20兆左右。除此之外，掃描獲得的數(shù)據(jù)還存在著噪聲和中間色調(diào)像元的處理問題。噪

聲是指不屬于地圖內(nèi)容的斑點污漬和其它模糊不清的東西形成的像元灰度值。噪音范圍很

廣，沒有簡單有效的方法能加以完全消除，有的軟件能去除一些小的臟點，但有些地圖內(nèi)容

如小數(shù)點等和小的臟點很難區(qū)分。對于中間色調(diào)像元，則可以通過選擇合適的閾值選用一些

軟件如Photoshop等來處理。

一般對獲得的柵格數(shù)據(jù)還要進(jìn)行一些后續(xù)處理如圖像糾正、矢量化等。

掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加

之計算機(jī)運(yùn)算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現(xiàn)，使得掃描輸入」成為圖形數(shù)

據(jù)輸入的主要方法。

9.如何發(fā)現(xiàn)進(jìn)入GIS中的數(shù)據(jù)有錯誤？

通過矢量數(shù)字化或掃描數(shù)字化所獲取的原始空間數(shù)據(jù)，都不可避免的存在著錯誤或誤差，屬

性數(shù)據(jù)在建庫輸入時.，也難免會存在錯誤，所以，對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的檢查、

編輯是很有必要的。

圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括以下幾個方面：

1空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)：主要包括空間點、線、面數(shù)據(jù)的丟失或重復(fù)、區(qū)域中心點

的遺漏、柵格數(shù)據(jù)矢量化時引起的斷線等；

1空間數(shù)據(jù)位置的不準(zhǔn)確：主要包括空間點位的不準(zhǔn)確、線段過長或過短、線段的斷裂、

相鄰多邊形結(jié)點的不重合等；

1空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確；

1空間數(shù)據(jù)的變形；

1空間屬性和數(shù)據(jù)連接有誤；

1屬性數(shù)據(jù)不完整；

為發(fā)現(xiàn)并有效消除誤差，一般采用如下方法進(jìn)行檢查：

1疊合比較法，是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法，按與原圖相同的比例尺用

把數(shù)字化的內(nèi)容繪在透明材料上，然后與原圖疊合在一起，在透光桌上仔細(xì)的觀察和比較。

一般，對于空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確和空間數(shù)據(jù)的變形馬上就可以觀察出來，對于空間數(shù)據(jù)

的位置不完整和不準(zhǔn)確則須用粗筆把遺漏、位置錯誤的地方明顯地標(biāo)注出來。如果數(shù)字化的

范圍比較大，分塊數(shù)字化時，除檢核?幅（塊）圖內(nèi)的差錯外還應(yīng)檢核已存入計算機(jī)的其它圖

幅的接邊情況；

1目視檢查法，指在屏幕上用目視檢查的方法，檢查一些明顯的數(shù)字化誤差與錯誤，如

圖所示，包括線段過長或過短、多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等；

1邏輯檢查法，如根據(jù)數(shù)據(jù)拓?fù)湟恢滦赃M(jìn)行檢驗，將弧段連成多邊形，進(jìn)行數(shù)字化誤差

的檢查。有許多軟件已能自動進(jìn)行多邊形結(jié)點的自動平差。另外，對屬性數(shù)據(jù)的檢查一般也

最先用這種方法，檢查屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍。屬性數(shù)據(jù)之間或?qū)傩詳?shù)據(jù)與地理

實體之間是否有荒謬的組合。

對于空間數(shù)據(jù)的不完整或位置的誤差，主要是利用GIS的圖形編輯功能，如刪除（目標(biāo)、

屬性、坐標(biāo)），修改（平移、拷貝、連接、分裂、合并、整飾），插入等進(jìn)行處理。

對空間數(shù)據(jù)比例尺的不準(zhǔn)確和變形，可以通過比例變換和糾正來處理。

10.空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題分哪幾類？

GIS空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差。

源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：

1遙感數(shù)據(jù)：攝影平臺、傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性、分辨率等。

1測量數(shù)據(jù)：人差（對中誤差、讀數(shù)誤差等）、儀差（儀器不完善、缺乏校驗、未作改正等）、

環(huán)境（氣候、信號干擾等）。

1屬性數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)庫的操作等。

1GPS數(shù)據(jù)：信號的精度、接收機(jī)精度、定位方法、處理算法等。

1地圖：控制點精度，編繪、清繪、制圖綜合等的精度。

1地圖數(shù)字化精度：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等。

處理誤差是指G1S對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時產(chǎn)生的誤差，例如在下列處理中產(chǎn)生的誤差就是

處理誤差。

1幾何糾正；

1坐標(biāo)變換；

1幾何數(shù)據(jù)的編輯；

1屬性數(shù)據(jù)的編輯；

1空間分析（如多邊形疊置等）；

1圖形化簡（如數(shù)據(jù)壓縮）；

1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；

1計算機(jī)截斷誤差；

1空間內(nèi)插；

1矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。

誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的GIS產(chǎn)品也存在著誤差。誤差傳播在GIS

中可歸結(jié)為三種方式。

1代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播：這是指對有誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算后，所得結(jié)果的誤差。

1邏輯關(guān)系下的誤差傳播：即指在GIS中對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯交、并等運(yùn)算所引起的誤差傳

播，如疊置分析時的誤差傳播。

1推理關(guān)系下的誤差傳播：這是指不精確推理所造成的誤差。

11.何謂元數(shù)據(jù)？元數(shù)據(jù)的作用和意義？

元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信

息。其目的是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計算機(jī)輔助軟件工程服務(wù)。

元數(shù)據(jù)的作用和意義：

1幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效的維護(hù)和管理數(shù)據(jù)；

1提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位的各種有關(guān)信息供用戶查詢；

1幫助用戶了解數(shù)據(jù)；

1提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用數(shù)據(jù)。

1采用元數(shù)據(jù)可以便于數(shù)據(jù)共享。

12.空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的意義是什么？

隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)共享己越來越重要。由于空間數(shù)據(jù)模型的不同，空間數(shù)據(jù)的

定義、表達(dá)和存儲方式也不同，因而數(shù)據(jù)交換就不那么簡單?？臻g數(shù)據(jù)交換的主要方式有：

(1)外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。

這類標(biāo)準(zhǔn)通常是ASCII碼文件，用戶可以通過閱讀說明書來直接讀寫這種外部數(shù)據(jù)格式。

GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式通常包括矢量數(shù)據(jù)交換格式、柵格數(shù)據(jù)交換格式和數(shù)字高程模型交

換格式。

(2)空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議。

制定一套各方都能接受的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)操縱函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)以互相操作對方的數(shù)

據(jù)。

(3)空間數(shù)據(jù)共享平臺。

采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，各種GIS通過一個公共的平臺在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù)，以避

免數(shù)據(jù)的不一致性。

(4)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口。

在對空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上，各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉(zhuǎn)換程序，將本系統(tǒng)的內(nèi)部

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。

隨著軟硬件的發(fā)展，人們逐漸感受到了外部數(shù)據(jù)交換格式的不足，如自動化程度不高，速度

較慢等，但它畢竟解決了不同GIS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。

雖然空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便，但由于各種軟件存儲和處理空間數(shù)據(jù)的

方式不同，空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大，因此往往不能解決所有問題。

空間數(shù)據(jù)共享平臺雖然是?個較好的思路，但現(xiàn)有的GIS軟件各有自己的底層，因此目前

難以實現(xiàn)。

統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接口，首先要求對現(xiàn)實世界進(jìn)行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理解，這也是不易實現(xiàn)的。

因此，目前外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍然是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。

13.數(shù)據(jù)共享有哪些主要途徑？最基層的是什么，最理想的又是什么？困難在何處？

主要途徑有：①、地理信息使用相同的定義；②、實行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)；③、通過“互操作地

理信息處理"。其中”互操作地理信息處理(Interoperablegeoprocessing)是指數(shù)字系統(tǒng)的這

些能力：①自由地交換所有關(guān)于地球的信息，即所有關(guān)于地表上的、空中的、地球表面以下

的對象和現(xiàn)象的信息；②通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作運(yùn)行能夠操作這些信息的軟件。概括為自由交換地理

空間信息以及協(xié)作運(yùn)行空間信息處理的軟件。

最基層的是：內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的公開發(fā)表。

最理想的是：用戶和不同的信息群在Internet和Intranet中能靈活地進(jìn)行地理數(shù)據(jù)及處理的

互操作。

困難存在于：互操作的建立，數(shù)據(jù)的公開發(fā)表。

四章空間數(shù)據(jù)處理

1.空間數(shù)據(jù)處理主要包括哪些內(nèi)容？

數(shù)據(jù)處理涉及的內(nèi)容很廣，主要取決于原始數(shù)據(jù)的特點和用戶的具體需求。一般有數(shù)據(jù)變換、

數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提取等內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理是針對數(shù)據(jù)本身完成的操作，不涉及內(nèi)容的分析?？?/p>

間數(shù)據(jù)的處理也可稱為數(shù)據(jù)形式的操作。

2.何謂數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提??？

數(shù)據(jù)變換：指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換和輻

射糾正等，以解決空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)重構(gòu)：指數(shù)據(jù)從一種格式到另一種格式的轉(zhuǎn)換，包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式變換、類型替換等,

以解決空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的聯(lián)接與融合。

數(shù)據(jù)提?。褐笇?shù)據(jù)進(jìn)行某種有條件的提取，包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi)插等，以解

決不同用戶對數(shù)據(jù)的特定需求。

3.請說明如何建立道路的拓?fù)涞年P(guān)系？

道路屬于線狀矢量要素，其拓?fù)潢P(guān)系的建立也遵循矢量數(shù)據(jù)自動拓?fù)涞牟襟E。其步驟可分為

以下幾步：

（1）鏈的組織。找出在鏈的中間相交（左圖），而不是在端點相交（右圖）的情況，自動切成新

鏈；把鏈按一定順序存儲，如按最大或最小的x或y坐標(biāo)的順序，這樣查找和檢索都比較方

便，然后把鏈按順序編號。

4.一般從掃描儀上直接得到的地圖有什么問題？如何改正？

存在圖形的變形、坐標(biāo)系不一致等問題?？梢酝ㄟ^幾何糾正和投影變換來糾正。

幾何糾正用以糾正圖紙變形產(chǎn)生的誤差。常用的有高次變換、二次變換和仿射變換。

當(dāng)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需

投影的幾何數(shù)據(jù)，這就需要進(jìn)行地圖投影變換。方法通常分為三類：解析變換法、數(shù)值變換

法、數(shù)值解析變換法。

5.如果兩個作業(yè)小組各自從數(shù)字化儀上得到兩張相鄰圖幅的地圖數(shù)據(jù)在GIS中不能準(zhǔn)確對

接該怎么辦？

要將分幅的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，組成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件，需要進(jìn)行圖幅數(shù)據(jù)邊沿匹配處理。邊沿

匹配處理的任務(wù)包括以下幾方面：

（1）識別和檢索相鄰圖幅的數(shù)據(jù)。通過編號與分幅數(shù)字化的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來進(jìn)行圖幅的識別，

再通過兒何糾正和投影轉(zhuǎn)換使兩圖實現(xiàn)坐標(biāo)系?致。

（2）相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配。相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配采用追蹤拼接法。

符合以下條件即可拼接一一①相鄰圖幅邊界兩條線斷或弧段的左右碼各自相反或相同;②相

鄰圖幅同名邊界點坐標(biāo)在某-許可定植的范圍內(nèi)。

（3）相同屬性多邊形公共界限的刪除。對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)作定向處理，包括數(shù)據(jù)屬性的重新

分類、空間圖形的化簡和圖形特征的內(nèi)插。

6.如果你拿到東經(jīng)120度東西兩側(cè)的地圖，在數(shù)字化工作之后得到了兩張地圖的數(shù)據(jù)，這

時能直接交給用戶使用嗎？

不能。要檢查投影與配準(zhǔn)工作以及方向的問題。

7.假設(shè)一條矢量等高線上的點太過于密集了，如何減少占用系統(tǒng)的存儲空間？你能給出多

少方法？各有什么適用范圍？

采用矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法，矢量數(shù)據(jù)壓縮的目的是刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的存貯量，節(jié)省

存貯空間，加快后繼處理的速度。下面介紹幾種常用的矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法，以及它們之間

的異同點。

1道格拉斯一一普克法

如果某種矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法既能精確地表示數(shù)據(jù)，又能最大限度地淘汰不必要的點，那就

是一種好的算法。具體可以依據(jù)簡化后曲線的總長度、總面積、坐標(biāo)平均值等與原始曲線的

相應(yīng)數(shù)據(jù)的對比來判別。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)情況下道格拉斯一一普克法的壓縮算法較好，但必須在對整條曲

線數(shù)字化完成后才能進(jìn)行，且計算量較大；光欄法的壓縮算法也很好，并且可在數(shù)字化時實

時處理，每次判斷下一個數(shù)字化的點，且計算量較??；垂距法算法簡單，速度快，但有時會

將曲線的彎曲極值點p值去掉而失真。

8.柵格地圖數(shù)據(jù)如何減少硬盤存貯空間?

利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。如進(jìn)行游程長度（行程）編碼、弗利曼編碼、四叉樹編碼等。

以游程長度（行程）編碼為例說明：

地理數(shù)據(jù)往往有較強(qiáng)的相關(guān)性，也就是說相鄰像元的值往往是相同的。游程長度編碼的基本

思想是：按行掃描，將相鄰等值的像元合并，并記錄代碼的重復(fù)個數(shù)。如圖1,其編碼為A4A1

B3A2B2A2B2。若在行與行之間不間斷地連續(xù)編碼，貝U為A5B3A2B2A2B2。

對于游程長度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強(qiáng)，則壓縮越大。其特點是，壓縮效率較高,

疊加、合并等運(yùn)算簡單，編碼和解碼運(yùn)算快。

9.請簡要說明通過掃描儀得到矢量地圖數(shù)據(jù)的原理和過程。

在數(shù)字圖像中，二值圖像占有非常重要的地位。在對地圖、文字的掃描數(shù)字化和識別時，通

常都是當(dāng)作二值圖像來處理的。

由于掃描后的圖像是以不同灰度級存儲的，為了進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)矢量化的轉(zhuǎn)換，需壓縮為兩級

（0和1）,這就稱為二值化。二值化的關(guān)鍵是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值，

當(dāng)灰度級小于閾值時，取值為0,當(dāng)灰度級大于閾值時，取值為1。

（2）二值圖像的預(yù)處理

對于掃描輸入的圖幅，由于原稿不干凈等原因，總是會出現(xiàn)一些飛白、污點、線劃邊緣凹凸

不平等。除了依靠圖像編輯功能進(jìn)行人機(jī)交互處理外，還可以通過一些算法來進(jìn)行處理。除

了上述方法外，還可用其它許多方法。例如，對于飛白和污點，給定其最小尺寸，不足的消

除；對于斷線，采取先加粗后減細(xì)的方法進(jìn)行斷線相連：用低通型濾波進(jìn)行破碎地物的合并,

用高通濾波提取區(qū)域范圍等等。

所謂細(xì)化就是將二值圖像象元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點，使之成為線劃寬度只有一個像元

的骨架圖形。細(xì)化后的圖形骨架既保留了原圖形的絕大部分特征,又便于下一步的跟蹤處理。

細(xì)化的基本過程是：（1）確定需細(xì)化的像元集合；（2）移去不是骨架的像元；（3）重復(fù)，直到僅

剩骨架象元。

如果是對掃描后的地圖圖像進(jìn)行細(xì)化處理，應(yīng)符合下列基本要求：

1保持原線劃的連續(xù)性；

1線寬只為一個像元；

1細(xì)劃后的骨架應(yīng)是原線劃的中心線；

1保持圖形的原有特征。

細(xì)化后的二值圖像形成了骨架圖，追蹤就是把骨架轉(zhuǎn)換為矢量圖形的坐標(biāo)序列。其基本步驟

為：

1從左向右，從上向下搜索線劃起始點，并記下坐標(biāo)。

1朝該點的8個方向追蹤點，若沒有，則本條線的追蹤結(jié)束，轉(zhuǎn)（1）進(jìn)行下條線的追蹤；

否則記下坐標(biāo)。

1把搜索點移到新取的點上，轉(zhuǎn)2。。

（注意的是，已追蹤點應(yīng)作標(biāo)記，防止重復(fù)追蹤）。

為了進(jìn)行拓?fù)浠?，需找出線的端點和結(jié)點，以及孤立點。

1孤立點：8鄰城中沒有為1的像元。如下圖2-（1）。

1端點：8鄰城中只有一個為1的像元。如圖2-（2）。

1結(jié)點：8鄰城中有三個或三個以上為1的像元。如圖2-（3）。

在追蹤時加上這些信息后，就可形成結(jié)點和孤段，就可用矢量數(shù)據(jù)的自動拓?fù)浞椒ㄟM(jìn)行拓?fù)?/p>

化了

10.對于掃描儀輸出的結(jié)果一般需要做哪些處理？

掃描儀輸出的結(jié)果需要經(jīng)過圖像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、

圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的改善，既改善了

圖像的視覺效果，又便于計算機(jī)對圖像進(jìn)行分析、處理和識別。

11.二值圖像的處理對于GIS有什么意義？常用哪些方法？

在數(shù)字圖像中，二值圖像占有非常重要的地位。在對地圖、文字的掃描數(shù)字化和識別時，通

常都是當(dāng)作二值圖像來處理的。在二值圖像中，通常1表示圖形，0表示背景。經(jīng)過二值圖

像的處理后的數(shù)據(jù)量明顯減小，對于GIS克服海量數(shù)據(jù)的缺點，及提高處理速度等都具有

極其重要的意義。

二值化為了從圖像中分離出對象物，把圖形和背景作為二值圖像對待。圖像二值化可以用下

列閾值處理方法進(jìn)行。

確定出閾值t的方法：

（1）、狀態(tài)法

求出給定圖像的灰度值直方圖，在具有兩個峰值（對應(yīng)于圖形和背景）的情況下，可以在峰

之間的谷底確定t值。（見圖3）

（2）、微分直方圖法

這是設(shè)想圖像的對象圖形和背景的邊界處的灰度值急劇變化。這樣就可不直接利用圖像的灰

度值，而是利用微分值（灰度的變化率）來確定閾值。

設(shè)圖像中某一像素的為S,計算這個像素的微分值，如取鄰域各像素與該像素灰度值之差的

最大值，或取各個灰度值之差的絕對值之和；求出圖像中具有灰度值S的所有像素的微分

值之和。對所有的灰度值作同樣的處理，即得到微分直方圖。

如果選擇微分直方圖中最高值的灰度值，就可認(rèn)為這一灰度值對應(yīng)于灰度變化率最高的部

分。

這一方法在圖形的邊界處于一定的灰度值范圍時，是比較有效的。但往往邊界附近灰度值

的變化常常比較復(fù)雜，這時就并不很有效。

（3）、可變閾值法

當(dāng)由于圖像位置不同而平均灰度值不同時，用單一的閾值不能有效地對整個圖像進(jìn)行二值

化。這時，可讓閾值隨著圖像的不同部分而變化，從而對整個圖像進(jìn)行有效處理（圖4）。

12.如何用GIS技術(shù)提取航空相片上的地理信息？

航空相片上的信息包括光譜信息和空間信息兩種；（1）對航空相片采用對比度增強(qiáng)處理或邊

緣增強(qiáng)處理；（2）通過直方圖分析選擇恰當(dāng)?shù)拈T限值；（3）二直化圖像，提取邊界和線性特

征（4）輸出圖形。

分析手段：紋理分析，多維信息分析，匹配，分類，區(qū)域分割；

13.RS與GPS的原理各是什么？與GIS有什么關(guān)系？

遙感（RS）是一種遠(yuǎn)離目標(biāo)，通過非直接接觸而判定、測量并分析目標(biāo)性質(zhì)的技術(shù)。是對

目標(biāo)進(jìn)行信息采集主要是利用了目標(biāo)反射或輻射的電磁波。接收從目標(biāo)中反射或輻射的電磁

波的裝置叫做遙感器（remotesensor）,照相機(jī)及掃描儀等即屬于此類。此外，搭載這些遙感

器的移動體叫做遙感平臺（platform）,根據(jù)遙感平臺的不同，遙感可分為地面遙感、航空遙

感、航天遙感三種類型。

航空遙感是以飛機(jī)或氣球作為工作平臺進(jìn)行成像或掃描的一種遙感方式。航空遙感具有成像

比例尺大、分辨率高、幾何糾正準(zhǔn)確等優(yōu)點，在GIS中也有重要的應(yīng)用?，F(xiàn)在的航空遙感,

除以感光膠片作為傳統(tǒng)記錄外，還可進(jìn)行磁帶記錄，把獲取的紫外、紅外、微波等信息，轉(zhuǎn)

換成圖像和數(shù)字信息，以便于計算機(jī)對遙感信息的進(jìn)一步處理。

航天遙感是利用人造衛(wèi)星給多種傳感器提供了離地面更高的工作平臺，使傳感器具有更廣闊

的視野，居高臨卜，俯視?切。衛(wèi)星遙感還可不受國界和地形的限制，可對全球作連續(xù)的觀

測。遙感衛(wèi)星根據(jù)其軌道及搭載的遙感器不同而有不同的特征。遙感衛(wèi)星的主要功能有，記

錄準(zhǔn)確的遙感器的位置，可靠地獲取數(shù)據(jù)以及將獲取的數(shù)據(jù)傳送到地面站。

全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種采用距離交會法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。通過測定測距信號的傳

播時間來間接測定距離的，將無線電信號發(fā)射機(jī)從地面站搬到衛(wèi)星上，組成?個衛(wèi)星導(dǎo)航定

位系統(tǒng)，較好地解決覆蓋面與定位精度之間的矛盾。GPS由空間部分、控制部分和用戶設(shè)

備三部分組成。

RS與GIS的結(jié)合具有重要意義。GIS的生命力將最終取決于其空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性，遙感

數(shù)據(jù)是GIS的重要信息源和數(shù)據(jù)更新的手段。同時，RS與GIS的結(jié)合可以有效地改善遙感

分析。利用GIS的空間數(shù)據(jù)可以提高遙感數(shù)據(jù)的分類精度。由于分類可信度的提高，又推

動了G1S中數(shù)據(jù)快速更新的實現(xiàn)。G1S中的高程、坡度、坡向、土壤、植被、地質(zhì)、土地利

用等信息是遙感分類經(jīng)常要用到的數(shù)據(jù)。另外，RS與GIS的結(jié)合可以進(jìn)一步加強(qiáng)GIS的空

間分析功能。RS與GIS的結(jié)合方式通常有三種：

①分開但是平等的結(jié)合；

②表面無縫的結(jié)合；

③整體的結(jié)合。

此外，RS用于GIS地理數(shù)據(jù)庫的快速更新。用衛(wèi)星影像獲取各種地面要素的矢量信息，將

遙感圖像與GIS空間數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖形以透明方式迭加，并發(fā)現(xiàn)和確定需要更新的內(nèi)容。然

后要將柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化處理，同時進(jìn)行一些入庫前的預(yù)處理。數(shù)據(jù)就可以按GIS指定

的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入庫了。全球定位系統(tǒng)與G1S的結(jié)合也具有重要意義。GPS定位準(zhǔn)，耗時少，

節(jié)約人力物力，推動了GIS中數(shù)據(jù)快速更新的實現(xiàn)。

第六章空間查詢與空間分析

1.什么是空間數(shù)據(jù)的查詢？

空間數(shù)據(jù)的查詢?般定義為從空間數(shù)據(jù)庫中找出所有滿足屬性條件和空間約束條件的地理

對象。屬性約束條件一般用帶比較運(yùn)算符的邏輯表達(dá)式描述，這與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)查詢語言SQL

的where語句中條件表達(dá)式相似?？臻g約束條件用帶空間謂詞的邏輯表達(dá)式描述，空間謂詞

由地理對象間的空間關(guān)系演變而來，如包含、相交、分離、重疊、距離同、方向等。因此空

間查詢是作用在庫體上的函數(shù)，返回用戶請求的內(nèi)容，也屬于咨詢式分析。

2.查詢種類有哪些？實現(xiàn)方式如何？

查詢種類及實現(xiàn)方式：

幾何參數(shù)查詢，包括點的位置坐標(biāo)，兩點間的距離，一個或一段線目標(biāo)的長度，一個面目標(biāo)

的周長或面積等。

實現(xiàn)方式：查詢屬性庫或空間計算

（1）空間定位查詢，給定一個點或一個幾何圖形，檢索該圖形范圍內(nèi)的空間對象及其屬性。

按點查詢：給定一個鼠標(biāo)點，查詢離它最近的對象及屬性（點的捕捉）。

開窗查詢：按矩形、圓、多邊形查詢。分為該窗口包含和穿過的區(qū)別。根據(jù)空間索引，檢索

哪些對象可能位于該窗口，然后根據(jù)點、線、面在查詢開窗內(nèi)的判別計算，檢索到目標(biāo)。

空間運(yùn)算方法

（2）空間關(guān)系查詢，包括相鄰分析檢索一通過檢索拓?fù)潢P(guān)系；相關(guān)分析檢索（不同要素類

型之間的關(guān)系）-通過檢索拓?fù)潢P(guān)系；包含關(guān)系查詢；穿越查詢等等。

A相鄰分析檢索一通過檢索拓?fù)潢P(guān)系

面一面（如查詢與面狀地物相鄰的多邊形的實現(xiàn)方法）：

①從多邊形與弧段關(guān)聯(lián)表中，檢索該多邊形關(guān)聯(lián)的所有弧段；

②從弧段關(guān)聯(lián)的左右多邊形表中，檢索出這些弧段關(guān)聯(lián)的多邊形。

線一線（如與某干流A相連的所有支流）：

①從線狀地物表中，查找組成A的所有弧段及關(guān)聯(lián)的結(jié)點；

②從結(jié)點表中，查詢與這些結(jié)點關(guān)聯(lián)的弧段；

點一點（如：A與B是否相通等）。

B相關(guān)分析檢索（不同要素類型之間的關(guān)系）-通過檢索拓?fù)潢P(guān)系

線一面（例如：我國邊境線總長度）

點一線（例如：自來水GIS中，與某閥門相關(guān)的水管）

點一面（例如：中國大于10萬人U的城市個數(shù)）

C包含關(guān)系查詢

查詢某個面狀地物所包含的空間對象。

同層包含，如，某省的下屬地區(qū)，若建立有空間拓?fù)潢P(guān)系，可直接查詢拓?fù)潢P(guān)系表來實現(xiàn)。

不同層包含，如某省的湖泊分布，沒有建立拓?fù)?，實質(zhì)是疊置分析檢索，通過多邊形疊置分

析技術(shù)，只檢索出在窗口界限范圍內(nèi)的地理實體，窗口外的實體作裁剪處理。

D穿越查詢

某公路穿越了某些縣，采用空間運(yùn)算的方法執(zhí)行，根據(jù)一個線目標(biāo)的空間坐標(biāo)，計算哪些面

或線與之相交。

E落入查詢：一個空間對象落入哪個空間對象之內(nèi)。？D?D空間運(yùn)算

F緩沖區(qū)查詢

根據(jù)用戶給定的一個點、線、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

檢索原理，檢索該緩沖區(qū)內(nèi)的空間實體。

G邊沿匹配檢索

空間查詢在多幅地圖的數(shù)據(jù)文件之間進(jìn)行，這時需應(yīng)用邊沿匹配處理技術(shù)。

（3）屬性查詢

1查找

僅選擇一個屬性表，給定?個屬性值，找出對應(yīng)的屬性記錄或圖形。

在屏幕上已有一個屬性表，用戶任意點取記錄，對應(yīng)的圖形以高亮顯示。

實現(xiàn)：執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢語言，找到滿足要求的記錄，得到它的目標(biāo)標(biāo)識，再通過目標(biāo)標(biāo)識在

圖形數(shù)據(jù)文件中找到對應(yīng)的空間對象，并顯示出來。

1SQL查詢

Select屬性項From屬性表Where條件or條件and條件

實現(xiàn)：交互式選擇各項，輸入后，系統(tǒng)再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的SQL,由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)執(zhí)行或ODBCC

語言執(zhí)行，得到結(jié)果，提取目標(biāo)標(biāo)識，在圖形文件中找到空間對象，并顯示。

1擴(kuò)展SQL

空間數(shù)據(jù)查詢語言是通過對標(biāo)準(zhǔn)SQL的擴(kuò)展來形成的，即在數(shù)據(jù)庫查詢語言上加入空間關(guān)

系查詢。為此需要增加空間數(shù)據(jù)類型（如點、線、面等）和空間操作算子（如求長度、面積、

疊加等）。在給定查詢條件時也需含有空間概念，如距離、鄰近、疊加等。

例如，”查詢閩江流域人口大于5萬的縣或市”，可表示為：

SELECT*

FROM縣或市

WHERE縣或市.人口>5萬ANDCROSS（河流.名稱=“閩江”）

主要優(yōu)點是：保留了SQL的風(fēng)格，便于熟悉SQL的用戶的掌握，通用性較好，易于與關(guān)系

數(shù)據(jù)庫連接。

執(zhí)行擴(kuò)展SQL,如果要將屬性和空間關(guān)系整體統(tǒng)一起來，從底層進(jìn)行查詢優(yōu)化，有一定困

難。目前一般將兩層分開進(jìn)行查詢。

（4）其它查詢方法

1可視化空間查詢

可視化查詢是指將查詢語言的元素，特別是空間關(guān)系，用直觀的圖形或符號表示。查詢主:要

使用圖形、圖像、圖標(biāo)、符號來表達(dá)概念。

優(yōu)點：具有簡單、直觀、易于使用。

缺點：當(dāng)空間約束條件復(fù)雜時，很難用圖符描述；用二維圖符表示圖形之間的關(guān)系時，可能

會出現(xiàn)歧義：難以表示“非”關(guān)系；不易進(jìn)行范圍（圓、矩形、多邊形等）約束；無法進(jìn)行屏

幕定位查詢等。

1超文本查詢

圖形、圖像、字符等皆當(dāng)作文本，并設(shè)置一些“熱點”（HotSpot）,“熱點”可以是文本、鍵等。

用鼠標(biāo)點擊“熱點”后，可以彈出說明信息、播放聲音、完成某項工作等。但超文本查詢只能

預(yù)先設(shè)置好，用戶不能實時構(gòu)建自己要求的各種查詢。

1自然語言空間查詢

在SQL查詢中引入一些自然語言，如溫度高的城市

SELECTname

FROMCities

WHEREtemperatureishigh

SELECTname

FROMCities

WHEREtemperature>=33.75

這種查詢方式只能適用于某個專業(yè)領(lǐng)域的地理信息系統(tǒng)，而不能作為地理信息系統(tǒng)中的通用

數(shù)據(jù)庫查詢語言。

3.SQL對GIS有什么作用？

目前GIS的地物屬性數(shù)據(jù)庫大多是以傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的，因此基于屬性的GIS查

詢可以通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫的SQL語言進(jìn)行查詢。一般來說，地物的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是分

開存貯的，圖形和屬性之間通過目標(biāo)的ID碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過SQL語言操作可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查

詢。

4.如何表達(dá)查詢得到的結(jié)果？

1使要素、對應(yīng)的記錄同步進(jìn)入選擇集，同時改變顯示顏色。

1進(jìn)入選擇集的記錄可以用統(tǒng)計圖表達(dá).如果選擇集是空的，統(tǒng)計圖就包括該表的全體

記錄。

1進(jìn)入選擇集的記錄可以分類匯總統(tǒng)計。

5.對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析的意義是什么？

GIS中空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析是指對GIS地理數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,針對不同領(lǐng)

域的運(yùn)用提取相關(guān)的地理信息，去除一些冗余信息使其便于分析利用。

6.通過什么方法可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行類別劃分？

分類和分級的方法很多，常用的有：系統(tǒng)聚類法和最優(yōu)分割分級法。

7.矢量數(shù)據(jù)的疊加有什么作用？

疊置分析是地理信息系統(tǒng)最常用的提取空間隱含信息的手段之一，它將有關(guān)主題層組成的

數(shù)據(jù)層面，進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個新數(shù)據(jù)層面的操作，其結(jié)果綜合了原來兩層或多層要素所具有

的屬性。

8.柵格數(shù)據(jù)的疊加與矢量數(shù)據(jù)的疊加有什么不同？

柵格數(shù)據(jù)疊置的直觀概念就是將兩幅或多幅地圖重迭在一起，產(chǎn)生新多邊形和新多邊形范圍

內(nèi)的屬性。其結(jié)果雖然數(shù)據(jù)存儲量小，但是運(yùn)算過程復(fù)雜。

矢量數(shù)據(jù)在疊置地圖的相應(yīng)位置上產(chǎn)生新的屬性的分析方法。其結(jié)果雖然數(shù)據(jù)存儲量大，但

是運(yùn)算過程較簡單。

9.什么是緩沖區(qū)分析？請舉例說明它有什么用途。

緩沖區(qū)分析是G1S的基本空間操作功能之一，是指在點、線、面實體的周圍，自動建立的

一定寬度的多邊形。

例如，某地區(qū)有危險品倉庫，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點緩沖區(qū)分

析；而在對野生動物棲息地的評價中，動物的活動區(qū)域往往是在距它們生存所需的水源或棲

息地一定距離的范圍內(nèi)，為此可用面緩沖區(qū)進(jìn)行分析，等等。

10.泰森多邊形有什么特點？如何建立？

泰森多邊形可用于定性分析、統(tǒng)計分析、鄰近分析等，其特性有：

1每個泰森多邊形內(nèi)僅含有一個離散點數(shù)據(jù)；

1泰森多邊形內(nèi)的點到相應(yīng)離散點的距離最近；

1位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊的離散點的距離相等。

泰森多邊形的建立步驟

建立