• 系统组成

地理信息系统，一般包括系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型

2. 地理信息系统的基本功能

• 系统硬件

用来存储、处理、传输和显示空间数据和地理信息系统

• 系统软件

用于执行 GIS 功能的各种操作

• 空间数据

它具体描述地理实体的属性特征，空间特征

• 应用人员

包括开发人员和最终用户

• 应用模型

应用模型是 GIS 生命力的重要保证

3. 根据图建立拓扑关系

• 节点与弧段的拓扑关系

节点	弧段
N1	C1,C2,C3
N2	C1,C2,C5

.......

• 弧段与节点的拓扑关系

弧段	节点
	from	to
C1	N2	N1
C2	N3	N2

......

• 弧段与多边形的拓扑关系

弧段	多边形
	left	right
C1		P1
C3		N2

......(表示空集,将弧段朝上来区分左右)

• 多边形与弧段的拓扑关系

多边形	弧段
P1	C1 , -C6 , -C5
P2	C6 , C3 , -C4
P3	C5 , C4 , C2 , C7

......

4. 栅格数据编码

4.1 直接编码

4.1.1 栅格矩阵编码

逐行或逐列逐个记录代码

A	A	B	B	B
A	C	C	C	A
D	C	C	C	A
D	D	C	A	A
D	D	A	A	A

编码结果:
          A,A,B,B,B
          A,C,C,C,A
          D,C,C,A,A
          D,D,C,A,A
          D,D,A,A,A

4.2 压缩编码

4.2.1链式编码

基本方向: 东=0，东南=1，西南=2，南=2，西南=3，西=4，西北=5，北=6，东北=7 从上到下，从左到右，顺时针

4.2.2 游程编码结构

将每行中具有相同属性值的连续像元映射到一个游程，记为(A,P)，A表示属性值，P表示个数

4.2.3 四叉树数据结构

将图像四等分，同属性不在分割，要求图像为 2n*2n ，n为极限分割次数，n+1是四叉树最大层数

4.2.4 分块压缩编码数据结构(块状编码)

方形区域为一个单元，记为 (行,列,半径,属性)

5. 地理信息系统数据源的类型有哪些？

• 地图数据：普通地图和专题地图
• 地形数据：DEM
• 属性数据：具有描述性属性的数据
• 影像数据：不同平台、分辨率的影像数据
• 元数据：关于数据的数据
• 文本数据：各类调查报实测数据等

6. 在地理信息系统中有哪些主要的数据输入方法？

GIS数据源有：

（1）地图资料；

（2）影像数据；

（3）遥感数据；

（4）实测数据；

（5）文本资料；

（6）统计数据；

（7）多媒体数据；

（8）其它已有的非系统化的数据。

数据输入方法有：

（1）手工键盘输入；

（2）手扶跟踪数字化仪输入；

（3）扫描数字化仪输入；

（4）解析测图法输入；

（5）已有数字化形式数据转换。

7. 为什么要地图投影？

(1) 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；

(2) 地球椭球体为不可展曲面；

(3) 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等的量算和各种空间分析

8. 地图投影的类型

• 按照投影变形性质分为：

  • 等角投影：大小改变，形状不变
  • 等积投影：面积不变
  • 任意投影（特例等距投影）：角度、面积、长度均变化

• 按照投影面的形状分为：

  • 方位投影（平面投影）
  • 圆柱投影
  • 圆锥投影

• 按投影面与地轴的关系分为：

  • 正轴投影
  • 横轴投影
  • 斜轴投影

• 按承影面与地表的关系分为：

  • 切投影
  • 割投影

9. 计算题 (3度带，6度带)

• 6° 带：由西向东每隔 6° 为一个投影带，全球共分 60 个投影带，分别用 1-60 标记，我国位于东经72° -136° 之间，即 13-23 带， 中央子午线经度为6*N-3，N为当地带号
• 3° 带：从东经1° 30′ 起算，每 3° 为一带，全球共分 120 带， 中央子午线经度为3*N，N为当地带号

地图坐标(Y坐标，8位数) 八位数前两位为带号，带号 ≤ 23为6°带，≥24为3°带

• 6° 带：将当地经线的整数部分除以6，再取商的整数部分加上1，再将所得结果除以6后减去3°，就得到当地中央经线值

• 3° 带：将当地经度除以3四舍五入得到带数，然后乘以3即可

10. 矢量栅格数据结构比较

11. 点的内插(计算高程)

用来建立具有连续变化特征现象的数值方法

1. 数据取样

• 线性内插值：h_a = (h₁+h₂)

• 二次曲线内插值：h_b = (6h₂+3h₁-h₃)

• 高程差异：_h = h_b-h_a = (2h₂-h₁-h₃)

2. 数据内插

• 局部分块内插

  • 线性内插

    Z = a₀+a₁X+a₂Y

  • 双线性多项式内插

    Z = a₀+a₁X+a₂Y+a₃XY

  • 双三次多项式（二元样条函数）内插

    Z = a₀+a₁X+a₂Y+a₃+a₄XY+a₅+a₆+a₇X+a₈+a₉Y+a₁₀+a₁₁X+a₁₂Y+a₁₃+a₁₄+a₁₅

• 逐点内插

  • 移动拟合法

    用二次多项式来拟合圆内表面 Z_p = A+Bxy+C+Dx+Ey+F (点数n>6)

  • 加权平均法

    

    

  • 克里金法（Kriging）

    F(x,y) =

    n 是集合中离散点的个数

    z_i 是离散点的数值

    w_i 是赋予每个离散点的权重

3. 数据精度分析

解：

12. 时空一体化数据模型

13. 规则格网和不规则三角网的概念及优缺点比较

14. DTM的应用

DEM的应用：

(1)用于民用和工程的土石方填挖和计算;

(2)为军事目的显示地形景观;

(3)为武器精确制导提供地形匹配;

(4)通视分析;

(5)坡度、坡向分析:

(6)和GIS结合进行各种空间分析;

(7)对不同地貌进行分析，研究土地浸蚀和泾流;

(8)对各种结合进行各种空间分析；

(9)是国家地理信息的重要基础;

(10)其它用途。

15. 空间分析综合题（空间数据查询+缓冲区分析+空间叠加分析）

• 空间数据查询

从GIS数据库中找出所满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象或数据内容

1. 图查属性

(1) 检索其相应属性 (2) 检索其空间拓扑关系

2. 属性查图

(1) 检索对应的空间实体 (2) 查询属性

• 缓冲区分析

缓冲区分析：地理空间实体的一种影响范围或服务范围。空间缓冲区分析就是围绕点、线、面实体，在其周围自动建立一定宽度范围的缓冲区多边形的信息分析方法。缓冲区是一些新的多边形，不包含原点、线、面要素。缓冲区的大小由缓冲宽度确定。

1. 点缓冲区

以点为圆心，以一定距离为半径画圆所围成的区域

2. 线缓冲区

分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作

3. 面缓冲区

面的内外都可以作为缓冲区

• 空间叠加分析

在同一空间参照系统条件下，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

(1)点与面叠加：点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。 (2)线与面叠加：是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。 (3)面与面叠加：多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。常用的面叠加主要有相交，相减，判别，求并集等。

16. 最短路径分析

• Dijkstra算法

17. 制图综合的基本方法

对制图区域客观事物的取舍和简化

• 内容的取舍 选取： (1) 选取主要的类别 (2) 选取主要类别中的主要事物 舍去： (1) 舍去次要的类别 (2) 舍去已选取的类别中的次要事物

• 数量化简

  减少事物的数量差别，增加数量指标内部变化的间距，对于数量指标低于规定等级的事物不予表示

• 质量化简

  减少一定范围内事物的质量差别，用概括的分类代替详细的分类即按事物的性质合并类型或等级相近的事物

• 形状化简

  用于呈线状和面状分布的事物，形状化简的目的在于保留事物本身所固有的、典型的特征

  • 删除

  减少弯曲的数目，使线状物体趋于平滑，面状物体轮廓清晰

  • 夸大

  夸大表示一些分界尺度应该删除的碎部

  • 合并

  合并同类物体的碎部

  • 分割

  合并不能反映图形特征或会歪曲图形特征，可采用分割

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