(完整版)地理信息系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)重點黃杏元

1、地理信息系統(tǒng)概論第一章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情的特征和狀況。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。2(1)信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系：數(shù)據(jù)是信息的表達式，是信息的載體。2(2)信息的特點：a.信息的客觀性;b.信息的適用性；c信息的傳輸性；d.信息的共享性.3、數(shù)據(jù)處理是指對數(shù)據(jù)進行收集、篩選、排序、歸并、轉(zhuǎn)換、存儲、檢索、計算，以及分析和預(yù)測等操作。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

2、、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。7、地理信息系統(tǒng)的基本構(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)的基本功能：數(shù)據(jù)采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)處理與變換、空間分析和統(tǒng)計、產(chǎn)品制作與演示、二次開發(fā)和編程。(最基本功能：數(shù)據(jù)采集、管理處理、分析和輸出)9、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用功能：資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國土監(jiān)測、輔助決策。10、GIS發(fā)展?fàn)顩r：1、地理信息系統(tǒng)已成為一門綜合性技術(shù)2、地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強勁3、地理信息系統(tǒng)網(wǎng)格化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點4、信息系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)

3、展第二章1、空間數(shù)據(jù)的分類：(1)按數(shù)據(jù)來源：地圖數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)。(2) 按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)。(3) 按數(shù)據(jù)特征：空間數(shù)據(jù)，非空間屬性數(shù)據(jù)。(4) 按幾何特征:點，線，面、曲面，體2、按數(shù)據(jù)發(fā)布形式：數(shù)字線畫圖LG),數(shù)字柵格圖(DRG),數(shù)字高程模型(DEM),數(shù)字正射影像圖(DOM)。3、空間數(shù)據(jù)的基本特征: 空間特征：指地理現(xiàn)象和過程所在的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相地理現(xiàn)象和過程的空間關(guān)系。 屬性特征：指地理現(xiàn)象和過程所具有的專屬性質(zhì)。 時間特征：指一定區(qū)域內(nèi)的地理現(xiàn)象和過程隨著時間的變化情況。4、空間數(shù)據(jù)的基本信息：(P44)(1) 三條呈不同分布狀態(tài)的

4、交通線：一條近乎直線(C1和C2組成)，一條呈5形(C3),另一條為環(huán)狀(C4)。表示它們在地球表面上呈不同分布狀態(tài)，稱為定位信息。(2) 三條分別具有不同等級的交通線：近乎直線的C1和C2為主干道，呈S形的C3為次干道，成環(huán)狀C4的為支路，稱為屬性信息。(3) 三條互相具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的交通線：主干道和次干道在節(jié)點N2處相連接，主干道的節(jié)點N1和N2相鄰接，節(jié)點N2分別與三條弧段Cl、C2和C3相關(guān)聯(lián)等，稱拓?fù)湫畔ⅰ?、空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系包括：(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

5、相同類型但不同等級的元素之間的拓?fù)潢P(guān)系6、空間拓?fù)潢P(guān)系的意義：(1) 根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或計算距離，就可以確定一種地理實體相對另一種地理實體的空間位置關(guān)系；(2) 利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)有利于空間要素的查詢；(3) 可以利用拓?fù)鋽?shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。7、空間實體的表達方法種類：點、線、面、曲面和體(基本形式：矢量和柵格)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得(Euclid)幾何學(xué)中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。此數(shù)據(jù)組合方式能很好地表示地理實體的空間分布特征，精確度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的是二維表面上地理要素的

6、離散化數(shù)值，每個網(wǎng)格對應(yīng)一種屬性。其空間位置用行和列標(biāo)識。8、矢量數(shù)據(jù)：優(yōu)點：能很好的表達地理實體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，存儲冗余度低。缺點：對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。柵格數(shù)據(jù)：優(yōu)點：表達地理要素比較直觀，容易實現(xiàn)多層數(shù)據(jù)的疊合操作，便于與遙感圖像及掃描輸入數(shù)據(jù)相匹配使用。缺點：對于網(wǎng)絡(luò)分析比較困難。9、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較數(shù)據(jù)類型比較類目矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)大小數(shù)據(jù)存儲量小數(shù)據(jù)存儲量大拓?fù)潢P(guān)系用網(wǎng)絡(luò)連接法能完整描述拓?fù)潢P(guān)系難于建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系數(shù)據(jù)獲取獲取數(shù)據(jù)慢快速獲取大量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出輸出簡單容易，繪圖細(xì)膩、精確、美觀輸出速度快，但繪圖粗糙、不美觀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單10、游程編碼：指柵格矩陣一行內(nèi)相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)量，也稱行程，游程編碼是逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜?，記錄合并后柵格的值及合并柵格的?shù)量（即游程），其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。第三章1、數(shù)據(jù)變換指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正和地圖投影轉(zhuǎn)換等，以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換2、幾何轉(zhuǎn)換是為了實現(xiàn)對數(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，包括仿射變換、相似變換和二次變換等類型。3、投影轉(zhuǎn)換方式：（1）正解變換：通過建立一種投影變換為另一種投影的嚴(yán)密或近似的解析關(guān)系式，直接由一種投影的數(shù)字化坐標(biāo)X、y變換到另一種投影的直角坐標(biāo)系X

8、、Y。P79（2）反解變換：即由一種投影的坐標(biāo)反解出地理坐標(biāo)（x、y-B、L）,然后將地理坐標(biāo)代入另一種投影的坐標(biāo)公司中（B、L-X、Y）,從而實現(xiàn)由一種投影的坐標(biāo)到另一種投影坐標(biāo)的變換（x、y-X、Y）。4、投影轉(zhuǎn)換的方法：解析轉(zhuǎn)換，數(shù)值轉(zhuǎn)換，解析數(shù)值轉(zhuǎn)換。5、地圖投影分為：等角投影、等面積投影和任意投影6、矢量向柵格轉(zhuǎn)換處理的根本任務(wù)就是把點、線或面的矢量數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)。這一過程稱為柵格化。方法有：點的柵格化、線的柵格化和面的柵格化，點的柵格化是線和面的柵格化的基礎(chǔ)。7、（1）點的柵格化的算法：設(shè)矢量坐標(biāo)點（x,y）,轉(zhuǎn)換后的柵格單元行列值為（I,J）則有I=y-ymin/dy

9、J=x-xmin/dx線的柵格化的算法（P82）（3）面的柵格化的算法：（P85）8、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換又稱為矢量化。分為基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法和柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法9、遙感與GIS數(shù)據(jù)的融合（1）遙感影像與數(shù)字線畫圖（DLG）的融合（2）遙感影像與數(shù)字地形模型（DEM）的融合（3）遙感影像與數(shù)字柵格圖（DRG）的融合10、不同格式數(shù)據(jù)的融合主要幾種方法：基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合、基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)融合、基于公共基礎(chǔ)接口的數(shù)據(jù)融合、基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合。11、空間數(shù)據(jù)的壓縮：即從空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)幾何中抽取一個子集,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。1

10、2、點的內(nèi)插：（1）分塊內(nèi)插法：線性內(nèi)插,雙線性多項式內(nèi)插法,二元樣條函數(shù)內(nèi)插法；（2）逐點內(nèi)插法：移動擬合法,加權(quán)平均法,克里金法；（3）整體內(nèi)插法：N次多項式擬合法。13、區(qū)域的內(nèi)插：疊置法,比重法。14、拓?fù)潢P(guān)系編輯功能包括多邊形連接編輯和節(jié)點連接編輯。第四章1、元數(shù)據(jù)：用于描述空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考和管理方式等特征的數(shù)據(jù)。2、空間數(shù)據(jù)庫主要是為GIS提供空間數(shù)據(jù)的存儲和管理方法?？臻g數(shù)據(jù)的存儲和管理方法通常由兩種方式：空間數(shù)據(jù)文件存儲管理和空間數(shù)據(jù)庫存儲和管理。3、空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程和步驟：需求分析（地理現(xiàn)象和過程）一概念設(shè)計（數(shù)據(jù)庫的概念模型）一邏輯設(shè)計（數(shù)據(jù)庫的

11、邏輯模型）一物理設(shè)計（數(shù)據(jù)庫的存儲模型）一空間數(shù)據(jù)庫4、空間數(shù)據(jù)查詢：空間關(guān)系查詢類型，屬性數(shù)據(jù)查詢，空間屬性聯(lián)合查詢，空間查詢語言。5、概念模型有語義數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο竽Ｐ?、空間數(shù)據(jù)庫索引就是依據(jù)空間實體的位置和形狀或空間實體之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括空間實體的概略信息，如標(biāo)識碼、最小外接矩形以及存儲地址。7、空間數(shù)據(jù)庫索引：范圍索引，格網(wǎng)空間索引，四叉樹空間索引。第五章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、空間演變等信息。2、DTM:地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述，地形表面形態(tài)的屬性信息一般包含高程、坡度、坡向等。DEM：是各種地球科學(xué)分析、工程設(shè)計和輔助決策的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。TIN：不規(guī)則三角網(wǎng)的縮寫，根據(jù)區(qū)域的有限個點集將區(qū)域劃分為相等的三角面網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字高程由連續(xù)的三角面組成，三角面的形狀和大小取決于不規(guī)則分布的測點的密度和位置，能夠避免地形平坦時的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點表示數(shù)字高程特征。3、空間分析的方法：數(shù)字地形模型分析，空間疊合分析，空間鄰近