GIS 题库Word格式.docx

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12　12.GIS模型和建模

3.GIS的组成:

1　硬件

2　软件

3　专业人员

4　基础设施

4.投影：

即将地球的球面转换成平面显示

5.空间数据采集与处理的流程：

1　数据源的选择

–是否能够满足系统功能的要求

–所选数据源是否已有使用经验

•如果传统的数据源可用的话，就应避免使用其他它的陌生数据源。

一般情况下，当两种数据源的数据精度差别不大时，宜采用有使用经验的传统数据源

–系统成本

•数据成本占GIS工程成本的70%甚至更多，数据源的选择对于系统整体的成本控制来说至关重要空间数据采集与处理的基本流程

2　采集方法的确定

–地图数据的采集，通常采用扫描矢量化的方法

–影像数据包括航空影像数据和卫星遥感影像两类

–实测数据指各类野外测量所采集的数据，包括平板仪测量，一体化野外数字测图、空间定位测量（如GPS测量）等

–统计数据可采用扫描仪输入作为辅助性数据，也可直接用键盘输入

–已有的数字化数据和多媒体数据通常可通过相应的数据交换方法转换为当前系统可用的数据

–文本数据可用键盘直接输入

3　数据的编辑与处理

–各种方法所采集的原始空间数据，都不可避免地存在着错误或误差，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

–不同系统对图形的数学基础、数据结构等可能会有不同的要求，往往需要进行数学基础、数据结构的转换

–根据系统分析功能的要求，需要对数据进行图形拼接、拓扑生成、数据压缩

4　数据质量控制与评价

5　数据入库

–按照空间数据管理的要求，把采集和处理的成果数据导入到空间数据库中

6.窗口分析的类型：

1）统计运算

2）测度运算

3）函数运算

4）追踪分析

7.空间分析：

空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能、特征

8.数字高程模型：

–数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示），它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟

–DEM也常常称为DTM（DigitalTerrainModel）

–从狭义角度定义，DEM是区域表面海拔高程的数字化表达

–从广义角度定义，DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达，该定义将描述对象不再限定在“地表面”，因而具有更大的包容性，有海底DEM、下伏岩层DEM、大气等压面DEM等

9.分辨率：

指成像细节分辨能力的一种度量，也是图像中目标细微程度的指标，它表示景物信息的详细程度。

10.空间拓扑关系：

指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等），但图形关系不变的性质

11.数据压缩：

从取得的数据集合中抽取一个子集，这个子集作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比

•常用的压缩方法

1　间隔取点法

•每隔规定的距离取一点，或者每隔k个点取一点，但首末点一定要保留

•逐一比较相邻两点间的距离，以确定需要舍弃的点

2　垂距法和偏角法

•按照垂距或偏角的限差选取符合或超过限差的点

12.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，如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间参考基准、数据转换方法等

13.专题图：

是在地理底图上，按照地图主题的要求，突出而完善地表示与主题相关的一种或几种要素，使地图内容专题化、形式各异、用途专门化的地图

14.缓冲区分析：

缓冲区分析也称缓冲区操作，但有时也将缓冲区的建立称为缓冲区操作，而建立后采用的分析过程称之为缓冲区分析

缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体

•缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。

它是一种因变量，随所研究的要素的形态而改变

缓冲区分析包括缓冲区的建立及区域分析，首先对要素根据缓冲的条件，建立缓冲区，然后将这个缓冲区图层与其他图层进行诸如叠置分析、网络分析、服务设施查找等其他分析操作，得到所需要的结果

15.位置服务：

LBS（基于位置的服务）指的是在移动计算环境下，利用GIS技术、空间定位技术和网络通信技术，为移动对象提供基于空间地理位置的信息服务

•LBS的基本原理

–当移动用户需要信息服务或监控管理中心需要对某移动终端进行移动计算（跟踪监控、导航定位、搜索查询、实时调度等）时，首先移动终端通过内嵌的定位设备如GPS（全球定位系统）获得终端本身当前的空间位置数据，并实时地通过无线通信把数据（包括位置坐标、用户需求等）上传到网上的服务管理中心，中心GIS服务器根据终端的地理位置、服务项目或运算要求进行空间分析，分析结果再下传到移动终端或监控中心的计算机上，并在屏幕上可视化地表示出来

•LBS服务主要分为查询、监控和导航三类

16.工具型GIS与应用型GIS的区别与联系

1　从功能角度上，GIS可分为应用功能和软件功能两大类，前者强调GIS的社会服务功能，可再分为工具型GIS、应用型GIS和大众化GIS三类.

2　工具型地理信息系统也称之为地理信息系统开发平台或外壳，它是具有GIS的基本功能、供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台。

GIS是一个复杂庞大的软件系统，而用GIS解决实际问题尚需用户进行一定程度的二次开发，如用户重复开发将会造成人力、物力和时间的浪费。

工具型GIS为GIS用户提供一种技术支持，使用户能借助GIS并加上专题应用模型完成相应的任务。

目前比较流行的工具型GIS软件如ArcGIS、MapInfo、GeoStar、MapGIS等。

3　应用型GIS是根据用户的需求和应用目的而设计的一类或多类专门型GIS，它一般是在工具型GIS的平台上，通过二次开发完成。

应用型GIS除具备GIS的基本功能外，还具有解决与专业相关的模型构建和求解功能。

应用型GIS按研究对象性质和能力又分为专题GIS和区域GIS两种类型。

①专题GIS，专题GIS是为特定专业服务的、具有很强专业特点的GIS，如交通GIS、水资源GIS、城市管网GIS、土地利用GIS等；

②区域GIS，区域GIS主要以区域综合研究和全面信息服务为目标，按区域大小可以有国家级、地区、省级、市级等不同行政区域的GIS，如江苏省GIS；

也可以按照自然分区或流域为单位的区域GIS，如黄河流域GIS。

17.地球表面、大地水准面及地球椭球体面之间的关系

1．自然表面：

它是一个起伏不平，十分不规则的表面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面，难以用一个简洁的数学表达式描述出来，所以不适合于数字建模

2．大地水准面：

地球表面的72％被流体状态的海水所覆盖，假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面，它在理论上与静止海平面重合

大地水准面存在局部的不规则起伏，并不是一个严格的数学曲面

3．地球椭球面：

大地体非常接近旋转椭球，而后者的表面是一个是一个规则的数学曲面，因此选择一个旋转椭球作为地球理想的模型，称为地球椭球或参考椭球。

地球椭球面是一个规则的数学曲面，是以大地水准面为基准建立起来的，

18.栅格与矢量数据结构各自的特点

1）矢量数据的优点：

数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；

矢量数据的缺点：

数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。

2）栅格数据的优点：

数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；

栅格数据的缺点：

数据量大，投影转换比较复杂。

3）两者比较：

a.栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；

b.栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；

在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；

c.矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。

对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。

19.拓扑关系查询主要包括哪些内容？

在地学之中有什么意义？

1）邻接关系查询：

–邻接查询可以是点与点的邻接查询，线与线的邻接查询，或者是面与面的邻接查询

–邻接关系查询还可以涉及到与某个结点邻接的线状地物和面状地物信息的查询

–如查找与公园邻接的闲置空地，或者与洪水泛滥区域相邻的居民区

面的邻接拓扑查询

2）包含关系查询：

可以查询某一面状地物所包含的某一类地物，或者查询包含某一地物的面状地物

•通过查询某点状地物的拓扑关系，得到了包含该点的面状地物的相关信息

3）关联关系查询

•关联关系查询是空间不同元素之间拓扑关系的查询，可以查询与某点状地物相关联的线状地物的相关信息，也可以查询与线状地物相关联的面状地物的相关信息

意义：

在地理信息系统中，对于凡是有网状结构特征的地理要素，例如交通网和各种资源的空间分布等，存在节点、弧段和多边形之间的拓扑结构。

空间数据的拓扑关系对地理信息系统的数据处理和空间分析，都具有非常重要的意义。

拓扑数据比几何数据具有更大的稳定性，有利于空间要素的查询，如重建地理实体等。

20.选址问题用GIS的方法怎么求解？

•服务中心选址的步骤：

1　对若干候选地点或方案进行资源分配分析。

将待规划建设的服务中心与现有的中心合在一起进行资源分配分析，划分服务区，进行不同方案的显示

2　对每种选址方案的资源分配或服务区划分结果，计算这些方案中所有参与运行的链的网络运行花费的总和或平均值

3　比较各种方案，选择上述花费的总和或平均值为最小的方案即满足约束条件的最佳地址的选择

--例如学校选址，需要考虑生源问题，环境嘈杂性，交通性等

--商场的选址，要考虑交通状况，周围人群的经济能力、消费水平、文化素质问题等

•选址不但要考虑社会人文因素，还要考虑地形起伏，建筑物的遮挡等

21.规则格网DEM和TIN的数字分析的主要内容：

数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示），它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟

DEM建立

•数字高程模型的建立过程是一个模型建立过程，建模的目的是对复杂的客体进行简化和抽象，并把对客体（源域，DEM中为地形起伏）的研究转移到对模型的研究上来

•首先要为模型构造一个合适的空间结构（空间结构是为把特定区域内的空目标镶嵌在一起而对区域进行的划分，划分出的各个空间范围称为位置区域或空间域。

空间结构一般是规则的（如格网），或不规则的（如不规则三角网TIN））

•建立在空间结构基础上的模型是由n个空间域的有限集合组成

•由于空间数据包含位置特征和属性特征，而属性特征是定义在位置特征上的，因此每一个空间域就是由空间结构到属性域的计算函数或域函数

•模型构建的内容和过程：

–采用合适的空间模型构造空间结构；

–采用合适的属性域函数；

–在空间结构中进行采样，构造空间域函数；

–利用空间域函数进行分析

•对于数字高程模型而言，空间结构的构造过程即为DEM的格网化过程（形成格网），属性值为高程，构造空间域函数即为内插函数的确定，利用空间域函数进行分析就是求取格网点的函数值

规则格网DEM建立

•DEM是在二维空间上对三维地形表面的描述

•构建DEM的整体思路

–首先在二维平面上对研究区域进行格网划分（格网大小取决于DEM的应用目的），形成覆盖整个区域的格网空间结构

–然后利用分布在格网点周围的地形采样点内插计算格网点的高程值

–最后按一定的格式输出，形成该地区的格网DEM