地理信息系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、地理信息系統(tǒng)概論重點(diǎn)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(dá)形式,是信息的載體；而信息是數(shù)據(jù)中蘊(yùn)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(yùn)含和表達(dá) 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(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè) 計(jì)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(fù)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(yīng)用人員和應(yīng)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(jì)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(biāo)系：1 1954年北京坐標(biāo)系2 1980年國家大地坐標(biāo)系常 用；3地心坐標(biāo)系3、地圖投影：將橢圓上各點(diǎn)的大地坐標(biāo),根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法那么,變換為平面上相應(yīng)點(diǎn)的平面直角坐標(biāo).4、高程：指空間某點(diǎn)高于或低于某基準(zhǔn)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(zhǔn)面為：1985國家高程基準(zhǔn)6、空

3、間實(shí)體的表達(dá)分：矢量表示法采用一個沒有大小的點(diǎn)來表達(dá)根本元素和柵格表示法采用一個有固定大小的點(diǎn)來表達(dá)根本元素7、GIS空間數(shù)據(jù)按照幾何特征分；點(diǎn)、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?fù)潢P(guān)系：1拓?fù)溧徑樱褐复嬖谟诳臻g圖形 的相同類型元素之間的拓?fù)潢P(guān)系2拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：指存在于不同類型空間元素之間的拓?fù)潢P(guān)系3拓?fù)浒褐复嬖谟诳臻g圖形的相同類型但不同等級的元素 之間的拓?fù)潢P(guān)系10、拓?fù)潢P(guān)系全表達(dá):46頁,理解11、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對復(fù)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(jì)算機(jī)存儲和操作.12、GIS中空間數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)存儲、治理、處理的 數(shù)據(jù)邏輯表達(dá).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(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2拓?fù)鋽?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?fù)禆鸥竦臄?shù) 量,也稱為行程.21、游程編碼結(jié)構(gòu)：是逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜?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(yīng)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(jìn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn),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(jì)算機(jī)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(xué)狀態(tài)到另一數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換,包括幾何糾正和 地圖投影轉(zhuǎn)換等,以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn).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(shí)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(jìn)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(yīng)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(shí)質(zhì)：是建立兩個坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)之間的一一對應(yīng)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(shè)備坐標(biāo)系與用戶確定的地理空間坐標(biāo)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(jìn)行坐標(biāo)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(jìn)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(shí)現(xiàn)對

8、數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標(biāo)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(shí)體都直接賦有位置和 屬性信息,以及目標(biāo)之間的拓?fù)湔f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(diǎn)都直接聯(lián)系到某一個或某一類實(shí)體.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和刪格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)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(shí)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(yùn)行速度和分析應(yīng)用的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(diǎn)的直線段,并計(jì)算原始折線上的點(diǎn)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(biāo)效勞的, 當(dāng)需要進(jìn)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(diǎn)或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù), 推求任意點(diǎn)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(diǎn)連接成三角網(wǎng)的形式, 使用靠近內(nèi)插 點(diǎn)的三個數(shù)據(jù)點(diǎn),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(diǎn)在平面中的高程值.22、逐點(diǎn)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(diǎn)P用一個多項(xiàng)式曲面擬合該店附近的外表, 從而計(jì)算出該點(diǎn)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(biāo)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(biāo)區(qū)各個分區(qū)的內(nèi)插值.計(jì)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(jì)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(jì)現(xiàn)象的普遍特點(diǎn).第四章28、拓?fù)渚庉嫻δ馨ǎ憾噙呅芜B接編輯和節(jié)點(diǎn)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(yīng)用系統(tǒng).2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)對的步驟：需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì).3語義數(shù)據(jù)模型：最常用的是：實(shí)體-連體模型.三種主要的語義概念：實(shí)體、聯(lián)系和屬性.4面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型：對象與實(shí)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(shí)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(dú)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng).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(kuò)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(xiàng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(yùn)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(yùn)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(dá)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(biāo),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(biāo)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(yīng)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(diǎn)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(shí)體的一種影響范圍或服 務(wù)范圍.空間緩沖區(qū)分析是圍繞空間的店、線、面實(shí)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(dāng)主體對臨近實(shí)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(diǎn)對研究區(qū)域進(jìn)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(diǎn),那么可以用該已知的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點(diǎn).第七章第八章1 : GIS應(yīng)用模型：數(shù)學(xué)模型,經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?混合模型. 2應(yīng)用模型的構(gòu)建 實(shí)際包括目的的導(dǎo)向分析和數(shù)據(jù)導(dǎo)向分析.應(yīng)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(dú)立開發(fā)實(shí)現(xiàn)一個GIS應(yīng)用軟件系 統(tǒng).第九章1 :應(yīng)用型GIS根據(jù)其應(yīng)用層次的上下,可以分為空間事務(wù)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(shè)計(jì)的模式：最早的設(shè)計(jì)模式稱 為結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式,強(qiáng)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(shè)計(jì)理論, 強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)有的各個組成局部認(rèn)真深 入的評價其滿足系統(tǒng)功能的程度,保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用可靠,以及有效的處理 數(shù)據(jù)等要求.3:應(yīng)用型GIS的設(shè)計(jì),大致可分為：系統(tǒng)分析,系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng) 實(shí)施,系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù).這四個階段構(gòu)成了喜用的生命周期. 如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)按階 段進(jìn)行,預(yù)先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標(biāo)和任務(wù), 然后根據(jù)一定的準(zhǔn)那么順序開發(fā)實(shí) 施,那么稱為生命周期設(shè)計(jì)法4:原形化設(shè)計(jì)法：根據(jù)用戶要