2) 对GIS的贡献



数字栅格图（DRG）：可作为背景，用于数据参照或修测其他与地理相关的信息，适用于DLG数据采集、评价和更新；也可与DEM、DOM等数据集成使用，产生新的可视信息，从而提取、更新地图要素。
数字高程模型（DEM）：DEM数据通过一定的算法，能转换为等高线图、透视图、坡度图、断面图、晕渲图，进行各种地表分析以及与其他数字产品复合形成各种专题图产品。
数字正射影像（DOM）：可用作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现势性和完善性。DOM可制作电子版的影像地图、可作二次调查的底图、还可以用来修测小比例尺的地形图、以及作为GIS的数据源等。
数字线划图（DLG）：满足GIS进行各种空间分析要求，被视为带有智能的数据，可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。
3) 存在的问题



DRG：栅格数据有很大的压缩潜力,尚未有针对性的压缩方法。
DEM：生产方法包括对地形图等高线的扫描数字化和航空摄影测量。地形测图数字化存在的问题在于其精度和自动化程度不高，目前使用的手扶式数字化仪存在的问题在于高程值内插往往容易导致失真。对于航空摄影测量来说，有两种具体的方法，
解析测图化手工测量和全数字化的摄影测量。这两种方法存在的问题在于影响的匹配的可靠性、高程数据内插的智能型以及航空摄影的复杂性上。
DOM：生产主要来源于航空影像图。其存在的主要问题是航空摄影测量所得到的数据影像，不如摄影测量的手段得到的影响的效果好，且在航片中对于高层建筑的处理，也比较困难。
DLG：矢量化过程尚未实现全自动化,尤其是对密集线划彩色图及注记。
7. GIS有哪些体系结构，它们是如何演化的，以及它们各自的特点。（2010、2008、2007、2004）


GIS的体系结构有基于大型主机的GIS、桌面式GIS、WebGIS、分布式GIS、开放式GIS和网格GIS。
1) 基于大型主机的GIS：以大型计算机处理系统作为空间数据库存储系统，同时这种计算机也是空间数据处理的服务器，用户可通过与其相连的终端访问其数据库并请求不同的地理信息服务。


优点：数据集中性强，安全性高，海量数据存储能力较好。
缺点：开发难度大，维护费用高，数据交换困难，能力有限。
2) 桌面式GIS：把用户界面和交互的地理信息处理存储功能集中于个人计算机上，多台计算机通过局域网实现数据交换。


优点：费用低。
缺点：多用户访问同一文件夹会增加网络传输开销，并发控制困难，且难以向广域网扩展。
3) WebGIS：把GIS的功能划分为客户单元和服务器单元。分别加载到局域网的客户机和服务器上，通过遵循相同的协议，实现二者之间的通信。客户请求，服务器响应。


基于C/S模式的WebGIS：在这种模式下，服务器并不处理用户所有的请求，而是向客户端发送一个具有一些基本功能的客户端软件，处理用户的简单要求。只有对那些较为复杂的客户端软件无法处理的请求，才发送给服务器处理。
优点：可以减轻网络传输的负担，操作速度较快。
缺点：客户端的能力有限，用户访问不同的数据源时需要不同的访问接口，且开发难度较大。
基于B/S模式的WebGIS：在这种模式下，用户通过网络浏览器向服务器发送服务请求，GIS的后台服务区按照要求进行处理，并将结果以图片格式返回给用户。
优点：客户端可以在配置很低的条件下进行复杂的GIS操作，客户端与平台无关。
缺点：网络传输和服务器负担重，客户端可操作性差。
4) 分布式GIS：指跨越任意组织，在任意数目的平台上分布着的，能够被任意数目的用户访问的GIS。


特点：在分布式GIS中，所有的计算资源、异构的空间数据库服务器、GIS服务器、地理信息等广泛地分布在因特网上，用户不需要知道它们的分布位置，只需遵循一定的原则，即可向任何服务器发送任何地理信息服务请求。
5) 开放式GIS：指在计算机网络和通信环境中，根据行业标准和接口建立起来的GIS。可以实现不同数据库之间的互操作和异构数据共享。其核心时OGC建立起来的OpenGIS规范。


特点：互操作性、可扩展性、对用户透明性和可移植性。
6) 网格GIS：指在广域网环境下，空间信息共享和协同服务的GIS，它是一种分布式的GIS软件平台体系。将地理上分布各处的各种计算机、空间服务器、大型检索数据库服务器、GIS系统、虚拟现实系统等通过高速互联网连接起来，形成一个对用户透明的超级计算机处理环境。可以分为三个基本层次：数据资源层、网络服务层和应用层。


特点：分布性，基础性，共享性和综合性。
    演化发展：自20世纪70年代以来，GIS技术发展大致经历了三个主要阶段：以大型机与UNIX机为平台的专业式Professional GIS，用于完成某部门GIS项目，成本高且系统难用；以PC机为平台的桌面式Desktop GIS，用于提高个人GIS利用率并完成某部门GIS项目；以网络和C/S为技术平台的网络GIS，移动式或无线通信式GIS，用于整合各类数据以及建造企业共享式（Enterprise GIS）GIS系统及可持续的GIS解决方案。可以说，GIS的体系结构发展过程其实就是市场化成熟的IT技术与GIS不断融合的过程。
8. GIS地理数据更新都有哪些主要方法以及各自特点，并如何从技术上和制度上保证地理数据的现势性。（2010）


GIS数据更新是指利用GIS平台用现势性强的数据取代或变更数据库中非现势性的数据以保证空间数据库中的数据的现势性和准确性；同时，将被变更的数据存入数据库中，以供检索分析用。
目前的更新方法分为基于图幅的更新方法和基于数据库的更新方法。
基于图幅的更新方法是将原有的数据库成果转换为修测平台的数据格式，在修测平台完成数据的更新，然后再将更新后的数据转回数据库并替换原有数据库中的数据。该方法以航测法为主。利用新航片模型资料或新的数字正射影像图覆盖原有的DLG矢量数据实现对DLG数据的更新。这种方法一般以图幅为单元来进行更新，更新的作业过程较长，更新的工作量较大，易于实现定期大面积数据更新。
基于数据库的更新方法是较好的更新技术方法，这种方法是在新航片建立立体模型的基础上，直接调用原有数据库中矢量数据，将原有数据映射在立体模型上，进行要素的修测，无须进行格式转换。当然，直接对数据库的数据进行更新存在诸多不确定因素，如在线用户问题、数据编辑问题、数据安全问题和事务管理问题，具体作业的可操作性存在困难。
多数基础地理信息数据主要以图幅文件方法进行建库，而不是以面向对象或要素的方式进行建库，因此基础地理信息数据的更新应该以图幅为单位的更新方式来开展。这样一是便于外业调查核实，进行数据的质检，保证数据的成果质量；二是可进行大规模的生产，实现数据快速、批量的更新。
（更新数据源）
在当前的GIS数据建库和数据更新过程中，航空摄影测量、地图数字化、野外测绘等仍然是数据库更新的主要数据源。但是这些方法一般比较适合于大面积本底信息的获取。而在一般的城市地理信息数据的更新过程中，一般不需要如此麻烦。仅需根据规划图进行数据更新，一般即可满足要求。具体是指对照规划图的改变，在计算机的地理数据库中做出相应的更新。
近年来，极高分辨率遥感数据正在逐步成为GIS数据更新的重要数据源。它具有信息丰富、时效性强、重复性强等特点，不仅可以提供有形的地理信息，还可以提供无形的属性信息。这些图像数据与GIS结合，一方面可以提高GIS数据定性定量的分析水平；另一方面也实现了空间数据的持续更新。
但是在一些阶段，很多地区并不具备使用遥感的手段获取信息的能力，日常的常规测量方法仍旧是空间数据库数据补测更新的主要手段。在这样的情况中，常规测量方法的灵巧方便快捷等优势则较为突出。
技术与制度上保证GIS数据现势性。
地理信息数据的现势性是衡量其使用价值的重要标志之一，现势、准确的数据才有生命力。但是长期以来，由于对数据(尤其是空间基础数据)的认识不足、对数据的投入不足、缺乏必要的管理数据的机制、缺乏人才、技术设备落后等原因，在GIS的建设过程中数据现势性差与对数据日益增长的需求之间的矛盾日益突出。
为了从根本上解决该问题，一方面可以积极使用不同格式的基础数据，并为GIS平台开发各类数据接口。另一方面必须对基础数据的更新制定规则，建立和形成一种有效的、适时的更新机制，开发实用的、经济方便的更新手段和技术。对于已经建成的GIS系统，其面临的主要问题是现势资料数据更新与循环运行，这就需要尽快制定现势资料数据更新的国家标准
 

数据更新工作的实施需要考虑上图所示的几个方面。
其中调研的主要内容包括:现有数据库中数据的种类_模型_格式_结构 ；现有数据现势情况及更新需求；现势信息来源与现势数据情况( 种类_周期_格式) ；用于更新的设备_ 软件_ 与相关部门的配合与协调情况；国内外相关技术_ 方法与组织实施策略。
技术草案是在调研的基础上研究制订的，主要内容包括:确定变化信息的方法；变化信息数据采集的方法；变化数据与原数据集成与融合的方法；历史信息组织管理方法；更新工作量与成本估算；现势数据提供方法；现势数据服务的政策与价格；更新工程的组织实施策略。技术草案制订之后，就需要选取适当的数据按照技术草案进行更新试验，并在试验过程中修改调整技术草案，形成较为规范的数据更新技术体系与实施规程，并选取典型区域进行示范工程，最终目标是逐渐形成规模生产和业务化运作机制。
9. GIS数据共享有哪些模式，如何从体系结构，数据格式，法律制定和政策等方面保证GIS数据共享。（2010）


GIS数据共享模式主要有四种：数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式和开放式数据库互接模式。
4) 数据格式转换模式：在这种模式下，其他数据格式经专门的数据转换程序或基于一定的空间数据转换标准进行格式转换后，复制到当前系统中的数据库或文件中。是传统GIS共享技术，也是主要方式。



特点：空间数据标准化的举措在很大程度上推动了空间数据的共享和互操作。但标准间仍然存在地理模型和数据结构性差异的问题。现在的空间数据标准化只能做到在某个特定的行业或国家中实现空间数据共享, 而无法实现基于地理空间概念上的数据共享与互操作。
5) 直接数据访问模式：在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。



特点：不仅避免了繁的数据转换，而且提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。但同样要建立在对要访问数据的数据格式的充分了解的基础上，如果要访问的数据的格式不公开，就非破译该格式不可，还要保证破译完全正确，这样才能真正与该格式的宿主软件实现数据共享。
6) 开放式数据库互接模式：基于开放式数据库互接（ODBC）思想，因GIS数据都具有一些空间数据的特性，因此可以定义一个包含各种数据的元数据文件，采用面向对象的思路，定义一个具备GIS空间数据读写基本接口的抽象基类，在此基础上，由各GIS软件厂商完成存取自己格式数据的子类的动态链接库。



特点：提供对其他软件强有力的支持，并且不会产生数据丢失，各软件开发商在不暴露其底层文件格式的情况下，最大程度地方便其他软件的开发者。
7) 数据互操作模式：只在异构数据库和分布计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能透明地获取所需的信息。基于OMG的CORBA、Microsoft的OLE/COM以及SQL等建立的OGC规范为数据互操作制定了统一的规范，数据客户（使用数据的软件）使用某种数据的过程就是发出数据请求，由数据服务器（提供数据源的软件）提供服务的过程，其最终目的是数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。



特点：数据互操作为多源数据集成提供了崭新的思路和规范，它将GIS带入了开放式的时代，从而为空间数据集中式管理和分布存储与共享提供了操作的依据。但是OGC标准更多考虑到采用了OpenGIS协议的空间数据服务软件和空间数据客户软件，对于那些历史存在的大量非OpenGIS标准的空间数据格式的处理办法还缺乏标准的规范。局限性：推广和实现时间不确定；统一的数据访问接口目前还不现实。
    总结：OpenGIS是目前的主流标准，互操作制定的实现规范统一了传统数据转换模式和访ODBC 模式。互操作立足于更宽的范围来解决数据共享问题, 分别对
地理空间模型、地理服务模型和信息群模型制定了相关的标准。可以处理全方位概念上的地理信息共享。
          最优方案应该是：统一规划、统一软硬件平台、统一数据标准。建立空间数据共享机制是关键。
10. 什么是地理元数据？地理元数据包括哪些内容，有什么用途？（2009、2006）


   元数据是关于数据的数据，在地理信息系统中用于描述地理数据集的内容、质量、表达方式、空间参考、管理方式及数据集的其他特征，以便于人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理有关的数据。它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。
   内容包括：目录信息，八个基本内容部分和四个引用部分。（武大版地信教程P87）
   八个基本内容：标示信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参考系信息、实体和属性信息、发行信息以及空间元数据参考信息。
   四个引用部分：引用信息、时间范围信息、联系信息以及地址信息。
   用途
1) 帮助用户了解和分析数据：提供丰富的引导信息，以及由纯数据得到的分析、综述和索引等。由此，用户可对空间数据库进行浏览、检索、研究、分析，了解数据的具体情况和可用性，获取方法等内容。

2) 空间数据质量控制：提供准确定义的数据字典；保证数据逻辑科学的集成；提供足够的说明数据来源、数据加工处理、数据翻译的信息，从而保障数据质量。

3) 数据集成：元数据中记录的数据格式、空间坐标体系、数据标准等信息在数据集成的一系列处理，如数据空间匹配、数据交换等方面是必要的。

4) 数据存储和功能实现：可用于数据库的管理，实现数据库设计和资源利用方面的合理分配，避免数据的重复存贮，实现高效检索。

11. 什么是组件式GIS？组件式GIS的特征以及存在问题是什么？（2009）


   所谓组件是指具有某种特定功能、能独立于应用程序而存在，具有与外部程序或其他组件相连接的标准接口，能够用来组装或构建更复杂程序功能单元的二进制程序模块。组件式软件技术设计思想的关键在于：程序代码片段可直接使用，无需重新编译；开发人员不需程序源码；组件不限于一种编程语言。
   组件GIS是指具有GIS功能和某种功能标准通讯接口，允许组件跨语言调用，可用来建立地理信息系统的组件。它的基本思想是把GIS各大功能模块划分为几个组件，
每个组件完成不同的功能，各个组件之间以及GIS组件和非GIS组件之间可以方便地通过可视化软件开发环境集成起来，形成最终的GIS应用。
   特点
1) 小巧灵活，价格便宜


各组件集中实现与自身最紧密的系统功能，用户可根据需要选择所需组件，最大限度降低用户负担；组件化的GIS平台集中提供空间属性数据管理功能，并以灵活的方式与数据库系统连接。
2) 开发简便


开发人员自由选择自己熟悉的开发工具，可以像管理数据库表一样管理地图等空间数据，无须对开发人员进行特殊的培训，大大加快开发速度。
3) 强大的GIS功能


出色的管理大数据的能力和处理速度。完全提供了数据浏览、编辑等基本数据操作，有的组件还可以进行数据拼接、裁剪、叠合等空间查询和分析。
4) 很强的扩展性


庞大的组件资源库，用户可自行选择，极大的拓展了GIS功能。
5) 大众化


是非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统，推动了GIS大众化进程。
   存在问题
1. 开发受限于组件的封装水平


开发商所提供的组件的粒度和接口设计的优良程度直接决定了二次应用开发的难易程度和应用效果。
2. 执行效率较低


所提供的服务要经由COM转换，产生额外时间。
3. 测试工作比较复杂


开发结果不是一个应用程序，而是一些供二次用户使用的开发包，因此，测试要建立一系列的容器进行测试。
4. 与桌面GIS系统相比，空间分析和空间操作功能较弱。


12. 什么是服务型GIS？服务型GIS的特征是什么？（2009）


   服务性GIS（Service GIS）是基于组件式GIS建立起来的一种面向服务的软件工程方法的GIS软件技术。
   它脱胎于组件式GIS，是在组件式GIS基础上的质的飞跃，也是对组件式GIS顺理成章的升级。在组件式GIS功能强大的组件群基础上，Service GIS采用面向对象的软件工程方法，把GIS的全部功能封装成web服务，从而实现了被多种客户端跨平台、跨网络、跨语言的调用，并具备了服务聚合能力以集成来自其他服务器发布的GIS服务。
   特征
1) 在细粒度组件式GIS基础上，封装粒度适中的全功能GIS服务群，构成Service GIS的服务器，并向客户端发布这些服务。这里强调全功能的GIS服务，包括数据管理，二、三维可视化及各类空间分析和处理等，不仅仅是WebGIS时代的基本GIS功能。

2) 服务器支持发布基于通用规范的服务，以便于被第三方软件集成调用。

3) 客户端GIS软件具备服务聚合能力，聚合不同服务器软件发布的服务及于本地数据、功能集成应用。

4) 服务器段软件具备强大的服务聚合能力，可聚合来自其他服务器发布的GIS服务，其聚合结果还可以继续被其他服务器软件聚合。

5) 继承了组件式GIS的一系列优点，其本身新的特性有跨网络集成与应用及业务敏捷。

13. 支撑GIS的网络平台有哪些类型？这些网络平台之间如何连接？（2009）


   支撑GIS的网络平台有C/S、B/S、空间Web服务、移动和嵌入式和网格五种类型。
1) C/S（客户端/服务器结构）


一种分布式系统结构，在该模式下，服务器只集中管理数据，计算任务分散在客户机上，客户机和服务器之间通过网络协议来通信。
2) B/S（浏览器/服务器结构）


对C/S结构的一种变化或改进，在该模式下，用户工作界面通过浏览器来实现，软件应用的逻辑完全在服务器端实现，客户端只需要浏览器进行业务处理。
3) 空间Web服务


    通过支持基于Internet的协议来使用基于XML的消息与其他软件应用程序直接交互，是建立具有互操作性的分布式应用程序的新平台，通过向外界提供的API来完成网络间的各种操作。主要目标是跨平台的可互操作性。
4) 移动和嵌入式


嵌入式是以应用为中心，已计算机技术为基础，软件硬件可裁剪的的微型计算机系统。移动以通信技术为支撑，实现无线通信，使用方便。
5) 网格


利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（如计算资源，存储资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务。充分实现信息共享。
14. 阐述Virtual Earth的特点，Virtual Earth可能对GIS发展的作用。（2009）


  Virtual Earth是指采用全球分布的大量服务器系统和高效的空间数据传输与三维实时可视化技术，使任何人在任何时候都可以查询到全球任何地方的地理空间信息的技术。
  特点：能够管理和快速显示全球海量多源、多尺度、多时相三维空间数据，提供面向大众化的三维可视化服务，对人们的生活产生巨大影响及提供极大方便。
  对GIS发展的作用：让专业地理信息服务与大众地理信息服务之间的界限开始模糊，使得GIS服务走进公众，降低了用户采用GIS的门槛。将虚拟地球系统与专业地理信息系统集成，不仅可以满足公众用户对地理信息高效查询与可视化要求，还可以满足专业用户对地理信息分析与应用要求。
15. 阐述一个应用GIS系统建设工程所包含的主要内容，需要关注的要点是什么？（2009、2002）


  GIS工程是应用系统原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护应用GIS系统的全部过程和步骤的统称。
  GIS的工程建设包含的主要内容有系统调查、系统分析、系统设计、系统开发与实施、系统维护和评价、GIS建设的组织管理等。
1) 系统调查


GIS工程开发和假设的第一步，由系统分析员承担完成。主要任务是通过用户调查发现系统存在的问题，完成可行性研究工作，确定建立GIS是否合理，是否可行。
主要解决问题：
. 确定对现行系统的调查范围

. 发现现行系统存在的问题

. 初步确定新建GIS的主要目标

. 估计新建GIS可能带来的效益

. 根据用户的资金和技术力量分析建立GIS是否可行


2) 系统分析


系统分析师GIS开发的关键工作阶段，通过对现行系统的深入分析，获取现行系统的具体逻辑模型，从功能上确定用户的需求，定义新建GIS的逻辑功能，获取GIS的逻辑模型以反映用户的需求，其结果是产生用户需求分析报告。
主要步骤：
. 分析现行运行过程，获取现行系统流程图

. 进行数据分析，获取数据字典

. 导出现行系统的逻辑模型

. 进行用户需求分析与描述

. 明确待建GIS的目标

. 导出待建GIS的逻辑模型

. 制定设计实施的初步计划


3) 系统设计


系统设计是新建GIS的物理设计过程，按照对建设GIS的逻辑功能要求，考虑具体的应用领域和实际条件，进行各种具体设计，确定GIS建设的实施方案。
可分两个阶段：总体设计和详细设计。
总体设计：确定GIS的总体结构，即GIS各子系统或各模块的划分，以及各组成部分之间的相互关系。
主要任务：
. 系统的目的、目标及属性的确定

. 进行各子系统或模块的划分和功能描述



. 模块或子系统间的接口设计

. 软硬件配置设计

. 网络设计

. 输入输出与数据存储要求

. 开发策略规定

. 成本与效益分析



详细设计：在总体设计的基础上，将各组成部分进一步细化，给出各子系统或模块的足够详细的过程性描述。
主要内容：模块设计、代码设计、数据库设计、数据获取方案设计、界面设计、输入输出设计、程序模块设计、安全性能设计、实施方案设计。
系统设计的主要成果是系统设计说明书，包括总体设计说明书和详细设计说明书。
4) 系统开发与实施


    开发与实施是GIS建设付诸实现的实践阶段，实现系统设计阶段完成的GIS物理模型的建立，把系统设计方案加以具体实施。
    主要内容：
. 程序编制与调试

. 数据采集与数据库建立

. 人员的技术培训

. 系统测试



GIS的开发与实施阶段将产生一系列的系统文挡资料，一般包括用户手册、使用手册、系统测试说明书、程序设计说明书、测试报告等。
5) 系统维护与评价


系统维护指在系统的运行的整个环节和过程中，根据环境的变化或其它各种原因作出的对系统进行改进、更新、维护的一系列保证系统能够正常运行的操作。