地理信息系統(tǒng)概論期末復(fù)習(xí)資料

1、一、信息與數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)指輸入到計(jì)算機(jī)并能被計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的數(shù)字、文字、符號、聲音、圖象等符號。數(shù)據(jù)是對客觀現(xiàn)象的表示，數(shù)據(jù)本身并沒有意義。數(shù)據(jù)的格式往往和具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。2、信息1）定義：信息是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)據(jù)、符號、聲音、圖象等形式記錄下來，進(jìn)行傳遞和處理 ,為人們的生產(chǎn)，建設(shè)，管理等提供依據(jù)。2）信息的特性：A、客觀性：任何信息都是與客觀事實(shí)相聯(lián)系的，這是信息的正確性和精確度的保證。B、適用性：如股市信息，對于不會炒股的人來說，毫無用處，而股民們會根據(jù)它進(jìn)行股票的購進(jìn)或拋出，以達(dá)到股票增值的目的。C、傳輸性： 信息可在信息發(fā)送

2、者和接受者之間進(jìn)行傳輸信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)， 被形象地稱為 “信息高速公路 ”D、共享性：信息與實(shí)物不同，信息可傳輸給多個(gè)用戶，為用戶共享，而其本身并無損失。3、數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系（有人認(rèn)為，輸入的都叫數(shù)據(jù)，輸出的都叫信息，其實(shí)不然）。數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)、載體；信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是形與質(zhì)的關(guān)系。二、地理信息與地學(xué)信息1、地理信息地理信息是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達(dá)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、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。2、地學(xué)信息與人類居住的地球有關(guān)的信息都是地學(xué)信息。

3、、地理信息與地學(xué)信息區(qū)別（兩者信息源不同）地理信息的信息源是地球表面的巖石圈、水圈、大氣圈和人類活動(dòng)等；地學(xué)信息所表示的信息范圍更廣泛，不僅來自地表，還包括地下、大氣層甚至宇宙空間。它是人們深入認(rèn)識地球系統(tǒng)、適度開發(fā)資源、保護(hù)環(huán)境的前提和保證。三、 GIS的定義是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題為主要任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四、 GIS 應(yīng)用功能1資源管理2區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃 3災(zāi)害監(jiān)測 4環(huán)境評估5作戰(zhàn)指揮6交通運(yùn)輸 7 宏觀決策五、數(shù)字城市數(shù)字城市是指城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營管理以及城市生產(chǎn)與生活活動(dòng)中，利用數(shù)字化信息處理技術(shù)

4、和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將城市的各種數(shù)字信息及各種信息資源加以整合并充分利用六、地圖投影：我國常用地圖投影1： 100 萬：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影）大部分分省圖、大多數(shù)同級比例尺也采用蘭勃投影1： 50 萬、 1：25 萬、 1：10 萬、 1： 5 萬、 1：2.5 萬、 1:1 萬、 1：5000 采用高斯 克呂格投影。七、高斯 克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影，原理：假設(shè)一空心橢圓柱套在地球橢球體面上，使橢圓柱軸通過地心，橢圓柱面與橢球面某一經(jīng)線相切；用解析法使地球橢球體面上經(jīng)緯網(wǎng)保持角度相等的關(guān)系，并投影到橢圓柱面上，最后將橢圓柱面切開展平，就得到投影后的圖形。高斯投影是一種橫軸等角

5、切橢圓柱投影，其條件為：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對稱軸；2）等角投影；3）中央經(jīng)線上沒有長度變形。由公式可分析出高斯投影變形具有以下特點(diǎn)：1）中央經(jīng)線上無變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越高，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線。八、 GIS中地圖投影設(shè)計(jì)與配置的一般原則系統(tǒng)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種應(yīng)用于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸出、輸入，另一種服務(wù)于小比例尺。所用投影以等角投影為宜。所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)（特別是一級網(wǎng)格）在投影帶中應(yīng)保持完整。所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國家基本圖（基

6、本比例尺地形圖，基本省區(qū)圖或國家大地圖集）投影系統(tǒng)一致。九、地理數(shù)據(jù)的來源1.地圖數(shù)據(jù)地圖是地理信息的主要載體，同時(shí)也是地理信息系統(tǒng)最重要的信息源；2.遙感數(shù)據(jù)各種遙感數(shù)據(jù)及其制成的圖像資料 （航片、衛(wèi)片）包含著及其豐富的地理內(nèi)容，尤其是先進(jìn)的衛(wèi)星遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能為地理信息系統(tǒng)提供源源不斷的、現(xiàn)勢性很強(qiáng)的數(shù)據(jù)；3.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)及各種文字報(bào)告各種地理要素的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)和各種觀測數(shù)據(jù)、研究報(bào)告等。十、空間對象的三大基本特征空間特征是指空間對象的位置及與相鄰對象的空間關(guān)系或拓?fù)潢P(guān)系；屬性特征是指空間對象的專題屬性；時(shí)間特征是指空間對象隨著時(shí)間演變而引起的空間和屬性特征的變化。十一、元數(shù)

7、據(jù)元數(shù)據(jù)的內(nèi)容對數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史等的說明對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述，如數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)的邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、分辨率、源數(shù)據(jù)的比例尺等對數(shù)據(jù)處理信息的說明，如量綱的轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述對數(shù)據(jù)庫的更新、集成方法等的說明元數(shù)據(jù)的主要作用幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)(clearing house)及數(shù)據(jù)銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù)提供通過網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關(guān)的輔助信息幫助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否能滿足其需求作出正

8、確的判斷十二、研究拓?fù)潢P(guān)系的意義：對于數(shù)據(jù)處理和GIS空間分析具有重要的意義，因?yàn)椋?）拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，不隨地圖投影而變化。2）有助于空間要素的查詢，利用拓?fù)潢P(guān)系可以解決許多實(shí)際問題。3）根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可重建地理實(shí)體。十三、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式來表示點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體。特點(diǎn)：定位明顯，屬性隱含。矢量數(shù)據(jù)的獲取方式1) 由外業(yè)測量獲得 2)由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得 3)跟蹤數(shù)字化編碼方式：實(shí)體式、索引式（樹狀）、雙重獨(dú)立式編碼。十四、公里網(wǎng)：在高斯 克呂格投影中， 每一投影帶的中央經(jīng)線作為縱軸，赤道作為橫軸， 以公里為單位，

9、按相等的間距作平行于縱橫軸的若干直線，便構(gòu)成了圖面上的平面直角坐標(biāo)網(wǎng)，又叫方里網(wǎng)。十五、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地理要素的非幾何屬性特征。特點(diǎn)：屬性明顯 ; 定位隱含。編碼方法直接?xùn)鸥窬幋a：簡單直觀，是壓縮編碼方法的邏輯原型（柵格文件）；游程長度編碼：在很大程度上壓縮數(shù)據(jù)，又最大限度的保留了原始柵格結(jié)構(gòu)，編碼解碼十分容易，十分適合于微機(jī)地理信息系統(tǒng)采用；鏈碼：壓縮效率較高，以接近矢量結(jié)構(gòu)，對邊界的運(yùn)算比較方便，但不具有區(qū)域性質(zhì)，區(qū)域運(yùn)算較難；塊碼：具有區(qū)域性質(zhì)，又具有可變的分辨率，有較高的壓縮效率，效率較高，是很有前途的編碼方法

10、。十六、地理數(shù)據(jù)的分類描述十七、地理空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)溧徑樱和愒刂g的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：不同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)浒和惒煌壴刂g的拓?fù)潢P(guān)系地理空間數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系應(yīng)用價(jià)值（ 1）確定地理實(shí)體間的相對空間位置，無需坐標(biāo)和距離（ 2）利于空間要素查詢（ 3）重建地理實(shí)體十八、 DEM，（ Digital Elevation Models），是國家基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)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(shù)學(xué)表達(dá)為： z = （f x，y）。DTM：當(dāng) z 為其他二維表面上連續(xù)變化的地理特征，如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地

11、利用、土壤類型等其他地面諸特征，此時(shí)的DEM 成為 DTM（ Digital Terrain Models）。DEM 特點(diǎn)與傳統(tǒng)地形圖比較，DEM 作為地形表面的一種數(shù)字表達(dá)形式有如下特點(diǎn)1）容易以多種形式顯示地形信息。地形數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件處理過后，產(chǎn)生多種比例尺的地形圖、縱橫斷面圖和立體圖。而常規(guī)地形圖一經(jīng)制作完成后，比例尺不容易改變或需要人工處理。2）精度不會損失。常規(guī)地圖隨著時(shí)間的推移，圖紙將會變形，失掉原有的精度。而DEM采用數(shù)字媒介，因而能保持精度不變。另外，由常規(guī)的地圖用人工的方法制作其他種類的地圖，精度會受到損失，而由 DEM 直接輸出，精度可得到控制。3）容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)

12、化。常規(guī)地圖要增加和修改都必須重復(fù)相同的工序，勞動(dòng)強(qiáng)度大而且周期長，而 DEM 由于是數(shù)字形式的，所以增加和修改地形信息只需將修改信息直接輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)軟件處理后即可得各種地形圖。表示法1、等高線法高程值的集合是已知的，每一條等高線對應(yīng)一個(gè)已知的高程值，這樣一系列等高線集合和他們的高程值一起就構(gòu)成了一種地面高程模型。2、 TIN 法（不規(guī)則三角網(wǎng)模型）TIN（ Triangulated Irregular Network)表示法利用所有采樣點(diǎn)取得的離散數(shù)據(jù)，按照優(yōu)化組合的原則，把這些離散點(diǎn)連接成相互連續(xù)的三角面。3、規(guī)則格網(wǎng)法（Grid）規(guī)則網(wǎng)格，通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則網(wǎng)格。

13、規(guī)則網(wǎng)格將區(qū)域空間切分成規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個(gè)格網(wǎng)單元對應(yīng)一個(gè)數(shù)值。數(shù)學(xué)上可以表示為一個(gè)矩陣，在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中則是一個(gè)二維數(shù)組。每個(gè)格網(wǎng)單元或數(shù)組的一個(gè)元素，對應(yīng)一個(gè)高程值。十九、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(jìn)行疊置，產(chǎn)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。緩沖區(qū) 是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周圍，自動(dòng)建立的一定寬度的多邊形。二十、空間分析：指基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學(xué)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、空間演變等信息?？臻g分析的目的是：(1)描述與認(rèn)知空間數(shù)據(jù)分布特征，如點(diǎn)線面的空間分布狀況(2)解釋空間現(xiàn)象與空間模式的形成機(jī)理，如城市土地利用變化研究；(3) 調(diào)控在地理空間上發(fā)生的事件，如水資源的合理配置；(4)預(yù)測預(yù)報(bào)，如洪水的預(yù)測預(yù)報(bào)。廿一、空間信息可視化的形式