地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、处理、存储、管理、分析(计算)、显示和描述的技术系统。(李建松, 2006)
地理信息系统处理的对象是多种类型的地理空间实体数据及其关系
地理信息系统的四个特征：1）GIS的外壳是计算机化的技术系统，它由若干相互关联的子系统构成；（2）地理信息系统操作的对象是空间数据；（3）地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力；4）地理信息系统的成功应用强调组织体系和人的因素的作用。
地理信息系统主要由五个部分组成：
1）硬件系统；2）软件系统；3）地理空间数据库；4）空间分析模型；5）人员(系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员)。
理信息系统五大功能：
1、位置问题：解决在特定的位置有什么或是什么的问题。
2、条件问题：解决符合某些条件的地理实体在哪里的问题。
3、变化趋势问题：利用综合数据分析，识别已发生或正在发生的地理事件或现象，或某个地方发生的某个事件随时间变化的过程。
4、模式问题：分析已发生或正在发生事件的相关原因。
5、模拟问题：某个地区如果具备某种条件，会发生什么的问题。
元数据：关于数据的数据，提供关于空间数据、空间数据库等的内容、格式、质量指标、说明信息等引导使用的信息。
元数据的主要作用：
帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；
提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；
提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输；
帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断；
提供空间数据互操作的基础。
元数据的内容：对数据库的描述；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换方法的说明；对数据库的更新、集成方法等的说明。
工作区：在GIS的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为工作区(workspace)。
空间数据互操作：空间数据互操作是在不同计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起共同作用并共享空间数据的能力。
分布式地理信息系统：在计算机网络环境下，以分布式计算的理论技术和计算机网络技术为应用指导，用来设计地理信息系统中的时空数据采集、存储、管理、分析、表现等运算的理论计算模型
云计算：是基于互联网的超级计算模式——即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。
空间数据基础设施(Spatial Data Infrastructures , SDI)是指为描述地球上地理要素或现象的分布及其属性的所有地理信息组合，以及对这些地理信息的获取、处理、存储、分发、使用、集成、融合以及互操作等目的，建立一个共享的空间信息框架的建设计划，包括所需的设备、技术、政策、标准、体系结构和人力资源等。
数字地球是一个多分辨率、多空间尺度的、虚拟表达的三维星球，具有海量的地理空间编码数据，可以使用无级放大率进行放大，在空间内的活动是不受限制的，而且在时间空间
也是如此
“数字城市”是通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源，建立电子政务、电子商务、劳动社会保障等信息系统和信息化社区，实现全市国民经济和社会信息化，是综合运用GIS、RS、GPS、宽带多媒体网络及虚拟仿真技术，对城市基础设施功能机制进行动态监测管理以及辅助决策的技术体系。
智慧地球、城市：形成所谓“物联网”，然后
将“物联网”与现有的互联网整合起来，感知变换，云计算中心处理，智能服务
空间信息网格（Spatial Information Grid, SIG）：空间数据基础设施提出的交换站点在SIG 中被看作网络结点，由这些分布在全球各地的各类结点形成的网络称之为网格。它是以空间信息传输、服务和计算为内容的特点的，因此也称为空间信息网格。
掌握概念：
DEM、三维GIS
空间分析基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
缓冲区分析、工作区、聚合分析
叠置分析：同一地区的不同组地理要素进行叠置，产生新的特征分析方法
空间关系是指地理实体之间存在的与空间特性有关的关系，是刻画数据组织、查询、分析和推理的基础。
空间关系的描述和表达，是GIS区别于CAD等计算机图形处理系统的主要标志。
空间关系的研究，直接影响GIS的设计、开发与应用。
要点：
矢量数据和栅格数据的特点（区别）（优缺点）
地理信息系统的构成和五大基本功能
最短路径搜索算法（Dijkstra算法）的基本思想、方法流程
空间数据质量问题的来源、解决方法
GIS 的发展趋势
空间数据的基本特征（空间特征、属性特征、时间特征）
空间分析的基本流程：分析目的和标准、准备空间操作的数据、进行空间分析操作、准备表格分析的数据、进行表格分析、结果的评价和解释、如需要则改进分析、产生分析结果的最终地图和报告
缓冲区分析和缓冲区查询的区别
第二部分
地理空间参照系是表示地理实体的空间参照系统，在GIS中，所有的空间数据都必须纳入统一的地理空间参照系。否则，不同图层的地图要素无法在空间上相互配准。
主要的地理参照系类型：
地理坐标系、投影坐标系。
用平面坐标系表示地面上的任何一点的位置，首先要把曲面展开为平面，但地球表面是不可展开的曲面，因此必须应用投影的方法，建立地球表面与平面上点的函数关系。
投影坐标系统（平面坐标系），将椭球面上的点，通过投影的方法投影到平面上时，通常使用平面坐标系统。
GIS的地理空间：通常是指经过投影变换后在笛卡儿坐标系中的地球表层特征空间。
地理坐标系转换地理坐标之间的直接转换经由大地坐标之间的间接转换
坐标转换的方法可分为三参数和七参数两种方法
表达地理信息的地理数据的几何空间数据主要有三种数据类型：
矢量数据用坐标对、坐标串和封闭的坐标串表示实体点、线、面的位置及其空间关系的一种数据格式
一维矢量表示空间中的线状要素，或者空间实体对象的边界，包括线段、弦列、拓扑连线、弧段、链、环等。
拓扑连线是两个结点或节点的连线，其方向可由结点或节点的顺序确定。
二维矢量表示地理空间的面状要素，又称为多边形
三维矢量定义三维空间的体元素，是一组或多组闭合曲面包围的空间对象。
栅格数据
数字高程模型数据
数字高程模型是GIS表示2.5维地形数据的重要格式平面坐标和高程数据
包括规则网格和不规则三角网（TIN）两种类型。
三种数据的比较参加书本76
地理数据模型是人们在对地理空间的充分认识与完整的地理空间认知模型（或概念模型）的基础上，并用计算机能够识别和处理的形式化语言来定义和描述现实世界地理实体、地理现象及其相互关系的逻辑模型。
空间数据的三个基本特征：空间位置特征、空间属性特征、空间时间特征
空间数据描述的内容：编码、位置、行为、属性、说明、关系
空间数据的分类、分层和空间索引是GIS空间数据组织的重要方式和内容。
分类编码数据分层
物理无缝图层是直接将图幅先进行接边处理，然后将分幅的地图文件进行合并，得到一个在空间上连续的图层。
逻辑无缝图层不改变分幅图层的物理存储位置，而是建立跨图幅地物的索引，实现对地物的跨图幅操作。
三种传统数据模型：层次数据模型、网络数据模型和关系数据模型
层次模型是一种树结构模型，它把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系。
网络模型将数据组织成有向图结构，图中的结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间的联系。（结点数据之间没有明确的从属关系，可表示多对多的关系。）
面向对象的地理数据库模型面向对象的地理数据模型的核心是对复杂对象的模拟和操纵。
面向对象地理数据模型的特点:
可充分利用现有数据模型的优点、具有可扩充性、可以模拟和操纵复杂对象
4.3 GIS空间数据结构
空间数据结构是空间数据模型在特定的空间数据库中，经空间数据库的定义语言和数据描述语言精确描述的存储模型。
1、无拓扑关系的矢量数据结构仅记录空间对象的位置坐标和属性数据，不记录空间关系。
2、拓扑数据结构只有点是相互独立存储的，点成线，线成面
拓扑关系可以有两种表达方式，全显式和半隐含表达。
3、栅格数据结构
分层的栅格数据的存储结构有三种基本方式：基于像元、基于层、基于多边形
4、数字高程模型数据结构两种存储形式规则格网TIN
两种数据结构的比较
格网点数据结构简单，但表达地形的精度较差，与影像的叠加吻合不好，对地形变化较大的
地区精度更差。另外，关于地性线等线性不容易添加，湖泊等水平区域的不容易表达。
不规则三角网则可避免上述情况，表达地形的质量总体好于格网点，但数据结构较复杂，表达地形的面积较大时，效率不高。
4.4 GIS空间数据库
GIS空间数据具有以下特点：
数据量特别大、
具有地理空间数据和属性数据、
数据结构复杂、
数据应用面相当广、
数据应用层次多等。
GIS时空数据表达方法：基于位置、基于实体、基于时间
GIS互操作
第三部分
由于数据在获取过程都不同程度的存在错误或误差，以及空间数据库对数据组织管理的需要，都需要对数据进行编辑和处理。
GIS数据源
遥感图像大面积的、动态的、近实时、有利GIS数据更新）
地图手扶跟踪数字化扫描数字化获取可微观可宏观注意变形投影变换
文本资料有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等
统计资料
实测数据野外试验、实地测量、GPS
多媒体数据城市视频数据
已有系统的数据拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值
可归纳为原始采集数据、再生数据和交换数据三种来源。
数据数字化的四种形式
数字线划图，DLG, Digital Line Graph
数字栅格地图，DRG, Digital Raster Graph
数字正射影像，DOM, Digital Orthophoto Map
数字高程模型，DEM, Digital Elevation Model
数据集是一个结构化的相关数据的集合体，包括数据本身和数据间的关系。
GIS的主要数据集包括：DLG, DRG, DOM, DEM和属性数据（包括社会经济数据）、专业领数据等。
GIS数据采集方法
对于矢量地图数据，可用平板数字化仪，采用手扶跟踪的方法输入，也可用扫描仪扫描成图像后，用栅格数据矢量化的方法自动追踪输入。
GIS数据获取的高级技术
电子平面测量系统、移动测图系统、激光扫描系统（直接获取高程点，可以生成DEM）、干涉雷达系统、机载光学航空相机系统、机载雷达系统、机载数字传感器系统、LiDAR (Light Detection And Ranging, LiDAR)
LiDAR的特点：
（1）高密度，充分获取目标表面特征，能够提供密集的点阵（或点云）数据(点间距可以小于1米)；
（2）能够穿透植被的叶冠；
（3）实时、动态系统，主动发射测量信号，不需要外部光源；
（4）不需要或很少需要进入测量现场；
（5）可同时测量地面和非地面层；
（6）数据的绝对精度在0.30米以内；
（7）24小时全天候工作；
（8）具有迅速获取数据的能力。
空间数据编辑（完成GIS的空间数据在装入GIS的地理数据库前的各种工作）
图形数据的编辑结点、线、多边形
图形数据的几何纠正
仿射变形（仿射变换解决六个参数）、相似变形（相似变换解决四个参数）、
透视变形（透视变换九个参数）
图幅的拼接几何裂缝（必须消除）或逻辑裂缝为建立无缝图层合并
网络特征元素的编辑由几何网络和逻辑网络两部分组成
逻辑网络没有坐标，没有几何特征，但有元素。
1.简单边界的连接
2.复杂边界连接（子、主）
3.复杂的连接点
4.流向定义
5.网络其它属性定义
文本数据的编辑
主要是对属性表数据和注记数据。
GIS空间数据处理
3.3.1 空间数据的拓扑关系生成
欧拉定理的用途是用于拓扑检验。
点、线拓扑关系的建立实质是建立结点—弧段、弧段—结点的关系表格
3.3.2 空间数据的压缩编码
分为矢量数据压缩（有损）和栅格数据压缩方法。
矢量数据压缩（有损）
1)道格拉斯——普克法(Douglas—Peucker) 算法思想：对每一条曲线的首末点虚连一条直线，求所有点与直线的距离，并找出最大距离值d-max，用d-max与限差D相比：若d-max＜D，这条曲线上的中间点全部舍去；
若d-max≥D，保留d-max对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，对这两部分重复使用该方法。
2)垂距法：算法思想：每次顺序取曲线上的三个点，计算中间点与其它两点连线的垂线距离d，并与限差D比较。若d＜D，则中间点去掉；若d≥D，则中间点保留。然后顺序取下三个点继续处理，直到这条线结束。
3)光栏法:
定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内，确定保留还是舍去。
栅格数据压缩
1、直接栅格编码
2、游程长度(行程)编码利用相邻像元的值的相关性基本思想：按行扫描，将相邻等值的像元合并，并记录代码的重复个数。特点：压缩效率较高，叠加、合并等运算简单，编码和解码运算快。
3、四叉树编码最有效的栅格数据压缩编码方法之一基本思路：将2n×2n像
元组成的图像(不足的用背景补上)所构成的二维平面，按四个象限进行递归分割，直到子象限的数值单调为止，最后得到一颗四分叉的倒向树，该树最高为n级。
又分为常规四叉树（多记录中间结点）、线性四叉树（仅记录叶结点、使用地址码）
线性四叉树编码的优点：压缩效率高，压缩和解压缩比较方便，阵列各部分的分辩率可不同，既可精确地表示图形结构，又可减少存贮量，易于进行大部分图形操作和运算。
缺点：不利于形状分析和模式识别，即具有图形编码的不定性，如同一形状和大小的多边形可得出完全不同的四叉树结构。
3.3.3 空间数据的格式转换
三个方面的内容：空间定位信息、空间关系信息、属性信息
数据格式转换的方式
1、通过外部数据交换文件进行三次转换数据分类、定义的不一致易造成信息丢失
2、通过标准空间数据文件转换需要定义定义标准的空间数据交换文件标准两次转换
3、通过标准的API函数进行转换OpenGIS协会要求每个GIS软件应该提供一套标准的API函数
3.3.4 矢量栅格数据的转换
（1）矢量—栅格转换
1）点的栅格化简单的坐标变换
2）线的栅格化
线是由多个直线段组成的，因此，线的栅格化的核心就是直线段如何由矢量数据转换为栅格数据。DDA法(数字微分分析法)和Bresenham法。
3）面(多边形)的栅格化
内部点扩散法种子点可能造成阻塞而造成扩散不能完成，或可能扩散出去。
扫描法计算量较大
边填充算法算法简单增加了运算量。为减少访问象素的次数，可引入栅栏。（2）栅格─矢量转换
栅格数据到矢量数据转换的一般过程可描述为：
1）二值化选取一个阈值
2）二值图像的预处理飞白、污点、线划边缘凹凸不平人机交互处理外，算法自动处理3）细化剥除轮廓边缘的点，使之成为线划宽度只有一个象元的骨架图形。既保留了原图形的绝大部分特征，又便于下一步的跟踪处理。
4）追踪把骨架图转换为矢量图形的坐标序列朝该点的8个方向追踪点
5）拓扑化找出线的端点和结点，以及孤立点形成结点和孤段再自动拓扑化
GIS空间数据的质量
GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)在表达空间位置、属性和时间特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及三者统一性的程度。
GIS数据质量研究的目的是建立一套空间数据的分析和处理的体系，包括误差源的确定、误差的鉴别和度量方法、误差传播的模型、控制和削弱误差的方法等，使未来的GIS 在提供产品的同时，附带提供产品的质量指标，即建立GIS产品的合格证制度。
研究GIS数据质量的意义：评定GIS的算法、减少GIS设计与开发的盲目性都具有重要意义，如果不考虑GIS的数据质量，那么当用户发现GIS的结论与实际的地理状况相差较大时，GIS会失去信誉。
GIS数据质量的基本内容：
（1）准确度：用来定义地理实体位置、时间和属性的量测值与真值之间的接近程度。
（2）精度：定义为空间数据表达的精确程度或精细程度。
位置精度：又称空间精度，是指在空间特征的精度，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。
时间精度：事件能被识别的最小持续时间。
（3）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。
（4）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。
（5）现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。
空间数据的误差类型
分为源误差和处理误差
（1）源误差
源误差是指数据采集和录入中产生的误差，包括：
1°遥感数据：摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辩率等。
2°测量数据：人差(对中误差、读数误差等)、仪差(仪器不完善、缺乏校验、未作改正等)、环境(气候、信号干扰等)。
3°属性数据：数据的录入、数据库的操作等。
4°GPS数据：信号的精度、接收机精度、定位方法、处理算法等。
5°地图：控制点精度，编绘、清绘、制图综合等的精度。
6°地图数字化精度：纸张变形、数字化仪精度、操作员的技能等。
（2）处理误差
处理误差是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差
1°几何纠正：几何纠正所用控制点的精度、纠正的数学模型精度是产生这类误差的主要原因。
2°坐标变换：控制点的布局、精度、转换的数学模型是产生这类误差的主要原因。
3°几何数据的编辑：在编辑过程中，结点、线的移动，交点的增加、删除、移动等都会产生编辑误差。
4°属性数据的编辑：属性取值的合理性是主要误差产生原因。
5°空间分析(如多边形叠置等)：叠加算法的自动取舍、误差容限的给定是主要原因。
6°图形化简(如数据压缩)：压缩算法是主要原因。
7°数据格式转换：数据格式转换会丢失数据信息，如拓扑关系信息、属性信息等。
8°计算机截断误差：与算法规则有关。
9°空间内插：与内插的算法有关，与数据点的分布有关。
10°矢量栅格数据的相互转换：与算法有关，与二值化和细线化有关。二值化和细线化会影响线的中心位置的确定。栅格分辨率也是影响因素。
（3）GIS中的误差传播（代数关系、逻辑关系、推理关系）
GIS中对数据质量检查的方法：
直接评价计算机自动检测随机抽样
间接评价（通过外部知识或信息进行推理来确定）
非定量描述对数据质量的各组成部分的评价结果进行的综合分析来确定数据的总体质量3.4.3 空间数据的不确定性
空间数据不确定性的概念：
GIS中处理自然和人为环境数据时，会产生空间数据多种形式的不确定性。
不确定性（Uncertainty）是指在空间、时间和属性方面，所表现的某种特性不能被数据收
地理信息系统原理 第一章绪论 1.数据：①狭义：为人们获得信息前后对事物认识的差别 ②广义：指主体（人、生物和机器）与外部客体（环境、其 他人、生物和机器）之间相互联系的一种形式。是 主体与客体之间一切有用的消息和知识，是表征事 物特征的一种普遍形式。 2.信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现 象等的内容、数量或特征。 3.信息的特征：客观性、适用性、可传输性和共享性。 4.信息和数据的关系：信息来源于数据，数据是未加工的原始资料， 数据对实体行为产生影响时才成为信息。数据是信息的内容和解释，信息是数据的载体和表达。 5.地理信息：是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示 地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。 6.地理信息的特征：其属于空间信息、区域性、多维结构（多层次性）、 时序特征（动态变化特征）。 7.信息系统：能对数据和信息进行采集、储存、加工和再现，并能回 答用户一系列问题的系统称为信息系统。 8.信息系统的四大功能：数据的采集、管理、分析和表达。 9.地理信息系统：是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以 采集、贮存、管理、分析和描述（五大功能）整个或部分地球表面
（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间系统。10.地理信息的分类：①按研究对象的分布范围分：全球和区域；②按 GIS功能分：工具型和应用型；③按研究对象的性质和内容分：综合和专题；④按GIS的数据结构分：矢量、栅格和混合；⑤按研究对象的空间分布特征分：2D、2.5D、3D、4D。 11.地理信息系统国内外发展对比： 12.地理信息系统和其他学科的区别： 地 区
2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。 14.数字高程模型：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，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。
地理信息系统原理期末考试试卷A 一、名词解释（每小题5分，共25分） 1、地理信息系统 2、空间分析 3、空间数据元数据 4、Web地理信息系统 5、数字地形模型 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、比较地理信息系统和一般信息系统的区别 2、地理信息系统的功能 3、简述栅格数据游程长度编码的基本思路；写出右图所示栅格数据的游程长度编码 （第二大题第3小题图） 4、简述地图投影的分类；说出右图所示地图投影的名称 （第二大题第4小题图） 5、空间数据质量问题的来源 三、论述题（共50分） 1、结合下图谈谈空间分析在地理信息系统中的地位（本小题15分）
2、请就根据所掌握的地理信息系统软件功能和空间分析方法，针对以下两个问题设计解决技术流程（可以采用文字描述和流程图相结合的方法答题）：（本小题15分） 1）城市A计划将道路R由原来的10米拓宽为30米，请列出所有需要拆迁居民的信息 2）B县计划对辖区内大于15度的耕地实施退耕还林，在地图中标识出所有需要实施退耕还林的区域 3、针对你在日常学习生活中所了解的问题（生活服务、科学研究、信息管理、政府办公等均可以），设计一个应用3S集成技术解决问题的方案，请尽可能将你所学到的知识应用到这个解决方案的细节中（如采用需要使用融合技术对遥感影像进行信息增强，使用空间叠置分析对多要素进行综合评价等）（本小题20分） 可以作为参考的案例：在对湿地环境的研究工作中，用GPS测量湿地的精确范围，通过遥感影像对湿地水环境及周边环境信息进行解译提取，采用GIS技术对湿地环境进行评价…
地理信息系统原理期末考试试卷B 一、名词解释（每小题5分，共25分） 1、空间数据模型 2、元数据 3、空间插值算法 4、地图投影 5、地理信息系统 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、地理信息系统的研究内容 2、矢量数据与栅格数据的比较 3、画图表示右图所示矢量数据的多边形-边树状索引
地理信息系统原理复习资料 第一章地理信息系统概论 ●地理信息系统的定义 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 ●地理信息系统的核心问题 ?位置：即在某个特定的位置有什么。 ?条件：即什么地方有满足某些条件的东西。 ?变化趋势：需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。 ?模式：是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。 ?模型：该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。 ●地理信息系统的功能 ?数据采集、监测与编辑 ?数据处理 ?数据存储与组织 ?空间查询与分析 ?图形与交互显示 ●地理信息系统的构成 一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 第二章空间数据模型 ●空间实体具有的基本特征 ?空间特征：包括空间位置特征、空间关系特征。 ?属性特征：属性特征也称为非空间特征或专题特征。 ?时间特征：时间特征是指空间实体随着时间变化而变化的特性。 ●要素模型的基本概念 基于要素的空间模型强调了个体现象，该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的关系的方式来研究。基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象（Object）或实体（Entity）。一个实体必须符合三个条件： ?可被识别； ?重要（与问题相关）；
《地理信息系统原理与应用》模拟试卷（B）卷 考试时间：100 分钟考试方式：闭卷 （注：除填空题以外的各题请在答题纸上解答） 一、填空题（每题1分，共10分） 1．GIS软件开发是整个GIS工程中最重要的环节，目前主要的开发路线有结构化开发方法（SP）方法、___________、___________、集成式开发策略。 2．地理空间认知模型大体上分为、、三类。 3．面向对象方法的数据抽象技术包括分类、概括、、等。 4．三维空间数据模型研究主要有两个趋势：一是采用基元及其组合来表示三维空间目标，并且这些基元本身能够用较简单的数学解析函数描述，二是采用模型来表示三维空间特征及其属性的非均衡变化。 5．专题地图的制图表示方法比较多，有定点符号法、等值线法、、等。 二、名词解释（每题2分，共20分） 1．DIME 2．OpenGIS 3．GIS互操作 4．地理数据和地理信息 5．空间索引 6．规则格网模型7．DTM空间拟合8．叠置分析（Overlay Analysis）9．空间数据质量10．3S集成 三、选择题（每题2分，共10分） 1．空间集合分析主要完成： A 地形分析B缓冲区分析C逻辑运算D叠置分析 2 以下哪种方法是判断点是否在多边形内常用： A空间内插B空间拟合C射线法D维数变化 3. 我国地理信息系统的发展自20世纪（）起步。 A.60年代初； B.70年代初； C.80年代初； D.90年代初 4. 以下分析方法中不属于空间统计分类分析的是（）。 A.地形分析； B.主成分分析； C.系统聚类分析； D.判别分析 5 以线性四叉树表示8*8的栅格矩阵时，第6行第5列位置处的栅格的MORTON（M D）码值为：（）（行列下标从0开始） A 57 B 50 C54 D36 四、判断题（每题2分，共10分）
南京信息工程大学地理信息系统原理试卷（一）一、单项选择 (每小题 2 分，共20 分) 1．世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是20世纪（C ）年代： A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2．以下不属于GIS输出设备的为（B ） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 3、在地理信息系统中，空间线对象是（B）：. A． 0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3维特征. 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（ B ） A．拓扑邻接B．拓扑关联C．拓扑包含 D．拓扑相交 5、获取栅格数据的方法有：（ C ） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 6、栅格结构的特点是：（ C ） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 7、在空间数据库概念模型中，下面不属于传统数据模型的是：（ D ） A．层次数据模型B．网络数据模型C．关系数据模型D．面向对象数据模型 8、描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关 系的数据为：（B） A．属性数据B．拓扑数据C．几何数据D．统计数据 9、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（B ） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（ A ） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式， 包括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（A ） A. 数据重构 B. 数据变换 C. 结构转换 D. 数据抽取 12、通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影 的数字化坐标X,Y变换到另一种投影的直角坐标X,Y，这种投影转换方法称为（A） A.正解变换 B. 反解变换 C. 数值变换 D. 几何纠正 13、以下哪些不属于栅格数据结构的特点（A ）
绪论第一章 0、地理信息系统基本概念 0.1、地理（空间）数据： 地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。 0.2、地理（空间）信息： 是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 0.3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，该系统设计支持空间数据的采集、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。 说明： 1.是计算机系统 2.操作对象：空间数据 3.基本功能：采集、管理、处理、分析、建模、显示 4.其技术优势在于其数据综合、模拟和分析评价能力，实现地理空间过程演化的模拟和预测 5.与地理学和测绘学关系密切 GIS的定义框架GIS在信息系统中的地位和分类 0.4GIS的基本构成 ?GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 ?GIS外部设备： 1．输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等 2．输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等 3．数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 ?GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 0.5GIS组成—软件—空间数据—人员 0.6GIS的功能 1．数据采集: 数据是GIS的血液，贯穿于GIS的各个过程 2．数据编辑与处理:原始数据不可避免的存在误差，需要对其编辑和格式转换等处理，因此GIS应提供强大的、交互式的编辑功能，包括图形编辑、数据变换、数据重构、拓扑建立、数据压缩、图形数据和属性数据的关联。 3．数据存储、组织和管理: GIS的数据结构：矢量数据结构、栅格数据结构 GIS数据的组织和管理：文件-关系数据库混合管理、全关系型数据管理、面向对象数据管理4．空间查询和空间分析
****大学考试试卷 试卷编号 1 拟题教研室（或老师）签名教研室主任签名 ----------------------------------密------------------------------封--------------------------线------------------------------------ 课程名称（含档次）地理信息系统原理与应用课程代号*** 专业测绘工程专业层次（本、专）本科考试方式（开、闭卷）闭卷 一、填空题（本题总分10分，每空1分） 1、从计算机的角度看，地理信息系统是由硬件、软件、和四大要素组成，其中处于核心地位。 2、地理信息系统的核心问题可归纳为五个方面的内容：位置、条件、、模式 和。 3、图1中，A，B，C为各种植被类型代码，D为铁路代码，小黑原点为栅格 中心点。在确定该栅格单元的代码时，若该栅格单元代码为C，是利用 __________方法,若该栅格单元代码为B，是利用__________方法，若栅格单元的代码为D，则利用了__________方法来确定栅格代码的。 4、在使用射线法判断点是否在多边形内时，若射线通过多边形的或，就可能会产生错误的判断。 二、单选题（本题总分10分，每小题2分） 1、下列GIS软件中哪一个不是ESRI公司的产品。 A、ArcView B、ArcSED C、MapXtreme D、MapObject 2、在我国的空间数据交换标准中，一共定义了种集合对象。 A.3 B.4 C.5 D.6
3、若某线段的两个端点均在多边形内，则此线段与多边形的关系为：。 A.相交 B.包含 C.邻接 D.无法判断 4、下列选项中哪一个不属于GIS网络分析的功能。 A.流分析 B.动态分段 C.资源分配 D.路由分析 5、已知A点坐标为（2，3），B点坐标为（4，5），则AB间的曼哈顿距离为：。 A.3 B.4 C.5 D.6 三、名词解释（总分20分，每小题5分） 1、地理信息 第1 页（共2 页） 2、空外接圆准则 3、再分类 4、数字地面模型 四、问答题（本题总分45分） 1、空间数据质量可以从哪几个方面来评价？（8分） 2、对于下图中的两个线实体A、B，分别用四交模型和九交模型描述它们的拓扑关系。（10分） 3、现在要对某栅格图像进行基于十进制Morton码的线性四叉树压缩：（15分） 1）计算栅格图像第10行13列处（起始行列号均为0）的十进制Morton码； 2）相比自上而下的方式，采用自下而上的方式进行压缩编码有哪有优点？
南京信息工程大学地理信息系统原理试卷（二） 一、填空题(每空1分，共30分) 1、一个实用的GIS 要支持对空间数据的________________、_________________、_________________、___________________、___________________等功能；其基本构成一般包括以下 5 个部分_________________、___________________、 ________________________、_________________________、______________________。 2、空间数据结构建立的基本过程包括： 、_________________________________、_________________________、____________ ___ 、 ________________________ 。 3、空间数据的拓扑关系包括：__________________________________________________，其对地理信息系统的数据处理和空间分析，具有重要的意义： 1）_______________________________________________________________________; 2）_______________________________________________________________________; 3）_______________________________________________________________________。 4、空间数据的坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括___________和_____________。前者，可利用仿射变换进行，根据图形变换原理，得出含有6个参数的坐标变换公式，需要知道不在同一直线上的3对控制点的___________________及其____________，才能求得上述参数。但在实际应用中。通常利用4个以上的点来进行。 5、基于多边形数据的栅格化方法，又称为______________________________。 6、基于图像的矢量化方法中，可利用剥皮法进行“细化”，剥皮过程的前提条件是_______________________________________。 7、从DEM 中可以提取出各地表单元的坡向，其计算公式如下： 式中，A 表示__________方向的倾斜，B 表示___________方向的倾斜。 8、地形剖面图的绘制，常常可以以线代面，通过求算出剖面线和________________的交点的____________和__________________________________来自动绘出所需要的地形剖面图。 二、 单选题(每小题 2 分，共20分) 1、．以下不属于GIS 输出设备的为（ ） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 2、以下不属于拓扑数据结构的特点为（ ） A. 点是相互独立的，点连成线，线构成面； B ．弧段是数据组织的基本对象； B y A x z z z z y z z z z x x y j i j i j i j i j i j i j i j i n n j i j i **arctan ) ()(arctan arctan ,1,,11,1,,11,11,,,??=--+?--+?==++++++++ θ
地理信息系统原理考 试重点
名词解释: 地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。 空间拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。 空间插值：空间插值——空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较。 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。 空间索引:根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率. 空间自相关:空间自相关是空间场中的数值聚集程度的一种量度。距离近的事物之间的联系性强于距离远的事物之间的联系性。 空间数据引擎：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力. 碎屑多边形：碎屑多边形又称条带多边形，因为前后两次录入同一条的位置不可能完全一致，就会产生碎屑多边形。 地图投影：就是将椭球面各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。研究这个问题的专门学科叫地图投影学。 虚拟现实：计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备（如数据手套、头盔等）以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。 叠置分析:将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。同时叠置分析不仅生成了新得空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。 场模型:也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体看待。 不确定性:是指对真值的认知或肯定程度，是广泛意义上的误差。 雷普利K函数 对称差异 知识点: 1.常见GIS软件有哪些?哪些国产哪些国外品牌常用GIS文件格式的扩展名RrcGIS（国外）、MapGIS（国内）、MapInfo（国外）、SuperMap（国内）bmp、dat、dbf、dem、hdr、shp、tab。 2.GIS输入、输出设备组成 GIS数据来源第一手数据第二手数据分别有哪些 3S指什么？ GIS输入设备:解析和数字摄影测量仪器、全站仪、GPS、遥感与图像处理系统、数字化仪、扫描仪、键盘鼠标； 输出设备：绘图仪、打印机、终端等。
《地理信息系统原理与应用》模拟试卷（ B ）卷 考试时间：100分钟考试方式：闭卷 一、填空题（每题1分，共10分） 1. GIS软件开发是整个GIS工程中最重要的环节，目前主要的开发路线有结构化开发方法 （SP）方法、________________ 、___________ 、集成式开发策略。 2 .地理空间认知模型大体上分为___________、_________ 、 ________ 三类。 3 .面向对象方法的数据抽象技术包括分类、概括、、等。 4 .三维空间数据模型研究主要有两个趋势：一是采用基元及其组合来表示三维空间 目标，并且这些基元本身能够用较简单的数学解析函数描述，二是采用________ 模型来表示三维空间特征及其属性的非均衡变化。 5 ?专题地图的制图表示方法比较多，__________________________________ 有定点符号法、等值线法、、________________________________ 等。 二、名词解释（每题2分，共20分） 1 . DIME 2 . OpenGIS 3 . GIS互操作 4 .地理数据和地理信息 5 .空间索引 6.规则格网模型 7. DTM 空间拟合&叠置分析（Overlay Analysis ）9.空 间数据质量10. 3S集成 三、选择题（每题2分，共10分） 1.空间集合分析主要完成： A地形分析B缓冲区分析C逻辑运算D叠置分析 2以下哪种方法是判断点是否在多边形内常用： A空间内插B空间拟合C射线法D维数变化 3. 我国地理信息系统的发展自20世纪（）起步。 A.60年代初； B.70年代初； C.80年代初； D.90年代初 4. 以下分析方法中不属于空间统计分类分析的是（）。 A.地形分析； B.主成分分析；C?系统聚类分析；D?判别分析 5以线性四叉树表示8*8的栅格矩阵时，第6行第5列位置处的栅格的MORTONM D）码值为：（）（行列下标从0开始） A 57 B 50 C54 D36
《地理信息系统》课程大纲 一、课程概述 课程名称（中文）：地理信息系统 （英文）：geographical information system 课程编号：19371087 课程学分：2 课程总学时：32 课程性质：专业选修课 二、课程内容简介（300字以内） 地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世，至今已跨越了50多个春秋，现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成，地理信息系统的结构与功能，空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在林业和相关专业中的基本应用等。 三、教学目标与要求 《地理信息系统》课程是林学专业的专业选修课。通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS的数据结构、GIS 数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点；掌握如何利用GIS去解决实际的相关专业问题。 在学完本课程后，学生应对GIS有一个较全面的了解，提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。
四、教学内容与学时安排 第一章导论（4学时） 1. 教学目的与要求：了解什么是地理信息系统？地理信息系统有哪些内容构成？地理信息系统能做什么？ 2. 教学重点与难点：重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能；难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。 第一节、地理信息系统基本概念（1学时） 一、数据与信息 二、地理信息与地理信息系统 第二节、地理信息系统的基本构成（1学时） 一、系统硬件 二、系统软件 三、空间数据 四、应用人员 五、应用模型 第三节、地理信息系统的功能简介（1学时） 一、基本功能 二、应用功能 第四节、地理信息系统的发展概况（1学时） 一、发展概况 二、基础理论 第二章地理信息系统的数据结构（6学时） 1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生了解地理信息系统的核心是空间数据，掌握空间数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。
“地理信息系统原理”课程考试试题一参考答案 一、名词解释 1.地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 2.TIN 即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。TIN 模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。 3.元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。元数据的容包括对数据集的描述、对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。 4.信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。 二、简答题 1.地理信息系统的组成。 一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS 的地理容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 （1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。 （2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于GIS 应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。 （3）系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。 （4）空间数据：它是由系统的建立者输入GIS ，是系统程序作用的对象，是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。 2.简述栅格数据及其主要编码方式。 栅格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，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象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。 栅格数据的主要编码方式包括： （1）直接栅格编码：这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。 （2）压缩编码方法：目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。 a）链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据。 b）游程长度编码：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
南京信息工程大学地理信息系统原理试卷（三） 一、填空（20×0.5′） 1．GIS 的应用功能有：（1）、（2）、（3）、（4） 2．拓扑数据结构与spaghetti 结构相比，拓扑数据结构优点是： （1）一个多边形和另一个多边形之间没有空间坐标重复，这样就消除了。 （2）和分开存储，有利于诸如包含相连等查询操作。 3．空间数据压缩处理中，对矢量复杂曲线压缩常用的方法有：（1）、（2）、（3） 4．面向对象数据模型的基本概念有：（1）、（2）、（3） 5．变量筛选分析方法有：（1）、（2）、 （3） 6． GIS 应用模型根据表达的对象的不同，将模型分为：（1）、（2）、（3） 7．系统分析基本思想是从观点出发，通过对事物进行分析和综合，找出各种可行方案，为 系统设计提供依据。 二、判断，对的，在后面括号里打“∨”, 错的，在后面括号里打“×”（4×1′） １．矢量数据结构优点之一是数据结构简单。 （ ） ２．栅格数据结构优点之一是图形显示质量好，精度高。 （ ） ３．点内插精确的方法之一是有限差分法。 （ ） ４．关系数据模型优点之一是易于理解、更新和扩充。 （ ） 三、名词解释 （4×5′） 1. GIS 2. DTM 3. 空间数据编码 4. 地学可视化 四、分别写出下图层次模型、网络模型、关系模型。（10′） 地图M 及其空间要素I 、II 说明： 1．I 为张三所有，面积125.2，为林地 II 为李四所有，面积43.5，为麦地 2． 边a 、b 、c 、d 、e 、f 边长分别为30、22、16、25、16、14、17 3．结点1、2、3、4、5的坐标分别为：（26.7，23.5）、（28.4，46.5）、（46.1，42.5）、（31.3，45.5）、（68.4，38.7） 五、求端点V1到V7的最短路径。（8′） a 3 e b 1 2 4 5 c d f I II
华中农业大学本科课程考试试卷 考试课程与试卷类型：地理信息系统原理A姓名： 学年学期：2010-2011-2 学号： 考试时间：2011-05-06 班级： 一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共20分。）1．从功能上看，GIS有别于其他信息系统、CAD、DBS的地方是GIS具有 A.数据输入功能 B.数据管理功能 C.空间分析功能 D.数据输出功能 2．京广铁路线上有很多站点，这些站点和京广线之间的拓扑关系是 A.拓扑邻接 B.拓扑关联 C.拓扑包含 D.无拓扑关系 3．GIS数据质量是指GIS中空间数据的可靠性，通常用空间数据的来度量。 A. 正确率 B. 保留小数点位数 C. 误差 D. 精度 4．下列哪项软件产品是用于GIS网络发布。 A.ArcMap B.ArcSDE C.ArcObject D.ArcIMS 5．尽可能地降低采集、处理地理数据的成本，促进地理数据的_______已经成为共识，这就引导着GIS向互操作GIS的方向发展。 A.开发 B.共享 C.获取 D.生产 6．矢量空间数据的压缩主要通过来实现。 A.行程编码、四叉树编码等方式 B.利用某种算法删除线状要素或区域边界上的一部分坐标点 C.建立图元之间的拓扑关系 D.将图形数据和属性数据分开存储 7．叠置分析是GIS用户经常用以提取数据的手段之一。在GIS系统中，根据数据存储的方式不同，叠加分析又分为栅格系统的叠加分析和矢量系统的叠加分析。比较这两者，____。 A.栅格系统的叠加分析复杂 B.栅格系统的叠加分析能够保留图元的拓扑关系 C.矢量系统的叠加分析复杂，且不能保留图元的拓扑关系 D.矢量系统的叠加分析复杂，但能够保留图元的拓扑关系 8．下列不属于栅格数据压缩编码方式的是 A.链状双重独立式编码法 B.行程编码法 C.块式编码法 D.四叉树编码法 9．将矢量数据转换成栅格数据时，下列哪项算法不能用于面域内部填充 A.扫面线法 B. 内部种子扩散法 C. Douglas—Peucker D. 边界填充法 10．分析当前日本核泄漏危机的影响区域时，主要用哪些空间分析方法 A.缓冲区分析和叠置分析 B. 缓冲区分析和网络分析 C.叠置分析和网络分析 D. 叠置分析和拓扑分析 【第 1 页共 3 页】
中国地质大学（武汉）自制讲义 《地理信息系统原理与方法》核心考点
地理信息系统原理与方法核心考点 第一章绪论 1.地理信息系统（名词解释、填空题） 地理信息系统是在在计算机硬、软件的支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。 2.地理信息（名词解释、填空题） 定义：是表征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数字、文字、图像和图形等的总称。是指与研究对象的空间地理分布有关的信息。 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。这是地理信息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。3.信息与数据（名词解释、填空题） 信息：是现实世界在人们头脑的反应，是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，是客观事物的存在及演变情况的反应。 【注】特征：客观性、适用性、可传输性和共享性。 数据：是指输入计算机中并能被计算机处理的一切现象（数字、文字、符号、图像）。【注】信息是数据的内涵，是数据的内容和解释，数据是信息的表达（载体）。 4.地理信息系统的组成（填空题） 硬件系统：单机模式、局域网模式、广域网模式 软系统件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统； 主要包括计算机系统软件、地理信息系统软件和数据库软件三部分； 地理空间数据：GIS的操作对象。实质是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据。 应用分析模型 系统开发、管理和使用人员（应用人员） 【注】地理信息系统软件包括五类基本模块：数据输入和检验、数据存储和管理、数据变换、数据输出和显示、用户接口。其中数据变换的目的：①从数据中消除错误，更新数据，与其他数据库匹配；②为回答GIS提出的问题而采用大量数据分析的方法。 5.地理信息系统的基本功能（填空题、简答题） 1）数据采集与输入2）数据编辑与更新3）数据存储与管理 4）空间查询与分析5）空间决策支持6）数据显示与输出
地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、处理、存储、管理、分析（计算）、显示和描述的技术系统。（李建松, 2006） 地理信息系统处理的对象是多种类型的地理空间实体数据及其关系地理信息系统的四个特征：1）GIS 的外壳是计算机化的技术系统，它由若干相互关联的子系统构成；（2）地理信息系统操作的对象是空间数据；（3）地理信息系统的技术优势在于 它的数据综合、模拟和空间分析评价能力； 4 ）地理信息系统的成功应用强调组织体系和人 的因素的作用。 地理信息系统主要由五个部分组成： 1）硬件系统；2）软件系统；3）地理空间数据库；4）空间分析模型；5）人员（系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员）。 理信息系统五大功能： 1、位置问题：解决在特定的位置有什么或是什么的问题。 2、条件问题：解决符合某些条件的地理实体在哪里的问题。 3、变化趋势问题：利用综合数据分析，识别已发生或正在发生的地理事件或现象，或某个地方发生的某个事件随时间变化的过程。 4、模式问题：分析已发生或正在发生事件的相关原因。 5、模拟问题：某个地区如果具备某种条件，会发生什么的问题。元数据：关于数据的数据，提供关于空间数据、空间数据库等的内容、格式、质量指标、说明信息等引导使用的信息。 元数据的主要作用：帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输；帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断；提供空间数据互操作的基础。 元数据的内容：对数据库的描述；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换方法的说明；对数据库的更新、集成方法等的说明。 工作区：在GIS 的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为工作区（workspace）。 空间数据互操作：空间数据互操作是在不同计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起共同作用并共享空间数据的能力。 分布式地理信息系统：在计算机网络环境下，以分布式计算的理论技术和计算机网络技术为应用指导，用来设计地理信息系统中的时空数据采集、存储、管理、分析、表现等运算的理论计算模型 云计算：是基于互联网的超级计算模式——即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。 空间数据基础设施（Spatial Data Infrastructures , SDI）是指为描述地球上地理要素或现象的 分布及其属性的所有地理信息组合，以及对这些地理信息的获取、处理、存储、分发、使用、集成、融合以及互操作等目的，建立一个共享的空间信息框架的建设计划，包括所需的设备、技术、政策、标准、体系结构和人力资源等。
一、单项选择题 第一章 C C D A A D A C A D D C A C B A C B D B C A A B D B A C C D C B Chapter 1 a c e a d b b a c c a b 第二章 B D A A A A B D B D B A C D A A B B B B C D Chapter 2 a a b b d b a b c b b b b c 第三章 C B B B B D C D D A D A A D A B Chapter 3 a d a d a c d d b a a a a a b a a b 第四章 A B C B D C A B C D A A A B C C C A A B D D A A C D A D Chapter 4 c a a a a c c a c d 第五章 A D C D A D C C C B D A A D C B D A D C C Chapter 5 d c a a a b b a c d d b a 第六章 D B D C C D D A A C A C C A B C B D C B A B A C D C Chapter 6 c b b a a d a d a a a c b 第七章 A D A D B Chapter 7 b b a b a a d a a a c b c a d c c a 第八章 A Chapter 8 b c a b b b d b b d c d a b c 第九章 B D Chapter 9 c b b c d a a b d c c c a b 第十章 C A B A A A C A C A A A A C D A D B Chapter 10 d a b c c a c b a b a b b 第十一章 A A C Chapter 11
网络GIS原理与技术 一、名词解释（5分x4=20分） 1、WebGIS：即通常所说的万维网GIS，是GIS技术和WWW技术的有机结合，是internet 或internet环境下的一种传输、存储、处理、分析、显示与应用地理空间信息的计算机系统。 2、VRML：是虚拟现实造型语言的简称，本质上是一种面向web，面向对象的三维造型语言， 而且它是一种解释性语言。VRML的对象称为结点，子结点的集合可以构成复杂的景物。 结点可以通过实例得到复用，对它们赋以名字，进行定义后，即可建立动态的VR（虚拟世界）。 3、地理空间元数据：空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质 量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。 4、MVC：全名是Model View Controller，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的 缩写，一种软件设计典范，用于组织代码用一种业务逻辑和数据显示分离的方法。使用MVC的目的是将M和V的实现代码分离，从而使同一个程序可以使用不同的表现形式。 5、XML：可扩展标记语言的缩写。可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对 自己的标记语言进行定义的源语言。特点：简洁有效、易学易用、开放的国际化标准、高效可扩充。 6、GML：即地理标识语言，是专门用于表示空间和属性数据的标记语言规范，是XML在 地理空间信息领域的应用。 7、W FS：网络要素服务，它是为浏览器提供通过地理标识语言封装的GIS数据，它 支持对地理要素的插入，更新，删除，检索和发现服务。 8、SVG：可缩放矢量模型，基于XML用于描述二维矢量图形的标准。优点：保证图像的显 示质量不会因为缩放而产生失真或受损，特别适合网络应用，支持交互性，灵活易用。 二、简答（5分x6=30分） 1、Web服务器的种类 答：1）Microsoft ⅡS（Internet Information Server），ⅡS是一种Web服务组件，其中包括Web服务器、FTP服务器、NNTP服务器和SMTP服务器。2）IBM WebSphere，3）BEA WebLogic，4）Apache，5）Tomcat 2、WebGIS的特点 答：基于Internet/Intranet标准，分布式体系结构，服务范围广，平台无关，成本低廉、操作简单，支持地理分布存储的多元数据。 3、XML，XSL，DTD 答：XML，可扩展标记语言；XSL，XSL是指可扩展样式表语言，是一种用于以可读格式呈现XML 数据的语言；DTD，是一套关于标记符的语法规则，它是XML1.0版规格的一部分,是XML文件的验证机制,属于XML文件组成的一部分。DTD 是一种保证XML文档格式正确的有效方法，可通过比较XML文档和DTD文件来看文档是否符合规范，元素和标签使用是否正确。 4、WebGIS服务器包括哪几个组成部分 答：WWW服务器、GIS服务器、数据库服务器、GIS元数据服务器