地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論

地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論筆記空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)是指用來表示空間實體的位置空間數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)無拓?fù)潢P(guān)系有拓?fù)潢P(guān)系簡單數(shù)據(jù)高級數(shù)據(jù)不規(guī)則三角網(wǎng)區(qū)域動態(tài)分段拓?fù)洌和負(fù)洌簲?shù)學(xué)的一個分支，GIS中用拓?fù)鋪泶_保要素的空間關(guān)系能明確地表達(dá)。拓?fù)鋵W(xué)(topology)是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學(xué)科。[1]拓?fù)溆⑽拿侵弊g是地志學(xué)，最早指研究地形、地貌相類似的有關(guān)學(xué)科。矢量數(shù)據(jù)主要是指城市大比例尺地形圖。此系統(tǒng)中圖層主要分為底圖層、道路層、單位量數(shù)據(jù)一般通過記錄坐標(biāo)的方式來盡可能將地理實體的空間位置表現(xiàn)的準(zhǔn)確無誤矢量圖和位圖。矢量數(shù)據(jù)模型用點(diǎn)及其x、y坐標(biāo)系來構(gòu)建空間要素。基于矢量的要素是作為空間不連續(xù)的幾何對象來看待。柵格數(shù)據(jù)按網(wǎng)格單元的行與列排列（像素碼方案是：在最大限度減少計算機(jī)運(yùn)算時間的基點(diǎn)上進(jìn)行最大幅度的壓縮。BMP圖像，放大后會成馬賽克，矢量處理起來放大后是平滑的。（topologicalrelatio即用結(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形所表示的實體之間的鄰接、關(guān)聯(lián)、包含和連通關(guān)系。ESRI公司用術(shù)語coverage（圖層）來表示基于拓?fù)涞臄?shù)字化地圖，用shapefile表示非拓?fù)涞氖噶繑?shù)據(jù)。拓?fù)湓谄鋸椥韵薅葍?nèi)拉伸彎曲都不失去仍是一個閉合圈的固有性質(zhì)。ShapefileESIR用該術(shù)語表示不具拓?fù)潢P(guān)系的矢量數(shù)據(jù)CoverageESIR用該術(shù)語表示基于矢量的具拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)字地圖Shapefileshapefile轉(zhuǎn)換到圖層需要建立拓?fù)潢P(guān)系并去除重復(fù)的弧線。從圖層轉(zhuǎn)換到shapefile間沒有完全連接，會導(dǎo)致在shapefile中出現(xiàn)要素丟失問題。簡單矢量數(shù)據(jù)包括點(diǎn)、線和多邊形。高級數(shù)據(jù)在簡單的點(diǎn)、線和多邊形的基礎(chǔ)上構(gòu)建而成。不規(guī)則三角網(wǎng)用一系列互不疊加的三角形來近似表示地形，在TIN形由點(diǎn)和連接這些點(diǎn)以形成三角形的邊界（線）組成。區(qū)域形成嵌套式的布局。動態(tài)分段例如里程標(biāo)志。動態(tài)分段建立在線圖層的弧段基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)模型，屬性數(shù)據(jù)有顯著的不同。理相關(guān)模型許多商業(yè)GISGIS中空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通常通過要素標(biāo)識碼來連接。概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，同時也是一個被組織成一組擁有正式描述性的表（有時被稱為一個關(guān)系）包含用列表示的一個或更多的數(shù)據(jù)種類。每行包含一個唯一的數(shù)據(jù)實體，這SQL語言是標(biāo)準(zhǔn)用戶和應(yīng)用程序到關(guān)oracle、db2sqlserver、sybasemysql等中的一個記錄。一個 GIS 項目最昂貴的部分即是數(shù)據(jù)庫建設(shè)。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫數(shù)字化錯誤可以通過數(shù)據(jù)編輯消除，數(shù)據(jù)編輯是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的一部分。為了完成一個GIS常用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理。GIS操作或是一個執(zhí)行注數(shù)據(jù)集間的可能關(guān)系。目的是更好的理解數(shù)據(jù)并幫助闡明研究的問題和設(shè)想。地理可視化的功能與數(shù)據(jù)探查相似，只是它是面向地圖的。模型是現(xiàn)象或系統(tǒng)的簡化表達(dá)。地理信息系統(tǒng)可輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)地圖投影從球面地理格網(wǎng)到平面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過程GIS建模用GIS對空間數(shù)據(jù)建模的過程如一個地塊，它有一系列的屬性并能按要求執(zhí)行一定的操作投影將數(shù)字地圖從經(jīng)緯度值轉(zhuǎn)成二維坐標(biāo)重新投影從一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)成另一種坐標(biāo)系，通常投影和重新投影屬于一個GIS前期任務(wù)地理格網(wǎng)是地球表面空間要素的定位系統(tǒng)，有經(jīng)度和緯度組成度分秒（DMS）十進(jìn)制表示的度數(shù)地圖投影從球形的地球表面到平面的轉(zhuǎn)換表地理格網(wǎng)地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫美國內(nèi)政部土地管理局開發(fā)的數(shù)據(jù)庫，包括PLSS中地塊四至和界碑的經(jīng)度、緯度值及其他描述信息公用土地調(diào)查系統(tǒng)美國所用的一種土地劃分系統(tǒng)（SPC）30國最初土地調(diào)查的界碑位置?；赟PC27SPC83系統(tǒng)，美國多數(shù)州都超過一個分帶橫軸墨卡托投影：UTM投影（UniversalTransverseMercatorProjection--通用橫軸墨卡托投影）是橫軸等角割橢圓柱面投影。此投影系統(tǒng)是美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星像片所采用的投影系統(tǒng)。墨卡托投影1569年創(chuàng)最早也是最常用的是切圓柱投影。假設(shè)地球被圍在一中空的圓柱里，其基準(zhǔn)緯線與圓柱相切（赤道）接觸，然后再假想地球中心有一盞燈，把球面上的圖形投影到圓柱體墨卡托投影繪制出的地圖UTM格網(wǎng)系統(tǒng)：800N800S60個帶，每個帶覆蓋6個經(jīng)度。WGS84:WorldGeodeticSystem1984GPS全球定位系統(tǒng)使用而建立的坐標(biāo)系統(tǒng)。通過遍布世界的衛(wèi)星觀測站觀測到的坐標(biāo)建立，其初次WGS841-2m，在1994年1月210個觀測站在GPSG表示由GPS730表示為GPS時間第7301996NationalImageryandMappingAgency(NIMA)為美國國防部(U.S.DepartemtofDefense,做了一個新的坐標(biāo)系統(tǒng)。這樣實現(xiàn)了新的WGSWGS（G87。其因為加入了USNO站和北京站的改正，其東部方向加入了31-39cm的改正。所有的其他坐標(biāo)都有在1分米之內(nèi)的修正。數(shù)據(jù)交換格式和文字來繪制每個圖層。不支持拓?fù)潢P(guān)系對象：具有一組性質(zhì)且能根據(jù)請求運(yùn)行操作的拓?fù)潢P(guān)系差分校正：用基站數(shù)據(jù)校正GPS數(shù)據(jù)噪聲誤差的方法仿射變換：在GIS斜和不均勻縮放，但保持線的平行性元數(shù)據(jù)（Metadatdataaboutdat，主要是描述數(shù)據(jù)屬性（propert）的信息，用來支持如指示存儲位置、歷史數(shù)元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的組織、數(shù)據(jù)域及其關(guān)系的信息，簡言之，元數(shù)據(jù)就是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)：諸如正攝影像和衛(wèi)星影像，都是由傳感器遠(yuǎn)距離獲取的數(shù)據(jù)正射影像（DODQs）伏而造成的影像位移。坐標(biāo)系的過程。;允許旋轉(zhuǎn)長方形，保持形狀與大小不變類似變換：允許旋轉(zhuǎn)長方形，保持形狀不變，但不保持大小不變仿射變換：允許長方形角度變形，但保留線的平行性投影變換：允許角度和長度變形，而使長方形變換成不規(guī)則四邊形拓?fù)渥儞Q：保持對象的拓?fù)湫再|(zhì)，但不保持形狀不變，而使長方形變換成圓形等積類似仿射投影拓?fù)淇臻g數(shù)據(jù)編輯：涉及數(shù)字地圖的錯誤消除和數(shù)據(jù)更新。定位錯誤關(guān)系到數(shù)字化地圖上地圖要素的定位。拓?fù)溴e誤妨礙拓?fù)潢P(guān)系在GIS軟件包中的應(yīng)用。偽節(jié)點(diǎn)：出現(xiàn)在連續(xù)弧段上的節(jié)點(diǎn)GIS一列代表一個特征，行與列交叉處顯示特定地圖要素的特定特征值地理關(guān)系數(shù)據(jù)模型通過要素ID碼來關(guān)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)。每一地圖要素有一個唯一的IDID（如多邊形要素的面積和周長一個屬性。一行稱為一個記錄，一列稱為一個字段。型，網(wǎng)絡(luò)型，關(guān)系型。P101地塊標(biāo)識號業(yè)主Wang分區(qū)居住區(qū)(1)P101Chang居住區(qū)(1)P102P102P103P104SmithJonesCostelloSmith商業(yè)區(qū)（2）商業(yè)區(qū)（2）商業(yè)區(qū)（2）居住區(qū)(1)分區(qū)分區(qū)12P101P104P102P103WangChangSmithSmithJonesCostello分區(qū)分區(qū)業(yè)主12WangChangSmithJonesCostelloP101P102P103P104分區(qū)分區(qū)業(yè)主分區(qū)代碼地塊地塊標(biāo)識號屬性數(shù)據(jù)輸入的第一步就是定義表格中每一個字段小數(shù)位數(shù)。源表：從中提取數(shù)據(jù)的表格目標(biāo)表：被賦予數(shù)據(jù)的表格一對一：一種數(shù)據(jù)關(guān)系，目標(biāo)表中的一個記錄與源表中的一個且僅僅一個記錄相聯(lián)系一對多：一種數(shù)據(jù)關(guān)系，目標(biāo)表中的一個記錄與源表中的一個以上記錄相聯(lián)系格之間必要鏈接的過程數(shù)字高程模型DEM以點(diǎn)為基礎(chǔ)的，但也容易通過將海拔高度點(diǎn)置于格網(wǎng)單元中心的方法轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)(DOQ)機(jī)鏡頭傾斜和地形起伏引起的位移已經(jīng)被消除（如衛(wèi)星影像和數(shù)字高程模型）若沒有與矢量數(shù)據(jù)（如GIS數(shù)據(jù)庫中的道路、河流及其他地圖要素）到同一坐標(biāo)系中，它們則無法在空間上配準(zhǔn)柵格化：矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)（多邊形圖層轉(zhuǎn)換成格網(wǎng)）稱為柵格化矢量化：矢量數(shù)據(jù)（格網(wǎng)轉(zhuǎn)成多邊形圖層）的提取，拓?fù)潢P(guān)系重建點(diǎn)和線的平滑。柵格化1格網(wǎng)段元的初始值賦予23邊形值來填充多邊形輪廓線的內(nèi)部。一幅地圖包括圖名、地圖主體、圖例、指北針、比例尺、文字說明和圖廓（色別hu（valu（飽和度或強(qiáng)度（chrom）HS：一種以色相、飽和度S）和亮度V）來定義顏色的色彩模式RG(R、綠、藍(lán)(B三原色定義各種顏色的色彩模式的人口密度分布的地圖數(shù)據(jù)查詢的一個重要組件為交互式、動態(tài)鏈接的可視化工具。結(jié)構(gòu)化查詢語言是一種專為關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計的數(shù)據(jù)處理語言。SQL基本語法：Select<Select<屬性清單>From<關(guān)系>Where<條件>例如查詢p101地塊的銷售日期的簡單SQL語句SelectsaledateFromparcelFromparcelWherePIN=”P101”空間數(shù)據(jù)查詢是通過地圖要素的操作從地圖上檢索數(shù)據(jù)的過程包含（containment）相交（intersection）鄰近（proximity）鄰接（adjacency）研究問題或設(shè)想的清晰表達(dá)再分類：對輸入格網(wǎng)的單元值再分類，以生成新格網(wǎng)的過程重采樣：用原格網(wǎng)中相應(yīng)單元的值來填充新格網(wǎng)每個單元的過程內(nèi)，另一個區(qū)域在指定距離之外。在指定距離之內(nèi)的區(qū)域稱為緩沖區(qū)地圖疊加：將兩幅要素地圖的幾何形狀和屬性組合在一起而生成輸出地圖。模糊容差：用于GIS起形往往來自數(shù)字化誤差最大z容差法：一種構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)）法確保原始高程與由TIN估算高程之差小于指定的最大z容差稱為陰影法視域：從一個觀察點(diǎn)或多個觀察點(diǎn)可視的地面范圍空間插值：用已知點(diǎn)的數(shù)值來估算其他點(diǎn)的數(shù)值的過程控制點(diǎn)是已知數(shù)值的點(diǎn)，控制點(diǎn)的數(shù)目和分布極大地影響空間差值的精度算未知數(shù)值回歸模型：把方程的一個因變量與多個自變量聯(lián)系起來，而后可用于預(yù)