一、名词解释

第一章 导论

1．数据：数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据，数据本身并没有意义。

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，以便向人们（或系统）提供善于现实世界新的事实的知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

3．数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等等操作。

第二章 地理信息系统的数据结构

4．矢量数据：是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓朴关系说明。但在空间表达方面没有直接建立位置与地物的关系。

5．栅格数据：是面向位置的结构，平面上的任何一点都直接联系到某一个或某一类地物。但对于某一具体的目标，没有直接聚集所有信息，只能通过遍历栅格矩阵逐一寻找，它也不能完整地建立地物之间的拓朴关系。

6．空间数据（或地理数据）：是指地理实体或现象的空间特征数据和属性特征数据的总称。

7．TIN数据结构：表示和存储曲面要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，经常采用不规则三角网（Triangulated Irregular Network）来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为TIN数据结构。

第三章 空间数据处理

8．数据变换：是指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正和地图投影转换等等，以实现空间数据的几何配准。

9．数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括数据转换、格式转换、类型替换等等，以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一，多源和异构数据的联接和融合。

10．数据提取：是指对数据进行某种条件的取舍，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以适应不同用户对数据的特定要求。

11．投影转换：投影转换是指当系统使用来自不同地图投影的图形数据时，需要将该投影的数据转换为所需要投影的坐标数据；

12．空间数据的内插：通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。

第四章 地理信息系统空间数据库

13．数据库系统：数据库系统是数据库的全称，是由数据库及其管理软件组成的系统。它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。它是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。

14．空间数据库存储系统：是按照一定的结构组织在一起的相关数据的集合，通常是一列相互关联的数据文件。

15．关系数据模型：关系数据模型是20世纪70年代首次引入到数据库领域中的。在关系数据模型中特别强调关系的表现形式与关系在计算机中的实现方法之间要相互，即于数据在物理设备上的存储方式，于索引结构，于数据的存储路径等。

16．关系：关系数据模型是一种数学化的模型，他把数据的逻辑结构归结于满足一定条件的二维表中的元素，这种表就称为关系。关系的集合构成关系模型。关系是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。

17．元数据：是关于“数据的数据”，是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理信息空间信息共享的核心标准之一。

第五章 空间分析的原理与方法

18．空间分析(spatial analyses)：是地理信息系统科学内容的重要组成部分，也是系统功能评价的主要指标之一。空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地理学原理为依托，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、空间形成、空间演变等信息。

19．空间叠合分析：是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个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。

第六章 地理信息系统的应用模型

20. 理论模型：又称为数学模型。是基于理化原理，应用数学分析建立的数学表达式，反映地理过程本质的理化规律。

21．经验模型：是基于变量之间的统计关系或启发式关系的模型，是通过数理统计方法和大量观测实验建立的模型。

第七章 地理信息系统的评价与设计

22．应用型地理信息系统：是指在基础性地理信息系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户、解决特定实际问题的地理信息系统。其只要特点是，具有特定的用户和应用目的，具有适应专门需求平台提供的部分功能，并具有专门开发的用户界面。

第八章 地理信息系统产品的输出设计

23．地理信息系统产品：主要指经过空间数据处理和空间分析产生的可以供各专业人员或决策人员使用的各种地图、图表、图像、数据报表或文字说明等。

24．数字地球：是一种基于因特网的嵌入海量数据的多分辨率的真实地球的三维表现。

二、简答题

第一章 导论

1．信息有哪些特点？

（1）信息的客观性；（2）信息的适用性；

（3）信息的传输性；（4）信息的共享性。

地理信息的特点`

（1）地理信息属于空间信息；

（2）地理信息具有结构的特征；

（3）地理信息时序特征十分明显。

2．地理信息系统软件的基本功能有哪些？（数据的采集、管理、处理、分析和输出）

   基本功能：数据的采集与编辑、数据的存储与管理、数据的处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程。

应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策等。

第二章 地理信息系统的数据结构

3．GIS数据有哪些主要来源？

1)地图数据：地图是地理信息的主要载体，同时也是地理信息系统最重要的信息源 

2)遥感数据：各种遥感数据及其制成的图像资料（航片、卫片）包含着及其丰富的地理内容

3)地形数据：等高线图的数字化，数字高程模型及实测地形数据

4)属性数据：各种地理要素的统计数据、实验和各种观测数据、研究报告等 

5)元数据：数据来源、数据权属、数据产生时间、数据精度、数据分辨率、源数据比例尺、数据转换方法等

4．GIS数据按数据发布形式分为哪些类型？

数字线画图；数字栅格图；数字高程模拟；数字正射影像图

5．空间数据的基本拓朴关系有哪些？

拓朴关系：是明确定义空间结构关系的一种数学方法。它所描述的基本元素是结点、弧段和多边形。

空间数据的拓朴关系：

（1）拓朴邻接：指存在于空间图形的同类元素之间的拓朴关系

（2）拓朴关联：指存在于空间图形的不同元素之间的拓朴关系

（3）拓朴包含：指存在于空间图形的同类、但不同级别的元素之间的拓朴关系，可分为单包含、多层包含和等价包含三种形式

第三章 空间数据处理

6．简述基于图像数据矢量化方法的基本步骤。P85

（1）二值化：线画图形扫描后产生图像栅格数据，这些数据是按从0~255的不同灰度值度量的

（2）细化：细化是消除线画横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。

（3）跟踪：跟踪的目的是将细化后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。跟踪时，从起点开始，根据八个邻域进行搜索下一个邻点的位置，记录坐标，直到完成全部删个数据的矢量化。

7．遥感与GIS数据的融合的方法有哪些？

1)遥感影像与数字线画图的融合：经过正射纠正后的遥感影像与数字线画图信息融合，可产生影像地图。这种影像地图具有一定的数学基础，有丰富的光谱信息预计和信息，又有行政界线和属性信息，直接提高了用户的可视化效果。

2)遥感影像与数字地形模拟的融合：数字地形模型与遥感数据的融合，这有助于实现遥感影响的几何校正与配准，消除遥感影像向中国地形起伏所造成的像元位移，提高遥感影像的定位精度，同时数字地形可参与遥感影像的分类，改善分类精度。

3)遥感影像与数字栅格图的融合：将数字栅格地图与遥感图像配准叠合，可以从遥感图像中快速发现已发生变化的区域，进而实现空间数据库的自动/半自动更新。

8．不同格式数据的融合隔合有哪些方法？

1)基于转换器的数据融合：在这种模式下，数据转换一般通过交换格式进行

2)基于数据标准的数据融合：这种方式是采用一种空间数据的转换标准来实现多源GIS数据的融合

3)基于公共接口的数据融合模式：又称为数据互操模式

第四章 地理信息系统空间数据库

9．简述数据库设计的基本步骤。P114

（1）需求分析：即用系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合。

（2）概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。

（3）逻辑设计：空间数据库逻辑设计的任务是，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，并用数据描述语言表达出来。

（4）物理设计：是指数据库存储结构和存储路径的设计，即将要数据库的逻辑模型在世纪的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有教好性能的物理数据库。

10．空间数据库设计的原则有哪些？

1)尽量减少空间数据库存储的冗余量

2)提供稳定的空间数据结构，在用户的需求改变时，该数据结构能迅速作相应的变化

3)满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果

4)在数据元素间维持复杂的关系，以反映空间数据库的复杂性

5)支持多种多样的决策需要，并具有较强的适应性

11．时空一体化数据模型有哪些主要类型？

1)时间片快照模型：它是用一系列状态对应的地理数据来反映地理现象的时空演化过程。

2)底地图叠加模型：它由于类似于地理地图的修订方式而得名。

3)时空合成模型：他是在底图叠加模型的基础上提出的，其设计思想是将每一次的叠加操作转换为一次性的合成叠加。

第六章 地理信息系统的应用模型

12．简述GIS应用模型建构的步骤。

1)明确分析的目的和评价准则；

2)准备分析数据；

3)空间分析操作；

4)结果分析；

5)解释、评价结果；

6)结果输出。

第七章 地理信息系统的评价与设计

13．简述应用型地理信息系统的特点。

具有特定的用户和应用目的，具有为适应用户专门需求而开发的地理空间实体数据库和应用模型，它继承基础型GIS开发平台提供的部分功能，并具有专门开发的用户界面

14．GIS总体设计的主要内容有哪些？

1)用户需求：阐明系统的用户构成、不同用户对系统的要求、系统应具备的功能等

2)系统目标：阐明该系统的应用目标，属于演示系统或运行系统、单机运行系统或分布式运行系统、事务处理系统或信息管理系统等

3)总体结构：根据系统功能的聚散程度和耦合程度，将系统划分为若干子系统或功能模块，构成系统总体结构图。

4)系统配置：指系统运行的的设备环境，包括计算机、存储设备、输入和输出设备以及网络等，并说明其型号、数量和内存等性能指标，画出硬件设备配置图

5)数据库设计：数据库使系统的核心组成部分，一个系统可以具备一个或多个数据库

6)系统功能：由于应用型GIS继承了开发平台所提供的大部分功能，因此应用型GIS功能设计的任务不在于解决基本功能，而在于解决用户所需要的特定功能

7)经费和管理：由于系统开发是一项复杂的系统工程，为保证系统开发工作的顺利进行，必须拟定好系统开发计划、系统管理措施、投资经费概算以及最后应该提交的成果等

15．简述地理信息标准化的主要内容。

1)统一的名词术语内涵

2)统一的数据采集原则

3)统一的空间定位框架

4)统一的数据分类标准

5)统一的数据编码系统

6)统一的数据组织结构

7)统一的数据记录格式

8)统一的数据质量含义

16．应用型地理信息系统评价的主要内容有哪些？

1)系统效率：GIS的各种只智能标、技术指标和经济指标均是系统效率的反映

2)系统可靠性：是指系统在运行时的稳定性，一般很少发生事故，即便发生也能很快修复

3)可扩展性：任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和完善的过程，特别是GIS常常是从清茶和汇集空间数据开始，然后逐渐演化到从管理到决策的高级阶段

4)可移植性：它是评价GIS的一个重要指标

5)系统的效益：系统的效益包括经济效益和社会效益

第八章 地理信息系统产品的输出设计

17．数字地图的优点有哪些？

1)数字地图的存储介质是计算机磁盘、光盘等，与纸张印刷的常规地图相比，其信息存储量大、体积小，易于携带和通过网络进行传输

2)数字地图适宜空间数据反映各类地理特征，可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无极缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询、量算等功能

3)数字地图便于与遥感信息和GIS空间数据相结合，实现地图的快捷更新，同时也便于多层次的综合表现与分析

三、综合题

1．缓冲区分析（第五章 空间分析的原理与方法  P. 1）

缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。

缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一，它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用，例如湖泊和河流周围的保护区的定界、汽车服务区的选择、民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。

（1）基于点要素的缓冲区，通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆。

（2）基于线要素的缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形。

（3）基于面要素多边形边界的缓冲区，向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

I. 空间缓冲区分析的类型

II. 适量缓冲区的建立

III. 格缓冲区的建立

IV. 确定空间缓冲区半径的模型：线性函数模型、幂函数模型、指数函数模型

2．地理信息系统的应用

1)GIS 的应用领域：地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。)  以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用 

2)资源管理：主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。

3)资源配置：在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。  

4)城市规划和管理：空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

5)土地信息系统和地籍管理：土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

6)生态、环境管理与模拟：区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。

7)应急响应：解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。

8)地学研究与应用：地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。  

9)商业与市场：商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。  

10)基础设施管理：城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。  

11)选址分析：根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。

12)网络分析：建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。 

13)可视化应用：以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。 

14)分布式地理信息应用：随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。

四、读图题（详见课本图解）

1．写出下图中结点与弧段的拓扑关系、弧段与结点的拓扑关系、弧段与多边形的拓扑关系、多边形与弧段的拓扑关系。（第二章  P. 45）

2．根据下图填写下表的拓扑关系。（第二章  P. 45）

3．写出下图的关联矩阵和邻接矩阵。（第五章 ）下载本文