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地理信息系统原理考试重点

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名词解释:
地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。
空间拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。
空间插值：空间插值——空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较。
元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据。
空间索引:根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率.
空间自相关:空间自相关是空间场中的数值聚集程度的一种量度。距离近的事物之间的联系性强于距离远的事物之间的联系性。
空间数据引擎：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力.
碎屑多边形：碎屑多边形又称条带多边形，因为前后两次录入同一条的位置不可能完全一致，就会产生碎屑多边形。
地图投影：就是将椭球面各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。研究这个问题的专门学科叫地图投影学。
虚拟现实：计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备（如数据手套、头盔等）以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。
叠置分析:将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。同时叠置分析不仅生成了新得空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。
场模型:也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体看待。
不确定性:是指对真值的认知或肯定程度，是广泛意义上的误差。
雷普利K函数
对称差异
知识点:
1. 常见GIS软件有哪些?哪些国产 哪些国外品牌 常用GIS文件格式的扩展名
RrcGIS（国外）、MapGIS（国内）、MapInfo（国外）、SuperMap（国内）
bmp、dat、dbf、dem、hdr、shp、tab。
2. GIS输入、输出设备 组成 GIS数据来源 第一手数据 第二手数据 分别有哪些 3S指什么？
GIS输入设备:解析和数字摄影测量仪器、全站仪、GPS、遥感与图像处理系统、数字化仪、扫描仪、键盘鼠标；
输出设备：绘图仪、打印机、终端等。
GIS的数据来源:是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据已有系统的数据等。
3S:RS（遥感） GPS（全球定位系统） GIS（地理信息系统）

3.国家基本比例尺编号 如A代表1:1000000
比例尺
1:100万
1:50万
1:25万
1:10万
1:5万
1：2.5万
1:1万
1:5000
代码
A
B
C
D
E
F
G
H

注：我国把1:1万、1：2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万7中比例尺作为国家基本地图比例尺系列。
4. 常用几何量算方法：长度量算(P202) 面积量算(204) 曲率量算 (203) 质心量算(207) 体积量算
质心量算：一个多变形或面的几何中心.
5.矢量数据 栅格数据 各自的优缺点

优点
缺点
矢量数据结构
1，数据结构严密，冗余度小，数量小
2，空间拓扑清晰，易于网络分析
3，能够实现图形数据的恢复、更新和综合
4，图形显示质量好，精度高
5，方便目标的具体属性
1，数据结构处理算法复杂
2，叠置分析与栅格图像组合比较难
3，数学模拟比较困难
4，显示绘图成本比较高
栅格数据结构
1，数据结构简单，易于算法实现
2，空间数据的叠置与组合容易，有利于遥感数据的匹配和应用
3，各类空间分析、地理现象模拟较为容易
4，输出的方法简单
1，图像数据量大，用大像元减小数据量时，精度和信息受损失
2，难以建立空间网络分析连接关系
3，投影变化实现困难
4，图形数据质量低

7.常见最短路径算法 DijKstra算法 如何计算
Dijkstra算法是最典型最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止，dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但是由于它遍历计算的节点很多，所以效率低

8.地图投影的分类 地图投影变换
地图投影的分类:
大中比例尺地图
等角横切椭圆柱投影—高斯－克吕格投影；
等积圆锥投影；
将经纬度刻划的地理坐标也看作一种投影。
小比例尺地图
地图投影变换：
反解变换法、正解变换法、综合变换法、数值变换法、数值－解析变换法
注：矢量数据第一种方法；栅格结构数据第四种方法。
9. 我国GIS发展状况
（１）起始发展阶段(60年代)
（２）发展巩固阶段(70年代)
（３）推广应用阶段(80年代)
（４）蓬勃发展阶段(90年代以后)
10.常见的栅格结构编码
直接编码、链式编码、行程编码、块式编码、四叉树编码
11.空间数据的基本特征
空间特征、属性特征、时间特征
12. 常见空间分析方法的用途
叠置分析：提取空间隐含信息；
缓冲区分析：对空间特征进行度量；
窗口分析：对栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定半径的分析窗口，并在该窗口内进行一系列统计计算；
网络分析：是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上的流动性和分配等，研究网络结构、流动效率以及网络分析优化问题。
13.面向对象方法包括哪些抽象技术:
面向对象方法将对象的属性和方法进行封装，具有分类、概括、聚集、联合等对象抽象技术以及继承和传播等强有力的抽象工具。
14. 地理空间数据概念模型有哪几种？对象模型、 场模型、网络模型
对象模型 ：也称作要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理和空间实体作为独立的对象分布在该区域中；
场模型 ：也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待；
网络模型：描述不连续的地理现象，但它需要考虑通过路径相互连接多个地理现象之间的连通情况。
15. 游程长度编码基本原理
对于一幅栅格数据（或影像），常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行（或列）数据值发生变化时一次记录该值以及相同值重复的个数，从而实现数据的压缩，并实现数据的组织。
16. GIS数据误差来源
数据是通过对现实世界中的实体进行解译、量测、数据输入、空间数据处理以及数据表示而完成的。其中每一个过程均有可能产生误差，从而导致相当数量的误差积累。
22.邻接关系 关联关系 包含关系 拓扑关系 拓扑属性 拓扑变换
邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系;
关联关系：空间图形中不同元素之间的拓扑关系;
包含关系：空间图形中不同类或同类但不同级元素之间的拓扑关系；
拓扑关系：指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接关联和包含等关系。
24. GIS基本功能
数据采集功能；数据编辑功能；数据存储、组织与管理功能；空间查询与空间分析功能；数据输出功能。
19. GIS空间数据采集与处理的基本流程

20.几种常见投影：兰勃特投影 高斯克吕格投影 等等。变形特点 适用场合 如何选择合适的投影
兰勃特投影：属于正轴等角割圆锥投影
变形特点：这种投影中，经线为交于一点的直线束，纬线为同心圆圆弧，圆心即直线束的交点经线呈辐射状，为纵向直线，纬线近似于弧形，与经线正交
适用场合：适用于1：100万（包括1：100万）以上地形图
高斯－克吕格投影：属于横轴等角切圆柱投影
变形特点 ：
（1）中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴， 投影后无角
度变形，即保角投影；
（2）中央经线无长度变形；
（3）同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道处最大同一条纬线 上，离中央
经线越远，变形越大。
适用场合：我国1:1万至1:50万的地形图全部采用高斯－克吕格投影。
如何选择合适的投影:
按照用途，行政区划图、人口密度图、经济地图一般要求面积正确，因此选用等积投影；航海图、天气图、地形图，要求有正确的方向，一般采用等角投影；对各种变形要求都不大的，可选用任意投影。
23. 组件式GIS
组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的 “积木”搭建起来，就构成应用系统。
特点：（1小巧灵活、价格便宜
（2）无须专门GIS开发语言
（3）强大的GIS功能
（4）开发简捷
（5）更加大众化
25.决定栅格单元代码的方法有哪些？
(1）中心点法:用处于栅格中心处的地物类型或现象特
性决定栅格代码;
（2）面积占优法:以占矩形区域面积最大的地物类型或现象特性决定栅格单元的代码；
（3）重要性法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码；
（4） 百分比法：根据矩形区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅格单元的代码。
26. ArcGIS软件中几种常用的空间插值方法
（1）整体内插；
（2）局部分块内插:线性内插和双线性内插、二元样条函数内插、Coons曲面与Geomap曲面、多层曲面叠加内插、最小二乘配置、克立金法、有限元内插；
（3）逐点内插。
27.选择地图投影时考虑的因素
制图区域的范围、形状和地理位置、地图的用途、出版方式及其他特殊要求等。制图区域的范围、形状和地理位置是主要因素。
28. 二维行程编码计算机实现过程

30.落入查询 跨越查询 邻接查询 缓冲区查询 概念
邻接查询：点与点的邻接关系查询，面与面的邻接关系查询，与某个节点邻接的线状地物与面状地物的查询;
缓冲区查询：根据数据库的点、线、面地理实体，自动建立其周围一定宽度范围的多边形，来表示特定地理实体对邻域的影响范围;
落入查询：实体落入主要用来获取完全落在指定面实体范围内的实体信息；获取的实体信息可以为点、线、面等实体。
31. GIS发展的主要态势
网络GIS、互操作GIS、地理信息共享与标准化、时态GIS、3S集成、虚拟GIS、移动GIS、数字地球和网格GIS等内容。随着空间理论和网络技术的飞速发展，GIS从技术上将向更具有互操作性和更加开放化、网络化、分布化、移动化、可视化的方向发展，从应用上将向更高层次的数字地球、地球信息科学及大众化的方向发展。
32. 地理信息系统与其他学科的关系
GIS与地图学:GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础 ，最终产品之一也是地图 ，GIS是地图学理论、方法与功能的延伸。
GIS与一般事务数据库：数据库技术是GIS的主要支撑技术之一；
GIS与计算机地图制图：GIS既注重实体的空间分布又强调它们的显示方法,可综合图形和属性的数据进行深层次的空间分析
GIS与计算机辅助设计(CAD)
33．栅格化 二值化
栅格化三个基本步骤：
第一步是建立一个指定单元大小的格网，该格网能覆盖整个图层的面积范围，并将所有格网单元的初始值赋予0；
第二步是改变那些对应于点、线或多边形界线的格网单元的值。对于点的格网单元赋予点值，对于线的格网单元赋予为线值，对于多边形界线的格网单元赋予多边形值；
第三步是用多边形值来填充多边形轮廓线的内部。
矢量化（二值化）的四个基本步骤：
——栅格线的细化
——矢量线提取
——拓扑关系重建
——点和线的平滑
36.常见的栅格数据压缩方法
1、链式编码：链式编码主要是记录线状地物和面状地物的边界。它把线状地物和面状地物的边界表示为：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链；
2、游程长度编码：它的基本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现数据的压缩；
3、块状编码：码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单元的代码组成；
4、四叉树编码：四又树结构的基本思想是将一幅栅格地图或图像等分为四部分。逐块检查其格网属性值(或灰度)。如果某个子区的所有格网值都具有相同的值。则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样依次地分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。
37. 矢量数据结构编码
1、点实体
点实体包括由单独一对x，y坐标定位的一切地理或制图实体。在矢量数据结构中，除点实体的x，y坐标外还应存储其它一些与点实体有关的数据来描述点实体的类型、制图符号和显示要求等；
2、线实体
线实体可以定义为直线元素组成的各种线性要素，直线元素由两对以上的x，y坐标定义。最简单的线实体只存储它的起止点坐标、属性、显示符等有关数据；
3、面实体
多边形(有时称为区域)数据是描述地理空间信息的最重要的一类数据。在区域实体中，具有名称属性和分类属性的，多用多边形表示。
38. 拓扑属性和拓扑变换 空间数据主要包括哪些拓扑关系
主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。

18. Douglas-Peucker算法工作原理，其优缺点，有哪些改进方法

17. 栅格数据空间变换的几种方式。单点 邻域等
34.GIS数据组织的三种形式:层次结构 网状结构 关系数据库结构
结合实例来应用 如何开展
35.双线性插值 如何计算
21.政务GIS
29.GIS的发展 WebGIS
6.常用的统计量：平均数 中位数 众数 标准差等等（P265-P267）

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