地理信息系統(tǒng)2014(共13頁)

1、 地理信息(d l xn x)與地理數(shù)據(jù)黑體(hit)為老師畫的重點1、信息：是用數(shù)字、文字、符號、語言等介質來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們（或系統(tǒng)）提供關于現(xiàn)實世界新的事實的知識，作為生產(chǎn)(shngchn)、管理和決策的依據(jù)。數(shù)據(jù)是指某一目標定性、定量描述的原始資料。包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像以及它們能夠轉換成的數(shù)據(jù)等形式。2、地理數(shù)據(jù):是各種地理特征和現(xiàn)象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時域特征三部分。地理信息:是有關地理實體的性質、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)象之間關系的地理數(shù)據(jù)的解釋。 3、信息系統(tǒng)：是具有數(shù)

2、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。地理信息系統(tǒng)（GIS）定義：由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成的，通過對地理數(shù)據(jù)的集成、存儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟建設、城市規(guī)劃以及政府各部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規(guī)劃、管理決策服務。 4、空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)特征：空間特征、屬性特征、時間特征 地理信息系統(tǒng)的操作對象是地理數(shù)據(jù)，它具體描述地理實體的空間特征、屬性特征和時間特征?？臻g特征：是指地理實體的空間位置及相互關系；是GIS區(qū)別于其它的軟件的根本特征屬性特征：表示地理實體的

3、名稱、類型和數(shù)量等；時間特征：指實體隨時間而發(fā)生的相關變化。5、GIS與CAD與CAM的區(qū)別在于： CAD不能建立地理坐標系和完成地理坐標轉換； GIS的數(shù)據(jù)量比CAD、CAM大的多，結構更為復雜，數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密，這是因為GIS涉及的區(qū)域廣泛，精度要求高，變化復雜，要素眾多，相互聯(lián)系，單一機構難以完整描述； CAD和CAM不具備GIS具有地理意義的空間查詢和分析功能。6、GIS的基本構成：計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)）、系統(tǒng)操作人員、應用模型GIS基本功能：數(shù)據(jù)采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)處理與變換、空間分析與統(tǒng)計、產(chǎn)品制作與顯示、二次開發(fā)與編程第二章 空間數(shù)據(jù)模型1

4、、根據(jù)地理實體的空間圖形表示形式，可將空間數(shù)據(jù)抽象為點、線和面三類元素，它們的數(shù)據(jù)表達可以采用矢量或者柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結構和柵格數(shù)據(jù)結構。2、空間數(shù)據(jù)模型是關于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，它為描述空間數(shù)據(jù)的組織和設計空間數(shù)據(jù)庫模式提供著基本方法。空間數(shù)據(jù)概念模型可以分為三種（填空）：場模型：用于描述空間中連續(xù)分布的現(xiàn)象，如污染物的集中程度、地表溫度、土壤濕度。 要素模型：用于描述各種空間地物 網(wǎng)絡模型：可以模擬現(xiàn)實世界中的各種網(wǎng)絡3、空間數(shù)據(jù)邏輯模型：柵格數(shù)據(jù)模型 矢量數(shù)據(jù)模型4、矢量模型和柵格模型各具的特點和之間的區(qū)別答：數(shù)據(jù)結構一般(ybn)分為基于矢量模型的

5、數(shù)據(jù)結構和基于柵格模型的數(shù)據(jù)結構。柵格模型(mxng)：柵格（Raster）數(shù)據(jù)結構是面向位置的結構，平面空間上的任何一點都直接聯(lián)系到某一個或某一類地物。但對于某一個具體的目標又沒有(mi yu)直接聚集所有信息，只能通過遍歷柵格矩陣逐一尋找，它也不能完整地建立地物之間的拓撲關系。將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。柵格結構表示的地表是不連續(xù)的，是量化和近似離散的數(shù)據(jù)。每一個單元格對應一個相應的地塊。柵格數(shù)據(jù)特點 ：屬性明顯：數(shù)據(jù)中直接記錄了數(shù)據(jù)屬性或指向數(shù)據(jù)屬性的指針，因

6、而我們可以直接得到地物的屬性代碼。 定位隱含：所在位置則根據(jù)行列號轉換為相應的坐標，也就是說定位是根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中的位置得到的。 柵格數(shù)據(jù)結構容易實現(xiàn)，算法簡單，且易于擴充、修改，也很直觀，特別是易于同遙感影像的結合處理，給地理空間數(shù)據(jù)處理帶來了極大的方便。柵格結構的建立：數(shù)據(jù)獲取 柵格系統(tǒng)的確定 柵格代碼的確定柵格數(shù)據(jù)編碼方法：直接柵格編碼行程編碼（變長編碼）塊碼鏈式編碼、Freeman 鏈碼、邊界鏈碼四叉樹編碼柵格數(shù)據(jù)的獲取方式：手工獲取，專題圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個決定其網(wǎng)格代碼。掃描儀掃描專題圖的圖像數(shù)據(jù)行、列、顏色（灰度），定義顏色與屬性對應表，用相應屬性代替相應顏色，得到（行、列、

7、屬性）再進行柵格編碼、存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據(jù)。由矢量數(shù)據(jù)轉換而來。 HYPERLINK C:Documents and SettingsAdministrator桌面LCD新建文件夾北部灣2.bmp t _parent 遙感影像數(shù)據(jù)，對地面景象的輻射和反射能量的掃描抽樣，并按不同的光譜段量化后，以數(shù)字形式記錄下來的象素值序列。 HYPERLINK C:Documents and SettingsAdministrator桌面LCD新建文件夾數(shù)字高程圖.jpg t _parent 格網(wǎng) HYPERLINK C:Documents and SettingsAdministrator桌面LCD

8、新建文件夾數(shù)字高程圖.jpg t _parent DEM HYPERLINK C:Documents and SettingsAdministrator桌面LCD新建文件夾數(shù)字高程圖.jpg t _parent 數(shù)據(jù)，當屬性值為地面高程，則為格網(wǎng)DEM，通過DEM內(nèi)插得到。常見柵格壓縮編碼方法總結：鏈碼的壓縮效率較高，已經(jīng)近矢量結構，對邊界的運算比較方便，但不具有區(qū)域的性質，區(qū)域運算困難 。游程長度編碼既可以在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度地保留了原始柵格結構，編碼解碼十分容易。但對破碎數(shù)據(jù)處理效果不好。塊碼和四叉樹編碼具有區(qū)域性質，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，但運算效率是其瓶頸。其

9、中四叉樹編碼可以直接進行大量圖形圖像運算，效率較高，是很有前途的方法。矢量模型：矢量數(shù)據(jù)是面向地物的結構，即對于每一個具體的目標都直接賦有位置和屬性信息以及目標之間的拓撲關系說明。矢量數(shù)據(jù)用一系列有序的x、y坐標對表示地理實體的空間位置。矢量數(shù)據(jù)結構的優(yōu)點是: 數(shù)據(jù)占存貯空間小, 空間位置精度高, 空間關系描述全面, 容易建立拓撲關系, 空間和屬性數(shù)據(jù)綜合查詢更方便。 矢量數(shù)據(jù)結構的主要缺點是: 數(shù)據(jù)結構復雜, 處理位置關系(包括相交、通過、包含等)費時, 地圖疊加分析較困難, 邊界復雜模糊的事物難以描述, 不能直接處理圖像信息, 與DTM和RS結合困難等。 矢量數(shù)據(jù)獲取方式：1) 由外業(yè)測量

10、獲得(hud)：可利用測量儀器自動記錄測量成果(常稱為電子手薄)，然后轉到地理數(shù)據(jù)庫中。 2)由柵格數(shù)據(jù)轉換(zhunhun)獲得：利用柵格數(shù)據(jù)矢量化技術，把柵格數(shù)據(jù)轉換為矢量數(shù)據(jù)。 3)跟蹤數(shù)字化：用跟蹤數(shù)字化的方法，把地圖變成離散的矢量(shling)數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)編碼方法 ： 點實體；線實體；多邊形 ：坐標序列法 、樹狀索引編碼法 、拓撲結構編碼法 兩種數(shù)據(jù)結構的比較優(yōu)點 缺點矢量1、數(shù)據(jù)結構緊湊、冗余度低 2、有利于網(wǎng)絡和檢索分析 3、圖形顯示質量好、精度高 1、數(shù)據(jù)結構復雜 2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效。 柵 格1、 數(shù)據(jù)結構簡單，易于算法實現(xiàn)。 2、便于空間分析和地表模擬 3

11、、 現(xiàn)勢性強 1、數(shù)據(jù)量大 2、投影轉換比較復雜5、拓撲關系指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關系不變的性質。第三章 空間參考系和地圖投影(重點章節(jié)，最好看下課件)一、大地水準面 ：海洋靜止時，海洋平面與該點的重力方向相垂直，這個面叫水準面。水準面有無數(shù)個，與靜止時平均海平面相重合的面叫大地水準面。由于地球內(nèi)部質量不均，處處與重力方向相交的大地水準面不規(guī)則，仍然不能有數(shù)學表達。最自然的面 不規(guī)則，無法進行測算，必須找到規(guī)則的面來代替我國大地坐標系使用的橢球體：使用橢球體 我國大地坐標系克拉索夫斯基橢球體IAG75橢球體 WGS84橢球體 1954年北京坐標系1980年國家大地坐標，西安80坐標系

12、GPS測量數(shù)據(jù)橢球體模型 用橢球體近似表達地球表面。地球半徑為6371km。二、高程基準和水準面 高程(gochng)基準：地面點到大地水準面的高程，成為絕對(judu)高程；地面點到任一水準面的高程，稱為相對高程。水準面：海洋靜止時，海洋平面與該點的重力方向(fngxing)相垂直，這個面叫水準面。我國主要高程基準：1956年黃海高程系： 即以1950年至1956年間青島驗潮站獲得的平均海平面作為高程基準面，即零高程面。中國水準原點建立在青島驗潮站附近。用精密水準測量測定水準原點相對于黃海平均海面的高差，即水準原點高程，作為全國高程控制網(wǎng)的起算高程。所測國家水準原點(青島原點)高程為72.2

13、89米。 1985國家高程基準： 采用青島驗潮站1952年至1979年驗潮資料確定的黃海平均海面。所測國家水準原點(青島原點)高程為72.260米。即1956黃海高程基準相比其高差為29毫米。 我國其他高程基準：大連高程基準、大沽高程基準、廢黃河高程基準、長江流域習慣采用吳淞高程基準、珠江地區(qū)習慣采用珠江高程基準等深度基準：海圖圖載水深及其相關要素的起算面。通常取當?shù)仄骄Ｃ嫦蛳乱欢ㄉ疃葹檫@樣的起算面，即深度基準面。在一副海圖中，陸地高程是以規(guī)定的國家高程基準起算的。在我國燈塔、燈樁等高程是以平均大潮高潮面起算。深度則是以規(guī)定的深度基準起算。三、北京54和西安80坐標系:通過建立地球橢球體模型

14、及確定橢球體的原點建立的坐標系叫地理坐標系。經(jīng)緯度坐標及高程坐標可以作為所有空間要素的參照系統(tǒng)。這個坐標系統(tǒng)是球面坐標系統(tǒng)：是以三維球面為基礎的。用經(jīng)緯度量測，單位度、分、秒，又稱為大地坐標系。54年北京坐標系 ： 在東北黑龍江邊境上同蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測，通過大地坐標計算，推算出北京點的坐標，北京坐標系是蘇聯(lián)42年坐標系的延伸，其原點在蘇聯(lián)普爾科沃。 80年西安坐標系： 78年4月召開“全國天文大地網(wǎng)平差會議”建立80年西安坐標系，其原點在西安西北的永樂鎮(zhèn)（343227.00N，1085525.00E），簡稱西安原點。橢球體參數(shù)為75年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第16界大會的推薦值。 四、高斯-

15、克呂格投影：由德國數(shù)學家、物理學家、天文學家高斯于19世紀20年代擬定，后經(jīng)德國大地測量學家克呂格于1912年對投影公式加以補充，故稱為高斯克呂格投影。 1、高斯-克呂格投影原理：屬于橫軸等角切圓柱投影（橫軸墨卡托投影）。這種投影是將橢圓柱面套在地球橢球的外面，并與某一子午線相切（此子午線叫中央子午線或中央經(jīng)線），橢圓柱的中心軸通過地球橢球的中心，然后用等角條件將中央子午線東西兩側各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到柱面上，并將此柱面展成平面，即獲得高斯投影。2、高斯投影(tuyng)特征： 中央經(jīng)線和赤道(chdo)投影為互相垂直的直線，且為投影的對稱軸； 投影后無角度(jiod)變形，即保角投影；

16、 中央經(jīng)線無長度變形 同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大，赤道處最大；同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，變形越大； 為了保證地圖的精度，采用分帶投影方法，即將投影范圍的東西界加以限制，使其變形不超過一定的限度，這樣把許多帶結合起來，可成為整個區(qū)域的投影； 3、高斯-克呂格投影分帶：3度帶和6度帶 6度帶 ：從0度開始，自西向東每6度分為一個投影帶，全球共分為60個投影帶。 3度帶：從東經(jīng)1度30分開始，自西向東每3度分為一個投影帶，全球共120個帶。我國1:1萬至1:50萬的地形圖全部采用高斯克呂格投影。1:2.5萬至1:50萬的地形圖，采用6分帶方案，全球共分為60個投影帶；我國位于東經(jīng)72到13

17、6間，共含11個投影帶；1:1萬比例尺圖采用3分帶方案，全球共120個帶。4、高斯-克呂格投影坐標原點：在高斯克呂格投影上，規(guī)定以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點為坐標原點。X坐標值在赤道以北為正，以南為負；Y坐標值在中央經(jīng)線以東為正，以西為負。我國在北半球，X坐標皆為正值。Y坐標在中央經(jīng)線以西為負值，運用起來很不方便。為了避免Y坐標出現(xiàn)負值，通常將各帶的坐標縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。 5、墨卡托（Mercator）投影：又稱正軸等角切圓柱投影，其原理是假設有一個與某一標準緯線相切的圓柱面，先把球面映射到這個圓柱面，再把這個圓柱面展開成為一個平面。在墨卡托投影中，強

18、調(diào)角度不變假定地球表面有兩點A和B，在地球球面上，B相對于A的角度是北偏東，那么經(jīng)過墨卡托投影之后，在平面地圖上，B相對于A的角度仍然是北偏東。這一點在航海中非常重要，因為在茫茫大海中，沒有什么參照物，只能根據(jù)羅盤或者星象來判斷方位，如果地圖上終點相對于出發(fā)點的方位角和實際的方位角不同，那么這樣的地圖在航海中沒有實際意義。正因為如此，海圖一般都是采用墨卡托投影規(guī)則制作的（極地海圖除外）。 （注意摩卡托投影和高斯投影的區(qū)別）五、地圖投影(d t tu yn)投影原理(yunl)：設想的地球是透明體，在球心有一點光源S（投影中心），向四周輻射投影射線，通過球表面（各點A、B、C、D）射到可展面（投

19、影面）上，得到(d do)投影點a、b、c，然后再將投影面展開鋪平，又將其比例尺縮小到可見程度，從而制成地圖投影變形：1、長度變形：地球儀上，緯線長度不等；同一緯線上，經(jīng)差相同，緯線長度相同；同一經(jīng)線上，緯差相同而經(jīng)線長度不同；所有經(jīng)線長度相等。 2、面積變形：地球儀上，同一緯度帶內(nèi)，經(jīng)差相同的網(wǎng)格面積相等；同一經(jīng)度帶內(nèi)，緯度越高，面積越小。 3、角度變形：地球儀上，經(jīng)線與緯線處處呈直角相交?？臻g數(shù)據(jù)獲取與處理一、GIS的數(shù)據(jù)源1. 地圖資料普通地圖空間信息專題地圖專題（屬性）信息2. 遙感(RS)資料數(shù)據(jù)圖片3. 實測數(shù)據(jù)資料空間數(shù)據(jù)：數(shù)字測圖儀、GPS接收器屬性數(shù)據(jù)：氣象氣候數(shù)據(jù)等Glob

20、al Positioning SystemRemote Sensing4. 共享數(shù)據(jù)5. 其他數(shù)據(jù)二、柵格數(shù)據(jù)獲取方式 ：1、手工獲取，專題圖上劃分均勻網(wǎng)格，逐個決定其網(wǎng)格代碼。 2、掃描儀掃描專題圖的圖像數(shù)據(jù)行、列、顏色（灰度），定義顏色與屬性對應表，用相應屬性代替相應顏色，得到（行、列、屬性）再進行柵格編碼、存貯，即得該專題圖的柵格數(shù)據(jù)。 3、由矢量數(shù)據(jù)轉換而來。 4、遙感影像數(shù)據(jù)，對地面景象的輻射和反射能量的掃描抽樣，并按不同的光譜段量化后，以數(shù)字形式記錄下來的象素值序列。 5、 HYPERLINK G:學習大三課程漁業(yè)地理信息系統(tǒng)數(shù)字高程圖.jpg t _parent 格網(wǎng) HYPER

21、LINK G:學習大三課程漁業(yè)地理信息系統(tǒng)數(shù)字高程圖.jpg t _parent DEM HYPERLINK G:學習大三課程漁業(yè)地理信息系統(tǒng)數(shù)字高程圖.jpg t _parent 數(shù)據(jù)，當屬性值為地面高程，則為格網(wǎng)DEM，通過DEM內(nèi)插得到。三、元數(shù)據(jù) 1、定義(dngy)：元數(shù)據(jù)是關于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它應盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對數(shù)據(jù)集的準確、高效與充分的開發(fā)與利用。元數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括對數(shù)據(jù)集的描述、對數(shù)據(jù)質量的描述、對數(shù)據(jù)處理信息的說明、對數(shù)據(jù)轉換方法的描述、對數(shù)據(jù)庫的更新、集成等的說明。（課件上的定義：元數(shù)據(jù)（Metadata）是描述(mio sh)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)

22、（Data about data），如數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質量、狀況和其他(qt)有關特征的背景信息。） 2、元數(shù)據(jù)的內(nèi)容：對數(shù)據(jù)集的描述、數(shù)據(jù)質量的描述、數(shù)據(jù)處理信息的說明、數(shù)據(jù)轉換方法的描述、數(shù)據(jù)更新、集成等說明。 3、空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應用：幫助用戶獲取數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)質量控制；在數(shù)據(jù)集成中的應用。4、地理信息系統(tǒng)與元數(shù)據(jù)基于元數(shù)據(jù)的GIS功能擴展：查錯功能（Debugging）數(shù)據(jù)瀏覽功能（Browsing or Catalog）程序自動生成（Program Generation）基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成：基于元數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)自動解釋與處理，使得不同格式、精度、類型的數(shù)據(jù)可以很好的協(xié)同完成一個指定

23、的任務。5、地理信息元數(shù)據(jù)確定的原則： 完整性原則：核心元數(shù)據(jù)集應該能夠完整地描述數(shù)據(jù)集的最重要的信息。 準確性原則：元數(shù)據(jù)應該準確而整潔地描述數(shù)據(jù)集的主要特征。 結構性原則6、地理信息元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容： 標識信息；數(shù)據(jù)質量信息；空間參照系統(tǒng)信息；內(nèi)容信息；分發(fā)信息；核心元數(shù)據(jù)參考信息。四、空間索引 1、空間索引：空間索引就是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結構，其中包含空間對象的概要信息，如對象的標識、外接矩形及指向空間對象實體的指針。 2、作用：空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，通過篩選作用，排除大量與特定空間操作無關的空間對象，從而提

24、高空間操作的速度和效率。3、原理：自頂向下、逐級劃分空間的各種數(shù)據(jù)結構。3、索引類型：實體范圍索引；格網(wǎng)型空間索引；四叉樹空間索引 ；R樹和R+樹索引?？臻g分析一、空間分析含義GIS的空間分析是以地理事物的空間位置和形態(tài)特征為基礎，以空間數(shù)據(jù)運算、非空間屬性數(shù)據(jù)運算、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運算為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術和過程。 空間分析目的是通過對空間數(shù)據(jù)的分析處理，獲取地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間演變(ynbin)等新信息。二、緩沖區(qū)分析 緩沖區(qū)分析的原理(yunl)和用途？1、緩沖區(qū)分析：是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立其周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別

25、這些實體或者主體對鄰近對象的輻射范圍(fnwi)或者影響程度，是解決臨近度問題的空間分析工具之一。它在交通、林業(yè)、資源管理、城市規(guī)劃中有著廣泛的應用。 例如：湖泊和河流周圍的保護區(qū)的定界；機場周圍噪音影響緩沖區(qū)；民宅區(qū)遠離街道網(wǎng)絡的緩沖區(qū)的建立等。2. 類型：點：圓形緩沖區(qū)；線：長條緩沖區(qū) ；面：向內(nèi)、外的緩沖帶。3. 緩沖區(qū)用途：查詢；空間分析，如距學校一定距離內(nèi)不能有游戲廳、道路拆遷估算、商業(yè)選址等。 4、空間緩沖區(qū)分析過程：(1)建立緩沖區(qū)：以圖形元素為基礎，拓寬或緊縮一定寬度而形成的區(qū)域。這個寬度通常是等距的，也可以是不等距的緩沖區(qū)。(2)緩沖區(qū)分析；根據(jù)建立的緩沖區(qū)，對緩沖區(qū)內(nèi)的空間

26、信息形態(tài)、特征、分布作進一步分析。 三、疊置分析 1、空間疊置概念：空間疊置分析(Spatial Overlay Analysis)是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進行疊置，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系。 2、地理信息系統(tǒng)疊加分析可以分為以下幾類：視覺信息疊加、點與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。（1）點與多邊性的疊置：確定一個圖層上的點落在另一圖層的哪個多邊形內(nèi)，以便為圖層上的點建立新的屬性。例如:將水井與規(guī)劃區(qū)圖層相疊置，可確定每口井所屬的規(guī)劃區(qū)范圍。（2）線與多邊形的疊置：確定某一線狀圖層上的弧段落在另

27、一多變性圖層上的哪個多邊形內(nèi)，以便為圖層的每條弧段建立新的屬性。例如：當確定某一行政區(qū)內(nèi)各種等級道路的里程數(shù)時，就需要將道路圖與境界圖相疊置（3）多邊形與多邊形的疊置。四、空間插值 1、定義：將離散的數(shù)據(jù)點轉化為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，是用已知點來估算其他未知點的過程。 2、需要插值的原因： 現(xiàn)有離散曲面的分辨率、像元大小、方向與要求不符； 現(xiàn)有連續(xù)曲面的數(shù)據(jù)模型與要求不一致（TINRaster）； 現(xiàn)有數(shù)據(jù)不能完全覆蓋所要求的區(qū)域 3、空間插值原理:假設空間位置上越靠近的點，越有可能具有相似的特征值；而距離越遠的點，其特征值相似的可能性越小。4、空間插值方法：整體插值方法：用研究(ynji)區(qū)所有采

28、樣點的數(shù)據(jù)進行全區(qū)特征擬合；邊界(binji)內(nèi)插；趨勢(qsh)面分析變換函數(shù)插值局部插值法：僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計位置點的值泰森多邊形（Thiessen），即最鄰近法；距離倒數(shù)插值；樣條函數(shù)插值空間自協(xié)方差最佳插值法克里金插值五、數(shù)字高程模型1、概念：數(shù)字地面（地形）模型（DTM）是通過地表點集的空間坐標及其屬性數(shù)據(jù)表示表面特征的地學模型。是帶有空間位置特征和地面屬性特征的數(shù)字描述。(是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達，是描述地面特性的空間分布的有序數(shù)值陣列。)DTM中屬性為高程的要素叫數(shù)字高程模型（DEM）。實際上地形模型不僅包含高程屬性，還包含其它的地表形態(tài)屬性，如坡度、坡向等。2、D

29、EM主要表示模型：規(guī)則格網(wǎng)模型：通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則格網(wǎng)。規(guī)則格網(wǎng)將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個格網(wǎng)單元對應一個數(shù)值。規(guī)則格網(wǎng)的高程矩陣，可以很容易地用計算機進行處理。它還可以很容易地計算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動提取流域地形，使得它成為DEM最廣泛使用的格式； 格網(wǎng)DEM的缺點是不能準確表示地形結構和細部，為避免這些問題，可采用附加地形特征數(shù)據(jù)，如地形特征點、三脊線、谷底線、斷裂線，以描述地形結構。格網(wǎng)DEM的另一個缺點是數(shù)據(jù)量過大，給數(shù)據(jù)管理帶來了不便，通常要進行壓縮存儲；DEM數(shù)據(jù)的無損壓縮可以采用普通的柵格數(shù)據(jù)壓縮方式，如游程編碼、塊碼等； 但是由于DE

30、M數(shù)據(jù)反映了地形的連續(xù)起伏變化，通常比較“破碎”，普通壓縮方式難以達到很好的效果，可以采用哈夫曼編碼。等高線模型：等高線模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一條等高線對應一個已知的高程值，一系列等高線集合和它們的高程值一起就構成了一種地面高程模型。 等高線通常被存成一個有序的坐標點對序列，可以認為是一條帶有高程值屬性的簡單多邊形或多邊形弧段； 由于等高線模型只表達了區(qū)域的部分高程值，往往需要一種插值方法來計算落在等高線外的其它點高程。不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）模型：TIN 即不規(guī)則三角網(wǎng)（Triangulated Irregular Network），是一種表示數(shù)字高程模型的方法。 TIN模型根

31、據(jù)區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi)。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個頂點高程，在三角形內(nèi)則用三個頂點的高程）。TIN的數(shù)據(jù)存儲方式比格網(wǎng)DEM復雜，它不僅要存儲每個點的高程，還要存儲其平面坐標、節(jié)點連接的拓撲關系(gun x)，三角形及鄰接三角形等關系。不規(guī)則三角網(wǎng)與高程矩陣方法不同之處是隨地形(dxng)起伏變化的復雜性而改變采樣點的密度和調(diào)整采樣點的位置，因而它能夠避免地形平坦時的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點如山脊、山谷線、地形變化線等表示數(shù)字高程特征。3、規(guī)則格網(wǎng)DEM優(yōu)點(yudin)和缺陷

32、：優(yōu)點：規(guī)則格網(wǎng)的高程矩陣，可以很容易地用計算機進行處理。它還可以很容易地計算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動提取流域地形，使得它成為DEM最廣泛使用的格式。缺陷：在地形平坦的地方，存在大量的數(shù)據(jù)冗余； 在不改變格網(wǎng)大小的情況下，難以表達復雜地形的突變現(xiàn)象； 在某些計算，如通視問題，過分強調(diào)網(wǎng)格的軸方向 4、格網(wǎng) DEM 分析的主要應用 （1）地形曲面擬合：DEM 最基礎的應用是求 DEM 范圍內(nèi)任意點的高程，在此基礎上進行地形屬性分析。由于已知有限個格網(wǎng)點的高程，可以利用這些格網(wǎng)點高程擬合一個地形曲面，推求區(qū)域內(nèi)任意點的高程。 （2）立體透視圖：繪制透視立體圖是 DEM 的一個極其重要的應用

33、。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。人們可以根據(jù)不同的需要，對于同一個地形形態(tài)作各種不同的立體顯示，更好地研究地形的空間形態(tài)。 （3）通視分析：通視分析有著廣泛的應用背景。典型的例子是觀察哨所的設定、森林中火災監(jiān)測點的設定、無線發(fā)射塔的設定等。通視問題可以分為五類：a）已知一個或一組觀察點，找出某一地形的可見區(qū)域；b）欲觀察到某一區(qū)域的全部地形表面，計算最少觀察點數(shù)量；c）在觀察點數(shù)量一定的前提下，計算能獲得的最大觀察區(qū)域；d）以最小代價建造觀察塔，要求全部區(qū)域可見；e）在給定建造代價的前提下，求最大可見區(qū)。根據(jù)問題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點的通視，線的通視和面的通視。 （4）

34、流域特征地貌提取與地形自動分割：是進行流域空間模擬的基礎技術。主要包括兩個方面：a）流域地貌形態(tài)結構定義，定義能反映流域結構的特征地貌，建立格網(wǎng) DEM 對應(duyng)的微地貌特征；b）特征地貌自動提取和地形自動分割算法。 （5）計算地形屬性：DEM 派生的地形屬性數(shù)據(jù)可以分為單要素(yo s)屬性和復合屬性二種。前者可由高程數(shù)據(jù)直接計算得到，如坡度因子，坡向。后者是由幾個單要素屬性按一定關系組合成的復合指標，用于描述某種過程的空間變化，這種組合關系通常是經(jīng)驗關系，也可以使用簡化的自然過程機理模型。綜合(zngh)分析一、地理信息系統(tǒng)與一般管理信息系統(tǒng)的區(qū)別 答：管理信息系統(tǒng)：只有屬性數(shù)據(jù)的管理，既使存儲了圖形，也往往以文件形式來存儲，不能進行有關的空