地理信息系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料(四川農(nóng)業(yè)大學(xué))

1、數(shù)據(jù)：是一種以數(shù)字、文字、符號(hào)和圖像等形式載存信息的物理符號(hào)信息：用數(shù)字、文字、符號(hào)、語言等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界心動(dòng)事實(shí)知識(shí)，作為生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)、分析和決策的依據(jù)。信息特征：1.客觀性 2.實(shí)用性 3.共享性 4.可傳輸性地理信息特征：空間特征、屬性特征、時(shí)序特征地圖：是按照一定的法則，有選擇性地以二維或多維的形式與手段在平面或球面上表示地球若干現(xiàn)象的圖形或圖像地圖與地理信息的關(guān)系：1.地圖是地理信息載體2.地圖是地理信息的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源3.地圖是GIS查詢與分析結(jié)果的表示方法地理空間信息：是描述地塊的地理空間位置、形狀及面積大小的信息。自然

2、屬性信息：反映某一特定地理空間區(qū)域內(nèi)地塊的自然屬性狀況，包括地形、巖石、基礎(chǔ)地質(zhì)、水文、氣候等自然屬性特點(diǎn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性信息：反映某地理空間區(qū)域內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，包括交通運(yùn)輸能力、公共設(shè)施狀況、人口總數(shù)、人口密度、商業(yè)與服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)分布、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、人文特征土地利用的狀況及特點(diǎn)等。信息系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)、用戶1.管理信息系統(tǒng) 2 .決策支持系統(tǒng) 3.智能決策支持系統(tǒng) 4.空間信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)：是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示。并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來

3、的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)特征：1.gis的物理外殼是計(jì)算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成 2.gis的對(duì)象是地理實(shí)體，操作對(duì)象是地理實(shí)體的數(shù)據(jù) 3.gis技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于它的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨(dú)特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復(fù)雜的查詢功能、強(qiáng)大的圖形可視化表達(dá)手段，以及地理過程的演化模擬和空間決策支持功能。地理信息系統(tǒng)組成：1.系統(tǒng)軟件、2.系統(tǒng)硬件、3.空間數(shù)據(jù)、4.應(yīng)用人員、5.應(yīng)用模型1.數(shù)據(jù)處理與設(shè)備管理：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、掃描儀2.gis基礎(chǔ)軟件平臺(tái)功能：空間數(shù)據(jù)的輸入和編輯、空間數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與管理、空間數(shù)據(jù)的處理和分析

4、、空間數(shù)據(jù)的顯示與輸出空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：它是gis軟件工具的核心部分，統(tǒng)一管理屬性和空間數(shù)據(jù)，具有初始化、輸入、更新、刪除、檢查、變換、量測(cè)、維護(hù)等功能，并為其他模塊提供基本圖形圖像支持工具和接口?？臻g數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)：可分為三個(gè)層次，一是簡(jiǎn)單的空間查詢、空間疊加，二是空間格局的關(guān)系及其描述，三是空間模擬Gis功能：文件圖標(biāo)數(shù)據(jù)采集原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編輯投影變換結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫空間查詢空間分析交互展示數(shù)據(jù)輸出制圖表格 存儲(chǔ)檢索 近幾年gis發(fā)展主要體現(xiàn)在：1.應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大。2.大量成熟的商業(yè)gis平臺(tái)出現(xiàn)3.空間數(shù)據(jù)的建設(shè)越來越受到重視地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)：全球化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、三維可視化、服務(wù)大

5、眾化地圖投影：就是按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)化到平面上，使地理點(diǎn)的地理坐標(biāo)與地圖上相對(duì)應(yīng)的平面坐標(biāo)或者極坐標(biāo)間，建立一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行地圖投影的意義：1.地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算 2.地球橢球體為不可展曲面，地圖為平面，符合視覺心理 3.易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析地圖投影的選擇因素：1.根據(jù)投影變形性質(zhì)：等角投影，等面積投影、任意投影 2.根據(jù)投影面的形狀：橫圓柱狀投影、圓錐投影、方位投影gis與地圖投影關(guān)系：gis中地圖投影設(shè)計(jì)與配置原則：1.各國(guó)家gis所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)該與該國(guó)的系列國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致。2.系統(tǒng)

6、一般最多只采用兩種投影系統(tǒng)，一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務(wù)于中小比例尺。3.所用投影以等角投影為宜。4.所用投影應(yīng)能與網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所用的網(wǎng)格系統(tǒng)在投影帶中應(yīng)保持完整常用地圖投影類型：Lambert投影、高斯-克呂格投影、Albers投影常用大地坐標(biāo)系：1954北京坐標(biāo)系、1980坐標(biāo)系、WGS84坐標(biāo)系、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系高斯克呂格投影：在小范圍內(nèi)保持形狀不變，可以想象成將一個(gè)圓柱體橫躺，套在地球外面，將地表投影到這個(gè)圓柱上，再將圓柱展開成平面，圓柱與地球沿南北經(jīng)線方向相切，我們稱這條切線為中央經(jīng)線特點(diǎn)：中央經(jīng)線不變形，由中央經(jīng)線往東西兩側(cè)延生，地表圖形會(huì)被逐

7、漸放大，變形也會(huì)越來越嚴(yán)重，變形最大處在赤道兩端地理空間數(shù)據(jù)特征：1.空間特征：表示事物的空間位置，例如笛卡爾坐標(biāo)等2.屬性特征：表示實(shí)際現(xiàn)象或特征，例如變量、級(jí)別、數(shù)量特征和名稱3.時(shí)間特征：指事物數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，其變化周期有長(zhǎng)期、中期、短期等地理空間數(shù)據(jù)類型：幾何數(shù)據(jù)：描述空間數(shù)據(jù)的空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)：描述空間數(shù)據(jù)的屬性特征的數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)：描述空間數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，主要指拓?fù)潢P(guān)系地理空間數(shù)據(jù)誤差來源：1.空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性 2.空間現(xiàn)象的表達(dá)3.數(shù)據(jù)處理中的誤差 4.空間數(shù)據(jù)使用中的誤差地理空間數(shù)據(jù)質(zhì)量如何控制：設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量控制；對(duì)基礎(chǔ)資料的

8、質(zhì)量控制；對(duì)數(shù)據(jù)采集手段的選擇；對(duì)軟硬件配置的要求；數(shù)據(jù)采集前的準(zhǔn)備工作；數(shù)據(jù)采集中的監(jiān)控；結(jié)果控制四叉樹：一種可變分率的非均勻網(wǎng)格系統(tǒng)，最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一TIN：將離散分布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)連成三角網(wǎng)，網(wǎng)中每個(gè)三角形要求盡量接近等邊形狀，并保證三角形的邊長(zhǎng)之和最小。游程編碼結(jié)構(gòu)：空間數(shù)據(jù)變換的意義：實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系、比例尺和投影間的轉(zhuǎn)變，消除數(shù)字化原圖由于圖紙變形帶來的誤差。矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)優(yōu)缺點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)： 柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：1.便于面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)表達(dá)； 1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低； 2.空間分析和地理現(xiàn)象的模擬均比較易3.有利于網(wǎng)絡(luò)分析、空間查詢等； 3.有利于

9、遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析4.圖形顯示質(zhì)量好、精度高。 4.輸出方法快速成本比較低廉缺點(diǎn)： 缺點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 1.圖形數(shù)據(jù)量大，冗余度高，需要壓縮處理2.軟件與硬件的技術(shù)要求比較高 2.投影轉(zhuǎn)換比較困難3.多邊形疊合等分析比較困難； 3.圖形質(zhì)量比較低4.顯示與繪圖成本比較高。 4.定位精度比矢量低 5.拓?fù)潢P(guān)系難以表達(dá)舉例說明矢量和柵格數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例二值法：地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容：1.統(tǒng)一的名詞術(shù)語內(nèi)涵 2. 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則 3. 統(tǒng)一的空間定位框架4.統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn) 5. 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)6. 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)7. 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式8. 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量含義(完整性、一致性

10、、時(shí)間位置屬性精度)矢量數(shù)據(jù).vct 影像數(shù)據(jù).tif/.bmp格網(wǎng)數(shù)據(jù).grid 元數(shù)據(jù).mat元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，反映了某項(xiàng)數(shù)據(jù)自身的一些特征空間元數(shù)據(jù)：是指在空間數(shù)據(jù)庫中用于描述空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方法、空間參考和管理方式等特征的數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)地理空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一空間元數(shù)據(jù)的主要作用：幫助空間數(shù)據(jù)的使用者查詢所需的空間信息，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的共享，并進(jìn)一步處理空間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)獲取方法野外直接測(cè)量獲、攝影測(cè)量方法獲取、地圖數(shù)字化獲取矢量數(shù)據(jù)的輸入過程實(shí)際是產(chǎn)生和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的GIS空間數(shù)據(jù)的過程?？臻g數(shù)據(jù)編輯的目的是為了消除數(shù)字化過程中引入的各類錯(cuò)誤，以及將數(shù)字化數(shù)

11、據(jù)重新組織，以便進(jìn)一步處理和使用的格式矢量數(shù)據(jù)輸入方法：手扶跟蹤數(shù)據(jù)化、屏幕數(shù)字化、掃描矢量化柵格數(shù)據(jù)輸入方法：透明格網(wǎng)采集輸入、掃描數(shù)字化輸入、遙感影像解譯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)處理內(nèi)容：數(shù)據(jù)變換：一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)數(shù)據(jù)重構(gòu)：一種格式到另一種格式，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一數(shù)據(jù)提?。河袟l件的提取，實(shí)現(xiàn)不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)的特殊要求空間數(shù)據(jù)變換實(shí)質(zhì)：空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系的變換，即建立兩個(gè)坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。內(nèi)容包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換意義：實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系、比例尺和投影間的轉(zhuǎn)變，消除數(shù)字化原圖 由于圖紙變形帶來的誤差數(shù)據(jù)庫在gis的地位與作用1. 地理信

12、息數(shù)據(jù)花費(fèi)的時(shí)間要占整個(gè)管理系統(tǒng)建設(shè)所花時(shí)間的85%以上。2. 貯存于數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是GIS的基礎(chǔ)。3. 地理信息數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫在資源環(huán)境管理方面的應(yīng)用字段：數(shù)據(jù)庫最基本的存儲(chǔ)單元，與對(duì)象或類關(guān)聯(lián)的變量記錄：數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)項(xiàng)組集合,對(duì)文件進(jìn)行存取操作的基本單位數(shù)據(jù)庫：文件的集合，文件之間存在某種聯(lián)系，不能孤立存在三者關(guān)系空間數(shù)據(jù)庫：是某以區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合空間數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)量特別大 2.不僅有地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空間數(shù)據(jù) 3.數(shù)據(jù)應(yīng)用廣泛空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目的：1. 最大限度的滿足用戶要求2. 數(shù)據(jù)庫總體性能良好3. 對(duì)現(xiàn)實(shí)世界模擬盡量精確4. 能被

13、某個(gè)DBMS系統(tǒng)接受空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程：規(guī)劃系統(tǒng)需求分析需求說明書 概念設(shè)計(jì) E-R模型 邏輯設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 物理設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)規(guī)劃：進(jìn)行建立空間數(shù)據(jù)庫的必要性和可行性分析,確定空間數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系需求分析：調(diào)查用戶需求、需求數(shù)據(jù)的收集和分析、編制用戶需求說明書E-R模型：即實(shí)體-聯(lián)系模型，包括實(shí)體、聯(lián)系、和屬性三個(gè)基本成分實(shí)體：即現(xiàn)實(shí)世界中存在的“人”或“物”。聯(lián)系：表示實(shí)體之間存在的關(guān)系。用E-R圖描述概念模型：1. 確定模型應(yīng)含的實(shí)體。實(shí)體應(yīng)包括管線點(diǎn)、管線段、道路和附屬物。2. 建立系統(tǒng)單項(xiàng)應(yīng)用的局部模型3. 將局部模型綜合為系統(tǒng)的總體模型。4. 改進(jìn)總體模型，減

14、少數(shù)據(jù)冗余地下管線的實(shí)體關(guān)系模型 從e-r模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的主要過程：1.確定各實(shí)體的主關(guān)鍵字2. 確定并寫出實(shí)體內(nèi)部屬性之間的數(shù)據(jù)關(guān)系表達(dá)式3. 把經(jīng)過消冗處理（規(guī)范化處理）的數(shù)據(jù)關(guān)系表達(dá)式中的實(shí)體作為相應(yīng)的主關(guān)鍵字4. 根據(jù)B、C形成新的關(guān)系5. 進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化舉例用層次、網(wǎng)絡(luò)、關(guān)系和面向?qū)ο竽Ｐ兔枋鐾豢臻g問題可視化：是指在人腦中形成對(duì)某物（某人）的圖像，是一個(gè)心理處理過程，促使對(duì)事物的觀察力及建立概念等?？茖W(xué)計(jì)算可視化：通過研制計(jì)算機(jī)工具、技術(shù)和系統(tǒng)，把實(shí)驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算獲得的大量抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人的視覺可以直接感受的計(jì)算機(jī)圖形圖像，從而可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?？臻g信息可視化：指運(yùn)用地圖學(xué)、

15、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號(hào)、圖形、圖像，并結(jié)合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)空間信息可視化的形式：1.地圖 2. 多媒體地學(xué)信息 3.三維仿真地圖4.虛擬現(xiàn)實(shí)空間信息可視化的類型:地圖可視化、地理可視化、gis可視化地圖符號(hào)：是地圖的語言，它是表達(dá)地圖內(nèi)容的基本手段。地圖符號(hào)由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成專題地圖：專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖專題地圖分類1.自然地圖 示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如地質(zhì)圖等2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖 表示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如地質(zhì)圖等 3. 其他專題地圖 指不屬