地理信息系統(tǒng)概論復習重點

1、地理信息系統(tǒng)概論重點1、數(shù)據(jù)：是通過數(shù)字化并記錄下來可以被識別的符號,用以定性或定量地描述 事物的特征和狀況.2、信息：是指主體與外部客體之間相互聯(lián)系的一種形式,是主體和客體之間的 一切有用的消息或知識,是表征事物特征的一種普遍形式.3、數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：數(shù)據(jù)是信息的表達形式,是信息的載體；而信息是數(shù)據(jù)中蘊含的事物的含義,是數(shù)據(jù)的內(nèi)容.4、地理信息：是地理數(shù)據(jù)所蘊含和表達 的地理含義.5、地理信息的特征：空間特征、屬性特征、時序特征.6、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 計來支持空間數(shù)據(jù)的采集、治理、處理、分析、建模和顯示,以便解決復雜的規(guī) 劃和治理問題.7、

2、地理信息系統(tǒng)的根本構(gòu)成：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、應用人員和應用模型.8、地理信息系統(tǒng)的根本功能：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)處理和變換4空間分析和統(tǒng)計5產(chǎn)品制作與演示6二次開 發(fā)和編輯1、地理空間：一般指上至大氣電離層,下至地殼與地幔交界的莫霍面之間的空 問區(qū)域.2、我國大地坐標系：1 1954年北京坐標系2 1980年國家大地坐標系常 用；3地心坐標系3、地圖投影：將橢圓上各點的大地坐標,根據(jù)一定的數(shù)學法那么,變換為平面上相應點的平面直角坐標.4、高程：指空間某點高于或低于某基準面的垂直距離, 主要用來提供地形信息.5、我國現(xiàn)在規(guī)定的高程基準面為：1985國家高程基準6、空

3、間實體的表達分：矢量表示法采用一個沒有大小的點來表達根本元素和柵格表示法采用一個有固定大小的點來表達根本元素7、GIS空間數(shù)據(jù)按照幾何特征分；點、線、面、曲面、體.8、空間數(shù)據(jù)的根本特征：空間特征、屬 性特征、時間特征.9、空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系：1拓撲鄰接：指存在于空間圖形 的相同類型元素之間的拓撲關(guān)系2拓撲關(guān)聯(lián)：指存在于不同類型空間元素之間的拓撲關(guān)系3拓撲包含：指存在于空間圖形的相同類型但不同等級的元素 之間的拓撲關(guān)系10、拓撲關(guān)系全表達:46頁,理解11、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對復雜 的空間數(shù)據(jù)特征,組織和建立起他們之間的聯(lián)系,以便計算機存儲和操作.12、GIS中空間數(shù)據(jù)計算機表示的根本方法：1空間

4、分幅2屬性分層3時間 分段13、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：即數(shù)據(jù)組織的形式,是適合于計算機存儲、治理、處理的 數(shù)據(jù)邏輯表達.14、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)15、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).16、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 主要類型：1實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)17、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于柵格 模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).18網(wǎng)格尺寸：H=1/2minA i 1/219、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型：1柵格矩陣結(jié)構(gòu)2 游程編碼結(jié)構(gòu)3四叉樹結(jié)構(gòu)20、游程：指格柵矩陣一行內(nèi)相鄰同值柵格的數(shù) 量,也稱為行程.21、游程編碼結(jié)構(gòu)：是逐行將相鄰同值的柵格合并,記錄合并后柵格的值及合并 柵格的數(shù)量及游程,其目的是壓縮

5、柵格數(shù)據(jù)量,消除數(shù)據(jù)間的冗余.22、游程編碼結(jié)構(gòu)的建立方法：將柵格矩陣的一行數(shù)據(jù)序列隱射為相應的二元組序列.23、冗余度：Re=1-Q/m n24> 壓縮比：S=m n/K25、四叉樹結(jié)構(gòu)的原理：將空間區(qū)域根據(jù)四個象限進行遞歸分割 n次,每次分割 形成2n*2n個子象限,直到子象限中的屬性數(shù)值都相同為止,該子象限就不再分 割.26、生成四叉樹有兩種方法：自上而下方式先檢測全區(qū)域,其值不相同時即四 叉分割,直到最小柵格或數(shù)值都相同為止和自下而上的方式27、四叉樹的存儲方法：常規(guī)四叉樹和線性四叉樹28、曲面：是指連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋外表,具有這種覆蓋外表的要素有地形、降 水量、溫度和磁場等.2

6、9、表達曲面的方法：一種是不規(guī)那么三角網(wǎng),一種是規(guī)那么 格網(wǎng).30、空間數(shù)據(jù)的分類：是指根據(jù)系統(tǒng)功能及國家標準和標準,將具有不同 屬性或特征的要素區(qū)別開來的過程,以便從邏輯上將空間數(shù)據(jù)組織為不同的數(shù)據(jù) 層,為數(shù)據(jù)采集、存儲、治理、查詢和共享提供依據(jù).31、空間數(shù)據(jù)的編碼特征碼：是指將數(shù)據(jù)分類結(jié)果用一種易于被計算機和人 類識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程.三 1、空間數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提取2、數(shù)據(jù)變換：指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學狀態(tài)到另一數(shù)學狀態(tài)的變換,包括幾何糾正和 地圖投影轉(zhuǎn)換等,以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準.3、數(shù)據(jù)重構(gòu)：指數(shù)據(jù)從一種到另一種格式的轉(zhuǎn)換,包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、 類型替換

7、等,以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、形式和類型上的統(tǒng)一.多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的 聯(lián)接與融合.4、數(shù)據(jù)提?。褐笇?shù)據(jù)進行某種條件的取舍,包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi) 插等,以適應不同用戶對數(shù)據(jù)的特定要求.5、空間數(shù)據(jù)的變換器實質(zhì)：是建立兩個坐標系坐標點之間的一一對應關(guān)系,包 括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換.6、空間數(shù)據(jù)變換原因及目的：由于數(shù)字化儀的設備坐標系與用戶確定的地理空間坐標系不一致,以及由于數(shù)字化原因圖紙常常發(fā)生變形等原因, 需要對數(shù)字化 原因的數(shù)據(jù)進行坐標轉(zhuǎn)換盒變形誤差的消除. 有時,不同來源的地圖還存在地圖 投影與地圖比例尺的差異,因此,還需要進行地圖投影的轉(zhuǎn)換和地圖比例尺的統(tǒng)7、幾何糾正解決的問題：實現(xiàn)對

8、數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標系轉(zhuǎn)換和圖紙變形誤差的糾 正.8、幾何糾正的方法：仿射變換、相似變換和二次變換.9、仿射變換的特性：1直線變換后仍為直線2平行線變換后仍為平行線3 不同方向上的長度比發(fā)生變化.10、投影變形主要有：角度變形、面積變形和長 度變形.11、一般把地圖投影分三類：等角投影、等面積投影和任意投影.12、矢量數(shù)據(jù)：是面向?qū)嶓w的結(jié)構(gòu),即對于每一個具體的實體都直接賦有位置和 屬性信息,以及目標之間的拓撲說明.13、柵格數(shù)據(jù)：是面向位置的結(jié)構(gòu),平面 空間上的任意一點都直接聯(lián)系到某一個或某一類實體.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和刪格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應用原那么：數(shù)據(jù)采集采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),有利于保證空間實體的幾何精度和 拓

9、撲特性的描述；而空間分析那么主要采用刪格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),有利于加快系統(tǒng)數(shù)據(jù)的 運行速度和分析應用的進程.14、矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的互換：1矢量向柵格 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換：2柵格向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換：15、不同格式數(shù)據(jù)的融合方法：1 基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合2基于數(shù)據(jù)標準的數(shù)據(jù)融合3基于公共接口的數(shù)據(jù) 融合4基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合16、空間數(shù)據(jù)壓縮：從空間坐標數(shù)據(jù)集合中 抽取一個子集,使這個子集在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合,而又取得盡可能大的壓縮比.意義：將空間數(shù)據(jù)組織為空間數(shù)據(jù)庫17、基于矢量的壓縮算法的原理：先擬定一個閥值,然后生成一條連接折線首尾 節(jié)點的直線段,并計算原始折線上的點到直線段的垂直距離.18

10、、空間數(shù)據(jù)的重分類：存儲在空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),是提供為多種目標效勞的, 當需要進行特定的數(shù)據(jù)分析時,常常需要先對從數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)作屬性的重 新分類和空間圖形的化簡,以構(gòu)成數(shù)據(jù)新的使用形式.19、空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插：通過點或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù), 推求任意點或多邊形分 區(qū)數(shù)據(jù)的方法.20、數(shù)字高程模型的建立包括：數(shù)據(jù)取樣、數(shù)據(jù)內(nèi)插和數(shù)據(jù)精度分析等步驟.21、線性內(nèi)插法：是先將所有的數(shù)據(jù)點連接成三角網(wǎng)的形式, 使用靠近內(nèi)插 點的三個數(shù)據(jù)點,來確定三角網(wǎng)中的一個三角形形成的空間平面, 繼而求出 該內(nèi)插點在平面中的高程值.22、逐點內(nèi)插法的插值方法：移動擬合法和加權(quán)平均法23、移動擬合法：指對每一個待插值

11、點P用一個多項式曲面擬合該店附近的外表, 從而計算出該點的高程值.24、區(qū)域的內(nèi)插：根據(jù)一組多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)來 推求同一地區(qū)另一組多邊形分區(qū)未知數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法.25、區(qū)域內(nèi)插的方法：疊置法和比重法 26、疊置法：將目標區(qū)疊置在源區(qū)上, 首先確定兩者面積的交集,然后用公式算出目標區(qū)各個分區(qū)的內(nèi)插值.計算方法 P10427、比重法：根據(jù)平滑密度函數(shù)的原理,將源區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)從同性質(zhì)改變?yōu)榉峭?性質(zhì),而非同性質(zhì)代表著一般社會經(jīng)濟現(xiàn)象的普遍特點.第四章28、拓撲編輯功能包括：多邊形連接編輯和節(jié)點連接編輯算法P1061空間數(shù)據(jù)庫的定義與構(gòu)成局部：空間數(shù)據(jù)庫主要是為GIS提供空間數(shù)據(jù)存儲和 治理方法.包括：

12、數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫與應用系統(tǒng).2數(shù)據(jù)庫設計對的步驟：需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計.3語義數(shù)據(jù)模型：最常用的是：實體-連體模型.三種主要的語義概念：實體、聯(lián)系和屬性.4面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型：對象與實體一樣是客觀世界的一種抽象描述,它由數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作組合而成. 對象：一個對象就是現(xiàn)實世界中一個事物的模型表述, 與數(shù)據(jù)庫中記錄、元組等概念相似.消息：消息是獨享之間相互請求或互助的唯 一途徑.類：是對象組的抽象描述,它將改組對象所具有的共同特征集中起來 以說明改組對象的水平和性質(zhì).被繼承的類稱為超類或基類,繼承其他類的類稱 為子類或派生類.1:關(guān)系數(shù)據(jù)模型是一種數(shù)字化的

13、模型,它把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 歸結(jié)為滿足一定條件的二維表中的元素, 這種表就稱為關(guān)系.關(guān)系的合集構(gòu)成關(guān) 系模型.2數(shù)據(jù)依賴：一是依賴于值域元素語義的限制,一類是依賴于值的相等 與否的限制.3常見的函數(shù)依賴：最常見的是主關(guān)鍵字決定關(guān)系模型中的非關(guān)鍵 字,完全函數(shù)依賴,傳遞函數(shù)依賴,多值依賴.4范式：關(guān)系滿足某種標準化的 形式稱為范式.第一范式1NF：是一個關(guān)系模式所要遵循的最根本的條件,即 關(guān)系中的每個屬性必須是原子的、不可分割的數(shù)據(jù)項.第二范式是指關(guān)系滿足 1NF的根底上,每一個非完全函數(shù)依賴于該關(guān)系的關(guān)鍵字.3NF:指關(guān)系在滿足第二范式的根底上,其非關(guān)鍵字屬性既非函數(shù)依賴,也不傳遞依賴于關(guān)鍵字,

14、即屬 于3NF的關(guān)系.BCNF指如果關(guān)系模式R是第三范式,且沒有一個關(guān)鍵字屬性是 完全依賴于其他的非關(guān)鍵字屬性,是關(guān)系模式 R稱為擴充第三范式的模式.4NF 和5NF屬于多值依賴范疇.1空間數(shù)據(jù)查詢分為三類：針對空間關(guān)系的查詢,針 對非空間屬性的查詢,針對空間關(guān)系和非空間屬性的查詢.1:元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),它反映了某項數(shù)據(jù)自身的一些特征.1:空間數(shù)據(jù)庫引擎的作用： 它在GIS應用軟件和關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫之間建立了一個中間層,由SDE為GIS應用軟件提供在關(guān)系數(shù)據(jù)庫里存儲、存取、查詢和分析空間數(shù)據(jù)的相應功能.第五章第六章1:空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù),它是以地球科學原理為依托, 通過分

15、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)、空間構(gòu)成等信息. 根據(jù)空間數(shù)據(jù)的形式可以分為：1矢量數(shù)據(jù)空間分析, 參與空間分析運算的空間數(shù)據(jù)主要是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).2柵格數(shù)據(jù)空間分析,參與空間分析運算的空間數(shù)據(jù)主要是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).1:數(shù)字地形模型DTM：用數(shù)字化的形式表達的地形信息.2: DEM數(shù)字高程模型3地表粗糙度：是反映地 表起伏變化與侵蝕程度的指標,一般定義為地表單元曲面面積與投影面積之比. 1:空間疊合分析是指在相同的空間坐標系統(tǒng)的條件下,將同一地區(qū)兩個不同地 理特征的空間屬性數(shù)據(jù)重疊相加,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(guān)系.2分為：基

16、于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析和基于柵格數(shù) 據(jù)的疊合分析兩種類型.3基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析：點與多邊形的疊合,線與 多邊形的結(jié)合,多邊形與多邊形的疊合.1:空間臨近度分析描述了地理空間中 兩個地物距離相近的程度.2空間緩沖區(qū)就是地理空間實體的一種影響范圍或服 務范圍.空間緩沖區(qū)分析是圍繞空間的店、線、面實體,自動建立其周圍一定寬 度內(nèi)的多邊形.常用模型：線性函數(shù)模型當主體對臨近實體的影響度Fi隨比值距離ri的增加而線性衰減的,幕函數(shù)模型幕函數(shù)衰減,指數(shù)函數(shù)模型指 數(shù)衰減.3空間臨近度的另一個分析方法是 Vornoi多邊形分析,根據(jù)離散分布 的數(shù)據(jù)點對研究區(qū)域進行劃分, 使得劃分成的多邊形覆蓋整個研究

17、區(qū)域, 形 成一個Voronoi圖,且每一個多邊形中僅包含一個的數(shù)據(jù)點,那么可以用該已知的數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點.第七章第八章1 : GIS應用模型：數(shù)學模型,經(jīng)驗模型,混合模型. 2應用模型的構(gòu)建 實際包括目的的導向分析和數(shù)據(jù)導向分析.應用模型的構(gòu)建：利用GIS系統(tǒng)內(nèi)部 的建模工具,利用GIS系統(tǒng)外部的建模工具,獨立開發(fā)實現(xiàn)一個GIS應用軟件系 統(tǒng).第九章1 :應用型GIS根據(jù)其應用層次的上下,可以分為空間事務處理系統(tǒng),空 問治理信息系統(tǒng),空間決策支持系統(tǒng).：2:系統(tǒng)設計的模式：最早的設計模式稱 為結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)設計模式,強調(diào)用戶的調(diào)查和系統(tǒng)功能需求的分析.現(xiàn)在的模式 采用了治理信息系統(tǒng)和軟件工程的設計理論, 強調(diào)對現(xiàn)有的各個組成局部認真深 入的評價其滿足系統(tǒng)功能的程度,保證所設計的系統(tǒng)實用可靠,以及有效的處理 數(shù)據(jù)等要求.3:應用型GIS的設計,大致可分為：系統(tǒng)分析,系統(tǒng)設計,系統(tǒng) 實施,系統(tǒng)運行與維護.這四個階段構(gòu)成了喜用的生命周期. 如果系統(tǒng)設計按階 段進行,預先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標和任務, 然后根據(jù)一定的準那么順序開發(fā)實 施,那么稱為生命周期設計法4:原形化設計法：根據(jù)用戶要