GIS复习题汇总

地理信息系统掌握要点集锦第一章绪论：1.基本概念：地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示地理信息:有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。

地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS):在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的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。

2.GIS的定义：同上3.如何理解GIS？1) GIS的物理外壳是计算机化的技术系统2)GIS的操作对象是空间数据3)GIS的技术优势在于它的空间分析能力4)GIS与地理学、测绘学联系紧密System(GIS)5)Geographical Information Science(GISci)4.GIS在信息系统中的地位与分类5.GIS由哪几部分组成系统软件、系统硬件、空间数据、用户（系统开发、管理和使用人员）6.GIS的主要功能有哪些？空间数据采集、空间数据处理与编辑、空间数据存储与管理、空间查询与分析、空间信息输出7. GIS 与相关学科之间的关系GIS 具有多学科交叉的特征，它既要吸取诸多相关学科的精华和营养，并逐步形成独立的边缘学科，又将被多个相关学科所运用，并推动他们的发展。

与之联系最为紧密的是地理学、制图学、计算机、测绘与遥感。

第二章 地学基础：1、基本概念：（1）地球椭球：假想的与平均海水面重合并向陆地衍生包围整个地球的椭球体。

（2）大地体：由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体（3）地图投影：运用一定的数学法则，将地球椭球面的经纬线网相应地投影到平面上的方法。

即将椭球面上各点的地球坐标变换为平面相应点的直角坐标的方法。

（4）高斯—克吕格投影：简称高斯投影，亦称等角横切椭圆柱投影。

（5）横轴墨卡托投影（UTM ）：是一种横轴圆柱等角投影。

（6）兰勃特等角投影(Lambert Conformal Conic) ：正轴等角割圆锥投影。

2地图投影的概念？地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。

3地球表面、大地水准面及地球椭球体面之间的关系是什么？地球模型：三级近似（1）地球自然表面 ——极不规则，无法用数学表面进行描述（2）水准面所包围的球体——不规则性、动态性、不唯一性（3）大地水准面 所包围的球体——不规则性、相对唯一性地球椭球体——标准数学曲面 (1952：海福特椭球 、1953：克拉索夫斯基椭球 、1978：1975年国际椭球)4地图投影实质？建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x ，y ）之间的函数关系：5地图投影变形有哪几种？将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有断裂，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，故投影变形是不可避免的。

3种变形：长度变形、面积变形、角度变形。

6. 地图投影方式的种类？a.几何透视法:几何透视法是利用透视的关系，将地球体面上的点投影到投影面（借助的几何面）上的一种方法。

如假设地球按比例缩小成一个透明的地球仪般的球体，在其球心或球面、球外安置一个光源，将球面上的经纬线投影到球外的一个投影平面上，即将球面经纬线转换成了平面上的经纬线。

b.数学解析法:),(),(21ϕλϕλf y f x ==数学解析法是在球面与投影面之间建立点与点的函数关系，通过数学的方法确定经纬线交点位置的一种投影方法。

按地图投影的构成方法分类（1）几何投影:把椭球面上的经纬线网投影到几何面上，然后将几何面展为平面而得到。

按投影面的形状:圆锥投影-圆柱投影-方位投影按投影面与地球自转轴间的方位关系:正轴投影-横轴投影-斜轴投影按投影面与地球的位置关系:相切投影-相割投影（2）非几何投影不借助几何面，根据某些条件用数学解析法确定球面与平面之间点与点的函数关系。

可分为：伪方位投影-伪圆柱投影-伪圆锥投影-多圆锥投影。

按投影变形性质分类等角投影:多用于编制航海图、洋流图和风向图等。

等积投影 :一般常用于绘制对面积精密度要求较高的自然地图和经济地图。

任意投影（等距投影）7. 常用的地图投影方法有哪些？有何特点？（1）高斯-克吕格（Gauss-Kruger）投影：属于横轴切椭圆柱等角投影基本原理：即假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展为平面，即得本投影。

投影条件为：①投影带中央子午线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影对称轴；②投影具有等角性质；③中央经线投影后保持长度不变。

变形特点：中央经线上没有任何变形；除中央经线上的长度比为1外，其它任何点上长度比均大于1；在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘；在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上；投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方。

长度比的等变形线平行于中央子午线（2）墨卡托（Mercator）投影：墨卡托(Mercator)投影，是一种“等角正切圆柱投影”。

假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开就得到一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。

墨卡托投影没有角度变形，由每一点向各方向的长度比相等，它的经纬线都是平行直线，且相交成直角，经线间隔相等，纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。

墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显，但标准纬线无变形，从标准纬线向两极变形逐渐增大，但因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。

在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，给航海者带来很大方便。

（3）TM投影（ Universal Transverse Mercator ）（4）兰勃特（Lambert）投影：兰勃特等角投影在双标准纬线下是一“正轴等角割圆锥投影”（Lambert Conformal Conic）。

设想用一个正圆锥割于球面两标准纬线，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一母线展开，即为兰勃特投影平面。

（5）阿尔伯斯（Albers）投影：属于正轴等面积割圆锥投影第三章空间数据模型：1. 基本概念：（1）地理实体:地理空间实体就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果，简称空间实体，它们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此之间的相互关系。

（2）对象模型: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，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。

（3）场模型:场模型，也称作域（field）模型，把地理空间中的现象当做连续的变量或体来看待，如空气中污染物的集中程度、地表的温度、土壤的适度等。

（4）网络模型:网络模型，在网络模型中，地物被抽象为节点、链等对象，同时要关注其间连通关系。

与对象模型的某些方面相同，都是描述不连续的地理现象；不同之处在于它需要考虑通过路径连接多个地理现象之间的连通情况。

（5）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。

（6）矢量数据模型: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。

（7）栅格数据模型:栅格数据模型采用面域或空域的枚举来直接描述空间实体，比较适宜于用场模型抽象的的空间对象。

栅格可以用数字矩阵来表示，地理空间坐标隐含在矩阵的行列上。

（8）镶嵌数据模型:镶嵌（Tessellation）数据模型采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象。

通过描述小面块的几何形态、相邻关系及面块内属性特征的变化来建立空间数据的逻辑模型。

小面块之间不重叠且能完整铺满整个地理空间。

（9）不规则三角网TIN:不规则镶嵌数据结构是指用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状或边界。

最典型的不规则镶嵌数据模型有Voronoi图（也称作Thiessen多边形）和不规则三角网（Triangular Irregular Network，简称TIN）模型。

TIN采用不规则的三角网形成对地理空间的完整覆盖。

在TIN模型中，样点的位置控制着三角形的顶点，这些三角形尽可能接近等边。

2、理解空间数据的三个基本特征(1)空间特征（定位数据）：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。

空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示，例如笛卡尔坐标等。

(2)属性特征（非定位数据）：表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特征和名称等等。

(3)时间特征（时间尺度）：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等等。

3、实体的空间类型有哪些？（1）几何图形数据：来源于各种类型的地图和实测几何数据。

几何图形数据不仅反映空间实体的地理位置，还要反映实体间的空间关系。

（2）影像数据：主要来源于卫星遥感、航空遥感和摄影测量等。

（3）属性数据：来源于实测数据、文字报告，或地图中的各类符号说明，以及从遥感影像数据通过解译得到的信息等。

（4）地形数据：来源于地形图等高线的数字化，已建立的格网状的数字化高程模型（DTM），或其他形式表示的地形表面（如TIN）等。

（5）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。

在具有智能化的GIS中还应有规则和知识数据。

4、实体的空间关系有哪几种类型？主要的拓扑关系有哪几种？空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。

空间关系主要有：1）拓扑空间关系2）顺序空间关系（方向空间关系）3）度量空间关系拓扑关系：满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。

①拓扑邻接：存在于空间图形之间同类要素之间的拓扑关系。

②拓扑关联：存在于空间图形之间不同类要素之间的拓扑关系。

③拓扑包含：存在于空间图形之间同类但不同级的基本要素之间的拓扑关系。

5、栅格数据模型的特点？（1）栅格数据模型采用面域或空域的枚举来直接描述空间实体，比较适宜于用场模型抽象的的空间对象。

栅格可以用数字矩阵来表示，地理空间坐标隐含在矩阵的行列上。

（2）在栅格数据模型中，点实体是一个栅格单元（cell）或像元，线实体由一串彼此相连的像元构成，面实体则由一系列相邻的像元构成，像元的大小是一致的，如图所示。