发布时间 : 星期日 文章兰州大学地理信息系统考研真题及答案 - 图文更新完毕开始阅读
2002地理信息系统 名词解释、（5”x5）
1. 地理信息系统(02,03)
Geographic Information System简称GIS。GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、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。
是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统是管理和分析空间数据的科学技术，它的主要职能是向管理和生产部门提供有关区域综合、方案优化、战略决策等方面可靠的地理信息或空间信息。
2. 数据库管理系统02,03)
(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件，是用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。能够对介质上存储的数据进行语义和逻辑上的定义，并提供对数据的查询检索和存取功能，以及能够对数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。
它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它提供多种功能，可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。它使用户能方便地定义和操纵数据，维护数据的安全性和完整性，以及进行多用户下的并发控制和恢复数据库。 3. GPS02,03,04)
GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统 ）的简称。是一种采用距离交会法的卫星系统。分为空间部分、地面控制系统、用户设备部分。GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) 。
GPS是美国海陆空三军联合研制的全球性、全天候和实时性导航、定位和定时系统. 该系统从1973年12月开始研制, 20世纪80年代试运行, 90年代成熟. GPS由卫星系统、地面控制系统和用户接收机三个部分组成. 与其他定位技术相比, GPS具有全天候全球覆盖、高精度、多用途、定位速度快、自动化程度高、抗干扰性能好、保密性强和经济效益高等特点。该技术正沿着卫星系统性能改进、接收机性能改进和导航定位方法完善三个方向发展。 轨道倾角为55°。此外,还有3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成。用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。 4. 地图投影02,03,04)
就是依据一定的数学法则将气球曲面映射到平面或者可以展开成平面的曲面（如圆柱，圆锥），以此建立地表面点与平面点之间的一一对应关系。
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地图投影,Map Projection.把地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上的理论和方法。地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。即建立之间的数学转换公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。
(1)按变形方式可分等角投影、等(面)积投影和任意投影三类。 (2）按转换法则，分几何投影和条件投影。 (3）按投影轴与地轴的关系，分正轴（重合）、斜轴（斜交）和横轴（垂直）三种。 （4）几何投影中根据投影面与地球表面的关系分切投影和割投影。 5. 元数据02,03) data about data (关于数据的数据)。是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多反映数据自身特征规律，以便用户对数据集准确，搞笑充分的开发与利用。不同领域的数据，其元数据的内容会有很大的差异，通过元数据可以检索访问数据库，可以有效的利用计算机系统资源。可以对数据进行加工处理和二次开发等，实现空间信息共享的核心标准。
它是一种广泛存在的现象，在许多领域有其具体的定义和应用。元数据（Metadata），又称元数据、中介数据，为描述数据的数据（data about data），主要是描述数据属性（property）的信息，用来支持如指示储存位置、历史资料、资源寻找、文件纪录等功能。元数据算是一种电子式目录，为了达到编制目录的目的，必须在描述并收藏数据的内容或特色，进而达成协助数据检索的目的。 论述题(25”x3)
1. 比较矢量数据与栅格数据的优缺点（02，03，04） 矢量和栅格数据结构总体比较
矢量结构和栅格结构是利用计算机形象表现客观世晃的两种基本方式，二者互相补充，相辅相成。矢量结构力图精确而简明地表达人类对地理空间事物简化抽象的结果，即点、线和多边形空间对象的轮廓，具有天然的精练性，以及为了保证准确、精练而带来的结构复杂性。栅格结构的基点是从某种(属性)角度，用简单规整的格网来模拟空间景观的整体形象，数据量大而结构简单，但抽象和简明地表达主要空间对象及空间关系的能力不够强。矢量和栅格数据结构的表现手法和总体效果也正好相反：矢量结构的数据的空间位 置坐标取值可以是任意的、连续的，但表达的空间形象是分立空间对象组成的画面，即总体效果是不连续的；而栅格结构的数据取值方式是不连续的、分立的，但总体表达效果却可以是连续的，表现为照片般的空间图像。
矢量数据优点：数结构紧凑，冗余度低 拓扑关系易于空间分析，查询 图形显示质量好 精度高 便于面向实体的数据表达
缺点：软件实现的技术要求比较高 多边形叠置分析相对困难 数据结构复杂 不能像遥感图像那样做增强处理
栅格数据优点：数据结构简单 空间分析较易实现 有利于遥感数据的匹配应用和分析 输出快速成本低廉
缺点：数据冗余度高 拓扑关系难以表达 定位精度比矢量低 投影转换难。
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通过以上的分析可以看出，矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点是互补的（图2-4-1）为了有效地实现GIS中的各项功能(如与遥感数据的结合，有效的空间分析等)需要同时使用两种数据结构，并在GIS中实现两种数据结构的高效转换。在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构一般来讲，
栅格结构可用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。矢量结构用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。
2. 试述GIS的基本构成及GIS在地理学中的地位
地理信息系统主要由四部分组成：即计算机硬件系统，计算机软件系统，空间数据及系统的组织和使用维护人员即用户。
地理信息系统与地理学有着密切的关系，可以说地理信息系统是一个以新的技术手段和思想解决地理学问题，是地理学研究上一次质的飞跃。而地理学是地理信息系统的理论依托。Parker，把地理学称之为地理信息系统之父。离开地理学，gis处理的空间数据只是一堆毫无意义的数据，同样，离开地理学模型，计算机也无法建立起真正的地理信息系统。另外，gis是地理学的许多分支，特别是地理学，大地测量学，地形学，遥感技术有着密切的关系。
3. 谈谈GIS空间数据的共享途径（02，03）
GIS空间数据共享的实现模式 由于地理信息系统的图形数据格式各异，给信息共享带来了极大的不便，解
决多格式数据源集成一直是近年来GIS应用系统开发中需要解决的重要问题。目前，实现多源数据集成的方式大致有四种，即：数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式、开放式数据库互接模式。 1、数据格式转换模式 格式转换模式是传统GIS 数据集成方法。顾名思义，在这种模式下，其他数据格式
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经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统中的数据库或文件中。这是目前GIS系统数据集成的主要办法。目前得到公认的几种重要的空间数据格式有：ESRI公司的Arc/Info Coverage、ArcShape Files、E00格式；AutoDesk的DXF格式和DWG格式；MapInfo的MIF格式；Intergraph的dgn格式等等。 2、数据互操作模式 数据互操作模式是OpenGIS consortium(OGC)制定的规范。OGC是为了发展开放式地理数据系统、研究地学空间信息标准化以及处理方法的一个非盈利组织。GIS互操作是指在异构数据库和分布计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能透明地获取所需的信息。OGC为数据互操作制定了统一的规范，从而使得一个系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。根据OGC颁布的规范，可以把提供数据源的软件称为数据服务器（Data Servers），把使用数据的软件称为数据客户（Data Clients），数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求，由数据服务器提供服务的过程，其最终目的是使数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。OGC规范基于OMG的CORBA、Microsoft的OLE/COM以及SQL等，为实现不同平台间服务器和客户端之间数据请求和服务提供了统一的协议。OGC规范正得到OMG和ISO的承认，从而逐渐成为一种国际标准，将被越来越多的GIS软件以及研究者所接受和采纳。目前，还没有商业化GIS软件完全支持这一规范。 数据互操作为多源数据集成提供了崭新的思路和规范。它将GIS带入了开放式的时代，从而为空间数据集中式管理和分布存储与共享提供了操作的依据。OGC标准将计算机软件领域的非空间数据处理标准成功地应用到空间数据上。
3、直接数据访问模式 直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。直接数据访问不仅避免了繁的数据转换，而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件，更不需要该软件运行。直接数据访问提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。 目前使用直接数据访问模式实现多源数据集成的GIS软件主要有两个，即： Intergraph 推出的GeoMedia系列软件和中国科学院地理信息产业发展中心研制的SuperMap。GeoMedia实现了对大多数GIS/CAD软件数据格式的直接访问，包括：MGE、Arc/Info、Frame、Oracle Spatial、SQL Server、Access MDB等。SuperMap 2.0则提供了存取SQL Server、Oracle Spatial、ESRI SDE、Access MDB、SuperMap SDB文件等的能力，在以后的版本中将逐步支持对Arc/Info Coverage、AutoCAD DWG、MicroStation DGN、ArcView等数据格式的直接访问。 直接数据访问同样要建立在对要访问数据的数据格式的充分了解的基础上，如果要访问的数据的格式不公开，就非破译该格式不可，还要保证破译完全正确，这样才能真正与该格式的宿主软件实现数据共享。如果宿主软件数据格式发生变化，各数据集成软件不得不重新研究该宿主软件数据格式，提供升级版本，而宿主软件的数据格式发生变化时往往不对外声明，这样，其他数据集成软件对基于这种GIS软件数据格式的数据的处理必定存在滞后性
4．开放式数据库互接模式 该模式基于这样一个事实：现在尽管各个数据库存储数据的数据格式不同，但几乎每个数据库系统都支持开放式数据库互接（ODBC），都按照ODBC的要求提供接口一致的驱动程序。而一般的GIS数据都具有一些空间数据的特性，因袭可以定义一个包含各种数据的元数据文件，在此基础上，采用面向对象的思路，定义一个包含纯虚函数、不可实例化的抽象基类，这个基类应具备GIS空间数据读写的基本接口。在定义好面向抽象GIS数据格式的抽象基类和统一接口的基础上，由各GIS软件厂商完成存取自己格式数据的子类的动态连接库（类似于ODBC中各数据库系统的驱动程序）。实现厂商一次编程，其他开发者拿来就用，省却大量的重复劳动，加快开发进程。 该模式的优点就是，由于各GIS软件开发商提供的派生类是继承统一的抽象基类，各函数接口一致，可集成到自己开发的GIS软件中，提供对其他软件强有力的支持，并且不会产生数据丢失。而且各GIS软件开发商在不暴露其底层文件格式的情况下，最大程度地方便其他软件的开发者，一旦其内部数据格式有所变动，则只需提供相应的升级过的动态连接库，二次开发人员和其他利用其动态连接库的软件不需作任何变动和重新编译程序。 如何保证数据共享：
1. 数据格式：根本途径是制定一个全球统一的数据格式，通过将这一个格式作为转换标准，使之成为GIS
数据交换的主流。
2. 体系结构：为了实现这个全球统一的数据格式，要求制定出全面的数据结构，尽量囊括全空间对象的
描述方法，为不同领域和不同层次提供有效的，方便的统一标准
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