1外部数据交换标准

这类标准通常是ASCII码文件，用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。GIS的外部数据交换格式通常包括：矢量数据交换格式；栅格数据交换格式；数字高程模型交换格式。

特点：自动化程度不高，速度较慢等，但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。它仍然是实现数据共享的主流方式。

2空间数据互操作协议

制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数，通过调用这些函数以互相操作对方的数据。

特点：比外部数据交换标准方便，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能解决所有问题。

3空间数据共享平台

服务器存放空间数据，采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。

特点：思路较好，但现有的GIS软件各有自己的底层，要统一平台目前难以实现

4统一数据库接口

在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。

特点：这种方式的前提，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，这不易实现的。目前：外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式

13空间元数据的定义，主要作用

空间元数据(GeospatialMetadata)：地理的数据和信息资源的描述性信息。是通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关数据的数据。

作用：（1）确定一套地理空间数据的存在性及其位置和其对于某种应用的适宜性，确定空间数据的存储方法、表达方法和使用方法。

2）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源

3）帮助数据使用者查询所需空间信息

4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心

5）提供数据转换方面的信息

14GIS空间数据互操作的含义和其对于GIS的必要性

指异构环境下两个或两个以上的实体可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。

必要性：1）解决基础数据的共享问题的需要2）GIS应用趋向多学科综合和集成化3）GIS走向社会化的需要4）是InternetGIS发展的需要

15OPENGIS的概念

OGIS，也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会(OpenGISConsortium)制定的一系列开放标准和接口。OpenGIS规范是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。

第四章

1矢量图形数据的编辑（重要）

2空间索引的概念

空间索引——是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系,按一定的顺序排列的一种数据结构。它包含空间对象的概要信息，通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。

3仿射变换

仿射变换的特性：实质是两坐标系间的旋转变换。1直线变换后仍为直线；2平行线变换后仍为平行线；3不同方向上的长度比发生变化

4投影变换的方法

1解析变换法：找出两投影间坐标变换的解析计算公式的两种方法：A.反解变换法先解出原地图投影点的地理φ，λ，对于x，y的解析关系式，将其代入新图的投影公式中求得其坐标。B.正解变换法直接求出两种投影点的直角坐标关系式。

2数值变换法原投影点的坐标解析式不知道，或不易求出两投影之间坐标的直接关系，利用若干同名数字化点(对同一点在两种投影中均已知其坐标的点)，采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。

3数值解析变换法当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。

5数据压缩的概念

是指从所取得的数据集合中抽出一个子集，使得该子集在规定的精度范围内较好地逼近原集合，且尽可能降低其数据量的数据处理过程。

5.1矢量数据压缩的方法

5.2栅格数据的压缩概念、方法（重要）

概念：是指为了删除冗余数据，减少数据存储量，节省存储空间，加快后继处理速度，对栅格数据所做得处理方法。

1游程编码压缩方法

是指将原始栅格阵列的行或列中属性值相同的连续若干个栅格单元进行合并，并映射成一个游程，以减少数据存储冗余度的编码压缩方法。

每个游程的数据结构为（A，P）整数对。

其中A代表属性值或属性值的指针，P代表连续相同属性值的栅格个数

（游程编码压缩方法是一种无损失的压缩编码结构）

2链式编码压缩

用从某一起点开始沿8个方向前进的单位矢量链来表示线状地物或多边形的边界，从而达到压缩数据量的方法。

建立步骤：1）首先定义一个3×3窗口，对中间栅格的走向的8种可能进行编码。2）记下地物属性码和起点行、列后，进行追踪，得到矢量链。如下图所示：

3块状编码压缩

是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单元的代码组成。数据对格式(初始行、列，半径，属性值)

4四叉树编码压缩方法

是指将栅格或图像沿中央位置等分成四部分，如果某一子区的所有网格都具有同样的属性值，则这个子区就不再继续分割；否则，就要把这个子区再等分成四个区域，直到每个子区都含有相同的属性值为止，据此再进行编码的方法。

一种可变分率的非均匀网格系统，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。


5空间数据结构的转换

5.1点对象的栅格化

5.2面对象的栅格化

6空间数据插值的概念

空间数据插值，是指通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法

7泰森多边形

泰森多边形法的基本原理是，未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。

（1）每个泰森多边形内仅含有一个控制点数据

（2）泰森多边形内的点到相应控制点的距离最近

（3）位于泰森多边形边上的点到其两边控制点的距离相等

（4）在判断一个控制点与其它哪些控制点相邻时，可直接根据泰森多边形得出结论，即若泰森多边形是n多边形，则n个离散点相邻。

8趋势面分析的基本特点？？？？

1插值结果是一个平滑表面(线)，这个表面(线)是由采样点值拟合的多项式数学方程生成的。

2其起伏变化平缓，代表研究区域范围内表面逐渐变化的总体趋势，很少能与实际的已知样点完全重合，属非精确插值方法。

3该插值方法受生成的预测表面容易受那些离群点(极高或低样点)的影响，而且多项式越复杂，其物理意义就越难描述。

第五章

1空间数据库的概念

以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。

2空间数据库的特征

A空间数据库具有一般数据库所共有的特征

1数据集中控制在文件管理方法中，文件是分散的，文件之间一般是没有联系的，不能按照统一的方法来控制、维护和管理。而数据库则很好地克服了这一缺点，可以集中控制、维护和管理有关数据。

2数据独立数据库中的数据独立于应用程序，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。这给数据库的使用、调整、优化和进一步扩充提供了方便，提高了数据库应用系统的稳定性。

3数据共享数据库中的数据可以供多个用户使用，每个用户只与数据库中的一部分数据发生联系。用户数据可以重叠，用户可以同时存取数据而互不影响，大大提高了数据库的使用效率。

4较小的数据冗余数据库中的数据不是面向应用，而是面向系统，数据是按照一定的数据模型组织、描述和存储，并进行集中管理，具有较小的冗余度，也提高了数据的一致性。

5统一的数据保护功能多用户共享数据资源时，严格检查用户使用数据，规定用户的访问和存取权限，确保数据的安全性、一致性和并发控制。

B空间数据库有别于一般数据库的特征

（1）空间特征：空间特征是空间数据库的最主要特征，它描述的是空间物体的位置、形态和空间关系

（2）抽象特征：空间数据描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复杂，必须经过抽象处理。在不同的抽象中，同一地物可能会有不同的语义特征。

（3）空间关系特征：空间数据除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空间数据中也记录了拓扑数据结构表达的多种空间关系。这种拓扑数据结构一方面方便了空间数据的查询和空间分析，另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂程度。

（4）多尺度与多态性：不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下会有形态差异。

（5）非结构化：在关系数据库管理系统中，数据记录是结构化的，记录是定长的，数据项不容许有嵌套。空间数据不满足结构化要求，记录数据项是变长的，不满足关系数据模型的范式要求。

（6）分类编码特征：在GIS数据库系统中，每一个空间对象都有一个标识码和分类码。

（7）海量数据特征：空间数据量是巨大的，通常称为海量数据，其数据量比一般通用数据库要大得多。一个城市的数据量要达到TB级。

3GIS空间数据管理模式

（1）基于文件管理的方式

（2）文件与关系数据库混合管理系统

（3）全关系型空间数据库管理系统

（4）对象—关系数据库管理系统

（5）面向对象GIS数据库管理系统

4GIS数据模型的概念，三要素，建立的目的

数据模型是指数据库系统中关于数据内容和数据间联系的逻辑组织形式，它以抽象的形式描述和反映地理实体构成及其相互关系。

三要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件

建立数据模型的目的是：用最佳的方式表达实体对象及其相互关系，并能以最佳的方式为用户提供访问数据库的逻辑接口

5层次、网状、关系数据模型的优缺点（以下为关系数据模型）

优点：结构简单灵活；容易维护和理解，数据的修改和更新方便。

一般DBMS管理属性数据方便可靠，管理图形数据有局限：

1无法用递归和嵌套的方式来描述复杂的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱；

1对复杂结构地理对象的描述，需对实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理；

3概念模式和存储模式的相互独立性，导致关系之间的联系需要执行联接操作，系统开销较大，运行效率不够高；

4难于存储和维护变长的空间数据及其拓扑关系；

5不能支持GIS需要的一些复杂图形功能及包含、叠加等操作。

6数据库结构设计

数据库设计，就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。

空间数据库的设计，是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。主要包括需求分析、结构设计和数据层设计三部分。

7空间数据库的维护（重组织，重构造的概念）

1、空间数据库的重组织 指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。