地理信息系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)資料

第一章 導(dǎo)論1， 數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)數(shù)字化并記錄下來(lái)可以被識(shí)別的符號(hào)，用以定性或定量地描述事物的特征和狀況。2， 信息是用數(shù)字、文字、符號(hào)、語(yǔ)言等介質(zhì)來(lái)表示事件、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，作為生產(chǎn)、管理或決策的依據(jù)。（信息是指主體與外部客體之間相互聯(lián)系的一種形式，是主體與客體之間的一切有用的消息或知識(shí)，是表征事物特征的一種普遍形式。）（特點(diǎn)：客觀性、適用性、傳輸性、共享性）3， 數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：數(shù)據(jù)時(shí)信息的表達(dá)形式，是信息的載體；而信息則是數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的事物的含義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。數(shù)據(jù)只有通過(guò)解譯才有意義，才成為信息。4， 地理數(shù)據(jù)時(shí)地理環(huán)境要素有關(guān)的物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱(chēng)。5， 地理信息是地理數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含和表達(dá)的地理含義。6， 地理信息的特征：空間特征（地理信息數(shù)據(jù)是與確定的空間位置聯(lián)系在一起的）；屬性特征（在二維空間的定位基礎(chǔ)上，按專(zhuān)題來(lái)表達(dá)多維即多層次的屬性信息）；時(shí)序特征（按照時(shí)間尺度來(lái)區(qū)分地理信息）7， 地理信息系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。8， 地理信息按其使用的數(shù)據(jù)模型分為矢量系統(tǒng)、柵格系統(tǒng)、矢柵混合系統(tǒng)。9， 空間特征是指地理現(xiàn)象的空間位置及其相互關(guān)系，其數(shù)據(jù)為屬性數(shù)據(jù)。10， 屬性特征是表示地理現(xiàn)象的名稱(chēng)、類(lèi)型和數(shù)量等，其數(shù)據(jù)稱(chēng)為屬性數(shù)據(jù)。11， 地理信息系統(tǒng)的功能：數(shù)據(jù)采集與編輯；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理；數(shù)據(jù)處理與變換；空間分析和統(tǒng)計(jì)；產(chǎn)品制作與演示；二次開(kāi)發(fā)與編程。12， 疊合分析：通過(guò)將同一地區(qū)若干個(gè)不同數(shù)據(jù)層相疊合，建立新的空間數(shù)據(jù)，二期能將輸入的屬性數(shù)據(jù)予以合并，易于進(jìn)行多條件的查詢(xún)檢索，地圖裁剪，地圖更新和統(tǒng)計(jì)分析等。13， 緩沖區(qū)分析是點(diǎn)，線或面等不同實(shí)體周?chē)⒁欢▽挾鹊木彌_多邊形，以確定不同地理要素的空間鄰近性或其影響范圍。14， 應(yīng)用功能：資源管理，區(qū)域規(guī)劃，國(guó)土監(jiān)測(cè)，輔助決策。第二章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1，地理空間：一般之上至大氣電離層，下至地殼與地幔交界的莫霍面之間的空間區(qū)域。2，平面控制網(wǎng)：用以確定物體在地球表面的平面位置，通常是地理經(jīng)緯度坐標(biāo)。3，高程：指空間某點(diǎn)高于或低于基準(zhǔn)面的垂直距離，主要用來(lái)提供地理信息。4，GIS空間數(shù)據(jù)分類(lèi) 數(shù)據(jù)來(lái)源（地圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)）；按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)）；按數(shù)據(jù)特征（空間數(shù)據(jù)、非空間屬性數(shù)據(jù)）；按幾何特征（點(diǎn)、線、面，曲面、體）按數(shù)據(jù)發(fā)布形式（數(shù)字線劃圖、數(shù)字柵格圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影圖）5，矢量數(shù)據(jù)：是用歐式空間的點(diǎn)、線、面等幾何元素來(lái)表達(dá)空間實(shí)體的幾何特征的數(shù)據(jù)。6，柵格數(shù)據(jù)：是將空間分割成有規(guī)則的的網(wǎng)格，在各個(gè)網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來(lái)表達(dá)空間實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織形式。7，空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)溧徑樱褐复嬖谟诳臻g圖形的相同類(lèi)型元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：指存在于不同類(lèi)型空間元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)浒褐复嬖谟诳臻g圖形的相同類(lèi)型但不同等級(jí)的元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。8，空間拓?fù)潢P(guān)系的意義：（1）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或者計(jì)算距離，就可以確定一定的地理實(shí)體相對(duì)于另一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系。（2）；利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢(xún)。（3）可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實(shí)體。9，空間數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)表示的基本方法是：空間分幅；屬性分層；時(shí)間分段。10，矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里德幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面以及組合體來(lái)表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。包括實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。11，拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括DIME（對(duì)偶獨(dú)立地圖編碼法0、POLYVBT（多邊形轉(zhuǎn)換器）、TIGER（地理編碼和參照系統(tǒng)的拓?fù)浼桑┑取?2，柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是一種用來(lái)存儲(chǔ)柵格數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。是指將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，稱(chēng)為柵格單元，在各個(gè)柵格單元上給出相應(yīng)的屬性值來(lái)表示地理實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織形式。主要存儲(chǔ)類(lèi)型有：柵格矩陣結(jié)構(gòu)；游程編碼結(jié)構(gòu)；四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)。13，游程（行程）：指柵格矩陣一行內(nèi)相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)量。游程編碼結(jié)構(gòu)是逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜?，記錄合并后柵格的值及柵格的?shù)量，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，降低數(shù)據(jù)冗余度。14，TIN不規(guī)則三角網(wǎng)它是將離散分布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)連成三角網(wǎng)，網(wǎng)中的每個(gè)三角形要求盡量接近等邊形狀，并保證由最近鄰的點(diǎn)構(gòu)成三角形，即三邊之和最小。14，空間數(shù)據(jù)的分類(lèi)：指根據(jù)系統(tǒng)功能及國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將具有不同屬性或特征的要素區(qū)別開(kāi)來(lái)的過(guò)程，以便從邏輯上將空間數(shù)據(jù)組織為不同的數(shù)據(jù)層，為數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、查詢(xún)和共享提供依據(jù)。 16，空間數(shù)據(jù)的編碼也稱(chēng)為特征碼，是指將數(shù)據(jù)分類(lèi)結(jié)果用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識(shí)別的符號(hào)系統(tǒng)表示出來(lái)的過(guò)程。17, 數(shù)據(jù)輸入操作過(guò)程：1、原圖準(zhǔn)備 2 鏈接數(shù)字化儀器 3、輸入變換數(shù)據(jù) 4、輸入空間實(shí)體坐標(biāo)數(shù)據(jù) 5檢查和修改數(shù)字化錯(cuò)誤 6輸入屬性數(shù)據(jù) 7、檢查和修改屬性錯(cuò)誤。屏幕數(shù)字化過(guò)程：1打開(kāi)柵格圖像文件 2圖相配準(zhǔn) 3輸入空間數(shù)據(jù) 4輸入屬性數(shù)據(jù)。第三章 空間數(shù)據(jù)處理1，空間數(shù)據(jù)處理一般包括數(shù)據(jù)變換（指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正和地圖投影轉(zhuǎn)換等，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)），數(shù)據(jù)重構(gòu)（指數(shù)據(jù)從一種格式到另一種格式的轉(zhuǎn)換），數(shù)據(jù)提?。ㄖ笇?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行某種條件的取舍）3，幾何糾正是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和圖紙變形誤差的糾正。常見(jiàn)的GIS軟件一般都有仿射變換、相似變換和二次變換等集合糾正功能。4，矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較，矢量?jī)?yōu)點(diǎn)：a,便于面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)表達(dá)；b，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；c，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有利于網(wǎng)絡(luò)分析、空間查詢(xún)等。缺點(diǎn)：a，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；b，軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求比較高；c，多邊形疊合等分析相對(duì)困難。柵格優(yōu)點(diǎn)：a，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單；b，空間分析較容易實(shí)現(xiàn)；c，有利于遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析。缺點(diǎn)：a，數(shù)據(jù)量較大，冗余度高，需要壓縮處理；b，定位精度比矢量低；c拓?fù)潢P(guān)心難以表達(dá)。5，空間數(shù)據(jù)壓縮，即從空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)集合中抽取一個(gè)子集，使這個(gè)子集在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比?；谑噶康膲嚎s最常用的是道格拉斯-佩克算法。6，空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插：通過(guò)已知點(diǎn)或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點(diǎn)或多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的方法就稱(chēng)為空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插?？臻g數(shù)據(jù)的內(nèi)插分為點(diǎn)的內(nèi)插和多邊形分區(qū)的內(nèi)插。7，點(diǎn)的內(nèi)插是用來(lái)建立具有連續(xù)變化特征現(xiàn)象的數(shù)值方法。點(diǎn)的空間內(nèi)插：a，分塊內(nèi)插法（線性?xún)?nèi)插法，雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插法，二元樣條函數(shù)內(nèi)插法）;b,逐點(diǎn)內(nèi)插法（移動(dòng)擬合法，加權(quán)平均法，克里金法）；c，整體內(nèi)插法（N次多項(xiàng)式擬合法）。8，區(qū)域的內(nèi)插是根據(jù)一組多邊形分區(qū)的已知數(shù)據(jù)來(lái)推求同一地區(qū)另一組多邊形分區(qū)未知數(shù)，據(jù)的內(nèi)插方法。可以采用疊置法和比重法。9，柵格數(shù)據(jù)矢量化目的：一是將掃描儀獲取的圖像柵格數(shù)據(jù)存入矢量形式的空間數(shù)據(jù)庫(kù)；二是將柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，將面狀柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界。10，不同格式數(shù)據(jù)的融合方法：1基于轉(zhuǎn)換器的融合 2基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)融合 3基于公共接口的數(shù)據(jù)融合 4基于直接訪問(wèn)的數(shù)據(jù)融合11，道格拉斯-佩克算法：先擬定一個(gè)閾值，然后生成一條連接折線首尾節(jié)點(diǎn)的直線段，并計(jì)算原始折線上的點(diǎn)到直線段的垂直距離，假如所有折線上的點(diǎn)到直線段的距離都小于閾值，距離最遠(yuǎn)的那一點(diǎn)保留，并將原始折線分成兩段。重復(fù)上述過(guò)程，最后保留下來(lái)的就是經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)壓縮的折線。第五章 空間分析的原理與方法1，空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它是以地球科學(xué)原理為依托，通過(guò)分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對(duì)象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間構(gòu)成、空間演變等信息。2，按照空間數(shù)據(jù)的形式可以把空間分析分為兩種類(lèi)型：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析。3，按照Goodchild提出的空間分析框架，可以將空間分析方法分別歸納到兩種類(lèi)型中：a，產(chǎn)生式分析，主要有數(shù)字地形模型分析、疊合分析、空間臨近性分析、網(wǎng)絡(luò)分析和空間統(tǒng)計(jì)分析等；b，查詢(xún)式分析，主要有空間幾何分析和空間數(shù)據(jù)查詢(xún)等。4，數(shù)字地形模型DTM，用數(shù)字化的形式表達(dá)的地形信息。DTM在形式上可以分為：規(guī)則格網(wǎng)Grid；不規(guī)則三角網(wǎng)TIN；數(shù)字等高線，等深線，地形特征線。5，DTM可以分為：a，數(shù)字高程模型DEM；b，派生的地形模型。6，數(shù)據(jù)高程模型DEM，它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地 面高程的一種實(shí)體地面模型；派生的地形模型主要是指由DEM經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的地形因子數(shù)據(jù)，如坡度、坡向、曲面面積等。 7，空間疊合分析指在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)兩個(gè)不同地理特征的空間和屬性數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。 8，基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析：a，點(diǎn)與多邊形的疊合；b，線與多邊形的疊合；c，多邊形與多邊形的疊合（union，intersect，identity，erase，update五種疊合方式）。9，空間鄰近度描述了地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度?？臻g鄰近度分析通常有空間緩沖區(qū)分析和Voronoi多邊形分析兩種方法。空間緩沖區(qū)就是地理空間實(shí)體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。10，Voronoi多邊形分析其原理是根據(jù)離散分布的已知數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行劃分，使得劃分成德多邊形覆蓋整個(gè)研究區(qū)域，形成一個(gè)Voronoi圖，且每一個(gè)多邊形中僅包含一個(gè)已知的數(shù)據(jù)點(diǎn)。第七章 地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1，應(yīng)用性GIS根據(jù)應(yīng)用層次的高低可分為空間事物處理系統(tǒng)STPS，空間管理信息系統(tǒng)SMIS和空間決策支持系統(tǒng)SDSS2，應(yīng)用性GIS的設(shè)計(jì)大致可分為四個(gè)主要階段即系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)。3系統(tǒng)實(shí)施是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則指導(dǎo)下，按照詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)、內(nèi)容和方法，分階段、分步驟完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程。1系統(tǒng)硬件和軟件的引進(jìn)及調(diào)試 2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立 3應(yīng)用管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 4系統(tǒng)測(cè)試和聯(lián)調(diào) 5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收和鑒定。4，地理信息系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：系統(tǒng)效率；系統(tǒng)可靠性；可擴(kuò)展性；可移植性；系統(tǒng)的效益。5 / 5文檔可自由編輯打印