空间信息学复习资料

分析、空间统计分析 叠置分析：GIS的重要功能，以空间层次分析理论为基础。（P151） 泰森多边形应用（P169）：在地学领域，经常需要处理大量分布于地 域内的离散数据。泰森多边形可根据样本点的位置分布，自动生成以样 本点为中心的等值区，使样本点属性数据扩展为区域的面状属性数据， 这在地学领域中有重要的实用价值。 空间网络分析研究的主要内容：路径分析、资源的定位和配置、连通 分析和流分析。（求最短路径） 数字地面模型、数字高程模型： 数字地形模型：又称DTM，50年代由MIT摄影测量实验室提出，是用数字 形式描述地形表面的模型。实质上这是对地面形态和属性信息的数字表 达。 数字高程模型：又称DEM， 当DTM模型中数字属性为高程时称DEM模型。 DEM模型是DTM模型的一种特例。（P178）
地理信息：是表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、性 质、关系、分布特征和规律的数字、文字、图像、图形信息的总称。 地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成 的，具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示功能，并可解 决复杂的规划和管理问题的信息系统。 GIS主要输入设备：数字化仪、扫描仪、数字摄影测量仪、GPS接收器 （P10） GIS组成部分：GIS软件平台、应用系统和空间数据库 GIS主要功能：实现空间数据输入/输出管理、空间数据库管理、空间数 据处理和分析以及专业应用模型。 世界上第一个GIS：加拿大GIS（P16） GIS中的地理空间：指经过投影变换后，在笛卡儿坐标系中的地球表层 特征空间。它包括地理空间定位框架及其所联结的地理空间特征实体。 （P21） 空间数据的特点：空间性、专题性、时间性 （空间）数据模型的层次：（空间）概念数据模型、逻辑数据模型、 物理数据模型。（P24） 空间元素：点、线、面、体4种，其中点元素为基础元素。 表达地理空间的方法：栅格表达方式和矢量表达方式。 矢量数据中，0维矢量(点)有多种，如：实体点、注记点、内点、结 点、角点，请分别作简要说明：实体点：代表一个实体；标注点：定 位注记；内点：用于负载多边形的属性，存在于多边形内；结点：线的 起点和终点；角点：线段和弧段的内部点。（P35） 矢量数据的空间关系表达：空间度量关系、方位关系和 拓扑关系（最 主要） 拓扑关系应用：关联性、邻接性和连通性、包含性、拓扑关系的存储 （P40） 请说明栅格和矢量数据结构的表达方式和它们的优缺点
SuperMap Objects、GeoMap、Arcengine、mapxtreme 请分别列举国内、国外的三个GIS软件。 国内：GeoStar 、MapGis 、SuperMap 国外:Arcgis 、MapInfo 请简要说明空间数据的格式转换是指什么。 空间数据格式转换就是通过专门的数据格式转换程序，把一种空间数据 格式转换成另一种空间数据格式，以实现空间数据的共享。 请简要说明空间数据的结构转换是指什么 空间数据的结构转换主要指空间数据结构中矢量数据和栅格数据之间的 互转换。
优点
缺点
矢量
（1）数据结构紧凑，精度 （1）数据结构复杂
高
（2）叠加分析算法复
（2）便于表示空间实体及 杂
拓扑关系
（3）不易同RS结合
（3）便于表示网络关系， （4）表达空间变化性
进行网络分析
的能力差
（4）图形显示质量好，精 （5）不易实现数据模
度高
拟
（5）便于面向对象实现空
间查询和分析
Baidu Nhomakorabea栅格
（1）数据结构简单，定位 （1）数据量大
点：有利于灵活定义文件格式以管理数据，有利于存储非结构化不定长 图形数据。缺点：数据和程序绑定严重，数据共享性差。 2.文件和关系数据库混合管理模式：空间数据存在文件中，属性数据存 在数据库中，用惟一的标识符或内部连接码将属性数据和图形数据联系 起来，统一管理。优点：支持海量数据，对属性数据管理规范，但数据 一致性维护困难，数据分布和共享困难。 3.全关系型空间数据管理模式：不仅将属性数据存放于数据库中，将空 间数据也存放于数据库的大二进制块中。优点：便于数据维护、提高查 询速度。缺点是对于结构复杂的数据难于表达。 4.对象－关系型空间数据管理模式：在数据库增加对象管理模块，定义 对点、线、面的一系列操作。优点是完全解决了空间数据的存储、查询 问题。缺点是空间数据对象还不能由用户任意定义，使用受一定限制。 5.空间数据库引擎模式(以ArcSDE为例)：是应用程序和RDBMS之间的 中间件，用于管理空间数据库，从系统角度看，空间数据库引擎利用 RDBMS和其扩展功能，实现空间数据在数据库中的物理存储。优点： 具有大型数据库管理数据的优点，不会因格式转换带来信息损失，空间 数据库引擎可以实现系统级、数据库级的数据共享，不足是没有实现不 同GIS平台之间的数据互操作。 列举常用的空间索引：外接矩形、格网、四叉树、R树和R+树空间索引 空间分析：空间数据查询、叠置分析、领域分析、空间网络分析、地理
存取性能好
（2）投影转换复杂
（2）易实现数据共享
（3）图形质量差
（3）便于地形分析和数学 （4）难于表达空间实
模拟
体及拓扑关系
（4）易同RS结合
（5）难于表示网络关
（5）能有效表达空间可变 系
性
按比例尺分类地图（P60） 地理空间坐标系：用于确定地物在地球上位置的坐标系 请简要叙述地图投影分类 按构成方式：方位投影、圆柱投影、圆锥投影； 按变形性质分：等角投影、等积投影、任意投影。 高斯-克吕格投影：横轴等角切圆柱投影（P64） 地图数据的获取：地图数据室GIS的主要数据源，主要有数字化仪输入 和扫描仪输入两种方法。 图形编辑：图形位置编辑及图形间关系的编辑。（P92） 多边形的栅格化方法：内部扩充法、扫描线法、边界代数法。 解决空间数据共享方法：空间数据的外部数据交换、空间数据交换标 准转换、空间数据的互操作、直接数据访问等模式。 空间数据库：描述空间物体的位置数据、位置数据元素（点、线、面、 体）之间拓扑关系及描述这些物体的属性数据的数据库。 空间数据库管理模式：全文件空间数据管理模式、文件和关系数据库混 合管理模式、全关系型空间数据管理模式、对象-关系型空间数据库管 理模式、空间数据库引擎（P130） 在现存的空间数据库管理模式中，有全文件空间数据管理模式、文件 和关系数据库混合管理模式、全关系型空间数据管理模式、对象－关 系型空间数据管理模式、空间数据库引擎模式(以ArcSDE为例)，请分 别说明这五种模式管理空间数据和属性数据的方法，并说明各模式的 优缺点。 1.全文件空间数据管理模式：空间数据和属性数据均存在文件中。优
请比较格网模型、不规则三角网模型和等值线模型的优缺点：
主要数据 原始数据插 离散数据 地形图数字
源
值
点
化
建模的难 易 易度
难
易
数据量
随分辨率而 较大 变
很小
表示拓扑 尚好 能力
很好
差
适合表示 简单的平缓 各种复杂 简单的平缓
地形
地形
地形
地形
适用的比 中、小比例 大比例尺 各类比例尺
例尺
尺
三维显示 方便
泰森多边形分析是一种常用的空间分析方法，请说出 （1） voronoi图、不规则三角网和泰森多边形之间的关系 （2） 请简要说明泰森多边形的作用
答：1）voroni等价于泰森多边形，不规则三角网中最重要的称为 Delaunay三角网，它是连接所有相邻Voronoi多边形的生长中心所形成 的三角网称为Delaunay网。 2）泰森多边形可根据样本点的位置分布，自动生成以样本点为中心的 等值区，使样本点属性数据扩展为区域的面状属性数据。 概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型、ER模型主要做什么？ 概念数据模型：是面向用户，现实世界的的的数据模型，它是用户所容 易理解的现实世界特征的数据抽象，独立于计算机的数据模型。 逻辑数据模型：同时面向用户和系统，用于表达概念数据模型中数据实 体之间的关系。作用是与用户进行沟通，明确需求，又是数据库物理设 计的基础。 物理数据模型：描述数据在物理存储介质上的组织结构，是物理层次上 的数据模型，是逻辑数据模型在计算机内的具体实现。
较方便 差
基本地形因子，如坡度、坡向、地表粗糙度等。坡向：地面的朝向。 DEM中是指地表面法线在水平面上投影坐标的方位角 地面粗糙度：表示 地球表面粗糙程度并具有长度量纲的特征参数 坡度：地面的坡度是表示地表面上该点倾斜的程度。从数学说，地面的 坡度是一个矢量，它既有大小，又有方向，坡度定义为地形表面和水平 面之间夹角的正切值。 列举常见的专题图 统计专题图、质底专题图、点密度专题图、等级符号专题图 请列举三种主要的组件式GIS平台