地理信息系統(tǒng)的基本功能和特征

地理信息系統(tǒng)的基本功能和特征基本功能（數(shù)據(jù)采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲和管理、數(shù)據(jù)處理和變換、空間分析和統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)品制作與演示、二次開發(fā)和編程）。地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)或特征①地理信息系統(tǒng)是隸屬于信息系統(tǒng)中的一類，屬于空間信息系統(tǒng)；②與非空間信息系統(tǒng)（如管理信息系統(tǒng)）區(qū)別在于它能夠處理空間定位數(shù)據(jù)；③與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)相比具有地理信息系統(tǒng)中的空間分析能力?？臻g拓?fù)潢P(guān)系的概念、意義、空間數(shù)據(jù)解碼拓?fù)潢P(guān)系：圖形在保持連續(xù)變形下的那些不變的幾何關(guān)系，包括：拓?fù)溧徑印⑼負(fù)潢P(guān)聯(lián)、拓?fù)浒??？臻g拓?fù)潢P(guān)系的意義：①根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或者計(jì)算距離，就可以確定一種地理實(shí)體相對于另一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系；②利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢；③可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的編碼：是指將數(shù)據(jù)分類結(jié)構(gòu)用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的分類代碼由六位數(shù)字組成，有大類碼（一位）、小類碼（一位）、一級代碼（二位）、二級代碼（一位）、識別碼（一位）。GIS數(shù)據(jù)融合的概念和幾種方法基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一般通過交換格式進(jìn)行，是目前GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合的主要方法。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式需要公開?；跀?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)融合：是采用一種空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)多元GIS數(shù)據(jù)的融合。特點(diǎn)：能處理多個(gè)數(shù)據(jù)集，轉(zhuǎn)換次數(shù)少，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式不需要公開，只要公開轉(zhuǎn)換采用的技術(shù)即可。基于公共接口的數(shù)據(jù)融合：又稱數(shù)據(jù)互操作模式，接口是一種規(guī)程大家都需要遵守并達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。特點(diǎn)：獨(dú)特立于具體平臺，轉(zhuǎn)換技術(shù)高度抽象，數(shù)據(jù)格式不需要公開，代表著數(shù)據(jù)共享的發(fā)展方向。基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合：是指一個(gè)GIS軟件中實(shí)現(xiàn)對其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問。特點(diǎn)：避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不需要擁有數(shù)據(jù)格式的宿主軟件，也不必運(yùn)行軟件?？臻g數(shù)據(jù)處理的幾種方式和內(nèi)涵：1、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，包括幾何糾正和地圖投影轉(zhuǎn)換等，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。2、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、格式轉(zhuǎn)換、類型替換等，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的聯(lián)接和融合。3、數(shù)據(jù)提取指對數(shù)據(jù)進(jìn)行某種條件的取舍，包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi)插等，以適應(yīng)不同用戶對數(shù)據(jù)的特定要求。數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫的概念和原理：空間數(shù)據(jù)索引方法、GIS空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則空間數(shù)據(jù)庫索引包括1）范圍索引：范圍索引即在記錄每個(gè)空間實(shí)體的坐標(biāo)時(shí)，同時(shí)記錄每個(gè)空間實(shí)體的最大和最小坐標(biāo)。2）格網(wǎng)空間索引：是將區(qū)域劃分成大小相等的網(wǎng)格，記錄每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所包含的空間實(shí)體在數(shù)據(jù)庫中的地址。3）四叉樹空間索引：是將區(qū)域進(jìn)行若干層次的劃分，每個(gè)層次的劃分是將上一層次劃分得到的每個(gè)區(qū)域分成四個(gè)相等的子區(qū)域，判定空間實(shí)體包含在哪一層次的哪一個(gè)子區(qū)域中，則用子區(qū)域的編碼來記錄空間實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的原則①盡量減少空間數(shù)據(jù)存儲的冗余量；②提供穩(wěn)定的可轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；③滿足用戶及時(shí)訪問的需求，并能高效地提供用戶所需的空間數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果；④在數(shù)據(jù)元素間維持復(fù)雜聯(lián)系，以反映空間數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性；⑤支持多種決策需要，具有較強(qiáng)的應(yīng)用適應(yīng)性。GIS應(yīng)用模型的概念、幾種類型和方法GIS的應(yīng)用模型，就是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu)勢，是觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息世界中可操作的機(jī)理和過程。模型的形成過程實(shí)際上就是解決問題的過程GIS應(yīng)用模型的分類：理論模型；經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；混合模型。GIS應(yīng)用模式的功能：資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國土監(jiān)測、輔助決策。地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方法，及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)、GIS系統(tǒng)實(shí)施的內(nèi)容。生命周期設(shè)計(jì)法：是指系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照階段進(jìn)行，預(yù)先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標(biāo)和任務(wù)，然后按照一定的準(zhǔn)則順序開發(fā)實(shí)施。優(yōu)點(diǎn)：便于開發(fā)工作的組織管理缺點(diǎn)：系統(tǒng)開發(fā)過程比較長，新系統(tǒng)的實(shí)際效果的可見性差，來自最終用戶的反饋比較遲，不容易把握用戶需求的變化。原型化設(shè)計(jì)法：根據(jù)用戶提出的需要，由用戶和開發(fā)人員共同商定其中重要和基本的開發(fā)目標(biāo)，然后選擇一個(gè)試驗(yàn)區(qū)，設(shè)計(jì)出初步方案，短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出一個(gè)能滿足用戶基本需要的初步原型和系統(tǒng)雛形，交由用戶適用經(jīng)過一段運(yùn)行后，根據(jù)用戶意見對原型加以修改和擴(kuò)充產(chǎn)生一個(gè)新的原版版本，如此反復(fù)和迭代，最后形成一個(gè)比較完善和質(zhì)量較高的應(yīng)用型GIS。優(yōu)點(diǎn)：能使用戶更積極的參與新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，能使開發(fā)人員及時(shí)獲取用戶的反饋意見，能更快的看到系統(tǒng)的實(shí)際效果，能使系統(tǒng)的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降到最低。缺點(diǎn)：不易控制開發(fā)經(jīng)費(fèi)和開發(fā)時(shí)間。系統(tǒng)實(shí)施的內(nèi)容包括：①系統(tǒng)硬件和軟件的引進(jìn)和調(diào)試；②系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制；③應(yīng)用模塊開發(fā)和建立用戶應(yīng)用界面；④應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、測試和編寫系統(tǒng)測試報(bào)告；⑤按照計(jì)劃任務(wù)書進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn)收及技術(shù)鑒定。地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容：統(tǒng)一的名詞術(shù)語內(nèi)涵、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則、統(tǒng)一的空間定位框架、19、透視分析是探測全屬趨勢常用方法，準(zhǔn)確判定趨勢特征關(guān)鍵在于選擇合適透視角度。1.什么是GIS空間分析？其方法是什么？GIS空間分析是以地理事物的空間位置和形態(tài)特征為基礎(chǔ)，以空間數(shù)據(jù)運(yùn)算、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)算為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術(shù)和過程。方法：疊置分析、緩沖區(qū)分析、窗口分析、網(wǎng)絡(luò)分析空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)中用于儲存和管理空間數(shù)據(jù)的場所。特點(diǎn)：2.簡述空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要控制方法。a)傳統(tǒng)的手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、會知道透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個(gè)對比；b)源數(shù)據(jù)方法：數(shù)據(jù)集的源數(shù)據(jù)中包含大量有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)通過跟蹤源數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化；c)地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3.簡述空間關(guān)系的類型a)空間拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)渥儞Q下保持不變的關(guān)系；b)空間順序關(guān)系：描述實(shí)體在地理空間上的排列順序；c)空間度量關(guān)系：描述空間實(shí)體的距離遠(yuǎn)近關(guān)系，一般用歐式距離表示。一、判斷題（正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”）1．高程指空間參考的高于或低于某基準(zhǔn)面的垂直位置，主要用來提供地形信息。（√）2．游程編碼結(jié)構(gòu)屬于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一種。（×）3．在ArcGIS軟件中，新建圖層（要素類）在ArcCatalog中進(jìn)行。（√）4．TIN的中文全稱是不規(guī)則三角網(wǎng)。（√）5．在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)點(diǎn)是由一個(gè)柵格單元來表達(dá)的。（√）6．分辨率越高，一個(gè)柵格單元代表的實(shí)地面積越大。（×）7．ArcGIS軟件是由中國的超圖公司開發(fā)的。（×）8．Shapefile是一種柵格數(shù)據(jù)格式，它不能轉(zhuǎn)換為ArcGIS識別的格式。（×）9．“MustNotOverlap”是ArcGIS中的拓?fù)湟?guī)則之一。（√）10．DEM的中文全稱是數(shù)字高程模型。（√）二、名詞解釋第一章1．?dāng)?shù)據(jù)：是通過數(shù)字化或直接記錄下的可以被鑒別的符號，是一種未經(jīng)加工的原始資料。2．信息：是向人們或機(jī)器提供的關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界各種事實(shí)的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體物理形式的改變而改變。3．地理信息系統(tǒng)：是由兩個(gè)部分組成的。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的交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。第二章4．對象模型：也稱為要素模型，將研究的整個(gè)地理空間看成一個(gè)空域，地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立對象分布在該空域中。5．場模型：也稱域模型，是把地理現(xiàn)象作為連續(xù)變量或體來看待，如大氣污染度、地表溫度、土壤濕度和地形地貌等。第四章6．?dāng)?shù)據(jù)處