绪论

简述GIS的理解（需具体说明）

地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案

GIS的概念

GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统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。

GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。

地理信息的定义

理解1： 地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识；

理解2：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；

理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。

地理信息的特点

空间分布性：地理信息的定位特征 多维性：单点多重属性信息 动态性（时间性）：随时间动态变化 数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征

地理信息含义

“有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”

GIS的定义、特点

地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。

GIS的组成

①系统硬件

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：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；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；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

硬件的三种应用模式

单机模式：

由基本外设、处理 设备和输出设备构成

适用于小型GIS建设

数据传输与资源共享不方便

局域网模式：

部门或单位内部GIS建设

专线连接

资源共享较方便

广域网模式：

用户分布地域广泛，不适合专线连接

公共通讯连接

资源共享方便

局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接

②系统软件

系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。

基础软件

数据库软件

流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。

Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。

图形平台

某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件

③空间数据是GIS的血液

GIS的操作对象为空间数据

空间数据特征：空间参考、属性、时间数据；

空间数据组织：矢量结构、栅格结构。

④管理人员

GIS的开发是以人为本的系统工程。

业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。

不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。

技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。

GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出

空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询

空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体

空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析

缓冲区分析：解决近邻度问题

缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。

网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题

GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。

叠加分析：解决设施的选址问题

把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。

GIS的产生和发展（选择或判断）

1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统

①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段

简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。

举例说明GIS可应用的行业

所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系 和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展 服务。

气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、AVHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询

GIS的地学基础

GIS中为什么要考虑地图投影

地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。

地球椭球体为不可展曲面

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

地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。

地图投影

由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。

地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形

地图投影分类

投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影

投影变形性质：等角投影、等积投影、任意投影

常见变形性质的确定

①同纬度带内梯形面积不等的投影肯定不是等积投影

②经纬网不是处处正交的投影肯定不是等角投影

③投影为直线的经线(中央经线)上纬距不等的投影肯定不是等距投影

地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？

点：由单个栅格表达。

线：由沿线走向有相同属性取值的一串相邻栅格表达。

面：聚集在一起的具有相同属性取值的一片栅格表达。

空间数据的基本特征有哪些

属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。

空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。

时间特征：描述空间对象随时间的变化

地理坐标：采用经纬度（φ,λ）来确定地球表面上任意一点的位置。

平面直角坐标系：首先定义一个原点（0,0）及x，y轴方向，然后通过（x,y）值确定某个地理实体的位置。

常用地图投影

中国图 全国图：正轴圆锥投影 海图：墨卡托投影 地形图：高斯－克吕格投影（分带）

大洲图：亚洲图：斜轴方位投影 欧洲图：彭纳投影

半球图：南北半球（或两极）图：正轴方位投影 东西半球图：横轴方位投影

世界图：国内出版：等差分纬线多圆锥投影 国外出版：摩尔威特投影

地球仪：普通多圆锥投影

什么是元数据（名词解释，简答）

一般都认为元数据就是 “关于数据的数据”

元数据的主要作用

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

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

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

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

提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

元数据的内容

对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明

对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等

对数据处理信息的说明，如量纲的转换等

数据转换方法的描述

对数据库的更新、集成方法等的说明

GIS空间数据结构

数据结构基础

数据是客观事物的符号表示。

数据元素是数据的基本单位，它也可以再由不可分割的数据项组成。

数据对象：是性质相同的数据元素的集合。如上例：一个班级的成绩表可以看作一个数据对象。

数据结构：指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

空间数据结构：指空间数据适合于计算机存贮、管理、处理的逻辑结构。换句话说，是指空间数据以什么形式在计算机中存贮和处理。地理信息系统的空间数据结构主要有栅格结构和矢量结构。

矢量数据结构：通过记录坐标，用点、线、面等基本要素精确地表示各种地理实体。由于线段由具有起终点坐标的线段组成，具有方向性，故称矢量结构。

无拓扑关系矢量数据结构

点目标：[目标标识，地物编码，（x,y）]

线目标：[目标标识，地物编码，（x1,y1），（x2,y2）……（xn,yn），]

面目标：[目标标识，地物编码，（x1,y1），（x2,y2）……（xn,yn），（x1,y1）]

属性数据结构

属性表1：[目标标识，地物名称，地物类型]

属性表2：[目标标识，地物名称，长度，...]

属性表3：[目标标识，行政区名称，用地类 型， 面积,…]

矢量数据获取方法

1.外业数字画测图获得，如全站仪GPS、三维激光扫描仪等；

2.扫描数字化方法获取；

3.由数字摄影测量或遥感获得；

4.栅格数据转成矢量数据。

矢量数据结构编码方式

1.坐标序列法(spaghetti结构)：边直接用（x,y）坐标表示点线面实体。

缺点：公共边重复存储，存在数据冗余、结构简单，但无法表达边界和多边形之间的关系、不适合复杂的空间分析，在不以分析为目的CAD系统中广泛使用。

2.树状索引法：对所有边界点数字化，将坐标对以循序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相关联。

点文件：点号、坐标

线文件：线号、起点、终点、点号

多边形文件：多边形号、边界线号

树状索引法优缺点：

优点：消除多边形数据的冗余和不一致；邻接信息、岛信息可通过查找公共弧段号的方式查询。

缺点：表达拓扑关系较繁琐、给相邻运算、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难、以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。

矢量数据结构优缺点（与栅格数据优缺点相比较作为大题）

优点：1、表示地理数据的精度较高

2、数据结构严谨，数据量小

3、完整的描述空间拓扑关系

4、图形输出精确美观

5、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现

6、面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息

缺点：1、数据结构复杂

2、矢量叠置较复杂

3、数学模拟困难

4、技术复杂，对软硬件要求高

栅格数据结构：是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。

栅格数据结构优缺点

优点：1、数据结构简单

2、空间数据的叠置与组合十分方便

3、空间分析易于进行

4、数学模拟方便

5、有利于与遥感数据的匹配应用和分析

6、输出方法快速、成本比较低

缺点：1、图形数据量大

2、难以建立网络连接关系

3、地图输出不精美

删格代码的确定：中心点法 面积占优法 重要性法 长度占优法

栅格数据的直接编码方法1、按行编码方式 2、按列编码方式 3、行列混合编码方式

栅格数据的压缩编码方法 （出大题）

1、游程长度编码 按行（属性，个数）

2、链码 先确定方向 点（行，列） 线（行，列，方向1，方向2～）

3、块码 （行，列，半径，属性）

4、四叉树编码

为什么对数据进行压缩编码：为了减少数据冗余

常见栅格结构：正方形格网、三角形格网、正六边形格网

拓扑数据结构

拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。

定义：具有拓扑关系的矢量数据结构。

拓扑性质：在拉伸、旋转和平移等弹性变换下保持不变的性质

简单数据结构=属性信息+位置信息

拓扑数据结构=属性信息+位置信息+拓扑关系

（1）拓扑元素

结点：地图平面上反映一定意义的零维图形

孤立点,线要素的端点、连接点,面要素边界线的首尾点……

链：两结点间的有序线段

线要素, 线要素的某一段,面要素边界线

面：一条或若干条链构成的闭合区域

面要素，线要素和面边界围成的区域

（2）基本的拓扑关系

关联关系：不同类拓扑元素之间的关系

邻接关系：同类拓扑元素之间的关系

包含关系：面与面内其它拓扑元素之间的关系

（3）建立拓扑关系表

结点—链关系表

规定：结点是链的起点，则记录链为正；结点是链的终点，则记录链为负。

链—结点、面关系表

链、起点、终点、左面号、右面号

面—链、面关系表

面号、链号、包含面号

规定：顺时针方向构建多边形，若链方向与之相同，则记为正；若链方向与之相反，则记为负。

空间数据库

数据库是为一定目的服务，以特定结构存储的相关联的数据的集合。

空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。

数据库的特征

数据集中控制特征

数据冗余度小的特征

数据独立性特征

复杂的数据模型

数据保护特征

数据组织方式

数据项（基本项、初等项）

记录：关于一个实体的数据的总和

文件：具有相同性质的记录的集合即描述同质总体的。

数据库：在数据库中，文件可以存贮两类信息，表示实体的文件和表示实体之间联系的文件。

传统数据库模型（会画示意图）

分类：层次模型,网状模型,关系模型

①层次数据库模型

特点是将数据组织成一对多关系的结构；采用关键字来访问其中每一层次的每一部分；特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。

优点：存取方便且速度快；结构清晰，容易理解；数据修改和数据库扩展容易实现；检索关键属性十分方便

缺陷：结构呆板，缺乏灵活性；同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）；不适合于拓扑空间数据的组织

②网络数据库模型

特点用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式

优点：能明确而方便地表示数据间的复杂关系；数据冗余小

缺陷：网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难；需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大；数据的修改不方便（指针必须修改）

③关系数据模型

特点（1）能够以简单、灵活的方式表达现实世界中各种实体及其相互间关系。

（2）关系模型具有严密的数学基础和操作代数基础——如关系代数、关系演算等。

数据操作：查询、插入、删除、修改

GIS中空间数据库的组织方式（画结构图）

①混合结构模型（文件—关系）

基本思想：用文件形式存储空间数据，通用关系数据库存储属性数据，两者通过标识符连接。

优点：属性数据建立在RDBMS上，数据存储和检索可靠、有效。

缺点：难于保证数据存储、操作的统一性；查询操作难以优化；图形文件管理，功能较弱。

②扩展结构模型（全关系型）

基本思想：空间数据和属性数据都用关系数据模型来存储。

优点：空间数据存取速度较快。

缺点：间接存取，效率低于DBMS。

③统一结构模型（对象—关系）

基本思想：在开放型DBMS基础上，扩充空间数据表达功能。

优点：DBMS中直接操作很方便、有效。

缺点：必须在DBMS环境中实施自己的数据类型；不能解决对象的嵌套等问题；缺乏空间的SQL。

④面向对象模型

基本思想：将任何感兴趣或要加以研究的事物概念都统称为“对象”，面向对象的方法正是以对象作为最基本的元素，对象也是分析问题、解决问题的核心。

优点：符合认识规律，易于理解；具有的模块化、信息封装与隐藏等特点；支持变长记录，对象的嵌套、信息的继承与聚集。

缺点：技术仍不成熟，完全意义上的面向对象的空间数据库系统尚未出现。

简述GIS数据组织的发展趋势

由混合型向扩展型发展，再到统一型，现在逐渐向面向对象型发展。

空间数据采集与处理

GIS数据源种类

多媒体，辅助GIS空间分析和查询

统计数据

数字数据格式、精度

地面实测

地图存储介质、现势性、投影转换

遥感、航空影象和数据 分辨率、变形规律、纠正、解译特征

空间数据采集的主要任务

①将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图片数据、文本资料等转换成GIS可以接受的数字形式。

②不同的数据来源要用到不同的设备和方法。

③数据的转换装载

属性数据库的建立

属性数据的采集方法

编码原则：标准化和通用性

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

物理坐标与用户坐标的转换

转换的实质是建立两个坐标系之间的数学关系

转换的意义:

1.将设备坐标转换为地理要素的实际坐标

2.实现多幅图,包括不同比例尺地图的拼接或叠置

3.减少各种变形(投影变形、扫描变形、纸张变形等)

转换通过配准来实现

扫描矢量化的关键步骤

1. 扫描；

2. 加载栅格图像；

3. 图像校准；

4. 建立图层和数据结构；

5. 描图并录入数据

空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？

①各种定位设备

野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统

特点：精度高、效率较低

适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新

②数字化设备

数字化设备：数字化仪、扫描仪、摄影测量设备

特点：范围大，速度快

使用范围：大面积GIS数据采集、资源普查等

③一般方法

①手扶跟踪数字化仪（Digitizer）数字化

优点：数字化仪的精度：比较高

缺点：无法及时发现错误；作业辛苦

②扫描数字化

扫描仪精度：取决于扫描仪分辨率。扫描仪分辨率一般用每英寸点数DPI（Dot Per Inch）表示

③屏幕跟踪数字化

栅格图象矢量化：扫描数据、遥感数据

空间数据质量及其精度分析

数据质量是空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间这三 个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。

（1）误差(Error)

（2）数据的准确度(Accuracy)

（3）数据的精密度(Resolution)

（4）不确定性（Uncertainty)

空间数据质量评价

数据情况说明、时间精度(现势性)、位置精度(几何精度)、分类精度(属性精度)、可靠性、逻辑的一致性、完整性、数据采集与编码方法

GIS空间分析原理与方法

空间分析定义：空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。

空间分析和空间模型

空间分析是基本的，解决一般问题的理论和方法，空间模型是复杂的，解决专门问题的理论和方法。

应用模型建立过程比较复杂，有些还不能用数学方法描述，空间分析技术为解决复杂的应用模型提供基本的分析工具。

基本空间分析技术

空间查询与统计、缓冲区分析、叠置分析、网络分析、数字高程模型

空间查询

基本内容：属性->空间查询(SQL查询)

空间->属性查询(扩展SQL查询)

联合查询

空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空间查询。

特性：回答用户的简单问题、不改变空间数据库数据、不产生新的空间实体和数据

双向查询：图形查属性，属性查图形

空间查询方式

1、几何查询

2、属性查询：属性对应的空间位置分布

通过对属性数据的操作从地图中检索数据。结果通过高亮度显示或保存。

手段：表达式

表达式必须被GIS或数据库理解

不同的系统可能表达式不一样

3、结构化查询语言（SQL)

基本语法： Select <属性清单>

From <关系>

Where <条件>

4、拓扑查询

空间关系 （拓扑关系查询）

包含：完全在选择要素之内

相交：与选择要素相交的要素

邻近（邻接，距离=0）：选择要素指定距离内的要素

空间叠置分析的概念

指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，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。

叠置分析类型

①视觉信息叠合

点状图，线状图和面状图之间的叠加显示

面状图区域之间或与其他专题区域之间的叠加

遥感影象与专题地图的叠加

专题地图与数字高程模型（DEM）叠加显示立体专题图

视觉信息叠加不产生新的数据层面，只是将多层信息复合显示，便于分析。

②点与多边形叠合

本质为多边形对点的包含关系。

核心算法为判断点是否在多边形内。思路是，如果该铅垂线与某一图斑有奇数交点，则该Pt点必位于该图斑内（某些特殊条件除外）。

通常不直接产生新数据层面，只是把属性信息叠加到原图层中，然后通过属性查询间接获得点与多边形叠加的需要信息。

③线与多边形叠合

本质为是多边形与线的包含关系。

核心算法比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。

叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等。

④多边形和多边形叠合

本质为是多边形与多边形的包含关系。

核心算法多边形内坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。

常用的多边形叠置方式：并、交、擦除、判断、切割

⑤栅格图层的叠置

空间缓冲区分析

定义：缓冲区就是空间地理实体对邻近对象的影响范围或服务范围，通常根据实体的类别来确定这个范围，以便为某项分析或决策提供依据。

组成要素：1、主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。2、邻近对象：表示受主体影响的客体。3、作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的条件或强度。

分析方法

点缓冲区分析：点缓冲区分析一般是围绕点对象建立半径为缓冲距的圆形区域。

实例：污染源的影响范围的确定；学校等公共设施服务半径的确定；危险品仓库潜在影响范围的确定

线缓冲区分析：线缓冲区分析是沿线的两侧建立距离为缓冲距的带状区。

实例：河流两侧森林保护范围的确定；道路拓宽改建中建筑物拆迁范围的确定。

面缓冲区分析：面缓冲区分析是沿面的边界线建立距离为缓冲距的多边形区域。

实例：飞机场周围噪声影响范围的确定；湖泊周围生态保护区范围的确定

矢量数据缓冲区的建立

角分线法：确定缓冲区的起止点；确定其它转折点对应的顶点；生成缓冲区

缺陷：难以最大限度保证双线的等宽性。尤其当凸侧角点变锐时，缓冲区端点将远离轴线顶点。

凸角圆弧法：确定缓冲区的起止点，判断转折点的凸凹性，在凹侧用平行线的交点生成对应顶点，在凸侧用圆弧弥合

缓冲区建立原理

经过距离变换，计算出背景像元与空间目标的最小距离。假设给定缓冲区的宽度为Ｒ，则缓冲区就是距离小于等于Ｒ的各个背景像元的集合。

分析应用-----汶川大地震灾害估算

需解决的问题：①确定汶川地震的分级影响范围

②计算汶川地震所涉及人口数量

③估算汶川地震中道路的损失情况

准备空间数据：地震等级、分布等相关数据；四川省的行政边界图、道路分布图。

进行空间操作：①建立地震源点对象缓冲区

②建立地震源线对象缓冲区

③地震影响分级缓冲区和行政边界叠加

④地震影响分级缓冲区和道路叠加

进行统计分析：统计地震所涉及的具体县和乡镇及它们的影响程度。统计地震所涉及的人口总数。统计受地震影响的道路数量及程度。结合一些经济指标可以进行地震损失估算。

网络分析功能

1、路径分析 核心：对最佳路径和最短路径的求解

2、资源分配 为网络中的网线和结点寻找最近的中心

3、连通分析 从某一结点或网线出发能够到达的全部结点或网线；最小费用连通方案的求解问题

4、流分析 将资源由一个地点运送到另一个地点

5、选址 在某一指定区域内选择服务性设施的位置

最短路径分析

算法（狄克斯特拉算法）

1、基本思想 将T中顶点按最短路径递增的次序加入到S中

2、最短路径搜索的步骤

（1）初始化各点 对于起点：D（S）=0　对于其它点：D（X）=∞

（2）距离计算　D(X)＝min｛D(X), d(Y, X)＋D(Y)｝

（3）选取下一点　

（4）找到点X的前一点

（5）标记点X　

数字地面模型（DTM）和数字高程模型（DEM）的定义及其应用

数字地面模型：地表单元上其他属性的集合

数字高程模型：地表单元上高程的集合

DEM数据结构：不规则三角网、正方形格网、等高线

地理信息系统产品输出

1、点描法地图：一种用统一的点状符号来显示空间数据的地图，每一个符号代表一个单位数值。

2、分区密度图：一种并不按行政边界来分区，而是按统计数据和另外的信息来描绘具有相同数值区域的地图。

3、分级符号地图：一种用不同大小符号（如圆圈、方形或三角形）来代表不同数量等级的地图。

4、专题地图：一种用来强调某一主题空间分布的地图，比如显示某个州的以县 为统计单位的人口密度分布的地图。

类型：单一符号法（single symbol）

点值法/点密度(dot)

质量底色法/独立值法(unique value)

分区统计图法(chart)

色级（分级）统计图法(graduated color)

5、统计图表地图：以饼状图或柱状图作为地图符号的地图。

6、等值区域图将基于行政单元（如县或州）的派生数据（如平均收入或人口密度）符号化。

7、分区统计图法：分区统计图法(直方图、饼图）：用统计符号表示区域内一定的数量指标，及其数量构成，但符号不定位。

8、点密度专题图：主要用点来阐明与区域相关的数据

9、等级符号专题图：主要用来阐明定量数值信息（如由高到低依次变化）

10、范围值专题图：主要用来反映数值和地理区域的关系

11、独立值专题图：主要用来强调数据的类型差异

12、分级统计图法：根据统计区域制图要素数量的变化，设计渐变色，并均匀涂布在相应的区域中。通过色彩的渐变，反映统计区域数量的变化。

GIS设计与标准化

GIS的软件设计方法有那些,并简述各自的优缺点

结构化生命周期法

优点：是一种较为成熟和完善的管理模式，整体性好

缺点：缺乏灵活性；难修改和维护；模块重用性差；开发周期长

代表：瀑布模型

特点：（1）阶段间具有顺序性和依赖性

（2）推迟实现的观点：清楚区分逻辑设计与物理设计，尽可能推迟程序的物理实现，是按照瀑布模型开发软件的一条重要的旨导思想。

（3）质量保证的观点

第一，每个阶段都必须完成规定的文档，没有交出合格的文档就是没有完成该阶段的任务。

第二，第个阶段结束前都要对所完成的文档进行评审。

原型法

优点：具有一定灵活性和可修改性；增进了开发人员和用户对系统需求的理解

缺点：整体性差；由于不断地对原型进行修改完善，工作的重复率高，工作量大

面向对象技术

优点：与人类思维方法一致，便于描述客观世界；开发的软件性能稳定、易于重用和维护

缺点：对象和实体设计存在盲目性；对象间的消息传递不能完整体现系统总体功能；系统结构性较差

GIS软件设计与实现的主要步骤及各步需要完成的各项工作：1、问题定义 2、可行性研究 3、需求分析

4、总体设计 5、详细设计 6、编码和单元测试

7、综合测试 8、软件维护

GIS新技术

简述GIS的发展趋势

Web-GIS：广泛的应用界面；平台独立性；可以大规模的降低系统成本；更简单的操作；有效的平衡信息处理负载。WebGIS是当今GIS的制高点。

Com技术：COM是英文全称Component Object Model(组件对象模型)的缩写是微软公司提出的一种用于开发和支持程序对象组件的框架。

COM通常的发布形式是：以win32动态链接库(DLL)或可执行文件（EXE）的形式发布。

数字地球：数字地球指数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化与可视化的地球技术系统。以地理坐标（经纬网）为依据的、具有多分辨率海量数据的、立体显示地球的技术系统。

简述你对数字地球的认识。

数字地球指数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化与可视化的地球技术系统。以地理坐标（经纬网）为依据的、具有多分辨率海量数据的、立体显示地球的技术系统。

产生的背景

（1）科学背景：地球表层系统科学的发展，地球表层系统是复杂巨系统。

（2）技术背景：“3S”技术；

（3）社会背景：资源短缺、环境恶化、人口膨胀以及经济的可持续发展和经济全球化背景下，社会发展对于全球信息的需求更加迫切。

（4）政治背景

数字城市源于数字地球，城市作为信息产生、应用、辐射最重要的枢纽，又是维系数字地球框架的重要节点。

简述空间信息可视化的主要形式

①地图：是空间信息可视化的最主要形式，也是最古老的形式，是地理学的第二语言。

②多媒体信息：使用文本、图形、图像、声音、录像、音频、视频等各种形式综合、形象地表现空间信息，是空间信息可视化的重要形式。

多媒体电子地图：是一种处于运动状态的数字地图，借助于计算机综合处理多种媒体信息的功能，将文字、图形、图像、声音、动画及视频技术相结合，使多种信息逻辑地连接并集成一个有机的具有人性化操作界面的空间信息传输系统

③动态地图：利用地图动画技术,直观而又逼真地显示地理实体运动变化的规律和特点。

动态模拟，使重要事物变迁过程再现；运动模拟，对于运动的地理实体的运行状态及环境测定和调整；实时跟踪，在运动物体上安装GPS，它能够显示运动物体各时刻的运动轨迹。

④三维仿真地图：基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图,具有仿真的形状、光照、纹理等，也可以进行各种三维的量测和分析。

⑤虚拟现实：以视觉为主,也结合听、触、嗅甚至味觉来感知环境,使人们犹如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。除了对三维空间和一维时间仿真外，还包含对自然交互方式的仿真。这是地理空间数据可视化最有发展前景的新领域，数字化的最终结果就是虚拟化，虚拟化才是未来人类的生存形态。

地理信息系统知识点大全