一、名词解释1、地理信息系统:Gis是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。2、数字地球:是指一个以地理坐标为依据的、具有多分辨率海量数据的、立体显示地球的技术系统。3、数字城市:是指城市规划建设与运营管理,城市生产与生活活动中,利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。4、网络地理信息系统:是指基于Internet平台、客户端应用软件,采用协议运行在互联网上的地理信息系统,是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。5、空间分析:是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术,其目的在于提取和传输空间信息。6、空间查询:是空间分析基础,任何空间分析都开始于空间查询。一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。7、缓冲区查询:是不破坏原有空间目标的关系,只是检索得到该缓冲区范围内涉及到的空间目标。8、缓冲区分析:是对一组或一类地物按缓冲的距离条件,建立缓冲区多边形图,然后将这一个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析,得到所需要的结果。(缓冲区分析涉及两步操作,第一步是建立缓冲区图层,第二步是进行叠置分析。)9、WebGIS:就是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。10、叠置分析:在统一的空间参照系统条件下,每次将同一地区两个地理现象的图层进行叠合,以产生空间区域的多重属性特征,或建立地理对象之间的空间对应关系。11、遥感:是运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特性、性质及其变化规律的技术,是地理信息系统的重要数据源。12、城市规划:是研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署,是一定时期内城市发展的蓝图二、简答1、城市管理存在问题城市“拉链马路”——道路挖了填、填了挖的现象,不仅堵塞交通,使群众出行艰难,还使国家花费了巨额资金。城市应急大联动——现代化建设进入新的阶段,各类突发事件时有发生,加之我国还是世界上灾害发生频率最高、种类最多的国家之一,突发事件的应急联动工作混乱。城市管理的“信息孤岛”——目前许多城市数据很多都相对孤立、封闭浅显,往往不向外界开放。数字化城管效率低下2、GIS在城市管理中具体应用1)GIS在智慧应急中的应用城市应急管理应满足日常值守应急和处置突发公共事件的需要,应急业务分为常态业务和非常态业务。常态业务主要是预防和应急准备工作,非常态业务涉及监测与预警、应急处置与救援、恢复与重建等过程。2)GIS服务于应急日常管理应急日常管理作为常态化管理的主要工,利用GIS都可以提供很好的支撑。3)GIS服务于风险隐患监测与预测预警为降低突发事件的发生概率,需要在平时做好风险隐患监测与预测预警,做到防患于未然,GIS在重大危险源监控、移动危险源监控、综合预测预警和风险评估中都起到了重要作用。4)GIS服务于应急处置救援应急事件处置中,需要综合各方面的信息,如天气因素、环境因素等各类因素,通过GIS可以将各类影响因素进行综合考虑,进行综合分析,对事故的进展进行态势感知,为应急指挥辅助决策提供支持。5)GIS服务于应急评估与恢复重建GIS是建立各类应急事件评估模型的基础,利用GIS可实现灾情的快速评定。3、基于GIS的城市管理类型1)GIS规划系统。提供城市管理规划基本信息和分析数据。2)GIS管线系统。提供城市宽带网、光纤网等基本信息和分析数据。3)GIS交通系统。提供交通设施、轨道交通状况等基本信息与分析数据。4)GIS水务系统。提供城市河道整治管理、城市热水、自来水、污水处理等基本信息和分析数据。5)GIS房屋土地系统。提供房屋物业管理和土地使用管理基本信息和分析数据。6)GIS环保系统。供城市大气质量、城市噪音、危险废弃物管理等基本信息和分析数据。7)GIS工商管理系统。提供城市企业、事业、商户及户外广告基本信息。8)GIS市容环卫绿化系统。提供城市市容街景、灯光、绿化分布、覆盖、生活废弃物处置管理等基本信息和分析数据。9)GIS城市人口系统。提供科学的人口地理信息依据,保障相应决策的科学性。10)GIS公共安全系统。提供各类人口、治安与刑事案件的动态变化信息和分析数据。4、数字地球与数字城市的关系数字城市源于数字地球,城市作为信息产生、应用、辐射最重要的枢纽,又是维系数字地球框架的重要节点。数字城市是一个不断发展和演绎的理念,广义的数字城市是指城市信息化,它涉及城市信息化的方方面面;狭义的数字城市是指空间信息为基础的城市地理信息系统。5、地理信息系统的基本功能。1)数据的采集与编辑——就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为x、y坐标及对应的代码输入到计算机中。2)数据存储与管理——按照一定结构进行组织和管理。3)数据处理与变换——是为了保证系统数据的规范和统一,建立满足用户需求的数据文件。4)空间统计与分析——主要包括拓扑叠置分析、缓冲区分析、空间集合分析等。5)产品制作与显示——统计表格,制图。6、空间分析的主要内容1)空间位置:借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息,是空间对象表述的研究基础,即投影与转换理论。2)空间分布:同类空间对象的群体定位信息,包括分布、趋势、对比等内容。3)空间形态:空间对象的几何形态。4)空间距离:空间物体的接近程度。5)空间关系:空间对象的相关关系,包括拓扑、方位、相似、相关等。7、空间查询方式1)图形查询:实体之间的空间关系查询,实体的属性信息查询等。2)属性查询:基于实体的属性信息进行查询,与一般的数据库查询相同,只不过最后查询的结果需要再与图形关联起来。3)图形属性互查:将空间关系和属性结合起来进行查询,并将最后结果以图形和属性两种方式显示出来。如:查询京九线沿线人口大于100万的城市及各种属性信息。4)地址匹配:根据一个地理名字(如学校名字)来定位相关实体并获得其属性信息。其基础是地理编码,即将一个地理名字与一个或若干个空间实体关联起来、或者与实体的某个属性关联起来、或者与某个地理坐标关联起来。8、叠置分析1)点与多边形叠加——实际上是计算多边形对点的包含关系。矢量结构的GIS能够通过计算每个点相对于多边形线段的位置,进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。在完成点与多边形的几何关系计算后,还要进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上,用于标识该多边形,如果有多个点分布在一个多边形内的情形时,则要采用一些特殊规则,如将点的数目或各点属性的总和等信息叠加到多边形上。例如一个中国政区图(多边形)和一个全国矿产分布图(点),二者经叠加分析后,并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿产的属性数据表中,然后通过属性查询,可以查询指定省有多少种矿产,产量有多少;而且可以查询,指定类型的矿产在哪些省里有分布等信息。2)线与多边形的叠置——亦是将线的图层叠置在多边形的图层上,以确定一条线落在哪一个多边形内。与上面不同的是,往往一个线目标跨越多个多边形,这时需要先进行线与多边形边界的求交,并将线目标进行切割,形成一个新的空间目标的结果集。如果线状图层为河流,叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段,可以查询任意多边形内的河流长度,进而计算它的河流密度等;如果线状图层为道路网,叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度,内部的交通流量,进入、离开各个多边形的交通量,相邻多边形之间的相互交通量。3)多边形叠加——多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作,其结果将原来多边形要素分割成新要素,新要素综合了原来两层或多层的属性。叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。几何求交过程首先求出所有多边形边界线的交点,再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算,对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋一多边形唯一标识码,同时生成一个与新多边形对象一一对应的属性表。根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求,一般的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作。9、缓冲区分析点缓冲区:选择一组点状地物,或一类点状地物或一层点状地物,根据给定的缓冲区距离,形成缓冲区多边形图层;线缓冲区:选择一类或一层的线状空间地物,按给定的缓冲距离,形成线缓冲区多边形。面缓冲区:选择一类或一层面状地物,按给定的缓冲区距离,形成缓冲区多边形,面缓冲区有外缓冲区和内缓冲区之分,外缓冲区仅在面状地物的外围形成缓冲区,内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区。当然也可以在面状地物的边界两侧均形成缓冲区。缓冲区的建立:从原理上说,缓冲区的建立相当简单,建立点缓冲区仅是以点状地物为圆心,以缓冲区距离为半径绘圆即可,线状地物和面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线,作它们的平行线,再考虑端点圆弧,即可建立缓冲区。10、地理信息系统设计的四个阶段1)系统分析:主要包括GIS开发可行性分析、GIS开发成本效益分析、GIS开发技术分析、分配与权衡分析、需求分析,2)系统设计:分为详细设计和总体设计。3)系统实施系统硬件和软件的引进和调试系统数据库的建立和数据质量控制应用模块开发和建立用户应用界面应用系统联调、测试和编写系统测试报告按计划任务书进行系统的验收及技术鉴定4)系统运行和维护11、WebGIS与传统GIS的比较(1)WebGIS利用Internet,进行用户和服务器间的信息交流,而传统GIS则是基于单机或局域网的,其信息交流仅限于单机和局域网上。(2)WebGIS是一个分布式系统,用户和服务器可以位于不同地点使用不同的计算机平台。(3)在功能上,WebGIS主要侧重于信息发布、查询、空间分析、模型分析和制图,而传统GIS强调系统的功能完整性,一般要求系统能完成数据的采集、编辑、存储维护、更新等功能,并能对数据进行查询、制图以及进行数据的空间分析和模型分析。三、论述GIS在城市规划中应用,存在的问题、发展趋势。(一)GIS在城市规划中的应用。1、城市规划信息的查询与管理将城市的相关数据,如基础地形数据、规划指标等输入计算机中的数据库,利用GIS的空间查询功能度这些信息进行查询、检索、统计、显示输出,实现管理的自动化、规范化和标准化,为城市建设单位和公众提供信息咨询服务,提高城市规划管理的水平和建设项目的审批质量。2、专题分析如城市用地规划平衡分析、城市规划路网分析、城市居住人口规模及其分布状况分析等,这些主要利用GIS的空间量测、空间分析功能,如建立缓冲区、拓扑叠加等。3、辅助城市总体规划及详细规划运用遥感数据和GIS对城市地理空间信息强大的管理和分析功能,能准确计算人口密度和建筑容量,进行有关城市总体规划的各项技术经济指标分析,完成城市规划、道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算,从而有效确定各类用地性质,辅助城市用地选择和建设项目合理选址。(二)存在的问题1、投入高、回报期长的特点阻碍了GIS在国内的推广。由于投入高、回报期长,国内的城市地理信息系统建设一般局限在城市管理部门,而在城市的规划设计部门,存在实用性的脆弱而进展较慢。2、GIS技术自身的技术难度,内容繁多,影响了规划人员学习掌握的积极性。GIS能为复杂的城市规划活动提供较强的各类分析功能,其技术本身因此而内容复杂,并具有一定的技术难度。另外,GIS软件由于内容往往比较庞大,集成众多的软件模块,这些都在一定程度上影响了规划人员掌握GIS技术的积极性。(三)发展趋势1、GIS、GPS、RS一体化3S可以提供直接的数据服务,快速地追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化,并高精度地定量描述这种变化。2、GIS与CAD的结合在CAD技术下绘制的规划成果图直接作为基于GIS的城市规划信息系统的数据,充分利用GIS的空间分析、拓扑分析以及其强大的二次元开发功能提取空间数据和属性数据,建立GIS数据库,实现CAD与GIS的结合。3、Web—GI