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GIS(地理信息系统)期末复习

GIS复习

第一章地理信息系统概论

1、地理信息系统的基本概念

答：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。

2、地理信息系统的组成

答：主要由四个部分组成：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作员。

3、地理信息系统的核心问题？

答：1 ）位置:某个特定位置有什么？几何查属,性例：国家属性查询

2 ）条件:满足给定条件的地理对象分布属性查位置，例：客户分布

3 ）变化趋势:地理对象随时间的变化,例：人口变化趋势

4 ）模式：空间对象的分布模式问题,揭示空间对象的空间关系，例：机动车辆事故发生在何处？发生地点与时间关系

5 ）模型：解决问题方案，基于模型的，例：公园选址

4、地理信息系统功能？

答：数据的获取、数据的初步处理、数据的存储及检索、数据的查询与分析、图形的显示与交互

5、地理信息系统的发展？地理信息系统与其它MIS系统主要区别？

答：1 、地理信息系统的发展概况

1).起步阶段（60年代），注重空间数据的地学处理。（加拿大地理信息系统（CGIS）第一个地理信息系统）。

2) .发展阶段（70年代），注重空间地理信息的管理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。（ERDAS成立。）

3).推广应用阶段（80年代），注重空间决策支持分析。（GPS成为可运行系统）。

4).用户时代（90年代后）, 注重GIS社会应用与服务，GIS技术迅猛发展。控件式GIS成为GISTools的发展方向;WebGIS蓬勃发展;三维GIS崭露头角。

2、GIS与MIS相同点：都是计算机系统；都可以进行数据管理。

不同点：GIS有空间分析功能，MIS没有；硬件环境不同；GIS管理空间和属性数据，MIS管理属性数据。 GIS具有以下三个方面的特征： 1）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。 2）由计算机系统支持进行空间地理数据管理。 3）计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征

第二章空间数据模型

①场模型？

答：也称作域（field）模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待。

②要素模型？在一定尺度下，客观存在的地理实体都有其精确的位置、形状，可以同其他相邻的地理实体区别开来。面向对象的实质就是使用一系列的基本数据来描述这些地理实体，包括：对象的特定属性（空间、时间、非空间属性），对象之间的特定关系（空间、时间、语义）。面向对象的地理实体描述方式特别适用于描述地理空间中各种独立存在的地理特征（discrete spatial features），适合于那些具有完整边界的地理目标。

③网络模型？网络模型可以看成基于点对象和线对象及其拓扑关系的集合描述。基于网络的地理认知模型与基于对象的地理认知模型有相似之处，都是描述不连续的地理目标，所不同的是网络模型需要通过目标间的相关联接（如路径）相互连接多个地理目标。

④空间关系分析？地理实体在地理空间中的空间分布关系简称为空间关系。空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有：（1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系；（2）空间顺序关系（方向）：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；（3）度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。⑤哪些现象适合场模型、要素模型、网络模型？

适合场模型：对于模拟具有一定空间内连续分布特点的现象来说，基于场的观点是合适的。大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气

和水域的流速和方向等。适合网络模型：道路、地下管线、通讯线路、自然界的物质流、能量流等。选择地方，情况怎么样（场模型）选择地方，地方有多大（要素模型）

第三章GIS中的数据

①地理数据一般具有三个基本特征? 空间特征（定位数据）、属性特征（非定位数据）、时间特征（时间尺度）

②数据的测量尺度？测量尺度大致分为四个层次：命名量、次序量、间隔量、比率量

③空间数据质量？如何控制空间数据质量？空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据的依据，数据质量是数据整体性能的综合体现。空间数据质量控制常见的方法有：传统的手工方法、元数据方法、地理相关法

④空间数据的元数据？元数据有什么作用？一般都认为元数据就是“关于数据的数据”或元数据是关于数据的描述性数据信息。元数据的主要作用可以归纳为如下几个方面：（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员退休或调离时，也不会失去对数据情况的了解；（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；（3）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息；（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断；（5）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

第四章空间数据获取

①GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源？ GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。

②栅格数据和矢量数据有哪些数据源？栅格数据的来源：①遥感数据②航空影像③地图及图片扫描数据④矢量数据转换⑤手工方式矢量数据的来源：①定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）②地图数字化③间接获取?栅格数据转换和空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）

③扫描矢量化以及处理流程? 1.数据源的选择 2.采集方法的确定 3.数据的编辑与处理4.数据质量控制与评价5.数据入库

④地理信息系统数据有哪些采集方式？一是对原始纸质数据、电子数据（表格、图形文件、遥感影像、航片等）的矢量化，二是利用卫星、飞机、各种采集仪器（全站仪、GPS数据采集车等）直接采集数字化的数据。

第五章空间数据管理

①空间数据库有什么特点，为什么不能使用传统的数据库代替空间数据库？空间数据库具有以下特点：⑴数据量特别大；⑵不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据；⑶数据应用广泛；用传统数据库系统管理空间数据不足之处：传统数据库管理的是不连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性；传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系；传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂；传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。

②决定栅格单元代码的方式?中心点法、面积占优法、重要性法、百分比法

③什么是矢量数据、栅格数据？矢量数据：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；栅格数据：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。

④矢量数据、栅格数据的编码?矢量数据编码：点实体的编码：空间信息和属性信息线实体的编码：标识码、起始点、终止点对于多边形（坐标序列法、树状索引编码法、拓扑结构编码法）栅格数据编码：直接栅格编码、压缩编码方法（链码、游程长度编码、快码、四叉树）

⑤矢栅结构的比较及转换算法？两者比较见教材P151页矢量格式向栅格格式的转换：内部点扩散算法复数积分算法射线算法扫描算法边界代数算法栅格格式向矢量格式的转换：提取以相同编号的栅格集合表示的多

边形区域的边界和边界的拓扑关系，并表示成多个小直线段的矢量格式边界线的过程。多边形边界提取边界线追踪拓扑关系生成去除多余点及曲线圆滑

⑥栅格结构特点：属性明显，定位隐含；矢量数据模型特点：定位明显，属性隐含（属性用二维表的方式通过ID关联）。

第六章空间分析

①大多数GIS中，提供的空间查询方式？空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。查询内容-数据库-连接与处理-输出结果查询方式：图形属性、图形定位以及空间关系查询；

②空间量算有四种：几何量算、形状量算（欧拉数=（孔数）-（碎片数-1））、质心量算、距离量算（曼哈顿距离、欧式距离、非欧式距离）

③欧氏距离、曼哈顿距离和非欧氏距离？教材166页

④再分类、缓冲区分析、叠加分析、网络分析的概念和主要应用？再分类：由于这种分类是对原始数据进行的再次分类组织，因此称为再分类。符号系统只改变显示样式，并不是重分类（因为属性值没有改变）。缓冲区分析：缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。（固定距离、字段决定的距离）（角分线法、凸角圆弧法）应用： 1、点水源污染防治、医院的服务影响范围，点图层的缓冲区。 2、道路的扩建，线的缓冲区 3、自然生态保护区，面对象的缓冲叠加分析：叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。（视觉信息叠加、点与多边形叠加（叠加的结果会把原来的属性叠加过来）、线与多边形叠加、多边形叠加、栅格图层叠加（ARCGIS是用栅格计算器来实现即空间分析下的代数运算））矢量数据叠加和栅格数据叠加都会产生新的图层（生成在一个新的图层文件中）。叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。网络分析：网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。网络数据结构的基本组成部分和属性如下： 1）链（Link）。2）结点（Node）结点中又有下面几种特殊的类型:障碍（Barrier）拐点（Turn）

中心（Center）站点（Stop）功能：路径分析、计算最短路径的Dijkstra 算法、资源分配（1）负荷设计 2）时间和距离估算）

⑤网络分析中最断路径计算方法？ Dijkstra算法

⑥空间插值的基本原理、作用和几种方法？教材180、183 基本原理：179页红字部分作用：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，以便与其他空间现象的分布模式进行比较。空间插值方法可以分为：整体插值（Z=f(x,y)）、局部插值方法(Zi=f(Xi,Yi))两类。整体插值方法用研究区所有采样点的数据进行全区特征拟合；局部插值方法是仅仅用邻近的数据点来估计未知点的值。

整体内插，就是在整个区域用一个数学函数来表达地形曲面。整体插值方法： 1）边界内插方法 2）趋势面分析 3）变换函数插值局部插值方法（插值结果都是栅格数据）： 1）最近邻点法：泰森多边形方法 2）移动平均插值方法：距离倒数插值 3）样条函数插值方法4）空间自协方差最佳插值方法：克里金插值

第七章数字地形模型与地形分析

①DEM、DTM概念？DTM：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。 DEM：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。

②DEM的主要表示模型及其特点？地理信息系统中的DEMDEM表示模型：规则格网模型（优点是很容易地计算等高线缺点是不能准确表示地形的结构和细部；数据量过大）、等高线模型（优点每一条等高线对应一个已知的高程值。缺点需要插值方法计算等高线以外的其他点的高程）、不规则三角网模型（优点：减少规则格网带来的数据冗余；同时在计算方面效率（如坡度）方面优于基于等高线的方法。缺点：在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象；在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。）

③DEM的格网模型、TIN、等高线模型的相互转换？

1、不规则点集生成TIN Delaunay三角形产生的基本准则：

1、任何一个Delaunay三角形的外接圆内不能包含任何其它离散点。

2、

相邻两个Delaunay三角形构成凸四边形，在交换凸四边形的对角线之后，六个内角的最小者不再增大。该性质即为最小角最大准则。 Tsai（1993）提出的在n维欧拉空间中构造Delaunay三角形的通用算法凸包插值算法。(凸包生成、环切边界法凸包三角剖分、离散点内插)

2、格网DEM转成TIN格网DEM转成TIN可以看作是一种规则分布的采样点生成TIN的特例，其目的是尽量减少TIN的顶点数目，同时尽可能多地保留地形信息，如山峰、山脊、谷底和坡度突变处。两个代表性的方法算法是: 保留重要点法启发丢弃法

3、等高线转成格网DEM使用局部插值算法，可以将数字化等高线数据转为规则格网的DEM数据，但插值的结果往往会出现一些许多不令人满意的结果，而且数字化等高线时越小心，采样点越多，问题越严重。主要原因：在一个半径范围内搜索落在其中的已知点数据，再计算它的加权平均值。导致出现了“阶梯”地形。

4、利用格网DEM提取等高线在利用格网DEM生成等高线时，需要将其中的每个点视为一个几何点，而不是一个矩形区域，这样可以根据格网DEM中相邻四个点组成四边形进行等高线跟踪。其方法类似于后面描述的利用TIN提取等高线。

5、TIN转成格网DEM TIN转成格网DEM可以看作普通的不规则点生成格网DEM的过程。方法是按要求的分辨率大小和方向生成规则格网，对每一个格网搜索最近的TIN数据点，按线性或非线性插值函数计算格网点高程。④DEM主要应用?通视问题中五类问题？格网DEM应用 A）地形曲面拟合 B）立体透视图 C）通视分析

通视问题可以分为五类： 1）已知一个或一组观察点，找出某一地形的可见区域。 2）欲观察到某一区域的全部地形表面，计算最少观察点数量。 3）在观察点数量一定的前提下，计算能获得的最大观察区域。 4）以最小代价建造观察塔，要求全部区域可见。 5）在给定建造代价的前提下，求最大可见区。

D) 流域特征地貌提取与地形自动分割

6、离散点如何构建TIN网络

第八章空间建模与空间决策支持

①空间分析过程？（教材218）空间分析的目的是解决某类与地理空间有关的问题，通常涉及多种空间分析操作的组合。一般步骤是：①明确分析的目的和评价准则；②准备分析数据；③进行空间分析操作；④进行结果分析；⑤解释、评价结果（如有必要，返回步骤1）；⑥结果输出（地图、表格和文档）。

②空间建模过程？空间分析建模是指运用GIS空间分析方法建立数学模型的过程。 1.明确问题 2.分解问题 3.分析输入数据 4.执行分析 5.验证结果 6.实施结果

第九章 3S 集成技术

补充：地理信息系统中的数据类型，概括起来主要有5种： ?几何图形数据 ?影像数据 ?属性数据 ?地型数据 ?元数据地理数据一般具有三个基本特征： ?属性特征（非定位数据） ?空间特征（定位数据） ?时间特征（时间尺度）

它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性。空间数据的拓扑关系有4种：拓扑相邻、拓扑邻接（空间图形中同维目标之间的邻接关系）、拓扑关联（空间图形中不同维目标之间的关联关系）、拓扑包含（空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系）空间数据的拓扑关系，对数据处理和空间分析具有重要的意义：（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，不随投影变换而变化。（2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询。（3）可以根据拓扑关系重建地理实体。

GIS平台中由于方向关系和度量关系复杂，故一般不明确秒速这两种关系。矢量－栅格一体化数据模型在矢量－栅格数据模型中，对地理空间实体同时按矢量数据模型和栅格数据模型来表述。面状实体的边界采用矢量数据模型描述，而其内部采用栅格数据模型表达；线状实体一般采用矢量数据模型表达，同时将线所经过位置以栅格单元进行充填；点实体则同时描述其空间坐标以及栅格单元位置，这样则将矢量数据模型和栅格数据模型的特点有机地结合在一起。 GIS 的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。一个实体必须符合三个条件：可被识别、重要（与问题相关）、可被描述（有特征）

地图是GIS的主要数据源，地图数据主要通过对地图的跟踪数字化和扫描数字化获取。对地理要素分层一般有两种方法：逻辑分层和物理分层空间数据质量标准要素主要有：数据情况说明、位置精度、属性精度、时间精度、逻辑一致性、数据完整性、表达形式的完整性空间数据元数据的获取方法主要有五种：键盘输入、关联表、测量法、计算法和推理法。在GIS里面使用元数据的原因有：完整性、可扩展性、特殊化、安全性、查错功能、浏览功能、程序生成通常用两种数字化的方法可以表示地理空间信息：矢量空间数据结构、栅格空间数据结构对矢量数据分层组织原则：1.图形原则 2.对象原则栅格大小代表定义的空间分辨率。 GIS数据采集有3方面的工作：属性数据的采集、空间数据的采集、空间数据与属性数据的连接属性数据的编码——编码原则

1.系统性和科学性

2.一致性

3.标准化和通用性

4.简捷性

5.可扩展性编码内容：登记部分、分类部分、控制部分编码方法：层次分类编码法、多源分类编码法链式编码：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。点的内插方法：移动拟合法、局部函数法、克里格内插法区域的内插方法：叠置法、比重法链状双重独立编码结构：主要有四个文件：多边形文件、弧段文件、弧段点文件、点坐标文件。

2.在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。栅格坐标点的量算有四个因素：角度（与投影有关）、坐标原点、分辨率、行列位置栅格数据的参数：（1）栅格形状。（2）栅格单元大小。（3）栅格原点。（4）栅格的倾角。

最便于应用的地址码是十进制Morton码（简称MD码）。如：2行3列为：I=0010，J=0011 ；得到的MD码为： MD=(00001101)2=(13)10 镶嵌数据结构：TIN网络数据结构、Vorono数据结构三种数据库模型：见作业第四章空间索引就是指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。（四叉树、对象范围、R树、R+ 树和CELL树等）DEM是grid，可以用栅格计算器，其本质是一种栅格数据，只不过其属性仅表示高程而已，而不表示其他属性） DEM不是三维GIS，本质是假三维z=f（x,y）

真三维是T=f(x,y,z)

多变量统计分析主要用于数据分类和综合评价。分类评价中常用的几种数学方法： 1）主成分分析 2）层次分析法 3）系统聚类分析 4）判别分析

地理信息系统gis相关知识点

第一章：绪论 1，阐述GIS定义：地理信息系统（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。 2、GIS在信息系统中的地位与分类。由于地球是人类赖以生存的基础，所以GIS是与人类的生存、发展和进步密切关联的一门信息学科与技术，受到人们越来越广泛的重视。 GIS按其范围大小可以分为全球的、区域的和局部的三种。 3、简述GIS与相关学科的关系。 1）GIS与CAD,CAM之间的关系： ◆坐标参考系统； ◆处理图形、非图形数据； ◆空间对象空间相关关系的建立和处理； ◆CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标 ◆变换； ◆CAD处理多为规则图形，而GIS为非几何图形； ◆CAD图形功能强而属性处理能力若，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且专业化特征比较强； ◆GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复杂，数据之间联系紧密； ◆CAD不具备地理意义上的查询和分析能力。 2）GIS与管理信息系统的关系：υ对属性数据进行管理和处理； ?对图形数据进行存储； ?GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用； ?MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有联系； ?管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。3）GIS与遥感信息处理系统的关系： ●遥感强调信息提取，是GIS的重要信息源，； ●反之，GIS可以为遥感数据的分类等处理提供参考依据； ●遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等；?面向位置的特征?遥感图象处理系统不能看作是GIS。 4） GIS与机助制图，地图数据库的关系： ?CAC是GIS的主要技术基础；λ强调空间数据的处理、显示与表达；

GIS地理信息系统考研名词解释(380分学长自己整理)

地理信息系统名词解释 1地理信息系统: 地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来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管和管理问题。 2地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。地理数据是与地理要素有关的物质的数量、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；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 3.地理信息科学（南大98、南师99）与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。（邬伦，《地理信息系统原理、方法和应用》） 4地理数据地理数据是与地理要素有关的物质的数量、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；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 5数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。 6网络（中科院04）是一个由点、线的二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。 7四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割n次，每次分割形成2n*2n个象限，直到子象限的属性值相同为止，该子象限就不再分割。凡数值都相同的子象限，不论大小，均作为最后的存储单元。 8拓扑关系凡具有网状结构特征的地理要素都存在节点、弧段和多边形之间的拓扑关系，拓扑关系就是明确定义这种空间关系的数学方法。类型：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 9 栅格数据结构（基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，在各个网格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。 10矢量数据结构矢量数据是用欧式空间的点、线、面等几何元素来来表达地理实体几何特征的数据。 11非空间属性数据：非空间属性数据是关于空间实体自身的名称、种类、数量等特征的数据。

3D-GIS地理信息系统解决方案

3D ＧIS 地理信息系统解决方案一、立项的背景和意义 (一）背景地理信息系统（GeｏｇｒaphyＩnformatioｎＳｙstem)是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影,反映了人们赖以生存的现实世界,是在计算机软件和硬件支持下,以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。 GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展,各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点,加上许多相关技术(如GPＳ、DPS、RＳ等）为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得ＧIS己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入2０世纪90年代以来,GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统,不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在二维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围,在于高程是被看成空间数据还是属性数据。三维ＧIS的根本目标是多维时空现象的三维表示。相对于二维GIS而言，三维ＧIＳ具有三个显著的特点: 1、直观性：直观性是三维ＧIS的最显著的特点,通过三维可视化技术,用户将得到更好的人机交互接口,更少的训练时间,以及更多的空间信息。 2、巨大的数据量:三维GIＳ应用通常具有海量数据(可达数百Ｇ),这种巨大的数据量使得三维ＧIＳ需要得到数据库的有效管理,具有高效的数据存取性能。 3、复杂的数据结构：三维ＧIＳ不是对二维GIS的简单扩展,三维空间中增加了许多新的数据类型,空间关系变得更加复杂。

地理信息系统gis课程设计报告

《地理信息系统》课程设计一、课程设计目的课程设计二是在学完GIS原理后，按照教学大纲所进行的一次重要实习。围绕有关GIS的空间数据获取、管理、分析、设计、开发和应用等工作，在教师指导下，按照GIS的原理完成实习内容。目的在于进一步巩固对GIS基本原理的掌握，锻炼对GIS基本技能的运用，培养学生应用GIS解决实际问题的能力。课程设计的基本要求有以下几点： 1. 熟练运用GIS软件进行空间数据的采集与编辑处理，结合数据的类型、数量与质量，建立空间数据库。 2. 掌握GIS空间查询与空间分析的方法，运用GIS软件针对具体问题设计解决方案与操作步骤，并运用GIS软件输出设计成果。 3. 掌握GIS统计分析的方法与专题图制作方法，运用GIS软件设计一幅专题地图，并进行排版输出。 4. 掌握地理信息可视化的基本方法，运用GIS软件实现三维景观图的制作。与专题图的制作GIS空间数据的获取和处理的基本方法； 5. 任选任务进行GIS设计，写出课程设计报告并提交电子版成果资料。二、课程设计任务（一）．专题图制作 1. 总体设计：明确制图目标，搜集专题图制作相关资料与数据，制定专题图技术路线与流程，要求技术路线完整，实施性强； 2. 详细设计： 1）专题图制作所需数据的收集与整理，要求数据的现势性好，精度高； 2）地理地图的制作，要求符合国家基本比例尺地形图的要求，内容完整、符合制图规范； 3）专题属性信息的整理与编辑，要求信息丰富，现势性好，数据完整准确； 4）专题地图的设计与制作，要求制图设计方案合理，颜色协调、符号分级明确；

5）专题图的布局与整饰，要求布局合理，要素完善，配置协调。 3. 设计报告编写：内容完整，图表清晰、编号一致，心得体会较深。（二）．空间分析的应用 1. 分析问题，应用GIS空间分析功能设计解决方案； 2. 收集必要的数据，进行数据转换、编辑与重分类； 3. 依据空间分析模型进行数据的各项空间分析，包括数据查询与分类、缓冲区分析、叠置分析、统计分析、分级分析等。 4. 输出地图、图例及图表等可视化成果； 5. 不同分析模型间的成果分析与比较； 6. 撰写课程设计报告。三、技术设计方案（一）.专题图的制作 1.设计来源：考虑到现在雾霾对大家的生活影响很大，是人们谈论的热点。因此想做一个关于河北省各个市雾霾污染程度的专题图，来让大家了解所在的廊坊和河北其他地区的对比，更好的了解现在环境问题，提倡保护环境。 2.设计思路：首先要找到河北省的比较完整清晰的栅格格式的地图图片，以及河北各个市的经纬坐标，用来配准。然后到河北环保厅里搜索有关的数据，进行数据收集。最后利用supermap进行专题图的制作，包括地图的修饰等。（二）.空间分析的应用 1.设计来源：上海的小李要在上海购买一套房子，在选择时遇到了很多限制因素，需要方便快捷地找到最适合自己的位置。寻求的区域应满足以下条件（按优先级排序）： 1）.离主要交通要道（线属性：RoadCenter_L）150m之内，方便出行。 2）.离医院(点属性：Hospital_P)500m。 3）.距离名胜古迹等旅游景点(点属性：Tour_P) 500m以外，避免人多嘈杂。 4）.离公园(面属性：Park_R)500m。 5）.喜欢看电影，距离影院(点属性：Cinema_P) 500m以内。

地理信息系统GIS练习

1.为了完成城市道路拓宽改建分析，论述需要那些空间数据，并描述在GIS支持下的分析流程。利用建立缓冲区、拓扑叠加和特征提取,计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁指标。（1）明确分析的目的和标准目的是计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值，道路拓宽改建的标准是： a）道路从原有的20m拓宽至60m； b）拓宽道路应尽量保持直线； c）部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。（2）准备进行分析的数据需要涉及两类信息，一类是现状道路图；另一类为分析区域内建筑物分布图及相关信息。（3）进行空间操作首先选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区。然后将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息。（4）进行统计分析首先对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物，将其从选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整。然后对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。（5）将分析结果以地图和表格的形式打印输出。 2、已知一伐木公司，获准在某区域采伐，为防止水土流失，规定不得在河流周围1公里内采伐树木。另外，为便于运输，决定将采伐区定在道路及河流周围2公里之内，坡度小于15度区域。现已知所选择的区域内，既有河流又有道路。（10分）请回答下列问题：（1）解决该问题，需要什么数据源？（2）解决该问题需要使用GIS空间分析中哪几种方法？（3）解决符合上述条件采伐区图的步骤？答题要点：（1）数据源：研究区河流数据、道路数据以及采伐区的地形数据。（1分）（2）空间分析方法：多边形叠置分析，缓冲区分析（1分）（3）解题步骤（6分） 1）采集河流、道路数据，以及采伐区内坡度小于15度的地形数据 2）创建两个缓冲区。其中一个表示距河流1公里以外的区域，一个表示距道路和河流2公里以内的区域。（2） 3）图形叠置分析：将第2部得到的河流和道路缓冲区图层叠置，进行逻辑交运算，得到一个新的图层。新图层要同时满足在河流周围1公里外和道路及河流周围2公里之内的条件。

地理信息系统(GIS)重点整理

一、地理信息系统简介 ?1、信息 ?（1）定义（2）特征 ?2、数据 ?（1）定义（2）意义 ?3、地理信息系统(GIS) ?（1）GIS定义（2）GIS特征 ?（3）GIS类型（4）GIS与CAD ?（5）GIS的发展（6）GIS的组成 1、信息（1）定义：是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变（2）特征：客观性、实用性、传属性、共享性 2、数据 ?指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号。 ?是通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。 ?数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。 3、地理信息系统(GIS) （1）定义：是地理信息系统是在计算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、存储、显示、管理和分析的技术系统。（2）GIS特征 ?公共的地理定位基础； ?具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力； ?系统分析模型驱动，有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息； ?以提供地理信息服务为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统（3）地理信息系统的类型 A、按内容分类:a专题地理信息系统(Thematic GIS) b区域地理信息系统(Regional GIS) c地理信息系统工具(GIS Tools) B、按用途分类:a城市信息系统 b自然资源查询信息系统 c规划与评估信息系统 d土地管理信息系统等（4）GIS与CAD A、GIS与CID共同点：a有空间坐标系统 b能将目标和参考系联系起来

c都能描述图形数据的拓扑关系 d都能处理属性和空间数据（5）GIS的发展 A:国际GIS的发展状况： 60年代——探索时期；70年代——巩固时期 80年代——实破阶段：90年代——全面应用 B:我国GIS发展：起步较晚，但发展较快 70年代——准备阶段：80年代——试验起步阶段 90年代——发展阶段：96年以来——产业化阶段（6）GIS的组成 ?从计算机的角度看，gis是由软件、硬件、数据和用户组成 ?用户：GIS服务的对象 ?软件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统 ?硬件：各种设备-物质基础 ?数据：系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础二、空间数据结构 ?1、地理空间数据及其特征 ?（1）地理空间（2）地理数据 ?2、地理数据的基本特征 ?（1）空间特征（2）属性特征（3）时间特征 ?3、地理空间数据的类型 ?4、数据的测量尺度 ?5、地理空间数据的拓扑关系 ?（1）拓扑的概念（2）空间数据的拓扑关系 ?（3）拓扑关系的重要意义 ?6、空间数据结构的概念和类型 ?（1）空间数据结构（2）栅格数据结构 ?（3）矢量结构与栅格结构的比较 1、地理空间数据及其特征 ?（1）地理空间：指物质、能量、信息的形式形态、结构过程、功能关系上的分布方

地理信息系统标准和OpenGIS

在信息技术产业，要害一个人，就让他去开发一个市场标准。虞有澄（前Intel副总裁）第十七章地理信息系统标准导读：信息技术的标准对于产业的发展有着重要的意义，GIS也不例外，目前GIS 标准主要集中于空间数据模型和空间服务模型以及相关领域，此外还包括流程、认证等等。本章介绍了两个主要的GIS标准：ISO/TC 211和OpenGIS。 1．地理信息系统标准简介随着GIS技术的发展，特别是网络技术应用到地理信息系统建设中，与它有关的标准化也成为一个必须解决的问题。一个好的标准是促进、指导和保证高效率、高质量地理信息交流不可缺少的部分。在信息技术领域，标准和规范按照其使用状态，可以分为两种，即实际使用的标准和法律意义上的标准。前者是在不断的实践过程中，有关机构、团体和组织自发达成的被广泛接受的标准，如TCP/IP协议，OpenGIS规范；后者通常是为了政策或管理的目的，通过法律制定的标准，如FGDC制定的空间元数据内容标准。按照管辖地区的大小，制定信息技术的标准化组织可以分为五个层次（Cargill），即国际级标准化组织，如ISO；区域级标准化组织；国家级标准化组织，如美国国家标准化组织ANSI以及美国联邦地理数据委员会；政府和用户级标准化组织，在GIS领域，OGC(OpenGIS)就属于该层次；以及补充性标准化组织。

目前在中国，GB系列中与GIS有关的标准主要是一些地理编码标准，包括：GB2260-80《中华人民共和国行政区划代码》，GB/T13923-92《国土基础信息数据分类与代码》，GB14804-93《1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码》，GB/T5660-1995《1：5000、1：10000、1：25000、1：100000地形图要素分类与代码》等。通常，信息技术的标准和规范可以分为以下五个方面： 1）硬件设备的标准，在网络技术中，存在着大量这种标准，如IEEE 802系列； 2）软件方面的标准，包括操作系统，查询语言，程序设计语言，图形用户界面等等，如SQL，DCOM，CORBA等等； 3）数据和格式的标准，包括数据模型，数据库的构建，数据质量和可靠性，地理要素的分类系统，数据格式转换等，在地理信息应用中，空间数据编码规范、元数据标准等就属于该范畴； 4）数据集标准，数据存放的文件格式标准，如美国人口普查局的TIGER文件标准等； 5）过程标准，如ISO9000系列和CMM等，主要是针对系统开发过程的指导。地理信息系统标准化主要包括后四个方面的标准，具体内容有：软件工具，如文档，设计、验收、评测标准以及软件的接口规范等；数据，包括数据模型，数据质量，数据产品，数据交换，数据显示，空间坐标投影等；系统开发，系统设计过程，数据工艺流程，标准建库流程等；其它，包括名词术语，管理办法等。一般而言，软件工具，系统开发，管理办法等方面的标准可以借用更为通用的信息技术标准规范，所以GIS标准主要集中于空间数据以及相关的一系列规范。

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什么是地理信息系统（GIS） GIS是一个发展的概念。不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。定义②：是在计算机软硬件支持下，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，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。它的定义由两方面组成，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交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以空间数据库为基础，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。定义⑤：目前有人认为GIS从原来强调空间信息技术系统（SYESTEM），发展到地球信息科学体系形成（SCIENCE），现在已强调空间信息服务（SERVICE）。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。