gis多边形数据存储

① GIS矢量数据和栅格数据存储方法

栅格：直接栅格编码、压缩编码方法（链码、游程长度编码、块码、四叉树）
矢量：点实体编码（采用结构体实现）、线实体编码（采用结构体实现）、多边形实体编码（坐标序列法、树状索引编码、拓补结构编码）

② gis复习重点有什么

第一章 绪论
1.地理参照数据：描述地球表面空间要素的位置和特征的数据，即空间数据和属性数据两种组成。（P5）
2.空间数据：描述空间要素几何特性的数据，可以使离散的或连续的；属性数据：描述空间要素特征的数据。
3.矢量数据和栅格数据之间的不同：矢量数据适用于表示离散要素，而栅格数据适用于表示连续要素。它们结构也不同，栅格数据模型使用行、列式单一数据结构和固定像元位置。矢量数据模型可以是地理相关的或是基于对象的，是否拓扑均可，且可包括单一或复合要素。
4.地理相关数据模型和基于对象数据模型之间的不同：存储方式不同。地理相关模型使用不同的数据系统分部存储空间数据和属性数据；基于对象数据模型则将空间数据和属性数据存储在统一的数据系统中。
5.矢量数据分析的工具和技术：缓冲区建立（由选择的要素量测直线距离来创建缓冲区）、地图叠置（将不同图层的几何形态和属性组合而创建输出图层）、距离量算（计算空间要素之间的距离）、空间统计（检测要素之间的空间依赖性和聚集模式）和地图操作（管理和改变数据库中得图层）。
6.栅格数据分析的操作：局部（对单个像元操作）、邻域、分区（对一组相同值的像元或类似要素的操作）和整体操作（对整个栅格进行操作）。经常用数学函数将输入和输出联系起来。
7.习题：①将Raster文件、Shapefile文件导入Geodatebase;②gird文件生成坡度图的方法和流程；③*.mxd是什么文件，具有什么功能。
第二章 坐标系统
1.大地基准在GIS中的重要性：大地基准是地球的一个数学模型，可作为计算某个位置地理坐标的参照或基础。大地基准的定义可包括大地原点、用于计算的椭球参数、椭球与地球在原点的分离。大地基准的概念还可用于测量海拔和高度。
2.地图投影（球形的地球表面到平面的转换过程）：经纬线在平面上的系统安排。
3.根据所保留性质描述地图投影的4种类型：正形投影、等积投影、等距投影、等方位投影。
4.通过投影或可展曲面描述地图投影的3中类型：圆柱投影、圆锥投影、方位投影。
5.标准线和中央线的差异：标准线是定义地图投影的一个普通参数，与切割状态直接相关，标准线指明投影变形分布的模式；而中心线定义了地图投影的中心或原点。
6.比例系数与主比例尺如何建立关系：比例系数是局部比例尺与主比例尺的比值。
7.基于横轴墨卡托投影的常用投影坐标系统：UTM—通用横轴墨卡托格网系统。
8.UTM分带如何以中央经线、标准经线和比例系数来定义：每个UTM分带都用通用正割横轴墨卡托投影制图，中央经线的比例系数为0.9996，原点纬线是赤道。两条标准经线分距中央子午线以西和以东180km。每个UTM带的作用就是保持精度至少为1:2500。
9.习题：经纬度坐标投影成横轴墨卡托投影的方法和流程。
第三章 地理关系矢量数据模型
1.地理关系数据模型用独立的系统存储矢量数据。“独立的系统”表达的意思：用图形文件存储空间数据，用关系数据库存储属性数据。
2.GIS中的简单要素及其几何属性：点的维数为零，且只有位置的性质；线是一维的，且有长度特性；面是二维且有面积和周长性质。
3.试述多边形Coverage的数据文件结构是如何执行Coverage模型的拓扑关系：
4.阐述拓扑（连接性、面定义和邻接性）在GIS中的重要性：①能确保数据质量；②拓扑可强化GIS分析。
5.使用Shapefile的主要优势：①非拓扑矢量数据能比拓扑数据更快速地在计算机上显示出来；②非拓扑数据具有非专有性和互操作性。
6.分区数据模型中的分区与Coverage模型中的多边形的不同：地理分区数据模型能处理好两个空间特征：①一个分区可以在空间上相连和分离，②分区可重叠或涵盖相同区域。而Coverage模型中的多边形不能处理这两个特性。
7.习题：①Coverage和Shapefile文件结构有什么不同；②Coverage导出成Shapefile的方法和流程；③Shapefile与dwg文件相互导入导出方法与流程。
第四章 基于对象的矢量数据模型
1.说明地理关系数据模型和基于对象数据模型的区别：地理关系数据模型将空间数据和属性数据分别存储在不同的系统中；基于对象数据模型将空间数据和属性数据存储在同一个系统中，基于对象数据模型允许一个空间要素（对象）与一系列属性和方法相联系。
2.ArcObjects:对象的集合。
3.就空间要素的几何显示而言，Geodatabase数据模型和Coverage模型间有何区别：主要在于复合要素如分区和路径。Geodatabase不再支持Coverage模型中的亚区，但亚区的几何特性仍被Geodatabase保留下来，因为在Geodatabase中，多要素组合而成的多边形可由空间上相邻或不相邻的组分组成，且可相互叠加。Coverage模型中得路径亚类Geodatabase数据模型中由带m（测度）值的聚合线替代。Geodatabase用m值而不是区段和弧对路径进行线测度。
4.Geodatabase、要素数据集和要素类之间的关系：
5.一个独立要素类与包含在一个要素数据集中的要素类，两者间有何区别：包含在一个要素数据集中的要素类通常与其他要素类有拓扑关联。
6.面向对象技术中封装性规则的定义：将对象的属性和方法隐藏起来，使得用户只能通过预定义界面访问对象的技术。
7.面向对象技术中多态性规则的定义：同样的方法运用于不同的对象，可能产生不同的效果。
8.Geodatabase数据模型的优点：①具有面向对象技术的新功能优势；②提供了一个存储和管理不同GIS数据的便利框架；③避免了空间和属性要素间协同的复杂性，减少了数据处理的工作量；④可按照各行各业的需求定制对象。
9.习题：Shapefile转换成Geodatabase要素类方法和流程；
第五章 栅格数据模型
1.栅格数据模型的基本要素：行、列、像元。
2.栅格数据模型与矢量数据模型相比的优缺点：更容易进行数据的操作、集合和分析。
3.举出整型栅格数据和浮点型栅格数据的例子：整型栅格数据数值不带小数位，通常代表类别数据。例如土地覆被模型可用1代表城市用地，2代表林地，3代表水体等。浮点型栅格数据数值带小数位，表示连续的数值性数据，例如降水量栅格数据可能具有20.15、12.23等降水量数值。
4.像元大小、栅格数据分辨率和空间要素的栅格表示三者之间的关系：像元大小决定了栅格数据模型的分辨率。
5.矢量化：栅格数据转换成矢量数据。包括线的细化（只占据一个像元宽带）、线的提取（决定独立线段的起、止点的过程）和拓扑关系的重建（将栅格图像提取出来的线条连接，以及显示数字化错误所在）。
第六章 数据输入
1.USGS DLG文件包含了哪些类型的数据：DLGs（数字线状图）包括诸如地貌（等高线和高程点）、水文、边界、交通和美国公共土地调查系统在内的数据类型。DLG也是一种数据格式。
2.描述包含在SDTS拓扑矢量标准的文件、点文件和栅格文件里面的数据类型：拓扑矢量标准文件针对DLG、TIGER和其他基于拓扑的矢量数据；点文件支持测量控制点数据；栅格文件提供数字正射影、数字高程模型和其他栅格数据。
3.差分纠正的工作原理：用基站数据校正GPS数据噪声误差的方法。
4.文本文件必须包括哪些数据，才能够转换成为Shapefile：
5.在数字化过程中点模式和流模式的不同之处：点模式中操作者选点进行数字化；流模式中按预设的时间或距离间隔进行线的数字化。如果被数字化的特征有很多直线线段，点模式是首选。
6.数字化的扫描方法同时包括栅格化和矢量化方法，为什么：
7.源地图对数字化地图质量有很大影响，举例说明：USGS标准图幅的源地图是二手数据源，原因是这些地图已经过综合、概括、符号化等一系列制图处理过程，每一种过程都会影响绘图数据的精确性。例如，如果源地图的编辑过程有错误，则这些错误就会传递到数字化后的地图。
8.假设你被要求把一张纸质地图转化为数字化数据集，你用哪些方法来完成？每种方法的优缺点：
第七章 几何变换
1.地图到地图的转换：刚数字化完毕的地图，无论是经手工数字化还是扫描数字化的跟踪，其单元都是基于数字化仪的单位。而数字化仪的单位可能是英寸或点/英寸。这种刚数字化完毕的地图转换到投影坐标的几何变换过程，称为地图到地图的转换。
2.图像到地图的转换：把卫星影像的行和列转变为投影坐标。
3.仿射变换可以旋转、平移、倾斜和不均匀缩放。描述各种变换：旋转指在原点旋转对象的x、y轴；平移指把原点移到新的位置；倾斜指允许轴与轴之间存在一个不垂直角度或仿射角，从而在一个倾斜方向上，使其形状变为平行四边形；不均匀缩放指在x方向或者y方向，增大或者缩小比例尺。
4.仿射变换的3个步骤：①更新所选控制点的x、y坐标到真实世界坐标。如果不能更新到真实世界坐标，可通过投影控制点的经纬度值获得；②在控制点上运行仿射变换，并检验RMS误差。如果RMS误差高于期望值，则选择另一系列的控制点并再次运行仿射变换。如果RMS误差在可接受范围内，那么控制点估算得出的六个仿射变换系数将应用于下一步；③用估算系数和变换方程，计算数字化地图的要素或影像的像元的x、y坐标。
5.控制点在仿射变换中得作用：
6.如何选择地图到地图变换的地面控制点：只需要有已知真实世界坐标的点。如果没有，可以将已知经纬值的点投影到真实世界坐标中。比如，一幅比例尺为1:24000的USGS标准图幅有16个已知经纬度值的点，这16个点也称之为地理控制点。
7.如何选择图像到地图变换的地面控制点：直接从卫星影像选取。地面控制点的真实世界坐标就可以通过数字化地图或GPS读书获取。
8.几何变换中得均方根（RMS）误差：在几何变换中，用均方根估算控制点实际位置和估算位置的偏差的统计方法。
9.在图像到地图变换过程中，为什么必须进行像元值的重采样：卫星影像几何变换的结果是一幅基于投影坐标系的新图像，但是这幅新图像没有像元值，必须通过重采样填充像元值。
10.试述栅格数据重采样的3种常用方法：邻近点插值法（将原始图像的最邻近像元值填充新图像的每个像元。具有计算速度快的优点，保留原像元值的特征。）、双线性插值法（把基于三次线性插值得到的4个最邻近像元值的平均值赋予新图像的相应像元）和三次卷积插值法（用五次多项式插值法求出16个相邻像元值的平均值）。双线性插值法和三次卷积插值法都是把原始图像像元值的距离加权平均值填充到新图像，后一种比前一种得出的图像平滑，但需要较长的处理时间。
11.对于类型数据，建议用邻近点插值法进行重采样，为什么：邻近点插值法可以保留原像元值的特征。
12.什么是金字塔形法：一种用来显示大栅格数据集的常用方法。通过建立不同的金字塔等级来表示减少或降低分辨率的大栅格。
第八章 空间数据编辑
1.定位错误（数字化要素的几何错误）和拓扑错误（影响GIS软件包必需的或用户自定义的拓扑关系）之间的差异：
2.试述悬挂节点（在一个点处没有完全结合，在悬挂的结束点产生的点）和伪节点（出现在一条连续线段上，并把该线段不必要地分为数段）的不同：悬挂点在某些特殊情况下可接受的，而某些伪节点不能被接受。
3.地图拓扑：要素组成部分之间拓扑关系的临时集合，这些要素组成部分被认为是重合一致的。图层类型可以使shapefile文件或者Geodatabase模型要素，但不是Coverage。
4.描述运用拓扑规则的3个基本步骤：①通过定义参与要素类型，创建新的拓扑；②拓扑关系的验证；③验证结果将被储存在到一个拓扑图层，进行修正错误和特例情况下接受错误。
第九章 属性数据的输入与管理
1.要素属性表：存储要素空间数据的属性表格。
2.分布式数据库系统：
3.描述基于量测标尺概念的4种属性数据类型：标称数据、有序数据、区间数据和比率数据。
4.关系数据库：表格的一个集合，它们之间通过关键字联系起来。
5.关系数据库的优点：简单、灵活。①数据库中每一表格可与其他表格分开准备、维护和编辑；②在因查询或分析需要连接表格之前，这些表格仍保持分离。
6.合并操作（两个表格的一个共同关键字把这两个表格连在一起。合并的表格和属性可以被用于进行数据查询和数据分析）与关联操作（只是临时性地把两个表格连接在一起，而各表格保持独立）的相似性和差异性

③ gis数据模型是个什么东西

两种典型的GIS数据模型
1、拓扑关系数据模型
拓扑关系数据模型以拓扑关系为基础组织和存储各个几何要素，其特点是以点、线、面间的拓扑连接关系为中心，它们的坐标存贮具有依赖关系。该模型的主要优点是数据结构紧凑，拓扑关系明晰，系统中预先存储的拓扑关系可以有效提高系统在拓扑查询和网络分析方面的效率，但也有不足：

对单个地理实体的操作效率不高。由于拓扑数据模型面向的是整个空间区域，强调的是各几何要素之间的连接关系，在另一方面对具有完整、独立意义的地理实体作为个体存在的事实没有足够的重视，因此增加、删除、修改某一地理实体时，将会牵涉到一系列文件和关系数据库表格，这样不仅使程序管理工作变得复杂，而且会降低系统的执行效率。

难以表达复杂的地理实体。由于拓扑关系组织的要求，一个完整的简单实体在拓扑关系模型中有时需要被分解为多个几何要素（比如一条公路本是一个完整的实体，但为了记录其拓扑邻接信息，只有对其在与其它公路实体邻接的地方进行分段，这样一个完整的实体就被分成多个几何要素。所有的实体都进行如此处理，所以我们说拓扑数据模型是面向整个区域、面向不被分割的几何要素的，而不是面向用户眼中的地理实体）。复杂地理实体由多个简单实体组合而成，自然也常常被分解，拓扑数据模型的整体组织特性注定了它不可能有效地表达这一由多个独立实体构成的有机集合体。

难以实现快速查询和复杂的空间分析。由于在拓扑数据模型中，地理实体被分解为点、线、面基本几何要素存储在不同的文件和关系表中，因而凡涉及到独立地理实体的操作、查询和分析都将花费较多的CPU时间，在大区域的复杂空间分析方面表现尤为明显。
局部更新困难，系统难于维护与扩充。由于地理空间的数据组织和存储是以基本几何要素（点、弧段和多边形）为单元进行的，系统中存储的复杂拓扑关系是GIS工作的数据基础，当局部一些实体发生变动时，整层拓扑关系将不得不随之重建，这样的系统牵一发而动全身，在维护和扩充方面需要更多的精力，并且容易出错。

值得说明的是，拓扑关系数据模型也能以面向对象的方式实现，但此时面向的对象是不被其它要素从中间分割的几何要素，往往是一个独立地理实体的一部分，而不是一个完整的、独立的地理实体。这一点是拓扑关系数据模型与下一节面向实体数据模型本质不同的重要表现之一。

2、面向实体的数据模型
里称为“面向实体”，是为了强调这种数据模型是以单个空间地理实体为数据组织和存储的基本单位的。
与上述拓扑模型相反，该模型以独立、完整、具有地理意义的实体为基本单位对地理空间进行表达。在具体组织和存储时，可将实体的坐标数据和属性数据（如建立了部分拓扑，拓扑关系也放在表中保存）分别存放在文件系统和关系数据库中，也可以将二者统一存放在关系数据库中（可以将坐标数据和属性数据放在同一个表中，也可以将二者分成两个表，ESRI公司SDE的存贮模式是分成四个表格，它还增加了一个Layers表和一个空间索引表。Layers表位于服务器端，用于层的管理和维护；空间索引表（服务器端）采用网格索引，用于实体的快速搜索）。
面向实体的数据模型在具体实现时采用的是完全面向对象的软件开发方法，每个对象（独立的地理实体）不仅具有自己独立的属性（含坐标数据），而且具有自己的行为（操作），能够自己完成一些操作。虽然面向实体的数据模型在内部组织上可以按照拓扑关系进行，但是作者这里所说的模型强调对象的坐标存贮之间（尤其是面与线的坐标存贮）不具有依赖关系，这是它与拓扑关系模型的本质不同点。该模型能够很好地克服拓扑关系数据模型的几个缺点，具有实体管理、修改方便，查询检索、空间分析容易的优点，更重要的是它能够方便地构造用户需要的任何复杂地理实体，而且这种模式符合人们看待客观世界的思维习惯，便于用户理解和接受。同时，面向实体的数据模型自然地具有系统维护和扩充方便的优点。

这种模型是当今流行GIS软件采用的最新数据模型，但也有一些缺点：

拓扑关系需临时构建。由于面向实体的数据模型是以地理实体为中心的，并未以拓扑关系为基础组织、存储地理实体，表达地理空间，因此拓扑关系并不是一开始就存在，而是在需要时才临时导出各种拓扑关系，这需要消耗一定的系统资源。也许有观点认为，以实体为单位组织数据时，也可以将拓扑关系一开始就保存在实体的属性表中，拓扑关系并不一定是临时构建出来的。但仔细分析便可发现，这种方案对由多个几何要素组成的实体（如一条组成要素不同的河流）不可行，因为拓扑关系不能有效准确地记录。实际上这种方案只对由一个几何要素组成的实体适用，但其本质上仍是拓扑关系数据模型，其缺点表征与上面2.1节描述的完全相同，因而不是真正的面向实体数据模型。

动态分段、网络分析效率降低。在结点---弧段---多边形拓扑关系链中，显式的拓扑表有四个：结点---弧段表，弧段---结点表，弧段---多边形表和多边形---弧段表。有了这四个关系表，我们就能直接查找任意结点、弧段和多边形的拓扑属性，便于进行动态分段和网络分析等其它与拓扑关系有关的拓扑分析，基于拓扑数据模型的GIS可以很方便地做到这一点。但由于将四个拓扑表全部存贮会使系统的空间开销成倍增大，因此一些软件只存贮其中2个（如早期的System 9版本）或将弧段—结点、弧段—多边形表合二为一（Arc/Info 8.0以前版本），被隐含的表可由显示存在的表导出。即便这样，基于拓扑数据模型的GIS在涉及拓扑关系的查询和分析上仍然有较高的效率，而面向实体的数据模型由于要根据需要临时构建拓扑关系，自然会使拓扑查询和分析的效率降低。当然构建好的拓扑关系可存放起来，供以后使用。

实体间的公共点和公共边重复存贮。由于面向实体的数据模型是以地理实体为基本单位进行数据组织和空间表达的，对每一个地理实体都进行完整存贮（存贮到点一级），在存贮坐标时是各对象独立存贮，不再依赖其它对象，那么就必然会导致实体间共有的公共点和公共边重复存贮。

难以将管理、分析和处理定位到几何要素一级。几何要素是指点、弧段和多边形等简单图形，有时构成同一实体的各个几何要素之属性差别较大（例如组成一块宗地的各边之面积不一样，某一交通闭合环路的组成道路类型不一样等），需要在地理实体的下一级---几何要素一级上进行处理，拓扑数据模型可以直接进行处理，而面向实体的数据模型则需要首先对相关地理实体进行定位、分解，因而降低系统在这方面的性能。从本质上分析，我们不难得到，由于该种模型认为组成同一实体的几何要素之属性相同，因而忽略了几何要素间的属性差异，从而导致在系统存贮和处理机制上难以定位到几何要素一级。

难以实现跨图层的拓扑查询和分析。如果这个问题放在拓扑关系模型中，则比较容易解决，因为各个要素的邻接要素已事先存在，不仅已经是分层的，而且具有实际的地理属性，因此只要顺藤摸瓜查找邻接要素并取得其地理属性即可。但对于面向实体的数据模型，则不能有效地解决，因为临时生成拓扑关系时其中的几何要素一般属于同一层，不可能自动生成跨图层的地理属性，必须做进一步的处理方才有可能解决。显然，这种方法的效率不高。

参考资料：http://www.ccw.com.cn/cio/htm2004/20041217_210KC.asp

④ 什么是GIS

GIS系统即地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

地理信息系统是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上，在计算机发展史上，计算机辅助设计技术（CAD）的出现使人们可以用计算机处理象图形这样的数据，图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标，不同图形之间有各种各样的拓扑关系。简单地说，拓扑关系指图形元素之间的空间位置和连接关系。简单的图形元素如点、线、多边形等；点有坐标（x, y）；线可以看成由无数点组成，线的位置就可以表示为一系列坐标对（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多边形可以认为是由闭合曲线形成范围。图形元素之间有多种多样的相互关系，如一个点在一条线上或在一个多边形内，一条线穿过一个多边形等等。在实际应用中，一个地理信息系统要管理非常多、非常复杂的数据，可能有几万个多边形，几万条线，上万个点，还要计算和管理它们之间的各种复杂的空间关系……。

地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。

地理信息系统技术广泛应用于农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、广播电视、通讯、电力、公安、社区管理、教育、能源等几乎所有的行业，并正在走进人们日常的工作、学习和生活中。

地理信息系统的主要计算机硬件是工作站和微机。 地理信息系统的主要计算机操作系统软件是UNIX、Windows9X、Windows NT、Windows2000、Macintosh等。

地理信息系统的主要计算机应用软件是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDesk Map、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。

地理信息系统的主要基础地理数据比例尺为1:400万、1:100万、1:25万、1:5万、1:1万、1:2000、1:1000和1:500等；基础地理数据种类为数字线划图（DLG）、数字栅格图（DRG）、数字正射影象图（DOQ）和数字高程模型（DEM）等。

GIS 地理信息系统相关技术
GIS与其他几种信息系统密切相关，但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别。尽管没有什么硬性的和快速的规则来给这些信息系统分类，但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面制图、计算机辅助设计CAD、遥感、DBMS、以及GPS技术。

桌面制图
桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的主要目的是产生地图：地图就是数据库。大多数桌面制图系统只有及其有限的数据管理、空间分析以及个性化能力。桌面制图系统在桌面计算机上进行操作，例如PC机，Macintosh以及小型UNIX工作站。

计算机辅助设计CAD
计算机辅助设计(CAD)系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划。这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构。这些系统需要一些规则来指明如何装配这些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系统已经扩展可以支持地图设计，但管理和分析大型的地理数据库的工具很有限。

遥感和GPS
遥感是一门使用传感器对地球进行测量的科学和技术，例如，飞机上的照相机，全球定位系统（GPS）接收器，或其他设备。这些传感器以图象的格式收集数据，并为利用、分析和可视化这些图象提供专门的功能。由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。

DBMS数据库管理系统
数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据，其中包括地理数据。DBMS使存储和查找数据最优化，许多GIS为此而依靠它。相对于GIS而言，它们没有分析和可视化的工具。

⑤ 求详解ArcGIS软件的各种数据格式

《ArcGIS软件与应用（第2版）》实验数据及PPT(PDF版)，免费下载

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以培养GIS工程应用人才为目标，运用“迭代与协同”教学与人才培养思想，帮助ArcGIS初学者实现从软件认知到功能应用，再到综合与创新应用。

⑥ GIS空间数据类型有哪些

1、矢量数据结构，包括：简单数据结构、拓扑数据结构、曲面数据结构。
栅格数据结构，包括：栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树数据结构、八叉树和十六叉树结构。

2、（1）空间聚类方法在高速公路病害密集区分析中的应用。
高速公路路面的病害总是在某些地段较为密集，在某些地段较为疏散．找出病害密集的区域，对于养护决策有着重要的意义．空间聚类可对空间物体的集群性进行分析，应用聚类分析，探寻高速公路的病害密集区，制定养护对策，节省人力、物力、财力。
（2）聚类分析法在城市经济空间分区中的应用
城市经济分区涉及多个要素,靠仅有的经验和专业知识做定性分类是远远不够的,往往带有主观性和随意性。为找出多个城市之间的比较优势和差距,为有关政策机构在制定政策时提供参考,针对城市综合竞争力的8大要素,采用Q型聚类分析法进行最优分割,按评价系数进行分类。1Q型聚类分析法聚类分析(Cluster Analysis)是研究“物以类聚”的一种方法,国内有人称它为群分析、点群分析、簇群分析等,其基本思想是从一批样本的多个观测指标中,找出度量样本之间或指标之间相似程度(亲疏关系)的统计量,构成一个对称的相似性矩阵,在此基础上进一步找寻各样本。

⑦ GIS的概念

GIS基本概念集锦
1、地理信息系统（Geographic Information System ，即GIS ）——一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。GIS有以下子系统：数据输入子系统，数据存储和检索子系统，数据操作和分析子系统，报告子系统.
信息系统
非空间的 空间的
管理信息系统 非地理学的 GIS
CAD/CAM 其他GIS LIS
社会经济,人口普查 基于非地块,基于地块的

2、比较GIS与CAD、CAC间的异同。
CAD——计算机辅助设计，规则图形的生成、编辑与显示系统，与外部描述数据无关。
CAC——计算机辅助制图，适合地图制图的专用软件，缺乏空间分析能力。
GIS——地理信息系统，集规则图形与地图制图于一身，且有较强的空间分析能力。
3、图层：将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。
4、地理数据采集——实地调查、采样；传统的测量方法，如三角测量法、三边测量法；全球定位系统（GPS）；现代遥感技术；生物遥测学；数字摄影技术；人口普查。
5、信息范例——传统的制图方法，称为信息范例，即假定地图本身是一个最终产品，通过使用符号、分类限制的选择等方式交换空间信息的模式。这个范例是传统的透视图方法，由于原始而受到很多限制，地图用户不能轻易获得预分类数据。也就是说，用户只限于处理最终产品，而无法将数据重组为更有效的形式以适应环境或需求的变化。
6、分析范例（整体范例）——存储保存原始数据的属性数据，可根据用户的需求进行数据的显示、重组和分类。整体范例是一种真正的用于制图学和地理学的整体方法。
7、栅格——栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。特点：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身，而所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标，即定位是根据数据在数据集中的位置得到的，在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。
8、矢量——它假定地理空间是连续，通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。对于点实体，矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；对于线实体，用一系列坐标对的连线表示；多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。

9、“拓扑”（Topology）一词来源于希腊文，它的原意是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性（拓扑属性：一个点在一个弧段的端点，一个点在一个区域的边界上；非拓扑属性：两点之间的距离，弧段的长度，区域的周长、面积）。这种结构应包括：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值）。地理空间研究中三个重要的拓扑概念（1）连接性：弧段在结点处的相互联接关系；（2）多边形区域定义：多个弧段首尾相连构成了多边形的内部区域；（3）邻接性：通过定义弧段的左右边及其方向性来判断弧段左右多边形的邻接性。
10、矢量的实体错误——伪节点：即需要假节点进行识别的节点，发生在线和自身相连接的地方（如岛状伪结点——显示存在一个岛状多边形，这个多边形处于另一个更大的多边形内部），或发生在两条线沿着平行路径而不是交叉路径相交的地方（节点——表示线与线间连接的特殊点）。摇摆结点：有时称为摇摆，来源于3种可能的错误类型：闭合失败的多边形；欠头线，即结点延伸程度不够，未与应当连接的目标相连；过头线，结点的线超出想与之连接的实体。碎多边形：起因于沿共同边界线进行的不良数字化过程，在边界线位置，线一定是不只一次地被数字化。高度不规则的国家边境线，例如中美洲，特别容易出现这样的数字变形。标注错误：丢失标注和重复标注。异常多边形：具有丢失节点的多边形。丢失的弧。
11、空间分析方法——1、空间信息的测量：线与多边形的测量、距离测量、形状测量；2、空间信息分类：范围分级分类、邻域功能、漫游窗口、缓冲区；3、叠加分析：多边形叠加、点与多边形、线与多边形；4、网络分析：路径分析、地址匹配、资源匹配； 5、空间统计分析：插值、趋势分析、结构分析；6、表面分析：坡度分析、坡向分析、可见度和相互可见度分析。
12、欧拉数——最通常的空间完整性，即空洞区域内空洞数量的度量，测量法称为欧拉函数，它只用一个单一的数描述这些函数，称为欧拉数。数量上，欧拉数=（空洞数）-（碎片数-1），这里空洞数是外部多边形自身包含的多边形空洞数量，碎片数是碎片区域内多边形的数量。有时欧拉数是不确定的。
13、函数距离——描述两点间距离的一种函数关系，如时间、摩擦、消耗等，将这些用于距离测量的方法集中起来，称为函数距离。
14、曼哈顿距离——两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离，即D（I，J）=|XI-XJ|+|YI-YJ|。对于一个具有正南正北、正东正西方向规则布局的城镇街道，从一点到达另一点的距离正是在南北方向上旅行的距离加上在东西方向上旅行的距离因此曼哈顿距离又称为出租车距离，曼哈顿距离不是距离不变量，当坐标轴变动时，点间的距离就会不同。
15、邻域功能——所谓邻域是指具有统一属性的实体区域或者焦点集中在整个地区的较小部分实体空间。邻域功能就是在特定的实体空间中发现其属性的一致性。它包括直接邻域和扩展邻域。
16、缓冲区分析——是指根据数据库的点、线、面实体基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的空间分析方法。缓冲区在某种程度上受控于目前存在的摩擦表面、地形、障碍物等，也就是说，尽管缓冲区建立在位置的基础上，但是还有其他实质性的成分。确定缓冲区距离的四种基本方法：随机缓冲区、成因缓冲区、可测量缓冲区、合法授权缓冲区。
17、统计表面——表面是含有Z值的形貌，Z值又称为高度值，它的位置被一系列X和Y坐标对定义且在区域范围内分布。Z值也常被认为是高程值，但是不必局限于这一种度量。实际上，在可定义的区域内出现的任意可测量的数值（例如，序数、间隔和比率数据）都可以认为组成了表面。一般使用的术语是统计表面，因为在考虑的范围内Z值构成了许多要素的统计学的表述（Robinson et al., 1995）。
18、DEM——数字高程模型（Digital Elevation Model）。地形模型不仅包含高程属性，还包含其它的地表形态属性，如坡度、坡向等。DEM通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。在地理信息系统中，DEM是建立数字地形模型（Digital Terrain Model）的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向。
19、空间插值——空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。空间内插算法：通过已知点的数据推求同一区域未知点数据。空间外推算法：通过已知区域的数据，推求其它区域数据。20、泰森多边形——通过数学方法定义、平分点间的空间并以直线相连结，在点状物体间生成多边形的方法。
21、线密度——用所有区域内的线的总长度除以区域的面积。
22、连通性——连通性是衡量网络复杂性的量度，常用γ指数和α指数计算它。其中，γ指数等于给定空间网络体节点连线数与可能存在的所有连线数之比；α指数用于衡量环路，节点被交替路径连接的程度称为α指数,等于当前存在的环路数与可能存在的最大环路数之比。
23、图形叠加——将一个被选主题的图形所表示的专题信息放在另一个被选主题的图形所表示的专题信息之上。
24、栅格自动叠加——基于网格单元的多边形叠加是一个简单的过程，因为区域是由网格单元组成的不规则的块，它共享相同的一套数值和相关的标注。毫无疑问，网格单元为基础的多边形叠加缺乏空间准确性，因为网格单元很大，但是类似于简单的点与多边形和线与多边形叠加的相同部分，由于它的简单性，因此可以获得较高的灵活程度和处理速度。
25、拓扑矢量叠加——如何决定实体间功能上的关系，如定义由特殊线相连的左右多边形，定义线段间的关系去检查交通流量，或依据个别实体或相关属性搜索已选择实体。它也为叠加多个多边形图层建立了一种方法，从而确保连结着每个实体的属性能够被考虑，并且因此使多个属性相结合的合成多边形能够被支持。这种拓扑结果称作最小公共地理单元(LCGU)。
26、矢量多边形叠加——点与多边形和线与多边形叠加使用的主要问题是，线并不总是出现在整个区域内。解决该问题的最强有力的办法是让软件测定每组线的交叉点，这就是所谓的结点。进行矢量多边形的叠加，其任务是基本相同的，除了必须计算重叠交叉点外，还要定义与之相联系的多边形线的属性。
27、布尔叠加——一种以布尔代数为基础的叠加操作。
28、制图建模——用以指明应用命令组合来回答有关空间现象问题的处理。制图模型是针对原始数据也包括导出数据和中间地图数据进行一系列交互有序的地图操作来模拟空间决策的处理。
29、地理模型的类型——类似统计同类的描述性模型和与推理统计技术相关的规则性模型。
30、常见模型——1、注重样式与处理的问题长时间以来用于解释类似农业活动与运输成本间的关系——独立状态模型。2、最初为预测工业位置点的空间分布的样式而设计的WEBER模型，进行改进后可使参与者寻找最佳商业和服务位置——位置-分配模型。3、建立在吸引力与到潜在市场的距离呈反比这一基础上的经济地理模型——重力模型。4、通过空间验证思想如今广泛用于生态群落，通过地理空间跟踪动植物运动——改进扩散模型。
31、专题地图——以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为主要目的的地图。专题图形设计的一般程序包括合适的符号和图形对象的选择、生成和放置，以明确突出研究主题的重要属性和空间关系，同时还要考虑参考系统。GIS专题地图输出的规则：不但要有精美的图形，最重要的是去读图、分析地图和理解地图。
32、元数据——关于数据的数据，对数据库内容的全面描述,其目的是促进数据集的高效利用和充分共享。使用元数据的理由：性能上，完整性、可扩展性、特殊性、安全性；功能上，差错功能、浏览功能、程序生成。
33、聚合——将单个数据元素进行分类的大量数字处理过程。
34、克立金法——依靠地球自然表面随距离的变化概率而确定高程的一种精确内插方法。
35、四叉树——一种压缩数据结构，它把地理空间定量划分为可变大小的网格，每个网格具有相同性质的属性。
36、比较工具型地理信息系统和应用型地理信息系统的异同。
工具型地理信息系统：是一种通用型GIS，具有一般的功能和特点，向用户提供一个统一的操作平台。一般没有地理空间实体，而是由用户自己定义。具有很好的二次开发功能。如：ArcInfo、Genamap、MapInfo、MapGIS、GeoStar。
应用型地理信息系统：在较成熟的工具型GIS软件基础上，根据用户的需求和应用目的而设计的用于解决一类或多类实际问题的地理信息系统，它具有地理空间实体和解决特殊地理空间分布的模型。如LIS、CGIS、UGIS。
37、详细描述应用型地理信息系统的开发过程
1、 系统总体设计：需求和可行性分析、数据模型设计、数据库设计、方法设计
2、 系统软件设计：开发语言、用户界面、流程、交互
3、 程序代码编写：投影、数据库、输入、编辑
4、 系统的调试与运行：α调试、β调试
5、 系统的评价与维护：功能评价、费用评价、效益评价
38、空间信息系统：以多媒体技术为依托，以空间数据为基础，以虚拟现实为手段的集空间数据的输入、编辑、存储、分析和显示于一体的巨系统，体由若干个子系统组成。
39、地理数据测量标准——命名（对数据命名，允许我们对把对象叫什么做出声明，但不允许对两个命名的对象进行直接比较）、序数（提供对空间对象进行逻辑对比的结果，但这种对比仅限于所谈论问题的范围内）、间隔（可以对待测项逐个赋值，能够更为精确地估计对比物的不同点）、比率（用途最广的测量数据标准，它是允许直接比较空间变量的惟一标准）。
40、根据样本进行推理的取样原则——未取样位置的数据可以从已取样位置的数据中推测出来；区域边界内的数据可以合并计算；一组空间单元中的数据能够转换成具有不同空间配置的另外一组空间单元数据。常用的方法：内插法：当有数值边界或知道缺失部分两端数值；外推法：当缺失的数据一侧有数值，而另一侧每一数值。

⑧ GIS由哪几个部分组成

1、人员，是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。 熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。

2、数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。

3、硬件，硬件的性能影响到软件对数据的处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。

4、软件，不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。

5、过程，GIS 要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。

(8)gis多边形数据存储扩展阅读

特点：

1、公共的地理定位基础；

2、具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；

3、系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；

4、以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

⑨ 简要论述GIS空间数据源的种类

空间数据库管理功能 地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集。对此需要利用数据库管理系统来进行管理。GIS一般都装配有地理数据库，其功效类似对图书馆的图书进行编目，分类存放，以便于管理人员或读者快速查找所需的图书。其基本功能包括：1.数据库定义 2.数据库的建立与维护 3.数据库操作 4.通讯功能 空间分析功能 通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。在GIS中这属于专业性，高层次的功能。与制图和数据库组织不同，空间分析很少能够规范化，这是一个复杂的处理过程，需要懂得如何应用GIS目标之间的内在空间联系并结合各自的数学模型和理论来制定规划和决策。由于它的复杂性，目前的GIS在这方面的功能总的来说是比较低下的。典型的空间分析有： 拓扑空间查询 空间目标之间的拓扑关系有两类,一种是几何元素的节点、弧段和面块之间的关联关系,用以描述和表达几何要素间的拓扑数据结构,另一种是GIS中地物之间的空间拓扑关系,这种关系可以通过关联关系和位置关系隐含表达,用户需通过特殊的方法进行查询. 缓冲区分析 缓冲区分析是根据数据库的点、线、面实体,自动建立其周围一定宽度范围的缓冲区多边形,它是地理信息系统重要的和基本的空间分析功能之一. 叠置分析 将同一地区,同一比例尺的两组或更多的多边形要素的数据文件进行叠置,根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围的属性特征的统计分析. 空间集合分析 空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的条件进行逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算。 地学分析 地理信息系统除有以上基本功能外,还提供一些专业性较强的应用分析模块,如网络分析模块,它能够用来进行最佳路径分析,以及追踪某一污染源流经的排水管道等等.土地适应性分析可以用来评价和分析各种开发活动包括农业应用、城市建设、农作物布局、道路选线等用地,优选出最佳方案,为土地规划提供参考意见.发展预测分析可以根据GIS中存储的丰富信息,运用科学的分析方法,预测某一事物如人口、资源、环境、粮食产量等,及今后的可能发展趋势,并给出评价和估计,以调节控制计划或行动.另外,利用地理信息系统还可以进行最佳位址的选择,新修公路的最佳路线选择,辅助决策分析和地学模拟分析等等. 数字高程模型的建立 数字高程模型有三种主要的形式，包括格网DEM、不规则三角网（TIN），以及由两者混合组成的DEM。格网DEM数据简单，便于管理，但因格网高程是原始采样点的派生值，内插过程将损失高程精度，仅适合于中小比例尺DEM的构建。TIN直接利用原始高程取样点重建表面，它能充分利用地貌特征点、线，较好地表达复杂的地形，但TIN存储量大，不便于大规模规范管理，并难以与GIS的图形矢量数据或栅格数据以及遥感影像数据进行联合分析应用。所以一般的GIS都提供了两种数字高程模型的软件包，用户可以根据需要进行选择。 地形分析：包括等高线分析，透视图分析，坡度坡向分析，断面图分析及地形表面面积和挖填方体积计算。最佳路径分析，追踪污染源流分析，农业布局合理性分析，城市布局合理性分析，道路选线分析等。