gis多邊形數據存儲

① GIS矢量數據和柵格數據存儲方法

柵格：直接柵格編碼、壓縮編碼方法（鏈碼、遊程長度編碼、塊碼、四叉樹）
矢量：點實體編碼（採用結構體實現）、線實體編碼（採用結構體實現）、多邊形實體編碼（坐標序列法、樹狀索引編碼、拓補結構編碼）

② gis復習重點有什麼

第一章 緒論
1.地理參照數據：描述地球表面空間要素的位置和特徵的數據，即空間數據和屬性數據兩種組成。（P5）
2.空間數據：描述空間要素幾何特性的數據，可以使離散的或連續的；屬性數據：描述空間要素特徵的數據。
3.矢量數據和柵格數據之間的不同：矢量數據適用於表示離散要素，而柵格數據適用於表示連續要素。它們結構也不同，柵格數據模型使用行、列式單一數據結構和固定像元位置。矢量數據模型可以是地理相關的或是基於對象的，是否拓撲均可，且可包括單一或復合要素。
4.地理相關數據模型和基於對象數據模型之間的不同：存儲方式不同。地理相關模型使用不同的數據系統分部存儲空間數據和屬性數據；基於對象數據模型則將空間數據和屬性數據存儲在統一的數據系統中。
5.矢量數據分析的工具和技術：緩沖區建立（由選擇的要素量測直線距離來創建緩沖區）、地圖疊置（將不同圖層的幾何形態和屬性組合而創建輸出圖層）、距離量算（計算空間要素之間的距離）、空間統計（檢測要素之間的空間依賴性和聚集模式）和地圖操作（管理和改變資料庫中得圖層）。
6.柵格數據分析的操作：局部（對單個像元操作）、鄰域、分區（對一組相同值的像元或類似要素的操作）和整體操作（對整個柵格進行操作）。經常用數學函數將輸入和輸出聯系起來。
7.習題：①將Raster文件、Shapefile文件導入Geodatebase;②gird文件生成坡度圖的方法和流程；③*.mxd是什麼文件，具有什麼功能。
第二章 坐標系統
1.大地基準在GIS中的重要性：大地基準是地球的一個數學模型，可作為計算某個位置地理坐標的參照或基礎。大地基準的定義可包括大地原點、用於計算的橢球參數、橢球與地球在原點的分離。大地基準的概念還可用於測量海拔和高度。
2.地圖投影（球形的地球表面到平面的轉換過程）：經緯線在平面上的系統安排。
3.根據所保留性質描述地圖投影的4種類型：正形投影、等積投影、等距投影、等方位投影。
4.通過投影或可展曲面描述地圖投影的3中類型：圓柱投影、圓錐投影、方位投影。
5.標准線和中央線的差異：標准線是定義地圖投影的一個普通參數，與切割狀態直接相關，標准線指明投影變形分布的模式；而中心線定義了地圖投影的中心或原點。
6.比例系數與主比例尺如何建立關系：比例系數是局部比例尺與主比例尺的比值。
7.基於橫軸墨卡托投影的常用投影坐標系統：UTM—通用橫軸墨卡托格網系統。
8.UTM分帶如何以中央經線、標准經線和比例系數來定義：每個UTM分帶都用通用正割橫軸墨卡托投影制圖，中央經線的比例系數為0.9996，原點緯線是赤道。兩條標准經線分距中央子午線以西和以東180km。每個UTM帶的作用就是保持精度至少為1:2500。
9.習題：經緯度坐標投影成橫軸墨卡托投影的方法和流程。
第三章 地理關系矢量數據模型
1.地理關系數據模型用獨立的系統存儲矢量數據。「獨立的系統」表達的意思：用圖形文件存儲空間數據，用關系資料庫存儲屬性數據。
2.GIS中的簡單要素及其幾何屬性：點的維數為零，且只有位置的性質；線是一維的，且有長度特性；面是二維且有面積和周長性質。
3.試述多邊形Coverage的數據文件結構是如何執行Coverage模型的拓撲關系：
4.闡述拓撲（連接性、面定義和鄰接性）在GIS中的重要性：①能確保數據質量；②拓撲可強化GIS分析。
5.使用Shapefile的主要優勢：①非拓撲矢量數據能比拓撲數據更快速地在計算機上顯示出來；②非拓撲數據具有非專有性和互操作性。
6.分區數據模型中的分區與Coverage模型中的多邊形的不同：地理分區數據模型能處理好兩個空間特徵：①一個分區可以在空間上相連和分離，②分區可重疊或涵蓋相同區域。而Coverage模型中的多邊形不能處理這兩個特性。
7.習題：①Coverage和Shapefile文件結構有什麼不同；②Coverage導出成Shapefile的方法和流程；③Shapefile與dwg文件相互導入導出方法與流程。
第四章 基於對象的矢量數據模型
1.說明地理關系數據模型和基於對象數據模型的區別：地理關系數據模型將空間數據和屬性數據分別存儲在不同的系統中；基於對象數據模型將空間數據和屬性數據存儲在同一個系統中，基於對象數據模型允許一個空間要素（對象）與一系列屬性和方法相聯系。
2.ArcObjects:對象的集合。
3.就空間要素的幾何顯示而言，Geodatabase數據模型和Coverage模型間有何區別：主要在於復合要素如分區和路徑。Geodatabase不再支持Coverage模型中的亞區，但亞區的幾何特性仍被Geodatabase保留下來，因為在Geodatabase中，多要素組合而成的多邊形可由空間上相鄰或不相鄰的組分組成，且可相互疊加。Coverage模型中得路徑亞類Geodatabase數據模型中由帶m（測度）值的聚合線替代。Geodatabase用m值而不是區段和弧對路徑進行線測度。
4.Geodatabase、要素數據集和要素類之間的關系：
5.一個獨立要素類與包含在一個要素數據集中的要素類，兩者間有何區別：包含在一個要素數據集中的要素類通常與其他要素類有拓撲關聯。
6.面向對象技術中封裝性規則的定義：將對象的屬性和方法隱藏起來，使得用戶只能通過預定義界面訪問對象的技術。
7.面向對象技術中多態性規則的定義：同樣的方法運用於不同的對象，可能產生不同的效果。
8.Geodatabase數據模型的優點：①具有面向對象技術的新功能優勢；②提供了一個存儲和管理不同GIS數據的便利框架；③避免了空間和屬性要素間協同的復雜性，減少了數據處理的工作量；④可按照各行各業的需求定製對象。
9.習題：Shapefile轉換成Geodatabase要素類方法和流程；
第五章 柵格數據模型
1.柵格數據模型的基本要素：行、列、像元。
2.柵格數據模型與矢量數據模型相比的優缺點：更容易進行數據的操作、集合和分析。
3.舉出整型柵格數據和浮點型柵格數據的例子：整型柵格數據數值不帶小數位，通常代表類別數據。例如土地覆被模型可用1代表城市用地，2代表林地，3代表水體等。浮點型柵格數據數值帶小數位，表示連續的數值性數據，例如降水量柵格數據可能具有20.15、12.23等降水量數值。
4.像元大小、柵格數據解析度和空間要素的柵格表示三者之間的關系：像元大小決定了柵格數據模型的解析度。
5.矢量化：柵格數據轉換成矢量數據。包括線的細化（只佔據一個像元寬頻）、線的提取（決定獨立線段的起、止點的過程）和拓撲關系的重建（將柵格圖像提取出來的線條連接，以及顯示數字化錯誤所在）。
第六章 數據輸入
1.USGS DLG文件包含了哪些類型的數據：DLGs（數字線狀圖）包括諸如地貌（等高線和高程點）、水文、邊界、交通和美國公共土地調查系統在內的數據類型。DLG也是一種數據格式。
2.描述包含在SDTS拓撲矢量標準的文件、點文件和柵格文件裡面的數據類型：拓撲矢量標准文件針對DLG、TIGER和其他基於拓撲的矢量數據；點文件支持測量控制點數據；柵格文件提供數字正射影、數字高程模型和其他柵格數據。
3.差分糾正的工作原理：用基站數據校正GPS數據雜訊誤差的方法。
4.文本文件必須包括哪些數據，才能夠轉換成為Shapefile：
5.在數字化過程中點模式和流模式的不同之處：點模式中操作者選點進行數字化；流模式中按預設的時間或距離間隔進行線的數字化。如果被數字化的特徵有很多直線線段，點模式是首選。
6.數字化的掃描方法同時包括柵格化和矢量化方法，為什麼：
7.源地圖對數字化地圖質量有很大影響，舉例說明：USGS標准圖幅的源地圖是二手數據源，原因是這些地圖已經過綜合、概括、符號化等一系列制圖處理過程，每一種過程都會影響繪圖數據的精確性。例如，如果源地圖的編輯過程有錯誤，則這些錯誤就會傳遞到數字化後的地圖。
8.假設你被要求把一張紙質地圖轉化為數字化數據集，你用哪些方法來完成？每種方法的優缺點：
第七章 幾何變換
1.地圖到地圖的轉換：剛數字化完畢的地圖，無論是經手工數字化還是掃描數字化的跟蹤，其單元都是基於數字化儀的單位。而數字化儀的單位可能是英寸或點/英寸。這種剛數字化完畢的地圖轉換到投影坐標的幾何變換過程，稱為地圖到地圖的轉換。
2.圖像到地圖的轉換：把衛星影像的行和列轉變為投影坐標。
3.仿射變換可以旋轉、平移、傾斜和不均勻縮放。描述各種變換：旋轉指在原點旋轉對象的x、y軸；平移指把原點移到新的位置；傾斜指允許軸與軸之間存在一個不垂直角度或仿射角，從而在一個傾斜方向上，使其形狀變為平行四邊形；不均勻縮放指在x方向或者y方向，增大或者縮小比例尺。
4.仿射變換的3個步驟：①更新所選控制點的x、y坐標到真實世界坐標。如果不能更新到真實世界坐標，可通過投影控制點的經緯度值獲得；②在控制點上運行仿射變換，並檢驗RMS誤差。如果RMS誤差高於期望值，則選擇另一系列的控制點並再次運行仿射變換。如果RMS誤差在可接受范圍內，那麼控制點估算得出的六個仿射變換系數將應用於下一步；③用估算系數和變換方程，計算數字化地圖的要素或影像的像元的x、y坐標。
5.控制點在仿射變換中得作用：
6.如何選擇地圖到地圖變換的地面控制點：只需要有已知真實世界坐標的點。如果沒有，可以將已知經緯值的點投影到真實世界坐標中。比如，一幅比例尺為1:24000的USGS標准圖幅有16個已知經緯度值的點，這16個點也稱之為地理控制點。
7.如何選擇圖像到地圖變換的地面控制點：直接從衛星影像選取。地面控制點的真實世界坐標就可以通過數字化地圖或GPS讀書獲取。
8.幾何變換中得均方根（RMS）誤差：在幾何變換中，用均方根估算控制點實際位置和估算位置的偏差的統計方法。
9.在圖像到地圖變換過程中，為什麼必須進行像元值的重采樣：衛星影像幾何變換的結果是一幅基於投影坐標系的新圖像，但是這幅新圖像沒有像元值，必須通過重采樣填充像元值。
10.試述柵格數據重采樣的3種常用方法：鄰近點插值法（將原始圖像的最鄰近像元值填充新圖像的每個像元。具有計算速度快的優點，保留原像元值的特徵。）、雙線性插值法（把基於三次線性插值得到的4個最鄰近像元值的平均值賦予新圖像的相應像元）和三次卷積插值法（用五次多項式插值法求出16個相鄰像元值的平均值）。雙線性插值法和三次卷積插值法都是把原始圖像像元值的距離加權平均值填充到新圖像，後一種比前一種得出的圖像平滑，但需要較長的處理時間。
11.對於類型數據，建議用鄰近點插值法進行重采樣，為什麼：鄰近點插值法可以保留原像元值的特徵。
12.什麼是金字塔形法：一種用來顯示大柵格數據集的常用方法。通過建立不同的金字塔等級來表示減少或降低解析度的大柵格。
第八章 空間數據編輯
1.定位錯誤（數字化要素的幾何錯誤）和拓撲錯誤（影響GIS軟體包必需的或用戶自定義的拓撲關系）之間的差異：
2.試述懸掛節點（在一個點處沒有完全結合，在懸掛的結束點產生的點）和偽節點（出現在一條連續線段上，並把該線段不必要地分為數段）的不同：懸掛點在某些特殊情況下可接受的，而某些偽節點不能被接受。
3.地圖拓撲：要素組成部分之間拓撲關系的臨時集合，這些要素組成部分被認為是重合一致的。圖層類型可以使shapefile文件或者Geodatabase模型要素，但不是Coverage。
4.描述運用拓撲規則的3個基本步驟：①通過定義參與要素類型，創建新的拓撲；②拓撲關系的驗證；③驗證結果將被儲存在到一個拓撲圖層，進行修正錯誤和特例情況下接受錯誤。
第九章 屬性數據的輸入與管理
1.要素屬性表：存儲要素空間數據的屬性表格。
2.分布式資料庫系統：
3.描述基於量測標尺概念的4種屬性數據類型：標稱數據、有序數據、區間數據和比率數據。
4.關系資料庫：表格的一個集合，它們之間通過關鍵字聯系起來。
5.關系資料庫的優點：簡單、靈活。①資料庫中每一表格可與其他表格分開准備、維護和編輯；②在因查詢或分析需要連接表格之前，這些表格仍保持分離。
6.合並操作（兩個表格的一個共同關鍵字把這兩個表格連在一起。合並的表格和屬性可以被用於進行數據查詢和數據分析）與關聯操作（只是臨時性地把兩個表格連接在一起，而各表格保持獨立）的相似性和差異性

③ gis數據模型是個什麼東西

兩種典型的GIS數據模型
1、拓撲關系數據模型
拓撲關系數據模型以拓撲關系為基礎組織和存儲各個幾何要素，其特點是以點、線、面間的拓撲連接關系為中心，它們的坐標存貯具有依賴關系。該模型的主要優點是數據結構緊湊，拓撲關系明晰，系統中預先存儲的拓撲關系可以有效提高系統在拓撲查詢和網路分析方面的效率，但也有不足：

對單個地理實體的操作效率不高。由於拓撲數據模型面向的是整個空間區域，強調的是各幾何要素之間的連接關系，在另一方面對具有完整、獨立意義的地理實體作為個體存在的事實沒有足夠的重視，因此增加、刪除、修改某一地理實體時，將會牽涉到一系列文件和關系資料庫表格，這樣不僅使程序管理工作變得復雜，而且會降低系統的執行效率。

難以表達復雜的地理實體。由於拓撲關系組織的要求，一個完整的簡單實體在拓撲關系模型中有時需要被分解為多個幾何要素（比如一條公路本是一個完整的實體，但為了記錄其拓撲鄰接信息，只有對其在與其它公路實體鄰接的地方進行分段，這樣一個完整的實體就被分成多個幾何要素。所有的實體都進行如此處理，所以我們說拓撲數據模型是面向整個區域、面向不被分割的幾何要素的，而不是面向用戶眼中的地理實體）。復雜地理實體由多個簡單實體組合而成，自然也常常被分解，拓撲數據模型的整體組織特性註定了它不可能有效地表達這一由多個獨立實體構成的有機集合體。

難以實現快速查詢和復雜的空間分析。由於在拓撲數據模型中，地理實體被分解為點、線、面基本幾何要素存儲在不同的文件和關系表中，因而凡涉及到獨立地理實體的操作、查詢和分析都將花費較多的CPU時間，在大區域的復雜空間分析方面表現尤為明顯。
局部更新困難，系統難於維護與擴充。由於地理空間的數據組織和存儲是以基本幾何要素（點、弧段和多邊形）為單元進行的，系統中存儲的復雜拓撲關系是GIS工作的數據基礎，當局部一些實體發生變動時，整層拓撲關系將不得不隨之重建，這樣的系統牽一發而動全身，在維護和擴充方面需要更多的精力，並且容易出錯。

值得說明的是，拓撲關系數據模型也能以面向對象的方式實現，但此時面向的對象是不被其它要素從中間分割的幾何要素，往往是一個獨立地理實體的一部分，而不是一個完整的、獨立的地理實體。這一點是拓撲關系數據模型與下一節面向實體數據模型本質不同的重要表現之一。

2、面向實體的數據模型
里稱為「面向實體」，是為了強調這種數據模型是以單個空間地理實體為數據組織和存儲的基本單位的。
與上述拓撲模型相反，該模型以獨立、完整、具有地理意義的實體為基本單位對地理空間進行表達。在具體組織和存儲時，可將實體的坐標數據和屬性數據（如建立了部分拓撲，拓撲關系也放在表中保存）分別存放在文件系統和關系資料庫中，也可以將二者統一存放在關系資料庫中（可以將坐標數據和屬性數據放在同一個表中，也可以將二者分成兩個表，ESRI公司SDE的存貯模式是分成四個表格，它還增加了一個Layers表和一個空間索引表。Layers表位於伺服器端，用於層的管理和維護；空間索引表（伺服器端）採用網格索引，用於實體的快速搜索）。
面向實體的數據模型在具體實現時採用的是完全面向對象的軟體開發方法，每個對象（獨立的地理實體）不僅具有自己獨立的屬性（含坐標數據），而且具有自己的行為（操作），能夠自己完成一些操作。雖然面向實體的數據模型在內部組織上可以按照拓撲關系進行，但是作者這里所說的模型強調對象的坐標存貯之間（尤其是面與線的坐標存貯）不具有依賴關系，這是它與拓撲關系模型的本質不同點。該模型能夠很好地克服拓撲關系數據模型的幾個缺點，具有實體管理、修改方便，查詢檢索、空間分析容易的優點，更重要的是它能夠方便地構造用戶需要的任何復雜地理實體，而且這種模式符合人們看待客觀世界的思維習慣，便於用戶理解和接受。同時，面向實體的數據模型自然地具有系統維護和擴充方便的優點。

這種模型是當今流行GIS軟體採用的最新數據模型，但也有一些缺點：

拓撲關系需臨時構建。由於面向實體的數據模型是以地理實體為中心的，並未以拓撲關系為基礎組織、存儲地理實體，表達地理空間，因此拓撲關系並不是一開始就存在，而是在需要時才臨時導出各種拓撲關系，這需要消耗一定的系統資源。也許有觀點認為，以實體為單位組織數據時，也可以將拓撲關系一開始就保存在實體的屬性表中，拓撲關系並不一定是臨時構建出來的。但仔細分析便可發現，這種方案對由多個幾何要素組成的實體（如一條組成要素不同的河流）不可行，因為拓撲關系不能有效准確地記錄。實際上這種方案只對由一個幾何要素組成的實體適用，但其本質上仍是拓撲關系數據模型，其缺點表徵與上面2.1節描述的完全相同，因而不是真正的面向實體數據模型。

動態分段、網路分析效率降低。在結點---弧段---多邊形拓撲關系鏈中，顯式的拓撲表有四個：結點---弧段表，弧段---結點表，弧段---多邊形表和多邊形---弧段表。有了這四個關系表，我們就能直接查找任意結點、弧段和多邊形的拓撲屬性，便於進行動態分段和網路分析等其它與拓撲關系有關的拓撲分析，基於拓撲數據模型的GIS可以很方便地做到這一點。但由於將四個拓撲表全部存貯會使系統的空間開銷成倍增大，因此一些軟體只存貯其中2個（如早期的System 9版本）或將弧段—結點、弧段—多邊形表合二為一（Arc/Info 8.0以前版本），被隱含的表可由顯示存在的表導出。即便這樣，基於拓撲數據模型的GIS在涉及拓撲關系的查詢和分析上仍然有較高的效率，而面向實體的數據模型由於要根據需要臨時構建拓撲關系，自然會使拓撲查詢和分析的效率降低。當然構建好的拓撲關系可存放起來，供以後使用。

實體間的公共點和公共邊重復存貯。由於面向實體的數據模型是以地理實體為基本單位進行數據組織和空間表達的，對每一個地理實體都進行完整存貯（存貯到點一級），在存貯坐標時是各對象獨立存貯，不再依賴其它對象，那麼就必然會導致實體間共有的公共點和公共邊重復存貯。

難以將管理、分析和處理定位到幾何要素一級。幾何要素是指點、弧段和多邊形等簡單圖形，有時構成同一實體的各個幾何要素之屬性差別較大（例如組成一塊宗地的各邊之面積不一樣，某一交通閉合環路的組成道路類型不一樣等），需要在地理實體的下一級---幾何要素一級上進行處理，拓撲數據模型可以直接進行處理，而面向實體的數據模型則需要首先對相關地理實體進行定位、分解，因而降低系統在這方面的性能。從本質上分析，我們不難得到，由於該種模型認為組成同一實體的幾何要素之屬性相同，因而忽略了幾何要素間的屬性差異，從而導致在系統存貯和處理機制上難以定位到幾何要素一級。

難以實現跨圖層的拓撲查詢和分析。如果這個問題放在拓撲關系模型中，則比較容易解決，因為各個要素的鄰接要素已事先存在，不僅已經是分層的，而且具有實際的地理屬性，因此只要順藤摸瓜查找鄰接要素並取得其地理屬性即可。但對於面向實體的數據模型，則不能有效地解決，因為臨時生成拓撲關系時其中的幾何要素一般屬於同一層，不可能自動生成跨圖層的地理屬性，必須做進一步的處理方才有可能解決。顯然，這種方法的效率不高。

參考資料：http://www.ccw.com.cn/cio/htm2004/20041217_210KC.asp

④ 什麼是GIS

GIS系統即地理信息系統 (GIS, Geographic Information System) 是一種基於計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。

地理信息系統是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發展而發展起來的一個學科。在計算機發展史上，在計算機發展史上，計算機輔助設計技術（CAD）的出現使人們可以用計算機處理象圖形這樣的數據，圖形數據的標志之一就是圖形元素有明確的位置坐標，不同圖形之間有各種各樣的拓撲關系。簡單地說，拓撲關系指圖形元素之間的空間位置和連接關系。簡單的圖形元素如點、線、多邊形等；點有坐標（x, y）；線可以看成由無數點組成，線的位置就可以表示為一系列坐標對（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多邊形可以認為是由閉合曲線形成范圍。圖形元素之間有多種多樣的相互關系，如一個點在一條線上或在一個多邊形內，一條線穿過一個多邊形等等。在實際應用中，一個地理信息系統要管理非常多、非常復雜的數據，可能有幾萬個多邊形，幾萬條線，上萬個點，還要計算和管理它們之間的各種復雜的空間關系……。

地理信息系統是將計算機硬體、軟體、地理數據以及系統管理人員組織而成的對任一形式的地理信息進行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成。

地理信息系統技術廣泛應用於農業、林業、國土資源、地礦、軍事、交通、測繪、水利、廣播電視、通訊、電力、公安、社區管理、教育、能源等幾乎所有的行業，並正在走進人們日常的工作、學習和生活中。

地理信息系統的主要計算機硬體是工作站和微機。 地理信息系統的主要計算機操作系統軟體是UNIX、Windows9X、Windows NT、Windows2000、Macintosh等。

地理信息系統的主要計算機應用軟體是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDesk Map、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。

地理信息系統的主要基礎地理數據比例尺為1:400萬、1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬、1:2000、1:1000和1:500等；基礎地理數據種類為數字線劃圖（DLG）、數字柵格圖（DRG）、數字正射影象圖（DOQ）和數字高程模型（DEM）等。

GIS 地理信息系統相關技術
GIS與其他幾種信息系統密切相關，但由於其處理和分析地理數據的能力使其與它們相區別。盡管沒有什麼硬性的和快速的規則來給這些信息系統分類，但下面的討論可以幫助區分GIS和桌面制圖、計算機輔助設計CAD、遙感、DBMS、以及GPS技術。

桌面制圖
桌面制圖系統用地圖來組織數據和用戶交互。這種系統的主要目的是產生地圖：地圖就是資料庫。大多數桌面制圖系統只有及其有限的數據管理、空間分析以及個性化能力。桌面制圖系統在桌面計算機上進行操作，例如PC機，Macintosh以及小型UNIX工作站。

計算機輔助設計CAD
計算機輔助設計(CAD)系統促進了產生建築物和基本建設的設計和規劃。這種設計需要裝配固有特徵的組件來產生整個結構。這些系統需要一些規則來指明如何裝配這些部件，並具有非常有限的分析能力。CAD系統已經擴展可以支持地圖設計，但管理和分析大型的地理資料庫的工具很有限。

遙感和GPS
遙感是一門使用感測器對地球進行測量的科學和技術，例如，飛機上的照相機，全球定位系統（GPS）接收器，或其他設備。這些感測器以圖象的格式收集數據，並為利用、分析和可視化這些圖象提供專門的功能。由於它缺乏強大的地理數據管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。

DBMS資料庫管理系統
資料庫管理系統專門研究如何存儲和管理所有類型的數據，其中包括地理數據。DBMS使存儲和查找數據最優化，許多GIS為此而依靠它。相對於GIS而言，它們沒有分析和可視化的工具。

⑤ 求詳解ArcGIS軟體的各種數據格式

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⑥ GIS空間數據類型有哪些

1、矢量數據結構，包括：簡單數據結構、拓撲數據結構、曲面數據結構。
柵格數據結構，包括：柵格矩陣結構、遊程編碼結構、四叉樹數據結構、八叉樹和十六叉樹結構。

2、（1）空間聚類方法在高速公路病害密集區分析中的應用。
高速公路路面的病害總是在某些地段較為密集，在某些地段較為疏散．找出病害密集的區域，對於養護決策有著重要的意義．空間聚類可對空間物體的集群性進行分析，應用聚類分析，探尋高速公路的病害密集區，制定養護對策，節省人力、物力、財力。
（2）聚類分析法在城市經濟空間分區中的應用
城市經濟分區涉及多個要素,靠僅有的經驗和專業知識做定性分類是遠遠不夠的,往往帶有主觀性和隨意性。為找出多個城市之間的比較優勢和差距,為有關政策機構在制定政策時提供參考,針對城市綜合競爭力的8大要素,採用Q型聚類分析法進行最優分割,按評價系數進行分類。1Q型聚類分析法聚類分析(Cluster Analysis)是研究「物以類聚」的一種方法,國內有人稱它為群分析、點群分析、簇群分析等,其基本思想是從一批樣本的多個觀測指標中,找出度量樣本之間或指標之間相似程度(親疏關系)的統計量,構成一個對稱的相似性矩陣,在此基礎上進一步找尋各樣本。

⑦ GIS的概念

GIS基本概念集錦
1、地理信息系統（Geographic Information System ，即GIS ）——一門集計算機科學、信息學、地理學等多門科學為一體的新興學科，它是在計算機軟體和硬體支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。GIS有以下子系統：數據輸入子系統，數據存儲和檢索子系統，數據操作和分析子系統，報告子系統.
信息系統
非空間的 空間的
管理信息系統 非地理學的 GIS
CAD/CAM 其他GIS LIS
社會經濟,人口普查 基於非地塊,基於地塊的

2、比較GIS與CAD、CAC間的異同。
CAD——計算機輔助設計，規則圖形的生成、編輯與顯示系統，與外部描述數據無關。
CAC——計算機輔助制圖，適合地圖制圖的專用軟體，缺乏空間分析能力。
GIS——地理信息系統，集規則圖形與地圖制圖於一身，且有較強的空間分析能力。
3、圖層：將空間信息按其幾何特徵及屬性劃分成的專題。
4、地理數據採集——實地調查、采樣；傳統的測量方法，如三角測量法、三邊測量法；全球定位系統（GPS）；現代遙感技術；生物遙測學；數字攝影技術；人口普查。
5、信息範例——傳統的制圖方法，稱為信息範例，即假定地圖本身是一個最終產品，通過使用符號、分類限制的選擇等方式交換空間信息的模式。這個範例是傳統的透視圖方法，由於原始而受到很多限制，地圖用戶不能輕易獲得預分類數據。也就是說，用戶只限於處理最終產品，而無法將數據重組為更有效的形式以適應環境或需求的變化。
6、分析範例（整體範例）——存儲保存原始數據的屬性數據，可根據用戶的需求進行數據的顯示、重組和分類。整體範例是一種真正的用於制圖學和地理學的整體方法。
7、柵格——柵格結構是最簡單最直接的空間數據結構，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網格陣列，每個網格作為一個象元或象素由行、列定義，並包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，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徵。特點：屬性明顯，定位隱含，即數據直接記錄屬性本身，而所在的位置則根據行列號轉換為相應的坐標，即定位是根據數據在數據集中的位置得到的，在柵格結構中，點用一個柵格單元表示；線狀地物用沿線走向的一組相鄰柵格單元表示，每個柵格單元最多隻有兩個相鄰單元在線上；面或區域用記有區域屬性的相鄰柵格單元的集合表示，每個柵格單元可有多於兩個的相鄰單元同屬一個區域。
8、矢量——它假定地理空間是連續，通過記錄坐標的方式盡可能精確地表示點、線、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。對於點實體，矢量結構中只記錄其在特定坐標系下的坐標和屬性代碼；對於線實體，用一系列坐標對的連線表示；多邊形是指邊界完全閉合的空間區域，用一系列坐標對的連線表示。

9、「拓撲」（Topology）一詞來源於希臘文，它的原意是「形狀的研究」。拓撲學是幾何學的一個分支，它研究在拓撲變換下能夠保持不變的幾何屬性——拓撲屬性（拓撲屬性：一個點在一個弧段的端點，一個點在一個區域的邊界上；非拓撲屬性：兩點之間的距離，弧段的長度，區域的周長、面積）。這種結構應包括：唯一標識，多邊形標識，外包多邊形指針，鄰接多邊形指針，邊界鏈接，范圍（最大和最小x、y坐標值）。地理空間研究中三個重要的拓撲概念（1）連接性：弧段在結點處的相互聯接關系；（2）多邊形區域定義：多個弧段首尾相連構成了多邊形的內部區域；（3）鄰接性：通過定義弧段的左右邊及其方向性來判斷弧段左右多邊形的鄰接性。
10、矢量的實體錯誤——偽節點：即需要假節點進行識別的節點，發生在線和自身相連接的地方（如島狀偽結點——顯示存在一個島狀多邊形，這個多邊形處於另一個更大的多邊形內部），或發生在兩條線沿著平行路徑而不是交叉路徑相交的地方（節點——表示線與線間連接的特殊點）。搖擺結點：有時稱為搖擺，來源於3種可能的錯誤類型：閉合失敗的多邊形；欠頭線，即結點延伸程度不夠，未與應當連接的目標相連；過頭線，結點的線超出想與之連接的實體。碎多邊形：起因於沿共同邊界線進行的不良數字化過程，在邊界線位置，線一定是不只一次地被數字化。高度不規則的國家邊境線，例如中美洲，特別容易出現這樣的數字變形。標注錯誤：丟失標注和重復標注。異常多邊形：具有丟失節點的多邊形。丟失的弧。
11、空間分析方法——1、空間信息的測量：線與多邊形的測量、距離測量、形狀測量；2、空間信息分類：范圍分級分類、鄰域功能、漫遊窗口、緩沖區；3、疊加分析：多邊形疊加、點與多邊形、線與多邊形；4、網路分析：路徑分析、地址匹配、資源匹配； 5、空間統計分析：插值、趨勢分析、結構分析；6、表面分析：坡度分析、坡向分析、可見度和相互可見度分析。
12、歐拉數——最通常的空間完整性，即空洞區域內空洞數量的度量，測量法稱為歐拉函數，它只用一個單一的數描述這些函數，稱為歐拉數。數量上，歐拉數=（空洞數）-（碎片數-1），這里空洞數是外部多邊形自身包含的多邊形空洞數量，碎片數是碎片區域內多邊形的數量。有時歐拉數是不確定的。
13、函數距離——描述兩點間距離的一種函數關系，如時間、摩擦、消耗等，將這些用於距離測量的方法集中起來，稱為函數距離。
14、曼哈頓距離——兩點在南北方向上的距離加上在東西方向上的距離，即D（I，J）=|XI-XJ|+|YI-YJ|。對於一個具有正南正北、正東正西方向規則布局的城鎮街道，從一點到達另一點的距離正是在南北方向上旅行的距離加上在東西方向上旅行的距離因此曼哈頓距離又稱為計程車距離，曼哈頓距離不是距離不變數，當坐標軸變動時，點間的距離就會不同。
15、鄰域功能——所謂鄰域是指具有統一屬性的實體區域或者焦點集中在整個地區的較小部分實體空間。鄰域功能就是在特定的實體空間中發現其屬性的一致性。它包括直接鄰域和擴展鄰域。
16、緩沖區分析——是指根據資料庫的點、線、面實體基礎，自動建立其周圍一定寬度范圍內的緩沖區多邊形實體，從而實現空間數據在水平方向得以擴展的空間分析方法。緩沖區在某種程度上受控於目前存在的摩擦表面、地形、障礙物等，也就是說，盡管緩沖區建立在位置的基礎上，但是還有其他實質性的成分。確定緩沖區距離的四種基本方法：隨機緩沖區、成因緩沖區、可測量緩沖區、合法授權緩沖區。
17、統計表面——表面是含有Z值的形貌，Z值又稱為高度值，它的位置被一系列X和Y坐標對定義且在區域范圍內分布。Z值也常被認為是高程值，但是不必局限於這一種度量。實際上，在可定義的區域內出現的任意可測量的數值（例如，序數、間隔和比率數據）都可以認為組成了表面。一般使用的術語是統計表面，因為在考慮的范圍內Z值構成了許多要素的統計學的表述（Robinson et al., 1995）。
18、DEM——數字高程模型（Digital Elevation Model）。地形模型不僅包含高程屬性，還包含其它的地表形態屬性，如坡度、坡向等。DEM通常用地表規則網格單元構成的高程矩陣表示，廣義的DEM還包括等高線、三角網等所有表達地面高程的數字表示。在地理信息系統中，DEM是建立數字地形模型（Digital Terrain Model）的基礎數據，其它的地形要素可由DEM直接或間接導出，稱為「派生數據」，如坡度、坡向。
19、空間插值——空間插值常用於將離散點的測量數據轉換為連續的數據曲面，以便與其它空間現象的分布模式進行比較，它包括了空間內插和外推兩種演算法。空間內插演算法：通過已知點的數據推求同一區域未知點數據。空間外推演算法：通過已知區域的數據，推求其它區域數據。20、泰森多邊形——通過數學方法定義、平分點間的空間並以直線相連結，在點狀物體間生成多邊形的方法。
21、線密度——用所有區域內的線的總長度除以區域的面積。
22、連通性——連通性是衡量網路復雜性的量度，常用γ指數和α指數計算它。其中，γ指數等於給定空間網路體節點連線數與可能存在的所有連線數之比；α指數用於衡量環路，節點被交替路徑連接的程度稱為α指數,等於當前存在的環路數與可能存在的最大環路數之比。
23、圖形疊加——將一個被選主題的圖形所表示的專題信息放在另一個被選主題的圖形所表示的專題信息之上。
24、柵格自動疊加——基於網格單元的多邊形疊加是一個簡單的過程，因為區域是由網格單元組成的不規則的塊，它共享相同的一套數值和相關的標注。毫無疑問，網格單元為基礎的多邊形疊加缺乏空間准確性，因為網格單元很大，但是類似於簡單的點與多邊形和線與多邊形疊加的相同部分，由於它的簡單性，因此可以獲得較高的靈活程度和處理速度。
25、拓撲矢量疊加——如何決定實體間功能上的關系，如定義由特殊線相連的左右多邊形，定義線段間的關系去檢查交通流量，或依據個別實體或相關屬性搜索已選擇實體。它也為疊加多個多邊形圖層建立了一種方法，從而確保連結著每個實體的屬性能夠被考慮，並且因此使多個屬性相結合的合成多邊形能夠被支持。這種拓撲結果稱作最小公共地理單元(LCGU)。
26、矢量多邊形疊加——點與多邊形和線與多邊形疊加使用的主要問題是，線並不總是出現在整個區域內。解決該問題的最強有力的辦法是讓軟體測定每組線的交叉點，這就是所謂的結點。進行矢量多邊形的疊加，其任務是基本相同的，除了必須計算重疊交叉點外，還要定義與之相聯系的多邊形線的屬性。
27、布爾疊加——一種以布爾代數為基礎的疊加操作。
28、制圖建模——用以指明應用命令組合來回答有關空間現象問題的處理。制圖模型是針對原始數據也包括導出數據和中間地圖數據進行一系列交互有序的地圖操作來模擬空間決策的處理。
29、地理模型的類型——類似統計同類的描述性模型和與推理統計技術相關的規則性模型。
30、常見模型——1、注重樣式與處理的問題長時間以來用於解釋類似農業活動與運輸成本間的關系——獨立狀態模型。2、最初為預測工業位置點的空間分布的樣式而設計的WEBER模型，進行改進後可使參與者尋找最佳商業和服務位置——位置-分配模型。3、建立在吸引力與到潛在市場的距離呈反比這一基礎上的經濟地理模型——重力模型。4、通過空間驗證思想如今廣泛用於生態群落，通過地理空間跟蹤動植物運動——改進擴散模型。
31、專題地圖——以表現某單一屬性的位置或若干選定屬性之間關系為主要目的的地圖。專題圖形設計的一般程序包括合適的符號和圖形對象的選擇、生成和放置，以明確突出研究主題的重要屬性和空間關系，同時還要考慮參考系統。GIS專題地圖輸出的規則：不但要有精美的圖形，最重要的是去讀圖、分析地圖和理解地圖。
32、元數據——關於數據的數據，對資料庫內容的全面描述,其目的是促進數據集的高效利用和充分共享。使用元數據的理由：性能上，完整性、可擴展性、特殊性、安全性；功能上，差錯功能、瀏覽功能、程序生成。
33、聚合——將單個數據元素進行分類的大量數字處理過程。
34、克立金法——依靠地球自然表面隨距離的變化概率而確定高程的一種精確內插方法。
35、四叉樹——一種壓縮數據結構，它把地理空間定量劃分為可變大小的網格，每個網格具有相同性質的屬性。
36、比較工具型地理信息系統和應用型地理信息系統的異同。
工具型地理信息系統：是一種通用型GIS，具有一般的功能和特點，向用戶提供一個統一的操作平台。一般沒有地理空間實體，而是由用戶自己定義。具有很好的二次開發功能。如：ArcInfo、Genamap、MapInfo、MapGIS、GeoStar。
應用型地理信息系統：在較成熟的工具型GIS軟體基礎上，根據用戶的需求和應用目的而設計的用於解決一類或多類實際問題的地理信息系統，它具有地理空間實體和解決特殊地理空間分布的模型。如LIS、CGIS、UGIS。
37、詳細描述應用型地理信息系統的開發過程
1、 系統總體設計：需求和可行性分析、數據模型設計、資料庫設計、方法設計
2、 系統軟體設計：開發語言、用戶界面、流程、交互
3、 程序代碼編寫：投影、資料庫、輸入、編輯
4、 系統的調試與運行：α調試、β調試
5、 系統的評價與維護：功能評價、費用評價、效益評價
38、空間信息系統：以多媒體技術為依託，以空間數據為基礎，以虛擬現實為手段的集空間數據的輸入、編輯、存儲、分析和顯示於一體的巨系統，體由若干個子系統組成。
39、地理數據測量標准——命名（對數據命名，允許我們對把對象叫什麼做出聲明，但不允許對兩個命名的對象進行直接比較）、序數（提供對空間對象進行邏輯對比的結果，但這種對比僅限於所談論問題的范圍內）、間隔（可以對待測項逐個賦值，能夠更為精確地估計對比物的不同點）、比率（用途最廣的測量數據標准，它是允許直接比較空間變數的惟一標准）。
40、根據樣本進行推理的取樣原則——未取樣位置的數據可以從已取樣位置的數據中推測出來；區域邊界內的數據可以合並計算；一組空間單元中的數據能夠轉換成具有不同空間配置的另外一組空間單元數據。常用的方法：內插法：當有數值邊界或知道缺失部分兩端數值；外推法：當缺失的數據一側有數值，而另一側每一數值。

⑧ GIS由哪幾個部分組成

1、人員，是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務，開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。

2、數據，精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。

3、硬體，硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。

4、軟體，不僅包含GIS軟體，還包括各種資料庫，繪圖、統計、影像處理及其它程序。

5、過程，GIS 要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗證的結果。

(8)gis多邊形數據存儲擴展閱讀

特點：

1、公共的地理定位基礎；

2、具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；

3、系統以分析模型驅動，具有極強的空間綜合分析和動態預測能力，並能產生高層次的地理信息；

4、以地理研究和地理決策為目的，是一個人機互動式的空間決策支持系統。

⑨ 簡要論述GIS空間數據源的種類

空間資料庫管理功能 地理對象通過數據採集與編輯後，形成龐大的地理數據集。對此需要利用資料庫管理系統來進行管理。GIS一般都裝配有地理資料庫，其功效類似對圖書館的圖書進行編目，分類存放，以便於管理人員或讀者快速查找所需的圖書。其基本功能包括：1.資料庫定義 2.資料庫的建立與維護 3.資料庫操作 4.通訊功能 空間分析功能 通過空間查詢與空間分析得出決策結論，是GIS的出發點和歸宿。在GIS中這屬於專業性，高層次的功能。與制圖和資料庫組織不同，空間分析很少能夠規范化，這是一個復雜的處理過程，需要懂得如何應用GIS目標之間的內在空間聯系並結合各自的數學模型和理論來制定規劃和決策。由於它的復雜性，目前的GIS在這方面的功能總的來說是比較低下的。典型的空間分析有： 拓撲空間查詢 空間目標之間的拓撲關系有兩類,一種是幾何元素的節點、弧段和面塊之間的關聯關系,用以描述和表達幾何要素間的拓撲數據結構,另一種是GIS中地物之間的空間拓撲關系,這種關系可以通過關聯關系和位置關系隱含表達,用戶需通過特殊的方法進行查詢. 緩沖區分析 緩沖區分析是根據資料庫的點、線、面實體,自動建立其周圍一定寬度范圍的緩沖區多邊形,它是地理信息系統重要的和基本的空間分析功能之一. 疊置分析 將同一地區,同一比例尺的兩組或更多的多邊形要素的數據文件進行疊置,根據兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形或進行多邊形范圍的屬性特徵的統計分析. 空間集合分析 空間集合分析是按照兩個邏輯子集給定的條件進行邏輯交運算、邏輯並運算、邏輯差運算。 地學分析 地理信息系統除有以上基本功能外,還提供一些專業性較強的應用分析模塊,如網路分析模塊,它能夠用來進行最佳路徑分析,以及追蹤某一污染源流經的排水管道等等.土地適應性分析可以用來評價和分析各種開發活動包括農業應用、城市建設、農作物布局、道路選線等用地,優選出最佳方案,為土地規劃提供參考意見.發展預測分析可以根據GIS中存儲的豐富信息,運用科學的分析方法,預測某一事物如人口、資源、環境、糧食產量等,及今後的可能發展趨勢,並給出評價和估計,以調節控制計劃或行動.另外,利用地理信息系統還可以進行最佳位址的選擇,新修公路的最佳路線選擇,輔助決策分析和地學模擬分析等等. 數字高程模型的建立 數字高程模型有三種主要的形式，包括格網DEM、不規則三角網（TIN），以及由兩者混合組成的DEM。格網DEM數據簡單，便於管理，但因格網高程是原始采樣點的派生值，內插過程將損失高程精度，僅適合於中小比例尺DEM的構建。TIN直接利用原始高程取樣點重建表面，它能充分利用地貌特徵點、線，較好地表達復雜的地形，但TIN存儲量大，不便於大規模規范管理，並難以與GIS的圖形矢量數據或柵格數據以及遙感影像數據進行聯合分析應用。所以一般的GIS都提供了兩種數字高程模型的軟體包，用戶可以根據需要進行選擇。 地形分析：包括等高線分析，透視圖分析，坡度坡向分析，斷面圖分析及地形表面面積和挖填方體積計算。最佳路徑分析，追蹤污染源流分析，農業布局合理性分析，城市布局合理性分析，道路選線分析等。