① gis复习重点有什么
第一章 绪论
1.地理参照数据:描述地球表面空间要素的位置和特征的数据,即空间数据和属性数据两种组成。(P5)
2.空间数据:描述空间要素几何特性的数据,可以使离散的或连续的;属性数据:描述空间要素特征的数据。
3.矢量数据和栅格数据之间的不同:矢量数据适用于表示离散要素,而栅格数据适用于表示连续要素。它们结构也不同,栅格数据模型使用行、列式单一数据结构和固定像元位置。矢量数据模型可以是地理相关的或是基于对象的,是否拓扑均可,且可包括单一或复合要素。
4.地理相关数据模型和基于对象数据模型之间的不同:存储方式不同。地理相关模型使用不同的数据系统分部存储空间数据和属性数据;基于对象数据模型则将空间数据和属性数据存储在统一的数据系统中。
5.矢量数据分析的工具和技术:缓冲区建立(由选择的要素量测直线距离来创建缓冲区)、地图叠置(将不同图层的几何形态和属性组合而创建输出图层)、距离量算(计算空间要素之间的距离)、空间统计(检测要素之间的空间依赖性和聚集模式)和地图操作(管理和改变数据库中得图层)。
6.栅格数据分析的操作:局部(对单个像元操作)、邻域、分区(对一组相同值的像元或类似要素的操作)和整体操作(对整个栅格进行操作)。经常用数学函数将输入和输出联系起来。
7.习题:①将Raster文件、Shapefile文件导入Geodatebase;②gird文件生成坡度图的方法和流程;③*.mxd是什么文件,具有什么功能。
第二章 坐标系统
1.大地基准在GIS中的重要性:大地基准是地球的一个数学模型,可作为计算某个位置地理坐标的参照或基础。大地基准的定义可包括大地原点、用于计算的椭球参数、椭球与地球在原点的分离。大地基准的概念还可用于测量海拔和高度。
2.地图投影(球形的地球表面到平面的转换过程):经纬线在平面上的系统安排。
3.根据所保留性质描述地图投影的4种类型:正形投影、等锋扒积投影、等距投影、等方位投影。
4.通过投影或可展曲面描述地图投影的3中类型:圆柱投影、圆锥投影、方位投影。
5.标准线和中央线的差异:标准线是定义地图投影的一个普通参数,与切割状态直接相关,标准线指明投影变形分布的模式;而中心线定义了地图投影的中心或原点。
6.比例系数与主比例尺如何建立关系:比例系数是局部比例尺与主比例尺的比值。
7.基于横轴墨卡托投影的常用投影坐标系统:UTM—通用横轴墨卡托格网系统。
8.UTM分带如何以中央经线、标准经线和比例系数来定义:每个UTM分带都用通用正割横轴墨卡托投影制图,中央经线的比例系数为0.9996,原点纬烂颂线是赤道。两条标准经线分距中央子午线以西和以东180km。每个UTM带的作用就是保持精度至少为1:2500。
9.习题:经纬度坐标投影成横轴墨卡托投影的方法和流程。
第三章 地理关系矢量数据模型
1.地理关系数据模型用独立的系统存储矢量数据。“独立的系统”表达的意思:用图形文件存储空间数据,用关系数据库存储属性数据。
2.GIS中的简单要素及其几何属性:点的维数为零,且只有位置的性质;线是一维的,且有长度特性;面是二维且有面积和周长性质。
3.试述多边形Coverage的数据文件结构是如何执行Coverage模型的拓扑关系:
4.阐述拓扑(连接性、面定义和邻接性)在GIS中的重要性:①能确保数据质量;②拓扑可强化GIS分析。
5.使用Shapefile的主要优势:①非拓扑矢量数据能比拓扑数饥基郑据更快速地在计算机上显示出来;②非拓扑数据具有非专有性和互操作性。
6.分区数据模型中的分区与Coverage模型中的多边形的不同:地理分区数据模型能处理好两个空间特征:①一个分区可以在空间上相连和分离,②分区可重叠或涵盖相同区域。而Coverage模型中的多边形不能处理这两个特性。
7.习题:①Coverage和Shapefile文件结构有什么不同;②Coverage导出成Shapefile的方法和流程;③Shapefile与dwg文件相互导入导出方法与流程。
第四章 基于对象的矢量数据模型
1.说明地理关系数据模型和基于对象数据模型的区别:地理关系数据模型将空间数据和属性数据分别存储在不同的系统中;基于对象数据模型将空间数据和属性数据存储在同一个系统中,基于对象数据模型允许一个空间要素(对象)与一系列属性和方法相联系。
2.ArcObjects:对象的集合。
3.就空间要素的几何显示而言,Geodatabase数据模型和Coverage模型间有何区别:主要在于复合要素如分区和路径。Geodatabase不再支持Coverage模型中的亚区,但亚区的几何特性仍被Geodatabase保留下来,因为在Geodatabase中,多要素组合而成的多边形可由空间上相邻或不相邻的组分组成,且可相互叠加。Coverage模型中得路径亚类Geodatabase数据模型中由带m(测度)值的聚合线替代。Geodatabase用m值而不是区段和弧对路径进行线测度。
4.Geodatabase、要素数据集和要素类之间的关系:
5.一个独立要素类与包含在一个要素数据集中的要素类,两者间有何区别:包含在一个要素数据集中的要素类通常与其他要素类有拓扑关联。
6.面向对象技术中封装性规则的定义:将对象的属性和方法隐藏起来,使得用户只能通过预定义界面访问对象的技术。
7.面向对象技术中多态性规则的定义:同样的方法运用于不同的对象,可能产生不同的效果。
8.Geodatabase数据模型的优点:①具有面向对象技术的新功能优势;②提供了一个存储和管理不同GIS数据的便利框架;③避免了空间和属性要素间协同的复杂性,减少了数据处理的工作量;④可按照各行各业的需求定制对象。
9.习题:Shapefile转换成Geodatabase要素类方法和流程;
第五章 栅格数据模型
1.栅格数据模型的基本要素:行、列、像元。
2.栅格数据模型与矢量数据模型相比的优缺点:更容易进行数据的操作、集合和分析。
3.举出整型栅格数据和浮点型栅格数据的例子:整型栅格数据数值不带小数位,通常代表类别数据。例如土地覆被模型可用1代表城市用地,2代表林地,3代表水体等。浮点型栅格数据数值带小数位,表示连续的数值性数据,例如降水量栅格数据可能具有20.15、12.23等降水量数值。
4.像元大小、栅格数据分辨率和空间要素的栅格表示三者之间的关系:像元大小决定了栅格数据模型的分辨率。
5.矢量化:栅格数据转换成矢量数据。包括线的细化(只占据一个像元宽带)、线的提取(决定独立线段的起、止点的过程)和拓扑关系的重建(将栅格图像提取出来的线条连接,以及显示数字化错误所在)。
第六章 数据输入
1.USGS DLG文件包含了哪些类型的数据:DLGs(数字线状图)包括诸如地貌(等高线和高程点)、水文、边界、交通和美国公共土地调查系统在内的数据类型。DLG也是一种数据格式。
2.描述包含在SDTS拓扑矢量标准的文件、点文件和栅格文件里面的数据类型:拓扑矢量标准文件针对DLG、TIGER和其他基于拓扑的矢量数据;点文件支持测量控制点数据;栅格文件提供数字正射影、数字高程模型和其他栅格数据。
3.差分纠正的工作原理:用基站数据校正GPS数据噪声误差的方法。
4.文本文件必须包括哪些数据,才能够转换成为Shapefile:
5.在数字化过程中点模式和流模式的不同之处:点模式中操作者选点进行数字化;流模式中按预设的时间或距离间隔进行线的数字化。如果被数字化的特征有很多直线线段,点模式是首选。
6.数字化的扫描方法同时包括栅格化和矢量化方法,为什么:
7.源地图对数字化地图质量有很大影响,举例说明:USGS标准图幅的源地图是二手数据源,原因是这些地图已经过综合、概括、符号化等一系列制图处理过程,每一种过程都会影响绘图数据的精确性。例如,如果源地图的编辑过程有错误,则这些错误就会传递到数字化后的地图。
8.假设你被要求把一张纸质地图转化为数字化数据集,你用哪些方法来完成?每种方法的优缺点:
第七章 几何变换
1.地图到地图的转换:刚数字化完毕的地图,无论是经手工数字化还是扫描数字化的跟踪,其单元都是基于数字化仪的单位。而数字化仪的单位可能是英寸或点/英寸。这种刚数字化完毕的地图转换到投影坐标的几何变换过程,称为地图到地图的转换。
2.图像到地图的转换:把卫星影像的行和列转变为投影坐标。
3.仿射变换可以旋转、平移、倾斜和不均匀缩放。描述各种变换:旋转指在原点旋转对象的x、y轴;平移指把原点移到新的位置;倾斜指允许轴与轴之间存在一个不垂直角度或仿射角,从而在一个倾斜方向上,使其形状变为平行四边形;不均匀缩放指在x方向或者y方向,增大或者缩小比例尺。
4.仿射变换的3个步骤:①更新所选控制点的x、y坐标到真实世界坐标。如果不能更新到真实世界坐标,可通过投影控制点的经纬度值获得;②在控制点上运行仿射变换,并检验RMS误差。如果RMS误差高于期望值,则选择另一系列的控制点并再次运行仿射变换。如果RMS误差在可接受范围内,那么控制点估算得出的六个仿射变换系数将应用于下一步;③用估算系数和变换方程,计算数字化地图的要素或影像的像元的x、y坐标。
5.控制点在仿射变换中得作用:
6.如何选择地图到地图变换的地面控制点:只需要有已知真实世界坐标的点。如果没有,可以将已知经纬值的点投影到真实世界坐标中。比如,一幅比例尺为1:24000的USGS标准图幅有16个已知经纬度值的点,这16个点也称之为地理控制点。
7.如何选择图像到地图变换的地面控制点:直接从卫星影像选取。地面控制点的真实世界坐标就可以通过数字化地图或GPS读书获取。
8.几何变换中得均方根(RMS)误差:在几何变换中,用均方根估算控制点实际位置和估算位置的偏差的统计方法。
9.在图像到地图变换过程中,为什么必须进行像元值的重采样:卫星影像几何变换的结果是一幅基于投影坐标系的新图像,但是这幅新图像没有像元值,必须通过重采样填充像元值。
10.试述栅格数据重采样的3种常用方法:邻近点插值法(将原始图像的最邻近像元值填充新图像的每个像元。具有计算速度快的优点,保留原像元值的特征。)、双线性插值法(把基于三次线性插值得到的4个最邻近像元值的平均值赋予新图像的相应像元)和三次卷积插值法(用五次多项式插值法求出16个相邻像元值的平均值)。双线性插值法和三次卷积插值法都是把原始图像像元值的距离加权平均值填充到新图像,后一种比前一种得出的图像平滑,但需要较长的处理时间。
11.对于类型数据,建议用邻近点插值法进行重采样,为什么:邻近点插值法可以保留原像元值的特征。
12.什么是金字塔形法:一种用来显示大栅格数据集的常用方法。通过建立不同的金字塔等级来表示减少或降低分辨率的大栅格。
第八章 空间数据编辑
1.定位错误(数字化要素的几何错误)和拓扑错误(影响GIS软件包必需的或用户自定义的拓扑关系)之间的差异:
2.试述悬挂节点(在一个点处没有完全结合,在悬挂的结束点产生的点)和伪节点(出现在一条连续线段上,并把该线段不必要地分为数段)的不同:悬挂点在某些特殊情况下可接受的,而某些伪节点不能被接受。
3.地图拓扑:要素组成部分之间拓扑关系的临时集合,这些要素组成部分被认为是重合一致的。图层类型可以使shapefile文件或者Geodatabase模型要素,但不是Coverage。
4.描述运用拓扑规则的3个基本步骤:①通过定义参与要素类型,创建新的拓扑;②拓扑关系的验证;③验证结果将被储存在到一个拓扑图层,进行修正错误和特例情况下接受错误。
第九章 属性数据的输入与管理
1.要素属性表:存储要素空间数据的属性表格。
2.分布式数据库系统:
3.描述基于量测标尺概念的4种属性数据类型:标称数据、有序数据、区间数据和比率数据。
4.关系数据库:表格的一个集合,它们之间通过关键字联系起来。
5.关系数据库的优点:简单、灵活。①数据库中每一表格可与其他表格分开准备、维护和编辑;②在因查询或分析需要连接表格之前,这些表格仍保持分离。
6.合并操作(两个表格的一个共同关键字把这两个表格连在一起。合并的表格和属性可以被用于进行数据查询和数据分析)与关联操作(只是临时性地把两个表格连接在一起,而各表格保持独立)的相似性和差异性
② 地理信息系统(GIS)
地理信息系统(GIS)是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。目前国际上普遍承认。虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科,但其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析,是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地质环境评价主要是综合考虑影响环境地质诸多方面的要素,借助恰当的数学模型和专家经验,对研究区的环境地质进行分区。
利用GIS可以实现地质环境信息的管理、可视化、查询、输出等功能,操作简单、移植性强。把GIS技术应用在地质环境评价与灾害预测中,其优点固然很多,但总的说来也存在如下的一些问题:
(1)在生态环境评价中,一般的GIS软件虽然都能够提供诸如数据检索、叠加分析、属性统计分析、数字地面模型(DTM)等各种空间分析功能,但是要想满足为解决实际问题进行的专业分析的数据要求,仅仅依靠这些空间分析方法往往还很不够,这就要求我们在GIS基础软件平台的基础上进行二次开发,拓展其空间分析功能,提取我们感兴趣的信息,但是具体如何操作,目前仍是一个亟需与相关学科的专家学者们相互协作、共同探讨的问题。
(2)地质环境评价具有多因素、多层次、不确定性强等特点,目前在利用GIS众多的评价预测模型中,不管是多灾种还是单灾种评价,人们都在努力寻求一种普遍适合的模型来解决地质环境的评价。虽然普遍的评价模型在宏观决策中有重要的意义,适合建立面向大众和政府的决策支持系统,但对中小尺度范围的评价时往往不尽如人意,因此寻求特定地区特定的地质环境评价模型很有必要。
(3)地质环境评价工作是一项复杂的系统工程,数据采集和处理的工作量非常大,会涉及到地层、水文、地震及人类活动等各个方面,对于这些资料的搜集和整理,必然会涉及输入到GIS中资料的准确性问题,因为GIS所能完成的工作只是依据所得到的资料,对其作出相应的处理,也就是说“如果输入GIS的数据是‘垃圾’,输出的结果也只会是‘垃圾’,这不会因昂贵的设备和高级技术人才而改变”。因此,我们必须对所有的资料做出必要的、合理的取舍,以保证输入GIS的数据合理。
(4)从GIS在地质灾害研究中的应用来看,就两者的结合方式而言,大部分应用都集中在将GIS用于数据的前后期处理和结果的显示输出方面,两者的结合还处于低阶水平。作为紧紧追随工业标准化要求发展的GIS技术,标准化适当数据的缺乏也构成其广泛应用的桎梏;此外,GIS软件处理分析能力以及对于数据误差分析能力的不足、GIS处理包括时间在内的四维能力的不足、灾害模型建立的高难度性以及机构间协调不够而造成的成果用户面太窄等因素都暂时限制了GIS在地质灾害研究中的应用。
③ arcgis地理配准问题
一、arcgis地理配准
(一)ArcGIS进行地理配准:根据矢量数据
1、首先加载数据:行政区划的矢量图和中华人民共和国纠正全图。
2、工具栏的空白处右击,在弹出的工具框中选择“地理配准”,这时便会出现“地理配准”的工具栏。
3、地理配准”的工具栏中,有一个“图层”的下拉框。这里我们选择“中华人民共和国纠正全图”,
4、开始纠正图:首先,在“中华人民共和国纠正全图”的边界上寻找比较明显的标志点,点击;然后拉出一条线,并在”行政区划“矢量图上找出相应的点并点击。依次按照这一操作,寻找足够点。如图4。图5是初步纠正的图,可以看出明显已经对齐了。
5、点击链接表,可以查看各个点的校正误差以及总的误差,如果不能满足需求的话,可以删除部分点,再重新找点。
6、最后可以将纠正后的数据保存,点击”地理配准“—”校正“,设置好路径后,其它的可以保持默认。
(二)、ArcGIS进行地理配准:利用已知控制点
1、首先添加待校正的栅格图,
2、然后给这个图层的设置坐标系。而这个坐标系的设置则是根据我们已知的控制点的坐标系来确定,
3、然后在地理配准工具条上点击“添加控制点”,同时在栅格图上寻找控制点。在控制点上先点左键,再点右键,这样就弹出一个选择框,这里的“输入X和Y”,是针对投影坐标系的控制点,而“输入经度和纬度的DMS”,则是针对地理坐标系。这里选择“输入经度和纬度的DMS”。
4、在弹出的“输入坐标DMS”中,要注意的是要选择“东”和“北”,然后输入正确的经纬度坐标值。
5、下面“变换”则随着点数的增加,也有了多个选项。对应的不同选项,也会有不同的变换结果。
二、arcgis
1、arcgis产品线为用户提供一个可伸缩的,全面的GIS平台。ArcObjects包含了大量的可编程组件,从细粒度的对象(例如单个的几何对象)到粗粒度的对象(例如与现有ArcMap文档交互的地图对象)涉及面极广,这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。每一个使用ArcObjects建成的ArcGIS产品都为开发者提供了一个应用开发的容器,包括桌面GIS(ArcGIS Desktop),嵌入式GIS(ArcGIS Engine)以及服务端GIS(ArcGIS Server)。
2、发展过程
在GIS发展的早期,专业人士主要关注于数据编辑或者集中于应用工程,以及主要把精力花费在创建GIS数据库并构造地理信息和知识。慢慢的,GIS的专业人士开始在大量的GIS应用中使用这些知识信息库。用户应用功能全面的GIS工作站来编辑地理数据集,建立数据编辑和质量控制的工作流,创建地图和分析模型并将这些工作和方法记录成文档。
这加强了GIS用户的传统观念,这些用户往往拥有连接在数据集和数据库上的专业工作站。这种工作站拥有复杂的GIS应用以及用来实现几乎所有GIS任务的逻辑和工具。
这种对GIS软件所处位置的看法已经被证明非常有价值,被约全球二十万组织中的GIS专业人士所接受。事实上,这种客户-服务器的计算模式是如此的成功以至于让许多人认为GIS只有这样的模式。但是,对GIS的观念在不断的扩展。
近期Internet的发展,DBMS技术的长足进步,面向对象编程语言,移动设备以及GIS的广泛使用已经促使GIS有更加开阔的前景和发挥更加重要的作用。
除了GIS桌面产品,GIS软件可以被集中在应用服务器上和Web服务器上,把GIS的功能通过网络传递给任意多的用户;可以集中一些GIS逻辑,将其嵌入和部署在用户定制的应用中;为野外GIS业务在移动设备上部署GIS软件的应用也多了起来。
企业GIS用户使用传统高级的GIS桌面软件,使用Web浏览器,专门的应用程序移动计算设备以及其它数字化设备连接中心GIS服务器。GIS平台涉及的范围在不断的扩展。
使用 ArcGIS 满足 GIS 用户所有的需求。
ArcGIS作为一个可伸缩的平台,无论是在桌面,在服务器,在野外还是通过Web,为个人用户也为群体用户提供GIS的功能。ArcGIS 9是一个建设完整GIS的软件集合,它包含了一系列部署GIS的框架:
ArcGIS Desktop――一个专业GIS应用的完整套件。
ArcGIS Engine――为定制开发GIS应用的嵌入式开发组件。
服务端GIS――ArcSDE,ArcIMS和ArcGIS Server。
移动GIS――ArcPad?以及为平板电脑使用的ArcGIS Desktop和Engine。
ArcGIS是基于一套由共享GIS组件组成的通用组件库实现的,这些组件被称为ArcObjectsTM。
④ 地理信息系统(GIS)如何应对气候变化的问题
地理信息系统在已广泛应用于资源调查、测绘、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业等众多领域。
应对气候变化的问题,可以考虑:
1、完善应急响应 (Emergency Response) 功能
解决因气候突变导致的洪水、旱灾、寒潮、龙卷风、台风等重大自然灾害时,如何安排最佳的人员救援并撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。 还可以应用在各种救灾减灾中物资的分配、大范围的能源保障、粮食供应等资源配置问题。
2、强化生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
主要进行区域生态规划、环境现状评价与规划等。
可以充分利用像全国土地利用遥感地图、河流流量与污染状况测绘图等,最大限度收集各地气温、降水、风力风向等气候因素的变化情况,为国土整治及环境保护提供强有力支持。
3、开展可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础,建立三维可视化模型,实现多角度浏览,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。
为应对气候变化,可以发挥该功能,建立各地降水、气温等的动态变化数据库,并以可视化的方式展示出来 ,如河流径流量、水库库容变化立体模型,重要山峰“雪线”变化图(以三维动画将“全球变暖”导致的高山积雪融化的动态情况实时显示出来,呵呵,比枯燥的说教直观多吧)。
4、农业资源管理 (Resource Management)
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、降水)的分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
我认为,气候变化,首当其冲受影响、也是最深远影响的是对农业(种植业)的干扰。利用GIS,我觉得可以建立各地降水及径流量动态变化模型,为水资源分配的决策提供重要参考。像西南大干旱,就可以派上大用场。