gis简答1.doc

1、 空间数据的概念模型有哪些组成部分？试分析他们之间的关系？

答：空间数据的概念模型有要素（对象）模型、网络模型、场模型。
关系：
1）.基于要素模型强调了离散对象；
2）.根据应用的不同，场可表现为二维或三维，对于模拟具有一定空间内连续分布特点的现象来说；
3）.网络模型表示了特殊对象之间的交互。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。场和对象可以在多种水平上共存，基于场的模型同样可以用面向对象的方法来构建。网络模型可以看成是基于点对象或线对象及其拓扑关系的集合描述。

2、空间数据结构在三层次地理空间认知中的作用和意义？
答：地理空间认知包括空间特征感知、空间对象认知、空间格局认知三个层次。空间数据结构介于逻辑数据模型和物理数据模型中间媒介位置。空间数据结构能有效的对逻辑数据模型描述的数据进行合理的组织，将逻辑关系和数据转化为物理的数据，实现了将现实世界的空间关系向计算机系统智能化转化。

3、 什么是空间关系？空间关系主要包括哪些？在GIS中引入空间关系有何意义？
答：空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。
空间关系包括：
（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。在GIS中引入空间关系的意义：在GIS中引入空间关系，空间关系能为GIS系统数据库提供有效的空间查询、空间分析、辅助决策等。地理信息系统中集中存储了空间分布位置信息、属性信息、拓扑空间关系等空间关系信息，由此可见，空间位置、关系与度量的描述在GIS中起着举足轻重的作用。

4、在矢量数据结构、栅格数据结构中，如何表示点、线、面对象？
答： 矢量数据结构对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。 矢量数据结构直接以几何空间坐标为基础，记录取样点坐标。按照这种数据组织方式，可以得到精美的地图。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。

4、 使用矢量表示的面对象，需要转换成栅格数据结构，简要说明转换算法的基本思路？
答：（1）内部点扩散算法：该算法由每个多边形一个内部点（种子点）开始，向其八个方向的邻点扩散，判断各个新加入点是否在多边形边界上，如果是边界上，则该新加入点不作为种子点，否则把非边界点的邻点作为新的种子点与原有种子点一起进行新的扩散运算，并将该种子点赋以该多边形的编号。重复上述过程直到所有种子点填满该多边形并遇到边界停止。
（2）复数积分算法
对全部栅格阵列逐个栅格单元地判断该栅格归属的多边形编码，判别方法是由待判点对每个多边形的封闭边界计算复数积分，对某个多边形，如果积分值为2πr，则该待判点属于此多边形，赋以多边形编号，否则在此多边形外部，不属于该多边形。
（3）射线算法和扫描算法
射线算法可逐点判断数据栅格点在某多边形之外或在多边形内，由待判点向图外某点引射线，判断该射线与某多边形所有边界相交的总次数，如相交偶数次，则待判点在该多边形外部，如为奇数次，则待判点在该多边形内部。扫描算法是射线算法的改进，将射线改为沿栅格阵列列或行方向扫描线，判断与射线算法相似。
（4）边界代数算法
边界代数多边形填充算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格格式转换算法，它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。单个多边形的情况，模仿积分求多边形区域面积的过程，初始化的栅格阵列各栅格值为零，以栅格行列为参考坐标轴，由多边形边界上某点开始顺时针搜索边界线，当边界上行时，位于该边界左侧的具有相同行坐标的所有栅格被减去a；当边界下行时，该边界左边所有栅格点加一个值a；边界搜索完毕则完成了多边形的转换。
多个多边形的情况，当边界弧段上行时，该弧段与左图框之间之间栅格增加一个值（左多边形编号减去右多边形编号）；当弧段下行时，该弧段与左图框之间栅格增加一个值（右多边形编号减去左多边形编号）。

5、为什么说传统的关系数据库不能代替空间数据库？空间数据库有什么特点？
答： 空间数据库具有连续较强的空间相关性，实体类型多复杂而且不固定，记录长度非结构化，查询与操作的是文字数字空间图形，而传统数据库数据不连续相关性小，实体类型少且简单固定，记录长度结构化等长，查询与操作的是文字数字，二者各有优点，谁也不能代替谁，故数据库不能代替空间数据库。
空间数据库特点：
1.空间特征：位置分布与空间特征
2.多尺度与多态性：尺度与形态差异
3.多时空性：时间与空间序列
4.抽象性：多编码，空间建模
5.非结构化特征：变长特征
6.海量数据特征

6、ESRI Shapefile（shp），或简称shapefile，是美国环境系统研究所公司（ESRI）开发的一种空间数据开放格式，简要说明其数据组织方式？
答：Shapefile：一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。至少由shp、dbf、shx三个文件作成，分别存储空间，属性和前两者的关系，是GIS中比较通用的一种数据格式。此外，还有prj、shp.xml、sbn和sbx四种文件：prj存储了坐标系统，shp.xml是对shapefile进行元数据浏览后生成的xml元数据文件，sbn和sbx存储的是shapefile的空间索引，它能加速空间数据的读取，这两个文件是在对数据进行操作、浏览或连接后才产生的，也可以通过ArcToolbox>DataManagementTools>Indexes>AddspatialIndex工具生成。注意：每个文件的大小有2GB的限制。

7、什么是空间索引？简要说明空间索引的作用？ArcGis10桌面系统如何建立空间索引？
答：空间索引就是指依据空间对象的位臵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，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针
作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。
打开Arccatalog,找到一个shp文件，右键属性，点击索引再点击添加即可

8、为什么说地图数据是GIS的重要数据源？
答： 地图包含着丰富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有实体间的空间关系。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。
地图的内容直观与丰富，而且是由于在地理信息系统诞生以前，地图是表示空间与非空间信息强有力的手段，从某种意义上说，一册完备的专题地图集是一个很好的人工操作地理信息系统。

9、简要说明空间数据采集的基本流程？在ArcGis桌面系统中，如何进行矢量数据采集？
（1）数据源的选择①是否能够满足系统功能的需求②所选数据源是否已有使用经验③系统成本
（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
在ArcGIS中，进行矢量数据采集，就是对地图等等扫描的数据进行数字化的过程。

10、简要说明空间数据质量问题的来源？如何进行控制
答：（1）地图数据的质量问题：地图固有的误差；材料变形产生的误差；图像数字化误差
（2）遥感数据的质量问题：来自遥感仪器的观测过程；来自遥感图像处理和解译过程。测量数据的质量问题：系统误差、操作误差、偶然误差；如何进行控制；传统的手工方法；元数据方法；地理相关法

11、什么是空间数据元数据？空间数据元数据有什么意义？在ArcGis10中，如何查看元数据？如何配置元数据的样式？
答：空间数据(Geospatial data)用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其边界的信息；空间数据元数据指对于这些空间数据的描述或说明。
意义：(1)帮助用户获取数据(2)空间数据质量控制(3)在数据集成中的应用(4)数据存贮和功能实现
首先在ArcCatalog中加载数据，然后点击描述，就可以查看元数据。
配置：在“自定义”菜单中“ArcCatalog项目”功能，切换到“元数据”选项卡，就可以修改“元数据样式”。

12、在GIS中与空间信息有关的信息模型主要有哪三个？它们分别强调的是哪些方面的对象？
答：在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个，即基于对象（要素）（Feature）的模型、网络（Network）模型以及场（Field）模型。（3分）
基于对象（要素）的模型强调了离散对象，根据它们的边界线以及组成它们或者与它们相关的其它对象，可以详细地描述离散对象（1分）。网络模型表示了特殊对象之间的交互，如水或者交通流（1分）。场模型表示了在二维或者三维空间中被看作是连续变化的数据。（1分）

13、请谈谈栅格图像配准的目的、方法、原理及注意事项？
目的：建立物理坐标与用户坐标的转换关系 （2分） 方法、原理：采集若干同时具有物理坐标与用户坐标的控制点，系统根据控制点的坐标，用最小二乘法建立物理坐标与用户坐标的关系多项式 （2分）
注意：数字化原图的投影设置要准确；控制点的数量要足、分布要均匀、控制范围要广 （2分）

14、数字地球核心技术主要包括哪些方面？
答：为了解决数字地球中的数字化、信息化以及应用问题，需要研究以下关键技术：科学计算、海量存储、宽带网、卫星数据获取、元数据、互操作等等[戈尔]。相关关键技术：高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术；地球空间数据的存储和处理；超媒体空间信息系统；地理信息的分布式计算；无比例尺数据库；空间数据仓库；空间数据融合(Fusion)；虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术；元数据（Metadata）

15、大多数GIS都将数据按逻辑类型分成不同的数据层进行组织，如何进行分层？
答：数据层是GIS中的一个重要概念。对地理要素进行分层一般采用两种方法：一是逻辑分层；二是物理分层（4分）
数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据，同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界(道路与行政边界重合、河流与地块边界的重合)等，这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。（2分）

16、矢量数据结构中点、线、面如何转换为栅格数据结构？
答：对于点状实体，每个实体仅由一个坐标对表示，其矢量结构和栅格结构的相互转换基本上只是坐标精度变换问题。线实体的矢量结构由一系列坐标对表示，在变为栅格结构时，除把序列中坐标对变为栅格行列坐标外，还需根据栅格精度要求，在坐标点之间插满一系列栅格点，这可以由两点式直线方程得到。（2分）多边形的矢量结构转为栅格结构：矢量格式向栅格格式转换又称为多边形填充，就是在矢量表示的多边形边界内部的所有栅格点上赋以相应的多边形编码，从而形成栅格数据阵列。几种主要的算法有：a）内部点扩散算法；b）复数积分算法；c）射线算法和扫描算法；d）边界代数算法

17、地理信息系统解决的核心问题主要有五个方面， 分别是什么？
答：1）位置；2）条件；3）变化趋势；4）模式；5）模型
应用分析：
明确分析的目的和评价准则；建设用地面积不小于10000m2,地价在1万元/m2以内，离学校、幼儿园1000m以外
准备分析数据；双流航空港所有地块信息数据层、双流航空港内公共设施（包括学校、幼儿园）的分布图。
进行空间拓扑叠加分析和邻域分析操作；
进行结果分析；
解释、评价结果；
结果输出（地图、表格和文档）。