地理信息系统复习资料

地理信息系统复习资料-1-第一章1、信息（Information）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，从而向人们（或系统）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。信息的特点：信息的客观性信息的实用性信息的传输性信息的共享性：2、数据：（Data)数据是一种未经加工的原始资料。通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号。3、地理信息的概念地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。或者定义为：表征地理系统诸要素的数量、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。4、地理数据：是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。5、地理信息的特点：空间分布性信息载体的多样性时序特征十分明显具有丰富的信息6、信息系统：信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。一个基于计算机的信息系统包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。7、GIS的概念GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。8、GIS的发展概况国际GIS发展简史–60年代，探索时期1963年，加拿大托林森提出地理信息系统，并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统。–70年代，巩固时期发展研究的重点是空间数据处理的算法，数据结构和数据库管理这三个方面。–80年代，实破阶段–90年代，全面应用我国GIS起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段：70年代，准备阶段：地理信息系统复习资料-2-80年代，试验起步阶段:90年代，我国GIS发展阶段：96年以来，是我国GIS产业化阶段。9、完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员，其核心部分是计算机软、硬系统。第二章10、地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象。包括三种互相联系的数据类型：某个已知坐标系中的位置实体间的空间相关性与几何位置无关的属性11、GIS系统按功能分类：数据输入数据存储数据分析与处理数据输出与表示模块用户接口模块12、地理空间数据：指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通信系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。地球空间模型描述13、地球空间模型描述：地球表面几何模型可以分为四类：1°地球的自然表面，它是一个起伏不平、十分不规则的表面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面。2°相对抽象的面，即大地水准面。3°模型。以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型。4°数学模型。14、地理空间坐标系的建立目的是确定地面点的位置地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度ψ。过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度λ。地图投影：15、地图对地理空间的描述在地图学上，把地理空间的实体分为点、线、面三种要素，分别用点状、线状、面状符号来表示。1、点状要素：指那些占面积较小，不能按比例尺表示，又要定位的事物，地理信息系统复习资料-3-对点状要素的质量和数量特征，用点状符号表示，通常用点状符号的形状和颜色表示质量特征，以符号的尺寸表示数量特征。2线状要素：对于地面上呈线状或带状的事物如交通线、河流、境界线、构造线等，在地图上均用线状符号来表示，通常用线状符号的形状和颜色表示质量的差别，用线状符号的尺寸变化表示数量特征。3面状要素：对于地面上呈面状分布的地理事物，用面状符号来表示。4遥感影像对地理空间的描述16、在计算机内描述空间实体有两种形式：显式和隐式描述。计算机对地理实体的显式描述也称栅格数据结构，计算机对地理实体的隐式描述也称矢量数据结构。栅格和矢量结构式计算机描述空间实体的两种最基本的方式。17、矢量表示法：如果采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素时，称为矢量表示法。18、栅格表示法：如果采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素时，称为栅格表示法。19、空间数据的基本特征：空间特征、属性特征和时间特征20、空间数据的类型1、几何上是点、线和面三类2、按表示内容分为：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据21、空间数据的拓扑关系指实体之间的相互关系，指邻接关系、关联关系和包含关系邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系关联关系：空间图形中不要元素之间的拓扑关系包含关系：空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系点、线、面三种类型数据之间存在的空间关系有：点与点之间；点与线关系；点面关系；线线关系；线面关系；面面关系22、空间数据的拓扑关系对数据处理和空间分析具有重要的意义，这是因为：1°根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。2°利用拓扑关系有利于空间要素的查询。3°可以根据拓扑关系重建地理实体。23、元数据：一般都认为元数据就是“关于数据的数据”。如传统的图书馆卡片、出版图书的介绍、磁盘的标签。24、空间数据元数据的应用：帮助用户获取数据空间数据质量控制在数据集成中的应用数据存储和功能实现第三章25、数据结构即数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据而言，则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。空间数据结构主要有栅格数据结构和矢量数据结构26、栅格数据结构，就是以行、列表示的像元阵列，像元点上的值即对应着地理地理信息系统复习资料-4-实体的属性或属性编码。栅格数据的获取方法：直接获取法:数据转换法:由矢量数据转换到栅格数据.扫描法:通过扫描设备(包括遥感平台)扫描得到栅格数据栅格数据单元值的确定方法：中心点法(网格交点归属法)：用处于栅格中心处的实体属性作为该栅格单元的属性;面积占优法:以占栅格面积最大的地物属性作为该栅格单元的属性;百分比法:以占栅格行中心线长度最大的地物属性作为该栅格单元的属性;栅格数据的压缩编码方式（链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树编码）27、四叉树数据结构的概念:又称为四分树或四元树编码。就是将2n×2n（n〉=1）的空间区域按照四个像限进行递归分割，直到子像限的值单调为止。•四叉树结构按其编码方式的不同又分为“常规四叉树”（CQT）和“线性四叉树”（LQT）•常规四叉树除了记录叶结点之外，还要记录中间结点，结点之间借助于指针相联系。每个结点用4个叶结点指针、1个父结点指针和一个属性码共6个数据项来表达。•线性四叉树只记录叶结点信息，每个结点用位置、深度和属性码4个数据项表达。28、矢量数据结构是通过记录坐标的方式，尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误。矢量数据存储是以隐式关系以最小的存储空间存储复杂的数据。29、简单的矢量数据结构：面条结构（实体式）——多边形为单元索引式——双重独立式——左多边形、右多边形、起点、终点30、在双重独立式数据结构中，节点与节点或者面域与面域之间为邻接关系，节点与线段或者面域与线段之间为关联关系。这种邻接和关联的关系称为拓扑关系。矢量数据可进行拓扑关系31、矢量数据结构向栅格数据结构转换计算：第四章32、数据库就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据集合。33、数据库的主要特征（1）数据集中控制特征（2）数据冗余度小的特征（3）数据独立性特征（4）复杂的数据模型（5）数据保护特征地理信息系统复习资料-5-34、数据组织方式数据项：也称元素、基本项、字段。记录：由若干相关联的数据项组成。文件：文件是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值得集合。数据库：数据库是比文化更大的数据组织。35、数据间的逻辑联系主要是指记录与记录之间的联系。一对一的联系(1：1)一对多的联系(1：N)多对多的联系(M：N)36、数据模型是数据库系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表示。目前数据库领域采用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。MⅠⅡabcdefg1223344134355664c学生甲学生乙学生丙学生丁课程1课程2课程3课程4实例地理信息系统复习资料-6-37、空间数据库：其目的是为了使用户能够方便灵活地查询出所需的地理空间数据，同时能够进行有关地理空间数据的插入、删除、更新等操作，为此建立了如实体、关系、数据独立性、完整性、数据操纵、资源共享登一系列基本概念。38、模型：混合结构模型扩展结构模型统一数据模型：在开放型DBMS基础上扩充空间数据表达功能。混合结构模型：基本思想是用两个子系统分别存储和检索空间数据与属性数据，其中属性数据存储在常规的RDBMS中，几何数据存储在空间数据管理系统中，两个子系统之间使用一种标识联系起来。扩展结构模型：采用同一存储空间数据和属性数据。其做法是在标准的关系数据库上增加空间数据管理层，即利用该层将地理结构查询语言(GeoSQL)转化成标准的SQL查询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作。第五章39、地理信息系统的数据源是指建立地理信息系统数据库所需要的各种类型数据的来源，GIS的数据源是多种多样的，并随系统功能的不同而不同，主要包括：地图、遥感影象数据、统计数据、实测数据、数字数据和各种文字报告和立法文件。40、属性数据即空间实体的特征数据，一般包括名称、等级、数量、代码等多种形式，属性数据的内容有时直接记录在栅格或矢量数据文件中，有时则单独输入数据库存储为属性文件，通过关键码与图形数据相联系。属性数据的采集:即空间实体的特征数据，分两种情况:一种是直接记录在栅格或矢量数据文件中的,另一种是单独输入数据库存储为属性文件。对于第一种情况要对其进行编码，将属性数据转换为计算机可以接受的数字或者字符形式，便于GIS存储管理。编码方法有层次分类编码法和多源分类编码法两种。41、图形数据的采集1°野外数据采集A、平板测量B、全野外数据测图C空间定位测量2°地图数字化A手扶跟踪数字化B扫描矢量化3°遥感图像处理处理流程A观测数据输入B再生、校正处理C变换处理D处理结果的输出42、空间数据索引：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，按一定顺序排列的一种数据结构。分类：范围索引图4-9混合结构模型RDBMS几何空间数据存储子系统GIS图4-10扩展数据模型空间数据标准RDBMS属性数据GIS地理信息系统复习资料-7-格网索引四叉树索引遥感图像的解译有目视判读和计算机自动解译两种方法，其中，自动解译又可分为监督分类和非监督分类。43、空间数据：是对有关空间位置、专题特征及时间信息的符号纪录，是对现实世界中空间特征和过程的抽象表达。44、空间数据质量：空间数据在表达实体空间位置、特征和实践所能达到的准确性、一致性、完整性和三者统一性的程度。45、空间数据的编辑与处理：误差或错误的检查与编辑（图形数据和矢量数据的误差主要包括6各方面：不完整或重复如伪节点和悬挂节点；位置的不准确；比例尺不准确；空间数据的变形；属性与数据连接有误；检查方法有叠合比较法、目视判读法、逻辑检查法）图像纠正：纠正的原因；纠正方法（四点纠正法和逐网格纠正法）数据格式的转换：不同介质之间的转换；数据结构之间的转换地图投影转换：正解变换、反解变换和数值变换46、空间分析是基于