地理信息系統(tǒng)復習

1、GIS復習資料名詞解釋：數據：指輸入到計算機并能被計算機進行處理的數字、文字、符號、聲音、圖象等符號。信息：信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數據、符號、聲音、圖象等形式記錄下來，進行傳遞和處理,為人們的生產，建設，管理等提供依據。地理信息： 指與研究對象的空間地理分布有關的信息。它表示地理系統(tǒng)諸要素的數量、質量、分布特征，相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。系統(tǒng)：由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成，能完成特定功能的有機整體。信息系統(tǒng)：能對數據和信息進行采集、存儲、加工和再現(xiàn)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。具有采集、管理、分析和表達數據的能力。 地理信息系統(tǒng)： 地理信

2、息系統(tǒng)是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統(tǒng)?？臻g數據：空間數據是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文經濟景觀數據，可以是圖形、圖像、文字表格和數字等?？臻g數據庫： 是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質上存儲和應用的相關的地理空間數據的總合。高程： 由高程基準面起算的地面點高度。目前我國采用“1985國家高程標準”，這個高程系是采用青島驗潮站1952-1979年潮汐觀測資料計算的平均海水面。高程系統(tǒng)：描述空間點在垂直高度上的特性-高程由高程基準面起算的地面點的高度。笛卡

3、兒直角坐標系：是按直角坐標原理確定一點的平面位置地圖投影概念： 將地球橢球面上的點映射到平面上的方法，稱為地圖投影圖層： 空間數據可按某種屬性特征形成一個數據層，通常稱為圖層地理空間：指上至大氣電離層，下至地殼與地幔交界的莫霍面之間的空間區(qū)域。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。空間元數據的定義：地理的數據和信息資源的描述性信息。它通過對地理空間數據的內容、質量、條件和其他特征進行描述與說明，以便人們有效地定位、評價、比較、獲取和使用與地理相關的數據。數據結構：是指數據的組織形式，在計算機存儲、管理和處理的數據邏輯結構。數據模型：是描述實體及其相互關系的數學描述，是空間數

4、據庫建立的邏輯模型。幾何圖形: 圖形用戶界面與圖形文件處理是一體的，中間沒有裂縫。幾何裂縫：指由數據文件邊界分開的一個地物的兩部分不能精確地銜接。-幾何接邊邏輯裂縫：同一地物地物編碼不同或具有不同的屬性信息，如公路的寬度，等高線高程等。-邏輯接邊 垂距法：每次順序取曲線上的三個點，計算中間點與其它兩點連線的垂線距離d，并與限差D比較。 若dD，則中間點去掉；若dD，則中間點保留。然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直到這條線結束。疊置分析：是將同一地區(qū)的兩組或兩組以上的要素（地圖）進行疊置，產生新的特征（新的空間圖形或空間位置上的新屬性的過程）的分析方法。DEM，（Digital Elevation

5、Models）：是國家基礎空間數據的重要組成部分，它表示地表區(qū)域上地形的三維向量的有限序列，即地表單元上高程的集合，數學表達為：z = f（x，y）。 坡度：定義為地表單元的法向與Z軸的夾角，即切平面與水平面的夾角坡向：是地表單元的法向量在水平面上的投影與X軸之間的夾角高程變異：為格網頂點的高程標準差與平均高程的比值。地圖符號：是由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成可視化：是將符號或數據轉化為直觀的圖形、圖像的技術填空：空間信息可視化的形式：1、地圖： 2、多媒體地理信息 3、三維仿真地圖 4、虛擬現(xiàn)實空間數據可視化的過程： 從GIS數據庫中檢索出的要素、特征及定位信息 預處理 符號

6、化 專題制圖 地圖輸出 高程變異分析：包括平均高程、相對高程、高程標準差，高程變異。專題地圖：是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經濟現(xiàn)象的地圖。按內容可分為三大類：自然地圖、社會經濟地圖和其他專題地圖。地圖上的注記可分為 ：1、名稱注記、2說明注記3、數字注記按照符號所代表的客觀事物分布狀況分類：可以把符號分為面狀符號、點狀符號和線狀符號。 地圖上的形狀、尺寸和顏色是構成符號的三個基本要素。地圖符號可以指出目標種類（如公路）及其數量特征和質量特征（如公路行車部分的鋪面種類和寬度），并且可以確定對象的空間位置和現(xiàn)象的分布柵格疊置的作用：1、類型疊置，獲取新的類型。 2、數量統(tǒng)計 3、動態(tài)分析:

7、 4、益本分析: 5、幾何提取:柵格向矢量轉換方法：1、人工矢量化法 2、程序轉化轉換數據壓縮有：1、矢量數據壓縮 2、柵格數據壓縮點的空間內插方法：1、分塊內插 2、逐點內插法 3、整體內插法逐點內插方法：1、移動擬合法； 2、局部函數法； 3、克里格（Kriging）內插法。區(qū)域的內插：1、疊置法 2、比重法基于弧段數據的柵格化方法：1、內點填充法2、邊界代數法 3、包含檢驗法投影轉換方式： 1、正解變換 2、反解變換投影轉換方法可分為：1、解析變換 2、數值變換 3、數值解析變換空間數據特征: 1、空間特征 2、非結構化特征 3、空間關系特征 4、分類編碼特征 5、海量數據特征?？臻g數據

8、庫的特點：1、數據量特別大； 2、數據種類多，復雜 3、數據應用面相當廣空間數據庫的設計是指：在現(xiàn)在數據庫管理系統(tǒng)的基礎上建立空間數據庫的整個過程數據字典的內容包括：1、數據庫的總體組織結構、 2、 數據庫總體設計的框架、3、各數據層詳細內容的定義及結構、 4、數據命名的定義元數據面向對象地理數據模型的特點：1、可充分利用現(xiàn)有數據模型的優(yōu)點。2、具有可擴充性3、可以模擬和操縱復雜對象?？臻g數據查詢種類：1、幾何參數查詢 2、空間定位查詢 3、空間關系查詢 4、屬性查詢 5、其它查詢方法拓撲關系種類：1、關聯(lián)性 2、鄰接性 3、連通性 4、方向性 5、包含性 6、區(qū)域定義 7、層次關系主要的拓撲

9、關系：拓撲鄰接、拓撲關聯(lián)、拓撲包含。GIS中空間數據表示的基本方法：1、空間分幅 2、屬性分層 3、時間分段矢量數據編碼方式：1、實體式 2、索引式 3、雙重獨立式編碼 4、鏈狀雙重獨立式編碼柵格數據編碼方法：1、直接柵格編碼： 2、行程編碼 3、鏈式編碼 4、四叉樹編碼信息與數據兩者關系：數據是信息的表達、載體，信息是數據的內涵，是形與質的關系。信息的特性：A、客觀性 B、適用性 C、傳輸性 D、共享性 資源環(huán)境信息系統(tǒng)又名地理信息系統(tǒng)（GIS）既是一項技術，也是一門學科。DEM建立：1、數據采集 2、數據處理 3、 DEM 生成 DEM 生成：1、人工網格法 2、三角網法 3、立體像對法

10、4、曲面擬合法 5、等值線插值法點狀實體：1、實體點 2、注記點： 3、內點 4、角點、節(jié)點Vertex：線狀實體：1、實體長度： 2、彎曲度： 3、方向性：線狀實體包括：線段，邊界、鏈、弧段、網絡等。空間關系類型：1、 拓撲空間關系： 2、 順序空間關系： 3、 度量空間關系GIS解決空間問題的一般步驟：1）明確目的、要求；2）收集（準備）數據并建庫;3）確定GIS空間分析步驟；4）輸出結果 ；GIS中常用空間分析模型1、相關分析模型 2、趨勢面分析模型3、預測模型 4、聚類模型最常用的環(huán)境質量評價模型有三類： 1、環(huán)境質量指數模型 2、環(huán)境質量分級模型 3、環(huán)境質量綜合評價的半定量模型環(huán)境

11、預測模型：1、大氣污染預測法 2、水污染預測方法 3、土壤環(huán)境影響預測 4、固體廢棄物污染預測 5、噪聲污染預測地理信息特點：A、地域性 B、多維結構 C、時序特征空間數據基本特征：屬性特征空間特征時間特征空間數據分層方法：1）專題分層2）時間序列分層3）地面垂直高度分層空間數據分層的目的：便于空間數據的管理、查詢、顯示、分析等。空間元數據的分類：1、高層元數據 2、中層元數據 3、底層元數據柵格結構: 大范圍小比例尺的自然資源、環(huán)境、農林業(yè)等區(qū)域問題的研究。矢量結構：城市分區(qū)或詳細規(guī)劃、土地管理、公用事業(yè)管理等方面的應用。GIS的數據源： 地圖數據 ，遙感數據， 文本數據，統(tǒng)計數據，實測數據

12、，多媒體數據，已有系統(tǒng)的數據GIS的數據的來源：1、地圖數據 2、影像數據 3、文本數據GIS數據質量的基本內容：1、位置（幾何）精度 2、屬性精度： 3、邏輯一致性：4、完備性： 5、現(xiàn)勢性GIS數據質量的評價方法 ：1、直接評價法 2、間接評價法- 3、非定量描述法矢量數據柵格化的誤差： 包括屬性誤差和幾何誤差兩種。多邊形疊置產生的誤差 ： 1、拓撲匹配誤差 2、幾何誤差： 3、屬性誤差：DEM 特點：1、容易以多種形式顯示地形信息 2、精度不會損失 3、容易實現(xiàn)自動化、實時化屏幕跟蹤矢量化流程：準備掃描圖像、柵格圖像配準、新建數字化圖層、屏幕跟蹤矢量化地圖幾何圖形數據的采集：1、手工數字

13、化 2、數字化儀數字化 3、掃描矢量化 4、解析測圖法 5、已有數據轉入數據庫由以下三個基本部分構成：1、數據集 2、物理存儲介質 3、數據庫軟件數據庫具有如下主要特征：1、數據集中控制 2、數據獨立 3、數據共享 4、減少數據冗余 5、數據結構化 6、統(tǒng)一的數據保護功能數據庫系統(tǒng)的結構一般劃分為三個層次：概念模式、外模式和內模式數據模型的三要素：數據結構、數據操作和數據的約束條件數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)通常具有如下功能：1、數據庫定義功能 2、數據庫管理功能 3、數據庫維護功能 4、通訊功能簡述或者填空：我國常用到的三種大地坐標系：1954年北京坐標系，1980年國家大地坐標系，地心坐標系

14、目前我國采用的大地坐標系為1980年中國國家大地坐標系 （克拉索夫斯基橢球體）GIS應用中幾種常見的坐標系：1.設備坐標系2.地圖投影坐標系3.工作投影坐標系空間數據坐標變換的實質：是兩個平面或曲面點之間的一一對應關系，包括幾何糾正和投影變換。一般商業(yè)GIS軟件都具有哪些功能：仿射變換、相似變換、二次變換等幾何糾正功能。投影變換的方法可采用：正解變換反解變換數值變換為什么要進行投影：1、地理坐標為球面坐標，不方便進行距離、方位、面積等參數的量算2、地球橢球體為不可展曲面3、地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析DEM應用：1）作為國家地理信息的基礎數據；2）土

15、木工程、景觀建筑與礦山工程規(guī)劃與設計；3）為軍事目的而進行的三維顯示；4）景觀設計與城市規(guī)劃；5）流水線分析、可視性分析；6）交通路線的規(guī)劃與大壩選址；7）不同地表的統(tǒng)計分析與比較；8）生成坡度圖、坡向圖、剖面圖、輔助地貌分析、估計侵蝕和徑流等；9）作為背景疊加各種專題信息如土壤、土地利用及植被覆蓋數據等，以進行顯示與分析；10）與GIS聯(lián)合進行空間分析；11）虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)；如國家森林公園選址需要建立相應選址模型。 數據源已知，包括公路鐵路分布圖（線狀地物），森林類型分布圖（面狀），城鎮(zhèn)區(qū)劃圖（面狀），需要得到國家森林公園候選地址信息提取的模型。步驟空間操作命令找

16、出所有森林地區(qū)（1為林地，0為非林地）合并森林分類圖屬性相同的相鄰多邊形的邊界屬性再分類（聚類）歸組找出距公路或鐵路0.5公里的地區(qū)（保持安靜）緩沖區(qū)分析找出距公路或鐵路1公路1公里的地區(qū)（交通方便）緩沖區(qū)分析找出非城市區(qū)用地再分類找出森林地區(qū)、非市區(qū)、且距公路或鐵路0.5至1公里范圍內的地區(qū)疊置分析矢、柵優(yōu)缺點： 優(yōu)點 缺點矢量 1、便于面向現(xiàn)象（土壤類，土地利用單元等） 2、結構緊湊，冗余度低，便于描述線或邊界。 3、利于網絡、檢索分析，提供有效的拓撲編碼，對需要拓撲信息的操作更有效。 4、 圖形顯示質量好，精度高。 1、數據結構復雜，各自定義，不便于數據標準化和規(guī)范化，數據交換困難。 2

17、、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效，表達空間變化性能力差。 3、不能像數字圖像那樣做增強處理 4、軟硬件技術要求高，顯示與繪圖成本較高。 柵 格 1、 結構簡單，易數據交換。 2、疊置分析和地理（能有效表達空間可變性）現(xiàn)象模擬較易。 3、利于與感遙數據的匹配應用和分析，便于圖像處理。 4、 輸出快速，成本低廉。 1、現(xiàn)象識別效果不如矢量方法，難以表達拓撲。 2、圖形數據量大，數據結構不嚴密不緊湊，需用壓縮技術解決該問題。 3、投影轉換困難。 4、圖形質量轉低，圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加柵格數量來克服，但會增加數據文件。曲面數據結構： 1、曲面數據結構也是矢量數據結構的組成部分。2、曲

18、面數據結構是指對連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋要素，如地形、降水量、溫度磁場等連續(xù)現(xiàn)象在任一點的內插計算。3、為了進行內插計算，經常采用不規(guī)則三角網(或等邊三角形)來擬合連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，稱為TIN(Triangulated Irregular Network)數據結構。4、在TIN中的曲面數據結構，常用于數字地形的表示。5、利用TIN的曲面數據結構，可以方便地進行地形分析。投影分類：變形分類： 等角投影： 等面積投影： 任意投影：投影面： 橫圓柱投影： 圓錐投影： 方位投影：投影面位置： 正軸投影： 斜軸投影： 橫軸投影： 相切投影： 相割投影：1)、我國基本比例尺地形圖(1：100萬、1：50萬

19、、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5、1：1萬、1：5000),除1：100萬外均采用高斯克呂格投影為地理基礎；空間元數據的作用：（a）用來組織和管理空間信息，并挖掘空間信息資源。（b）幫助數據使用者查詢所需空間信息。（c）組織和維護一個機構對數據的投資。（d）用來建立空間信息的數據目錄和數據交換中心。（e）提供數據轉換方面的信息。空間分析模型的意義：（1）空間分析模型是聯(lián)系GIS應用系統(tǒng)與專業(yè)領域的紐帶，必須以廣泛、深入的專業(yè)研究為基礎；（2）空間分析模型是綜合利用GIS中大量數據的工具，數據的綜合分析和應用主要通過模型來實現(xiàn)；（3）空間分析模型是分析型和輔助決策型GIS區(qū)別于管理

20、型GIS的一個重要特征，是解決空間分析和輔助決策問題的核心。地理信息系統(tǒng)具有以下三個方面的特征： GIS的物理外殼是計算機化的技術系統(tǒng)。(2) GIS的對象是地理實體。(3) GIS的技術優(yōu)勢在于它的混合數據結構和有效的數據集成。GIS組成：從計算機的角度看，GIS是由軟件、硬件、數據和用戶組成。 在GIS中，空間數據組織主要包括：1、矢量數據結構2、柵格數據結構3、失柵一體化數據結構構建GIS應用模型的基本步驟：明確運用GIS求解問題的基本流程；其次根據模型的研究對象和應用目的，確定模型的類別、相關的變量、參數和算法，構建模型邏輯結構框圖；然后確定GIS空間操作項目和空間分析方法；最后是模型

21、運行結果的驗證、修改和輸出。國際GIS的發(fā)展狀況：起源于20世紀60年代，探索時期2、70年代，鞏固與發(fā)展時期3、80年代，實破階段，4、90年代，全面應用，我國GIS發(fā)展：1、 70年代，準備階段：2、 80年代，試驗起步階段:3、 90年代，我國GIS發(fā)展階段：4、 96年以來，是我國GIS產業(yè)化階段。地理信息系統(tǒng)的應用：1.國土資源與環(huán)境的評價、規(guī)劃、管理和可持續(xù)發(fā)展2.全球變化與災害分析3.數字城市4.商業(yè)、軍事等方面的應用5.區(qū)域規(guī)劃6.國土監(jiān)測7.輔助決策GIS是由計算機硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，實現(xiàn)空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，以提供管理、決策等所需信

22、息的系統(tǒng)。GIS在環(huán)境領域的應用環(huán)境管理 2、環(huán)境監(jiān)測 3、環(huán)境影響評價 4、環(huán)境預測與環(huán)境規(guī)劃 5、污染分析6、減災防災及緊急事故處理 7、近海水域管理與分析 8、生物多樣性保護與可持續(xù)發(fā)展研究 9、水資源管理和分析 10、其他 3S集成概念GPS是空間實體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段， 三者的結合簡稱3S集成?！耙粋€大腦，兩只眼睛”的框架，RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進行相應的空間分析，以從RS和GPS提供的海量數據中提取有用信息，并進行綜合集成，使之成為決策的科學依據。 GIS的應用領域? GIS已應用于多個領域的建模和決策支持，如城市管理、農業(yè)區(qū)劃、環(huán)境整治、災害預測等，地