城市地理信息系统

1《城市地理信息系统》复习资料第一部分名词解释：1、城市地理信息系统：是指与所研究对象的城市空间地理分布有关的信息，是有关城市地理实体的性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。城市地理信息可分为两类：基础地理信息和专题地理信息，前者包括各种平面和高程控制点、建筑物、道路、水系、境界、地形、植被、地名及某些属性信息，用于表示城市基本面貌并作为各种专题信息空间位的载体；后者是指各种专题性城市地理信息，包括城市规划、土地利用、交通、综合管网、房地产、地籍、环境等，用于表示城市某一专业领域要素的空间分布及规律2、缓冲区分析：是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。3、地图数字化：地图数字化：将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，经图像处理和曲线矢量化，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、管理和打印的矢量地图数据文件的过程。4、空间分析：空间分析：空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。根据作用的数据性质不同，可以分为：（1）基于空间图形数据的分析运算；（2）基于非空间属性的数据运算；（3）空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。5、主成分分析：主成分分析：主成分分析是将一些具有错综复杂关系的变量归结为少数几个综合变量(主成分)的一种多元统计分析方法。它的基本思想是为了对所研究的对象进行多因子综合分析，采用降维的方法，找出能反映它们内在联系和起主导作用的少数因子的方法即为主成分分析方法。6、空间参照系统：空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系，这两系统均与地球椭球面有关。一个国家或地区在建立大在坐标系时，为使地球椭球面更符合本国或本地区的自然地球表面，往往需选择合适的椭球参数，确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定向和定位。1949年以后，我国采用了两种不同的大地坐标系，即1954年北京坐标系和80国家大地坐标系，它们均属参心大地坐标系。7、原型法：把系统设计和开发过程作为一个迭代过程的系统设计方法。其设计原则是先确定部分要求，制定初步方案，并在较短的时间内开发出一个能满足用户基本需求的示范性系统雏形（原型），然后经用户试用，找出原型的缺点和不足，进行修改补充，再向用户演示，听取意见和修改补充，如此反复，逐步形成一个完善的系统。8、生命周期法:：指系统从立项开始，经过可行性论证、需求调查分析、设计和开发、使用和不断维护，直到最后被淘汰的整个过程。一个系统的生命周期可分为若干个阶段，每个阶段的工作霰均以前一个阶段的工作结果为依据，并作为下一个阶段工作的前提。9、线性八叉树模型：它由二维表示方法四叉树法演化而来。将一个立方体三维空间平分为八个卦限，如果每一个卦限内属于同一物体就不再细分，否则将再细分为八个卦限，直到每个体元内都属于同一物体或达到一定的限差为止。它实质上是边长可对半细分的立方体填充模型可视为三维栅格模型的变体。210、质底法：是把全制图区域按照专题现象的某种指标划分区域，在具有不同质量特征的各个区域内涂以颜色或绘以晕线来显示连续地布满全制图区域的各种现象质的差别，不强调数量特征。质底法可分为精确分区法和概略分区法。11、数据字典：数据字典是数据库中各类数据描述的集合，或者说是元数据及相关数据操作的集合。它的主要功能是存储和检索元数据。数据字典的主要内容包括：数据项、数据结构、数据流、数据存储、加工过程等。数据字典在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改充实和完善。12、虚拟现实技术：虚拟现实技术是近年来发展起来的一项先进技术，它采用计算机发展中的高科技手段构造也一个虚拟的境界，使参与者获得与现实世界一样的感觉。一个能够真正意义上实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素：1）能够提供给用户以三维的虚拟境界；2）能够提供给用户以第一人称的感觉，并有实时任意活动的自由；3）用户能够通过一些控制装置实时地操作纵和改变用户所进入的虚拟境界。城市基础地理信息城市基础地理信息包括各种平面和高程控制点、建筑物、道路、水系、境界、地形、植被、地名及某些属性信息等，用于表示城市基本面貌并作为各种专题信息空间定位的载体。13、城市地理元数据：城市地理元数据是关于城市地理相关数据和信息资源的描述信息。它通过对城市地理空间数据的内容、质量、条件和其它特征进行描述与说明，帮助人们有效定地位、评价、获取和使用城市地理相关数据。14、白盒测试：白盒测试又被称为结构测试或逻辑驱动测试，指已知产品的内部工作过程，可以通过测试证明每种内部操作是否符合设计规格要求，所有内部成分是否已经过检查。它是对系统的过程性细节做细致的检查，把测试对象看作一个打开的盒子，允许测试人员利用程序内部的逻辑结构和有关信息，涉及或选择测试用例，对程序所有逻辑路径进行测试，通过在不同点检查程序的状态，确定实际的状态是否与预期的状态一致。15、数字城市：数字城市有广义与狭义之分。广义的是指综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。狭义的是指利用“数字地球”理论，基于3S（GIS、GPS、RS）技术等关键技术，建设服务于城市规划、建设、管理；服务于政府、企业、公众；服务于人口、资源环境、经济社会的可持续性发展的信息基础设施和信息系统。16平面坐标系：将椭球面上的点，通过投影的方法投影到平面上时，通常使用平面坐标系。平面坐标系分为平面极坐标系和平面直角坐标系。平面极坐标系采用极坐标法，即用某点至极点的距离和方向来表示该点的位置的方法，来表示地面点的坐标，主要用于地图投影理论的研究。平面直角坐标系采用直角坐标（笛卡尔坐标）来确定地面点的平面位置，可以通过投影将地理坐标转换成平面坐标。16、数字地形模型数字地形模型是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。它是建立不同层次的资源与环境信息系统不可缺少的组成部分。17、政务GIS是指在电子政务中应用以GIS为核心的空间信息技术等，并为电子政务提供空间定位的平台、可视化的工具和空间辅助决策的功能等，从而使电子政力不断提升并更好地服务于社会的有机整体。18、城市信息化管理利用数字化、网络化、智能化、可视化等信息技术，对城市进行综合管理，提高管理的信息化水平，即对城市管理对象的地域特征、形象特征、属性特征进行数字化，并将这些数字化后的特征数据，采用计算机、网络等信息技术手段，进行存储、传输、整合、分析，最终以声音、图像图形、文字等形式输出，作为城市管理的重要技术依据，以提高城市管理效率、质量和管理水平，维护和拓展城市综合功能的整个过程。3简答题：1、简述时空模型的类型及各自特征。（1）快照模型（SnapshotApproach）（2）基态修正模型(BaseStateWithOverlayApproach)（3）时空复合模型(Space-TimeCompositeApproach)（4）时空立方体模型(Space-TimeCubeApproach)（5）基于事件的方法（Event-basedApproach）（6）面向对象的方法（Object-orientedapproach）2、简述用空间缓冲分析、空间叠置分析和空间查询等进行选址的思路。1）数据准备；2）对选址图层侯选目标进行属性查询，将符合条件的地块作为新的图层存放；3）对第二步进行属性提取后的地块图层做缓冲区；4）将缓冲区域与其他约束图层进行叠加分析，提取候选目标。3、综述空间数据管理的几种模式及实现方法（10分）1）对不同的应用模型开发独立的空间数据和属性数据管理服务，这是一种基于文件管理的处理方法。（独立系统）2）在传统的商用DBMS的基础上开发附加系统。开发一个附加的软件用于存储和管理空间数据和空间分析，使用DBMS管理数据性数据。（附加系统）3）使用现有的DBMS，通常是以现有的DBMS为核心，对系统的功能进行必要的扩充，空间和属性数据在同一个DBMS管理之下。需要增加足够的软件和功能来提供空间功能和图形显示功能。（扩展系统）4）重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析能力的数据库管理系统。这从理论上是最好的模式，但开发周期太长而对一般团体而言是不现实的。（完整系统）4、简述基础地理信息城市数据库建设规范引用文件GB/T9361-1988计算机场地安全要求GB/T12923基础地理信息要素分类与代码GB/T17798地理空间数据交换格式GB17859-1999计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T18521-2001地名分类与类别代码编制规则GB/T20258（所有部分）基础地理信息要素数据字典GB50174-1993电子计算机机房设计规范CH/T1005-2000基础地理信息数字产品数据文件命名规则5、简述城市地下管线的数据分析答：采用面向对象的方法进行数据分析，为了有效地认定系统中的类和类层次结构，首先需明确地下管线信息系统的数据组成。1）地下管线信息系统的数据组成分析通过调查分析，地下管线数据库由地下管线数据和辅助数据组成。地下管线数据包括管线的线和管线点。辅助数据包括道路、规划拨地、基础地形（道路除外）。各种管线点的颜色同管线线的颜色一样，依管线类型分为：给水——天蓝；排水——褐；煤气——橙；电力——朱红；电信——草绿；工业——粉红。（4分）2）一条管线的定义：按管线连接关系以下列管线点为管线的起点和终点：特征点（三通、四通、入孔）、附属物（阀门、消防栓、窨井、接线箱、手孔、上杆）、变径点、变材点、埋设年代变化点、权属单位变化点、报建案号变化点3）地下管线的类层次结构分析4按照面向对象技术，在确定类与类层次结构的同时，必须确定类的操作，因此，首先必须明确地下管线信息系统的应用功能要求，再细化出类的操作集合。6、简述城市地理信息的基本特征？答：城市地理信息是数字城市最重要的应用方向，也是建立数字城市的最关键部分。城市地理信息具有以下一些基本特征：1）数据量大。城市地理信息既有空间特征，又有属性特征，在时态地理信息系统中还有不同时间的版本，因此数据量很大。2）数据分布不均匀。城市地理现象在空间分布上是不均匀的，有的区域分布密集，有的区域分布稀疏。3）拓扑关系复杂。城市地理现象之间有复杂的空间关系，比如建筑物紧邻街道分布的相邻对象关系，公路穿越城市的关系，这些拓扑关系是城市空间查询和分析的重要依据，因此数据更新和概括处理中必须维护拓扑关系的一致性，避免拓扑关系的错误。4）多重属性结构。同一城市地理现象往往具有多方面的属性特征。5）多尺度特征。尺度是指地理数据集所表示的空间范围的相对大小和时间范围的相对长短。就城市空间尺度而言，常用的地理数据尺度有市域尺度、城区尺度、街区尺度等。就时间尺度而言，不同的城市地理现象有不同的城市划分，例如城市发展规划可分为远期规划和近期规划。6）数据来源多样化。目前，城市地理信息中的地理数据来源渠道有地图数字化、实测数据、试验数据、遥感与GPS数据、统计普查数据、理论推测与估计数据、历史纪录数据等。7）地图表现形象性。地图是城市信息可视化的一种重要工具，它通过图形的形状、方向、颜色、纹理、数量、大小、注记、图例、标尺、图饰等表现手法形象直观反映城市地理现象。7、简要说明数字化过程中的数据质量控制答：1）数据预处理工作——主要包括对原始地图、表格等的整理和重新清绘地图。对于质量不高的数据源，如散乱的文档和图面不清的地图，通过预处理工作不但可减少数字化误差，还可提高数字化工作效率。对于扫描数字化的原始图形或图