地理信息系統(tǒng)復習資料

1、第一章1、信息（Information）信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。 信息的特點：信息的客觀性 信息的實用性 信息的傳輸性 信息的共享性： 2、數(shù)據(jù)：（Data) 數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料。通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號，是用以載荷信息的物理符號。3、地理信息的概念 地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋?；蛘叨x為：表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、

2、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱 。4、 地理數(shù)據(jù)：是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時域特征三部分。5、地理信息的特點：空間分布性信息載體的多樣性時序特征十分明顯具有豐富的信息6、信息系統(tǒng)：信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。 一個基于計算機的信息系統(tǒng)包括計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。 7、GIS的概念 GIS是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管

3、理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。8、GIS的發(fā)展概況w 國際GIS發(fā)展簡史 60年代，探索時期1963年，加拿大托林森提出地理信息系統(tǒng)，并建立了世界上第一個實用的地理信息系統(tǒng)加拿大地理信息系統(tǒng)。 70年代，鞏固時期發(fā)展研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理這三個方面。 80年代，實破階段 90年代，全面應用我國GIS起步較晚，但發(fā)展較快，分為以下幾個階段：w 70年代，準備階段：w 80年代，試驗起步階段:w 90年代，我國GIS發(fā)展階段：w 96年以來，是我國GIS產(chǎn)業(yè)化階段。9、完整的GIS主要由四個部分構(gòu)成，即計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理操作

4、人員，其核心部分是計算機軟、硬系統(tǒng)。第二章10、地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等，由系統(tǒng)的建立者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他通訊系統(tǒng)輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對象。包括三種互相聯(lián)系的數(shù)據(jù)類型：某個已知坐標系中的位置實體間的空間相關(guān)性與幾何位置無關(guān)的屬性11、GIS系統(tǒng)按功能分類：數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)分析與處理數(shù)據(jù)輸出與表示模塊用戶接口模塊12、地理空間數(shù)據(jù)：指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等，由系統(tǒng)的建立者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他通信系統(tǒng)

5、輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對象，是GIS所表達的現(xiàn)實世界經(jīng)過模型抽象的實質(zhì)性內(nèi)容。地球空間模型描述13、地球空間模型描述：地球表面幾何模型可以分為四類：1地球的自然表面，它是一個起伏不平、十分不規(guī)則的表面，包括海洋底部、高山高原在內(nèi)的固體地球表面。2相對抽象的面，即大地水準面。3模型。以大地水準面為基準建立起來的地球橢球體模型。4數(shù)學模型。14、地理空間坐標系的建立 目的是確定地面點的位置w 地理坐標系是以地理極(北極、南極)為極點。w 通過A點作橢球面的垂線，稱之為過A點的法線。 w 法線與赤道面的交角，叫做A點的緯度。 w 過A點的子午面與通過英國格林尼治天文臺的子午面所夾的二面角，叫做

6、A點的經(jīng)度。 地圖投影：15、地圖對地理空間的描述在地圖學上，把地理空間的實體分為點、線、面三種要素，分別用點狀、線狀、面狀符號來表示。1、點狀要素：指那些占面積較小，不能按比例尺表示，又要定位的事物，對點狀要素的質(zhì)量和數(shù)量特征，用點狀符號表示，通常用點狀符號的形狀和顏色表示質(zhì)量特征，以符號的尺寸表示數(shù)量特征。2線狀要素：對于地面上呈線狀或帶狀的事物如交通線、河流、境界線、構(gòu)造線等，在地圖上均用線狀符號來表示，通常用線狀符號的形狀和顏色表示質(zhì)量的差別，用線狀符號的尺寸變化表示數(shù)量特征。3面狀要素：對于地面上呈面狀分布的地理事物，用面狀符號來表示。4遙感影像對地理空間的描述16、在計算機內(nèi)描述空

7、間實體有兩種形式：顯式和隱式描述。計算機對地理實體的顯式描述也稱柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計算機對地理實體的隱式描述也稱矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。柵格和矢量結(jié)構(gòu)式計算機描述空間實體的兩種最基本的方式。17、矢量表示法：如果采用一個沒有大小的點（坐標）來表達基本點元素時，稱為矢量表示法。18、柵格表示法：如果采用一個有固定大小的點（面元）來表達基本點元素時，稱為柵格表示法。19、空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征和時間特征20、空間數(shù)據(jù)的類型1、幾何上是點、線和面三類2、按表示內(nèi)容分為：類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號數(shù)據(jù)21、空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系指實體之間的相互關(guān)系，指鄰接關(guān)系、關(guān)聯(lián)

8、關(guān)系和包含關(guān)系鄰接關(guān)系：空間圖形中同類元素之間的拓撲關(guān)系關(guān)聯(lián)關(guān)系：空間圖形中不要元素之間的拓撲關(guān)系包含關(guān)系：空間圖形中同類但不同級元素之間的拓撲關(guān)系點、線、面三種類型數(shù)據(jù)之間存在的空間關(guān)系有：點與點之間；點與線關(guān)系；點面關(guān)系；線線關(guān)系；線面關(guān)系；面面關(guān)系22、空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系對數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要的意義，這是因為：1根據(jù)拓撲關(guān)系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種空間實體相對于另一種空間實體的位置關(guān)系。2利用拓撲關(guān)系有利于空間要素的查詢。3可以根據(jù)拓撲關(guān)系重建地理實體。23、元數(shù)據(jù)：一般都認為元數(shù)據(jù)就是 “關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”。如傳統(tǒng)的圖書館卡片、出版圖書的介紹、磁盤的標簽。24、空間數(shù)據(jù)

9、元數(shù)據(jù)的應用： 幫助用戶獲取數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制在數(shù)據(jù)集成中的應用數(shù)據(jù)存儲和功能實現(xiàn)第三章25、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。對空間數(shù)據(jù)而言，則是地理實體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)26、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就是以行、列表示的像元陣列，像元點上的值即對應著地理實體的屬性或?qū)傩跃幋a。柵格數(shù)據(jù)的獲取方法：直接獲取法:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換法:由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到柵格數(shù)據(jù).掃描法:通過掃描設備(包括遙感平臺)掃描得到柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)單元值的確定方法：中心點法(網(wǎng)格交點歸屬法)：用處于柵格中心處的實體屬性作為該柵格單元的屬性;面積

10、占優(yōu)法:以占柵格面積最大的地物屬性作為該柵格單元的屬性;百分比法:以占柵格行中心線長度最大的地物屬性作為該柵格單元的屬性;柵格數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式（鏈式編碼、游程長度編碼、塊狀編碼、四叉樹編碼）27、四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念:又稱為四分樹或四元樹編碼。就是將2n2n（n=1）的空間區(qū)域按照四個像限進行遞歸分割，直到子像限的值單調(diào)為止。 四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼方式的不同又分為“常規(guī)四叉樹”（CQT）和“線性四叉樹”（LQT） 常規(guī)四叉樹除了記錄葉結(jié)點之外，還要記錄中間結(jié)點，結(jié)點之間借助于指針相聯(lián)系。每個結(jié)點用4個葉結(jié)點指針、1個父結(jié)點指針和一個屬性碼共6個數(shù)據(jù)項來表達。 線性四叉樹只記錄葉結(jié)點信息，每個結(jié)

11、點用位置、深度和屬性碼4個數(shù)據(jù)項表達。28、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標的方式，盡可能地將點、線、面地理實體表現(xiàn)得精確無誤。矢量數(shù)據(jù)存儲是以隱式關(guān)系以最小的存儲空間存儲復雜的數(shù)據(jù)。29、簡單的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：面條結(jié)構(gòu)（實體式）多邊形為單元 索引式 雙重獨立式左多邊形、右多邊形、起點、終點30、在雙重獨立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點與節(jié)點或者面域與面域之間為鄰接關(guān)系，節(jié)點與線段或者面域與線段之間為關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種鄰接和關(guān)聯(lián)的關(guān)系稱為拓撲關(guān)系。矢量數(shù)據(jù)可進行拓撲關(guān)系31、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換計算：第四章32、數(shù)據(jù)庫就是為了一定的目的，在計算機系統(tǒng)中以特定的結(jié)構(gòu)組織、存儲、管理和應用的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。

12、33、數(shù)據(jù)庫的主要特征（1）數(shù)據(jù)集中控制特征（2）數(shù)據(jù)冗余度小的特征（3）數(shù)據(jù)獨立性特征（4）復雜的數(shù)據(jù)模型（5）數(shù)據(jù)保護特征34、數(shù)據(jù)組織方式l 數(shù)據(jù)項：也稱元素、基本項、字段。l 記錄：由若干相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項組成。l 文件：文件是一給定類型的（邏輯）記錄的全部具體值得集合。l 數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫是比文化更大的數(shù)據(jù)組織。35、數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系主要是指記錄與記錄之間的聯(lián)系。 l 一對一的聯(lián)系(1：1) l 一對多的聯(lián)系(1：N) l 多對多的聯(lián)系(M：N) 36、數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織的形式表示。目前數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域采用的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型，其中應用最廣泛的是

13、關(guān)系模型。37、空間數(shù)據(jù)庫：其目的是為了使用戶能夠方便靈活地查詢出所需的地理空間數(shù)據(jù)，同時能夠進行有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)的插入、刪除、更新等操作，為此建立了如實體、關(guān)系、數(shù)據(jù)獨立性、完整性、數(shù)據(jù)操縱、資源共享登一系列基本概念。38、模型：混合結(jié)構(gòu)模型 擴展結(jié)構(gòu)模型統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型：在開放型DBMS基礎上擴充空間數(shù)據(jù)表達功能。 混合結(jié)構(gòu)模型：基本思想是用兩個子系統(tǒng)分別存儲和檢索空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，其中屬性數(shù)據(jù)存儲在常規(guī)的RDBMS中，幾何數(shù)據(jù)存儲在空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，兩個子系統(tǒng)之間使用一種標識聯(lián)系起來。圖4-9混合結(jié)構(gòu)模型RDBMS幾何空間數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)GIS圖4-10 擴展數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)標準RDBMS

14、屬性數(shù)據(jù)GIS擴展結(jié)構(gòu)模型：采用同一存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。其做法是在標準的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上增加空間數(shù)據(jù)管理層，即利用該層將地理結(jié)構(gòu)查詢語言(GeoSQL)轉(zhuǎn)化成標準的SQL查詢，借助索引數(shù)據(jù)的輔助關(guān)系實施空間索引操作。第五章39、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是指建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所需要的各種類型數(shù)據(jù)的來源，GIS的數(shù)據(jù)源是多種多樣的，并隨系統(tǒng)功能的不同而不同，主要包括：地圖、遙感影象數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、數(shù)字數(shù)據(jù)和各種文字報告和立法文件。40、屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式，屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容有時直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中，有時則單獨輸入數(shù)據(jù)庫存儲為屬性文

15、件，通過關(guān)鍵碼與圖形數(shù)據(jù)相聯(lián)系。屬性數(shù)據(jù)的采集:即空間實體的特征數(shù)據(jù)，分兩種情況:一種是直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中的,另一種是單獨輸入數(shù)據(jù)庫存儲為屬性文件。對于第一種情況要對其進行編碼，將屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機可以接受的數(shù)字或者字符形式，便于GIS存儲管理。編碼方法有層次分類編碼法和多源分類編碼法兩種。41、圖形數(shù)據(jù)的采集1野外數(shù)據(jù)采集A、平板測量B、全野外數(shù)據(jù)測圖C空間定位測量2地圖數(shù)字化A手扶跟蹤數(shù)字化B掃描矢量化3遙感圖像處理 處理流程A觀測數(shù)據(jù)輸入 B再生、校正處理 C變換處理 D處理結(jié)果的輸出42、空間數(shù)據(jù)索引：指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系，按一定順序排列

16、的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。分類：范圍索引格網(wǎng)索引四叉樹索引遙感圖像的解譯有目視判讀和計算機自動解譯兩種方法，其中，自動解譯又可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。43、空間數(shù)據(jù)：是對有關(guān)空間位置、專題特征及時間信息的符號紀錄，是對現(xiàn)實世界中空間特征和過程的抽象表達。44、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量：空間數(shù)據(jù)在表達實體空間位置、特征和實踐所能達到的準確性、一致性、完整性和三者統(tǒng)一性的程度。45、空間數(shù)據(jù)的編輯與處理：誤差或錯誤的檢查與編輯（圖形數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的誤差主要包括6各方面：不完整或重復如偽節(jié)點和懸掛節(jié)點；位置的不準確；比例尺不準確；空間數(shù)據(jù)的變形；屬性與數(shù)據(jù)連接有誤；檢查方法有疊合比較法、目視判讀法、邏輯檢查法）圖像糾正

17、：糾正的原因；糾正方法（四點糾正法和逐網(wǎng)格糾正法）數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換：不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換地圖投影轉(zhuǎn)換：正解變換、反解變換和數(shù)值變換46、空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成和空間演變等信息。47、按照Goodchild提出的空間分析框架，空間分析分為產(chǎn)生式分析(product mode)DEM分析、疊合分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡分析查詢式分析(query mode) 集合分析、查詢分析第六章48、模型，就是將系統(tǒng)的各個要素，通過適當?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則所描寫出來的簡明映像 49、

18、地學模型也稱為專題分析模型。對于地理信息系統(tǒng)來說，專題分析模型是根據(jù)關(guān)于目標的知識將系統(tǒng)數(shù)據(jù)重新組織，得出與目標有關(guān)的更為有序的新的數(shù)據(jù)集合的有關(guān)規(guī)則和公式。 50、概念模型：又稱為邏輯模型，主要指通過觀察、總結(jié)、提煉而得到的文字描述或邏輯表達式，常由此構(gòu)成專家系統(tǒng)的知識庫51、柵格數(shù)據(jù)的聚類、聚合分析含義均是指將一個單一層面的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)經(jīng)某種變換而得到一個具有新含義的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過程v 聚類分析：柵格數(shù)據(jù)的聚類是根據(jù)設定的聚類條件對原有數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法 v 聚合分析：柵格數(shù)據(jù)的聚合分析是指根據(jù)空間分辨力和分類表，進行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實

19、現(xiàn)空間地域的兼并。52、柵格數(shù)據(jù)的疊置分析：是將有關(guān)主題層組成的各個數(shù)據(jù)層面進行疊置產(chǎn)生一個新的數(shù)據(jù)層面，其結(jié)果綜合了原來兩個或多個層面要素所具有的屬性。分類：視覺信息復合：將不同專題的內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件上，以便系統(tǒng)使用者判斷不同專題地理實體的相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的信息。 疊加分類模型：根據(jù)參加復合的數(shù)據(jù)平面各類別的空間關(guān)系重新劃分空間區(qū)域，使每個空間區(qū)域內(nèi)各空間點的屬性組合一致。追蹤分析：指對于特定的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)由某一個或多個起點，按照一定的追蹤線索進行追蹤目標或者追蹤軌跡信息提取的空間分析方法。窗口分析（領(lǐng)域分析）：窗口類型（矩形、圓形、扇形和環(huán)形）；統(tǒng)計分析的類型（均值、最大值

20、、最小值、總和等）53、矢量數(shù)據(jù)的包含分析：確定要素之間是否存在著直接的聯(lián)系，即矢量點、線、面之間是否存在空間位置上的聯(lián)系。54、矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析：是研究根據(jù)數(shù)據(jù)庫的點、線、面實體，自動建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形實體，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴展的信息分析方法。55、矢量數(shù)據(jù)的疊置分析：在相同的空間坐標系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)兩個不同的地理特征的空間和屬性數(shù)據(jù)相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征或建立地理對象之間的空間對應關(guān)系。56、網(wǎng)絡中的基本組成部分和屬性：鏈：網(wǎng)絡中的流動的管線。節(jié)點：障礙、拐角點、中心、站點。網(wǎng)絡分析功能的主要用途是：選擇最佳路徑；選擇最佳布局中心的位置。地理網(wǎng)絡（如交通網(wǎng)絡）、城市基礎設施網(wǎng)絡（如各種網(wǎng)線、電力線、電話線、供排水管線等）進行地理分析和模型化。資源分配。57、空間數(shù)據(jù)查詢：從空間數(shù)據(jù)庫中找出滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象。1屬性查詢2圖形查詢3空間關(guān)系查詢4關(guān)聯(lián)關(guān)系查詢58、空間數(shù)據(jù)內(nèi)插：一般來講，在已存在觀測點的區(qū)域范圍之內(nèi)估計未觀測點的特征值得過程稱內(nèi)插，在已