1.地理信息的概念及其特性。
概念：是指与研究对象的空间地理分布有关的信息,它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
特性：1）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的，也是区别于其它类型信息的最显著标志；
2）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。
3）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性
2.地理信息系统的概念及其主要特征。
概念：GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
主要特征：第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
3.地理信息系统的组成及主要功能。
组成：基本组成包括五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。输入设备：GPS、全站仪、解析和数字摄影测量仪器、全数字摄影测量工作站、遥感与遥感图象处理系统、数字化仪、扫描仪、键盘、鼠标。输出设备：绘图仪、打印机、终端。处理设备：服务器、工作站。存储设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、硬盘阵列。主要功能：基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。
4.地理实体特征和地理实体数据的类型
地理实体特征:（1）属性特征（2）时间特征（3）空间特征
地理实体数据类型：（1）属性数据（2）几何数据（3）关系数据
5.空间数据结构、矢量数据结构、栅格数据结构
空间数据结构——是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
基本类型：基于矢量的数据结构、基于栅格的数据结构
矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。
栅格数据结构：以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。每个栅格单元只能存在一个值。
6.拓扑关系的概念、主要类型及其在空间数据处理与分析中的意义。
拓扑关系的概念：是一种对空间结构关系进行明确定义的方法，指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。主要类型：关联、邻接、包含、连通、层次。
拓扑关系在空间数据处理与分析中的意义：
（1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变化而变化；（2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询。如铁路通过哪些地区，某县与哪些县相邻接等。
（3）可以根据拓扑关系重建地理实体，如根据弧段构建多边形，实现面域的选取；根据弧段与结点的关联关系重建道路网络，进行最佳路径选择等。。
（4）拓扑关系有助于检查数据输入过程中的错误。
7.栅格系统中栅格单元尺寸确定的原则和方法；栅格属性确定的方法。
栅格系统中栅格单元尺寸确定的原则和方法：
原则：应能有效地逼近空间对象的分布特征，又减少数据的冗余度。栅格太大，忽略较小图斑，信息丢失；栅格太小，会增加存储数据量。
方法：用保证最小多边形的精度标准来确定尺寸经验公式：
H = ?(min|Ai|)1/2
H 为栅格单元边长, Ai 为区域所有多边形的面积
栅格属性确定的方法：中心点法、重要性法、面积占优法、长度占优法。
8.矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点。
矢量数据：
优点：表示地理数据的精度较高；严密的数据结构，数据量小；完整的描述空间关系；图形输出精确美观；图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现；面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：数据结构复杂；矢量叠置较为复杂；数学模拟比较困难；技术复杂，特别是软硬件。
栅格数据：
优点：数据结构简单；空间数据的叠置和组合方便；各类空间分析很易于进行；数学模拟方便。
缺点：图形数据量大；用大像元减少数据量时，精度和信息量受损；地图输出不美观；难以建立网络连接关系；投影变换比较费时。
9.地理控制基础的基本内容。
地理控制基础的内容：地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分。
（1）统一的地图投影系统
（2）统一的地理格网坐标系统（地理参照系）
（3）统一的地理编码系统
10.GIS中代码的主要功能。
代码的功能：（1）鉴别代码代表对象的名称，是鉴别对象的惟一标识。（2）分类当按对象的属性分类并分别赋予不同的类别代码时，代码又可作为区分分类对象类别的标识。（3）排序当按对象产生的时间、所占的空间或其他方面的顺序关系排列并分别赋予不同的代码时，代码又可作为区别对象排序的标识。
11.对地理目标数据进行分层是开展数据采集工作的必要前提，简述分层的主要目的。
分层的目的：是为了便于空间数据的
管理——对所有地理目标的管理就简化为对各数据层的管理。
查询——对地理目标数据进行查询，只需要对某一层地理目标数据进行查询即可，因而可加快查询速度。
显示——不需要分层后的地理目标数据由于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形显示的灵活性
分析——对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析
12.GIS数据质量的概念及主要内容。
GIS数据质量的概念：空间数据质量，是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性，通常用空间数据的误差来度量。误差是指数据与真值的偏离。
主要内容：位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。
属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量
逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等
完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等
现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等
13.由于空间数据模型的不同，空间数据的定义、表达和存储方式也不同，因而数据交换也需要统一的标准。空间数据交换的主要方式有哪些？
（1）外部数据交换标准。这类标准通常是ASCII码文件，用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。
GIS的外部数据交换格式通常包括：矢量数据交换格式；栅格数据交换格式；数字高程模型交换格式。
（2）空间数据互操作协议。制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数，通过调用这些函数以互相操作对方的数据。
（3）空间数据共享平台。服务器存放空间数据，采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。
（4）统一数据库接口。在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。
14.空间元数据的概念及其作用。
空间元数据(Geospatial Metadata)：地理的数据和信息资源的描述性信息。是通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关数据的数据。
空间元数据的作用：（1）确定一套地理空间数据的存在性及其位置和其对于某种应用的适宜性，确定空间数据的存储方法、表达方法和使用方法；（2）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源（通过它可以在Intranet或Internet 上准确地识别、定位和访问空间信息。）；（3）帮助数据使用者查询所需空间信息（如可以按照不同地理区间、指定的语言以及具体的时间段来查找空间信息资源）；（4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心（通过数据目录和数据交换中心等提供的空间元数据内容，用户可以共享空间信息、维护数据结果，以及对它们进行优化等。）；（5）提供数据转换方面的信息。
15.空间数据互操作对于GIS的必要性。
（1）解决基础数据的共享问题的需要。各部门对建立的GIS应用系统，在有限的经济条件下，更着眼于本部门专业信息及模型的开发，而对基础数据及其他专业数据通过有偿共享而获得。
（2）GIS应用趋向多学科综合和集成化。GIS的应用部门对综合和集成有较强的要求，特别是社会发展、经济发展走向一体化，以及可持续发展的要求，需要多学科、多部门的协作。
（3）GIS走向社会化的需要。GIS正走向社会化，融于主流的信息技术，成为信息社会和信息基础设施的重要组成部分。如果GIS缺乏互操作性，这些就不可能实现
（4）是Internet GIS发展的需要
16.仿射变换的主要特点。
实质是两坐标系间的旋转变换。（1）直线变换后仍为直线（2）平行线变换后仍为平行线（3）不同方向上的长度比发生变化。
17.数据压缩的概念。列举主要矢量数据压缩方法和栅格数据压缩方法。
数据压缩：是指从所取得的数据集合中抽出一个子集，使得该子集在规定的精度范围内较好地逼近原集合，且又取得尽可能大的压缩比的数据处理过程。
矢量数据压缩方法：（1）道格拉斯——普克法（间隔取点法）（2）垂距法（3）光栏法
栅格数据压缩方法：（1）游程编码压缩方法（2）链式编码压缩方法（3）块状编码压缩方法（4）四叉树编码压缩方法18.空间数据库的概念。
空间数据库，以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。
19.GIS空间数据管理模式的发展历程。
三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段。
20.数据模型的概念及数据模型的三要素。
数据模型，是关于数据内容和数据间联系的逻辑组织形式，它以抽象的形式描述和反映地理实体构成及其相互关系。数据模型的三要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件。
21.关系数据模型在管理空间数据方面的局限性表现在哪些方面？
（1）无法用递归和嵌套的方式来描述复杂的层次和网状结构
（2）对复杂结构地理对象的描述，需对实体进行不自然的分解
（3）概念模式和存储模式的相互独立性
（4）难以维护变长的空间数据及其拓扑关系和存储
（5）不支持包含、叠加等操作。
22.空间数据库的重组织、空间数据库的重构造。
空间数据库的重组织：指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。
空间数据库的重构造：指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。数据库重构通过改写其概念模式 (逻辑模式)的内模式(存储模式)进行。
23.空间分析的概念。
定义：是集空问数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题的过程。
24.空间查询的概念及其特性。
空间查询，是指基于给定的属性和空间约束条件从地理数据库中查找指定地理对象及其属性的过程。
特性：（1）回答用户的简单问题（2）不改变空间数据库数据（3）不产生新的空间实体和数据（4）空间查询技术由简单到复杂
25.DEM, DTM, TIN
数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)：是通过有限的地形高程数据实现对一定区域范围内地形曲面的数字化模拟，通常是指按照一定的格网间隔采集地面高程所建立的规则格网高程模型。
数字地面模型(Digital Terrain Model, DTM)：是指地表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。
TIN，利用区域有限个点集将区域划分为互不交叉、互不重叠且相连的三角面网络来模拟地形表面的数据模型。TIN模型中，区域中任意点落在三角面的顶点、边或三角形内，非顶点的高程值通过线性插值的方法得到，所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可导。
26.TIN的主要特点。
① TIN模型具有可变分辨率；
②因能顾及各种地形特征点、线，故能以较少的采样点高精度的逼近复杂的地形表面。
③ TIN模型可减少规则格网法带来的数据冗余，同时在计算坡度等效率方面优于纯粹基于等高线的方法；
④ TIN数据结构、存储管理与操纵较为复杂，数据共享不便，大规模DEM生产管理较少采用，一般用于大比例尺地形测图。
27.空间叠加分析概念。熟悉不同矢量叠加方法的特点，不同栅格叠加方法的特点。（第六章5.2）
空间叠加分析(spatial overlay analysis)：是指在统一的空间参照系统条件下，将同一地区的两组或两组以上的图层要素进行叠置，产生新的数据层的分析方法。叠加分析既包括空间关系的比较，也包括属性关系的比较，是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。
28.缓冲区分析的概念。
缓冲区分析概念：指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区域，用以识别这些实体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据的空间分析方法。
29.网络分析的概念。
网络分析：以图论和运筹学为基础，通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。
30.能结合网络分布图，写出运用Dijkstra算法求解两点之间最优路径的步骤。
Dijkstra算法步骤：（1）最佳矩阵计算（2）从A到C的最短路径算法步骤
31.能结合网络分布图，写出定位与分配问题求解补助。（第六章7.7）
32.科学计算可视化和空间信息可视化的概念。
科学计算可视化：是指运用计算机图形学和图像处理技术，将计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显
示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。
地理信息可视化：是指运用计算机地图制图技术以及计算机图形学和图像处理技术，将地理信息输入、存储、处理、查询以及输出的数据结果采用图形图像、符号、图表、文字等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。
33.电子地图的概念、基本特征及与GIS的主要区别。
电子地图的概念：以地图数据为基础，以数字形式存储在计算机外存储器上，并依托于空间信息可视化系统实时再现地理信息的可视化产品，又称“瞬时地图”、“屏幕地图”、“无纸地图”。
电子地图的基本特征：（1）数据与软件的集成性（2）交互性（3）表达的多样性（4）多尺度数据的结合（5）快速、高精度的信息检索与地图分析（6）多维与动态可视化（7）共享性（8）低成本性
电子地图与GIS的主要区别：（1）电子地图包含了GIS的主要功能，但不是全部功能（2）
侧重于可见实体的显示（3）不同来源的电子地图数据，难以赋予统一的空间数学基础，空间分析薄弱（4）一些电子地图(集)难于使其可视子空间均具有统一的空间数学基础,因而空间分析相对于GIS薄弱，这也是两者的分水岭。（5）电子地图(集)是一种新型的、内容广泛的GIS产品，电子地图(集)系统则是一些内容广泛、功能各异的新型GIS系统34.虚拟现实的概念。
虚拟现实，是指由计算机和其它专用设备（如头盔、数据手套等）组成的高级人机交互系统，以视觉为主，结合触觉、听觉等来虚拟和感知现实世界，使人们犹如进入真实的地理空间环境之中并与之进行交互作用。
35.地图符号的主要图形变量及地图符号的三要素。
地图符号的主要图形变量：形状、尺寸、方向、亮度、密度和色彩。
地图符号的三要素：形状、尺寸、色彩。
36.地图符号的主要作用。
地图符号的作用：(1)是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征（2）是丰富地图内容、增强地图的易读性和便于地图编绘的必要前提（3）地图符号不仅能反映制图对象的个体存在、类别及其数量和质量特征，而且通过它们的联系和组合，还能反映出制图对象的空间分布和结构以及动态变化。
37.以GIS方法设计选址的应用模型，用框图表示其运行过程，并说明其有关的操作和算法。（第八章第二节）
38.WebGIS的概念及主要应用。
WebGIS，是GIS与www的有机结合，GIS通过www功能得到了扩展，从www的任意一个节点，人们可以浏览和获取Web 上的各种地理空间数据及属性数据、图像、文件，可以进行地理空间分析。
主要应用：（1）空间数据发布（2）空间查询检索（3）空间模型服务（4）Web资源组织
39.WebGIS与一般GIS相比特点。
（1）基于C/S模式，传统的GIS大多数为独立的单机系统
（2）利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，信息传输是全球性的
（3）是一分布式系统，用户、服务器可分布在不同地点和计算机平台上。
40.熟悉GIS开发的四个主要阶段。
四个主要阶段：系统调查分析、系统设计、系统实施、系统运行维护。
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