《地理信息系统基础》思考题及答案

《地理信息系统基础》思考题hong红色区域需要自己的斟酌第一章1、什么是地理信息？地理信息有什么特性？⏹定义：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。

从另一个角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。

地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，是表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

⏹地理信息的特征空间分布性：属于空间信息，其位置的识别是与数联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。

数据量大。

地理信息的空间特征、属性特征、时间特征。

信息载体的多样性。

地图、影像、文字、数字……地理信息的其他特征1）区域性：通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识；2）多维结构特性：在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构；3）时序性（动态变化特征）：十分明显，可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）等。

2、什么是GIS？它具有什么特点？地理信息系统（Geographic Information System）是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统地理信息系统的特点⏹具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。

⏹具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策。

⏹地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。

信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真。

3、GIS与其它信息系统有什么区别？GIS与其它系统的区别⏹GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。

⏹GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。

⏹GIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

⏹GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备复杂、系统功能强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。

管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

地理信息系统（GIS）与管理信息系统（MIS）简述GIS的构成。

软件硬件空间数据管理人员简述GIS的发展。

⏹20世纪60年代起源于北美⏹70年代是GIS发展的巩固阶段⏹80年代为地理信息系统的大发展阶段⏹90年代至今为地理信息系统的应用普及时代第二章说说地球空间模型是怎样建立的？GIS中为什么要考虑地图投影？●地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算。

●地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析。

●从几何意义上说，地球椭球面是一个不可展曲面，不可能用物理的方法展成平面，因此，在地图制图时首先要考虑把曲面转化为平面。

这样势必使曲面产生破裂、褶皱、拉伸或断裂等无规律变形，因此不适合绘制科学、准确的地图，因此必须采用特殊的方法实现球面到平面的科学转化。

空间数据的基本特征有哪些？F空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系。

F属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。

F时间特征：描述空间对象随时间的变化。

F参见P26图2-13地理信息的数字化描述方式有哪些？它们各自是怎样来描述地理信息的？如何利用关系表来表达空间拓扑关系？什么是元数据？元数据的主要作用是什么？元数据包括哪些内容？一般都认为元数据就是“关于数据的数据”。

元数据的主要作用(P31)F帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档；F提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；F提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息；F帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断；F提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

元数据的内容F对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明；F对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等；F对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；F数据转换方法的描述；F对数据库的更新、集成方法等的说明。

第三章什么是数据结构？对空间数据而言有什么特点？F数据结构是指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构；对空间数据而言则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述，是对数据的一种理解和解释。

不说明数据结构的数据是毫无用处的，不仅用户无法理解，计算机程序也不能正确处理。

空间实体可抽象为哪几种基本类型？它们在矢量数据结构和栅格数据结构分别是如何表示的？F栅格数据结构F矢量数据结构F其他数据结构栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征矢量数据结构是通过记录坐标的方式，尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误。

叙述下列栅格数据存储的压缩编码方法：链式编码、游程长度编码、块状编码和四叉树。

并分别用该四种方法对右图的栅格数据进行压缩编码。

什么是栅格数据的属性误差？如何确定栅格单元的属性值？F在一个栅格的地表范围内，可能存在具有不同属性的地理实体，如可能存在多于一种的地物，而表示在相应的栅格结构中常常只能是一个代码，因此出现属性误差。

中心点法面积占优法重要性法百分比法试列表比较矢量和栅格数据结构的优缺点。

第四章简述GIS的几种主要数据模型，并进行各自优缺点分析。

F混合结构模型F扩展结构模型F统一数据模型简述GIS数据库的特征。

F空间特征：描述空间物体的位置、形态、拓扑关系。

F抽象特征：空间数据描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复杂，必须经过抽象处理。

F空间关系特征：除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空间数据中也记录了拓扑数据结构表达的多种空间关系。

F多尺度与多态性：不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下会有形态差异。

F非结构化特征：在通用的关系数据库管理系统中，数据记录一般是结构化的。

F分类编码特征：在许多情况下，一种地物类型对应于一个属性数据表文件。

F海量数据特征：一个城市GIS的数据量可能达几十GB乃至TB、PB级。

需要在二维空间上划分块或者图幅，在垂直方向上划分层来管理。

F应用面广的特征：GIS数据应用于地理研究、环境保护、土地利用与规划、市政管理等各方面。

为什么不能用标准DBMS存储空间数据？F空间数据记录是变长的，而一般的数据库都只允许把记录的长度设定为固定。

F在存储和维护空间数据拓扑关系方面存在着严重缺陷。

F一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作。

F不能支持复杂的图形功能。

F单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录，一般的DBMS也难以支持。

F难以保证具有高度内部联系的GIS数据记录需要的复杂的安全维护。

目前空间数据库存在的主要问题有哪些？F数据共享问题–数据文件格式统一性：如何对各种格式的数据进行不损失的转换。

–地理信息的标准化–数据共享的政策F数据瓶颈问题–数据量大–两种数据结构的存在F数据更新问题–数据的整体更新、局部更新、数据采集的途径、时效性、保持原有数据的不变、更新数据与原有数据的正确连接等。

F数据安全问题第五章空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？F空间数据采集方法–手扶跟踪数字化仪采集–摄影测量数字化采集–扫描跟踪数字化采集–外业实地采集F选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类型，现有设备状况，现有人力、物力、财力状况等。

说说在数字化中属性数据采集的原则和方法？F对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入。

F对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入。

为什么要对数字化地图进行编辑与处理后才能入GIS数据库？F通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据，都不可避免的存在着错误或误差，属性数据在建库输入时，也难免会存在错误，所以，对图形数据和属性数据进行一定的检查、编辑是很有必要的。

简述地理信息系统空间数据的误差来源F1、空间数据的不完整或重复：包括空间点、线、面数据的丢失或重复、区域中心点的遗漏、栅格数据矢量化时引起的断线等；F2、空间数据位置的不准确：包括空间点位的不准确、线段过长或过短、线段的断裂、相邻多边形结点的不重合等；F3、空间数据的比例尺不准确；F4、空间数据的变形；F5、空间属性和数据连接有误；F6、属性数据不完整。

试述GIS数据质量和空间数据的不确定性包含了哪些方面？你认为哪几方面的数据质量是难以保证和最需要注意的？从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的处理变换到空间数据的应用，在这两个过程中都会有数据质量问题的发生。

F空间现象自身存在的不稳定性F空间现象的表达F空间数据处理中的误差F空间数据使用中的误差第六章什么是空间分析？空间分析的主要内容有哪些？概念：空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。

空间分析的主要内容F空间位置：借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础。

F空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。

F空间形态：空间对象的几何形态。