3）对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形。
4）计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。
5）根据每个离散点的相邻三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。

八、网络分析及其应用
1、网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，即对地理网络和城市基础设施网络进行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。
2、常用的网络的分析有什么？对GIS应用有何价值？请举几个例子说明。
常用的网络的分析有：（1）路径分析 a. 最短路径分析    b. 最小生成树   c. 最小费用最大流（2）网络上的定位与分配模型的启发式算法。
空间网络分析是GIS空间分析的重要组成部分。其用途很广，如公交运营路线选择和紧急救援行动路线的选择等，与网络最佳路径选择有关；当估计排水系统在暴雨期间是否溢流及河流是否泛滥时，需要进行网流量分析或负荷估计等等。
3、网络分析
（一）路径分析
1、最短路径分析含义：在网络中从起点经一系列特定的结点至终点的资源运移的最佳路线，即阻力最小的路径。
2、路径分析包括：
1）静态求最佳路径：在给定每条链上的属性后，求最佳路径。一般分析从p1到p2共有n条路径，计算各路径上的权数之和，取最小者为最佳路径。
2）N条最佳路径：给定起点、终点，求代价最小的N条路径，事实上，理论上只有一条，实际上需选择N条近似最佳路径。
3）最短路径或最低耗费路径：确定起点、终点和要经过的中间点、链，求最短或耗费最小路径。
4）动态最佳路径分析：实际中权数可能是变化的，可能会临时产生一些障碍点，要动态计算最佳路径。
3、核心算法：求两点间的权数最小路径，常用的算法是Dijkstra。    
（二）连通分析---最小生成树
1、含义：连通图：如果一个图中，任意两个节点之间都存在一条路。
树：若一个连通图中不存在任何回路，则称为树。
最小生成树：生成树是图的极小连通子图。
2、应用：类似在n个城市间建立通信线路这样的连通分析问题。
（三）资源分配—定位与分配问题
1、含义：定位与分配模型是根据需求点的空间分布，在一些候选点中选择给定数量的供应点以使预定的目标方程达到最佳结果。---最佳分配中心，最优配置。
包括：定位问题是指已知需求源的分布，确定在哪里布设供应点最合适的问题；分配问题是确定这些需求源分别受哪个供应点服务的问题。
2、应用：实际应用中，选择供应点时，并不只是要使总的加权距离为最小，有时需要使总的服务范围为最大，有时又限定服务的最大距离不能超过一定的值，因此仅仅是P中心模型不足以解决更多的实际问题，需要进行修改、扩充。
4、图论与GIS有什么关系？
图论中的“图”并不是通常意义下的几何图形或物体的开关图，而是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之间是不足具备某种特定关系的数学系统。图论描述的是空间不连续但时间上连续变化的现象，是对GIS的扩展。

八、空间分析模型
3、GIS常用的空间分析模型有哪些？
空间分析模型分为以下几种类型：
1、空间分布分析模型
 用于研究地理对象的空间分布特征。主要包括：空间分布参数的描述，如分布密度和均值、分布中心、离散度等；空间分布检验，以确定分布类型；空间聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；趋势面分析，反映现象的空间分布趋势；空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。
2、空间关系分析模型
    用于研究基于地理对象的位置和属性特征的空间物体之间的关系。包括距离、方向、连通和拓扑等四种空间关系。其中，拓扑关系是研究得较多的关系；距离是内容最丰富的一种关系；连通用于描述基于视线的空间物体之间的通视性；方向反映物体的方位。
3、空间相关分析模型
    用于研究物体位置和属性集成下的关系，尤其是物体群(类)之间的关系。在这方面，目前研究得最多的是空间统计学范畴的问题。统计上的空间相关、覆盖分析就是考虑物体类之间相关关系的分析。
4、预测、评价与决策模型
    用于研究地理对象的动态发展，根据过去和现在推断未来，根据已知推测未知，运用科学知识和手段来估计地理对象的未来发展趋势，并作出判断与评价，形成决策方案，用以指导行动，以获得尽可能好的实践效果。
九、地形分析及其应用
1、数字地形模型简称DTM，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。
2、 数字高程模型简称DEM当数字地面模型的地面属性为海拔高程时，则该模型即为数字高程模型。。
3、数字地形分析是随着数字高程模型的发展而出现的地形分析方法。
4、DEM有哪几种常用的生成方法, 它的主要优缺点是什么?
规则格网模型(主要形式, 如 GRID)，等高线模型，不规则三角网模型(TIN)，层次模型(Pyramids, 金字塔)
（1）规则格网模型:
优点：规则格网的高程矩阵，可以很容易地用计算机进行处理，特别是栅格数据结构的地理信息系统。它还可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形，使得它成为DEM最广泛使用的格式.
缺点：格网DEM的缺点是不能准确表示地形的结构和细部格网DEM的另一个缺点是数据量过大，给数据管理带来了不方便，通常要进行压缩存储。
（2）等高线模型:
优点：直观，便于理解；
缺点：只表示离散的数据，不能表示连续的数值。不便于坡度计算、地貌晕渲等。
（3）不规则三角网模型(TIN)
优点：它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。
缺点：1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；2）在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象；3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。
（4）层次模型: 层次模型的存储问题, 层次的数据必然导致数据冗余;
自动搜索的效率, 例如搜索一个点可能先在最粗的层次上搜索，再在更细的层次上搜索，直到找到该点。
5、地形分析有哪些主要内容及其运算模型?
坡度计算，坡向分析，曲面面积计算，地表粗糙度计算，高程及变异分析，谷脊特征分析，日照强度分析，淹没边界计算挖方和填方等。
十、WEBGIS概念及应用
1、WebGIS 是Internet和WWW技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS互操作的一条最佳解决途径。从Intemet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。是在INTERNET信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能。
2、什么是WebGIS？与一般GIS有什么不同？举例说明WebGIS的具体应用？
（1）Web GIS是Internet技术应用于GIS开发的产物，它基于Internet发布地理信息数据，供全球用户查询、检索并提供GIS服务。
（2）和传统的基于Client/Server的GIS相比，WebGIS有如下优点。
更广泛的访问范围：  客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而这一Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。
平台独立性：  无论服务器/客户机是何种机器，无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。
降低系统成本：  传统GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。
更简单的操作：  要广泛推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
（3）Web GIS应用　WebGIS得到越来越广泛的应用。概括起来，其应用方向分为两大类，一类为基于Internet的公共信息在线服务，为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。在国内外的站点上已有了成功的应用，如MapQuest和图行天下。 这些站点提供大量的与空间位置有关的各种生活类信息服务。WebGIS的另外一类应用为基于Intranet的企业内部业务管理，如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等等。随着企业Intranet应用的深入和发展，基于Intranet的WebGIS应用会有越来越大的市场，这无疑是未来的发展方向。
3、WebGIS的基本原理？WebGIS具体如何实现？
（1）实现地理信息的网上浏览的主要问题在于，目前浏览器不支持矢量图形，而GIS离不开图形，故要实现WebGIS就需要提供一种方法，使浏览器能支持矢量图形，从大的方面来看，可以分为两条技术路线，一是在客户机端来解决，一是在服务器端来解决。前者通过加入插件或控件，在客户机端扩展浏览器的功能，使得原本不支持图形的浏览器支持矢量图形，并提供方法及属性来改变显示的状态，后者是在服务器端提供相关软件，实现矢量图形向WEB浏览器支持的图像格式的转换，然后传送到客户端显示，客户端的一些请求则通过公共网关接口(CGI)或ASP来提出。
（2）目前具体实现的方法主要有以下几种：
CGI方式：CGI(公共网关接口)提供了一个在浏览器和服务器之间，以及服务器和服务器上其他软件之间的一个接口。通过CGI，客户可以送一个要求到服务器上，服务器再把这个要求转移到后端的应用程序上。这个特定的应用软件按照给定的要求产生结果并交给服务器，服务器再把这一结果送给远程客户。
服务器应用程序接口(Server API)：其基本原理与CGI类似，所不同的是CGI程序可以单独运行，而基于服务器应用程序接口的程序必须在特定的服务器上运行，因而速度比CGI方法快很多。其缺点是它依附于特定的服务器和计算机平台。
插入法(PlugIn)：插入法是在浏览器端安装相应的插件用来显示从服务器端传送的矢量或栅格形式的GIS图形信息。
Java应用程序：Java是一种专为Internet设计的计算机编程语言，目前常用的浏览器都支持Java。Java通过JDBC(Java  Database  Connectivity)来访问数据库，也可以直接存取网络文件，具有较大的灵活性，功能较强，但是编程的工作量较大。由于采用解释方式，因此速度较慢。
第六章  地理信息的应用
GIS应用模型是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。
1、国内外常用的地理信息系统软件
目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一，风格各异。国外较著名的有ARC/INFO，GENAMAP，MGE等；国内较著名的有MAP/GIS，Geostar和CITYSTAR等。虽然GIS起步晚，但它发展快，目前已成功地应用到一百多个领域。
2、地理信息系统在国内外研究应用
尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。下面先从GIS理论上提炼和归纳，然后给出应用的例子。
1）地理信息系统在地理空间数据管理中的应用，即以多种方式录入的地理数据，以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索，以多种方式输出决策所需的地理空间信息。
2）GIS在综合分析评价与模拟预测中的应用。GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取，而且还是现实世界模型，可以将对现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上，得到综合分析评价结果；也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上，摸拟这些过程的发生发展，对未来的结果作出定量的和趋势预测，从而预知自然过程的结果，对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果，以作出最优决策，避免和预防不良后果的发生。
3）GIS的空间查询和空间分析功能的应用。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算)。
4）GIS的输出功能在地图制图中的应用。地理信息系统的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一用于地图制图，建立地图数据库。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题，如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。在地图的输出中，MAPGIS达到世界先进水平。
5）运用GIS系统，建立起专题信息系统和区域信息系统。专题信息系统如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、草场资源信息系统、水土流失信息系统和目前上海正在建立长途电信局GIS系统等等。这类信息系统具有有限目标和专业特点，系统数据项的选择和操作功能是为特定的专门目的服务。
6）地理信息系统与遥感图像处理系统的结合的应用。遥感数据是地理信息系统重要信 息源。其实目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能，并把它作为其一个子模块。
7）应用GIS一些二次开发函数库开发出具有特定功能软件系统。如国家九五攻关项目“紧缺金属资源快速勘察评价系统”，这个系统中，分为地质变量信息提取模块、数据挖掘模块、物探数据处理模块、图像处理模块、综合预测模块等，其中地质变量信息提取模块使用了MAPGIS中基本输入函数、空间功能分析函数，目前这个系统已初具皱形。
8）GIS中属性数据的综合及融合。在现有的GIS中，属性数据只是用于检索和查询，或进行简单的统计，难以深入的分析，难以发掘隐含在其中的模式和规律。在众多项的属性数据中，有时将几个属性项的属性数值加以综合，构成一个具有某领域特定意义的新属性项新属性值，这种综合不是综合前属性数据值的简单反映，也不是它们的孤立集合，而是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析，用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征。
总之，GIS为人类由客观世界到信息世界的认识、抽象过程以及由信息世界返回客观世界的利用改造过程的发展和转化，创造了空前良好的条件和环境。
3、试述应用型 GIS 开发的过程和方法，并比较原型法和生命周期法设计的特点？
答：过程：系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护；方法：生命周期设计法、原 型化设计法；生命周期设计法：如果系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和 任务，然后按照一定的准则顺序开发实施；特点：1）严格分阶段进行，便于组织管理 2） 系统开发过程比较长 3）新系统效果的可见性差 4）最终用户的反馈比较 迟 5）不容易把握 用户需求的变化；原型设计法：根据用户需求由用户与开发人员共同商定开发目标，设计初 步方案， 在较短时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原型或系统雏形， 交用户使用， 经一段时间运行，根据用户意见对原型加以修改或填充，如此反复进行，最终形成一个比较 完善和质量较高的应用型 GIS；特点：1）用户能积极的产于新系统的设计实现 2）开发人 员及时获取用户反馈意见 3）能更快看到系统的实际效果 4）系统的开发的风险降到最低。
4、以实例说明 GIS 用户界面的基本类型和设计方法
答：用户界面人机对话的工具，他与功能模块一一对应，做到各模块之间的界面的形式一直 2）用户可以分为若干层，便于逐层调用；根据功能模块不同，可分为：菜单式、命令式或 表格式的界面；所有界面以体现以人为本的原则，做到界面友好美观，并时时提丰富的帮助 的有效信息，使用户易懂易学易掌握。实例自己举
5、为什么制定 GIS 标准化的工作日以受到关注？目前正在从事这项工作的国际组织有哪些？
答：随着信息革命在全球的兴起，地理信息标准化的工作日益受到关注。主要是因为 GIS 标准化有益于促进空间数据的交换（数据是 GIS 的处理对象，由于地理数据自身的复杂特 点，造成 GIS 技术研究和应用的许多共性问题，这些问题如果没有标准参考，会对数据质 量，数据库设计，数据产品测评造成影响） ，促进空间数据共享（共享和交换永远是 GIS 技 术追求的最高目标， 共享目标的实现同样需要一系列技术标准为约束） 和促进软件的共享 （数 据工程规范和标准和提高软件开发效率，共享软件成果的保证） 。
目前这项工作的国际组织 有：1）ISO/TC211、贵哦及标准化组织 TC211 专题组、2）FGDC,
美国联邦地理数据委员会、 3）CEN/TC287，欧洲标准化委员会；4）OGC，美国 OpengGIS 委员会；5）MEGRIN，欧 洲地图事务组织；6）CGSD，加拿大标准委员会。
6、 试述应用型GIS开发和实现阶段及过程。
可分为四个阶段，即：系统分析，系统设计，系统设施，运行评价。GIS开发过程如下表：
阶段    内容    用户    管理人员    开发人员
系 统 分 析    需
求
分
析    提出所要解决的问题 、提出所需要的信息、详细介绍现行系统、提供各种资料和数据    信息批准开始研究、组织开发队伍、进行必要培训、提出所要解决得问题    吸取用户要求、回答用户的问题、详细调查现行系统、搜集资料和数据、总结和分析
    可行
性研
究    评价现行系统、协助提出各种方案、选取最适宜的方案    审查可行性报告、决定是否开发    提出各种备选方案、与用户一起讨论各方案的优劣、开发的费用估计和时间估计
系 统 设 计    总 体 设 计    讨论子系统模块的合理性并提出看法、对设备选择发表看法    鼓励用户参加系统设计、要求开发人员多听用户意见    说明系统目标和功能、子系统和模块划分、计算机系统选择
    详 细 设 计    讨论设计和用户界面的合理性、提出修改意见    听取用户有关系统界面的反映、批准进入系统实施    软件设计、代码设计、功能设计、数据库设计、用户界面设计、输入、输出设计
系统实施    编程    随时准备回答一些具体的业务问题    监督编程进度    分头进行编程和调试
    调式    评价系统的总调、检查用户界面的良好性    监督调试的进度、协调用户与开发人员的不同意见    模块调试、分调（子系统调试）、总调（系统调试）
    培训    接受培训    组织培训、批准系统转换    编写用户手册、进行培训
运行评价    运行和维护    按系统的要求定期输入数据、使用系统的输出、提出修改和扩充意见    监督用户严格执行操作规程、批准适应性和完善性维护、准备对系统全面评价    按系统要求进行数据处理工作、积极稳妥地进行维护
    系统评价    参加系统评价    组织系统评价    参加系统评价、总结经验教训
7、你认为地理信息系统在社会中最重要的几个应用领域是什么？给出一些项目例子。
资源管理；区域和城乡规划；灾害监测；环境评估；作战指挥；交通运输；宏观决策。
例如，资源管理 ，主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环 境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。 例如，福州市城市地价动态监测系统建设与数据更新、福州市城市住宅用地集约利用潜力评价，基于GIS技术的福建省温泉查询系统。8、8、地籍GIS有些什么特点？GIS功能应如何扩展？
地籍GIS的特点：
⑴系统能方便的对地籍调查信息，包括图形和文字信息进行处理并分类存贮和建库，使整个土地登记工作过程实现规范化的计算机管理。
⑵系统能处理日常的地籍测绘、台帐建立、地籍变更、变更土地登记和注销登记等工作，并自动建立土地动态变化的历史库，同时对土地管理工作中的文书档案等建立分类目录索引数据库，方便文档查找和使用。
⑶系统具有较强的信息处理、存储、查询与统计分析功能，能使土地管理工作逐步向计算机自动化管理方向转变。
9、地理信息系统的评价
  所谓评价，就是指将运行着的系统与预期目标进行比较，考察是否达到了系统设计时所预定的总体目标、功能需求及技术和经济指标，然后对下列各项进行逐一审核：
（1）系统效率：GIS的各种智能指标、技术指标和经济指标均是系统效率的反应。
（2）系统可靠性：所谓系统可靠性即指系统在运行时的稳定性，一般很少发生事故，即使发生也能很快修复。
（3）可扩展性：任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和完善的过程，特别是GIS常常是从清查和汇集空间数据开始，然后逐步演化到从管理到决策的高级阶段。
（4）可移植性：可移植性是GIS的一项重要指标。
（5）系统的效益：系统效益包括经济效益和社会效益。
10、GIS 产品有哪些表现形式？各适合在什么情况使用？
答：按输出的载体类型分类：1）常规地图（是印刷在纸张、塑料薄膜等材料载体上的，是 GIS 产品的重要输出形式）2）数字地图（一种新的以计算机为存储和显示载体的地图形式） 按输出的内容和形式分类：1）全要素地形图（在内容上通常全面表达水系、地貌、植 被、居民点和独立地物等地理要素，采用统一坐标系统地图投影和分幅编号，比列尺系统， 以及统一的编制规范和图式符号，属于国家基本比列尺地形图）2）各类专题地图(突出表现 一种或者几种自然或社会经济要素的地图)3）遥感影像地图（及时提供准确，综合大范围的 各种资源环境数据，成为 GIS 重要数据源之一）4）统计图表与数据报表

11、简述 GIS 图形输出的内容是什么？
答：1、图形坐标系与颜色模型：1）图形坐标系统（地球表面世界坐标系、输出设备的物理 坐标系）2）颜色模型与颜色空间（RGB、CMYK、HSV 颜色模型）3）GIS 图形数据结构 与数据库；2 输出的几何变换：1）二维图形变换 2）地图投影变换；3 地形图与专题地图的 输出组织形式：1）透明图层与影像图层 2）专题地图的符号系统（点位、线、面状符号）

12、试述 GIS 图形输出的组织形式及地图图面配置的内容和要求？
答：3 地形图与专题地图的输出组织形式：1）透明图层与影像图层（GIS 数字地图通常以 图层形式进行组织，每一个图层包含地图的一个不同要素，常放在不同图层中。图层是透明
的，个图层叠加在一起构成完整的一幅地图）2）专题地图的符号系统（点位、线、面状符 号）（专题地图特征的表达时运用不同地图符号来实现的，符号子啊地图中的位置取决于他 所表现的实体的位置，符号的形状的大小取决于实体的质量和数据特征）