2011gis期末复习题

复习题一、名词解释1 行程编码（Run-Length Encoding）：：栅格数据的一种压缩编码方式，是将行或列中重复的元素进行合并，以达到减少存储和数据冗余的目的，包括一维行程和二维行程．2 地理信息系统：在计算机系统的支持下，对全部或部分地球表层空间的地理分布数据进行采集、存储、管理、分析、显示等的技术系统．3 拓扑关系（topological relationship）：图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系．4数字地球：是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特征的一种抽象描述的模型，是地球诸要素信息的数字集合．5 缓冲区分析（Buffer analysis）：即邻近度分析，是对空间点线面实体周围形成范围的一种距离空间的分析技术，主要描述地理实体目标的影响范围和服务范围．6数据压缩（Data Compression）：为了减少数据量，在数据处理过程中，对原始数据进行综合取舍．7、链式编码(ChainCodes)：又称为弗里曼链码（Freeman,1961）或边界链码。

由某一原点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。

链式编码对多边形的表示具有很强的数据压缩能力，且具有一定的运算功能，如面积和周长计算等，探测边界急弯和凹进部分等都比较容易。

但是，叠置运算如组合、相交等则很难实施。

8、双重独立地图编码，简称DIME结构（Dual Independent Map Encoding）。

它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法，是一种把几何量度信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统。

也可用于土地利用等多种信息系统的编辑和分析，是GIS发展早期使用的一种拓扑编码方式。

9、空间数据内插：设已知一组空间数据，它们可以是离散点的形式，也可以是分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域范围内其他任意点或任意分区的值。

这种通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法就称为空间数据的内插。

10、DTM数字地形模型（Digital Terrain Model）:是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。

11、空间元数据：是指描述空间数据的数据，它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其它特征，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。

12、四叉树：又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。

四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。

分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止。

13、空间索引:就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。

它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。

14、开窗查询：在图形显示屏幕上用光标临时划定一个不规则的多边形，好像在背景地图上开了一个“窗”，然后查出和该窗口有关的点、线、面及其属性信息。

15、空间数据库设计：是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。

主要包括需求分析、结构设计、和数据层设计和数据字典设计等几部分。

16、拓扑邻接：表示图形中同类元素之间的拓扑关系。

17、DEM：是Digital Elevation Model的简称，翻译成中文为数字高程模型。

它通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。

在地理信息系统中，DEM是建立DTM的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向。

18、数据库概念模型：是数据库的全局逻辑数据视图，是数据库管理员所看到的实体、实体属性和实体间的关系。

19、块码：块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，再加上记录单位的代码组成。

20、GIS互操作：是指不同的GIS间与平台无关的透明数据访问、共享空间数据库和其它服务。

是当代GIS技术发展的重要方向。

二、简答1、从技术角度看，地理信息系统常用的数据采集方法包括哪些？（1）计算机键盘数据采集。

（2）手扶跟踪数字化方法。

（3）地图扫描数字化。

（4）实测地图数据的输入。

（5）全球定位系统数据采集。

2、简述GIS的构成及主要功能。

GIS的构成：（１）系统硬件；（２）系统软件；（３）数据；（４）用户。

GIS的主要功能：（１）空间数据的采集和输入；（２）空间数据的编辑与管理；（３）空间数据的处理与转换；（４）空间查询与空间分析；（５）空间数据的显示与输出。

3、回答建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。

（方向自己给定）弧段与结点关系表多边形与弧段关系表4、请分别用层次模型、关系模型、网络模型和面向对象模型表示下图M。

层次模型:关系模型:线与结点网络模型：面向对象模型：实体与面面与线点坐标文件6、数据处理在地理信息系统中的作用及数据处理的主要内容。

数据处理在GIS中的作用：（１）将实测数据或不符合GIS质量要求的数据通过处理使之符合GIS质量的要求；（２）对已有的GIS数据进行处理派生出新的信息。

地理信息系统数据处理的主要内容：（１）图形编辑；（２）自动拓扑；（３）数据转换；（４）坐标转换；（５）数据压缩；（６）数据内插等。

7、请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。

在数字图像中，二值图像占有非常重要的地位。

在对地图、文字的扫描数字化和识别时，通常都是当作二值图像来处理的。

（1）二值化由于扫描后的图像是以不同灰度级存储的，为了进行栅格数据矢量化的转换，需压缩为两级(0和1)，这就称为二值化。

二值化的关键是在灰度级的最大和最小值之间选取一个阈值，当灰度级小于阈值时，取值为0，当灰度级大于阈值时，取值为1。

（2）二值图像的预处理对于扫描输入的图幅，由于原稿不干净等原因，总是会出现一些飞白、污点、线划边缘凹凸不平等。

除了依靠图像编辑功能进行人机交互处理外，还可以通过一些算法来进行处理。

除了上述方法外，还可用其它许多方法。

例如，对于飞白和污点，给定其最小尺寸，不足的消除；对于断线，采取先加粗后减细的方法进行断线相连；用低通型滤波进行破碎地物的合并，用高通滤波提取区域范围等等。

（3）细化所谓细化就是将二值图像象元阵列逐步剥除轮廓边缘的点，使之成为线划宽度只有一个像元的骨架图形。

细化后的图形骨架既保留了原图形的绝大部分特征，又便于下一步的跟踪处理。

细化的基本过程是：1)确定需细化的像元集合；2)移去不是骨架的像元；3)重复，直到仅剩骨架象元。

如果是对扫描后的地图图像进行细化处理，应符合下列基本要求：●保持原线划的连续性；●线宽只为一个像元；●细划后的骨架应是原线划的中心线；●保持图形的原有特征。

（4）追踪细化后的二值图像形成了骨架图，追踪就是把骨架转换为矢量图形的坐标序列。

其基本步骤为：●从左向右，从上向下搜索线划起始点，并记下坐标。

●朝该点的8个方向追踪点，若没有，则本条线的追踪结束，转(1)进行下条线的追踪；否则记下坐标。

●把搜索点移到新取的点上，转2°。

（注意的是，已追踪点应作标记，防止重复追踪）。

（5）拓扑化为了进行拓扑化，需找出线的端点和结点，以及孤立点。

●孤立点：8邻城中没有为1的像元。

如下图2- (1)。

●端点：8邻城中只有一个为1的像元。

如图2- (2)。

●结点：8邻城中有三个或三个以上为1的像元。

如图2-（3）。

图2在追踪时加上这些信息后，就可形成结点和孤段，就可用矢量数据的自动拓扑方法进行拓扑化了8、空间统计分析及主要的分析方法。

空间统计分析是指对空间地理现象所表现出来的各种直观的现象用统计分析的方法，得到各种比较直观的统计图表，能够很明确地反映空间地物的形态及各种属性．分析方法主要有：统计图分析，回归分析，主成分分析，层次分析，聚类分析，判断分析等．9、为什么说GIS建设过程是一项十分复杂的系统工程？GIS工程建设按时间序列化分为哪几个阶段？地理信息系统是一个面向实际应用的大型计算机软、硬件系统。

与一般信息系统相比，GIS 的特点主要表现在：GIS是横跨计算机科学、测绘遥感学、摄影测量学、地理学、地图制图学、人工智能、专家系统、信息学等多学科的边缘学科；GIS以空间数据为主，兼有专业属性数据，数据量庞大、数据结构复杂；GIS以应用为主要目标，针对不同领域，具有不同的GIS；GIS 以空间分析统计处理、提出决策为主要任务。

这些特点决定了GIS工程是一项十分复杂的系统工程，投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。

所以，一个完整的GIS应用不是简单的原理及方法的应用，而是基于系统化思想指导下的工程化建设过程。

GIS工程建设按开发时间序列化分为4个阶段：需求分析、系统设计、系统实施、系统维护与评价。

10、栅格数据如何进行取值？中心归属法：每个栅格单元的值以网格中心点对应的面域属性值来确定。

长度占优法：每个栅格单元的值以网格中线（水平或垂直）的大部分长度所对应的面域的属性值来确定。

面积占优法：每个栅格单元的值以在该网格单元中占据最大面积的属性值来确定。

重要性法：根据栅格内不同地物的重要性程度，选取特别重要的空间实体决定对应的栅格单元值，如稀有金属矿产区，其所在区域尽管面积很小或不位于中心，也应采取保留的原则。

11、栅格数据存储压缩编码方法主要有哪几种？每种方法是如何进行压缩的？栅格数据存储压缩编码方法主要有：（1）.链式编码（2）.行程编码（3）.块式编码（4）.四叉树编码12、双重独立地图编码，简称DIME结构（Dual Independent Map Encoding）。

它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法，是一种把几何量度信息（直角坐标）与拓扑逻辑信息结合起来的系统。

也可用于土地利用等多种信息系统的编辑和分析，是GIS发展早期使用的一种拓扑编码方式。

13、试从设计重心、数据库建设和设计方法等三个方面，比较GIS设计与一般信息系统设计的区别（1）设计重心方面，GIS设计处理的是海量空间数据，数据库设计在GIS设计中尤其重要；一般信息系统设计软件功能实现是其设计重心；（2）数据库建设方面，GIS设计不仅要进行属性数据库的设计，更要进行空间数据库的设计，包括空间数据结构、存储方式、管理机制等，一般信息系统设计只需要建立属性数据库；（3）设计方法方面，GIS设计以业务需求为导向、以空间数据为驱动进行系统设计，一般信息系统设计以业务需求为导向，以功能为驱动进行系统设计。