地理信息系統(tǒng)概念復(fù)習(xí)

1、1、地理信息系統(tǒng)是地理信息科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，是在計算機(jī)硬軟件支持下，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)（工程）和信息科學(xué)的理論和方法，綜合地、動態(tài)地獲取、存儲、傳輸、管理、分析和應(yīng)用地理信息的空間信息系統(tǒng)。2、GIS的構(gòu)成要素人員數(shù)據(jù)硬件軟件方法GIS的功能數(shù)據(jù)采集功能數(shù)據(jù)編輯與處理功能數(shù)據(jù)存儲、組織與管理功能空間查詢功能空間分析與空間分析功能顯示與制圖輸出功能3、GIS的分類按功能劃分應(yīng)用功能:工具型GIS、應(yīng)用型GIS、大眾型GIS軟件功能:專業(yè)GIS、桌面GIS、手持GIS、組件GIS、GIS瀏覽器按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)劃分矢量GIS、柵格GIS、矢量+柵格GIS按數(shù)據(jù)維度劃分2DGIS、3DGIS、TGIS按軟件開發(fā)模式

2、與支撐環(huán)境劃分GIS模塊、集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS、WebGIS4、空間坐標(biāo)系統(tǒng)地球上的任何一點(diǎn)都有其相應(yīng)的空間位置，對該位置進(jìn)行度量，則需要建立坐標(biāo)系統(tǒng)。坐標(biāo)系統(tǒng)是以地球參考橢球為依據(jù)建立的,一般采用幾種方式：大地坐標(biāo)（地理坐標(biāo)）系統(tǒng)用經(jīng)緯度表示地面點(diǎn)位的球面坐標(biāo)?？臻g直角坐標(biāo)系統(tǒng)投影坐標(biāo)系統(tǒng)（平面坐標(biāo)系統(tǒng)）使用地圖投影方法，建立地球表面和平面上點(diǎn)的函數(shù)關(guān)系，使地球表面上任一點(diǎn)由大地/地理坐標(biāo)（L,B）確定的點(diǎn)，在平面上必有一個與它對應(yīng)的點(diǎn)，平面任一點(diǎn)的位置可以米用平面坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示。線性參考系統(tǒng)5、地圖投影把曲面上地理對象影射到平面的有效方法實(shí)質(zhì)就是按照一定的數(shù)學(xué)法則，將

3、地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，建立地面點(diǎn)位的地理坐標(biāo)（B,L）與地圖上相對應(yīng)的平面直角坐標(biāo)（X,Y）之間一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。6、地圖是遵循相應(yīng)的數(shù)學(xué)法則，將地球（也包括其他星體）上的地理信息，通過科學(xué)的概括，并運(yùn)用符號系統(tǒng)表示在一定載體上的圖形，以傳遞它們的數(shù)量和質(zhì)量在空間和時間上的分布規(guī)律和發(fā)展變化。7、比例尺按照一定的數(shù)學(xué)法則，運(yùn)用符號系統(tǒng)，經(jīng)過制圖概括，經(jīng)有用信息縮小表示。數(shù)字比例尺數(shù)字式即用阿拉伯?dāng)?shù)字表示文字比例尺文字式用文字注解的方法表示圖解比例尺圖解式用圖形加注記的形式表示圖解式包括:直線比例尺斜分比例尺和復(fù)式比例尺。8、分辨率是成像細(xì)節(jié)分辨能力的一種度量，也是圖像中目標(biāo)細(xì)微程

4、度的指標(biāo)，它表示景物信息的詳細(xì)程度。對圖像光譜細(xì)節(jié)的分辨能力表達(dá)用光譜分辨率；對把同一目標(biāo)的序列圖像成像的時間間隔稱為時間分辨率;把圖像目標(biāo)的空間細(xì)節(jié)在圖像中可分辨的最小尺寸稱為圖像的空間分辨率。9、數(shù)據(jù)概念模型對象模型/要素模型將研究的整個地理空間看成一個空域,地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立的對象分布在該空域中，對象模型強(qiáng)調(diào)地理空間中的單個地理現(xiàn)象按照其空間特征分為點(diǎn)、線、面、體四種基本對象對象也可能由其他對象構(gòu)成復(fù)雜對象，并且與其他分離的對象保持特定的關(guān)系，如點(diǎn)、線、面、體之間的拓?fù)潢P(guān)系每個對象對應(yīng)著一組相關(guān)的屬性以區(qū)分各個不同的對象傳統(tǒng)的地圖是以對象模型進(jìn)行地理空間抽象和建模的實(shí)例場/域模型

5、把地理空間中的現(xiàn)象作為連續(xù)的變量或體來看待，如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕度、地形高度以及大面積空氣和水域的流速和方向等網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)是由歐式空間中的若干點(diǎn)及它們之間相互連接的線（段）構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和環(huán)鏈組成的，在本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)模型可看成對象模型的一個特例，它是由點(diǎn)對象和線對象之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系構(gòu)成的。10、空間數(shù)據(jù)類型幾何圖形數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)11、空間關(guān)系空間關(guān)系是指地理空間實(shí)體之間相互作用的關(guān)系?？臻g關(guān)系主要有：拓?fù)淇臻g關(guān)系：用來描述實(shí)體間的相鄰、連通、包含和相交等關(guān)系；順序空間關(guān)系：用于描述實(shí)體在地理空間上的排列順序，如實(shí)體之間前后、上下、左右和東、南、西、北等

6、方位關(guān)系；度量空間關(guān)系：用于描述空間實(shí)體之間的距離遠(yuǎn)近等關(guān)系。12、空間邏輯數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型矢量數(shù)據(jù)模型起源于“Spaghetti模型”一一一種計算機(jī)制圖模型，適合于用對象模型抽象的地理空間對象。柵格數(shù)據(jù)模型比較適宜于用場模型抽象表達(dá)空間對象，采用面域或空域的枚舉來直接描述空間實(shí)體一個完整的柵格模型需要以下幾個參數(shù):柵格形狀柵格單元尺寸大小/分辨率柵格原點(diǎn)柵格的傾角矢量一一柵格一體化數(shù)據(jù)模型在矢量一柵格數(shù)據(jù)模型中，對地理空間實(shí)體同時按矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型來表述。面狀實(shí)體的邊界采用矢量數(shù)據(jù)模型描述，而其內(nèi)部采用柵格數(shù)據(jù)模型表達(dá)；線狀實(shí)體一般采用矢量數(shù)據(jù)模型表達(dá)，同時將線所經(jīng)過位置以柵格

7、單元進(jìn)行充填；點(diǎn)實(shí)體則同時描述其空間坐標(biāo)以及柵格單元位置，這樣則將矢量數(shù)據(jù)模型和柵格數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起。鑲嵌數(shù)據(jù)模型采用規(guī)則或不規(guī)則的小面塊集合來逼近自然界不規(guī)則的地理單元，適合于用場模型抽象的地理現(xiàn)象；通過描述小面塊的幾何形態(tài)、相鄰關(guān)系及面塊內(nèi)屬性特征的變化來建立空間數(shù)據(jù)的邏輯模型；小面塊之間不重疊且能完整鋪滿整個地理空間；根據(jù)面塊的形狀，鑲嵌數(shù)據(jù)模型可分為規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型，不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型應(yīng)用面向?qū)ο蠓椒枋隹臻g實(shí)體及其相互關(guān)系，特別適合于采用對象模型抽象和建模的空間實(shí)體的表達(dá)。地理空間的實(shí)體或現(xiàn)象可看作對象或其實(shí)例；一個對象是由描述該對象狀態(tài)

8、的一組數(shù)據(jù)和表達(dá)它的行為的一組操作（方法）組成的13、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對矢量數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織。它直接以幾何空間坐標(biāo)為基礎(chǔ)，記錄實(shí)體坐標(biāo)及其關(guān)系，盡可能精確地表示點(diǎn)、線、多邊形等地理實(shí)體，允許任意位置、長度和面積的精確定義。柵格空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以規(guī)則柵格陣列表示空間對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)14、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，冗余度小，數(shù)據(jù)量??；空間拓?fù)潢P(guān)系清晰，易于網(wǎng)絡(luò)分析；面向?qū)ο竽繕?biāo)的，不僅能表達(dá)屬性編碼，而且能方便地記錄每個目標(biāo)的具體的屬性描述信息；能夠?qū)崿F(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新和綜合；圖形顯示質(zhì)量好、精度咼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理算法復(fù)雜疊置分析與柵格圖組合比較難；數(shù)學(xué)模擬比

9、較困難；空間分析技術(shù)上比較復(fù)雜，需要更復(fù)雜的軟、硬件條件；顯示與繪圖成本比較高。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，易于算法實(shí)現(xiàn)；空間數(shù)據(jù)的疊置和組合容易，有利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析；各類空間分析，地理現(xiàn)象模擬均較為容易；輸出方法快速建議，成本低廉。圖形數(shù)據(jù)量大，用大像兀減小數(shù)據(jù)量時，精度和信息量受損失；難以建立空間網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系；投影變化實(shí)現(xiàn)困難；圖形數(shù)據(jù)質(zhì)量低，地圖輸出不精美。VVoronoiffl空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)數(shù)據(jù)Voronoi單元鄰接關(guān)系表V。ronoi單7L頂點(diǎn)組成表Voronoi頂點(diǎn)IDVoronoi頂點(diǎn)坐標(biāo)Voronoi頂巧X，Xi陀冷V2A冷，Ya邊界點(diǎn)B盹，Yb邊界點(diǎn)Voron

10、oi頂點(diǎn)信息表樣點(diǎn)ID樣點(diǎn)坐標(biāo)樣點(diǎn)屬性值1州2冷/2A工1冷y77BXb,y&AgVoronoi單元ID相Voronoi單元號12,3,4,5,B,7,823,1,81趴&82,1,1Voronoi單元ID頂點(diǎn)一ID1VlX2，V3-V4.FV61V72v2jv3,FDG&V6,V5,H,C,P15、16、2vTIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（以三角形為基本對象）點(diǎn)文件4點(diǎn)IDXy屬性1yi2y21y7三角形拓?fù)湮募IN網(wǎng)圖三角形ID三角形頂點(diǎn)鄰接三角形123123I127IIIIIXII231IVIXVI615IVXIII17、空間數(shù)據(jù)庫地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫（簡稱空間數(shù)據(jù)庫或地理數(shù)據(jù)庫）是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定

11、地理要素特征的數(shù)據(jù)集合;是地理信息系統(tǒng)在計算機(jī)物理存儲介質(zhì)存儲的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲介質(zhì)之上的。18、空間索引為便于空間目標(biāo)的定位及各種空間數(shù)據(jù)操作，按要素或目標(biāo)的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系來組織和存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。19、空間數(shù)據(jù)庫引擎使空間數(shù)據(jù)可在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中存儲、管理和快速查詢檢索的客戶/服務(wù)器軟件。它將空間數(shù)據(jù)加入到擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，并提供對空間、非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地管理、高效率操作與查詢的數(shù)據(jù)庫接口。20、空間數(shù)據(jù)的圖庫管理12721、空間索引指依據(jù)空間實(shí)體的位置和形狀或空間實(shí)體之間的某種空間關(guān)系按

12、一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間實(shí)體的概要信息，如實(shí)體的標(biāo)識符、外接矩形及指向空間實(shí)體的指針。對象范圍索引格網(wǎng)索引四叉樹空間索引R樹和R+樹空間索引22、數(shù)據(jù)源分類地圖數(shù)據(jù)：國家基本比例尺系列地形圖以及各類專題地圖，經(jīng)過數(shù)字化處理，是GIS最重要的數(shù)據(jù)源之一。遙感影像數(shù)據(jù)：隨著航空、航天和衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感影像以其現(xiàn)勢性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)迅速成為GIS的主要數(shù)據(jù)源之一。實(shí)測數(shù)據(jù)：各種野外、實(shí)地測量數(shù)據(jù)也是GIS常用的獲取數(shù)據(jù)的方式。共享數(shù)據(jù)：地理信息系統(tǒng)發(fā)展的過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)信息。經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換，許多數(shù)據(jù)在不同的系統(tǒng)中是可以重復(fù)利用的。其他數(shù)據(jù)：通過其他方式獲得的數(shù)據(jù)。23、空間數(shù)

13、據(jù)采集24、元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，在地理空間信息中用于描述地理數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表達(dá)方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，它是實(shí)現(xiàn)地理空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。25、空間數(shù)據(jù)查詢在空間數(shù)據(jù)庫中檢索出滿足給定條件或位置的空間對象或?qū)傩蕴卣鞯囊环N操作。屬性查詢圖形查詢空間關(guān)系查詢26、量算27、GIS基本空間分析疊置分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析疊置分析是將有關(guān)主題層組成的各個數(shù)據(jù)層面進(jìn)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，同時疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)與多邊形疊置線與多邊形疊置多邊形疊置柵格數(shù)據(jù)布爾邏輯運(yùn)算重分類數(shù)學(xué)運(yùn)算復(fù)合法緩沖區(qū)就是空間實(shí)體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。緩沖區(qū)分析的基本思想就是給定一個空間實(shí)體或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由領(lǐng)域半徑R來確定。點(diǎn)線面緩沖區(qū)網(wǎng)絡(luò)分析就是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點(diǎn)與弧段拓?fù)?、弧段的連通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間與屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計算技術(shù)。28、空間信息輸出方式與類型輸出方式屏幕顯示矢量繪圖打印輸