精品文檔 1歡迎下載 1 1 分析傳統的數據模型存儲空間圖形數據的方法和特點以及他們存在的問題 分析傳統的數據模型存儲空間圖形數據的方法和特點以及他們存在的問題 1 層次模型是一種樹結構模型 它把數據按自然的層次關系組織起來 反映數據之間的隸屬關系 它的特點是地理數據組織成有向有序的樹結構 其中結點表示不同層次的地理要素 連線描述地理要 素間的從屬關系 該關系一般是一對多關系 例如在一個地理實體中 多個結點從屬于一條有向邊 多條有向邊從屬于一個多邊形 多個多邊形從屬于一個實體 層次模型的存儲地理數據的局限性表現在 難以描述地理實體間的復雜關系 例如多對多關系 并且造成物理存儲上冗余 對任何對象的查詢都必須從根結點查詢 相當于進行一維表搜索 不適合海量數據查詢 數據獨立性差 數據更新例如插入與刪除操作復雜 涉及多指針 層次結構具有過程式性質 要求用戶了解數據的物理結構 并且在數據操作要給出數據存取路徑 對用戶不透明 不具備演繹功能和操作代數基礎 2 網絡模型將數據組織成有向圖結構 其中結點代表數據記錄 連線描述不同結點數據間的聯系 其基本特征是結點之間沒有明確的從屬關系 任意 2 個結點之間可以產生聯系 所以可以表示多對多 聯系 比層次數據結構減小了數據冗余 但是維護更難 網絡模型的存儲地理數據的局限性表現在 網狀結構復雜 增加用戶查詢的定位困難 要求用戶熟悉邏輯結構 網狀結構也是具有過程式性質 與層次結構問題相同 不直接支持對層次結構的表達 不具備演繹功能和操作代數基礎 3 關系模型結構一般表示為一張二維表 二維表是同類實體各種屬性的集合 在用關系模型表示 地理實體時 一般用 4 張關系表來表示 即多邊形信息表 多邊形 邊界表 邊界 結點表 結點坐標 表 關系模型的存儲地理數據的局限性表現在 無法用嵌套和遞歸的方式來描述復雜關系的層次和網狀結構 模擬和操作復雜地理對象的能力較 弱 由于關系模型本身的原因 需要對地理實體進行不自然分解 造成存儲冗余 結構與操作復雜 查詢時要進行多張表的連接 執行效率不高 2 2 傳統的關系數據庫用于存儲地理數據存在哪些局限性 當前的關系數據庫的發展 傳統的關系數據庫用于存儲地理數據存在哪些局限性 當前的關系數據庫的發展 第一問上面已有 RDBMS 的發展主要體現在 1 非結構化大型對象的引進 LOB LOB 用于存儲非結構化內容 存儲大量變長字符串和二進制數據 后來隨著多媒體的發展 又可以對 圖像數據 視頻信息和聲音信息這些非結構化數據進行存儲 2 分布式數據庫的發展 由于網絡的發展 地理上分布的組織 公司和團體對數據庫的需求 在集中式數據庫系統成熟技術的 基礎上產生和發展了分布式數據庫系統 它能夠實現空間數據的共享和不同數據庫之間的管理與功能 合作 3 對象特性的融入 為了迎接面向對象數據庫在非傳統應用領域對關系數據庫提出的挑戰 關系數據庫中都增加了面向對 象的成分 如 Oracle Spatial 它支持空間類型數據和自定義類型數據 可以更有效的存儲空間數據 精品文檔 2歡迎下載 3 3 關于關于 SDBMSSDBMS 幾種管理模式的特點以及存儲管理的缺點幾種管理模式的特點以及存儲管理的缺點 1 文件 關系型管理模式 混合管理模式 特點 屬性數據存在關系數據庫中 而空間圖形數據存儲在文件中 兩個部分數據通過空間實體的標 識碼連接 檢索數據時 一般要同時訪問關系數據庫和文件系統 然后聯系起來 缺點 屬性數據和圖形數據通過 ID 連接 使得查詢 操作困難 數據發布與共享困難 屬性數據與圖形數據分開使得數據的安全性 一致性 完整性 并發控制以及數據損壞后的恢復 性大大降低 缺乏表示空間對象及其關系的能力 2 擴展模式 全關系型 特點是將圖形數據和屬性數據都采用 RDBMS 統一管理 有兩種方式 基于傳統關系模型 特點是直接使用傳統關系數據模型來組織 缺點是查詢涉及一系列表 操作 費時 結構復雜 效率不高 基于擴展關系模型 特點是將圖形數據的變長部分如坐標利用大二進制 LOB 來存儲 缺點二進 制的讀取效率低 涉及對象嵌套時 速度更慢 代表是 ESRI 和數據庫開發商聯合開發的空間引 擎 ArcSDE 對象關系型 在 RDBMS 上進行功能擴展的結構 能直接存儲和管理非結構化數據 提供了空間數據定義和操作的專 門模塊 效率比二進制塊管理要高 缺點是這些功能函數都是事先定義 不帶拓撲關系 也沒有解決 對象嵌套的問題 代表是 Oracle Spatial 由數據庫廠商獨立開發 屬于自己的 solution 不過實 現的只是簡單點線面的存儲 3 統一管理模式 它不是基于 RDBMS 而是在開放性的 DBMS 基礎上擴充空間數據表達功能 用戶使用自己的 ADT 擴充 DBMS 優點是數據類型操作方便 用戶可以定制空間存取算法 缺點是用戶在 DBMS 中用的是自己的 數據類型 某些應用可能會很復雜 4 4 試分析無拓撲關系矢量數據結構與矢量數據結構是如何定義的 并簡要評價 試分析無拓撲關系矢量數據結構與矢量數據結構是如何定義的 并簡要評價 1 無拓撲關系矢量數據結構 是對 面條 數據模型的描述 有兩種方式定義 多邊形環路法 點用一個坐標對記錄 線用一串坐標對記錄 面用封閉的坐標串記錄 點位字典法 首先用一個文件記錄所有的點坐標對 其他文件記錄點線 點面的關系 如線用一串 點號記錄 面用封閉的一串點號記錄 其中 多邊形環路法的缺點是 多邊形的公共邊存儲了 2 次 不但冗余 而且容易造成邊界處產生裂 縫 即碎屑多邊形 點位字典法中避免了這種情況 但是也沒有存儲拓撲關系 2 拓撲關系矢量數據結構 除了記錄坐標外 還記錄空間關系 主要是關聯關系 全顯式定義是 面塊 弧段 弧段 結點 結點 弧段 弧段 面塊 弧段 面塊 結點拓撲關系 半隱含表達則是存儲了 上述的一部分關系 剩下的關系可以臨時推導出 3 無拓撲關系數據結構的主要優點是數據結構簡單 占用存儲資源小 數據顯示快 數據維護容易 缺點是存儲相鄰多邊形有數據冗余 缺少多邊形的鄰域信息和圖形拓撲信息 島只作為一個單個圖形 沒有與外界的聯系 精品文檔 3歡迎下載 4 拓撲關系數據結構建立空間關系后 為數據錯誤的查找和空間分析提供了方便 缺點是數據結構 復雜 維護困難 5 5 論述空間數據共享中需要解決的關鍵問題以及共享策略 論述空間數據共享中需要解決的關鍵問題以及共享策略 空間數據具有多源性 空間分布性 時間動態性 數據量大等特點 在數據共享過程中需要解決空間 數據的標準 空間數據的互操作 遠程數據傳輸策略等關鍵問題 共享策略 1 數據模型層次 目前空間數據模型多種多樣 如 DEM 遙感影像 元數據等多種數據模型 為了實 現空間數據之間的互操作 需要為空間數據存儲或者轉換過程建立一個統一的模型 即對空間數據進 行統一描述和轉換 如 OGC 定義的一個可用于網絡數據交換的標準的模型 GML 2 數據存儲與交換層次 數據格式轉換模式 傳統的 GIS 共享方法 缺點是轉換過程中會有信息損失 轉換過程復雜且頻 繁 往往轉換后還要進行編輯 不適合在線數據處理與分析 數據互操作模式 有 2 種方案 見簡答 采用互操作模式實現共享的關鍵在于互操作規范 例如 OGC 提供了一個開放地學數據互操作規范 OpenGIS 也有缺點 直接數據訪問模式 一個 GIS 軟件可以存取多種數據格式 用戶可以使用單個 GIS 軟件訪問和存 取多種格式 優點是無需進行數據轉換 但是需要修改軟件來適應新的要求 統一標準格式存儲 3 元數據層次 除具有一系列分布式空間數據庫服務器及其本地元數據外 還有一個中心服務器 它負責所有服 務器的總控管理 其主要作用是對所有空間數據庫的元數據進行管理 它存儲了一個統一的空間元數 據庫 該元數據庫描述了地理位置分布的服務器站點上空間數據庫的情況 并可以通過每條元數據記 錄訪問它所對應的空間數據庫 在每個服務器上 還擁有一個元數據庫 即本地空間元數據庫 它描 述了該服務器上所有空間數據庫的情況 當該元數據庫發生變更時 服務器會通過消息將更新情況發 送到中心服務器 由中心服務器上的元數據管理系統自動更新統一空間元數據庫 客戶對分布式數據 庫的訪問一般是通過中心服務器進行的 5 5 論述網格論述網格 GISGIS 與與 WebGISWebGIS 區別在哪些方面 區別在哪些方面 1 數據分布的區別 WebGIS 使得 GIS 擺脫了傳統單機的束縛 使得 GIS 系統可以使用分布在不同地 理位置的資源 形成了 C S B S 的處理模式 但是這 2 種處理模式沒有擺脫單一數據源的模式 數 據實際上還是集中方式管理 只是數據的提供者和請求者不在局限于同一個地理位置 而網格環境的 處理模式則是空間數據分布在不同的地理位置上 網格 GIS 可以對這些各種各樣的數據進行無縫集成 和分布式協同處理 數據源不再單一 2 管理系統的區別 目前 WebGIS 中多是根據特定的 GIS 數據以及應用開發的 相對封閉 難以實現 互操作 并且隨著數據源的迅速增長 WebGIS 的跨平臺受到嚴重制約 相關中間件技術也要求服務器 與客戶端有更為緊密的耦合 影響了跨平臺的的數據訪問 網格 GIS 中允許存在異構的資源管理系統 它們之間的數據訪問與操作必須建立一個開放的標準接口 3 資源利用的區別 WebGIS 利用其他資源的能力比較差 一種 WebGIS 的配置只能使用其所有的各種 資源 而不能充分發揮其他資源的作用 而網格 GIS 則是充分利用各種資源 把各分布結點上部分或 者全部的資源調到最合適的計算結點 然后把計算處理的的結果返回給用戶 另外 WebGIS 上的資源 是靜態的 即不會隨著時間推移而發生大的變化 而在網格 GIS 中資源時刻處于動態變化之中 因此 要求網格 GIS 的環境是可擴展的和開放的 精品文檔 4歡迎下載 4 數據管理策略區別 應用 WebGIS 客戶 Internet HTTP 協議 Web 服務器 數據 遠程 應用 網格 GIS 客戶 網格環境 網格協議 網格 GIS 節點 海量數據 遠程 上圖所示為 GIS 技術發展中數據管理的三個簡單過程對比 可以看出 最初的 GIS 此圖未畫 是以 本地應用為目的而構建的 數據資源集中在本地機器或局域網內 GIS 應用程序通過文件協議訪問數 據資源 WEBGIS 采取的是一種分布式的數據管理策略 數據訪問通過 HTTP 協議 或 CORBA DCOM 等分布對象訪問的方式實現 不過它的應用中間件依賴于具體的應用平臺 對大數據量的遠程訪問仍 有一定難度 網格化的 GIS 也基于分布式的數據管理策略 但它采用與平臺無關的標準交換協議 不 受現有代理和防火墻的限制 并且還能利用現有 HTTP 驗證模式 對待 SSL 對于大數據量的訪問可以 采用 GFTP 協議 XWINDOW 下的一個多線程 FTP 客戶端工具 可以以支持運用 FTP HTTP 和 SSH 協議 來傳輸文件 或者使用二級緩存技術來提高數據訪問的速度 l l 什么是地理信息系統 什么是地理信息系統 GIS GIS 它與一般的計算機應用系統有哪些異同點它與一般的計算機應用系統有哪些異同點 地理信息系統即是管理和分析空間數據的應用工程技術 又是跨越地理科學 信息科學和空間科學的 應用基礎學科 其技術系統由計算機硬件 軟件和相關的方法過程所組成 用以支持空間數據的采集 管理 處理 分析 建模和顯示 以便解決復雜的規劃和管理問題 GIS 脫胎于地圖學 是計算機科學 地理學 測繪遙感學 環境科學 城市科學 空間科學 信息科 學和管理科學等眾多學科交叉融合而成的新興學科 但是 地理信息系統與這些學科和系統之間既有 聯系又有區別 1 GIS 與機助制圖系統 機助制圖是地理信息系統得主要技術基礎 它涉及 GIS 中的空間數據采集 表示 處理 可視化甚 至空間數據的管理 地理信息系統和數字制圖系統的主要區別在于空間分析方面 一個功能完善的地 理信息系統可以包含數字制圖系統的所有功能 此外它還應具有豐富的空間分析功能 2 GIS 與 DBMS 數據庫管理系統 GIS 除需要功能強大的空間數據的管理功能之外 還需要具有圖形數據的采集 空間數據的可視化和 空間分析等功能 因此 GIS 在硬件和軟件方面均比一般事務數據庫更加復雜 在功能上也比后者要 精品文檔 5歡迎下載 多地多 3 GIS 與 CAD 系統 二者雖然都有參考系統 都能描述圖形 但 CAD 系統只處理規則的幾何圖形 屬性庫功能弱 更缺乏 分析和判斷能力 4 GIS 與遙感圖像處理的系統 遙感圖像處理的系統是專門用于對遙感圖像數據處理進行分析處理的軟件 它主要強調對遙感柵格數 據的幾何處理 灰度處理和專題信息提取 這種系統一般缺少實體的空間關系描述 難以進行某一實 體的屬性查詢和空間關系查詢以及網絡分析等功能 2 2 GISGIS 由哪幾個主要部分組成由哪幾個主要部分組成 它的基本功能有哪些它的基本功能有哪些 試以目前廣泛應用的兩個基礎試以目前廣泛應用的兩個基礎 GISGIS 軟件為例 軟件為例 列出它們的功能分類表 并按重要性進行排隊和比較其異同點 列出它們的功能分類表 并按重要性進行排隊和比較其異同點 GIS 主要有以下五部分 1 系統硬件 用以存儲 處理 傳輸和顯示地理信息系統或空間數據 2 系統軟件 是系統的核心 用于執行 GIS 功能的各種操作 包括數據輸入 處理 數據庫管理 空間分析和圖形用戶界面等 3 空間數據 地理信息系統的操作對象 它具體描述地理實體的空間特征 屬性特征和實踐特征 4 應用人員 GIS 應用人員包括系統開發人員和 GIS 技術的最終用戶 他們的業務素質和專業知識 是 GIS 工程及其應用成敗的關鍵 5 應用模型 GIS 應用模型的構件和選擇也是系統應用成敗至關重要的因素 是 GIS 技術產生社 會經濟效益的關鍵所在 也是 GIS 生命力的重要保證 其基本功能有 1 數據采集與編輯 2 數據存儲與管理 3 數據處理和變換 4 空間分析和統計 5 產品制作與顯示 6 二次開發和編程 3 3 根據你的了解 闡述 根據你的了解 闡述 GISGIS 的相關學科及關聯技術 并就的相關學科及關聯技術 并就 GISGIS 基礎理論的建立和發展問題 發表你基礎理論的建立和發展問題 發表你 的意見和觀點 的意見和觀點 地理信息系統與其他相關學科系統間的關系 1 GIS 與 地圖學 GIS 是以地圖數據庫 主要來自地圖 為基礎 其最終產品之一也是地圖 因此它與地圖有著極密切 的關系 GIS 是地圖學理論 方法與功能的延伸 GIS 與地圖學一脈相承 它們都是空間信息處理的 學科 地圖學強調圖形信息傳輸 而 GIS 則強調空間數據處理與分析 地圖學與 GIS 之間的聯系是通 過地圖可視化工具與他們的潛力來增強 GIS 的數據綜合和分析能力 2 GIS 與一般事務數據庫 GIS 離不開數據庫技術 數據庫技術主要通過屬性來管理和檢索 但一般沒有空間概念 GIS 恩能夠 處理空間數據 3 GIS 與計算機地圖制圖 計算機地圖制圖技術的發展對 GIS 的產生起了有力的促進作用 GIS 的出現又反過來為地圖制圖提供 了現代化的先進技術手段 數字地圖是 GIS 的數據源 也是 GIS 的表達形式 計算機地圖制圖是 GIS 的重要組成部分 4 GIS 與計算機輔助制圖 CAD GIS 處理的多為自然目標 CAD 處理的多為規則幾何圖形及其組合 GIS 的屬性庫內容結構復雜 功 能強大 圖形屬性的相互作用十分頻繁 且多具有專業化特征 4 4 GISGIS 可應用于哪些領域 試結合你的專業論述可應用于哪些領域 試結合你的專業論述 GlSGlS 的應用和發展前景 的應用和發展前景 精品文檔 6歡迎下載 1 在市政工作中的決策支持 城市發展的宏觀決策中 宏觀經濟社會信息統計 公共安全 道路建設 稅收管理 財政 工商行政 建筑物審批 水利 農業 環境 土地管理 礦 業 國土綠化 醫療衛 人民防空 防震減災 2 在社會公共事業中 城市供水 公共交通 鐵路 郵電通訊 電力供應 煤氣燃氣供應 3 在第三產業中 物業估價 房地產管理 中介服務 廣告宣傳 金融保險 商業服務 4 在軍事中 作戰指揮 后方管理 5 5 你對 你對 GISGIS 社會化的發展趨勢是怎么理解的 社會化的發展趨勢是怎么理解的 GIS 的社會化有一些的同義語 如 全球化 大眾化 等等 他們實際上描述了 GIS 社會化的不同 側面 大眾化 是社會化的主要方面 它是指 GIS 技術已經融入到人們的日常生活中 遷移默化的改 變著生活的方式 將地圖存儲在計算機中 使以往利用地圖提供的定位 定向 導航功能可以通過 GIS 實現 而 3S 集成技術 可以使定位導航功能更加自動化和準確 利用 GIS 可以將信息按照其空 間坐標組織起來 進行查詢檢索 進而可以分析其空間分布特點 進行決策支持 汽車導航 野外探 險和旅游 銀行信用卡管理 商家經營分析 保險賠償分析等等 人們生活的各個方面 GIS 都可以 在其發揮作用 數字地球 是 GIS 應用的極致 也是 GIS 社會化的頂點 公眾在日常生活中使用著地理信息系統 可是他不需要了解任何 GIS 的知識 GIS 應用和其他應用緊 密結合在一起 已經成為人們日常生產和生活中不可分離的一部分 正如一些學者所預測的 GIS 發 展的將來就是沒有 GIS 從應用角度來看 GIS 的社會化意味著每一個人都可以方便的使用 GIS 功能 而從應用開發角度來看 GIS 社會化的標志是 GIS 產業的形成與分化 形成專門的數據生產廠商 GIS 平臺 構件開發商 GIS 集成商 GIS 服務提供商以及 GIS 工程監理等等 相關 GIS 技術標準的確立 對于 GIS 產業的發 展提供了基礎 6 6 給出給出 Geomatics Geomatics 一詞的定義 如何理解一詞的定義 如何理解 Geo Geo 和和 matics matics 的含義的含義 Geomatics Geomatics 的出現有什么意義的出現有什么意義 1990 年 Gagnon 將 Geomatics 定義為 利用各種手段 通過一切途徑來獲取和管理有關空間基礎信息 的空間數據部分的科學技術領域 Geo 是地理的意思 Matics 是數據的意思 他們只是從地 理學科來考慮地理信息系統 從 Geomatics 一詞出現的過程可以看出 Geomatics 反映了現在測 繪科學 遙感和地理信息系統御現代計算機科學和信息科學相結合的多學科集成 以滿足對空間信息 要求的發展趨勢 信息是向人們或機器提供關于現實世界各種事實的知識 是數據 消息中所包含的意義 它不隨載體 的物理形式的各種改變而改變 信息具有如下的特點 信息的客觀性 任何信息都是與客觀事物緊 密相聯系的 信息的適用性 信息對決策是十分重要的 建立地理信息系統的目的就是為生產 管 理和決策服務的 因而信息具有適用性 信息的傳輸性 信息可以在信息發送者和接受者之間傳輸 既包括系統把有用信息送至終端設備 包括遠程終端 和以一定形式提供給有關用戶 也包括信息 在系統內各子系統之間的傳輸和交換 信息的共享性 信息與實物不同 它可以傳輸給多個用戶 為多個用戶共享 而其本身并無損失 信息的這些特點 使信息成為當代社會發展的一項重要資源 數據 Data 是通過數字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號 不僅數字是數據 而且文字 符號 和圖像也是數據 地理信息是指表征地理系統諸要素的數量 質量 分布特征 相互聯系和變化規律的數字 文字 圖 像和圖形等的總稱 8 GIS8 GIS 近代發展有什么特點近代發展有什么特點 GIS 起源于人口普查 土地調查和自動制圖 1960 年 加拿大測量學家 R F Tomlinson 提出了把地圖 精品文檔 7歡迎下載 變成數字形式的地圖 1963 年 又提出 GIS 這一術語 并建立了第一個 GIS 加拿大 GIS 隨后 GIS 在全世界迅速發展起來 國際 GIS 的發展狀況 60 年代 探索時期 GIS 思想和技術方法的探索 當時 人們關注的主題 什么是 GIS GIS 能 干什么 70 年代 鞏固時期 這時由于計算機技術及其在自然資源和環境數據處理的應用 促進 GIS 迅速 發展 這期間 發展研究的重點是空間數據處理的算法 數據結構和數據庫管理等方面 80 年代 實驗階段 也是 GIS 普遍發展和推廣應用階段 此時 人們把 GIS 與 RS 結合 解決全 球性問題 如全球沙漠化 全球可居住地評價 核擴散問題等 90 年代 全面應用 產業化階段 對 GIS 進一步研究 研究的內容集中在 空間信息分析的新模 式和新方法 空間關系和數據模型 人工智能引入等方面 現代 普及發展階段 隨著信息網絡化發展和深入 GIS 與世界接軌 尤其在發展中國家得到重視 和發展 我國 GIS 的發展 我國 GIS 起步雖較晚 但發展較快 可分為以下幾個階段 70 年代 準備階段 一些知名人士 GIS 先驅看到 GIS 的廣闊前景和 GIS 的重要性 進行極積呼 吁 為 GIS 在我國的發展奠定了與論準備基礎并做了一些可行性實驗 80 年代 試驗起步階段 這期間 我國在 GIS 理論探索 規范探討 軟件開發 系統建立等方 面取得了突破和進展 進行了一些典型 試驗專題試驗軟件開發工作 90 年代 我國 GIS 發展階段 我國改革開放以來 沿海 治江經濟開發區的發展土地的有償使 用和外資的引進 急需 GIS 為之服務 這也推動 GIS 在我國的全面發展 96 年以來 是我國 GIS 產業化階段 近幾年來 我國經濟信息化的基礎設施和重大信息工程已納入國家計劃 一批國家級和地方級 的 GIS 相繼建立并投入運行 一批專業遙感基地已建立 并進入了產業化運行 一批綜合運用 3S 技 術的重點項目已實施 并在自然災害監測和圖土資源調查中發揮效益 一批高等院校開設了與 GIS 相 關的新專業 培養了一大批從事 GIS 研究與開發的高層次人才 具有我國自主版權的 GIS 基礎軟件的 研制逐步進入了產業化軌道 等等這些都標志我國 GIS 產業已進入新的發展階段 3 3 空間數據的結構與其它非空間數據的結構有什么特殊之處 常見的數據的結構有哪些 空間數據的結構與其它非空間數據的結構有什么特殊之處 常見的數據的結構有哪些 數據結構是指數據的組織形式 在計算機存儲 管理和處理的數據邏輯結構 空間數據是一種較復雜 的數據類型 涉及到空間特征 屬性特征及它們之間關系的描述 空間數據的結構主要有矢量數據結 構和柵格數據結構 非空間數據主要涉及屬性數據 矢量數據結構是通過記錄坐標的方式盡可能精確地表示點 線和多邊形等地理實體 坐標空間設為連 續 允許任意位置 長度和面積的精確定義 矢量結構的顯著特點 定位明顯 屬性隱含 柵格結構是以規則的陣列來表示空間地物或現象分布的數據組織 組織中的每個數據表示地物或現象 的非幾何屬性特征 柵格結構的顯著特點 屬性明顯 定位隱含 即數據直接記錄屬性的指針或數據 本身 而所在位置則根據行列號轉換為相應的坐標 常見的數據結構有層狀數據 網絡數據 關系數據 語義數據 面向對象的數據結構 4 4 矢量數據與柵格數據的區別是什么 它們有什么共同點嗎 矢量數據與柵格數據的區別是什么 它們有什么共同點嗎 優點缺點 矢量 1 便于面向現象 土壤類 土地利 用單元等 2 結構緊湊 冗余度低 便于描述 線或邊界 3 利于網絡 檢索分析 提供有效 的拓撲編碼 對需要拓撲信息的操 1 數據結構復雜 各自定義 不便于數 據標準化和規范化 數據交換困難 2 多邊形疊置分析困難 沒有柵格有效 表達空間變化性能力差 3 不能像數字圖像那樣做增強處理 4 軟硬件技術要求高 顯示與繪圖成本 精品文檔 8歡迎下載 作更有效 4 圖形顯示質量好 精度高 較高 柵 格 1 結構簡單 易于數據交換 2 疊置分析和地理 能有效表達空 間可變性 現象模擬較易 3 利于與遙感數據的匹配應用和分 析 便于圖像處理 4 輸出快速 成本低廉 1 現象識別效果不如矢量方法 難以表 達拓撲 2 圖形數據量大 數據結構不嚴密不緊 湊 需用壓縮技術解決該問題 3 投影轉換困難 4 圖形質量轉低 圖形輸出不美觀 線 條有鋸齒 需用增加柵格數量來克服 但會增加數據文件 6 6 柵格數據結構的編碼方法如何 柵格數據結構的編碼方法如何 柵格數據的編碼方法 直接柵格編碼 就是將柵格數據看作一個數據矩陣 逐行 或逐列 逐個記錄代碼 壓縮編碼 包括鏈碼 游程長度編碼 塊碼 四叉樹編碼 八叉樹編碼 十六叉樹編碼等 鏈碼 弗里曼鏈碼 比較適合存儲圖形數據 游程長度編碼通過記錄行或列上相鄰若干屬性相同點的代碼來實現 塊碼是游程長度編碼擴展到二維的情況 采用方形區域為記錄單元 四叉樹編碼是最有效的柵格數據壓縮編碼方法之一 還能提高圖形操作效率 具有可變的分辨率 7 7 矢量數據結構的編碼方法如何 矢量數據結構的編碼方法如何 矢量數據的編碼方法 對于點實體和線實體 直接記錄空間信息和屬性信息 對于多邊形地物 有坐標序列法 樹狀索引編碼法和拓撲結構編碼法 坐標序列法是由多邊形邊界的 x y 坐標對集合及說明信息組成 是最簡單的一種多邊形矢量編碼法 文件結構簡單 但多邊形邊界被存儲兩次產生數據冗余 而且缺少鄰域信息 樹狀索引編碼法是將所有邊界點進行數字化 順序存儲坐標對 由點索引與邊界線號相聯系 以線索 引與各多邊形相聯系 形成樹狀索引結構 消除了相鄰多邊形邊界數據冗余問題 拓撲結構編碼法是通過建立一個完整的拓撲關系結構 徹底解決鄰域和島狀信息處理問題的方法 但 增加了算法的復雜性和數據庫的大小 8 8 矢量與柵格數據如何互為轉化 矢量與柵格數據如何互為轉化 矢量轉柵格 內部點擴散法 即由多邊形內部種子點向周圍鄰點擴散 直至到達各邊界 為止 復數積分算法 即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算復數積分 來判斷兩者關 系 射線算法和掃描算法 即由圖外某點向待判點引射線 通過射線與多邊形邊界交點 數來判斷內外關系 邊界代數算法 是一種基于積分思想的矢量轉柵格算法 適合于記錄拓撲關系的多邊形矢 量數據轉換 方法是由多邊形邊界上某點開始 順時針搜索邊界線 上行時邊界左側具有相同行坐標 的柵格減去某值 下行時邊界左側所有柵格點加上該值 邊界搜索完之后即完成多邊形的轉換 柵格轉矢量 即是提取具有相同編號的柵格集合表示的多邊形區域的邊界和邊界的拓撲關系 并 表示成矢量格式邊界線的過程 步驟包括 多邊形邊界提取 即使用高通濾波將柵格圖像二值化 邊 界線追蹤 即對每個弧段由一個節點向另一個節點搜索 拓撲關系生成和去處多余點及曲線圓滑 8 8 紙張上的地圖如何進入計算機系統 紙張上的地圖如何進入計算機系統 圖形數據的輸入實際上就是圖形的數字化過程 一般有兩種方法 1 扶跟蹤數字化儀輸入 手扶跟蹤數字化是目前最為廣泛使用的將已有地圖數字化的手段 利用手扶跟蹤數字化儀可以輸入點 精品文檔 9歡迎下載 地物 線地物以及多邊形邊界的坐標 通常采用兩種方式 即點方式和流方式 流方式又分為距離流 方式和時間流方式 數字化過程 把待數字化的圖件固定在圖形輸入板上 首先用鼠標器輸入圖幅范圍和至少四個控制點的坐標 隨后 即可輸入圖幅內各點 曲線的坐標 通過數字化儀采集數據量小 數據處理的軟件也比較完備 但由于數字化的速度比較慢 工作量大 自動化程度低 數字化的精度與作業員的操作有很大關系 所以 目前很多單位在大批量數字化時 已不再采用它 2 掃描儀輸入 掃描儀直接把圖形 如地形圖 和圖像 如遙感影像 照片 掃描輸入到計算機中 以象素信息進行存儲 表示的設備 按其所支持的顏色分類 可分為單色掃描儀和彩色掃描儀 按所采用的固態器件又分為 電荷耦合器件 CCD 掃描儀 MOS 電路掃描儀 緊貼型掃描儀等 按掃描寬度和操作方式分為大型掃描 儀 臺式掃描儀和手動式掃描儀 掃描過程 掃描時 必須先進行掃描參數的設置 包括 掃描模式的設置 分二值 灰度 百萬種彩色 對地形圖的掃描一般采用二值掃描 或 灰度掃描 對彩色航片或衛片采用百萬種彩色掃描 對黑白航片或衛片采用灰度掃描 掃描分辨率的設置 根據掃描要求 對地形圖的掃描一般采用 300dpi 或更高的分辨率 針對一些特殊的需要 還可以調整亮度 對比度 色調 GAMMA 曲線等 設定掃描范圍 掃描參數設置完后 即可通過掃描獲得某個地區的柵格數據 通過掃描獲得的是柵格數據 數據量比較大 如一張地形圖采用 300dpi 灰度掃描其數據量就有 20 兆左右 除此之外 掃描獲得的數據還存在著噪聲和中間色調像元的處理問題 噪聲是指不屬于地圖 內容的斑點污漬和其它模糊不清的東西形成的像元灰度值 噪音范圍很廣 沒有簡單有效的方法能加 以完全消除 有的軟件能去除一些小的臟點 但有些地圖內容如小數點等和小的臟點很難區分 對于 中間色調像元 則可以通過選擇合適的閾值選用一些軟件如 Photoshop 等來處理 一般對獲得的柵格數據還要進行一些后續處理如圖像糾正 矢量化等 掃描輸入因其輸入速度快 不受人為因素的影響 操作簡單而越來越受到大家的歡迎 再加之計 算機運算速度 存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現 使得掃描輸入已成為圖形數據輸入的主要 方法 11 11 何謂元數據 元數據的作用和意義 何謂元數據 元數據的作用和意義 元數據是關于數據的描述性數據信息 說明數據內容 質量 狀況和其他有關特征的背景信息 其目 的是促進數據集的高效利用 并為計算機輔助軟件工程服務 元數據的作用和意義 幫助數據生產單位有效的維護和管理數據 提供有關數據生產單位的各種有關信息供用戶查詢 幫助用戶了解數據 提供有關信息 以便用戶處理和轉換有用數據 采用元數據可以便于數據共享 9 9 請簡要說明通過掃描儀得到矢量地圖數據的原理和過程 請簡要說明通過掃描儀得到矢量地圖數據的原理和過程 在數字圖像中 二值圖像占有非常重要的地位 在對地圖 文字的掃描數字化和識別時 通常都是當 作二值圖像來處理的 由于掃描后的圖像是以不同灰度級存儲的 為了進行柵格數據矢量化的轉換 需壓縮為兩級 0 和 1 這就稱為二值化 二值化的關鍵是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值 當灰度級小于閾值時 取值為 0 當灰度級大于閾值時 取值為 1 2 二值圖像的預處理 精品文檔 10歡迎下載 對于掃描輸入的圖幅 由于原稿不干凈等原因 總是會出現一些飛白 污點 線劃邊緣凹凸不平等 除了依靠圖像編輯功能進行人機交互處理外 還可以通過一些算法來進行處理 除了上述方法外 還 可用其它許多方法 例如 對于飛白和污點 給定其最小尺寸 不足的消除 對于斷線 采取先加粗 后減細的方法進行斷線相連 用低通型濾波進行破碎地物的合并 用高通濾波提取區域范圍等等 所謂細化就是將二值圖像象元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點 使之成為線劃寬度只有一個像元的骨架圖 形 細化后的圖形骨架既保留了原圖形的絕大部分特征 又便于下一步的跟蹤處理 細化的基本過程是 1 確定需細化的像元集合 2 移去不是骨架的像元 3 重復 直到僅剩骨架 象元 如果是對掃描后的地圖圖像進行細化處理 應符合下列基本要求 保持原線劃的連續性 線寬只為一個像元 細劃后的骨架應是原線劃的中心線 保持圖形的原有特征 細化后的二值圖像形成了骨架圖 追蹤就是把骨架轉換為矢量圖形的坐標序列 其基本步驟為 從左向右 從上向下搜索線劃起始點 并記下坐標 朝該點的 8 個方向追蹤點 若沒有 則本條線的追蹤結束 轉 1 進行下條線的追蹤 否則 記下坐標 把搜索點移到新取的點上 轉 2 注意的是 已追蹤點應作標記 防止重復追蹤 為了進行拓撲化 需找出線的端點和結點 以及孤立點 孤立點 8 鄰城中沒有為 1 的像元 如下圖 2 1 端點 8 鄰城中只有一個為 1 的像元 如圖 2 2 結點 8 鄰城中有三個或三個以上為 1 的像元 如圖 2 3 在追蹤時加上這些信息后 就可形成結點和孤段 就可用矢量數據的自動拓撲方法進行拓撲化了 1313 RSRS 與與 GPSGPS 的原理各是什么 與的原理各是什么 與 GISGIS 有什么關系 有什么關系 遙感 RS 是一種遠離目標 通過非直接接觸而判定 測量并分析目標性質的技術 是對目標進行信 息采集主要是利用了目標反射或輻射的電磁波 接收從目標中反射或輻射的電磁波的裝置叫做遙感器 remote sensor 照相機及掃描儀等即屬于此類 此外 搭載這些遙感器的移動體叫做遙感平臺 platform 根據遙感平臺的不同 遙感可分為地面遙感 航空遙感 航天遙感三種類型 航空遙感是以飛機或氣球作為工作平臺進行成像或掃描的一種遙感方式 航空遙感具有成像比例尺大 分辨率高 幾何糾正準確等優點 在 GIS 中也有重要的應用 現在的航空遙感 除以感光膠片作為傳 統記錄外 還可進行磁帶記錄 把獲取的紫外 紅外 微波等信息 轉換成圖像和數字信息 以便于 計算機對遙感信息的進一步處理 航天遙感是利用人造衛星給多種傳感器提供了離地面更高的工作平臺 使傳感器具有更廣闊的視野 居高臨下 俯視一切 衛星遙感還可不受國界和地形的限制 可對全球作連續的觀測 遙感衛星根據 其軌道及搭載的遙感器不同而有不同的特征 遙感衛星的主要功能有 記錄準確的遙感器的位置 可 靠地獲取數據以及將獲取的數據傳送到地面站 全球定位系統 GPS 是一種采用距離交會法的衛星導航定位系統 通過測定測距信號的傳播時間來 間接測定距離的 將無線電信號發射機從地面站搬到衛星上 組成一個衛星導航定位系統 較好地解 決覆蓋面與定位精度之間的矛盾 GPS 由空間部分 控制部分和用戶設備三部分組成 RS 與 GIS 的結合具有重要意義 GIS 的生命力將最終取決于其空間數據庫的現勢性 遙感數據是 GIS 的重要信息源和數據更新的手段 同時 RS 與 GIS 的結合可以有效地改善遙感分析 利用 GIS 的空間 數據可以提高遙感數據的分類精度 由于分類可信度的提高 又推動了 GIS 中數據快速更新的實現 GIS 中的高程 坡度 坡向 土壤 植被 地質 土地利用等信息是遙感分類經常要用到的數據 另 外 RS 與 GIS 的結合可以進一步加強 GIS 的空間分析功能 RS 與 GIS 的結合方式通常有三種 分開但是平等的結合 精品文檔 11歡迎下載 表面無縫的結合 整體的結合 此外 RS 用于 GIS 地理數據庫的快速更新 用衛星影像獲取各種地面要素的矢量信息 將遙感圖像與 GIS 空間數據對應的圖形以透明方式迭加 并發現和確定需要更新的內容 然后要將柵格數據進行矢 量化處理 同時進行一些入庫前的預處理 數據就可以按 GIS 指定的數據結構入庫了 全球定位系統 與 GIS 的結合也具有重要意義 GPS 定位準 耗時少 節約人力物力 推動了 GIS 中數據快速更新的 實現 1010 泰森多邊形有什么特點 如何建立 泰森多邊形有什么特點 如何建立 泰森多邊形可用于定性分析 統計分析 鄰近分析等 其特性有 每個泰森多邊形內僅含有一個離散點數據 泰森多邊形內的點到相應離散點的距離最近 位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊的離散點的距離相等 泰森多邊形的建立步驟 建立泰森多邊形算法的關鍵是對離散數據點合理地連成三角網 即構建 Delaunay 三角網 建立泰森 多邊形的 離散點自動構建三角網 即構建 Delaunay 三角網 對離散點和形成的三角形編號 記錄每 個三角形是由哪三個離散點構成的 找出與每個離散點相鄰的所有三角形的編號 并記錄下來 這只要在已構建的三角網中找 出具有一個相同頂點的所有三角形即可 見圖 5 對與每個離散點相鄰的三角形按順時針或逆時針方向排序 以便下一步連接生成泰森多邊 形 排序的方法可如圖 5 所示 設離散點為 o 找出以 o 為頂點的一個三角形 設為 A 取三角形 A 除 o 以外的另一頂點 設為 a 則另一個頂點也可找出 即為 f 則下一個三角形必然是以 of 為邊的 即為三角形 F 三角形 F 的另一頂點為 e 則下一三角形是以 oe 為邊的 如此重復進行 直到回到 oa 邊 計算每個三角形的外接圓圓心 并記錄之 根據每個離散點的相鄰三角形 連接這些相鄰三角形的外接圓圓心 即得到泰森多邊形 對于三角網邊緣的泰森多邊形 可作垂直平分線與圖廓相交 與圖廓一起構成泰森多邊形 1414 DEMDEM 有哪幾種常用的生成方法有哪幾種常用的生成方法 它的主要優缺點是什么它的主要優缺點是什么 規則格網模型 主要形式 如 GRID 等高線模型 不規則三角網模型 TIN 層次模型 Pyramids 金字塔 1 規則格網模型 優點 規則格網的高程矩陣 可以很容易地用計算機進行處理 特別是柵格數據結構的地理信息系統 它還可以很容易地計算等高線 坡度坡向 山坡陰影和自動提取流域地形 使得它成為 DEM 最廣泛使 用的格式 缺點 格網 DEM 的缺點是不能準確表示地形的結構和細部格網 DEM 的另一個缺點是數據量過大 給數 據管理帶來了不方便 通常要進行壓縮存儲 2 等高線模型 優點 直觀 便于理解 缺點 只表示離散的數據 不能表示連續的數值 不便于坡度計算 地貌暈渲等 3 不規則三角網模型 TIN 優點 它既減少規則格網方法帶來的數據冗余 同時在計算 如坡度 效率方面又優于純粹基于等高 線的方法 缺點 1 在地形平坦的地方 存在大量的數據冗余 2 在不改變格網大小的情況下 難以表達復雜 地形的突變現象 3 在某些計算 如通視問題 過分強調網格的軸方向 4 層次模型 層次模型的存儲問題 層次的數據必然導致數據冗余 自動搜索的效率 例如搜索一個點可能先在最粗的層次上搜索 再在更細的層次上搜索 直到找到該 精品文檔 12歡迎下載 點 1515 地形分析有哪些主要內容及其運算模型 地形分析有哪些主要內容及其運算模型 坡度計算 坡向分析 曲面面積計算 地表粗糙度計算 高程及變異分析 谷脊特征分析 日照強度 分析 淹沒邊界計算挖方和填方等 運算模型 坡度 arcos 2 x y y zi j 1 zi j zi 1 j 1 zi 1 j 2 x zi j zi 1 j zi 1 j 1 zi j 1 2 4 x2 y2 1 2 坡向 tan 1 x A j y B j 式中 A j z 1 j 1 z 2 j 1 z 1 j z 2 j B j z 2 j z 2 j 1 z 1 j z 1 j 1 曲面面積 si j y2 zi j zi j 1 zi 1 j zi 1 j 1 2 4 x2 zi j 1 zi 1 j 1 zi j zi 1 j 2 4 x2 y2 1 2 地表粗糙度 Ri j D 1 2 Ozi 1 j 1 zi j zi j 1 zi 1 j O 高程及變異分析 谷脊特征分析 根據 zi j 1 zi j zi j 1 zi j 0 和 zi 1 j zi j zi 1 j zi j 0 來判斷谷脊 日照強度分析 E G sinh a cost b sint cos sinh 或 E 0 E 0 表示陰暗 G 太陽常數 h 太陽高度角 t 時角 a b 坡面方程系數 坡度 淹沒邊界計算 H1 H 1 2 xtg H2 H 1 2 xtg zi j 1 當 zi j H2 zi j 0 當 zi j H2 1919 GISGIS 中應有哪些空間關系 中應有哪些空間關系 1 拓撲空間關系 2 順序空間關系 方向空間關系 3 度量空間關系 主要指實體間的距離關系 遠近 2020 空間數據的插值算法有什么用途 請舉例說明有幾種方法 空間數據的插值算法有什么用途 請舉例說明有幾種方法 空間數據插值是用已知點的數值來估算其他點的數值的過程 在 GIS 應用中 空間插值主要用于柵格 數據 估算出網格中每個單元的值 方法 全局方法和局部方法 全局方法 趨勢面分析 回歸分析 局部方法 泰森多邊形 密度估算 反距離權重插枝 薄板樣條函數法 克利金法 2121 DEMDEM 有什么用途 如何建立 有什么用途 如何建立 數字高程模型有許多用途 其中最重要的一些用途是 1 在國家數據庫中存儲數字地形圖的高程數據 2 計算道理設計 其它民用和軍事工程中挖填土石方量 3 為軍事目的 武器導向系統 駕駛訓練 的地表景觀設計與規劃 土地景觀構筑 等顯示地形 的三維圖形 4 越野通視情況分析 也是為了軍事和土地景觀規劃等目的 5 規劃道路線路 壩址選擇等 6 不同地面的比較和統計分析 7 計算坡度 坡向圖 用于地貌暈渲的坡度剖面圖 幫助地貌分析 估計侵蝕和徑流等 8 顯示專題信息或將地形起伏數據與專題數據如土壤 土地利用 植被等進行組合分析 9 提供土地景觀和景觀處理模型的影像模擬所需的數據 10 用其它連續變化的特征代替高程后 DEM 還可以表示如下方面 通行時間和費用 人口 直觀 風景標志 污染狀況及地下水水位等 DEM 有多種表示方法 通常所說的 DEM 指格網 DEM 和不規則三角網 DEM 地形分析也基于此 建立 精品文檔 13歡迎下載 1 格網 DEM 及其建立 格網 DEM 是 DEM 的最常用的形式 其數據的組織類似于圖像柵格數據 只 是每個象元的值是高程值 即格網 DEM 是一種高程矩陣 其高程數據可直接由解析立體測圖儀獲取 也可由規則或不規則的離散數據內插產生 離散點構格網 DEM 是在原始數據呈離散分布 或原有的格網 DEM 密度不夠時需使用的方法 其基本思 路是 選擇一合理的數學模型 利用已知點上的信息求出函數的待定系數 然后求算規則格網點上的 高程值 離散點構格網 DEM 所采用的是內插算法 插值的方法很多 如按距離加權法 多項式內插法 樣條函 數內插法 多面函數法等等 大量的實驗證明 由于實際地形的非平穩性 不同的內插方法對 DEM 的 精度并無顯著影響 主要取決于原始采樣點的密度和分布 簡單而常用的為線性內插法和雙線性多項 式內插法 線性內插的數學模型為 雙線性多項式內插的數學模型為 其中 x y 為平面坐標 Z 為高程 a1 a2 a3 a4 為待定系數 只要將與插值點距離最近的三個點 對線性內插 或四個點 對雙線性多項式內插 的坐標值和高程值代 入方程 即可解出全部系數 然后用插值點的坐標帶入方程 即可計算出該點的高程值 2 不規則三角網 DEM TIN 及其建立 規則三角網 DEM 直接利用原始采樣點進行地形表面的重建 由 連續的相互聯接的三角面組成 三角面的形狀和大小取決于不規則分布的觀測點的密度和位置 所謂建立不規則三角網 DEM 就是由離散數據點構建三角網 如圖 即確定哪三個數據點構成一個三 角形 也稱為自動聯接三角網 即對于平面上 n 個離散點 其平面坐標為 xi yi i 1 2 n 將其中相近的三點構成最佳三角形 使每個離散點都成為三角形的頂點 自動聯接 三角網的結果為所有三角形的三個頂點的標號 如 1 2 8 2 8 3 3 8 7 見圖 6 為了獲得最佳三角形 在構三角網時 應盡可能使三角形的三內角均成銳角 其基本依據是三角形余 弦定理 9 9 VRVR 是什么 與是什么 與 GISGIS 有什么關系 有什么關系 VR 是 Virtual Reality 的縮寫 中文的意思就是虛擬現實 虛擬現實 Virtual Reality 是一種