地理信息系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用講義

1、第1節(jié) GIS基本概念1、數(shù)據(jù)與信息（data and information）1.1 數(shù)據(jù)與信息的定義數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)，是未經(jīng)加工的原材料；數(shù)據(jù)是通過(guò)數(shù)字化記錄下來(lái)可以被鑒別的符號(hào)，不僅數(shù)字是數(shù)據(jù)，而且文 字、符號(hào)、圖像也是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)本身并沒(méi)有意義。信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容，是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋、運(yùn)用與解算。數(shù)據(jù)只有經(jīng)過(guò)解釋才有意義，才成為信息。就本質(zhì)而言，數(shù)據(jù)是客觀對(duì)象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義。1.2 數(shù)據(jù)處理一一從數(shù)據(jù)中獲取信息的重要環(huán)節(jié)所謂數(shù)據(jù)處理，是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、篩選、排序、歸并、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、檢索、計(jì)算，以及分析、模擬和預(yù)測(cè)等等操作。數(shù)據(jù)處理的目的：（1）轉(zhuǎn)換成便于處理和應(yīng)用的形式；（

2、2）加工成對(duì)正確管理和決策有用的數(shù)據(jù)；（3）便于存儲(chǔ)以供不斷使用。1.3 信息的特點(diǎn)A-客觀性一一信息與客觀事實(shí)緊密相關(guān)，是信息正確性和精確度的保證；B、適用性一一信息對(duì)決策是十分重要的；C、傳輸性一一信息可以在信息發(fā)送者和接收者之間傳輸；D、共享性一一信息可被多個(gè)用戶(hù)共享，而其本身并無(wú)損失（信息與實(shí)物的不同）。2、地理信息與地理信息系統(tǒng)2.1 地理信息 概念：地理信息指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù) 字、文字、圖像、圖形等的總稱(chēng)。特征一一區(qū)域性、多層次和動(dòng)態(tài)變化的特征：A:地理信息屬空間信息一一位置的識(shí)別與數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系B:具多維結(jié)構(gòu)一一在二維空間的

3、基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)題的第三維的信息結(jié)構(gòu)C:時(shí)序特征十分明顯2.2 地理信息系統(tǒng)Britain: geographical information system Germany: geo-information system Canada & Australia: land information system China: resources and environment information system對(duì)地理信息系統(tǒng)的定義，或強(qiáng)調(diào)其技術(shù)內(nèi)涵，或強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用功能美國(guó)聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)（FICCDC）的定義：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)支持空間數(shù)

4、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(wèn)題。作業(yè)：1、數(shù)據(jù)和信息有何區(qū)別？2、地理信息的概念和特點(diǎn) 3、地理信息系統(tǒng)的概念第2節(jié)GIS的構(gòu)成與功能一、GIS的構(gòu)成包括5個(gè)主要部分：系統(tǒng)硬件；系統(tǒng)軟件；空間數(shù)據(jù)；應(yīng)用人員；應(yīng)用模型。1、系統(tǒng)硬件地理信息系統(tǒng)的物質(zhì)外殼1.1 地理信息系統(tǒng)主機(jī) Unix與NT兩大類(lèi)型1.2 外部設(shè)備 輸入設(shè)備：數(shù)字化儀，掃描儀， CD, RS, GPS等輸出設(shè)備：繪圖儀，打印機(jī)等1.3 地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計(jì)算機(jī)通信線(xiàn)路設(shè)計(jì)成為地理信息系統(tǒng)硬件環(huán)境的重要組成部分2-系統(tǒng)軟件一一地理信息系統(tǒng)的核心按功能分為：地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)軟件、數(shù)

5、據(jù)庫(kù)軟件和系統(tǒng)管理軟件。2.1 地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)軟件一一處理地理信息包括6大核心模塊：數(shù)據(jù)輸入和編輯空間數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)處理和分析數(shù)據(jù)輸出用戶(hù)界面系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)能力2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件專(zhuān)門(mén)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)2.3 系統(tǒng)管理軟件計(jì)算機(jī)操作軟件：DOS、Windows、UNIX 關(guān)系到地理信息系統(tǒng)軟件和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言使用的有效性3-空間數(shù)據(jù)一一地理信息系統(tǒng)的操作對(duì)象空間數(shù)據(jù)對(duì)地理實(shí)體的數(shù)據(jù)表達(dá)形式，而地理實(shí)體具有空間特征、屬性特征、時(shí)間特征和點(diǎn)、線(xiàn)、面三種形式，空間數(shù)據(jù)一般有矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)兩種形式。4-應(yīng)用人員一一地理信息系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵包括系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和地理信息系統(tǒng)的最終用戶(hù)，應(yīng)用人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)

6、是地理信息系統(tǒng)工程及應(yīng)用成敗的關(guān)鍵5-應(yīng)用模型一一地理信息系統(tǒng)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)連接的紐帶應(yīng)用模型構(gòu)建的一般過(guò)程：明確求解問(wèn)題的基本流程一一構(gòu)建模型邏輯結(jié)構(gòu)圖一一確定GIS空間操作項(xiàng)目和空間分析方法一一模型的驗(yàn)證、修改和輸出二、GIS的基本功能包括基本功能和應(yīng)用功能1、基本功能1.1 數(shù)據(jù)采集與編輯theme, layer1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理一一數(shù)據(jù)庫(kù)1.3 數(shù)據(jù)處理與變換 數(shù)據(jù)變換：由一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)重構(gòu)：由一種幾何形態(tài)到另一種幾何形態(tài)數(shù)據(jù)抽?。簭娜阶蛹奶崛?.4 空間分析和統(tǒng)計(jì)拓?fù)浏B合：不同圖層疊合一一便于多條件查詢(xún)緩沖區(qū)建立：確定不同要素的空間接近度或鄰近性數(shù)字地形分析：

7、功能模塊空間集合分析1.5 產(chǎn)品制作與顯示以地圖圖形的形式輸出1.6 二次開(kāi)發(fā)與編程2、應(yīng)用功能2.1資源管理地一清查、管理、分析 2.2區(qū)域規(guī)劃數(shù)一高度綜合性2.3國(guó)土監(jiān)測(cè)數(shù)一與RS結(jié)合森林火災(zāi)、洪水、土地利用的動(dòng)態(tài)變化、環(huán)境評(píng)估2.4輔助決策作業(yè)：1、簡(jiǎn)述地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成2、地理信息系統(tǒng)的功能是什么第3節(jié)從地圖到GIS1、地圖是人類(lèi)認(rèn)識(shí)客觀世界、傳遞時(shí)空信息的重要方式1.1 地圖的基本特征和定義1.1.1 地圖的基本特征無(wú)論從傳統(tǒng)的還是現(xiàn)代的觀點(diǎn)，地圖所具有的基本特征，都可以概括為4個(gè)方面：數(shù)學(xué)法則、地圖概括、符號(hào)系統(tǒng)、地理信息的載體。(1)地圖必須遵循一定的數(shù)學(xué)法則比例尺 一一地圖

8、投影 一一坐標(biāo)系統(tǒng)(2)地圖必須經(jīng)過(guò)科學(xué)概括經(jīng)過(guò)分類(lèi)、簡(jiǎn)化、夸張和符號(hào)化，從地理信息形成地圖信息的過(guò)程，就是地圖概括。地圖概括反映了人們對(duì)所選取的地理信息內(nèi)在的、本質(zhì)的特征及聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。(3)地圖具有完整的符號(hào)系統(tǒng)符號(hào)可以是圖形，也可以是文字注記和數(shù)字。(4)地圖是地理信息的載體容納和儲(chǔ)存大量的信息。地圖的形式多樣。1.1.2 地圖的定義地圖是遵循一定的數(shù)學(xué)法則，將客體(一般指地球，或其他星球)上的地理信息，通過(guò)科學(xué)概括，并運(yùn)用符號(hào)系統(tǒng)表 示在一定載體上的圖形，以傳遞它們的數(shù)量和質(zhì)量在時(shí)間與空間上的分布規(guī)律和發(fā)展變化。1.2 地圖的構(gòu)成要素(1)圖形要素是地圖所表示內(nèi)容的主體，主要表現(xiàn)為地圖符

9、號(hào)和各種注記。(2)數(shù)學(xué)要素是保證地圖具有可量性、可比性的基礎(chǔ)。主要包括地圖投影、比例尺、坐標(biāo)系統(tǒng)和控制點(diǎn)等。(3)輔助要素圖名、圖例、地圖編號(hào)，編制和出版本圖的單位、時(shí)間，主要編圖過(guò)程及參數(shù)。保證地圖的完整性，在地圖使用中不可缺少。(4)補(bǔ)充說(shuō)明以地圖、統(tǒng)計(jì)圖表、剖面圖、照片、文字等形式，對(duì)主要圖件在內(nèi)容和形式上進(jìn)行的補(bǔ)充?？筛鶕?jù)需要配置在主要圖面的適當(dāng)位置。1.3 地圖的簡(jiǎn)要制作過(guò)程1.3.1 實(shí)測(cè)成圖一直是測(cè)制大比例尺地圖最基本的方法。步驟：圖根控制測(cè)量 一一細(xì)部測(cè)量一一繪制成圖一一制印實(shí)測(cè)的方法可以分為地面和高空兩種。1.3.2 編繪成圖把實(shí)測(cè)所得的大比例尺地圖，根據(jù)需要，逐級(jí)縮小，編

10、制成各種較小比例尺的地圖。包括編輯準(zhǔn)備、編繪、清繪、制印四個(gè)步驟。1.4 地圖學(xué)的定義1.4.1 地圖的歷史悠久，但地圖學(xué)的形成較晚一一缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)進(jìn)入20世紀(jì)后，地圖學(xué)獨(dú)立的學(xué)科體系逐漸形成。到了 20世紀(jì)50年代前后，地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，特別是地圖投影有了較系統(tǒng)的論著，地圖學(xué)開(kāi)始迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代后，各種技術(shù)和理論向地圖學(xué)的滲透以及地圖應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，促進(jìn)了地圖學(xué)學(xué)科體系的豐富和完善。1.4.2 地圖學(xué)的定義是以地圖信息傳遞為中心的，探討地圖的理論實(shí)質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜合學(xué)科。1.4.3 地圖學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系2、GIS是具有更強(qiáng)大功能的電子地圖2.1 GIS以圖形的形式顯

11、示空間數(shù)據(jù)一一”電子地圖一一認(rèn)識(shí)地理環(huán)境的重要工具2.2 地圖是GIS空間數(shù)據(jù)的重要來(lái)源2.3 GIS的功能更強(qiáng)大一一分析功能2.4 GIS的使用更為便捷作業(yè)：? 1、什么是地圖？地圖的基本特征是什么？2、地圖的構(gòu)成要素有哪些？3、你認(rèn)為GIS在哪些方面比地圖能更好地滿(mǎn)足人們的需要？第4節(jié) 地理空間及其表達(dá)1、地理空間的概念地理空間上至大氣層電離層，下至地幔莫霍面，是生命過(guò)程活躍的場(chǎng)所，也是宇宙過(guò)程對(duì)地球影響最大的區(qū)域。一般包括地理空間地位框架及其所聯(lián)結(jié)的特征實(shí)體。地理空間定位框架即大地測(cè)量控制，由平民控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成。地球內(nèi)部圈層（1）地球內(nèi)部圈層的劃分依據(jù) 地震波 （2）地球內(nèi)部圈層

12、的劃分界面 不連續(xù)面不連續(xù)面地下深度波速變化莫霍界面33千米處（大陸部分）該向卜，巳S波速都明顯增加古登堡界面2900千米處在這里，F(xiàn)波速度突然下降，S波完全消失（3）劃分：以?xún)蓚€(gè)不連續(xù)面（莫霍界面、古登堡界面）將地球的內(nèi)部圈層分為地殼、地幔、地核三層。（4）巖石圈包括地殼和地幔頂部（軟流層以上） ，全部由巖石構(gòu)成，是構(gòu)成地貌、土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，提供各種礦產(chǎn)資源。巖石圈與其它三個(gè)外部圈層（大氣圈、水圈、生物圈）一起，構(gòu)成了人類(lèi)生存的地理環(huán)境。地球外部的四大圈層：大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈。（1）大氣圈的作用：提供生命活動(dòng)所需要的大氣，而且還是生物生存的保護(hù)層等，對(duì)人類(lèi)有重大作用。（2）大氣的垂

13、直分層各部分大氣層的基本特點(diǎn)：大氣層雖然有數(shù)千千米（一般認(rèn)為有20003000千米），但其質(zhì)量的3/4以上卻分布在離地面十幾千米的低層。依據(jù)各大氣層溫度（如圖5-1）、密度和運(yùn)動(dòng)狀況，我們可以將大氣層分成對(duì)流層、 平流層和高層大氣。（3）大氣層的基本特點(diǎn)見(jiàn)下表:垂直分層高度分布主耍特點(diǎn)原因?qū)α鲗拥途?718km氣溫隨高度增加而遞減，每上升 100米降低0.6。對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯 著？天個(gè)現(xiàn)象復(fù)雜多變熱量絕大部分來(lái)自地面，上 冷下熱，差異大，對(duì)流強(qiáng)； 水汽雜質(zhì)多、對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著中緯 1012 km高緯平流層對(duì)流層頂?shù)?0起初氣溫變化小，30千米以上氣 溫迅速上升i大氣以水平運(yùn)動(dòng)為 主g大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，

14、有利 高空飛行臭氧吸收紫外線(xiàn):上熱下冷水汽雜質(zhì)少、水平運(yùn)動(dòng)局層大氣對(duì)流層頂?shù)?0003000千米存在若干電離層，有皈射無(wú)淺電波，對(duì)無(wú)線(xiàn)電逋信有重要作用太陽(yáng)紫外線(xiàn)和宇宙射線(xiàn)作 用2、我國(guó)的大地測(cè)量控制（1）地理橢球的選擇一一采用1975國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的國(guó)際橢球（ICA-75國(guó)際橢球）5赤道半徑 a=6378140m極半徑 b=6356755.2881575287m地球扁率 f=(a-b)/a=1/298.257(2)原點(diǎn)西安原點(diǎn)，位于陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)? 大地原點(diǎn)，亦稱(chēng)大地基準(zhǔn)點(diǎn)，即國(guó)家水平控制網(wǎng)中推算大地坐標(biāo)的起標(biāo)點(diǎn)。大地原點(diǎn)是人為界定的一個(gè)點(diǎn)，利用它我們可以精確地知道自己的地理位置所在

15、，也因此所謂的GPS全球定位系統(tǒng)才有意義。是科學(xué)家們勘察計(jì)算了很久才確定了這個(gè)原點(diǎn)。自此中國(guó)任何一寸土地都可以用精確的大地坐標(biāo)標(biāo)示。上個(gè)世紀(jì)70年代，中國(guó)決定建立自己獨(dú)立的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)地考察、綜合分析，最后將我國(guó)的大地原點(diǎn)，確定在咸陽(yáng)市涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)石際寺村境內(nèi)，具體坐標(biāo)在：34° 32' 27.00" N,108° 55' 25.00 E。(3)大地坐標(biāo)高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)? 高斯一克呂格平面直角坐標(biāo)簡(jiǎn)稱(chēng)高斯坐標(biāo)(Gauss coordinate),是經(jīng)高斯投影后的地面點(diǎn)坐標(biāo)。地面點(diǎn)的x坐標(biāo)值，表征此地面點(diǎn)至赤道的距離，中國(guó)位于北半球，

16、X坐標(biāo)值均為正值，位于北半球”的"N也常省略；地面點(diǎn)的 丫坐標(biāo)值、表征此地面點(diǎn)至中央子午線(xiàn)的距離，當(dāng)?shù)孛纥c(diǎn)位于中央子午線(xiàn)以東時(shí)為正，位于以西時(shí)為負(fù)。通常將縱坐標(biāo)軸向西平移500千米，不僅可保證六度帶投影和三度帶投影后的丫坐標(biāo)值不出現(xiàn)負(fù)值，并可使其千米數(shù)是3位數(shù)，以便與前面所加的帶號(hào)區(qū)別開(kāi)。(4)高程控制一一1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，高于此前使用的黃?；?9mm? 通過(guò)對(duì)全國(guó)驗(yàn)潮站的調(diào)查分析，新中國(guó)建立初期確定采用青島大港驗(yàn)潮站的平均海水面作為我國(guó)高程起算面，并于1954年在青島觀象山上建立了國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)。1956年，以大港驗(yàn)潮站1950-1956年連續(xù)7年的驗(yàn)潮資料推求的平均海水面作高

17、程基準(zhǔn)面，采用1955年聯(lián)測(cè)成果，推算國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289米，稱(chēng)為1956年黃海高程系統(tǒng)”，在中國(guó)歷史上第一次統(tǒng)一了全國(guó)高程系統(tǒng)。1978-1983年，通過(guò)對(duì)沿海42個(gè)驗(yàn)潮站進(jìn)行全面勘察和歷年驗(yàn)潮資料的分析計(jì)算，最終采用青島大港驗(yàn)潮站19521979年間的驗(yàn)潮資料，取19年的資料為一組，滑動(dòng)步長(zhǎng)為一年，得到10組以19年為一個(gè)周期的平均海面，然后取平均值作為全國(guó)高程基準(zhǔn)面，求得青島國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)的 高程為72.260米，科學(xué)準(zhǔn)確地確定了“19851家高程基準(zhǔn)“19851家高程基準(zhǔn)”于1987年啟用3、空間實(shí)體的表達(dá)3.1 地理空間特征實(shí)體指具有形狀、屬性和時(shí)序特征的空間對(duì)象或地理實(shí)體

18、。包括點(diǎn)、線(xiàn)、面、曲面和體，它們構(gòu)成地球圈層間復(fù)雜的地理 綜合體。3.2 特征實(shí)體的數(shù)據(jù)表達(dá)一一便于計(jì)算機(jī)識(shí)別和處理空間點(diǎn)是地理空間特征實(shí)體的基本元素矢量表示法：采用一個(gè)沒(méi)有大小、有精確位置的點(diǎn)來(lái)表示基本點(diǎn)元素柵格表示法：采用一個(gè)由固定大小、無(wú)精確位置的點(diǎn)來(lái)表達(dá)基本點(diǎn)元素 作業(yè)：1、什么是地理空間？2、什么是地理空間特征實(shí)體？3、簡(jiǎn)要說(shuō)明我國(guó)的地理空間定位框架。第5節(jié)地理空間數(shù)據(jù)及其特征1、GIS空間數(shù)據(jù)的分類(lèi)1.1 根據(jù)數(shù)據(jù)的來(lái)源地圖數(shù)據(jù)一一空間關(guān)系直觀、實(shí)體的類(lèi)別或?qū)傩郧逦?、?shí)測(cè)地圖定位精度高影像數(shù)據(jù)一一遙感；文本數(shù)據(jù)一一調(diào)查報(bào)告、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、解譯信息等矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)1.3 根據(jù)

19、數(shù)據(jù)特征? 空間定位數(shù)據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)非空間屬性數(shù)據(jù)名稱(chēng)、種類(lèi)、質(zhì)量、數(shù)量等1.4 根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)布形式? 數(shù)字線(xiàn)劃圖（DLG）數(shù)據(jù) 數(shù)字柵格圖（DRG）數(shù)據(jù) 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù) 數(shù)字正射影像（DOM ）數(shù)據(jù)2、空間數(shù)據(jù)的基本特征2.1 空間特征 空間位置一一定位數(shù)據(jù) 空間關(guān)系一一拓?fù)鋽?shù)據(jù)2.2 屬性特征地理現(xiàn)象和過(guò)程所具有的專(zhuān)屬性質(zhì)一一屬性數(shù)據(jù)2.3 時(shí)間特征隨時(shí)間變化的情況 一一時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)3、空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系3.1 拓?fù)潢P(guān)系的類(lèi)型A、拓?fù)溧徑樱捍嬖谟诳臻g圖形的同類(lèi)元素之間的拓?fù)潢P(guān)系節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)；弧段與弧段；多邊形與多邊形B、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：存在于空間圖形的不同元素之間的拓?fù)潢P(guān)系節(jié)點(diǎn)與弧段；節(jié)點(diǎn)與多邊

20、形；弧段與節(jié)點(diǎn)；弧段與多邊形；多邊形與節(jié)點(diǎn)；多邊形與弧段C、拓?fù)浒捍嬖谟诳臻g圖形的同類(lèi)，但不同級(jí)的元素之間的拓?fù)潢P(guān)系，有簡(jiǎn)單包含、多層包含、等價(jià)包含三種?？臻g圖形的三類(lèi)基本要素節(jié)點(diǎn)一一弧段與弧段的交點(diǎn)弧段一一節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)多邊形一一弧段首尾相連而成的閉合圖形3.2 空間拓?fù)潢P(guān)系的意義根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或者計(jì)算距離，就可以確定一種地理實(shí)體相對(duì)于另一種地理實(shí)體的空間位置關(guān)系。利用拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)有利于空間要素的查詢(xún)。以拓?fù)鋽?shù)據(jù)為工具，重建地理實(shí)體。4、空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)表示數(shù)據(jù)結(jié)木GIS的核心技術(shù)組織和建立起空間數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和操作，成為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4.1 空間分幅4.2屬

21、性分層 4.3時(shí)間分段作業(yè)：1、空間數(shù)據(jù)分為哪些類(lèi)型？2、空間數(shù)據(jù)的基本特征是什么？3、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及其對(duì)GIS數(shù)據(jù)處理和空間分析的意義。4、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)表示的基本方法第6節(jié)GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的作用一一空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方法通常有兩種：空間數(shù)據(jù)文件和空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)為GIS提供空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方法空間數(shù)據(jù)庫(kù)是地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)場(chǎng)所。在一個(gè)項(xiàng)目的工作過(guò)程中，空間數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)揮著核心作用，表現(xiàn)在：用戶(hù)在決策過(guò)程中，通過(guò)訪問(wèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)獲得空間 數(shù)據(jù)，在決策過(guò)程完成后再將決策結(jié)果存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫(kù)中7空間數(shù)據(jù)庫(kù)的布局和存取能力對(duì)GIS功能的實(shí)現(xiàn)和工作的

22、效率影響極大。2、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一一簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)(Database, DB)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(Database Management System DBMS)和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)(DBUS)三個(gè)組成部分。DB :是按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DBMS :提供數(shù)據(jù)庫(kù)建立、使用和管理工具的軟件系統(tǒng)。DBUS:具有DB訪問(wèn)功能的應(yīng)用軟件，它提供給用戶(hù)一個(gè)訪問(wèn)和操作特定DB的用戶(hù)界面。2.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也是由上述三部分組成?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)指的是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列 特定結(jié)構(gòu)的文件的形

23、式組織在存儲(chǔ)介質(zhì)之上的?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)使之能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義和邏輯上的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢(xún) 檢索功能，以及能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是由地理信息系統(tǒng)的空間分析模型和應(yīng)用模型組成的軟件系統(tǒng)，通過(guò)它不但可以全面地管理空間 數(shù)據(jù)，還可以運(yùn)用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是建立在常規(guī)的DBMS的之上的。它除了要完成常規(guī) DBMS所必備的功能之外，還需要提供特定的針對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理功能?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法有二：A、直接對(duì)常規(guī)DBMS進(jìn)行功能擴(kuò)展，加入一定數(shù)量的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能。B、在常規(guī)DBMS

24、之上添加一層 SDE (spatial database engine,以獲得常規(guī)DBMS功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理功能。3、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，其實(shí)質(zhì)是將地理空間客體以一定的組織形式在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中加以表達(dá)的過(guò)程，也就是地理信息系 統(tǒng)中空間客體數(shù)據(jù)的模型化問(wèn)題。3.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程概念模型包括對(duì)地理現(xiàn)象和過(guò)程等客體的特征描述、關(guān)系分析和過(guò)程模擬等內(nèi)容。這些內(nèi)容往往被抽象、概括為數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)模型的建立及專(zhuān)業(yè)應(yīng)用模型的構(gòu)建等內(nèi)容。地理空間是一個(gè)三維空間，其空間特性表現(xiàn)為四個(gè)最基本的客體類(lèi)型，即點(diǎn)、線(xiàn)、面和體。相互之間存在內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)成上屬于不同層次，隨維數(shù)、視角、比

25、例尺的變化而相互轉(zhuǎn)化?？臻g客體的聯(lián)系包括空間聯(lián)系、時(shí)間聯(lián)系和屬性聯(lián)系。3.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)目的：揭示空間客體的本質(zhì)特征，并對(duì)其進(jìn)行抽象化，使之轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受和處理的數(shù)據(jù)形式?？臻g數(shù)據(jù)模型是衡量 GIS功能與優(yōu)劣的主要因素之一。3.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則、步驟和技術(shù)方法原則：A-節(jié)省存儲(chǔ)空間一一減少冗余B、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C、高效查詢(xún)D、反映空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性E、應(yīng)用適應(yīng)性技術(shù)：A-數(shù)據(jù)分析技術(shù)一一分析用戶(hù)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義B-技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)一一將數(shù)據(jù)分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)步驟：4、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)與維護(hù)4.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)根據(jù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，就可以在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建起實(shí)

26、際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，裝入空間數(shù)據(jù)，并測(cè) 試和運(yùn)行，這個(gè)過(guò)程就是空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。包括：A、建立實(shí)際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)B、裝入試驗(yàn)性空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)試C、裝入實(shí)際的空間數(shù)據(jù)（加載），建立起實(shí)際運(yùn)行的空間數(shù)據(jù)庫(kù)其它設(shè)計(jì)的工作包括加強(qiáng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性控制，以及保證一致性、可恢復(fù)性等，總之是以犧牲數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn) 行效率為代價(jià)的A、再組織設(shè)計(jì)B、故障恢復(fù)方案設(shè)計(jì)C、安全性考慮D、事務(wù)控制4.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)A、維護(hù)安全性與完整性：需要及時(shí)調(diào)整授權(quán)和密碼，轉(zhuǎn)儲(chǔ)及恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)B、監(jiān)測(cè)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能：分析評(píng)估存儲(chǔ)空間和相應(yīng)時(shí)間，必要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織C、增加新的功能：對(duì)現(xiàn)有功能按用戶(hù)

27、需求進(jìn)行擴(kuò)充D、修改錯(cuò)誤：包括程序和數(shù)據(jù)作業(yè)：1、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)庫(kù)的作用2、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成3、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則與步驟4、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程5、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)主要進(jìn)行哪些方面的工作？第7節(jié)空間數(shù)據(jù)的查詢(xún)1、空間數(shù)據(jù)查詢(xún)的概念與分類(lèi)1.1 空間數(shù)據(jù)查詢(xún)的概念? 空間數(shù)據(jù)的查詢(xún)就是從數(shù)據(jù)庫(kù)中找出所有滿(mǎn)足用戶(hù)條件的地理對(duì)象的過(guò)程?？臻g數(shù)據(jù)的查詢(xún)是空間數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能之一條件有兩種：空間約束條件和屬性約束條件1.2 空間數(shù)據(jù)查詢(xún)的分類(lèi)根據(jù)查詢(xún)所依據(jù)的條件的不同，可分為三類(lèi)：空間關(guān)系查詢(xún)屬性數(shù)據(jù)查詢(xún)空間、屬性聯(lián)合查詢(xún) 2、空間關(guān)系查詢(xún)的類(lèi)型空間關(guān)系查詢(xún)主要是依據(jù)空

28、間實(shí)體間的拓?fù)?、順序、距離、方位等關(guān)系進(jìn)行要素的查詢(xún)。由于空間實(shí)體可以抽象為點(diǎn)、線(xiàn)、面三種最基本的類(lèi)型，空間關(guān)系查詢(xún)可以分為以下9種類(lèi)型。2.1 點(diǎn)-點(diǎn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)點(diǎn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的其他點(diǎn)實(shí)體：距離北京500Km內(nèi)的城市；距拉薩100Km內(nèi)的村鎮(zhèn)2.2 點(diǎn)-線(xiàn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)點(diǎn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的線(xiàn)實(shí)體：2.3 點(diǎn)-面查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)點(diǎn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的面實(shí)體：2.4 線(xiàn)-點(diǎn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)線(xiàn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的點(diǎn)實(shí)體2.5 線(xiàn)-線(xiàn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)線(xiàn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的其他線(xiàn)實(shí)體：2.6 線(xiàn)-面查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)線(xiàn)實(shí)體一定范圍內(nèi)的面實(shí)體：2.7 面-點(diǎn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)面實(shí)體一定范圍內(nèi)的點(diǎn)實(shí)體：2.8 面-

29、線(xiàn)查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)面實(shí)體一定范圍內(nèi)的線(xiàn)實(shí)體：2.9面-面查詢(xún)查詢(xún)距離某個(gè)面實(shí)體一定范圍內(nèi)的其他面實(shí)體：3、屬性數(shù)據(jù)查詢(xún)10查詢(xún)滿(mǎn)足給定屬性條件的要素結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言用名字查詢(xún)國(guó)家；查詢(xún)滿(mǎn)足人口條件的國(guó)家4、空間、屬性聯(lián)合查詢(xún)查詢(xún)條件中既有空間位置條件、又有屬性條件一般可以分步驟實(shí)現(xiàn)先按一種條件進(jìn)行查詢(xún)，再在查詢(xún)結(jié)果中用另一種條件進(jìn)行查詢(xún)5、空間查詢(xún)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言（SQL, structural query language）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（表格）查詢(xún)語(yǔ)言MapInfo作業(yè)：1、什么是空間數(shù)據(jù)的查詢(xún)？空間數(shù)據(jù)的查詢(xún)分為哪幾類(lèi)2、舉例說(shuō)明點(diǎn)-線(xiàn)查詢(xún)、線(xiàn)-面查詢(xún)、面-點(diǎn)查詢(xún)3、舉例說(shuō)明屬性數(shù)據(jù)查詢(xún)和空

30、間、屬性聯(lián)合查詢(xún)。第9節(jié)數(shù)字地面模型分析1、數(shù)字地面模型（DTM ）數(shù)字地面模型是定義于二維區(qū)域上的一個(gè)有限項(xiàng)的向量序列，它以離散分布的平面點(diǎn)來(lái)模擬連續(xù)分布的地形。DTM=Z i,ji=1 , 2, 3,，m；j=1, 2, 3,，n； Z為地面屬性數(shù)據(jù)當(dāng)屬性為海拔高程時(shí)，DTM即為DEM2、地形因子2.1 坡度 slop 0°, 900坡度可簡(jiǎn)單地理解為坡面與水平面夾角的度量坡度可用百分比表示坡度分級(jí)表示法：坡度范圍坡度等級(jí)0%10%I級(jí)11%-20%II級(jí)21% 50%III級(jí)51% 100%IV級(jí)2.2 坡向 aspect坡向可簡(jiǎn)單地理解為坡面的朝向坡向綜合表9坡向坡向合并代碼

31、平緩坡平緩坡10SWS陽(yáng)坡2-無(wú)/2, 0ES0,無(wú)3/2無(wú)W半陽(yáng)坡3無(wú)/2E冗N小3/2可WN陰坡4Tt/2 ,兀EN。為與正北方向的夾角2.3 曲面面積2.4 地表糙度是放映地表的起伏變化與侵蝕程度的指標(biāo)，一般定義為地表單元的曲面面積與投影面積之比。3、地表形態(tài)的自動(dòng)分類(lèi)在DEM數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行地形的自動(dòng)分類(lèi)，首先根據(jù)區(qū)域的地形特點(diǎn)，擬定地形分類(lèi)決策表，然后按照自動(dòng)提取地形類(lèi)型信息的過(guò)程，便可獲得區(qū)域的地形類(lèi)型分類(lèi)系統(tǒng)，并輸出地形類(lèi)型圖。4、地學(xué)剖面的繪制和分析研究地學(xué)剖面，可以以線(xiàn)代面，概括研究區(qū)域的地勢(shì)、地質(zhì)和水文特征，包括區(qū)域內(nèi)的地貌形態(tài)、輪廓形態(tài)、絕對(duì)與相對(duì)高度、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡

32、特征、地表切割強(qiáng)度和侵蝕因素等。地理剖面的自動(dòng)繪制和表示，是區(qū)域柵格數(shù)據(jù)的應(yīng)用內(nèi)容之一， 是地理信息系統(tǒng)分析工具的組成部分，它為區(qū)域地理數(shù)據(jù)的處理和立地條件的分析，提供了一種有效的手段。5、arcview軟件中DEM分析的方法1）新建view; 2）在file菜單下選擇 extension,在列表中選擇 spatial analyst;2.5 Add theme 4）在對(duì)話(huà)框中的 data source中選擇grid data source,在目錄下選擇要使用的 DEM 數(shù)據(jù)；5）在analysis菜單下選擇derive slope,將會(huì)生成坡度圖；6）在analysis菜單下選擇derive

33、 aspect,將會(huì)生成坡向圖;7）觀察坡度圖和坡向圖，了解工作區(qū)域地形的變化8）生成等高線(xiàn)圖contour,并疊置于坡度圖或坡向圖之上，了解工作區(qū)域地形的變化9）生成新圖層slope<10&aspect為陽(yáng)坡 10）練習(xí)課堂作業(yè)：1、在arcview軟件上練習(xí)并掌握 DEg析的方法2、簡(jiǎn)要說(shuō)明DTM的概念 3、簡(jiǎn)要說(shuō)明坡度、坡向的概念與表示方法第10節(jié)空間疊合分析1、空間疊合分析的概念與分類(lèi)1.1 概念空間疊合分析（spatial overlay analysis）是指在統(tǒng)一參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對(duì)象的土層進(jìn)行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征（空間合成疊合），

34、或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系（空間統(tǒng)計(jì)疊合）。1.2 分類(lèi)根據(jù)疊合對(duì)象圖形特征的不同，可分為三種：點(diǎn)與多變形疊合 point-in-polygon overlay線(xiàn)與多變形疊合 line-in-polygon overlay多變形與多變形疊合 polygon-on-polygon overlay(1)點(diǎn)與多邊形的疊合點(diǎn)與多邊形的疊合是確定一圖層上的點(diǎn)落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每個(gè)點(diǎn)建立新的屬性。鉛垂線(xiàn)算法(2)線(xiàn)與多變形疊合線(xiàn)與多邊形的疊合是確定一圖層上的弧段落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每條弧段建立新的屬性。(3)多邊形與多邊形疊合具有廣泛的應(yīng)用，是空間疊合分析的

35、主要類(lèi)型。A、union進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為保留原來(lái)兩個(gè)輸入圖層的所有多邊形。B、intersect進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為保留原來(lái)兩個(gè)輸入圖層的共同多邊形。C、identity進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為保留以其中一輸入圖層為控制邊界之內(nèi)的所有多邊形。D、erase進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為保留以其中一輸入圖層為控制邊界之外的所有多邊形。E、update進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為一個(gè)經(jīng)刪除處理后的圖層與一個(gè)新特征圖層進(jìn)行合并后的結(jié)果。F、clip進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為按一個(gè)圖層的邊界，對(duì)另一個(gè)圖層的內(nèi)容要素進(jìn)行截取后的結(jié)果。2、基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析兩個(gè)圖層的要素均為矢量數(shù)據(jù)一一數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量比

36、較少，運(yùn)算過(guò)程比較復(fù)雜。3、基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析兩個(gè)圖層的要素均為柵格數(shù)據(jù)一一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量比較大，運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單。4、arcview軟件中空間疊合分析的方法4.1geoprocessing 模塊的應(yīng)用4.2map calculator 的應(yīng)用課堂作業(yè)：1、在arcview軟件上練習(xí)并掌握空間疊合分析的方法2、簡(jiǎn)要說(shuō)明空間疊合分析的概念第11節(jié)空間緩沖區(qū)分析1、空間緩沖區(qū)分析的模型1.1 概念空間緩沖區(qū)分析(spatial buffer analysis )是指根據(jù)分析對(duì)象的點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體，自動(dòng)建立它們周?chē)欢ň嚯x的帶狀區(qū)，用以識(shí)別這些實(shí)體或主體對(duì)鄰近對(duì)象的輻射范圍或影響度，以便為某項(xiàng)分析或決

37、策提供依據(jù)。1.2 問(wèn)題的三類(lèi)因素A、主體：分析的主要目標(biāo)，一般分點(diǎn)、線(xiàn)、面源三種類(lèi)型。B、鄰近對(duì)象：表示受主體影響的客體。C、作用條件：表示主體對(duì)鄰近對(duì)象施加作用的影響條件或強(qiáng)度。1.3 根據(jù)主體對(duì)鄰近作用性質(zhì)的不同，可采用三種不同的分析模型A、線(xiàn)性模型當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度(Fi)隨距離(G的增大而呈線(xiàn)性形式衰減時(shí)Fi=fo(1-ri)=di/do 0<=ri<=1B、二次模型當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度（Fi）隨距離（U）的增大而呈二次形式衰減時(shí)一 ，、2公，F(xiàn) i=fo（1-ri） n=di/d 0 0<=門(mén)<=1C、指數(shù)模型當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度（Fi）隨距離

38、（ri）的增大而呈指數(shù)形式衰減時(shí)_ _ （1-ri）一一 一Fi=fori=di/do 0<=門(mén)<=12、空間緩沖區(qū)分析的方法教材例題I、計(jì)算道路的綜合規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)f0用最大值標(biāo)準(zhǔn)化法II、計(jì)算道路的最大影響距離d0d0=S/2LIII、實(shí)施緩沖區(qū)操作兩種路徑3、在建立或分析緩沖區(qū)時(shí)，應(yīng)主注意的問(wèn)題3.1 當(dāng)緩沖區(qū)發(fā)生重疊時(shí)的處理多個(gè)特征緩沖區(qū)之間的重疊同一特征緩沖區(qū)圖形的重疊3.2 當(dāng)對(duì)特征規(guī)定不同緩沖區(qū)寬度時(shí)的處理根據(jù)特征的屬性確定不同的緩沖區(qū)寬度3.3 復(fù)雜圖形對(duì)緩沖區(qū)和非緩沖區(qū)進(jìn)行標(biāo)示處理3.4 當(dāng)需要對(duì)緩沖區(qū)圖形與原輸入圖形作比較分析時(shí)的處理利用地理信息系統(tǒng)的制圖功能

39、作業(yè)1、什么是空間緩沖區(qū)分析？2、說(shuō)明空間緩沖區(qū)分析的模型。3、在arcview軟件上練習(xí)并掌握空間緩沖區(qū)分析的方法第12節(jié) 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用模型1、GIS應(yīng)用模型概述1.1 概念GIS的應(yīng)用模型，就是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問(wèn)題，借助于 GIS自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使觀念世界中形成的概念模型，具體化為 信息世界中可操作的機(jī)理和過(guò)程。1.2 GIS應(yīng)用模型的作用用一定程度的簡(jiǎn)化和抽象，通過(guò)邏輯的演繹，去把握地理系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系、本質(zhì)特征及可視化顯示。1.3 分類(lèi)A、根據(jù)所表述的空間對(duì)象的不同，可分為：理論模型（數(shù)學(xué)模型）一一數(shù)學(xué)表達(dá)式一一地表徑流模型經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵灰换跀?shù)理統(tǒng)計(jì)方法和大量觀察實(shí)驗(yàn)一一

40、水土流失模型 混合模型一一基于原理和經(jīng)驗(yàn)一一位置選擇模型、資源分配模型B、根據(jù)研究對(duì)象的瞬時(shí)狀態(tài)和發(fā)展過(guò)程，可分為靜態(tài)模型：地理現(xiàn)象及要素相互作用的格局半靜態(tài)模型：評(píng)價(jià)應(yīng)用目標(biāo)的變化影響動(dòng)態(tài)模型：預(yù)測(cè)研究目標(biāo)的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變及趨勢(shì)2、GIS應(yīng)用模型的構(gòu)建2.1 求解問(wèn)題的過(guò)程目的導(dǎo)向(goal-driven)分析 數(shù)據(jù)導(dǎo)向(data-driven)分析2.2 三種構(gòu)建GIS應(yīng)用模型的途徑A、GIS環(huán)境內(nèi)的模型建造利用GIS軟件的宏語(yǔ)言能充分利用GIS軟件本身的資源，建造和開(kāi)發(fā)的效率高B、GIS外部的模型建造基于GIS的SDB和輸出功能，而模型分析功能主要利用其他領(lǐng)域的軟件運(yùn)行效率受影響，但實(shí)現(xiàn)了

41、軟件的嫁接，具有廣泛的適用性C、混合模型建造A、B的結(jié)合盡可能利用GIS提供的功能，最大限度地減少用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的壓力，又不失具有外部建模法的靈活效果3、適宜性分析模型適宜性分析：指土地針對(duì)某種特定開(kāi)發(fā)活動(dòng)的分析建立適宜性分析模型的過(guò)程：首先，確定具體的開(kāi)發(fā)活動(dòng)；其次，選擇其影響因子；然后，評(píng)判各因子對(duì)該開(kāi)發(fā)活動(dòng)的適宜程度，以作為土地利用規(guī)劃決策的依據(jù)。4、發(fā)展預(yù)測(cè)模型4.1 概念是運(yùn)用已有的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)提供的手段，對(duì)事物進(jìn)行科學(xué)的數(shù)量分析，探索某一事物在今后的可能發(fā)展趨勢(shì)，并作出評(píng)價(jià)和估計(jì)，以調(diào)節(jié)、控制計(jì)劃或行動(dòng)。4.2 預(yù)測(cè)方法通常分為定性、定量、定時(shí)和概率預(yù)測(cè)。在信息系統(tǒng)中，一般采用定量

42、預(yù)測(cè)方法。4.3 人口預(yù)測(cè)模型Pt=Poe(r-u)Pt第t年人口數(shù) P0基年人口數(shù)r人口出生率u人口死亡率t 時(shí)間(年份)作業(yè)1、簡(jiǎn)要說(shuō)明地理信息系統(tǒng)應(yīng)用模型的概念與分類(lèi)？2、說(shuō)明地理信息系統(tǒng)應(yīng)用模型構(gòu)件的方法。3、什么叫適宜性分析？適宜性分析的一般過(guò)程是什么？4、什么叫發(fā)展預(yù)測(cè)？預(yù)測(cè)的方法有哪些？第13節(jié) 地理信息的標(biāo)準(zhǔn)化1、地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容1.1 統(tǒng)一的名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵測(cè)繪基本術(shù)語(yǔ)、攝影測(cè)量與遙感術(shù)語(yǔ)、地圖制圖術(shù)語(yǔ)等1.2 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采用原則各級(jí)統(tǒng)計(jì)部門(mén)的數(shù)據(jù)為最基本的數(shù)據(jù)，當(dāng)其他部門(mén)提供的數(shù)據(jù)與它有矛盾時(shí)，以統(tǒng)計(jì)部門(mén)為準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)部門(mén)未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)，以各地最直接的業(yè)務(wù)部門(mén)提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)采集

43、數(shù)據(jù)應(yīng)具有權(quán)威性、科學(xué)性、現(xiàn)勢(shì)性等1.3 統(tǒng)一的空間定位框架統(tǒng)一的空間定位框架是為各種數(shù)據(jù)信息的輸入、輸出和匹配處理提供共同的地理坐標(biāo)基礎(chǔ)。地理坐標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)、投影坐標(biāo)一一當(dāng)數(shù)據(jù)來(lái)源不同時(shí)，必須將它們統(tǒng)一到三種坐標(biāo)之一的基礎(chǔ)上來(lái)。我國(guó)GIS所配置的投影應(yīng)與國(guó)家基本圖系列所采用的投影相一致：1: 10000地一1: 500000圖幅一一高斯-克呂格投影1: 1000000及更小圖幅一一等角圓錐投影高斯-克呂格投影在每一幅圖范圍內(nèi)可看成無(wú)角度變形1.4 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分類(lèi)的目的一一為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、編碼、檢索等的需要分類(lèi)體系劃分是否合理，直接影響到GIS數(shù)據(jù)的組織，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的連接、傳輸和共享

44、，以及 GIS產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)建立的一項(xiàng)極為重要的基礎(chǔ)工作。我國(guó)信息分類(lèi)體系采用宏觀的全國(guó)分類(lèi)系統(tǒng)與詳細(xì)的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)之間相遞歸的分類(lèi)方案一一低一級(jí)的分類(lèi)系統(tǒng)必須能歸并和綜合到高一級(jí)的分類(lèi)系統(tǒng)之中。首先：第一層一一社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境、資源與能源三大類(lèi)；其次：第二層一一根據(jù)環(huán)境因素和資源類(lèi)別的特征與差異，劃分為14個(gè)二級(jí)類(lèi)；第三：按每個(gè)二級(jí)類(lèi)包括的最主要內(nèi)容，作為第三級(jí)類(lèi)被；最后：按區(qū)域地理特點(diǎn)和用戶(hù)需求，擬定區(qū)域的分類(lèi)系統(tǒng)和每一專(zhuān)業(yè)類(lèi)型的具體分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。1.5 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)一般要求：A、執(zhí)行已有的國(guó)家編碼規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；B、與分類(lèi)相一致；C、編碼不宜過(guò)長(zhǎng)；D、編碼標(biāo)準(zhǔn)化：統(tǒng)一的碼位長(zhǎng)度、一致的碼位格式、明確的代碼含義1.6 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是