地理信息系統(tǒng)算法基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、 地理信息系統(tǒng)算法基礎(chǔ)復(fù)習(xí)一、名詞解釋 1.地理信息系統(tǒng)：是在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對現(xiàn)實(shí)世界（資源與環(huán)境）的研究和變遷的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。 2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對矢量數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織。它通過記錄實(shí)體坐標(biāo)及其關(guān)系，盡可能精確地表示點(diǎn)、線、多邊形等地理實(shí)體，坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù)、允許任意位置、長度和面積的精確定義 3.數(shù)據(jù)模型：對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行認(rèn)知、簡化和抽象表達(dá)，并將抽象結(jié)果組織成有用、能反映形式世界真實(shí)狀況數(shù)據(jù)集的橋梁。 4.地圖數(shù)字化：根據(jù)現(xiàn)有紙質(zhì)地圖，通過手扶跟蹤或掃描矢量化地方法，生產(chǎn)出可在技術(shù)機(jī)上進(jìn)行存儲、

2、處理和分析的數(shù)字化數(shù)據(jù)。 5. 拓?fù)潢P(guān)系：圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下的變形但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。 6. 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對空間邏輯數(shù)據(jù)模型描述的數(shù)據(jù)組織關(guān)系和編排方式。 7 元數(shù)據(jù)：它是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，在地理空間信息中用于描述地理數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，它是實(shí)現(xiàn)地理空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。 8 .空間索引： 依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 9.空間數(shù)據(jù)查詢：其屬于空間數(shù)據(jù)庫的范疇，一般定義為從空間數(shù)據(jù)庫中找出所有滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象。 10.空間分析：以地理事物的空間位置和形態(tài)特

3、征為基礎(chǔ)，異空間數(shù)據(jù)運(yùn)算、空間數(shù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)算為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術(shù)和過程。 11.數(shù)字高程模型：又稱DEM，是通過有限的地形高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對地形曲面的數(shù)字化模擬，高程數(shù)據(jù)通常采用絕對高程。 12.數(shù)字地形分析：是指在數(shù)字高程模型上進(jìn)行地形屬性計算和特征提取的數(shù)字信息處理技術(shù)。 二、填空題 1、空間實(shí)體的四個基本特征：空間位置特征、屬性特征、時間特征、空間關(guān) 系特征。 2、地理空間數(shù)據(jù)的概念模型分為：對象模型、場模型、網(wǎng)絡(luò)模型。 3、空間關(guān)系是指地理空間實(shí)體之間相互作用的關(guān)系?？臻g關(guān)系主要有拓?fù)淇臻g關(guān)系、順序空間關(guān)系、度量空間關(guān)系。 4、柵格數(shù)據(jù)模型的一個優(yōu)點(diǎn)是不同類型的空間

4、數(shù)據(jù)層可以進(jìn)行疊加操作，不 需要進(jìn)行復(fù)雜的幾何計算。 5、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確地表示地理實(shí)體空間關(guān)系分為：實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 和拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩大類。 6、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是：屬性明顯，定位隱含。 7、屬性查詢是一種較常用的空間數(shù)據(jù)查詢，屬性查詢又分為簡單的屬性查詢 和基于SQL語言的屬性查詢。 8、空間關(guān)系查詢包括拓?fù)潢P(guān)系查詢和緩沖區(qū)查詢。 9、從緩沖區(qū)對象方面來看，緩沖區(qū)最基本的可分為點(diǎn)緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)和面 緩沖區(qū)。 10、地理空間分析的三大基本要素是空間位置、屬性、時間。 11、GIS運(yùn)行環(huán)境的核心部分是計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。 12、GIS硬件系統(tǒng)包括輸入設(shè)備、處理設(shè)備、存儲設(shè)備、和輸出設(shè)

5、備四部分。 13、從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，GIS可分為矢量GIS、柵格GIS、矢量柵格GIS。 14、地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)分為球面坐標(biāo)系統(tǒng)、平面坐標(biāo)系統(tǒng)，其中平面坐標(biāo)系 統(tǒng)被稱為投影坐標(biāo)系統(tǒng)。 15、高斯投影中1：2.5至1:50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1:1萬比 例尺地形圖采用經(jīng)差3度分帶。 16、 根據(jù)空間數(shù)據(jù)的獲取方式可分為：地圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、 共享數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)。 17、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集工作包括兩個方面：空間數(shù)據(jù)的采集、屬性數(shù) 據(jù)的采集。 18、數(shù)據(jù)重構(gòu)主要包括 ： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。 19、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)包括：完備性、邏輯一致性、位置準(zhǔn)確度、時間準(zhǔn)確

6、度、專題準(zhǔn)確度。 20、空間數(shù)據(jù)的誤差：幾何誤差、屬性誤差、時間誤差、邏輯誤差。 21、數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中最常用的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、 對象模型。 22、空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、非結(jié)構(gòu)化特征、空間關(guān)系特征、多尺 度與多態(tài)性、分類編碼特征、海量數(shù)據(jù)特征。 23、空間統(tǒng)計分析可包括空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計分析，前者著重于空間物體和現(xiàn)象的非空間特性的統(tǒng)計分析。 24地圖投影變形的體現(xiàn)在三個方面，分別是 長度 角度 面積 25按地圖投影的構(gòu)成方法，地圖投影可分為 幾何投影 非幾何投影 26地圖投影中的非幾何投影（條件投影）包括 偽方位投影 偽圓錐投影 偽圓柱投影 多圓錐

7、投影 27專題地圖由專題內(nèi)容和地理底圖兩部分組成 28我國編制的世界地圖時 采用的多圓錐投影有等差分多圓錐投影 正切差分多圓錐投影 29用于編制世界地圖的投影主要有 多圓錐投影 圓柱投影 偽圓柱投影 0/0/，求該地所在的1:1301003已知某地位于東經(jīng)1201510萬地形15，北緯圖的圖號（1990年底以前）：H5161（11） 31在決定柵格代碼時盡量保持地表的真實(shí)性，保證最大的信息容量的方法有： 中心點(diǎn)法 重要性法 面積占優(yōu)法 百分比法 三、判斷題 1、數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。（） 2、GIS是由硬件、軟件組成。（） 3、地理空間分析的三大基本要素是空間位置、屬性以及時間。

8、（） 4、在GIS中，時間要素是必選要素，而空間要素是可選要素。（） 5、投影是指建立多個點(diǎn)之間的映射關(guān)系。（） 6、地理模型用于描述地理概念和地理事物。（） 7、對象模型具有明確便捷和獨(dú)立地理現(xiàn)象。（） （）、相同類型的對象并為對象類，類是一種創(chuàng)建對象的模板。8 9、每一個實(shí)體都給一個明確標(biāo)識符來標(biāo)識該物體。（） 10、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是定位隱含、屬性明顯；而柵格數(shù)據(jù)模型的顯著特點(diǎn)是定位明顯、屬性隱含。（） 11、拓?fù)潢P(guān)系是一種對空間結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法。（） 12、在柵欄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個柵格單元可以存在多個值。（） 13、柵格影像不僅包含了屬性信息，還包括了隱藏的空間位置信

9、息。（） 14、空間索引的性能的優(yōu)劣直接影響空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的整體性能。（） 15、GIS需要輸入兩方面的數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)與拓?fù)鋽?shù)據(jù)。（） 16、判斷空間數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)用途確定其標(biāo)準(zhǔn)。（） 17、空間元數(shù)據(jù)是一個由若干復(fù)雜或簡單的元數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的集合。（） 18、拓?fù)潢P(guān)系查詢包括鄰接關(guān)系、包含關(guān)系、空間關(guān)系。（） 19、緩沖區(qū)分析模型就是將點(diǎn)、線、面地物分布圖變換成這些地物的擴(kuò)展距離圖。（） 20、最佳路徑是確定起點(diǎn)、終點(diǎn)所要經(jīng)過的中間點(diǎn)和中間連線，求最短路徑。（） 21、柵格數(shù)據(jù)模型比較適用于場模型抽象表達(dá)空間對象。（） 22、數(shù)字化的等高線對于計算坡度或生成著色地形圖十分適用 。

10、（） 23、流水線分析、可視性分析是建立DEM的眾多目的之一 （） 四、簡答題 1. 簡述地理信息系統(tǒng)的基本特征 a) 數(shù)據(jù)的空間定位特征 b) 空間關(guān)系處理的復(fù)雜性 c) 海量數(shù)據(jù)管理能力 2. 什么是GIS空間分析？其方法是什么？ GIS空間分析是以地理事物的空間位置和形態(tài)特征為基礎(chǔ)，以空間數(shù)據(jù)運(yùn)算、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)算為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術(shù)和過程。 方法：疊置分析、緩沖區(qū)分析、窗口分析、網(wǎng)絡(luò)分析 什么是空間數(shù)據(jù)庫？其主要特點(diǎn)是什么？ 3. 空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)中用于儲存和管理空間數(shù)據(jù)的場所。 特點(diǎn)：（a）數(shù)據(jù)量特別大；（b）不僅有地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空

11、間數(shù)據(jù)，并且這兩種數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系；（c）數(shù)據(jù)應(yīng)用廣泛。 4. 網(wǎng)絡(luò)分析的基本思想是什么？ 人類的活動總是趨向于按一定的目標(biāo)選擇達(dá)到最佳效果的空間位置，根本目的是研究、籌劃如何安排一項(xiàng)基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的工程，并使其運(yùn)行效果最好。 5. 簡述空間數(shù)據(jù)的基本特征。 空間特征、非結(jié)構(gòu)化特征、空間關(guān)系特征、多尺度與多態(tài)性、分類編碼特征、海量數(shù)據(jù)特征 6. 簡述柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：“屬性明顯，定位隱含”，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)模擬方便。 缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大、難以建立實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系、通過改變分辨率而減少數(shù)據(jù)量時精度和信息量同時受損等。 7. 簡述矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)按照點(diǎn)、線或多邊形為

12、單元進(jìn)行組織，編碼容易、數(shù)字化操作簡單、數(shù)據(jù)編排直觀。 缺點(diǎn)： a) 獨(dú)立存儲方式造成相鄰多邊形的公共邊界重復(fù)記錄，造成數(shù)據(jù)冗余，導(dǎo)致公共邊界出現(xiàn)間隙或重疊； b) 缺少多邊形的鄰域信息和圖形的拓?fù)潢P(guān)系； c) “島”的問題。（島只作為一個單個圖形，沒有建立與外界多邊形的聯(lián)系。） 8. 簡述空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要控制方法。 a) 傳統(tǒng)的手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、會知道透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比； b) 源數(shù)據(jù)方法：數(shù)據(jù)集的源數(shù)據(jù)中包含大量有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時通過跟蹤源數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化

13、； 地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì) c) 量。 9. 簡述空間關(guān)系的類型 a) 空間拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)渥儞Q下保持不變的關(guān)系； b) 空間順序關(guān)系：描述實(shí)體在地理空間上的排列順序； c) 空間量度關(guān)系：描述空間實(shí)體的距離遠(yuǎn)近關(guān)系，一般用歐式距離表示。 10.地理信息系統(tǒng)的組成。 一個完整的 GIS 主要由四個部分構(gòu)成，即計算機(jī)硬件系統(tǒng)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）和系統(tǒng)管理操作人員。其核心部分是計算機(jī)系統(tǒng)（軟件和硬件），空間數(shù)據(jù)反映 GIS 的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。 （1）計算機(jī)硬件系統(tǒng)：是計算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理裝置的

14、總稱，是 GIS 的物理外殼。包括輸入/輸出設(shè)備、中央處理單元、存儲器等，向提供信息、保存數(shù)據(jù)、返回信息給用戶。 （2）計算機(jī)軟件系統(tǒng)：計算機(jī)軟件系統(tǒng)是指必需的各種程序。對于 GIS 應(yīng)用而言，通常包括：計算機(jī)系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件和其他支持軟件、應(yīng)用分析程序。 （3）系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員：完善的地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計和執(zhí)行的項(xiàng)目經(jīng)理、信息管理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶。地理信息系統(tǒng)專業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。 （4）空間數(shù)據(jù)：它是由系統(tǒng)的建立者輸入 GIS ，是系統(tǒng)程序作用的對象，是 GIS 所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。主

15、要包括空間位置、空間關(guān)系、屬性等。 11.簡述柵格數(shù)據(jù)及其主要編碼方式。 柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直接的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。 柵格數(shù)據(jù)的主要編碼方式包括： （1）直接?xùn)鸥窬幋a：這是最簡單直觀而又非常重要的一種柵格結(jié)構(gòu)編碼方法，就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼，可以每行都從左到右逐個象元記錄，也可以奇數(shù)行地從左到

16、右而偶數(shù)行地從右向左記錄，為了特定目的還可采用其他特殊的順序。 （2）壓縮編碼方法：目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如鍵碼、游程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的是用盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，其類型又有信息無損編碼和信息有損編碼之分。 a）鏈碼：又稱為弗里曼鏈碼或邊界鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，而且對于估算面積、長度、轉(zhuǎn)折方向的凹凸度等運(yùn)算十分方便，比較適合于存儲圖形數(shù)據(jù)。 b）游程長度編碼：柵格圖像常常有行（或列）方向上相鄰的若干點(diǎn)具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。一種編碼方案是，只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同的代碼

17、重復(fù)的個數(shù)；另一種方案是逐個記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼， c）塊碼：塊碼是游程長度編碼擴(kuò)展到二維的情況，采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個記錄單元包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行、列號）和半徑，再加上記錄單位的代碼組成。 d ）四叉樹：又稱四元樹或四分樹，是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一。四叉樹將整個圖像區(qū)逐步分解為一系列被單一類型區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域，最小的方形區(qū)域?yàn)橐粋€柵格象元。分割的原則是，不管是哪一層上的象限，只要劃分到僅代表一種地物或符合既定要求的少數(shù)幾種地物時，則不再繼續(xù)劃分，否則一直劃分到單個柵格象元為止。 12地圖投影知識概述 地圖投影 實(shí)質(zhì)是將地球橢球

18、面上的經(jīng)緯網(wǎng)按一定的數(shù)學(xué)法則轉(zhuǎn)移到平面上。 投影變形 長度變形、角度變形、面積變形 投影變形的一般規(guī)律 任何地圖都有投影變形 地圖上存在沒有變形的點(diǎn)或線 距沒有變形的點(diǎn)或線愈遠(yuǎn)，投影變形越大，反之亦然 地圖投影反映的實(shí)地面積越大，投影變形越大，反之越小 投影分類 按變形性質(zhì)：等角、等積、 變形特點(diǎn)（變形橢圓） 按投影面的類型劃分：方位投影、圓錐投影、圓柱投影 按投影面與地球橢球體位置關(guān)系劃分：正軸投影、橫軸投影、斜軸投影 13我國常用投影 1、高斯克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）：適用于（大于或等于1：50萬）大、中比例尺的地形圖 2、正軸等角圓錐投影：適用于小比例尺地形圖（小于或等于1：10

19、0萬） 3、墨卡托投影（等角正軸圓柱投影）：使用于海圖制作,等角航線、大圓航線 高斯克呂格投影的應(yīng)用 我國的12. 5萬150萬地形圖均采用6分帶投影，11萬及更大比例尺地形圖采用3分帶投影 高斯克呂格投影的分帶 6分帶法：從格林尼治零度經(jīng)線起，每6為一個投影帶，全球共分60個投影帶。 3分帶法：從東經(jīng)130算起，每3為一個投影帶，將全球劃為120個投影帶。 高斯克呂格分帶的好處和不足 優(yōu)點(diǎn): 控制變形，提高地圖精度； 減輕坐標(biāo)值的計算工作量，提高工作效率。 鑒于高斯投影的帶與帶之間的同一性及每個帶內(nèi)上下、左右的對稱性，全球60個帶或120個帶，只需要計算各自的1/4個帶各經(jīng)緯線交點(diǎn)的坐標(biāo)值，

20、通過冠以相應(yīng)的帶號和坐標(biāo)值變負(fù)，就可以得到全球每個投影帶的經(jīng)緯網(wǎng)坐標(biāo)值。 不足: 分帶投影亦帶來鄰帶互不聯(lián)系，鄰帶間相鄰圖幅不便拼接的缺陷 我國地形圖是如何分帶的？14. 答：我國規(guī)定1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬、1：25萬、1：50萬比例尺地形圖，均采用高斯克呂格投影。1：2.5至1：50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1：1萬比例尺地形圖采用經(jīng)差3度分帶。6度帶是從0度子午線起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影帶，全球分為60帶，各帶的帶號用自然序數(shù)1，2，3，60表示。即以東經(jīng)0-6為第1帶，其中央經(jīng)線為3E，東經(jīng)6-12為第2帶，其中央經(jīng)線為9E，其余類推。3度帶，是從東經(jīng)1

21、度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，全球劃分為120個投影帶。在高斯克呂格投影上，規(guī)定以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。 五、論述題 1、gis尚待解決的問題及當(dāng)前的發(fā)展趨勢 （一）問題： (1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面存在的問題：目前通用的GIS主要有矢量、柵格或兩者相加的混合系統(tǒng)。在矢量結(jié)構(gòu)方面，其缺點(diǎn)是處理位置關(guān)系(包括相交、通過、包含等)相當(dāng)費(fèi)時，且缺乏與DEM和RS直接結(jié)合的能力。在柵格結(jié)構(gòu)方面，存在著柵格數(shù)據(jù)分辨率低，精度差;立地物等問題。 (2)GIS模型存在的問題；傳統(tǒng)GIS模型難以表達(dá)復(fù)雜的地理實(shí)體，更難滿足客觀世界的整體特征要求。其對空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面力不

22、從心，逐漸暴露其弊端。 （二）發(fā)展趨勢 隨著地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化住處產(chǎn)品在全世界的普及,GIS將深人到各行各業(yè)以至千家萬戶，成為人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具和助手。數(shù)據(jù)管理方面：(1)多比例尺、多尺度和多維空間數(shù)據(jù)的表達(dá)；三庫一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方向；利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行知識發(fā)現(xiàn)（2）技術(shù)集成方面:：“3S”集成即將遙感、空間定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)這三種對地觀測技術(shù)有機(jī)地集成在一起；GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合；分布式技術(shù)、萬維網(wǎng)與GIS的結(jié)合； 2、試論述矢量數(shù)據(jù)的疊置分析 （1）點(diǎn)與多邊形疊加：將一個點(diǎn)圖層疊加在一個多邊形的圖層上，以確定每個點(diǎn)落在哪個多邊形內(nèi)。點(diǎn)與多邊形

23、的疊置是通過點(diǎn)在多邊形內(nèi)的判別完成的，它還含有落在那個多該屬性表除了原有的屬性以外，通常是得到一張新的屬性表， 邊形的目標(biāo)標(biāo)識。如果必要，還可以在多邊形的屬性表中提取一些附加屬性。如行政區(qū)名稱，行政區(qū)首長姓名等。 （2）線與多邊形疊加：線與多邊形的疊加，首先計算線與多邊形的交點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個多邊形內(nèi)，可以查詢指定多邊形內(nèi)指定線穿過的長度。 （3）多邊形疊加：多邊形疊加將兩個或多個多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。疊加過程可

24、分為幾何求交和屬性分配兩步。幾何求交過程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個對象賦一多邊形唯一標(biāo)識碼，同時生成一個與新多邊形對象一一對應(yīng)的屬性表。 3、論述失量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換 柵格向矢量的轉(zhuǎn)換：矢量化的過程要保證以下兩點(diǎn)：拓?fù)滢D(zhuǎn)換，即保持柵格表示出的連通性和鄰接性。否則，轉(zhuǎn)換出的圖形是雜亂無章的，沒有任何實(shí)用價值的；轉(zhuǎn)換空間對象正確的外形。柵格向矢量轉(zhuǎn)換的主要步驟為：二值化，一般情況下，柵格數(shù)據(jù)是按0255的不同灰度值表達(dá)的；細(xì)化是消除線劃橫斷面柵格數(shù)的差異，使得每一條線 只保留代表其軸線或周圍輪廓線（對多邊形而言）位

25、置的單個柵格的寬度。跟蹤，去除多余點(diǎn)及曲線光滑，拓?fù)潢P(guān)系的生成：判斷弧段與多邊形間的空間關(guān)系，以形成完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并建立與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系。 矢量向柵格的轉(zhuǎn)換：從矢量向柵格轉(zhuǎn)換過程中，應(yīng)盡量保持矢量圖形的精度在決定屬性值時盡可能保持空間變量的真實(shí)性和最大信息量。格網(wǎng)單元對應(yīng)幾種不同的屬性值，而每一單元只能取一個值。在這種情況下，有如下一些取值方法：（1）中心點(diǎn)法：用處于格網(wǎng)單元0處的地物類型或空間特征決定屬性值。此時，該單元屬性值為C。此法常用于連續(xù)分布的地理要素，如降雨量分布、大氣污染等；(2)面積占優(yōu)法：以占單元面積最大的地物類型和空間特征決定格網(wǎng)單元的屬性值。此時，柵格單元的屬性值為B。面

26、積占優(yōu)法適合分類較細(xì)、地物類別斑塊較小的情況。 集成的作用和意義。3S、4 3S技術(shù)為科學(xué)研究、政府管理、社會生產(chǎn)提供了新一代的觀測手段、描述語言和思維工具。3S的結(jié)合應(yīng)用，取長補(bǔ)短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。 GIS、RS和GPS三者集成利用，構(gòu)成為整體的、實(shí)時的和動態(tài)的對地觀測、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，提高了GIS的應(yīng)用效率。在實(shí)際的應(yīng)用中，較為常見的是3S兩兩之間的集成，

27、如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同時集成并使用3S技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例則較少。 RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)，最簡單的辦法是三種系統(tǒng)分開而由用戶綜合使用，進(jìn)一步是三者有共同的界面，做到表面上無縫的集成，數(shù)據(jù)傳輸則在內(nèi)部通過特征碼相結(jié)合，最好的辦法是整體的集成，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)。 單純從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來看，開發(fā)3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是：通過支持柵格數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的處理分析操作以實(shí)現(xiàn)與遙感的集成，而通過增加一個動態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對于3S集成技術(shù)而言，最重要的是在應(yīng)用中綜合使用遙感以及全球定位系統(tǒng)，利用其實(shí)時、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力，降低應(yīng)用成本或者實(shí)現(xiàn)一些新的應(yīng)用。 3S集成技術(shù)的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統(tǒng)，提高了人類認(rèn)識地球的能力；相