地理信息系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)重點

1、地理信息系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)重點第一章數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。在計算機科學(xué)中是指所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。它可以是字母、數(shù)字或其它符號。信息信息是向人們或機器提供的關(guān)于現(xiàn)實世界新的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理形式的改變而改變。信息的基本屬性：(1)客觀性適用性傳輸性(4)共享性信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系：信息和數(shù)據(jù)是不可分離的，即信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)是信息的表達。地理信息地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(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。地理信息的特征空間特性(2)多維結(jié)構(gòu)(3)時序特征地理數(shù)據(jù)是指各種地理特征

2、和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時態(tài)特征三部分。信息系統(tǒng)的分類地理信息系統(tǒng)是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計支持空間數(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)劃和管理問題。圖1-4:GIS硬件組成地理信息系統(tǒng)是在空間上的。地理信息系統(tǒng)的特征:與一般管理系統(tǒng)相比,具有采集，管理，分析和輸出多種地理空間信息的能力；具有空間分析，多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測的能力；計算機技術(shù)的支持是GIS的重要特征地理信息系統(tǒng)的組成地理信息系統(tǒng)作為一個功能強大的空問信息系統(tǒng)，主要由四個部分組成:(1)硬件系統(tǒng)；(2)軟件系統(tǒng)；(4)系統(tǒng)的組織管理網(wǎng)臨界面(混合應(yīng)用界

3、面(擴展地理空間數(shù)據(jù);地理數(shù)據(jù)庫中空間數(shù)梯和屈性數(shù)郴之間的連接,查詢，管理采用什么方式即數(shù)據(jù)庫存儲方式空間處理混合式擴展式開放式空間數(shù)據(jù)管理空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)管理層RDBMS空間處理屬性處理空間與屬性數(shù)據(jù)庫地理信息系統(tǒng)的基本功能1、數(shù)據(jù)采集與編輯2、數(shù)據(jù)存儲與管理3、數(shù)據(jù)處理與變換4、空間分析與統(tǒng)計5、產(chǎn)品制作與顯示6、二次開發(fā)國際公認的最早的地理信息系統(tǒng)加拿大的羅杰湯姆林森博士開發(fā)的這個系統(tǒng)被稱為加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)湯姆林森已經(jīng)成為稱為地理信息系統(tǒng)之父。第二章地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理空間：(1)地理空間定位框架由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成我國現(xiàn)有三種大地坐標系并存：1954年北京

4、坐標系(局部平差)；1980年國家大地坐標系(整體平差)；地心坐標系80坐標系坐標原點位于陜西省漁陽縣永樂鎮(zhèn)(2)特征實體空間實體實體類型：點(point)、線(line)、面(polygon)、體(volume)等。矢量表不法是如何表小點線面特征實體的1、0維矢量：即空間中的一個點。在二維歐式空間中用唯一的實數(shù)對表示；三維歐式空間中用唯一的數(shù)組表示；點沒有大小和方向；2、一維矢量：表示空間中的一個線劃要素，或者空間對象之間的邊界，也稱為鏈、弧段。在二維歐式空間中用一組離散化實數(shù)點對表示；在三維歐式空間中則表示為一組數(shù)組。特點：一維矢量可以閉合，但不能相交。一維矢量具有方向。3、二維矢量：表示

5、空間的一個面狀要素，在二維歐式平面上是指由一組閉合弧段所包圍的空間區(qū)域。由于面狀要素是由閉合分弧段所界定的，故又稱為多邊形c4、三維矢量：指三維空間中的實體，也就是由一組或多組閉合曲面所包圍的空問對象。柵格表示法是如何表示點線面特征實體的每一個位置點都表現(xiàn)為一個單元，依行列構(gòu)成的單元矩陣叫柵格點就是具有一定數(shù)值的柵格單元，一條線表現(xiàn)為按線特征相聯(lián)接的一組單元，-個面則表現(xiàn)為按二維形狀特征相聯(lián)接的一組單元?？臻g數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系拓撲鄰接。存在于空間圖形的同類元素之間的拓撲關(guān)系。拓撲關(guān)聯(lián)。存在于空間圖形的不同元素之間的拓撲關(guān)系。拓撲包含。存在于空間圖形的同類，但不同級的元素之間的拓撲關(guān)系?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

6、的類型一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：利用歐幾里得幾何學(xué)中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。1、簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（面條結(jié)構(gòu)）2、拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多邊形連接編輯：順序連接組成封閉多邊形一組線段的編輯結(jié)點連接編輯：順序連接環(huán)繞某個結(jié)點所有多邊形的編輯3、曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)曲面是指連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面。常采用不規(guī)則三角形網(wǎng)來擬合連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面。Delaunay（狄洛尼）三角網(wǎng)在地形擬合方面表現(xiàn)最為出色，因此常被用于TIN的生成。二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來表示地理實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。點用一個柵格單元表示線狀地物用沿線走向的一組相鄰柵格單元

7、表示，每個柵格單元最多只有兩個相鄰單元在線上面或區(qū)域用具有區(qū)域?qū)傩缘南噜彇鸥駟卧募媳硎?，每個柵格單元可有多于兩個的相鄰單元同屬一個區(qū)域。柵格像元的取舍法則面域面積占優(yōu)法則（覆蓋的面積超過一半）弧線后續(xù)像元應(yīng)與前面已確定的像元邊相連或角相連；沿非主方向上不能出現(xiàn)邊鄰接像元與行（或列）線重合時遵循非凸法則：不形成孤立的凸起像元組柵格尺寸的選擇根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)所要識別的最小面狀目標的面積來確定柵格的像元尺寸中心點法：用處于柵格中心處的地物類型或現(xiàn)象特征決定柵®1的確定面積占優(yōu)法：以占據(jù)柵格單元面積最大的地物類型或現(xiàn)象特征決定柵格代碼，常用于分類較細，地物類別斑塊較小的情況：（小做統(tǒng)計）重

8、要性法：選取最重要的地物類型或現(xiàn)象特征決定柵格代碼，如城鎮(zhèn)，交通樞紐等；百分比法：根據(jù)柵格內(nèi)各地理要素所占面積的百分比確定柵格單元的代碼.（統(tǒng)計）數(shù)據(jù)存儲空間要求較大，需要壓縮。無損壓縮：可以通過一定的解壓還原方法，將壓縮后的柵格格式圖件還原為原始柵格格式數(shù)字圖件，信息沒有任何損失。有損壓縮：存儲主要的信息數(shù)據(jù)，解壓還原出來不能完全恢復(fù)壓縮前圖件的原始狀態(tài)，信息有所損失。游程編碼結(jié)構(gòu)游程：指相鄰?fù)稻W(wǎng)格的數(shù)量。游程編碼：逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜?，并記錄合并后的柵格的值及合并柵格的長度。A,P）表示，A:屬柵格點陣的一行或一列中連續(xù)若干個柵格為一個游程。用（性代碼值；P：該游程最右端哈所在叫號/

9、游延度。壓縮效果Re_1-冗余度mnQ:游程數(shù);inm：圖層網(wǎng)格的行軍-口層網(wǎng)0噂包4壓縮比'mN:原始數(shù)據(jù)儲存空間；K:壓縮后的存儲空間。S=N/K差分映射：用當(dāng)前網(wǎng)格與左鄰柵格屬性代碼數(shù)據(jù)的差值建立新數(shù)據(jù)，以便進行游程編碼。游程編碼數(shù)據(jù)表和游程索引表（詳見第二章4）（已知游程編碼數(shù)據(jù)表和游程索引表可以倒推原始值。）屬性代碼值=該行游程1的編碼值*（游程1列號-0）+該行游程2的編碼值*（游程2列號-游程1列號）+該行游程n的編碼值*（游程n列號-游程n-1列號）四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將圖件覆蓋的區(qū)域按照四個象限進行遞歸分割，直到子象限的屬性編碼值變?yōu)閱我粸橹够蜻_到預(yù)定精度的網(wǎng)格大小為止，對

10、于達到預(yù)定精度的網(wǎng)格其覆蓋的屬性編碼值未能單一，則按占據(jù)面積大者的屬性編碼作為該網(wǎng)格的屬性編碼。MD型i的計算方法Jf0=If*2'隰Q=JfNT（log2i）Ik=INT（Ij/2）kmax1f八MOD（Ik,2）4kk=0MD碼和二進制的關(guān)系MD碼的行列號可以反映在其二進制的形式中，列號在奇數(shù)位，行號在偶數(shù)位柵格模型優(yōu)點：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單2、疊加操作易實現(xiàn)3、能有效表達空間可變性4、柵格圖像便于做圖像的有效增強缺點：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴密不緊湊，需要用壓縮技術(shù)解決這個問題2、難以表達拓撲關(guān)系3、圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需要增加?xùn)鸥駭?shù)量來克服，但會增加數(shù)據(jù)量矢量模型優(yōu)點：1、提供更嚴

11、密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、提供更有效的拓撲編碼，因而對需要拓撲信息的操作更有效，如網(wǎng)絡(luò)分析3、圖形輸出美觀，接近于手繪缺點：1、比柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜2、疊加操作沒有柵格有效3、表達空間變化性能力差4、不能象數(shù)字圖形那樣做增強處理GIS的數(shù)據(jù)來源地圖數(shù)據(jù)遙感圖像超了資料明報告各種比例尺的普通地圖和專題地圖膠片和數(shù)字磁帶樹型結(jié)構(gòu)模型首位指標1或其屬多維指標結(jié)構(gòu)模社會經(jīng)濟粒§、人口普查數(shù)據(jù)、野娜調(diào)查或監(jiān)測爨據(jù)等分類手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入點方式：當(dāng)錄入人員按下游標的按鍵時，向計算機發(fā)送一個點的坐標。流方式：錄入人員沿著曲線移動游標時，能夠自動記錄經(jīng)過點的坐標。距離流方式時間流方式第三章投影與坐標變換地圖投

12、影的基本分類1、投影面與地球面相對位置分類圓錐投影、圓柱投影和方位投影正軸投影、斜軸投影和橫軸投影切投影和割投影2、地圖投影的變形分類等角投影：投影后為大小不同的圓形等面積投影：投影后面積相等而形狀不同的橢圓任意投影：投影后為面積不等形狀各不相同的橢圓中國的地圖投影選擇1:50萬以上采用高斯一一克呂格投影；1:100萬地形圖采用Lambert投影，大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影或?qū)儆谕煌队跋到y(tǒng)的Albers投影；高斯克一呂格投影分帶1） 6度帶是從0o子午線起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影帶，全球分為60帶，帶號用自然序數(shù)1,2,3,60表示。2） 3度帶，是

13、從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，全球劃分為120個投影帶。矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法在矢量表示的多邊形邊界內(nèi)部的所有柵格上賦予相應(yīng)的多邊形編號，從而形成柵格數(shù)據(jù)陣列。（1）內(nèi)部點擴散算法（2）射線算法（3）掃描算法（4）復(fù)數(shù)積分算法（5）邊界代數(shù)算法（炸彈算法）具體怎么做要能說得清楚（第三章2）柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的四個步驟1、多邊形邊界提取2、邊界線搜索3、拓撲關(guān)系生成4、去除多余點并進行曲線圓滑基于圖像處理的矢量化算法1、圖像二值化對掃描獲得的灰度圖像進行0或1的簡化處理。2、平滑（圖像預(yù)處理）去毛刺模板去孔洞模板兩個模板掌握細化保證細化后曲線的連通性，細化結(jié)果是原曲線的中

14、心線，保留線端點剝皮法:從線的邊沿兩側(cè)開始，每次剝?nèi)サ扔谝粋€柵格寬度的一層，直到最后僅剩下彼此相連的兩個柵格寬或恰好一個柵格寬的線劃圖形為止。骨架法：針對各條矢量化的柵格線，求出線上每一柵格的3*3窗口的屬性碼之和,并重復(fù)賦值；每一行中最大柵格屬性碼所在位置即為柵格線的骨架。細化完成后，對提取出來的邊界點在計算機中儲存一般采用鏈式編碼（弗里曼碼）用曲線出發(fā)點坐標和線的斜率來描述二值線圖形。第五章空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插分類整體擬合與局部擬合整體擬合：指內(nèi)插模型是基于研究區(qū)域內(nèi)的所有采樣點的特征觀測值建立的。局部擬合：指僅用臨近于未知點的少數(shù)已知采樣點的特征值來估算該未知點的特征值。點的內(nèi)插和區(qū)域內(nèi)插泰森

15、多邊形生成的方法從樣本點中任取一點，搜尋與其最近距離的兩樣本點，結(jié)成第一個泰森三角形；從第一個泰森三角形的三個邊逐步向外圍擴散。每搜索到一點，形成一個泰森三角形。直到搜索出全部的樣本點為止。用解析幾何的方法計算每一個泰洋三四形周邊垂直平分線及其垂心。這些垂心連線或垂直平分線與圖1線尚造便泰森多邊形。趨勢面插值中數(shù)字卷積濾此惱算42構(gòu)造卷積濾波核,16,奇數(shù)行、奇數(shù)列；卷積模板外系數(shù)的分母是核心數(shù)值的平方；由卷積核心向四周，元素的數(shù)值衰減，并且是等距衰減；該矩陣與其轉(zhuǎn)置矩陣相等區(qū)域的內(nèi)插根據(jù)一組分區(qū)的已知數(shù)據(jù)來推求同一地區(qū)另一組分區(qū)未知數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法。1、疊置法2、比重法第四章地理信息系統(tǒng)空間數(shù)

16、據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫：指地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和?？臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：能夠定義、查詢、檢索和維護地理空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：由空間分析模型和應(yīng)用模型組成傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型層次模型網(wǎng)絡(luò)模型關(guān)系模型空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在提取和傳輸空問信息。簡單的空間分析包括空間的查詢和空間的量算空間用量算222%nLiv5lteXi）+（YlY）+CZhi-ZJJ=zlii）i線的長度計算（基于矢量的長度算法）yL=mnx2d基于柵格的長度算法（基于鏈碼）2）面狀地物的面積柵格結(jié)構(gòu)下，多邊形面積計算就是統(tǒng)計具有相同屬性值的格網(wǎng)數(shù)目。緩沖區(qū)分析空間緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體