山西农业大学信息学院地信信息系统_山西农业大学信息学院
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第一章
1、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。
2、地理信息系统的基本组成？一般包括五大部分：①系统硬件:输入设备（专用设备有GPS、全站仪、解析和数字摄影测量仪器、遥感与遥感图像处理系统；常规设备有数字化仪、扫描仪、键盘、鼠标）、存储设备（磁带机、光盘机、活动硬盘、硬盘阵列）、输出设备（绘图仪、打印机、终端）、处理设备（服务器、工作站）②系统软件（GIS功能软件有GIS应用软件和GIS基础软件平台；基础支撑软件有数据库系统软件和系统库；操作系统软件有操作系统的系统调用、设备运行、网络管理）③空间数据（GIS的操作对象为空间数据；空间数据特征：几何、属性、时间数据；空间数据组织：矢量结构、栅格结构）④应用人员（系统开发人员和地理信息系统的最终用户）⑤应用模型（数学模型、经验模型和混合模型组成）
3、地理信息系统的功能？①数据采集与编辑;②数据存储与管理（数据库是数据存储与管理的主要技术）;③数据处理与变换（保证数据在入库时在内容上的完整性,逻辑上的一致性）;④空间查询与分析（叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析）;⑤数据显示与输出（数据交换、统计表格）;⑥二次开发和编程（二次开发环境包括提供专用的脚本语言开发环境）。
4、信息的特点：信息的客观性、适用性、传输性、共享性
5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征
第二章
1、什么是地图投影，为什么要进行投影？①将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影；②地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算；③地球椭球体为不可展曲面；④地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析。地图投影有长度、面积、角度变形。
2、空间实体的表达方法：点（wt）、线（wl）、面（wp）
3、GIS中的空间数据可分为4D数据（4D产品）：①数字线画图（DLG）数据；②数字栅格图（DRG）数据；③数字高程模型（DEM）数据；④数字正射影像（DOM）数据：垂直实体拍摄得到的数据。
4、空间数据的基本特征？空间特征（空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系）；属性特征（属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据）；时间特征（时间特征是指空间对象随着时间演变而引起的空间和属性特征的变化）
5、空间数据的拓扑关系？空间数据的拓扑关系包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含。拓扑邻接：指存在于空间图形的相同如节点、弧段、多边形之间的邻接关系；拓扑关联：指存如节点与弧段、多边形与弧段之间的关系；拓扑包含：指存在于空间图形的相同包含关系分简单包含、多层包含和等价包含。
6、空间数据的计算机表示：指通过利用确定的数据结构和数据模型来表达空间对象的空间位置、拓扑关系和属性信息。空间数据表示基本方法有空间分幅、属性分层、时间分段
7、矢量数据结构分为几种主要类型及区别？①实体数据结构：在实体数据结构线或多边形）为单元进行单独组织。其中不含有拓扑关系的信息。数据结构直观简单，岛或洞只作为一个单个图形没有与外界多边形联系②拓扑数据结构：构成多边的点称为节点，由一条弧段组成的多边形称为岛，多边形中不含岛的多边形称为简单多边形，含岛的多边形称为复合多边形。在复合多边形中包括有外边界和内边界，岛看作是复合多边形的内边界。弧段是数据结构的基本对象。
8、栅格数据结构：没有压缩的有：栅格矩阵结构；压缩的有：游程编码结构量，也称为行程。游程编码结构是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量。目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。Re=1-Q/mn；Qm为行数；n为列数当Re的值大于1/5时表示栅格数据的压缩可取得明显效果）；四叉树结构n次，每次分割形成2n×2n个子象限，直到子象限中的属性数值都相同为止，该子象限就不再分割。凡属性值都相同的子象限，不论大小，均作为最后的存储单元。生成四叉树有两种方法，即自上而下方式和自下而上方式,自下而上扫描栅格单元的顺序代码称为莫顿码）
9、四叉树的存储方式通常用两种，即常规四叉树（常规四叉树每个节点通常存储6个量，即4个子节点指针、一个父节点指针和一个节点值）和线性四叉树（线性四叉树每个节点只存储三个量，即莫顿码、深度（或者节点大小）和节点值）
10、曲面数据结构表达方法：不规则三角网和规则格网。
11、数据结TIN的曲面构（不规则三角网、泰森多边形）它是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每个三角形要 求尽量接近等边形状，并保证由最近邻的点构成三角形，即三角形的边长之和最小。通常用于数字地形的三维建模和显示。
12、我国现有三种大地坐标系并存：一是1954年北京坐标系；二是1980年国家大地坐标系（常用）；三是地心坐标系。
13、GIS空间数据的分类？①按数据来源分：地图、影像、文本数据②按数据结构分：矢量、栅格数据③按数据特征分：空间属性、非空间属性数据④按几何特征分：点、线、面、曲面、体⑤按照数据发布形式：数字线画图、数字栅格图、数字高程模型、数字正射影像图。第三章
1、高斯投影是一种横轴等角切椭圆柱投件②除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上长度比均大于1；③在同一纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘④在同一经线上，维度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上⑤投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方⑥长度比的等变形先平行于中央子午线。
2、什么是矢量数据结构与栅格数据结构 及其优缺点？矢量数据结构是利用欧几表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。优点：①便于面向实体的数据表达②数据结构紧凑、冗余度低③有利于网络分析、空间查询等。缺点：①数据结构较复杂②软件实现的技术要求比较高③多边形叠合等分析相对困难。栅格数据结构是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。优点：①数据结构相对简单②空间分析比较容易实现③有利于与遥感数据的匹配应用和分析。缺点：①图形数据量大，冗余度高，需要压缩处理②定位精度比矢量低③拓扑关系难以表达。
3、什么是空间数据的内插？设已知一组空间数据，它们可以使离散点的形式，也可以是多边形分区数据的形式，现在要从这些数据中找到一个函数关系式，使关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据该函数关系式推求出区域范围内其他任一点或者任意多边形分区范围的值。这种通过已知点或者多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法。
4、墨卡托投影：等角正切圆柱投影；UTM投影：属于横轴等角割圆柱投影；兰勃投影：等角正轴割圆锥投影
5、几何纠正的方法包括仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换。第四章 1空间数据库设计的步骤：需求分析（用系统的观点分析与某一特低昂的空间数据库应用有关的数据集合）、概念设计（把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来）、逻辑设计（把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述的语言表达处理）、物理设计（数据库的物理设计指数据库存储结构和存储路径的设计，即将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物力数据库）2空间元数据及其作用？是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、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。作用是帮助空间数据的使用者查询所需的徐建信息，进行空间数据的共享，并进一步的处理空间数据。3文件与数据库区别：文件是一给定类型的(逻辑)记录的全部具体值的集合。数据库是比文件更大的数据组织。数据库是具有特定联系的数据的集合，数据库的内部构造是文件的集合，这些文件之间存在某种联系，不能孤立存在。4数据项：是可以定义数据的最小单位。在计算机系存储、管理和应用的相关联的数据集合。5空间数据的存储和管理的方式：空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理。计算机对数据的管理经过了三个阶段 ：人工管理阶段、文件管理阶段、数据库管理阶段。6空间数据的管理方式从文件发展到数据库主要经历四个阶段：①初级式的管理模式（coverage）②混合式的管理模式（shape）③扩展式的管理模式（GDB）④集成式的管理模式（对象关系数据库）7符号代表：实体（矩形）、联系（菱形）、属性（椭圆）；其间用线段连接。第五章 1空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息。2数字高程模型（DEM）与数字地形模型（DTM）区别？DTM={Zi,j}Z为栅格点（i，j）上的地面属性数据，根据这姓属性的内容，DTM可以分为：1）数字高程模型，2）派生的地形模型。当属性为海拔高程数值的时候，则称为DEM；DEM是以（x,y）为自变量的高程z数据的有序集合。3空间叠加分析：指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加。以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。4缓冲区分析：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的 多边形。5网络分析：是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的领域。第七章 1总体设计称为逻辑设计，其任务是根据定系统的各个组成部分。包括用户需求、系统目标、总体结构、系统配置、数据库设计、系统功能、经费与管理。2系统设计流程：系统分析、系统设计、系统设施、系统运行于维护。第八章 1数字地球是一种基于因特网的嵌入海现。核心思想：一是用数字化手段统一处理地球问题；二是通过网络最大限度地利用地球信息资源。2地图符号是由形状不同、大小不一和色注记是地图符号的二个重要部分，也有形状、尺寸和颜色之区别。按符号定位分：定位符号和说明符号；按所代表客观事物（地物分布）分：点、线、面状符号。3专题地图分数学要素、专题要素和地理底图要素。
