中科院地理所GIS专业课真题Word格式文档下载.docx
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关系数据模型：
用二维表（也称关系）形式来表示事物间的联系。
关系模型是把数据结构看成一个二维表，每个二维表就是一个关系，关系模型是由若干个二维表格组成的集合。
关系数据模型比较常见，其中二维表的行称为记录，列称为字段。
关系数据模型有以下三个特性：
①一个二维表中所有的记录格式和长度都相同；
②同一字段的类型相同；
③行和列的排列顺序随意。
GIS：
是由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。
数据词典；
描述数据库中各数据属性与组成的数据集合。
数据字典是数据库系统中用来保存非数据信息的数据库，它承担着管理数据资源、数据标准化等功能，以其重要性被称为“数据库的数据库”
数字地形模型；
数字地形模型（DigitalTerrainModel，简称DTM）是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述，描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。
节点匹配容差：
（找不到呢）
地址匹配：
确定具有地址事件的空间位置，并把它绘在图纸上。
目的是对任何输入的地址数据，返回最精确的匹配结果。
实质是对地理位置的查询，它涉及到地址的编码。
地址匹配与其他网络分析功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。
所需要输入的数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。
元数据：
用来描述数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他特性的信息。
是关于数据的描述性信息数据。
其目的是促进数据集的高效利用和充分共享。
栅格数据结构：
就是以规则的象元阵列来表示空间地物或现象的分布的数据结构。
栅格中每个象元是栅格数据中最基本的信息存储单元，其坐标位置可以用行列号确定，网格中每个元素的代码表示实体的属性或属性编码。
空间数据精度：
指控间数据的准确度和精密度，二者合起来称为精确度，简称精度
数据的准确度指结果、计算值或估计值与真实值或大家公认的真值的接近程度。
数据精密度指数据表示的精密程度，亦即数据表示的有效位数。
它表现了测量值本身的离散程度。
即对现象描述的详细程度。
如对同样的两点，精度低的数据并不一定准确度也低。
精度要求测量能以最好的准确性来记录，但是这可能误导提供了较大的精度，因为超出一个测量一起的已知准确度的数字在效率上是冗余的。
关系数据库：
就是基于关系模型的数据库，它是支持关系模型的数据库系统。
关系模型有关系数据结构、关系操作集合和完整性约束三部分组成。
离散化：
即数字化，将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。
地图精度：
主要指地图的精确度，即地图的误差大小。
与地图投影·
比例尺·
制作方法和工艺有关
地图的精确度。
即地图的误差大小。
衡量地图质量的重要标志之一。
与地图投影、比例尺、制作方法和工艺有关。
通常用地图上某一地物点或地物轮廓点的平面和高程位置偏离其真实位置的平均误差衡量。
地图要素的误差主要由以下几方面引起：
资料数据和图稿的误差；
地图投影的误差；
展绘地图数学基础的误差；
转绘地图内容的误差；
制图综合产生的误差；
复照和印刷造成的误差和图纸伸缩造成的误差。
这些误差难以避免。
在地图生产过程中，一般对每一生产工序都进行误差控制，以便达到地图的精度要求。
如展绘地图数学基础时，展点允许误差为±
0.1毫米，边长误差≤±
0.2毫米，对角线误差≤±
0.3毫米；
内容转绘误差＜±
0.2毫米；
描绘误差＜±
印刷套印误差≤±
0.3毫米等。
因存在地图误差，故在地图上进行量算时，对量测的数据必须考虑地图的各项误差。
四叉树：
一种压缩数据结构，它把地理空间定量划分为可变大小的网格，每个网格具有相同性质的属性。
它把每个象元连续等分为四块，是栅格数据结构中的层型结构。
地理空间：
是指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。
行程编码：
又称为“运行长度编码”或“游程编码”，是一种统计编码，属于无损压缩编码，对于二值图有效。
其原理是用一个符号值或串长代替具有相同值的连续符号，使符号长度少于原始数据的长度。
行程编码主要适合于二值影像和少灰度影像。
对二值影像来说，灰度信息隐式地包含在交替的黑白行程中，不需要记录。
在编码少灰度影像时，则需要记录灰度值及其行程长度。
根据不同顺序将二维影像变成一维线性表，可得到不同效果的行程编码。
合理选择顺序，将有助于减少行程数，提高数据压缩比。
数字高程模型：
数字地形模型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DEM，DEM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是建立数字地形模型（digitalterrainmodel）的基础数据，地形模型不仅包含高程属性，还包含其它的地表形态属性，如坡度、坡向等。
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。
平移变换：
对于俩个几何图形，如果在它们的所有点与点之间可以建立起一一对应关系，并且以一个图形上任一点为起点，另一图形上的对应点为终点，所连的一切线段，长度都彼此相等而且相互平行、方向相同，那么从其中一个图形到另一个图形的变换叫做平移变换。
即变换后坐标系与变换前坐标系相应的坐标轴彼此平行，并且具有相同的正方向。
TIN：
TIN表面表示成一系列相联接的三角形，这些三角形是在一组结点之中，按照一定规则连接相邻结点形成的边组成的，结点可以位于任何地方，但是结点布置的好坏直接影响到连续面模型的精度。
不规则三角网是另外一种表达数字高程模型的方法，它既减少了规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。
WebGIS；
所谓WebGIS就是GIS与WWW结合在一起（即万维网地理信息系统）,在INTERNET上实现空间信息发布、数据共享、交流协作的在线查询和业务处理等功能,Web分布式交互操作是工作的重心。
WebGIS充分利用网络资源,复杂处理交由服务器执行,数据量较小的简单操作由客户端完成,是一种理想的全局优化模式,全面取代了GIS桌面系统。
虚拟现实；
由计算机生成的可与用户在视觉、听觉、触觉上实施交互，动态的“界世”，使用户有身临其境之感的人造环境。
它在测绘与地学领域中的应用可以看作地图认知功能在计算机信息时代的新扩展
DB2是什么DB2isoneofthemajorrelationaldatabasemanagementsystems,itisacompetitorofOracle,SQLServer.UseGoogletosearchforsomebasicinformation.
二、简答题
1、ＧＩＳ的组成、主要功能（见总结）、GIS结构及功能、
Ｇis的基本功能
1）数据采集、检验与编辑主要用于获取数据，保证GISDB中的数据在内容与空间上的完整性、数据逻辑一致、无错等
2）数据格式化、转换、概化数据格式化是指不同数据结构的数据间变换；
数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变换；
数据概化包括数据平滑，特征集结等
3）数据的存储与组织这是数据集成的过程，包括空间数据和属性数据的组织，其关键的问题是如何将空间数据与属性数据融为一体
4）分析包括最基本的分析功能如查询、检索、统计、计算功能和高级功能如空间分析和模型分析功能
5）显示GIS为用户提供了许多用于显示地理数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件
2、地理信息数据结构的类型（或空间数据类型及其特点、比较，简述GIS数据结构（陈P35），各种数据结构和各自的优缺点，见总结）
3、图形数据输入的主要方法及特点（见总结）、地理信输入方法及其特点
4、空间数据库主要特征（见总结）
5、空间拓扑叠加、叠加分析、空间拓扑分析：
叠加分析：
是将两层或多层地图要素进行叠加生成一个新要素层的操作，新要素综合了原来俩层或多层要素所具有的属性。
一般包括多边形叠加（将各层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时他们的属性也将联系起来）、点与多边形叠加（实质是计算包含关系，叠加结果是为每个点产生一个新的属性）、线与多边形叠加（将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段落在那个多边形内）。
空间拓扑叠加的方法：
二值非权重布尔逻辑模型、二值权重布尔逻辑模型、图层权重-级别打分叠加模型和模糊逻辑法
6、地理信息系统的主要数据源及其特征（见总结）
7、企业ＧＩＳ系统的特色（见陈P200）
GIS网络化的发展使得GIS在机构内部各部门之间更有效地进行通讯、交流和进行各种资源的共享。
企业和机构可以从更高层次上对GIS在企业中的使用进行统筹安排和计划，这种方式被称为“企业化GIS”。
企业GIS以建立一个长期稳定运行的分布式系统，实现资源共享为目标；
具有多个应用层次，高一层次向低一层次析取数据，低一层次的信息流向高一层次，高一层系统建立在低层系统之上。
低层次的具体工作人员主要应用GIS数据库技术处理各自的日常事务；
较高层次的部门管理人员则主要应用部分GIS数据库技术完成其日常事务，利用确定性模型解决结构化决策问题；
最高层次的决策人员则主要应用GIS模型库和模型库管理系统、知识库及少量GIS数据库技术处理半结构化和非结构化的决策问题。
企业化GIS对技术和管理人员有更高的要求，需要企业不断地对人员进行技术和管理培训。
8、关系数据库构成：
（见陈P81）
关系的具体实现是一个二维表结构，其中的行对应元组，列对应域，列的名称为属性。
N元关系，必有N个属性，满足一定条件的规范化关系集合就构成了关系模型，由此模型建立起来的数据库称为关系数据库。
由一系列二维表组成，每一个二维表表示一个关系，表中的行是一个记录，列是字段。
✧表格中的每一列都是不可再分的基本属性；
✧不同的列必须有不同的名字，可以有相同的取值集合。
✧任意两个记录不能完全相同。
✧行、列的次序无关。
✧每一列中的数据具有相同的数据类型。
9、栅格与矢量结构优劣比较：
矢量数据结构：
即通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。
其特点是：
定位明显，属性隐含，数据表达精度和工作效率高，操作起来比较复杂，许多分析操作甚至难于实现。
栅格数据结构：
是最简单、最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每一个网格作为一个像元或像素由行、列定义，并包含一个代码表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针，因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
属性明显，定位隐含，栅格行列阵列容易为计算机存储、操作和显示，因此这种结构容易实现，算法简单，且易于扩充、修改，也很直观，特别是易于同遥感影象的结合处理，有利于基于栅格的空间信息模型的运行分析，数据表达精度和工作效率低。
矢量结构的优点:
显示图形的质量高，可视性好；
存储数据量较小；
应用网络分析可建立完整的拓扑关系；
显示数据精度高;
可对图形及其属性进行检索、更新和概括
其不足之处在于
数据结构较为复杂；
多图叠加操作较困难；
由于拓扑关系的不同，使得模拟操作较困难；
数据输出的费用较高；
难于进行某些空间分析运算
栅格结构的优点是
数据结构简单；
易于与遥感影象和数字测量影象等数据结合；
易于进行各种空间操作和空间分析；
易于进行模拟操作；
有发展潜力
其缺点为
图形数据量大；
减少数据量要以牺牲精度为前提；
图形显示的可视性不如矢量结构；
网络分析较难；
投影变换较为耗时
●矢量与栅格数据的优缺点（98）
10、地理信息的基本特征。
（见总结）：
共享性和客观性、区域分布性、数据量大、信息载体的多样性
11、数字地形模型的构建与应用。
（见总结）
（完全可以用DEM的构建和应用来代替说明）
12、地理信息系统数据库管理系统的特点。
（见邬P135）（自己总结的，可能不对）
●空间数据记录是变长的，应为需要存储的的坐标点的数目是变化的
●能对空间数据的关联、连通、包含、叠加等进行基本操作
●地理信息比较复杂，能够支持单个地理实体的表达，这种表达需要多个文件、多条记录。
●具有复杂的安全性能维护系统，以保证数据库和数据文件的完整性
地理数据库管理系统主要用于地理数据的维护、操作和查询检索。
因为地理数据的特殊性——即包括空间数据与属性数据。
所以如何有效的管理这两种数据就是地理信息系统数据库管理系统区别于其他数据库管理系统的特点：
在GIS中，关系数据库管理系统的设计是最有用的。
在关系数据库系统设计中，概念上数据都被存储成一系列的表格，表格中的数据既有属性数据，又有空间数据。
不同表格中的共同字段可以把它们连接起来。
当然DBMS针对GIS的应用还有如下弱点：
1.缺乏空间实体定义能力，目前流行的网状结构、层次结构、关系结构等，都难以对空间结构全面、灵活、高效地加以描述；
2.缺乏空间关系查询能力，通用的DBMS的查询主要是针对实体的查询，而GIS中则要求对实体的空间关系查询，如关于方位、距离、包容、相邻、相交和空间覆盖关系等。
13、地理信息系统的主要分析方法。
（99）
1.空间量算：
质心量算、几何量算、形状量算；
2.空间信息分类：
主成分分析法、层次分析法、系统聚类分析、判别分析；
3.叠加分析：
多边形叠加、点与多边形、线与多边形；
4.网络分析：
路径分析、地址匹配、资源分配；
5.空间统计分析：
常规统计分析、空间自相关分析、回归分析、趋势分析、专家打分模型；
6.表面分析：
坡度分析、坡向分析、可见度和相互可见度分析。
14、地理信息系统与计算机制图关系剖析。
计算机制图是利用计算机处理图形信息及借助图形信息进行人-机通讯处理的技术，是GIS的基础，GIS随着计算机制图的发展将不断完善。
地理信息系统与制图系统的关系存在两种看法：
其一，计算机制图系统是GIS的一部分；
其二，GIS是计算机制图系统之上的超结构。
从地理信息系统的发展过程可以看出，地理信息系统的发生、发展与制图信息系统存在着密切的联系，两者的相通之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理。
他们的区别在于：
●计算机制图不能建立地理坐标系和完成地理坐标转换
●GIS的数据量比计算机制图大得多，结构更复杂，数据间联系紧密
●计算机制图不具备GIS具有的地理意义的空间查询和分析功能
15、InternetGIS的特点、应用及发展趋势（应该就是WEBGIS的特点和应用吧）
WebGIS——万维网地理信息系统，简言之，WebGIS是在Internet或Intranet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的计算机系统。
基于万维网的GIS应具有以下特点：
首先WebGIS是一个开放系统。
注重数据共享、软件重用、跨平台运行和易于集成等。
简单地说，它能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数据；
能够通过对象管理、中件和插件等技术手段与非GIS系统（如Delphi）集成；
并能够通过Java、CORBA、DCOM等技术跨平台协作运行，支持用客户机/服务器模式等。
开放式系统使GIS用户、软件开发者、系统集成者都得到益处。
其次，WebGIS适合在万维网环境中运行。
将GIS软件与Web服务器集成，通过普通浏览器，用户可以在任何地方操纵网络GIS，享用地理空间信息服务，从而将GIS扩展成为公众服务系统；
同时拓宽地图出版渠道，降低数据散发成本，提高地理数据共享程度。
最后，WebGIS支持数据分布（datadistribution）和计算分布（distributedprocessing）。
GIS服务器为局域和远程用户提供GIS服务，如地理数据目录服务，地理数据存取服务，地理空间分析服务，地理模型系统服务，地理空间可视化服务等。
通过互操作技术，一个GIS处理过程可由多个GIS服务器协调完成，它们共享分布的数据对象，在多个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源
随着计算机技术的发展及其在GIS中不断的深入应用未来WebGIS的发展趋势和发展方向将会如下:
（1）基于net平台的WebGIS系统模式。
（2）动态仿真、虚拟现实与WebGIS的结合。
（3）移动通信技术与GIS的有机结合。
（4）开放式地理信息系统
（5）基于网格计算的新一代ＷebGIS。
此外基于分布式计算的WebGIS、一体化的空间数据管理与分析及地理标记语言网络环境下开放的空间数据交换格式等也必将是未来WebGIS的发展趋势。
16、列出空间分析功能（3个以上）及其应用（见总结）
17、DEM的特征及应用（见总结）
18、数字地形模型（DTM）的构建与应用（陈老师的书P117与邬老师的书P206、197，需要总结一下）（见总结）
DTM的构建可以参照DEM的构建，其应用主要有下面：
一、格网DEM的应用（稍微注意一下与DTM的不同）
地形曲面拟合立体透视图通视分析流域特征地貌提取与地形自动分割计算地形属性
二、三角网DEM分析应用
三角网内插等高线追踪
●数字地形模型的建立方法与特点（数字高程模型建立方法和比较）：
在实际应用中需要建立的最常用的三类数字地面模型是：
TIN方法、格网（Grid）和等值线方法。
TIN在建立的过程中要注意搜索什么样的点来形成比较稳固的泰森三角形；
在格网建立的过程中就必须采用一种比较合适的插值方法，尤其是克里格插值方法，其他的也需要了解；
而等值线DEM的建立就是在TIN和格网的基础上，圆滑连接相同高程点而形成的。
规则格网的高程矩阵，优点：
可以很容易的用计算机处理，特别是栅格数据结构的地理信息系统，它还可以很容易的计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形，使它成为DEM最广泛使用的格式。
缺点：
不能准确表示地形的结构和细部，还有就是数据量过大，给数据管理带来了不方便，通常要进行压缩编码。
等高线通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。
等高线模型只表达了区域的部分高程值，往往需要一种插值方法来计算落在等高线外的其他点的高程，又因为这些点是落在两条等高线包围的区域内，所以通常只使用外包的两条等高线的高程来进行插值，比较方便。
不规则三角网即减少规则格网方法所带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹等高线的方法，但是它的存储方式比格网DEM复杂。
19、地理信息系统互操作（见总结）
地理信息系统互操作是在异构数据库和分布计算的情况下出现的。
对系统而言，系统要能够彼此更安全地获取和处理对方的数据；
对用户而言，用户则能够方便的查询到所需要的信息，并能方便地使用各种不同类型和格式的数据；
对信息管理者来说，他们要能够很好地管理信息，并将资源充分地提供给用户。
20、地址匹配及其可能的应用。
（见总结）
所谓“地址匹配”，是指将用户交互式输人的一条地址信息或从数据库记录中读取出的相关的地址描述信息（以下简称地址串），在经过语义分析、数据排错处理后，对其进行字符串拆分，然后选择一定的地址匹配策略与GIS系统标准地址库中的地址信息进行比对，并进行必要的地址插值计算处理，从而使该记录自动获取一个对应的空间地理坐标值，并比较准确地定位到电子地图的相应空间位置上的过程。
（应用需要自己想）
21、GIS、GPS、RS的联系；
（3S的关系和集成中包括）
22、数字地图制作过程；
23、国产GIS软件的特点
MapGIS中国地质大学开发。
MAPGIS系统的特点：
1．以Windows为平台，采用C++语言开发，用户界面友好，使用方便。
2．具有扫描仪输入和数字化仪输入等主要输入手段，可接受DBASE、Foxbase等数据库的数据，具有完备的错误、误差校正方法。
3．有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力。
4．地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力，可管理多达数千幅地图。
5．采用矢量数据和栅格数据并存的结构，它们能有效、方便地互相转换和准确套合。
6．有较齐全的性能优良的空间分析功能及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力。
7．提供开发函数库，可方便地进行二次开发。
8．具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言Postscript接口，可输出符合地图公开出版质量要求的图件，并有能自定义的灵活的报表输出功能。
9．电子沙盘系统提供了强大的三维交互地形可视化环境，利用DEM数据与专业图象数据，可生成近实时的飞行鸟瞰景观。
10．图象配准镶嵌系统提供了强大的控制点编辑环境，以完成MSI图象的几何控制点的编辑处理，从而实时完成图象之间的配准，图象与图形的配准，图象的镶嵌，图象几何校正
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