南师GIS试题答案.doc

2009年1、阐述空间数据库的特点1）数据量特别大，地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大。2）不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。3）数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。2、阐述服务型GIS的特点答：服务型GIS，就是把SOA架构、web services等相关理念和技术应用到GIS中，形成了Services GIS，尤其是基于OGC标准上的移动GIS，更体现了这一点,具体介绍如下：移动GIS，是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机为终端的GIS系统，是继桌面GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点，移动定位、移动MIS、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动GIS就是其中的集中代表，使得随时随地获取信息变得轻松自如。一、屏蔽了服务端、客户端的软硬件差异，用户不再关心服务端、客户端的具体实现，不论服务端采用哪种GIS服务器，也不论客户端是桌面程序、WEB程序、还是手机程序，只要服务端和客户端都遵守相同的协议标准，就可以实现之间的交互操作；二、便于服务聚合，实现数据共享与互操作，为解决多系统的信息共享和交互操作，需要解决系统与系统之间的接口问题，web services技术给出了很好解决方案，互相之间通过调用服务的方式来获取对方的信息，方便了移动GIS系统本身以及与其他信息系统之间的交互与集成；三、分布式计算，web 服务分布于互联网不同的服务器上，利用Http+xml实现交互通信，BPEL整合业务逻辑，实现计算的透明性和分布式。3、地理信息共享的主要技术有哪些。答：数据共享就是让在不同地方使用不同计算机、不同软件的用户能够读取他人数据并进行各种操作运算和分析。地理信息共享：从广义上的地理信息共享通过口头，纸质，网络等一切载体在内的地理信息共享，从狭义上，指以计算机及空间数据基础设施等技术硬件为依托，在标准，政策，法律等软环境下，对地理信息进行共同使用。包括：地理信息标准化，地理信息处理规范，地理信息共享机制。地理信息稳定支持。l 数据内容的差异性l 数据来源的差异性l 空间数据模型的差异性l 支撑平台的差异性l 应用系统的差异性实现空间数据共享可以使更多的人更充分地使用已有数据资源，并且减少资料收集、数据采集等重复劳动和相应费用，而把精力重点放在开发新的应用程序及系统集成上。由于不同用户提供的数据可能来自不同的途径，其数据内容、数据格式和数据质量千差万别，因而给数据共享带来了很大困难，有时甚至会遇到数据格式不能转换或数据转换格式后丢失信息的棘手问题，严重地阻碍了数据在各部门和各软件系统中的流动与共享。目前，实现多格式数据共享的方式大致有三种，即：数据格式转换模式、直接数据访问模式和数据互操作模式。（1）GIS数据转换技术公开数据格式：2-3次转换标准数据格式：2次转换如SDTS格式直接读取共享直接数据访问是指在一个GIS软件中实现对其它软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。但是，数据访问同样要建立在对要访问的数据格式充分了解的基础上。如果要访问的数据格式不公开，就无能为力。如果宿主软件数据格式发生变化，各数据集成软件不得不重新研究该宿主软件数据格式，提供升级版本。这样，其它数据集成软件对于基于这种GIS软件数据格式的数据的处理必然存在滞后性。数据格式转换模式就是把其它格式的数据经过专门的数据转换程序进行转换，变成本系统的数据格式，这是当前地理信息系统软件共享数据的主要办法。（2）互操作技术数据互操作模式是OpenGIS Consortium（OGC）制定的规范。互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能够透明地获取所需的信息。OGC规范基于它的执行规范，为实现不同数据平台之间的数据交换提供了统一的协议，这正被越来越多的GIS软件以及研究者所接纳和采纳。数据互操作模式在应用中也存在一定的局限性：首先，为真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每种格式的宿主软件都按照统一的要求规范数据访问接口，这在一定的时期内还不能实现；其次，一个软件访问其它软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这些软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。而现有的大量数据转换到OpenGIS标准还没有提出很好的解决方案。但是它提供了一种更为通用的多源数据共享模式（3）地图符号共享技术数据格式转换，符号格式转换，TrueType字体库，符号对应表通用地图符号库，针对不同GIS环境开发相应的符号绘制模块来实现符号在不同GIS地图上的绘制，从而绕开了原有的GIS地图符号系统，直接实现了通用地图符号库多个GIS环境下的绘制。地图符号库在多种GIS环境下的应用，地图符号库的转换与共享，地图符号信息共享。（4）空间关系的共享与重构技术拓扑，顺序（方向），度量空间关系（5）基于空间服务的地理信息共享技术（面向服务的地理共享）ISO、OGC和FGDC等标准化组织在2005年依据面向服务体系架构和地理信息共享特性制定了相关标准和规范，提出了统一的地理信息服务接口概念，使得用户可以通过相同方式访问不同数据源的数据，而无须掌握数据源的位置和内部结构。面向服务的地理信息共享的基本思想是不同的地理信息系统遵循上述标准开发各自的Web服务。其他的地理信息系统或者客户端通过调用其Web服务的服务接口访问其可以提供的地理数据，而且不同Web服务之间也可以直接调用彼此的服务接口进行交互。Web服务为用户屏蔽了地理信息系统以及其内部数据结构的差异性，而且通过网络使用户能够访问到更多类型、更广范围内的地理信息。很多国外的地理信息系统厂商竞相推出了面向服务体系架构的网络GIS平台。如ESRI的ArcWeb Services。在国内，面向服务的地理信息共享还处于探索阶段。随着Google Earth数字地球平台的出现和面向服务架构与Web服务等技术的逐渐成熟为面向服务的地理信息共享带来了新的机遇。空间Web服务架构l 应用客户与服务器l 注册服务l 应用服务l 描绘服务l 数据服务l 编码为了解决地理信息互操作的困难，实现互操作接口机制的开放性和标准性，OGC开发了一系列的基于公共接口，编码和模式的Web地图方法空间Web服务模式l 空间Web地图服务web map service：能根据用户的请求返回相应的地图不是指空间数据的本身，而是指空间数据的可视化形式，包括栅格形式PNG, JPG,GIF和矢量形式SVG和webCGM网络电脑图形元文件l 空间Web要素服务web feature service：支持对地理要素的插入，更新，删除，检索和发现服务。该服务根据Http客户的请求返回简单地理要素的GML表达形式。l 空间Web覆盖服务 web coverage service：提供是包含了地理位置的值或属性的空间栅格图层，而不是静态地图的访问服务。该服务能够根据Http客户的请求发送相应的地理覆盖数据，包括影像，多光谱影像和其他科学数据等。（6）基于空间元数据的地理信息共享技术地理空间数据的元数据是指地理空间相关数据集和信息资源的描述信息，即描述地理空间数据的数据，它是对空间特征的概括和抽取。利用元数据，地理空间数据用户可以迅速了解数据的名称，质量，比例尺，组织方式等丰富的描述信息。元数据标准化。4、电子商务的特点是什么？GIS在电子商务的有什么用。电子商务是在Internet开放的网络环境下,基于浏览器/服务器应用方式，实现消费者的网上购物、企业之间的网上交易和在线电子支付的一种新型的商业运营模式。互联网固有的特性既赋予了电子商务有别于传统商务无法比拟的优点，随着电子商务的应用和研究的深入，已经证明电子商务是必须以传统商务为基础，是不能脱离传统商务独立存在。（1）市场全球化。（2）交易的快捷化。电子商务能在世界各地瞬间完成传递与计算机自动处理，而且无须人员干预，加快了交易速度。（3）交易虚拟化。通过以互联网为代表的计算机互联网络进行的贸易，双方从开始洽谈、签约到订货、支付等，无须当面进行，均通过计算机互联网络完成，整个交易完全虚拟化。（4）成本低廉化。由于通过网络进行商务活动，信息成本低，足不出户，可节省交通费，且减少了中介费用，因此整个活动成本大大降低。（5）交易透明化。电子商务中的双方的洽谈、签约，以及货款的支付、交货的通知等整个交易过程都在电子屏幕上显示，因此显得比较透明。（6）交易标准化。电子商务的操作要求按统一的标准进行。（7）交易连续化。国际互联网的网页，可以实现24小时的服务。任何人都可以在任何时候向网上企业查询信息，寻找问题的答案。企业的网址成为永久性的地址，为全球的用户提供不间断的信息源。GIS虽然是地理学研究的成果，但它集地理学、计算机科学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体,是多学科集成。这种集成使GIS能对各种信息进行加工、处理、融合和应用,为各种用户提供信息服务和管理决策依据。特别是目前WebGIS的发展能更好地适应电子商务的网络化需求。（1）在电子商务物流管理中的应用GIS具有强大的数据管理功能,所存储的信息不仅包括以往的属性和特征,还具有了统一的地理定位信息。因此能将各种信息进行复合和分解,形成空间和时间上连续分布的综合信息,支持各种分析和决策。这是其他信息系统所不具备的优势之一。l 交通路线的选择在电子商务的物流管理中,涉及到物质实体的空间转移，运输和仓储站中成本的70%以上，因此交通运输方式及路线的选择问题直接影响物流成本的多少。这都属于空间信息的管理,这正是GIS数据管理的强项。最优路径的选择。两个特定的地点之间的最佳路径。l 机构设施地理位置的选择对于供应商，配送中心，分销商和用户而言，需求和供给在空间分布存在差异，此外的服务范围和销售范围也具有一定的空间分布形式，因此物流设施的布局在电子商务下直接影响了利润的获取。包括位置的评价和优化，地理位置的合理布局实质上就是在距离最小和利润最大化两者之间寻求平衡点。l 车辆运输动态管理对运输的全过程进行跟踪和定位管理，即时获取货物运输状态，增强供应链的透明度和控制能力，提高物流系统的效益。（2）数字城市电子商务发布和运营平台数字城市是以空间信息为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统等。地理信息系统平台是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。如：地图信息服务是城市综合信息服务的一个重要部分，可以建立企业机构的各个地理位置数据库，为企业管理人员和客户灵活方便掌握企业机构的地理分布情况和相关资料，并在此平台的基础上提供企业门户网站向客户宣传介绍企业相关信息和业务，也可作为第三方企业单位的宣传和广告啊分布平台，起到提升企业形象的作用，为企业获取相关收益。（3）客户关系管理中的应用GIS提供全方位的信息，历史的、现在的、空间的、属性的。通过这些可以获得客户资料以及与企业相关的综合数据，如用户的历史购买力、购买行为、年龄构成、地理分布;所在区域的交通状况、经济发展程度、消费水平等。从而帮助企业做出企业和客户的空间分布、物流、营销等方面的决策。GIS系统为整个系统提供了更为直观、形象的图形分析和管理工具。在此基础上,进行如消费趋势分析、销售力量分析、目标市场分析以及潜在客户分析等,为管理者提供决策支持。组件GIS可以嵌入到企业的CRM系统中，实现无缝集成。5、阐述Google earth和Virtual Earth各自的特点，及其对地理信息技术发展的作用与意义。打破了传统WebGIS的数据发布模式，为空间信息的快速发布提供了新的解决思路和技术手段。采用这种技术，客户端和服务器之间不是直接传输空间数据，而是传输影像图片和XML（KML）文档。影像数据被预先按照不同比例尺分层分块生成图片，当用户请求数据时，服务器不需要实时生成数据，而是根据用户请求的范围和尺度，在服务器选择预先生成好的图片，拼接成满足用户要求的范围，返回给用户，这种模式可以极大的降低了服务器和网络带宽的负担，为较少发生变化的空间数据发布提供了一种新的思路和解决方案。同时，这种技术使人们和空间信息的交互方式发生着深刻的变革。人们同空间信息的交互方式正从的单向信息服务模式到互动式、协同探索的方向发展。（1）Google Earth：影像数据是通过卫星来获取；以三维地球的形式把大量的卫星图片，航拍照片，和模拟三维图像组织在一起，是用户从一个全新的角度浏览地球。数据来源与商业遥感卫星影像和航片。包括QuickBird，美国IKONOS及SPOT5，全球地貌影像的有效分辨率至少为100米。特点：l 可以显示矢量数据的地标，包括点，线，面等几何类型。用户可以创建和分享地标，给GE带了很大的灵活性，也给GE带来了更多的信息。这样GE成为一个具有空间标识的信息载体。l 具有栅格图像叠加的功能，允许用户将本机上图片叠加到earth上，并调整图片的透明度。l 具有三维虚拟模型，提供了一些城市的三维模型。采用了多比例尺分级索引显示地图，Google Earth采用了KML来进行数据交换。一种基于网络的三维地理信息浏览器。（2）Virtual Earth：影像数据是通过航拍来获取；Virtual Earth是微软推出的地图服务，是一个可以与大家熟知的Google Earth相媲美的地图服务软件，另外，Virtual Earth还具备了后者没有的，令用户眼前一亮的新特性，比如它的3D实景浏览功能。相比Google Earth，微软的这款“虚拟地球”不是单独运行的软件，而是架构于Live Search上面的一个服务网页。而这样设计的好处也是显而易见的，那就是在任意一台电脑上可以方便地使用Virtual Earth了，只需要网页浏览器就可以使用。（在不同的平台中有些差异）主要特征有：l 多样化的地图演示与Google Earth不同的是，Virtual Earth并没有完全采用卫星地图作为演示载体，而是将常规地图、卫星地图同时放置在了控制手柄上，用户可以根据自己的需要自行选用，而且切换起来十分迅速。l 界面清晰，浏览易操作l 特色功能：线路查询，交通状况查询以及虚拟广告牌等。l 3D视图模式：3D视图可以说是微软Virtual Earth 3D最有特色功能了。和航拍模式不同，3D视图下每个建筑物，都是电脑根据实际尺寸自动渲染合成。我们不仅可以任意改变观看角度，甚至还可以清楚地知道建筑物之间比例，而这点也正是卫星图和航拍图永远也无法达到。劣势：l 速度不行l Virtual Earth提供的图片精度不高，但是在处理自己的卫星地图不丰富这个缺点时，它很巧妙地将航拍图片与卫星地图结合了起来。当地图被放大到一定精度时，控制手柄中的“航拍模式”便被自动激活了。l 3D视图插件只能安装在英文操作系统中l 好多服务仅限于北美地区。（3）对地理信息技术发展的意义互联网改变GIS数据信息的获取，传输，发布，共享，应用和可视化等过程和方式。Internet GIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。GIS商业化的典范，拓宽了GIS应用领域，引导GIS走向大众服务阶段。GE将服务功能集中在服务器，客户只需装一个浏览器，大大降低了用户采用GIS的门槛，google的数据和平台免费，用户不必购买数据，不行研究复杂的开发，只需进行简单的集成，在短时间完成一个高效的空间信息应用系统，满足大多数企业的GIS需求。6、地理信息系统标准化基本内容：l 统一的名词术语内涵l 统一的数据采集原则l 统一的空间定位框架l 统一的数据分类标准化l 统一的数据编码系统l 统一的数据组织结构l 统计的数据记录格式n 矢量数据，影像数据，格网数据，元数据l 统一的数据质量含义n 数据完整性n 数据一致性n 位置精度n 时间精度n 属性精度作用：1、促进空间数据的使用和交换l 数据质量l 数据库设计l 数据档案l 数据格式l 数据产品的测评2、促进地理信息共享l 面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型l 地理数据的技术标准l 数据安全技术l 数据互操作性7、Open-GIS指在计算机和通信环境下，根据行业标准化和接口所建立的地理信息系统。称为开放式地理信息系统。由美国OGC(OpenGIS协会，OpenGIS Consortium)提出。OpenGIS的目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用（如地理信息系统，遥感，土地信息系统，自动制图/设施管理(AM/FM)系统）之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。8、物联网物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。工作原理：人类社会的交流需要有彼此的身份一样，物联网中的每一物体，物品都要有一个身份代码，首先将一个具有唯一代码的电子标签贴在物品上，就好像给每一个物体发了身份证，然后将这个代码和反映该物品的其他信息存储在网络服务器中，就好像身份证在公安局备案和登记一样，这个服务器叫物品名称解析服务器。用来统一解析所有物品的身份与归属关系。最后，通过在互联网许多端点上安装的电子标签读写器和其他感应器，使物体通过时可自动交换信息，并通过网络传输与搜寻物品制造或管理部门服务器中的“档案”信息，从而实现对物品的自动识别，追踪和管理。就是被赋予身份的物品具有与传感器进行交谈的能力，在互联网与服务器的沟通下，就形成了物联网。关键技术l 物品标识技术RFID电子标签：无线射频识别，主要应用于物体自动识别，定位和跟踪。l 物品感知技术泛在传感器l 物品思考技术智能组件l 物品信息嵌入技术纳米嵌入技术是那些对物质材料消耗最小，又能实现功能最大化的技术。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。网络发展：internetwwwgrid9、智慧地球与GIS世界变“平”了、变“小”了，不论是经济、社会和技术层面，这个全球整合的世界已经发生重大的变化。当前的金融海啸、全球气候变化、能源危机或者安全问题，迫使我们审视过去。也正是各种各样的危机，使人类能够站在一个面向未来全新发展的门槛上我们希望整个世界也变得更有“智慧”。我们也有机会，同时我们也有能力建设更有智慧的系统、更有智慧的企业，更有智慧的国家，甚至更有智慧的地球。互联网将世界连为一体，计算机让万物变得智能化，人类将最大化地利用信息资源，从中获得前所未有的洞察力，更快、更好地做出决策。智慧的食品：确保食品安全和供给。一、智慧的电力二、智慧的医疗疾病的预防和控制三、智慧的城市四、智慧的交通五、智慧的供应链六、智慧的银行云计算对GIS的发展云计算就是庞大的服务器集群，根据用户需要动态调动资源，提供各种IT服务。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。“云”就是计算机群，每一群包括了几十万台，甚至上百万台计算机。之所以称为“云“，是因为它在某些方面具有现实中云的特征云一般都较大，可以动态伸缩，边界是模糊的，在空中飘忽不定，你无法也无需确定它的具体位置，但它确实存在于某处。云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，保证“云”长生不老。届时，我们只需要一台能上网的电脑，不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我们可以在任何地点用任何设备。如电脑、手机等，快速地计算和找到这些资料，再也不用担心资料丢失。然而GIS最终的目的就是一个：通过大量的空间数据和地表地类属性数据给出自然变迁、社会发展规律或者经济生活中答案。可见，数据非常重要，但是数据的使用更重要。正如人们去网上看电子地图，不是为了下载地图数据，而是为了得到去某某地要做那辆公汽，桂林哪里有我需要的宾馆可以入住等，如果这些信息可以直接得到，人们又何必去多一道中间工序去看地图呢，当然，地图可以从一个高度抽象角度建立起用户关注的空间对象分布集，让用户通过图形方式极快获取关注信息和关注对象的周边以及中间过程的信息。通过云计算，空间数据的存储已经得到解决，空间分析和数据高效处理也得到了解决，知识的获取和辅助决策的信息取到不再需要海量数据的在网络上的传递，数据的调度和并行处理完全可以在云内部进行，也就是将数据和数据处理进行绑定。此外宝贵和保密的空间数据由于集中的存储和备份，数据的安全性也得到了很好的保障。对于企业来说，为了数据、代码、文档的安全性（这里的安全性更多的关注是否可恢复），他们的数据可以存储在租赁来的云中；甚至他们没有数据，但是可以租赁有其他数据提供商放在云中的数据；也可以提供独特的数据处理服务（这些服务也可以放到云平台中）对用户放置在云中的数据进行挖掘,Monogram Canvas bags，专注自己业务提升的同时不必为数据的维护买单，而用户则不必担心数据的丢失和保密问题，进而形成一个搭建在云中的产业链，数据-处理-服务-应用都将十分robust。10、三维GISLOD模型：是指对同一个场景中的物体采用具有不同细节水平（精细程度）的一系列模型多尺度表达l 金字塔结构（层次结构）l 数字表面模型的简化（表面简化）空间数据三维结构模型l 几何数据模型n 三维体元充填模型u 三维栅格模型u 线性八叉树模型u 四面体体元充填模型（四面体格网模型TEN）n 结构实体几何模型（CSG）n 矢量模型u 点，线，面，体n 面向对象模型l 拓扑数据模型地理过程主要包括地理循环过程、地理演变过程、地理波动性变化过程和地理扩散过程4方面（1）三维数据结构比较适于3D GIS领域的模型主要有基于镶嵌数据模型中的八叉树及四面体格网表示法、基于矢量数据模型中的边界表示法和将上述几种方法相结合的混合模型。这些模型无论在理论研究还是实验技术上，都还存在着很多不足。所存在的主要问题是缺乏对三维空间实体内部的描述，难于表达不规则形状的空间实体并实现插值运算。缺乏具有互斥性与完备性的空间实体间拓扑关系定义及描述方法。在系统的一致性检验及空间实体的表达精度、数据的动态维护及存储空间等问题上均缺乏深入的研究。l 八叉树数据结构八叉树数据结构可以看成是二维栅格数据中的四叉树在三维空间的推广。该数据结构是将所要表示的三维空间V按X、Y、Z三个方向从中间进行分割，把V分割成八个立方体；然后根据每个立方体中所含的目标来决定是否对各立方体继续进行八等分的划分，一直划分到每个立方体被一个目标所充满，或没有目标，或其大小已成为预先定义的不可再分的体素为止。八叉树的主要优点在于可以非常方便地实现有广泛用途的集合运算（例如，可以求两个物体的并、交、差等运算），而这些恰是其它表示方法比较难以处理或者需要耗费许多计算资源的地方。不仅如此，由于这种方法的有序性及分层性，因而对显示精度和速度的平衡、隐线和隐面的消除等，带来了很大的方便，特别有用。l 三维边界表示法为了有效地表示它们，总要指定它的顶点位置以及有哪些点构成边，哪些边围成一个面这样一些几何与拓扑的信息。这种通过指定顶点位置、构成边的顶点以及构成面的边来表示三维物体的方法被称为三维边界表示法。三维边界模型的特点是：详细记录了构成物体形体的所有几何元素的几何信息及其相互连接关系，以便直接存取构成形体的各个面、面的边界以及各个顶点的定义参数，有利于以面、边、点为基础的各种几何运算和操作。边界表示构模在描述结构简单的3D物体时十分有效，但对于不规则3D地物则很不方便，切效率低下。l 体模型表示法体模型基于3D空间的体元分割和真3D实体表达，体元的属性可以独立描述和存储，因而可以进行3D空间操作和分析。体元模型可以按体元的面数分为四面体（Tetrahedral）、六面体（Hexahedral）、棱柱体（Prismatic）和多面体（Polyhedral）共四种类型，也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两个大类。规则体元包括CSG-tree、Voxel、Octree、Needle和Regular Block共5种模型。l 面体混合的三维模型三维地球软件技术：包括适应地图可视化，网上海量空间数据可视化，不确定性地理信息可视化，地学多维信息可视化与分析，VRML与X3D等标准三维网络可视化与虚拟现实等在地学可视化中的应用，地理知识可视化，分布协同可视化，协同虚拟地理环境等技术。11、虚拟地理环境虚拟地理环境是针对现实世界和想象世界的虚拟表达，它以地理问题为对象， 以数据和模型为核心，借助现代计算机技术，信息技术，数据获取技术，以过程模拟和地学计算为方法，借助符号系统和相似原理构建具有沉浸感的高维虚拟环境，使人员能够参与其中，实现协同和知识共享。作为从地图与GIS演变而来的地理学语言，虚拟地理环境集成了多源信息采集、地理信息系统、地理模型管理、虚拟现实、网络、智能体等技术，它是以化身为基础的多用户分布式三维智能虚拟环境，是地理环境、特定地理现象与规律 的数字与多通道感知表达、计算与模拟，可用于地理多维信息的综合管理与多媒体集成发布、人机交互/交融式创新式科学研究、分布式地理协同规划、设计与决策、地理旅游、教育、培训及娱乐等，为数字信息工程（数字区域、数字 城市、数字流域）建设提供方法基础与技术支撑。12、分形维数在空间分形应用描述分形最主要的参量。简称分维。分维反映了复杂形体占有空间的有效性，它是复杂形体不规则性的量度。2008年1、什么是时空数据模型？时空数据模型有哪些？特点是什么。时态GIS是将时间概念引入GIS中，跟踪和分析空间数据随时间的变化，从而不仅描述系统在某时刻，时段的状态，而且描述系统沿时间维变化的过程，预测未来时刻，时段将会呈现的状态，以此获得系统变化的趋势，或对过去不同时刻，时段的系统状态回放重现，总结出系统沿时间变化的规律。GIS面临的问题是怎样建立经济合理的数据更新机制， 如何处理被更新的旧数据， 能否描述和模拟地理系统的变化这些问题引导着人们开始了所谓“时态GIS”的探索。时空数据模型是一种有效组织和管理时态地理数据，属性、空间和时间语义更完整的地理数据模型。当前主要的TGIS模型包括：（1） 空间时间立方体模型（Space-time Cube）；时空立方体模型用二维图形沿时间第三维发展变化的过程表达现实世界平面位置随时间的演变；给定一个时间位置值，就可以从三维立方体中获得相应截面、立方体的状态。也可扩展表达三维空间沿时间变化的过程。缺点是随着数据量的增大，对立方体的操作会变得越来越复杂，以致于最终变得无法处理。（2） 序列快照模型（Sequent Snapshots）；此模型在快照数据库（Snapshot Database）中仅记录当前数据状态，数据更新后，旧数据的变化值不再保留，即“忘记”了过去的状态。连续快照模型是将一系列时间片段快照保存起来，反映整个空间特征的状态，根据需要对指定时间片段的现实片段进行播放。由于快照将未发生变化的所有特征重复进行存储，会产生大量的数据冗余，当应用模型变化频繁、且数据量较大时，系统效率急剧下降。此外，连续快照模型不表达单一的时空对象，较难处理时空对象间的时态关系。（3） 基图修正模型（Base State with Amendments）；为了避免连续快照模型将每张未发生变化部分的快照特征重复进行记录，基态修正模型按事先设定的时间间隔采样，只储存某个时间的数据状态（称基态）和相对于基态的变化量。基态修正的每个对象只需储存一次，每变化一次，只有很小的数据量需记录；同时，只有在事件发生或对象发生变化时才存入系统中，时态分辨率刻度值与事件发生的时刻完全对应。但基态修正模型较难处理给定时刻的时空对象间的空间关系。对于将整个地理区域作为处理对象时，该模型处理方法难度较大，效率较低，管理索引变化很困难。（4） 时空合成模型（Space-time Composite）。时空合成模型是在底图叠加的基础上提出的，设计思想是将每一次独立的叠加操作转换为一次性的合成叠加。这样，变化的累积即形成最小变化单元，由这些最小变化单元构成的图形文件和记录变化历史的属性文件联系在一起，则可以较完整地表达数据的时空特征。一方面保持了底图叠加模型的优点，另一方面与GIS数据表达空间，属性数据的手段相似，便于以矢量为基础的GIS软件的实现。时空复合模型将空间分隔成具有相同时空过程的最大的公共时空单元，每次时空对象的变化都将在整个空间内产生一个新的对象。对象把在整个空间内的变化部分作为它的空间属性，变化部分的历史作为它的时态属性。时空单元中的时空过程可用关系表来表达，若时空单元分裂时，用新增的元组来反映新增的空间单元，时空过程每变化一次，采用关系表中新增一列的时间段来表达，从而达到用静态的属性表达动态的时空变化过程的目的；但在数据库中对象标识符的修改比较复杂，涉及的关系链层次很多，必须对标识符逐一进行回退修改。2、地理信息系统有哪些体系架构？每种架构的特点是什么？答：在计算机通信网络技术出现之前,GIS是单机独立运行的,互不联系。20世纪80年代末90年代初,计算机通信网络技术的兴起给单机独立运行的GIS带来了很大冲击2。在网络环境下,GIS的体系结构发生了许多变化,于是基于主机的GIS、桌面GIS、Web GIS、分布式GIS、开放式GIS等先后出现,并有相应的GIS软件,它们有各自的特点。l 主机的GIS：其优点是数据和服务集中,安全性较好,具有海量数据存储能力;缺点是软件开发难度大,只能以重复备份或脱机拷贝的方式交换数据,效率低。系统初期投入大,当系统能力达到极限时还需要更换更强大的主机,维护费用高。l 桌面GIS：是将用户界面与交互操作、数据处理和数据管理等功能都集中在个人计算机上,多台个人计算机可通过网络获得数据文件共享。优点是个人计算机价格低廉,整体开发费用低;缺点是多用户同时访问一个共享数据文件时,不仅导致网络开销增加,而且并发控制困难、效率低,很难实现向广域网扩展。l Web GISWeb GIS采用Client/Server和Browse/Server体系结构。具体实现分为服务器策略和客户端策略。Web GIS的服务器策略,即通常说的“胖服务器”,其运行过程是客户机通过Web浏览器向服务器发出服务请求,Web服务器通过CGI,Server API等接口把这些请求传递给后端的GIS服务器,GIS服务器按照要求进行处理,并将处理结果形成GIF或JPEG格式的图像文件反馈给远端的用户浏览器。其优点是客户端可在配置很低的环境下进行复杂的GIS操作,客户端与平台无关;缺点是网络传输和服务器负担重,客户端可操作性差。Web GIS的客户端策略，即通常说的“胖客户端”,其运行过程是服务器不处理用户的所有请求,而是通过服务器向客户端发送运行在本地的客户端软件(Plug-in, ActiveX及Java Applet)来处理用户的一些简单请求。当客户发出一些较复杂、高级的操作要求而客户端软件不能处理时,才请求WebGIS服务器处理,处理结果以矢量数据格式发还客户端。其优点是GIS操作速度快,服务器和网络传输负担轻,基于Java Applet的Web GIS可在任何平台上使用;缺点是客户端软件功能有限,客户端访问不同数据源需要不同的访问接口,增加了系统开发难度，基于ActiveX的Web GIS只能在Microsoft的Window下的IE中运行,基于Plug-in的Web GIS需要先安装Plug-in。l 分布式GIS指跨越任意数量的组织、在任意数目的平台上分布、能够被任意数量的用户访问的GIS能力。在DGIS中，所有的计算资源、GIS服务器、数据库服务器和地理信息广泛分布在Internet上，用户不必关心数据在物理上存储于何处,也并不知道提供服务的GIS位于何处,只要遵循一定的开放原则,任何用户可以向任意服务器请求地理信息和服务。显然,分布式GIS是一种理想的方案。可是这里所说的“开放原则”及如何实现“任何用户可以向任意服务器请求地理信息服务”,都是需要进一步研究的问题。l 开放式GIS指在计算机网络环境下，根据行业标准和接口所建立起来的GIS。在Open GIS中,不同厂商的GIS软件及分布式数据库之间可以通过接口互相交换数据,并将它们结合在一个集成式操作环境中。在Open GIS环境中,可实现不同空间数据之间、数据处理功能之间的互操作及不同系统或部门之间的信息共享。应该说这是一种新的理念,为以后的Web service和网格服务Grid service指明了方向。GIS的软件结构呈现出“基于主机的GIS桌面GIS网络GIS分布式GIS开放式GIS”的演进特点;GIS的软件开发模式表现出“GIS功能包集成式GIS模块化GIS组件式GIS”的发展变化。无论是GIS的体系结构还是开发模式都在不断进步,并将进一步融入到IT主流中。互操作GIS（Interoperable GIS）：是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。3、什么是社会化地理信息系统？发展社会化地理信息系统存在的问题是什么？如何解决？为什么说GIS正在走进人们的生产、生活，但是大众对GIS的认识和理解程度很低,认同度不高？为什么GIS行业看似红红火火，GIS专业越办越多，但是GIS专业的学生就业面临严峻的挑战？为什么GIS的行业应用越来越广泛，GIS技术越来越先进，但是应用GIS工程的客户满意程度在不断降低？a、对现实世界观测的视角单一b、对现实世界的表现不真实、不美c、对现实世界的表达缺少人气（重视对地理目标、地理环境的表达，轻视对人的表达）d、缺少对大众具有强力吸引力的产品和重大社会工程。（传统思路，方法，技术的制约）u 树立全方位看世界的GIS ，GIS“世界 ”观-空间感知u 解决侧面看世界的数据