13地信地理信息系统复习题

复习资料(A)1、地理信息系统的定义、分类。

地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模、显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

对地理信息系统的分类可以根据其研究范围，分为全球系统、区域系统和国家系统；根据其研究内容可以分为专题系统、综合系统、GIS工具；根据其使用的数据类型可以分为矢量系统、栅格系统和矢栅（混合）系统。

2、地理信息系统的组成、研究内容。

一个实用的地理信息系统，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模、显示等功能，其基本构成一般包括以下五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

系统硬件用以存储、处理、传输和显示地理或空间数据。

数据处理设备与数据输入、输出设备连接构成地理信息系统的硬件环境。

地理信息系统的软件是整个系统的核心，用于执行地理信息系统功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和数据输出等。

一个完整的地理信息系统需要包括很多类的软件协同工作，这些软件按照功能可以分为：地理信息系统功能软件、基础支撑软件和操作系统软件等。

地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。

地理信息系统应用人员包括系统开发人员和地理信息系统的最终用户，他们的业务素质和专业知识是地理信息系统工程及其应用成败的关键。

应用模型是为某一特定的实际工作而建立以的运用地理信息系统的解决方案，其构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素。

地理信息系统研究内容主要有以下三个方面：①.地理信息系统基本理论研究：包括研究地理信息系统的概念、定义和内涵；地理信息系统的信息论研究；建立地理信息系统的理论体系；研究地理信息系统的构成、功能、特点和任务；总结地理信息系统的发展历史，探讨地理信息系统发展方向等理论问题。

②.地理信息系统技术系统设计：包括地理信息系统硬件设计与配置；地理空间数据结构及表示；输入与输出系统；空间数据库管理系统；用户界面与用户工具设计；地理信息系统工具软件研制；微机地理信息系统的开发等。

③.地理信息系统应用方法论研究：包括应用系统设计和实现方法；数据采集与校验；空间分析函数与专题分析模型；地理信息系统与遥感技术结合方法；地学专家系统研究等。

地理信息系统是在地理学研究和生产实践的需求中产生，地理信息系统的应用使技术系统不断完善，并逐渐发展了地理信息系统的理论；理论研究又指导开发新一代高效地理信息系统，并不断拓宽其应用领域，加深应用的深度；地理信息系统的应用，又对理论研究和技术方法提出了更高的要求。

因此上述三个方面的研究内容是相互联系相互促进的。

从目前状况看，对技术系统的研制和实现进行的工作较多，应用方法研究不足，而理论研究工作则很薄弱。

3、数据库结构的分类与特点。

①、层次数据库结构层次数据库结构将数据通过一对多或父结点对子结点的方式组织起来。

一个层次数据库中，根表或父表位于一个类似于树形结构的最上方，它的子表中包含相关数据。

层次数据库模型的结构就像是一棵倒转的树。

优点：快速的数据查询，便于管理数据的完整性缺点：用户必须十分熟悉数据库结构，需要存储冗余数据②、网状数据库结构网状数据库结构是用连接指令或指针来组织数据的方式。

数据间为多对多的关系。

矢量数据描述时多用这种数据结构。

优点：快速的数据访问用户可以从任何表开始访问其他表数据便于开发更复杂的查询来检索数据缺点：不便于数据库结构的修改数据库结构的修改将直接影响访问数据库的应用程序用户必须掌握数据库结构③、关系数据库结构这就目前最流行的数据库结构了。

数据存储的主要载体是表，或相关数据组。

有一对一、一对多、多对多三种表关系。

表关联是通过引用完整性定义的，这是通过主码和外码（主键或外键）约束条件实现的。

（1）数据量大。

图形、图像数据量大。

（2）空间数据与属性等数据的综合。

（3）数据应用广泛。

相关空间图形处理的领域。

4、数据、信息的定义、两者特点与关系。

数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量描述事物的特征和状况。

信息是人们或机器提供关于现实事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，是事物或物质特性的表征。

数据的特点：形式的多样性，数据类型间的可转换性信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

数据与信息的关系：数据时信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。

数据只有通过解译才有意义，才成为信息。

5、数据的类型。

数字、字符、图形、图像、声音、表格6、地理信息定义、地理信息特点。

地理信息是指表示地理环境要素或物质的数量、质量、分布特征和规律等的文字、数字、图像和图形的总称。

特点：1.空间特征（空间定位）2.属性特征（多属性）3.时序特征（时间动态）地理信息的最显著特点是其信息具有空间定位特性，地物的特征是与其地理位置联系在一起，这地理信息区别于其它类型的标志。

7、地理信息系统的基本功能。

1.数据采集与编辑2数据存储与管理3.数据处理与变换4.空间分析和统计5.产品制作与演示6.二次开发和编程.8、叙述mapinfo软件的基本概况、特点。

MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。

它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。

特点：①.多平台运作环境、支持桌面系统、内联网及互联网②.全面支持Java技术③.拥有多种信息可视化模式及多变化的图形设定④.快速数据查询，高速屏幕刷新，是的用户界面具有良好的图形显示效果⑤.数据可视化和数据分析能力较强，可以直接访问多种数据可的数据。

9、叙述mapinfo文件系统的构成。

①.TAB----- 属性数据的表结构文件。

文本格式。

②.DAT-----属性数据文件。

DbaseⅣ格式。

③.MAP ----空间数据文件。

二进制文件。

④.ID -----交叉索引文件。

用于连接属性数据和图形数据。

⑤.IND ---索引文件。

用于对某些字段建立索引。

.TAB文件和.DAT文件是MapInfo表中必须的两个文件。

10、说明mapinfo的工作空间的用途及其与文件的关系。

①.记录该工作空间所有使用的文件、打开的窗口及位置、Mapinfo环境设置等信息②.记录前段的工作；在继续未完成的工作时无须从头再来③用于保存表、窗口和窗口位置的文件11、叙述用mapinfo软件构建一个主题的完整土地空间数据库的基本步骤。

①创建一个图层绘制土地多边形②打开图层“表”――“维护”――“表结构”③表结构的定义：字段名类型宽度小数点④属性输入：输入数据12、Mapinfo中扫描地图进行座标配准的基本操作步骤。

1、打开图像2、扫描地图的地理配准：选择投影类型类别：longitude/latitude 类别项：longitude/latitude配准四个坐标点。

-----------扫描图x、y--→经纬度投影，转换函数f(x,y) --→经度、纬度坐标3、调整图像式样：（选择白色）“表”---“栅格图像”—“调整图像样式”4、验证经纬度座标“地图”—“选项”菜单中，坐标单位“度”、选中“光标位置”选项。

5、地图投影类型查看与修改投影类型查看：“地图”—“选项”—“投影”或“表”—“栅格图像维护”—“修改图像配准”—“投影”投影类型修改：“表”—“栅格图像维护”—“修改图像配准”—“投影”13、列举3种GIS工具名称。

ArcGIS Mapinfo SuperMap14、GIS发展历史阶段及主要标志。

GIS萌芽阶段（60年代）：主要标志：1963年首次提出“Geographic Information System”(Tomlinson,Canada)GIS发展的巩固阶段(70年代）：主要标志：GIS工具大量出现，大量GIS应用系统出现地理信息系统的大发展阶段（80年代)：主要标志：①微机GIS大发展。

②GIS功能大大增强。

③GIS产业的形成。

地理信息系统的普及应用阶段（80年代后)：主要标志：网络GIS大量出现，“数字地球”促进GIS应用游程长度码、四叉树的编码过程。

游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，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。

建立方法是将栅格矩阵的一行数据序列X1X2````X n，映射为相应的二元组序列（A i,P i），i=1,2,···，K，且K<=n。

其中A i为属性值，P i为游程，i为游程序号对图所示的栅格数据，可沿行方向进行如下游程长度编码：(9,4),(0,4),(9,3),(0,5),(0,1)(9,2),(0,1),(7,2),(0,2),(0,4),(7,2),( 0,2),(0,4),(7,4),(0,4),(7,4) ,(0,4),(7,4) ,(0,4),(7,4)四叉树结构过程：①对2nx2n 大小的栅格图像分割，分为四个象限。

②若某象限的地物属性值一致，则该象限所有网格作为一个整体记录。

③否则继续划分为四个子象限，直到单一属性为止15、拓扑结构的定义、类型。

举例说明这些拓扑结构类型在GIS中有哪些实际应用。

拓扑结构：是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。

类型：节点数据文件、弧段数据文件和多边形文件文件16、理解课本51页的拓扑关系表。

在这种数据结构中，弧段是数据结构的基本对象。

弧段文件由弧段记录组成，每个弧段记录包括弧段标识码、起始节点、终止节点、左多边形和右多边形17、空间数据模型、空间数据结构的定义。

空间数据模型：指对空间要素认知、抽象和表达方式以及不同空间关系的定义模式。

空间数据结构：不同空间数据模型在计算机内的存储和表达方式。

18、矢量数据简单编码法与拓扑结构编码法的利弊。

实体数据结构，边界坐标数据和多边形单元实体一一对应，各个多边形边界点都单独编码并记录坐标。

而拓扑数据结构的点是相互独立的，点连成线，线构成面。

每条线始于起始节点，止于终止节点，并与左右多边形相邻接。

实体数据结构点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑关系。

所以存储时，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，造成数据冗余和产生不一致。

而且没有存储多边形之间的关系，或者相邻多边形的公共边不完全重复时，易产生伪多边形。