1、浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健1 / 13地理信息系统原理与应用课外思考题以下思考题提供同学课外学习思考。同学应结合课堂、课本学习内容，进行细化和具体化的学习。第一章 绪论1. 什么是地理信息？主要特点是什么？（地域性、多维结构、时间性）地理信息是表征地理环境中各项要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的事实和知识的总称。地理信息是所要研究对象与空间地理分布有关的信息。是表示研究对象的位置、分布、空间联系和变化规律的信息。一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。地理信息系统的特点地域性：地理信息的识别与位置相联系多维结构：指在二维空间基础上实现第三维上的多种专题信息结构时序
2、特征：是指地理信息随时间的变化，具有明显的时间性2. 什么是地理信息系统?地理信息系统区别于一般信息系统的主要特点有哪些？GISGIS 是一种存储、分析和显示空间与非空间数据的信息技术。ParkerGIS 是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。- 美国国家地理信息与分析中心是采集、存储、管理、检索、分析和描述地理现象信息的计算机综合系统。 GoodchildGIS 是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。英国教育部GIS 是一个计算机硬软件支持下的信息系统，具有信息系统的基本功能：数据采集、管理、分析和表达等功能，每个 GIS
3、 系统都是由若干具有一定功能的模块组成。GIS 的处理对象是有关的地理空间数据，为了能对这些空间数据进行定位、定性和定量的描述，决定了 GIS 要对地理空间数据按统一地理坐标进行编码，这是 GIS 与其他信息系统不同的根本所在。地理信息系统区别于一般信息系统的主要特点有哪些？GIS 处理空间数据和非空间数据；GIS 具备科学可视化功能；GIS 的区域性和层次性；GIS 的技术优势在于它的空间分析能力；3. 地理信息系统由哪些部分组成? 浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健2 / 13从计算机系统的角度看，GIS 是由软件、硬件、数据和用户组成。用户（GIS 服务的对象，分为一般用户和从事
4、建立、维护、管理和更新的高级用户）软件（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统）硬件（由主机、外设和网络组成。 ）数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础）应用模型（解决专门应用问题）4. 地理信息系统的基本功能有哪些?数据采集与输入、编辑、更新、存储与管理、空间查询与分析（空间查询、叠加分析、缓冲区分析、网络分析、地形分析）、二次开发、数据显示与可视化输出5. GIS 可以回答和解决哪些问题？ 位置（Location）：某个地方有什么？条件（Condition ）：符合条件的实体在哪里？变化趋势（Trends ）：识别已经发生或正在发生变化的地理现象？（暗礁还是潜艇？洪
5、水的淹没速度！）模式（Patterns）：某种现象与地理实体之间的空间关系如何？（暴力事件多发地与酒吧的关系！）模拟（Simulation）：某地具备某种条件将会发生什么？（某种降水量时洪水淹没的范围？）6. 说明视图目录表中专题的排列顺序与该专题在视图地图中的层次位置的关系是怎样的关系？根据这种关系，在视图目录表中应该如何排列面状专题、线状专题、点状专题？ 目录表上面的专题将绘在下面的专题之上，形成视图背景的专题。所以其排在上面的专题可能会覆盖下面的的专题。自上而下：点状专题，线状专题，面状专题7. 试说明 ArcView 中分层储存不同专题有什么好处？A：方便地理信息的分类管理，若要对某一
6、专题进行修改，可以直接在该专题上修改，而对其他专题无影响。B：根据要素类型分层，使空间事物表达直观，针对性强，如点线面的分层。8. 说明 zoom to full extent、zoom to active theme、zoom to selected 的区别？ Zoom to Full Extent 按钮：将视图中的全部专题缩放到整个窗口范围。Zoom to Active Themes 按钮：缩放到视图中活动专题的空间范围。Zoom to Selected 按钮：缩放到活动专题中当前选中的要素所在的空间范围。浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健3 / 139. 根据实验操作，解释：要素
7、 feature、主题 theme、视图 view、属性表tabel、和项目 project 的概念；说明 ArcView 是怎样组织这些地理信息的？Feature：是空间数据最基本的，不可分割的单位，有点、线、面三种。Theme：是空间数据的图形表示。每个专题都由同一类型的要素组成。 （一个专题对应一张属性表，一条记录对应一个要素）View：是具有相同坐标区域的若干专题层的集合。Table：若干行列组成，每条记录代表 Theme 中的一个要素，每列代表一个属性。Project： 以.apr 为后缀，由 Views，Tables ，Charts，Layouts，Scripts 组合。怎样组织这
8、些地理信息ArcView 以 Project 为基本应用单元， 通过“项目”来组织和管理一项工程的信息文档。10.什么是专题的可视状态？如何进入或退出可视状态？ （是否打钩）11.什么是专题的激活状态？如何进入或退出激活状态？ （是否选择）12.什么是专题的可编辑状态？如何进入或退出编辑状态？（ThemeStart Editing）第二章 空间数据的表达 13.什么是地图投影？地图投影用来解决什么问题？将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影建立将地球表面曲面展开成平面的数学方法14.理解地图投影的变形特征。有哪几类投影变形？地图投影变形将不可展的地球椭球面展开成平面，并且不能有断裂
9、，则图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，故投影变形是不可避免的。 类型长度变形 面积变形 角度变形15.高斯-克吕格投影的特点和性质是什么？其变形特点是什么？（等角横轴切椭圆柱投影）角度没有变形中央经线没有长度变形，其余经线长度变形为正，距中央经线愈远变形愈大面积变形，在纬线方向，距中央经线愈远，变形愈大浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健4 / 1316.高斯投影带如何划分？为什么要采用分带投影？如何划分1：2.5 万1：50 万比例尺地形图采用 6 度分带，1：1 万比例尺地形图采用 3 度分带。6 度分带将地球从 0 到 360 分成 60 个带，3 度分带将地球分成 120
10、 个带。为什么要采用分带投影由于高斯-克吕格投影距中央经线远的位置变形较大，一般采用分带投影的办法。17.兰勃特投影的特点和性质？其变形特点是什么？（等角正轴割圆锥投影）其特点是角度无变形；面积发生变化；标准纬线上无变形；18. GIS 中把地理空间现象抽象为哪几类地理实体？点实体：零维线实体：一维面实体：二维体实体：三维19.各类空间（地理）实体的特点是什么？连续面状实体与不连续面状实体的区别？各类空间（地理）实体的特点是什么点实体：有位置，无宽度和长度，用于描述点状的地理现象线实体：有长度，但无宽度和高度，用来描述线状地理现象面实体：具有长和宽的目标，通常用来表示自然或人工的面状地理空间现
11、象，面实体有连续性面实体和不连续面实体体实体：有长、宽、高的目标，通常用来表示人工或自然的三维地理现象，如建筑、矿体、水体等三维目标。连续面状实体与不连续面状实体的区别不连续变化曲面：如土壤、森林、草原、土地利用等，属性变化发生在边浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健5 / 13界上，面的内部是同质的。连续变化曲面：如地形起伏、温度变化，整个曲面在空间上连续变化。20.“空间（地理）实体的表达”的含义是什么？对一个空间实体，应从哪几个方面进行描述？（空间几何特征、空间拓扑特征、属性特征、时间特征）对一个抽象得到的地理实体，我们需要描述该地理实体的：1）位置、形状、大小 （空间几何特征）2
12、）与其他空间实体的关系:相邻、关联、包含（空间拓扑特征）3）性质、性状、功能、作用以及其他特征（属性特征）4）随时间的变化 （时间特征）5）地理实体描述的说明（原数据特征）对地理实体的上述特征进行描述，就可以得到地理实体的空间数据和非空间数据21. 什么是空间数据？空间数据描述空间实体的哪些特征？空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。 22. 什么是属性数据？属性数据描述空间实体的哪些特征？地理要素具有描述性属性
13、，与空间数据相对应的描述性数据。国家资源与环境信息系统规范在“专业数据分类项目建议”中，将属性数据分为社会环境、自然环境、资源能源 3 大类 14 个项目。社会环境：人口、交通、行政区划、地名、通信自然环境：地形、海岸、水系、地质资源能源：土地、气候、生物、矿产、海洋资源 23. 说明矢量表达法、栅格表达法各自的方法和特点？数据 优点 缺点1.数据结构紧凑、冗余度低 1.数据结构复杂矢量数据 2.有利于网络和检索分析 2.3.图形显示质量好、精度高1.数据结构简单 1.数据量大栅格数据 2.便于地表模拟分析 2.投影转换比较复杂3.现势性较强浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健6 / 1
14、324.什么是图像配准，图像配准有什么作用？什么是图像配准地图配准主要用于在数字化地图前，对地图进行坐标和投影的校正，以使得地图坐标点准确，使得地图拼接准确。图像配准有什么作用做地图要有一个投影坐标系，在不同的坐标系下做出来的地图是不相同的。配准的目的就是选择一种投影，并确定栅格图像在这一投影上的坐标，据此把栅格图像数字化。第三章：GIS 数据的采集与处理25.GIS 的数据来源有哪些？ GIS 所需要的数据包括空间数据和属性数据，可以来自以下已有的或实测的数据源：地图，影像数据，统计数据，实测数据，数字数据，文档数据26.说明在使用地图时应该注意哪些问题？地图使用时应注意的问题：地图存储介质
15、的缺陷地图现势性较差地图投影的转换27.GIS 数字资料是指哪些资料？数字资料指由各种 GIS 软件或制图软件生成的数字图形数据和属性数据。数据格式问题。MapInfo .tab .mid ArcInfo .shp .e00AutoCAD .dwg .dxf Photoshop .psd .tif .jpg .gif Access .mdb Excel .xls SQL .mdf28.ArcView 的专题图层文件为一组同名不同扩展名的文件，说明各个不同扩展名文件的含义（保存的内容）。工程(项目 )文件 .apr专题(图层 )文件 .shp ( .dwg、.map )属性文件 .dbf ( .
16、txt、.xls 、SQL)图形(照片 )文件 .jpg、.tif、.bmp空间数据索引文件 .shx地理数据索引文件 .sbn、.sbx表格关联文件 .ain 、.aih 29.Arcview 是怎样组织和管理空间数据和属性数据的。浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健7 / 13由文件系统（.shp，.shx,.sbn,.sbx.等）来存储和管理空间数据，由关系型数据库（二维属性表.dbf）来管理属性数据，通过在空间数据文件和属性表中的属性数据之间建立关联30.地图数字化的含义是什么？地图数字化的目的是传统纸质地图转换为数字化电子地图。电子地图是传统的基础地图（包括地形图、普通地图等）
17、及其相关信息的数字化存储，是常用地图的电子版。当纸质地图经过计算机图形图像系统光-电转换量化为点阵数字图像，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的数字地图数据文件。31.说明在 arcview 中对纸质扫描地图采用屏幕跟踪矢量化的处理过程。先扫描将地图以栅格图片保存于电脑；然后利用软件工具在显示屏幕上对目标进行矢量化。32.设想要调查某地区 10X10 平方公里范围内的土地利用情况。该地区内有耕地、林地、水塘、畜牧用地等类型（有过去绘制的纸质地图），有新建的一条高速公路、一条铁路通过(纸质地图上没有）。请根据所学 GIS 知识，说明如何将
18、该范围内的实际地理现象输入到计算机中去？(1)将纸质地图扫描，保存到计算机中(2)取代表性的几个点作为控制点坐标进行地图配准(3)将配准后的地图放入到一个新的 view 中，再新建两个 theme（线类型）：公路专题和铁路专题，用绘图工具（线），在配准后的地图上画出相应的铁路和公路。(4)再新建一个 theme（面类型）：土地类型专题，用绘图工具（多边形），用鼠标依照底图的区域多边形边界，依次输入多边形的各个拐点(5)在各自线性属性表中输入相关的属性数据。33.理解专题属性表和独立表的概念；怎样加载独立表？专题属性表：每一个专题图层都有对应的属性表，用来保存专题层中要素的属性值。这个属性表在创
19、建专题时自动生成，与专题（后缀：.shp）的名称同名，但扩展名不同（属性表文件.dbf） 。独立表：独立于专题图层的属性表。加载独立表：在 Project 窗口中，双击 table 图标。或者先选定 table 图标，浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健8 / 13再单击窗口上部的“New”按钮，在随后弹出的“ 新建表格”对话框内，输入新建表格的名称及在磁盘中的存贮位置，随后在可编辑的状态下编辑即可。34.区别和理解属性表的两种连接方式：Join（合并）方式和 Link（关联）方式。Link：建立表和表之间的关联，使空间要素的属性表与其它独立属性表的查询功能能得到扩展。需要建立关联的两个
20、表必须有相同数据类型、对应数据内容的字段作为关键字段。关联后的两张属性表形式上是保持独立的。Join：建立表和表之间的连接，使空间要素的属性与独立属性表的属性内容合并为一张表。需要建立连接的两个表必须有相同数据类型、对应数据内容的字段作为关键字段。连接的两张属性表将合二为一（将源表的内容加到目标表中去） 。Link 与Join的主要区别：Link 实现两表连接后，外观仍然是二个独立的表格，查询其中一个表的记录时，另一个表中的对应记录被立刻查到，分别显示在各自的窗口中。Join实现两表连接后，被连接的表合并到结果表中，结果表的字段得到扩展，表的显示比较紧凑、简洁。第四章：GIS 地图产品及制作1
21、. 什么是地图语言？地图语言包括的三大要素：地图符号、地图色彩、地图注记。地图语言是由各种符号、色彩与文字构成表示空间信息的一种图形视觉语言。2. 理解什么是地图符号化？符号化是空间数据生成地图过程中的一个关键技术步骤。地图是表达空间实体的一种模型 符号化模型。地理信息系统通过采集、储存、处理空间数据，形成对人们有用的空间信息，再通过地图一种符号化的模型可视地、直观地表达出来。符号化是空间数据生成地图过程中的一个关键技术步骤。3. 地图符号的功能：放映制对象的存在、丰富地图表达、增强易读性、突出重点、表达非实体的内容。丰富地图内容的表达增强地图的易读性突出重点内容表达非实体的现象反映制图对象的
22、个体存在、类别及其数量和质量特征；4. 地图符号的图形变量：形状、尺寸、颜色、方向、亮度、纹理地图符号有 6 个图形变量：形状、尺寸、颜色、方向、亮度、密度(纹理)。浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健9 / 13其中，尤以图形的形状、尺寸和颜色最为重要，被传统的地图符号理论称之为地图符号的三个基本要素。5. ArcView 中地图注记有哪两种方式？地图注记的内容来自哪里？地图上的文字和数字总称为地图注记。注记并不是自然界中的一种要素，但它们与地图上表示的要素有关，注记能表达事物的名称和某些质量和数量特征。名称注记：说明各种事物的专有名称，如居民点名称；说明注记：用来说明各种事物的种类、
23、性质或特征，用于补充图形符号的不足，它常用简注表示；数字注记：用来说明某些事物的数量特征，如高程等。6. 什么是专题地图？专题地图（thematic map） ，又称特种地图，着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。专题地图的内容由两部分构成：专题内容。图上突出表示的自然或社会经济现象及其有关特征。地理基础。用以标明专题要素空间位置与地理背景的普通地图内容，主要有经纬网、水系、境界、居民地等。7. ArcView 提供的制图图例有哪几种？（6 种）。特别理解单值图例(Unique symbol)和渐变色图例(Graduated color)的含义和应用特点。单一符号(Single sy
24、mbol)：是 ArcView 的缺省图例类型，它用同一种符号显示主题中所有的要素特征。单值图例(Unique symbol)： 对于给定的属性字段，每个唯一的值用一种符号来表示。这种图例符号最适宜于表达类别数据。渐变色(Graduated color)：用一段范围内的颜色来显示特征，主要用于表示有级别划分或数值值域的数据如温度、人口等。渐变符号图例(Graduated symbol)：用大、小随特征值变化的同种符号显示数据，适宜表达数据大、小或重要性，但只能用于点数据或线数据。点密度(Dot)：多边形主题特征的某一属性项的值，可用多边形内的离散点来表示，点的密度表示多边形属性值的大小，它适宜
25、表示诸如人口、产值等属性在区域内的分布情况。图表符号(Chart)：用饼形或柱状符号可以同时显示特征的多个属性，饼图的每一扇或柱形图表的每一条分别表示每一种属性，其大小表示属性值的大小，它适宜表示多项属性值之间的对比，如产业结构、作物种植结构对比等等。8. 点密度地图的特点？可以用来表达什么信息？浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健10 / 13点密度地图使用点表示和区域相关的数据分布9. 设计地图版面采用各种框架。有哪 7 种框架？框架是用于特定地图元素的容器。图版中共有 7 种有效的框架类型：视图框架、图表框架、表框架、图例框架、线条比例尺框架、指北针箭头框架和图片框架。10. 框架
26、内容的刷新有两种模式进行：when Active 和 Always。他们的区别是什么？When Active 状态下，只有当图版是激活的工程组件时，该框架才刷新；Always 状态确保了无论何时在链接的工程组件中发生了变化，系统都将刷新该框架。Always 选项可以在激活的视图窗口中进行修改，同时又能够看到被应用到打开的 Layout 窗口中的那些变化第五章：空间查询与分析11. 咨询式查询分析与产生式查询分析的含义与区别？咨询式分析（Query mode）： 回答用户提问空间数据查询（空间查询）产生式分析（Product mode）: 产生、获取新的信息空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析
27、空间统计分析数字地面模型分析（DTM）12. 说明 Identify 查询的过程和结果。选择相应专题名称（该图例看上去呈突出状，表示该专题被激活） ，选择属性查询工具(Identify) 按钮，点击某个要素， 即出现该要素的属性记录13. 空间拓扑关系包括哪三类关系？两个多边形相邻是什么含义？1）相邻拓扑关系线线：查询与某干流 A 相连的所有支流从线状地物表中，查找组成 A 的所有弧段及关联的结点；从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；点点：查询点 A 与点 B 是否相通。 2）相关拓扑关系（不同要素类型之间的关系）线面：查询组成多边形的各条线段；点线：查询组成线段的点；（自来水 GIS 中，与某阀门相关的水管）14. 用 Find 工具查询的特点是什么？Find 工具只能对字符型字段进行查找，不能对数值型字段进行查找；Find 工具只查找满足条件的第一个要素，若有多个要素满足条件，要查找下一个要素，需再次运用 Find 工具。
