南师GIS试题答案.docx
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南师GIS试题答案
2009年
1、阐述空间数据库的特点
1）数据量特别大，地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大。
2）不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。
3）数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。
2、阐述服务型GIS的特点
答：
服务型GIS，就是把SOA架构、webservices等相关理念和技术应用到GIS中，形成了ServicesGIS，尤其是基于OGC标准上的移动GIS，更体现了这一点,具体介绍如下：
移动GIS，是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机为终端的GIS系统，是继桌面GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点，移动定位、移动MIS、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动GIS就是其中的集中代表，使得随时随地获取信息变得轻松自如。
一、屏蔽了服务端、客户端的软硬件差异，用户不再关心服务端、客户端的具体实现，不论服务端采用哪种GIS服务器，也不论客户端是桌面程序、WEB程序、还是手机程序，只要服务端和客户端都遵守相同的协议标准，就可以实现之间的交互操作；
二、便于服务聚合，实现数据共享与互操作，为解决多系统的信息共享和交互操作，需要解决系统与系统之间的接口问题，webservices技术给出了很好解决方案，互相之间通过调用服务的方式来获取对方的信息，方便了移动GIS系统本身以及与其他信息系统之间的交互与集成；
三、分布式计算，web服务分布于互联网不同的服务器上，利用Http+xml实现交互通信，BPEL整合业务逻辑，实现计算的透明性和分布式。
3、地理信息共享的主要技术有哪些。
答：
数据共享就是让在不同地方使用不同计算机、不同软件的用户能够读取他人数据并进行各种操作运算和分析。
地理信息共享：
从广义上的地理信息共享通过口头，纸质，网络等一切载体在内的地理信息共享，从狭义上，指以计算机及空间数据基础设施等技术硬件为依托，在标准，政策，法律等软环境下，对地理信息进行共同使用。
包括：
地理信息标准化，地理信息处理规范，地理信息共享机制。
地理信息稳定支持。
●数据内容的差异性
●数据来源的差异性
●空间数据模型的差异性
●支撑平台的差异性
●应用系统的差异性
实现空间数据共享可以使更多的人更充分地使用已有数据资源，并且减少资料收集、数据采集等重复劳动和相应费用，而把精力重点放在开发新的应用程序及系统集成上。
由于不同用户提供的数据可能来自不同的途径，其数据内容、数据格式和数据质量千差万别，因而给数据共享带来了很大困难，有时甚至会遇到数据格式不能转换或数据转换格式后丢失信息的棘手问题，严重地阻碍了数据在各部门和各软件系统中的流动与共享。
目前，实现多格式数据共享的方式大致有三种，即：
数据格式转换模式、直接数据访问模式和数据互操作模式。
（1）GIS数据转换技术
公开数据格式：
2-3次转换
标准数据格式：
2次转换如SDTS格式
直接读取共享
直接数据访问是指在一个GIS软件中实现对其它软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。
但是，数据访问同样要建立在对要访问的数据格式充分了解的基础上。
如果要访问的数据格式不公开，就无能为力。
如果宿主软件数据格式发生变化，各数据集成软件不得不重新研究该宿主软件数据格式，提供升级版本。
这样，其它数据集成软件对于基于这种GIS软件数据格式的数据的处理必然存在滞后性。
数据格式转换模式就是把其它格式的数据经过专门的数据转换程序进行转换，变成本系统的数据格式，这是当前地理信息系统软件共享数据的主要办法。
（2）互操作技术
数据互操作模式是OpenGISConsortium（OGC）制定的规范。
互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能够透明地获取所需的信息。
OGC规范基于它的执行规范，为实现不同数据平台之间的数据交换提供了统一的协议，这正被越来越多的GIS软件以及研究者所接纳和采纳。
数据互操作模式在应用中也存在一定的局限性：
首先，为真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每种格式的宿主软件都按照统一的要求规范数据访问接口，这在一定的时期内还不能实现；其次，一个软件访问其它软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这些软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。
而现有的大量数据转换到OpenGIS标准还没有提出很好的解决方案。
但是它提供了一种更为通用的多源数据共享模式
（3）地图符号共享技术
数据格式转换，符号格式转换，TrueType字体库，符号对应表
通用地图符号库，针对不同GIS环境开发相应的符号绘制模块来实现符号在不同GIS地图上的绘制，从而绕开了原有的GIS地图符号系统，直接实现了通用地图符号库多个GIS环境下的绘制。
地图符号库在多种GIS环境下的应用，地图符号库的转换与共享，地图符号信息共享。
（4）空间关系的共享与重构技术
拓扑，顺序（方向），度量空间关系
（5）基于空间服务的地理信息共享技术（面向服务的地理共享）
ISO、OGC和FGDC等标准化组织在2005年依据面向服务体系架构和地理信息共享特性制定了相关标准和规范，提出了统一的地理信息服务接口概念，使得用户可以通过相同方式访问不同数据源的数据，而无须掌握数据源的位置和内部结构。
面向服务的地理信息共享的基本思想是不同的地理信息系统遵循上述标准开发各自的Web服务。
其他的地理信息系统或者客户端通过调用其Web服务的服务接口访问其可以提供的地理数据，而且不同Web服务之间也可以直接调用彼此的服务接口进行交互。
Web服务为用户屏蔽了地理信息系统以及其内部数据结构的差异性，而且通过网络使用户能够访问到更多类型、更广范围内的地理信息。
很多国外的地理信息系统厂商竞相推出了面向服务体系架构的网络GIS平台。
如ESRI的ArcWebServices。
在国内，面向服务的地理信息共享还处于探索阶段。
随着GoogleEarth数字地球平台的出现和面向服务架构与Web服务等技术的逐渐成熟为面向服务的地理信息共享带来了新的机遇。
空间Web服务架构
●应用客户与服务器
●注册服务
●应用服务
●描绘服务
●数据服务
●编码
为了解决地理信息互操作的困难，实现互操作接口机制的开放性和标准性，OGC开发了一系列的基于公共接口，编码和模式的Web地图方法
空间Web服务模式
●空间Web地图服务webmapservice：
能根据用户的请求返回相应的地图不是指空间数据的本身，而是指空间数据的可视化形式，包括栅格形式PNG,JPG,GIF和矢量形式SVG和webCGM网络电脑图形元文件
●空间Web要素服务webfeatureservice：
支持对地理要素的插入，更新，删除，检索和发现服务。
该服务根据Http客户的请求返回简单地理要素的GML表达形式。
●空间Web覆盖服务webcoverageservice：
提供是包含了地理位置的值或属性的空间栅格图层，而不是静态地图的访问服务。
该服务能够根据Http客户的请求发送相应的地理覆盖数据，包括影像，多光谱影像和其他科学数据等。
（6）基于空间元数据的地理信息共享技术
地理空间数据的元数据是指地理空间相关数据集和信息资源的描述信息，即描述地理空间数据的数据，它是对空间特征的概括和抽取。
利用元数据，地理空间数据用户可以迅速了解数据的名称，质量，比例尺，组织方式等丰富的描述信息。
元数据标准化。
4、电子商务的特点是什么？
GIS在电子商务的有什么用。
电子商务是在Internet开放的网络环境下,基于浏览器/服务器应用方式，实现消费者的网上购物、企业之间的网上交易和在线电子支付的一种新型的商业运营模式。
互联网固有的特性既赋予了电子商务有别于传统商务无法比拟的优点，随着电子商务的应用和研究的深入，已经证明电子商务是必须以传统商务为基础，是不能脱离传统商务独立存在。
（1）市场全球化。
（2）交易的快捷化。
电子商务能在世界各地瞬间完成传递与计算机自动处理，而且无须人员干预，加快了交易速度。
（3）交易虚拟化。
通过以互联网为代表的计算机互联网络进行的贸易，双方从开始洽谈、签约到订货、支付等，无须当面进行，均通过计算机互联网络完成，整个交易完全虚拟化。
（4）成本低廉化。
由于通过网络进行商务活动，信息成本低，足不出户，可节省交通费，且减少了中介费用，因此整个活动成本大大降低。
（5）交易透明化。
电子商务中的双方的洽谈、签约，以及货款的支付、交货的通知等整个交易过程都在电子屏幕上显示，因此显得比较透明。
（6）交易标准化。
电子商务的操作要求按统一的标准进行。
（7）交易连续化。
国际互联网的网页，可以实现24小时的服务。
任何人都可以在任何时候向网上企业查询信息，寻找问题的答案。
企业的网址成为永久性的地址，为全球的用户提供不间断的信息源。
GIS虽然是地理学研究的成果，但它集地理学、计算机科学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体,是多学科集成。
这种集成使GIS能对各种信息进行加工、处理、融合和应用,为各种用户提供信息服务和管理决策依据。
特别是目前WebGIS的发展能更好地适应电子商务的网络化需求。
（1）在电子商务物流管理中的应用
GIS具有强大的数据管理功能,所存储的信息不仅包括以往的属性和特征,还具有了统一的地理定位信息。
因此能将各种信息进行复合和分解,形成空间和时间上连续分布的综合信息,支持各种分析和决策。
这是其他信息系统所不具备的优势之一。
●交通路线的选择
在电子商务的物流管理中,涉及到物质实体的空间转移，运输和仓储站中成本的70%以上，因此交通运输方式及路线的选择问题直接影响物流成本的多少。
这都属于空间信息的管理,这正是GIS数据管理的强项。
最优路径的选择。
两个特定的地点之间的最佳路径。
●机构设施地理位置的选择
对于供应商，配送中心，分销商和用户而言，需求和供给在空间分布存在差异，此外的服务范围和销售范围也具有一定的空间分布形式，因此物流设施的布局在电子商务下直接影响了利润的获取。
包括位置的评价和优化，地理位置的合理布局实质上就是在距离最小和利润最大化两者之间寻求平衡点。
●车辆运输动态管理
对运输的全过程进行跟踪和定位管理，即时获取货物运输状态，增强供应链的透明度和控制能力，提高物流系统的效益。
（2）数字城市——电子商务发布和运营平台
数字城市是以空间信息为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。
数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统等。
地理信息系统平台是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。
如：
地图信息服务是城市综合信息服务的一个重要部分，可以建立企业机构的各个地理位置数据库，为企业管理人员和客户灵活方便掌握企业机构的地理分布情况和相关资料，并在此平台的基础上提供企业门户网站向客户宣传介绍企业相关信息和业务，也可作为第三方企业单位的宣传和广告啊分布平台，起到提升企业形象的作用，为企业获取相关收益。
（3）客户关系管理中的应用
GIS提供全方位的信息，历史的、现在的、空间的、属性的。
通过这些可以获得客户资料以及与企业相关的综合数据，如用户的历史购买力、购买行为、年龄构成、地理分布;所在区域的交通状况、经济发展程度、消费水平等。
从而帮助企业做出企业和客户的空间分布、物流、营销等方面的决策。
GIS系统为整个系统提供了更为直观、形象的图形分析和管理工具。
在此基础上,进行如消费趋势分析、销售力量分析、目标市场分析以及潜在客户分析等,为管理者提供决策支持。
组件GIS可以嵌入到企业的CRM系统中，实现无缝集成。
5、阐述Googleearth和VirtualEarth各自的特点，及其对地理信息技术发展的作用与意义。
打破了传统WebGIS的数据发布模式，为空间信息的快速发布提供了新的解决思路和技术手段。
采用这种技术，客户端和服务器之间不是直接传输空间数据，而是传输影像图片和XML（KML）文档。
影像数据被预先按照不同比例尺分层分块生成图片，当用户请求数据时，服务器不需要实时生成数据，而是根据用户请求的范围和尺度，在服务器选择预先生成好的图片，拼接成满足用户要求的范围，返回给用户，这种模式可以极大的降低了服务器和网络带宽的负担，为较少发生变化的空间数据发布提供了一种新的思路和解决方案。
同时，这种技术使人们和空间信息的交互方式发生着深刻的变革。
人们同空间信息的交互方式正从的单向信息服务模式到互动式、协同探索的方向发展。
（1）GoogleEarth：
影像数据是通过卫星来获取；
以三维地球的形式把大量的卫星图片，航拍照片，和模拟三维图像组织在一起，是用户从一个全新的角度浏览地球。
数据来源与商业遥感卫星影像和航片。
包括QuickBird，美国IKONOS及SPOT5，全球地貌影像的有效分辨率至少为100米。
特点：
●可以显示矢量数据的地标，包括点，线，面等几何类型。
用户可以创建和分享地标，给GE带了很大的灵活性，也给GE带来了更多的信息。
这样GE成为一个具有空间标识的信息载体。
●具有栅格图像叠加的功能，允许用户将本机上图片叠加到earth上，并调整图片的透明度。
●具有三维虚拟模型，提供了一些城市的三维模型。
采用了多比例尺分级索引显示地图，GoogleEarth采用了KML来进行数据交换。
一种基于网络的三维地理信息浏览器。
（2）VirtualEarth：
影像数据是通过航拍来获取；
VirtualEarth是微软推出的地图服务，是一个可以与大家熟知的GoogleEarth相媲美的地图服务软件，另外，VirtualEarth还具备了后者没有的，令用户眼前一亮的新特性，比如它的3D实景浏览功能。
相比GoogleEarth，微软的这款“虚拟地球”不是单独运行的软件，而是架构于LiveSearch上面的一个服务网页。
而这样设计的好处也是显而易见的，那就是在任意一台电脑上可以方便地使用VirtualEarth了，只需要网页浏览器就可以使用。
（在不同的平台中有些差异）
主要特征有：
●多样化的地图演示
与GoogleEarth不同的是，VirtualEarth并没有完全采用卫星地图作为演示载体，而是将常规地图、卫星地图同时放置在了控制手柄上，用户可以根据自己的需要自行选用，而且切换起来十分迅速。
●界面清晰，浏览易操作
●特色功能：
线路查询，交通状况查询以及虚拟广告牌等。
●3D视图模式：
3D视图可以说是微软VirtualEarth3D最有特色功能了。
和航拍模式不同，3D视图下每个建筑物，都是电脑根据实际尺寸自动渲染合成。
我们不仅可以任意改变观看角度，甚至还可以清楚地知道建筑物之间比例，而这点也正是卫星图和航拍图永远也无法达到。
劣势：
●速度不行
●VirtualEarth提供的图片精度不高，但是在处理自己的卫星地图不丰富这个缺点时，它很巧妙地将航拍图片与卫星地图结合了起来。
当地图被放大到一定精度时，控制手柄中的“航拍模式”便被自动激活了。
●3D视图插件只能安装在英文操作系统中
●好多服务仅限于北美地区。
（3）对地理信息技术发展的意义
互联网改变GIS数据信息的获取，传输，发布，共享，应用和可视化等过程和方式。
InternetGIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。
GIS商业化的典范，拓宽了GIS应用领域，引导GIS走向大众服务阶段。
GE将服务功能集中在服务器，客户只需装一个浏览器，大大降低了用户采用GIS的门槛，google的数据和平台免费，用户不必购买数据，不行研究复杂的开发，只需进行简单的集成，在短时间完成一个高效的空间信息应用系统，满足大多数企业的GIS需求。
6、地理信息系统标准化
基本内容：
●统一的名词术语内涵
●统一的数据采集原则
●统一的空间定位框架
●统一的数据分类标准化
●统一的数据编码系统
●统一的数据组织结构
●统计的数据记录格式
⏹矢量数据，影像数据，格网数据，元数据
●统一的数据质量含义
⏹数据完整性
⏹数据一致性
⏹位置精度
⏹时间精度
⏹属性精度
作用：
1、促进空间数据的使用和交换
●数据质量
●数据库设计
●数据档案
●数据格式
●数据产品的测评
2、促进地理信息共享
●面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型
●地理数据的技术标准
●数据安全技术
●数据互操作性
7、Open-GIS
指在计算机和通信环境下，根据行业标准化和接口所建立的地理信息系统。
称为开放式地理信息系统。
由美国OGC（OpenGIS协会，OpenGISConsortium）提出。
OpenGIS的目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。
它致力于消除地理信息应用（如地理信息系统，遥感，土地信息系统，自动制图/设施管理（AM/FM）系统）之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。
8、物联网
物联网就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思：
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。
工作原理：
人类社会的交流需要有彼此的身份一样，物联网中的每一物体，物品都要有一个身份代码，首先将一个具有唯一代码的电子标签贴在物品上，就好像给每一个物体发了身份证，然后将这个代码和反映该物品的其他信息存储在网络服务器中，就好像身份证在公安局备案和登记一样，这个服务器叫物品名称解析服务器。
用来统一解析所有物品的身份与归属关系。
最后，通过在互联网许多端点上安装的电子标签读写器和其他感应器，使物体通过时可自动交换信息，并通过网络传输与搜寻物品制造或管理部门服务器中的“档案”信息，从而实现对物品的自动识别，追踪和管理。
就是被赋予身份的物品具有与传感器进行交谈的能力，在互联网与服务器的沟通下，就形成了物联网。
关键技术
●物品标识技术RFID
电子标签：
无线射频识别，主要应用于物体自动识别，定位和跟踪。
●物品感知技术——泛在传感器
●物品思考技术——智能组件
●物品信息嵌入技术——纳米嵌入技术
是那些对物质材料消耗最小，又能实现功能最大化的技术。
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
网络发展：
internet——www——grid——
9、智慧地球与GIS
世界变“平”了、变“小”了，不论是经济、社会和技术层面，这个全球整合的世界已经发生重大的变化。
当前的金融海啸、全球气候变化、能源危机或者安全问题，迫使我们审视过去。
也正是各种各样的危机，使人类能够站在一个面向未来全新发展的门槛上——我们希望整个世界也变得更有“智慧”。
我们也有机会，同时我们也有能力建设更有智慧的系统、更有智慧的企业，更有智慧的国家，甚至更有智慧的地球。
互联网将世界连为一体，计算机让万物变得智能化，人类将最大化地利用信息资源，从中获得前所未有的洞察力，更快、更好地做出决策。
智慧的食品：
确保食品安全和供给。
一、智慧的电力
二、智慧的医疗
疾病的预防和控制
三、智慧的城市
四、智慧的交通
五、智慧的供应链
六、智慧的银行
云计算对GIS的发展
云计算就是庞大的服务器集群，根据用户需要动态调动资源，提供各种IT服务。
云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。
这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
“云”就是计算机群，每一群包括了几十万台，甚至上百万台计算机。
之所以称为“云“，是因为它在某些方面具有现实中云的特征云一般都较大，可以动态伸缩，边界是模糊的，在空中飘忽不定，你无法也无需确定它的具体位置，但它确实存在于某处。
云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，保证“云”长生不老。
届时，我们只需要一台能上网的电脑，不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我们可以在任何地点用任何设备。
如电脑、手机等，快速地计算和找到这些资料，再也不用担心资料丢失。
然而GIS最终的目的就是一个：
通过大量的空间数据和地表地类属性数据给出自然变迁、社会发展规律或者经济生活中答案。
可见，数据非常重要，但是数据的使用更重要。
正如人们去网上看电子地图，不是为了下载地图数据，而是为了得到去某某地要做那辆公汽，桂林哪里有我需要的宾馆可以入住等，如果这些信息可以直接得到，人们又何必去多一道中间工序去看地图呢，当然，地图可以从一个高度抽象角度建立起用户关注的空间对象分布集，让用户通过图形方式极快获取关注信息和关注对象的周边以及中间过程的信息。
通过云计算，空间数据的存储已经得到解决，空间分析和数据高效处理也得到了解决，知识的获取和辅助决策的信息取到不再需要海量数据的在网络上的传递，数据的调度和并行处理完全可以在云内部进行，也就是将数据和数据处理进行绑定。
此外宝贵和保密的空间数据由于集中的存储和备份，数据的安全性也得到了很好的保障。
对于企业来说，为了数据、代码、文档的安全性（这里的安全性更多的关注是否可恢复），他们的数据可以存储在租赁来的云中；甚至他们没有数据，但是可以租赁有其他数据提供商放在云中的数据；也可以提供独特的数据处理服务（这些服务也可以放到云平台中）对用户放置在云中的数据进行挖掘,MonogramCanvasbags，专注自己业务提升的同时不必为数据的维护买单，而用户则不必担心数据的丢失和保密问题，进而形成一个搭建在云中的产业链，数据-处理-服务-应用都将十分robust。
10、三维GIS
LOD模型：
是指对同一个场景中的物体采用具有不同细节水平（精细程度）的一系列模型
多尺度表达
●金字塔结构（层次结构）
●数字表面模型的简化（表面简化）
空间数据三维结构模型
●几何数据模型
⏹三维体元充填模型
◆三维栅格模型
◆线性八叉树模型
◆四面体体元充填模型（四面体格网模型TEN）
⏹结构实体几何模型（CSG）
⏹矢量模型
◆点，线，面，体
⏹面向对象模型
●拓扑数据模型
地理过程主要包括地理循环过程、地理演变过程、地理波动性变化过程和地理扩散过程4方面
（1）三维数据结构
比较适于3DGIS领域的模型主要有基于镶嵌数据模型中的八叉树及四面体格网表示法、基于矢量数据模型中的边界表示法和将上述几种方法相结合的混合模型。
这些模型无论在理论研究还是实验技术上，都还存在着很多不足。
所存在的主要问题是缺乏对三维空间实体内部的描述，难于表达不规则形状的空间实体并实现插值运算。
缺乏具有互斥性与完备性的空间实体间拓扑关系定义及描述方法。
在系统的一致性检验及空间实体的表达精度、数据的动态维护及存储空间
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