GIS理论与应用前沿思考题nnn

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1、地理信息系统思考题A组1空间数据的基本内容有哪些？各种数据有哪些基本特性？ 答：空间数据的基本内容有：对于绝大多数地理信息系统的应用来说，时间和专题属性数据结合在一起共同作为属性特征数据，而空 间特征数据和属性特征数据统称为空间数据或地理数据。在GIS中，将形状各异、关系复杂的各种地物抽象，用数字表达可以归结为四大 类：数字浅划数据、数字高程模型、影像数据和地物的属性数据。数字线划数据是将空间地物直接抽象为点、线、面的实体，用坐标描述它的位置和形状。实际上大多数 GIS 都是以数字线划数据为 核心。数字高程模型实际上是地表物体的高程信息。数字高程模型可以由数字摄影测量方法直接采集得到，也可由其

2、它测量方法，如野外 测量或扫描数字化之后，经过数据处理得到。影像数据包括遥感影像和航空影像，它可以是彩色影像，也可以是灰度影像。在GIS中影像数据一般经过几何和灰度加工处理，使它 变成具有定位信息的数字正射影像。属性数据是 GIS 的重要特征。它包含两方面的含义：一是它是什么，即有什么样的特性，划分为地物的哪一类，这种属性一般可以 通过判读，考察它的形状和其它空间实体的关系即可确定；第二类属性是实体的详细描述信息。空间数据基本特征：属性特征、空间特征、时间特征。 属性特征(非定位数据)，表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特征和名称等。 空间特征(定位数据)，表示现象的空间位置或现在所处的

3、地理位置，空间特征又称为几何特性或定位特征，一般以坐标数据表示。 时间特征(时间尺度)，指现象或物体随时间不同而变化，其变化的周期有超短期、短期、中期、长期等。2空间数据的获取方法综述1. 野外数据采集 野外数据采集的方法包括平板测量、全站仪测量和GPS测量(1) 平板仪测量包括小平板测量和大平板测量，测量的产品是纸质地图这种纸质地图需经过手扶跟踪数字化或扫描数字化，使 测量结果转换为电子数据。(2) 全站仪测量是 GIS 空间获取的主要方法之一，全站仪作为数据采集的工具有两种方式：一是全站仪连接电子手簿。二是全 站仪直接与便携机相连。(3) GPS测量：通过使用实时差分GPS技术可以获得较好

4、的空间数据，并且GPS可以与全站仪结合使用。2 地图数字化两种作业方式：即数字化仪的手扶跟踪数字化和地图扫描数字化(1) 手扶跟踪数字化主要步骤为：第一步连接数字化仪，并进行一系列的参数设置。第二步是用图板定向，将图板上的地图的 图廓点或大地控制点作为定向的地面坐标，用数字化仪的游标十字丝对准相应的图廓点或控制点，系统自动读取这些坐标。 第三步进行图形数字化，其作业方式分为流方式和点方式。(2) 扫描数字化：第一步是对地图进行扫描。第二步是将扫描得到的栅格影像输入到扫描数字化的软件中，并进行图形定向。 第三步是进行地图扫描数字化，可分为自动矢量化和交互式矢量化两种方式。3. 摄影测量 摄影测量

5、根据工作方法可分为航空摄影测量和地面摄影测量，根据图象处理方法可分为解析摄影测量和数字摄影测量。解析摄影测量是把模拟相片在精密立体测图仪中由计算机解算恢复摄影方位和空间交会。解析摄影测量主要用于解析空中 三角测量的像点坐标观测和数字测图，在数字测图时需要进行内定向、相对定向和绝对定向。数字摄影测量是与解析摄影测量不同的是影像是数字的，所有数据处理过程都在计算机内进行，数字摄影测量同样需要内 定向、相对定向和绝对定向。4遥感图像处理 遥感图像处理方法有模拟图像处理方法和数字图像处理方法。具体过程为：(1) 把采集的数据(包括模拟数据和数字数据)输入到处理系统中并记录存储(2) 对进入处理系统的观

6、测数据进行校正处理，对原始数据进行图像重建，然后进行分类处理。(3) 通过变换处理得到信息增强的图像(4) 确定图像数据与类别之间的对应关系，形成专题图的形式。(5) 如果是模拟数据就输出到显示装置及胶片上，如果是数字形式则以数字数据输出。5. 属性数据的获取 属性数据是对目标的空间特征以外的目标特性的详细描述。属性数据的获取要进行详细的用户调查，以确定存储那些属性信息， 怎样收集这些属性数据。属性数据一般为字符串和数字同时图片、录相、声音和文本说明也可作为空间目标的数据描述。属性数据可 以对照图形直接输入也可从其他统计数据库中导入属性。6空间数据的转换 空间数据转换是空间数据获取的主要手段之

7、一。空间数据转换主要要进行以下几个步骤：(1) 空间定位信息的确定 (2)空间关系的转换 (3)属性数据的转换。目前空间数据主要通过外部数据交换文件进行，外 部数据交换文件的格式大部分是是ASCII码格式。如果能实现空间GIS软件系统之间的空间数据互操作，可以将空间数据的转换工 作 7空间数据的质量数据质量有以下几方面的内容准确度，即测量值与真值之间的接近程度，可用误差(error )来衡量； 精度，即对现象描述的详细程度； 不确定性：指某现象不能精确测得；相容性：指两个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度； 一致性：指对同一现象或同类现象的表达的一致程度； 完整性：指具有同一准确度和精度的

8、数据或特定空间范围是否完整的程度； 可得性：指获取或使用数据的容易程度；现势性：指数据反映客观现象目前状况的程度。 3新型传感器技术的应用对改变空间数据获取方式有哪些潜在的影响？(个人总结)我国正在制定2020 年的国家中长期科技发展规划，在这个规划中将正式提出建立我国天基综合信息对地观测系统的建设，即通过发 射一系列持续运转的卫星群(包括导航定位卫星，光学和雷达遥感卫星，通信卫星)，获取国家经济建设、国防建设和社会可持续发展所需 要的时空信息，与国外的对地观测系统相互合作，成为信息时代我国的天地一体化时空信息获取系统。(21 世纪测绘发展趋势与我们的任 务李德仁)Lidar技术是近数十年来摄

9、影测量与遥感领域具革命性的成就之一。在DGPS ,INS支持下，激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感 器，经由微计算机对测量资料进行内部处理，显示或存储、输出距离和角度等资料，并与距离传感器获取的数据相匹配，经过相应软件进 行一系列处理来获取被测目标的表面形态和3维坐标数据，从而进行各种量算或建立立体模型。激光扫描技术及其相关技术的发展，为遥感领域开辟了一种全新的数据获取手段。随着计算机技术以及GPS技术的进一步发展和应 用，Lidar技术经过近20年的发展，其技术已经完全成熟。从应用上，Lidar技术主要实现下列目标：1)在使用摄影测量方法获取地形模 型有困难的森林和沙漠地区，这种方法提供了

10、一种直接获取地形表面模型的有效手段。 2)这种自动化的获取地形表而模型的方法具有价格 低廉，人员需求少的优点，其精度可以达到常规摄影测量方法获取的数字高程模型的精度，特别是适宜大面积的投入，在森林地区，这种 方法采集的高程模型的精度比常规摄影测量方法要高。结合影像及信急融合技术，Lidar系统不仅局限少获取数字高程模型数据等传统的应用领域，而且广泛应用于农业土壤侵蚀、洪水预 报、城市3维模型的直接获取、G1S支持、高压线实时监测、林业监测等领域；如果同时使用一台RG13彩色照相机，还可以同时获取飞 行地区的彩色影像。这对于快速、高精度地生成真实色彩的数字正射影像以及3维仿真研究等具有极高的价值

11、。（Lidar遥感基本原理及其 发展隋立春） 另答： 新型传感器数据的收集来自多个方面。对地观测卫星提供了大量的图像数据，包括多光谱、多分辨率遥感图像，雷达图像，以及 如激光和声纳数据，全球定位系统（GPS）提供的实时定位数据等。这些新型传感器的出现和应用必将改变传统数据获取的手段和方式，并使新型观测和数据获取成为可能.被动遥感系统（如陆地卫星） 产生地表和大气的二维影像,主动遥感系统（如雷达,激光雷达）可获得地表和大气的三维观测。遥感技术进一步与GIS和GPS结合,构成“3S技术”，使准确提供三维信息成为可能；而传统方法可望不可及的大部分区域数据的获 取将成为现实，这些新型传感器数据被认为是

12、快速获取高精度、高分辨率DEM最为有效的数据源；从而使区域地理性息数据的获取更为便 捷和高效、经济，从而满足对数据现势性的要求。4空间数据表达空间数据结构（ 1）矢量数据结构（ 2）栅格数据结构（3）数据结构的转换，在什么情况下需要用矢量到栅格的转换？什么情况下需要用栅格到矢量的转换？（ 4）栅格-矢量一体化数据结构（ 5）四叉树和八叉树结构（6）栅格型 GIS 和矢量型 GIS 的根本区别在哪里？ 矢量结构是通过记录坐标的方式,用点,线,面等基本要素尽可能精确的来表示各种地理实体.具有定位明显,属性隐含的特点.栅格结构是 将地面划分为均匀的网格,每个网格作为一个像元,像元的位置有所在行,列号

13、确定,像元所含有的代码表示其属性类型或仅是与其属性记录 相联系的指针.矢量结构的优点是:n 显示图形的质量高,可视性好;n 存储数据量较小;n 应用网络分析可建立完整的拓扑关系;n 显示数据精度高n 可对图形及其属性进行检索,更新和概括.其不足之处在于:n 数据结构较为复杂;n 多图叠加操作较困难 ;n 由于拓扑关系的不同,使得模拟操作较困难;n 数据输出的费用较高;n 难于进行某些空间分析运算.栅格结构的优点是:n 数据结构简单;n 易于与遥感影象和数字测量影象等数据结合;n 易于进行各种空间操作和空间分析;n 易于进行模拟操作;n 有发展潜力.其缺点为:n 图形数据量大;n 减少数据量要以

14、牺牲精度为前提;n 图形显示的可视性不如矢量结构;n 网络分析较难;n 投影变换较为耗时. 栅格数据的组织方法:以栅格单元为记录;以层为基础,每一层以栅格单元记录坐标和属性,一层记录完后再用第二层;以层为基础,每一层以多 边形为序记录多边形的属性值和充满多边形的各栅格单元的坐标;栅格向矢量转换的主要步骤:二值化;细化;跟踪;去除多余点及曲线光滑;拓扑关系生成. 四叉树：在基于固定网格空间划分的四叉树空间索引机制中，二维空间范围被划分为一系列大小相等的棋盘状矩形，即将地理空间的长和宽在X和Y方向上进行2N等分，形成2NX2N的网格，并以此建立N级四叉树。线性四叉树:线性四叉树只存储最后叶结点的信

15、息, 即结点的位置,大小和灰度.叶结点位置采用四进制的 Morton 码表示,大小用接点的深度或层次表示. 常规四叉树结构:把一幅图象或一幅栅 格地图等分为四部分,如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值）,那么这个子区域就不再往下分割,否则,把这个区域再 分割成四个子区域,这样递归分割,直到每个子块只含有相同的灰度或属性值为止.八叉树数据结构是三维栅格数据的压缩形式，是二维栅格 数据中的四叉树在三维空间的推广，该数据结构是将所要表示的三维空间V按X、Y、Z三个方向从中间进行分割，把V分割成八个立方 体，然后根据每个立方体中所含的目标来决定是否对各立方体继续进行八等分的划分，一

16、直划分到每个立方体被一个目标所充满，或没有 目标，或其大小已成为预先定义的不可再分的体素为止。地理空间中的栅格表达方法:主要用于描述空间实体的级别分布特征及其位置.在栅格表达中,对空间实体的最小表达单位为一个单元或象素, 依行列构成的单元矩阵叫栅格,每个单元通过一定的数值表达方式表达空间地理现象.栅格数据结构: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. 栅格结构的显著特点:属性明显,定位隐含,即数据直接记录属性的指针或数据本身,而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标. 栅格数据的编码方法:直接栅格编码,就是将栅格数据看作一个数据矩

17、阵,逐行（或逐列）逐个记录代码;压缩编码,包括 链码（弗里曼链码）比较适合存储图形数据;游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现;块码是有成长度编码扩展到 二维的情况,采用方形区域为记录单元;四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一,还能提高图形操作效率,具有可变的分辨率.矢量数据结构:矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点,线和多边形等地理实体,坐标空间设为连续,允许任意位置,长度和 面积的精确定义.矢量结构的显著特点:定位明显,属性隐含.矢量数据的编码方法:对于点实体和线实体,直接记录空间信息和属性信息;对于多边形地物,有坐标序列法,树状索引编码法和拓扑结

18、构编码法.坐标序列法是由多边形边界的 x,y 坐标对集合及说明信息组成,是最简单 的一种多边形矢量编码法,文件结构简单,但多边形边界被存储两次产生数据冗余,而且缺少邻域信息;树状索引编码法是将所有边界点进行 数字化,顺序存储坐标对,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系,形成树状索引结构,消除了相邻多边形边界数据冗余问题; 拓扑结构编码法是通过建立一个完整的拓扑关系结构,彻底解决邻域和岛状信息处理问题的方法,但增加了算法的复杂性和数据库的大小. 矢量栅格数据的比较矢量数据的优缺点:优点为数据结构紧凑,冗余度低,有利于网络和检索分析,图形显示质量好,精度高; 缺点为数据结构复杂,多边

19、形叠加分析比较困难.栅格数据的优缺点:优点为数据结构简单,便于空间分析和地表模拟,现势性较强;缺点为数据量大,投影转换比较复杂. 两者比较:栅格数据操作总的来说容易实现,矢量数据操作则比较复杂; 栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似,对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据;在坐标位置搜索,计算多边形形 状面积等方面栅格结构更为有效,而且易于遥感相结合,易于信息共享;矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效 ,网络信息只有用矢量才能 完全描述,而且精度较高.对于地理信息系统软件来说,两者共存,各自发挥优势是十分有效的.矢量栅格相互转换算法 矢量转栅格:内部点扩散法,即由多边形内部种

20、子点向周围邻点扩散,直至到达各边界为止;复数积分算法,即由待判别点对多边形的封闭边界 计算复数积分,来判断两者关系;射线算法和扫描算法,即由图外某点向待判点引射线,通过射线与多边形边界交点数来判断内外关系;边界代 数算法,是一种基于积分思想的矢量转栅格算法,适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换 ,方法是由多边形边界上某点开始,顺时针搜索 边界线,上行时边界左侧具有相同行坐标的栅格减去某值,下行时边界左侧所有栅格点加上该值,边界搜索完毕之后即完成多边形的转换. 栅格转矢量:即是提取具有相同编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的拓扑关系 ,并表示成矢量格式边界线的过程 .步骤包括:多 边形

21、边界提取,即使用高通滤波将栅格图像二值化;边界线追踪,即对每个弧段由一个节点向另一个节点搜索 ;拓扑关系生成和去处多余点及 曲线圆滑.5空间数据的管理空间数据库（1）思考空间数据与非空间数据的区别，简要阐述地理信息系统中空间数据的内容和特征。（2）从某一空间现象到数据库或文件中的记录需要经过哪些过程？各个过程的作用是什么？（3）数据库的概念（4）数据模型（5）通用的数据库哪些适应于空间数据库管理？（6）空间数据模型（概念、逻辑、物理模型、当前数据模型的新进展）（7）空间数据的索引有哪些方式？比较各种方式的优点、缺点。（8）矢量数据模型（9）管理矢量数据库的方式有哪几种，各有什么优点、缺点？（1

22、0）三维空间数据模型（11）海量数据的组织与管理（12）何谓无缝空间数据库系统？比较逻辑上无缝和物理上无缝空间数据库的概念，在什么情况下可以实现物理上无缝的空间数据 库？选做（10）（11）（12）。（1）空间数据是GIS的操作对象，是现实世界经过模型抽象的实质性内容确良。数据包括空间数据和属性数据，空间数据的表达可 以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。 属性数据表现了空间实体的 空间属性以外的其他属性特征，属性数据主要是对空间数据的说明。如一个城市点，它的属性数据有人口，GDP，绿化率等等描述指标。数 据的有效组织与管理，是GIS系统

23、应用成功与否的关键。主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。矢量数据结 构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储GIS的主要数据结构。数据结构的选择在相当程度上决定了系统所能执行的功能。数据 结构确定后，在空间数据的存储与管理中，关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接。目前广泛使用的 GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法，用GIS管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。（2）数据管理的文件方式：这种方式是把数据的存取抽象为一种模型：使用时只要给出文件名称、格式和存取方式等，其余的一切 组织与存取过程由专用软件一文件管理系统来完成。

24、文件管理系统的特点： （1）数据文件是大量数据的集合形式。每个文件包含有大量的记录，每个记录包含若干个甚至多达几十个以 上的数据项。文件和文件名面向用户并存贮在计算机的存贮设备上，可以反复利用。（2）面向用户的数据文件，用户可通过它进行查 询、修改、插入、删除等操作。 （3）数据文件与对应的程序具有一定的独立性，即程序员可以不关心数据的物理存贮状态，只需考 虑数据的逻辑存贮结构，从而可以大量地节省修改和维护程序的工作量。 （4）数据文件的缺点是只能对应于一个或几个应用程序， 不能摆脱程序的依赖性。数据文件之间不能建立关系，呈现出无结构的信息集合状态，往往冗余度大，不易扩允，维护和修改。（3）数

25、据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方 式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。（4）模型是对现实世界的抽象。在数据库技术中，表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。 它可分为两种类型：概 念数据模型和结构数据模型。概念数据模型：是独门于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表示， 只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构。 结构数据模型：是直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第二层抽象。 这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，

26、所以称为“结 构数据模型”。 结构数据模型应包含：数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。它主要有：层次模型，用树型结构表示实体类型及 实体间联系的数据模型；网状模型，用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型；关系模型，用二维表格结构表达实体集，用外 鍵表示实体间联系。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念.空间数据模型的类型:基于对象（要素）的模型;网络模型;场模型. 要素模型:点对象,由特定位置,维数为零的物体;线对象,维度为一的空间组成部分;多边形对象,即面状实体,通常用封闭曲线加内点来表示.矢 量模型即是基于要素的,将现

27、象看成原型实体的集合,矢量模型的表达源于空间实体的本身,通常以坐标来定义.网络模型:地物被抽象为链,节点等对象,同时要注意其连通关系. 场模型:用于模拟一定空间内连续分布的现象,常用栅格数据模型描述.栅格数据模型是基于连续铺盖的,它是将连续空间离散化,以规则或不 规则的铺盖覆盖整个空间.三种模型的对比: 基于对象的模型强调了离散对象,网络模型表示了特殊对象之间的交互,场模型表示了二维或三维空间中连续变化的数据. 要素模型和场模型的不同在于一个是先选择要素,再回答它在哪里的问题;场模型实现选择一个位置,在回答哪里怎么样的问题,最后都得 到数据.网络模型的基本特征是:节点数据之间没有明确的从属关系

28、,一个节点可以与其他多个节点建立联系,将数据组织成有向图结构,它反 映了现实世界中常见的多对多关系,在一定程度上支持数据的重构.（7）空间数据的索引有哪些方式？比较各种方式的优点、缺点。a：对象范围索引：在记录每个空间对象的坐标时，记录每个空间对象最大最小坐标。在检索空间对象时，根据空间对象的最大最小 范围，预先排除那些没有落在检索窗口内的空间对象，仅对那些最大最小范围落在检索窗口的空间对象进行进一步的判断，最后检索那些 真正落入窗口内的空间对象。特点：没有建立真正的空间索引文件，而是在空间对象的数据文件中增加了最大最小范围一项，它主要依靠 空间计算来进行判别。这种方法仍然要对整个数据文件的空

29、间对象进行检索，只是有些对象可以直接判别而予以排除，而有些对象则需要 进行复杂计算才能判别，这种方法仍然需要大量的时间来进行空间检索。但是随着计算机的速度越来越快，这种方法一般也只能满足查询 检索的效率要求。b：格网索引：将工作区按照一定的规则划分成格网，然后记录每个格网所包含的空间对象，可将空间格网按Morton码或称Peano 键进行编码，建立Peano键与空间对象的关系。特点：没有包含空间对象的格网，在索引表中没有出现该编码，即没有该条记录。如果一 个格网中含有多个地物，则需要记录多个对象的标识，如果需要表格化，则需要使用串行指针将多个空间目标联系到一个格网中。c：四叉树空间索引：可以用

30、线性四叉树和层次四叉树来进行空间索引。在基于固定网格空间划分的四叉树空间索引机制中，二维空 间范围被划分为一系列大小相等的棋盘状矩形，即将地理空间的长和宽在X和Y方向上进行2N等分，形成2NX2N的网格，并以此建立 N 级四叉树。d： R树和R+树空间索引：R树的每个结点不存放空间要素的值。叶结点中存储该结点对应的空间要素的外包络矩形和空间要素标识。 这个外包络矩形是个广义上的概念，二维上是矩形，三维空间上就是长方体，以此类推到高维空间。 非叶结点（叶结点的父亲、祖先结 点）存放其子女结点集合的整体外包络矩形和指向其子女结点的指针。（10）三维空间模型，有由若干个面片或由数字立体模型表示体状地

31、物；以及根据有限的三维空间离散数据建成的数字立体模型。八 叉树数据结构：八叉树数据结构是三维栅格数据的压缩形式，是二维栅格数据中的四叉树在三维空间的推广，该数据结构是将所要表示的 三维空间V按X、Y、Z三个方向从中间进行分割，把V分割成八个立方体，然后根据每个立方体中所含的目标来决定是否对各立方体继 续进行八等分的划分，一直划分到每个立方体被一个目标所充满，或没有目标，或其大小已成为预先定义的不可再分的体素为止；四面体 格网：四面体格网（Tetrahedral NetworkTEN）是将目标空间用紧密排列但不重叠的不规则四面体形成的格网来表示，其实质是2D TIN 结构在3D空间上的扩展，四面

32、体格网由点、线、面和体四类基本元素组合而成。整个格网的几何变换可以变为每个四面体变换后的组合， 这一特性便于许多复杂的空间数据分析。同时，四面体格网既具有体结构的优点，如快速几何变换、快速显示，又可以看成是一种特殊的 边界表示，具有一些边界表示的优点，如 关系的快速处理；三维边界表示法； 参数函数表示法（11）海量数据的组织与管理技术 元数据建模与集成元数据是集成异构数据、构建数据仓库的最大难题。MDC（Meta Data Coalition，元数据联盟）提出的OIM（Open Information Model，开放 信息模型）是一个元数据描述集，便于应用程序的开发以及数据仓库的共享和重用。

33、OIM是大多数共同使用的元数据的核心模型。 多维数据建模技术 主要是多维数据模型逻辑结构的分析和雪片结构的扩展。为了构建正确、高效的模型，真正达到多维数据分析的要求，必须对多维数据模 型本身的逻辑结构有一个清楚的认识，并根据具体的应用背景对现存的雪片结构进行扩充。在进行这个扩展时主要采用的技术有：多重“父 类”维技术、多重事实表技术、维表渐增技术和非标准化技术。 异构数据的转换、集成技术 要把从全然不同的数据源中得到的业务数据结合在一起，真正的困难在于将它们集成为一个紧密结合的数据模型。这是因为数据必须从多 个数据源中提取出来，并结合成为一个新的实体。这些数据来源往往不是遵守同一套业务规则，在

34、生成新数据时，必须分析这一差异，研 究出一套完整的数据转换方法。 海量集成数据的管理机理 经集成进入数据仓库中的数据是一种“离线”数据，与其源场地的数据在一致性上存在时间差异。必须根据不同应用的要求，提供不同级别 的数据一致性保证。所以需要研究海量集成数据的维护机理，为解决系统可扩展性、数据时空一致性和共享广泛性提供基础理论和可行性 方法。（12）何谓无缝空间数据库系统？比较逻辑上无缝和物理上无缝空间数据库的概念，在什么情况下可以实现物理上无缝的空间数据库？3 数据缝隙的类别和表现 数据缝隙基本可以分为物理缝隙和逻辑缝隙两类。物理缝隙是地理空间的分离存储，本来连续的实体空间被分离到不同的存储空

35、间和存 储单元中去，例如空间数据的分幅、分层存储。逻辑缝隙是指逻辑上本身连续的信息不能以逻辑连续的方式呈现，例如跨越多幅图的一条 河流，在图幅内查询河流属性（例如长度）时只能获取其在本图幅内的相关信息而不是实体整体的信息。显然，由于空间信息本身的海量特性，要完全意义上的实现物理无缝的空间数据库目前还是不可能的，也没有必要GIS用户关心的不 是空间数据是物理无缝，因为 GIS 呈现给用户的是数据逻辑层，只需要保证用户看到的数据是逻辑无缝的。物理有缝的数据库向逻辑无缝数据库的转换是无缝空间数据库构建的重要一环。4 无缝空间数据库的含义随着GIS数据发布与共享技术的发展，无缝空间数据库逐渐分化出两个

36、层次的含义：一是GIS系统内部的数据无缝，一是不同GIS 实现互操作时的数据无缝。前者是通常意义的无缝，后者主要通过数据标准化与操作标准化来实现。无缝空间数据库的最终含义体现在逻 辑无缝数据库。无论是多源还是单源、同构还是异构，跨越数据层呈现在用户面前的GIS空间数据库必须是逻辑无缝的。空间数据的无缝连接是一个建立在用户与数据库接口基础上的概念，它是空间数据库中空间数据集成的结果，即在用户的接口上实现 对空间数据的透明访问，即对空间数据按空间进行集成，形成地理空间上无缝连接的整体集成信息空间。5 无缝数据库的关键技术数据的无缝连接包含以下几个问题：投影，坐标系统，比例尺，数据精度等。对不同投影

37、和坐标系统的空间数据在投影和坐标系统上 统一采用相同的标淮，当空间数据具有多尺度时，无缝连接寻找数据集之间连续的表达方式，它表现为不同尺度数据之间的集成。建立无 缝空间数据的关键在于在合适的空间信息框架上实现多源异构空间数据的融合，框架是基础，融合是手段。7 空间分析（1），比较点在多边形内的判别方法：射线法合弧长法的优点，缺点。 是点在多边形内的两种判别方法射线法主要是从判断点向多边形做射线，判断线与多边形交点的个数当交点个数为偶数时，点在多边形外；交点个数为奇数时，点在多边形内。它的优点是判断明确，过程简单；缺点是当射线经过多边形的拐点或一条边时，判断失效。 而弧长法主要是判断点与多边形各

38、顶点连线的夹角之和的值，当各夹角之和为3 6 0度时，点在多边形内；夹角之和为0或小于3 6 0度 时，点在多边形外。优点是判断准确，不受条件限制；缺点是判断过程复杂。（2），曲线简化是要删除或压缩一部分曲线上的采样点。这一功能在gis中经常用到。给出一个实用的算法。第一步：在首尾两点之间连接一条直线段，称为曲线的弦。第二步：得到曲线上到直线距离最大的点，并计算其与弦的距离 。第三步：比较该距离与给定阈值的大小，若小于阈值则该直线作为曲线的近似。若大于阈值则利用距离最大点将曲线分为两段，分别 进行上述处理。当所有的曲线都处理完毕之后依次连接各分割点连成折线，作为曲线的近似，完成曲线简化。（3）

39、，给出实现二维行程编码的算法8 地理信息共享与互操作技术（1），地理空间信息共享的意义何在？ 空间信息是用来表述地球表面与空间位置有关各种事物特征与属性的信息。作为科学数据的重要组成部分，空间数据的共享不仅对国家经济发展具有重要意义，而且是国家进行重大决策的迫切需要，也是我国形成高水平科研成果的重要基础。（2），空间数据共享的方法有哪几种？阐述空间数据共享问题：除技术因素外，主要存在哪些方面的问题？ 地理空间数据不同于一般的事务管理的数据，一般的事务数据或者说属性数据仅有几种固定的数据模型，而且一般关系数据库管理系统直接提供读写数据的函数，数据的转换问题比较简单。但是，地理空间数据之所以与之不

40、同，是由于对空间现象的理解不同，对空间对 象的定义、表达、存储方式亦不相同。因而，空间数据共享异常复杂。目前存在以下三种数据共享方式：A 外部数据交换B 地理信息系统互操作C 空间数据共享平台 目前的空间数据已经不在是简单的图形数据，它还包括卫星遥感影像数据，数字地面模型数据等，空间数据的管理范围已经明显的 扩大，同时在应用层次上，地理信息系统与其他专业系统及数据库也密切相关，这给当前空间数据共享带来了很大的困难。同时，随着地 理信息系统应用的不断发展，在各个部门，存在着将本部门的专业系统与地理信息系统相结合的问题，同时不同部门之间的数据协作也变 的日益重要，我们在处理某项工作的时候，往往需要

41、不同部门之间的数据，例如城市的管道施工，它不仅需要城市道路数据库中的道路信 息，城市管道数据库甚至考虑到交通受影响的情况，需要了解每天的道路交通数据，同时实施道路交通疏导措施等。这些工作的完成需要 不同部门，不同空间数据库的协同工作，然而，由于这些不同空间数据库建立在不同的时期，或者适合于不同的部门行业等情况，往往存 在很大的差异性.如果要真正满足空间数据共享的需要，使空间数据共享在实践上具有可操作性，必须构建三大体系：一是技术支撑体系；二是标准 支撑体系；三是政策支撑体系。(3) ，谈谈地理空间数据共享和地理空间信息处理功能共享的区别与联系。(4) ，空间数据互操作的模式有哪几种？空间数据互

42、操作方法有两种模式：一种是基于直接访问模式的互操作方法，另一种是基于公共接口访问模式的互操作方法。(5) ,基于web的地理空间数据服务有哪几种主要规范，他们各有什么作用？目前，OGC和IS0/TC21 1等国际标准化组织已逐渐推出了基于Web的空间数据服务规范，实现对空间数据库的访问。这 些规范包括 Web 地图服务(WMS,Web Map Service)、Web 要素服务(WFS,Web Fea ture Serv ice)和Web覆盖服务(WCS,Web Coverage Service )等空间数据服务规范。 Web地图服务：Web地图服务(WMS )利用具有地理空间位置信息的数据制

43、作地图。其中将地图定义为地理数据可视的表现。 这个规范定义了三个操作：Get Capabi lities返回服务级元数据，它是对服务信息内容和要求参数的一种描述；Get M ap返回一个地图影像，其地理空间参考和大小参数是明确定义了的；Ge t Fea turelnfo(可选)返回显示在地图上的某 些特殊要素的信息。 Web要素服务：Web地图服务返回的是图层级的地图影像，Web要素服务返回的是要素级的GML编码，并提供对要素的 增加、修改、删除等事务操作，是对Web地图服务的进一步深入。OGC Web要素服务允许客户端从多个Web要素服务中取得 使用地理标记语言(GML)编码的地理空间数据，

44、这个规范定义了五个操作：Ge tCapabi lities返回Web要素服务性能 描述文档(用xml描述)；Describe Fea ture Type返回描述可以提供服务的任何要素结构的xml文档；Ge t Fea ture为一个获取要素实例的请求提供服务；Transac tion为事务请求提供服务；Lock Fea ture处理在 一个事务期间对一个或多个要素类型实例上锁的请求。 Web覆盖服务：Web覆盖服务(WCS)面向空间影像数据，它将包含地理位置值的地理空间数据作为“覆盖(Covera ge) ”在网上相互交换。网络覆盖服务由三种操作组成：Ge t Capabi liti es，G

45、e t Coverage和Descr ibe Coverage TypeGe t Capabi lities操作返回描述服务和数据集的XML文档。网络覆盖服务中的 Get Coverage操作是在Get Capabi lities确定什么样的查询可以执行、什么样的数据能够获取之后执行的。 它使用通用的覆盖格式返回地理位置的值或属性。Describe Coverage Type操作允许客户端请求由具体的WCS服 务器提供的任一覆盖层的完全描述。9地理信息系统可用于那些领域？结合自己的专业或感兴趣的领域论述本领域使用地理信息系统的前景。GIS 的应用，首先是在科研部门和测绘与资源环境等领域，然后在

46、城市规划等部门展开，在农林业方面也已开始，现在已经扩展到土 地管理、设施管理、军事和商业等领域。具体的兴趣领域自己写了 嘿嘿10.新技术的出现通常划分为四个阶段技术酝酿与发明阶段，技术扩散阶段，技术应用阶段，综合阶段。2007年，你热为gis正处在那个发展阶段，为什么？11，为什么说网络上的计算机都是不安全的，不可靠的？如果要确宝计算机的绝对安全，必须采取哪些措施 ？请列举军方为保证数 据安全采取的方法。1、根据两种表达环境饿方式，解释简单图形与地图的区别，将地图转换为计算机图形的难点有那些？答：当开发空间和空间关系概念的时候，我们可以用视图来组织数据。地图曾是空间和空间对象形象化的图形语言，

47、但图形语言与计 算机所能实现的有着截然不同的结构。举个简单的例子，孤岛中有个湖，湖的北岸长满了树，南岸是干净的沙滩，在地图识别时，这一描 述立即会产生一幅图像。地图不要什么暗示就能轻而易举地解释清楚湖在岛内部，岛被海包围着，树位于湖的北岸，而湖的南岸是沙 滩。列举出这些不需要任何详细的说明，但计算机能够用数字(0和1)来识别每个对象的空间展布，并能在坐标系统中确定它们的位置， 彼此之间可以分离相邻的对象。事实上，计算机通过方向、大小、位置等等能够识别和筛选对象。这种语言必须明确告诉计算机怎么做， 就像一个人去商店买东西一样，每一细节都要解释清楚：打开车门，发动汽车，穿过马路，来到商店，决定买什

48、么东西等等。这些对人来 说很容易的事情，但是对计算机来说就很难完成。2、既然大部分人是使用软件而不是编写软件，为何还要了解基本的计算机文件结构、数据库结构和图形数据结构答：作为GIS的学生，不必再从开始学习如何实现在空间表达和处理地理对象。但要学好GIS应该理解别人实现的一些基本方法。 首先学习传统的计算机文件结构，它能实现数据的存储、排序、查询；接着学习比较高级的数据组织方式数据库结构，它由文件组合 而成，实现了比较复杂的数据处理方法；随后学习图形数据结构，它能详细清晰地表达地理空间。最后，扩展图形数据结构，使之能够处 理多层图形数据层及相应数据库，从而构成GIS系统。3、简单的列表式文件和

49、顺序文件的区别？增加记录时哪种更有效？在排序和检索记录时哪种更常用？举例说明顺序文件是如何运作 的？答：最简单的文件结构是简单列表式文件。文件的每张记录卡片都是独立的，并未按任何规则组织排序，而是按输入的先后顺序存放。 这种文件结构的惟一好处事比较容易增加新的记录。但是这种文件由于缺乏合理的结构而使查询效率很低。顺序文件可以以字母为序，也可以以数字为序，记录根据识别号可以对比。顺序文件常用二分法来搜索，即把文件一分为二，从中间 开始比较记录。如果中间记录刚好是要查找的记录，则搜索完成。如果不是，比较这两条记录，如果中间记录比要查找的记录小，那么对 数字或字母的后一半记录进行同样的操作；如果这个

50、记录比要查找的记录大，则对另一半记录再进行二分搜索。4、什么是索引文件？与顺序文件有何区别？索引文件有何优点？直接索引文件和倒序索引文件有何区别?在数据检索时哪种更有效？ 答：顺序文件是指按记录进入文件的先后顺序存放、其逻辑顺序和物理顺序一致的文件。顺序文件分为顺序有序文件和顺序无序文件索引文件由主文件和索引表构成。主文件：文件本身。索引表：在文件本身外建立的一张表，它指明逻辑记录和物理记录之间的一 一对应关系。索引文件分为索引顺序文件和索引非顺序文件(1) 索引顺序文件主文件按主关键字有序的文件称索引顺序文件。在索引顺序文件中，可对一组记录建立一个索引项。这种索引表称为稀疏索引。(2) 索引

51、非顺序文件主文件按主关键字无序得文件称索引非顺序文件。在索引非顺序文件中，必须为每个记录建立一个索引项，这样建立的索引表称为稠密索引。数据库中的索引与书籍中的索引类似，在一本书中，利用索引可以快速查找所需信息，无须阅读整本书。在数据库中，索引使数据库程 序无须对整个表进行扫描，就可以在其中找到所需数据。书中的索引是一个词语列表，其中注明了包含各个词的页码。而数据库中的索引 是某个表中一列或者若干列值的集合和相应的指向表中物理标识这些值的数据页的逻辑指针清单。采用排序文件在数据库系统中一般不具有实用性，因为排序文件与原文件规模相同，不可能对各类检索一生成排序文件。为此数据 库常采用索引文件组织，目的在于提高检索效率。由倒排表进行组合条件查询时，对每一条件在倒排表中查出满足条件的记录的地址集合，之后进行求交集的运算，找到满足组合 条件的记录，之后就可从主文件中查出相应数据。倒排表各个指针列宽度不等，结构较复杂，维护较麻烦，但比多重链表文件要简单。