土地管理信息系统复习题
基本概念、组成及功能
一、土地信息，土地信息系统的涵义。
土地信息是指表征土地系统诸要素的数量、质量、分布特征。相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。是表达土地特征与现象之间关系的土地数据的解释。
土地信息系统是以土地空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对土地相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间模型分析方法，适时提供多种空间和动态的土地信息并应用和传播土地信息，为决策服务而建立起来的计算机技术系统。
二、简述土地信息系统的组成、基本功能。
1、土地信息系统一般由硬件、软件、数据库、人、应用模型。
硬件配置：主要取决于系统功能的要求和数据存储量，一般包括输入设备（如数字化仪、扫描仪、键盘等）、输出设备（如绘图仪、打印机、显示器等）、计算机系统，数据存贮设备（如磁盘和光盘驱动器、磁带机等）。
软件：由管理软件和功能软件组成。功能软件一般包括输入与预处理、数据库管理、数据处理、产品输出以及用户接口五大模块。
空间数据：具体描述地理实体的空间特征、属性特征、时间特征，以结构化的形式（数据库）存储在计算机中，以混合式、扩展式、开放式的方法连接查询管理空间数据和属性数据
应用人员：对GIS技术和功能有足够了解，具备有效、全面可行的组织管理能力。GIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户。他们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的关键。
应用模型：构建专门的应用模型，用以解决某一专门部门的问题，如土地利用，洪水预测等。
——土地信息系统的核心是数据库，用于存贮各种空间位置、拓补关系和非空间数据。数据库配有管理软件DEMS，实现数据的查询、更新和修改，保持数据的现势性、安全性和完整性。 2、土地信息系统系统功能：
（1）数据采集、检验和编辑。主要用于获取数据，通过对数据的检验和编辑保证土地信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性（所谓的无缝数据库）、数据值逻辑一致、无错等。
（2）数据格式化、转换、概化。数据格式化、转换、概化通常称为数据操作。数据格式化是指不同数据结构的数据间的变换，是一种耗时、易错、需要大量计算的工作，应尽量避免。数据转换包括数据格式化，数据变换。在数据格式的转化方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单。数据变换涉及数据比例尺缩放、坐标变换、投影变换等方面。最为重要的是投影变换。数据概化包括数据平滑、特征提取等。
（3）数据存储与组织。栅格模型、矢量模型或栅格\\矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。属性数据的组织方式有层次结构、网络结构与关系数据库管理系统等，关系数据库管理系统是目前最为广泛应用的数据库系统。在土地组织与管理中，最为关键的就是如何将空间数据与属性数据融为一体。
（4）查询、统计、计算。查询、统计、计算是土地信息系统以及许多自动化土地数据处理系统应具备的最基本的分析功能。
（5）空间分析。空间分析是土地信息系统的核心功能，也是土地信息系统与其他计算机系统的根本区别。分析模型指在土地信息系统的支持下，分析和解决问题的方法体现，它是土地信息系统应用深化的重要标志。
（6）显示（产品输出）。土地信息系统为用户提供许多用于显示的地理的数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件，尤其强调其地图输出功能。
三、分析土地信息系统与一般软件的异同，与其他学科的关系。
1、与一般软件的异同：土地信息系统是传统科学与现代技术相结合的产物，为各门涉及空间分析的学科提供技术方法，而这些学科又不同程度地提供了一些构成土地信息系统的技术与方法。 异：与计算机图形学的不同
①通常计算机图形学所处理的图形数据是不带土地属性的纯几何图形，是土地空间数据的几何抽象。而空间分析土地属性是不可缺少的十分重要的因素。计算机图形学只能完成LIS底层的图形操作，是LIS的算法设计的基础，随计算机图形学发展而不断完善。
②LIS除了能对图形数据进行显示和处理外，还能完成数据的土地模型分析以及许多具有土地意义的数据处理。 与CAD、CAM的区别：CAD、CAM不考虑地理坐标和完成地理坐标转换；LIS的数据量要多得多，数据结构、数据类型更复杂。CAD、CAM不具备LIS的空间查询和分析能力。
同：LIS与CAD和CAM均可以处理非图形的属性数据，都可以对空间数据建立相关关系，对所描述对象的拓补进行处理等。
空间分析是土地信息系统的核心功能，也是土地信息系统与其他计算机系统的根本区别。分析模型指在土地信息系统的支持下，分析和解决问题的方法体现，它是土地信息系统应用深化的重要标志。
2、与其他学科的关系：土地信息系统是在土地科学与数据库管理系统(DBMS)、计算机图形学、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制图（CAM）等计算机技术相结合的基础上发展起来的。
①土地科学作为LIS的理论基础，反映了LIS所需要处理的内容和方法，并为LIS提供了空间分析的方法。
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②测量和遥感不但为LIS提供快速、可靠多时相的获取多种信息源的手段，而且他们他们的许多理论和方法可以直接用于空间数据的变换和处理。
③地图学为LIS成果的表达以及可视化提供了方法。 ④数据库技术为LIS的数据存储提供载体和管理方法。
⑤专家系统为LIS的数据处理中运用专业领域知识，提供框架。
四、土地信息系统的发展方向。
从当前发展形势分析，在技术与应用两方面，发展趋势可以归结为：（1）、遥感技术、全球定位技术与土地信息系统技术更加融合；（2）、时空LIS，主要研究时空模型以及时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析；
（3）、LIS应用模型；（4）、Internet与LIS的结合，研究热点有组件式LIS和Open LIS；（5）、LIS与专家系统、神经网络的结合。专家系统研究利用计算机模拟人类专家的推理思维过程，发展智能LIS。
土地信息技术基础
一.土地信息分类的原则与基本方法是什么？ 1分类原则：
(1) 科学性原则。按照土地信息特征进行严密的科学分类，采用层级分类法，形成树形结构。 (2) 系统性原则。土地信息分类从最高一级到最低一级应该排列成一个有机整体。
(3) 稳定性原则。土地信息分类应以我国使用多年的基础信息和土地利用信息分类为基础，能较长时间不发生重大
变化。
(4) 完整性和可扩展性原则。能容纳耕地检测系统所涉及的各专业领域现有和将来可能产生所有信息。分类既能反
映要素属性，又能反映要素间的相互关系（包括空间关系）,具有完整性，代码结构和具体编码时应保留适当的余地和给出补充办法。
(5) 易用性原则。分类名称应尽量沿用专业习惯名称，代码应尽量简短和便于记忆。 (6) 灵活性原则。现有系统的分类和编码可灵活转换成标准的分类和代码。
(7) 不受比例尺限制原则。即在不同的比例尺数据库中，同一要素具有一致的分类和代码，以达到分类和编码的一
致。分类和编码应当包容各种比例尺数据库所涉及的全部要素。
(8) 与有关国家规范和标准相协调一致的原则。凡已经颁布实施的相关国家标准都可以直接引用，与有关行业标准
和地方标准求得最大限度地协调一致。
(9) 考虑数据来源原则。土地利用数据一级分类应该能从卫星遥感影像识别，便于卫星遥感监测土地资源。 2分类的基本方法：
（1）线分类法，又称层次分类法，是将初始的分类对象按选定的若干个属性或特征依次分成若干个层次目录，并编排成一个有层次的分类体系。其中同层级类目之间存在并列关系，不同级类目之间存在隶属关系，同层类目互不重复、互不交叉。
（2）面分类法，是将给定的分类对象按选定的若干个属性或特征分成互不依赖、互不相干的若干方面，每个面中又分成许多彼此独立的若干个类目。使用时，可根据需要将这些面中的类目组合在一起，形成符合类目。
二、简述土地信息的分类与分级的区别与联系。
土地信息编码基础的分类体系，主要是有分类与分级方法形成的。 分类是把研究对象划分成若干个类组。
分级则是对统一类组对象再按某一方面量上的差别进行分级。分级大都采用数学方法，如数列分级、最优分割等级等。
分类和分级，共同描述了第五之间的分类关系、隶属关系和等级关系。土地信息的分类方法也可以是成因分类，即以成因作为主要的分类指标进行地物分类，这种方法通常称为面分类法。分类体系中的分级方法所依据的指标，一般以土地特征的数量指标或质量指标为主。例如，对河流的分级描述、土地利用类型的确定等。
三、土地信息编码的原则是什么？
（1）唯一性，代码与分类一一对应，尽量避免一个代码对应多种分类会多个代码对应一种分类；（2）可扩充性，如果将来要增添新的内容，尽量不改变原有体系而实现扩充，既减少用户熟悉新体系的麻烦，也减少数据库的转换和处理软件的改动，这样必须留有足够的备用代码；（3）易识别性，用户看到代码时，用经验就可知道事物的分类，并和其他食物产生对比、联想；（4）简单性。代码越简单，人的记忆、操作越简单，计算机处理也越方便；（5）完整性，综合性的信息系统牵涉面很广，应全面考虑有关的信息类型与分类，房租顾此失彼。
四、试述土地信息的编码方法。
（1）用空间坐标来表示地理要素的闻之，包括坐标系的选择，坐标数据输入、编辑、校正等一系列工作.
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（2）在空间要素之间建立起联系，反映空间位置上的相互关系。如链—结点方式的拓扑数据结构，把矢量型的空间信息按点、线、面建立起相互联系，四叉树的数据结构把栅格型的空间信息组成面状的整体。用游程长度编码压缩数据的存储量。
（3）对空间要素人为地给定一些编码或字符串，这是借助属性信息的编码方式来给空间信息编码，即对某个空间要素（如点、线、面）给定一个附加属性。
空间坐标码有定位精确、图形显示直观的优点，拓补结构、四叉树结构能建立空间要素之间的空间位置上的相互联系，空间位置附加属性码便于人的识别、记忆，还可用于和属性数据库的连接。三类编码，取长补短。
数据的输入输出
一、数据的涵义是什么？与信息有何区别和联系？
数据是信息的载体，它可以是记录下来的某种可以识别的符号。
信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向系统（人们）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。具有客观性、实用性、可传输性、共享性等特征。是一个抽象的概念，是事物特征及诸事物之间相互联系的一种抽象反映。
信息和数据相互联系、相互依存和相互区别：
（1）数据是客观对象的表示和信息的载体，而信息则是内涵，是数据的内容和解释。
（2）信息以数据的某种形式来表现，而数据则是表示信息的某种手段。只有理解了数据的含义，对数据作出解释才能得到数据所包含的信息。
（3）一定形式的数据可表示某一确定的信息。信息具有某种稳定性的特征，更直接反映客观现实的概念。
二、土地数据的基本特征有哪些？
（1）空间特征。空间特征数据记录的是空间实体的位置，拓扑关系和几何特征，这是土地信息系统区别与其他数据库管理系统的标志。空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几种特征以及与相邻物体的拓扑关系。
（2）专题特征。专题特征指的是地理实体所具有的各种性质，如地形的坡度和坡向、年降雨量、土地酸碱度、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这类特征在其他类型的信息系统均可存储和处理。专题属性特征通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。
（3）时间特征。时间属性是指土地实体的时间变化或数据采集的时间等。严格地讲，空间数据总是在某一特定时间或时段内采集得到或计算产生的。由于有些空间数据随时间变化相对较慢，因而有时被忽略；有的时候，时间可以被看成一个专题特征。
三、土地属性数据包括哪几个方面？如何进行属性数据与空间数据的连接？
包括：（1）描述地块实体的数量、质量、权属和利用状况的数据；（2）描述有关地理实体的基本特征的数据；（3）描述地块实体与地理实体相互关系的数据
属性数据与空间数据的连接：①在输入空间数据时虽然可以直接在图形实体上附加特征编码，但是当数据量较大时，这种交互输入的效率就太低了。因此，可以用特定的程序把属性域已十字花的点、线、面空间实体连接起来。这种只要求空间实体带有唯一性的识别符即可，除了用程序自动生成以外，识别符也可以用手工来输入。
②通常，属于一个空间实体的属性项目可能有很多，所以也可以将其放入同一个记录中，而该记录的顺序号或者是某一特征数据项可作为该记录的识别符。该识别符与所对应的空间数据的识别符一起构成了它们之间相互检索的联系纽带。
四、空间数据质量控制常见的方法有哪些？
（1）传统的手工方法，质量控制的人工方法主要是将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制带透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比或其他比较方法。
（2）元数据方法，数据集的元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中的质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。 （3）地理相关法，用空间数据的地理特征各要素自身的相关性来分析数据的质量
五、什么叫元数据？元数据有何作用？
1元数据：是描述数据的数据，在地理空间数据中，元数据说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。 2元数据的内容
①对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明 ；②对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等 ；③对数据处理信息的说明，如量纲的转换等 ；④数据转换方法的描述 ；⑤对数据库的更新、集成方法等的说明。
3作用：（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退时，也不会失去对数据情况的了解；
（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等当面的信息，便于用户查询检索空间数据；
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（3）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求做出正确的判断；（4）提供有关信息，以便于用户处理和转换有用的数据。
土地信息数据库
一、试述数据库的定义，特征及系统结构
1数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在计算机存储设备商合理存放的相互关联的数据集。 2特征：（1）、能够减少空间数据存储的冗余量；（2）、提供稳定的空间数据结构，在用户需要改变数据时，该数据结构能迅速作相应的变化；（3）、满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果；（4）、在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的发杂性；(5)、支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性；（6）、应用程序对数据资源的共享，以最优的方式服务于一个或多个应用程序；（7）、数据独立性，数据的存放尽可能地独立于使用它的应用城西；（8）、统一管理，能够用一个软件统一管理这些数据，例如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。
3系统结构：数据库系统结构一般分为三个层次，它们是概念模式、外模式和内模式。
（1）概念模式：是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性、基本操作、目标以及目标与操作的关系和依赖的描述，以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。
（2）外模式，亦称子模式，是数据库用户的数据视图。属于概念模式的一部分，描述用户数据的结构、类型和长度等。
（3）内模式，亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术、定义物理存储块的大小、溢出处理方法等。由数据存储描述语言进行描述。
二、 试述地理信息系统空间数据库模型及其建立过程
传统数据库模型：1. 关系模型2. 层次模型3. 网状模型
1、关系模型 关系模型是一种数学化的模型，它是将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表。实体本身的信息以及实体之间的联系均表现为二维表，在数学上把这种二维表叫做“关系”。这些关系表的集合就构成了关系模型。
关系模型主要优点是：数据结构灵活、清晰，可以通过数学运算进行各种查询、计算和修改；数据描述具有较强的一致性和独立性。缺点是当关系很复杂时，计算机需要执行一系列的数据操作，比较费时。
2、层次模型 层次模型所表达的基本联系是一对多的关系，它把数据按其自然的层次关系组织起来，以反应数据之间的隶属关系。
层次模型的优点是模型层次分明、结构清晰，较容易实现。尽管每个记录只有一个双亲，当从子女查找双亲，只有唯一的结果，但查找比较麻烦，需要大量的索引文件，而且某种属性值可能要重复多次，导致数据冗余度增加，当对层次模型进行修改时，只有当新记录有上属记录时才能插入。删除一个记录其所有下属记录也同时被删除。
3、网状模型 网状模型基本特征是在记录之间没有明确的主从关系，任何一个记录可与任意其他多个记录建立联系，与层次模型相比较，大大压缩了数据的存贮量。可以表示实体的多种，关系更为灵活，对确定的数据表示效率高，冗余小，表示关系复杂的地理数据和具有网络特征的地理实体效果较好。但网状结构数据指针比较复杂，数据更新较为繁琐。
三、简述土地信息的数据结构有那些
1矢量数据结构：是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体。包括简单数据结构、拓扑数据结构、曲面数据结构。特点：定位明显，属性隐含。
2栅格数据结构：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理要素的非几何属性特征。栅格矩阵数据结构、游程编码结构、四叉树数据结构、八叉树和十六叉树结构。特点：属性明显，定位隐含。
3矢量栅格一体化数据结构
四、比较栅格数据与矢量数据的优缺点
矢量数据优点：（1表示地理数据的精确度高，2严密的数据结构，数据量小；3完整的描述空间关系；4图形输出精确美观；5图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现；6面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息。）
缺点：1.数据结构复杂2.软件与硬件的技术要求比较高3.多边形叠合等分析比较困难；4.显示与绘图成本比较高。（） 栅格数据优点：1.数据结构简单；2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易；3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析；4.输出方法快速，成本比较低廉。
缺点：（1图形数据量大；2用大像素减少数据量时，精确度和信息量受损；3地图输出不美观；4难以建立网络连接关系；5投影变换比较费时）
五、试述数据字典
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