地理信息系統(tǒng)考研復(fù)習(xí)資料

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華南師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)考研復(fù)習(xí)資料

1地理信息的概念

定義：是指與研究對象的空間地理分布有關(guān)的信息，它表示地理系統(tǒng)諸要素

的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總

稱。

特性：

1）地域性：地理信息屬于空間信息，位置的識別與數(shù)據(jù)相聯(lián)系，

它的這種定位特征是通過公共的地理基礎(chǔ)來體現(xiàn)的。這是地理信息區(qū)

別于其它類型信息的最顯著標(biāo)志；

2）多維結(jié)構(gòu)：在二維空間編碼基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多專題的第三維信息結(jié)構(gòu)

的組合，為地理系統(tǒng)多層次的分析和信息的傳輸與篩選提供方便。

3）時序特征：時空的動態(tài)變化引起地理信息的屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變

化。

可以按時間尺度將地理信息劃分為超短期的（如臺風(fēng)、地震）、短期的（如

江河洪水、秋季低溫）中期的（如土地利用、作物估產(chǎn)）長期的（如城市

化、水土流失）超長期的（如地殼變動、氣候變化）

實時的GIS系統(tǒng)要求能及時采集和更新地理信息，使得地理信息具有

現(xiàn)勢性。

2地理信息系統(tǒng)的概念

GIS是由計算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計用來支持

空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決

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復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。

3GIS的構(gòu)成

應(yīng)用人員，GIS服務(wù)的對象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)、管理和更新

的高級用戶

軟系統(tǒng)件，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)，各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析與處理的對象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)

應(yīng)用模型，解決某一專門應(yīng)用的應(yīng)用模型，是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會經(jīng)濟(jì)效益的

關(guān)鍵所在

4地理信息的基本功能和應(yīng)用領(lǐng)域

a.數(shù)據(jù)采集與輸入b.數(shù)據(jù)編輯與更新c.數(shù)據(jù)存儲與管理d.數(shù)據(jù)顯示與輸出

e空間查詢與分析el空間查詢e2疊加分析e3緩沖區(qū)分析e4網(wǎng)絡(luò)分析e5

地形分析

第二章

1地理實體的三個基本特征

a屬性特征一一用以描述事物或現(xiàn)象的特性，即用來說明“是什么”

如事物或現(xiàn)象的類別、等級、數(shù)量、名稱等

b空間特征一一用以描述事物或現(xiàn)象的地理位置以及空間相互關(guān)系，

故又稱幾何特征和拓?fù)?/p>

特征，如中國與印度之間邊界界樁的經(jīng)緯度，中國與印度之間的鄰接

時Sr忖吠

關(guān)系

C時間特征一一用以描述事物或現(xiàn)象隨時間的變化，如學(xué)生人數(shù)的逐

年變化。

2地理實體的數(shù)據(jù)類型

屬性數(shù)據(jù)一一描述空間對象的屬性特征的數(shù)據(jù)，也稱非幾何數(shù)據(jù)。即說明

“是什么”，如類型、等級、名稱'狀態(tài)等描述時間特征的數(shù)據(jù)也可以歸為

這一類。

幾何數(shù)據(jù)描述空間對象的空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)。即

說明“在哪里”，一般用經(jīng)緯度或X、Y坐標(biāo)來表示。

關(guān)系數(shù)據(jù)一一描述空間對象之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，一般通過拓?fù)潢P(guān)

系表達(dá)。如空間數(shù)據(jù)的相鄰、包含等，主要是指拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系是一種

對空間關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法

3空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念

是指空間數(shù)據(jù)適合于計算機(jī)存儲、管理、處理的邏輯結(jié)構(gòu)，也就是指空間數(shù)

據(jù)以什么形式在計算機(jī)中存儲和處理?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為基于矢量的數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)和基于柵格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩種基本類型。

3.1矢量、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一一通過記錄空間對象的坐標(biāo)及其空間關(guān)系來表達(dá)地

理實體的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

A.點實體：記錄點坐標(biāo)和屬性代碼；

B.線實體：記錄兩個或一系列采樣點的坐標(biāo)，并加屬性代碼；

C.面實體：記錄邊界上一系列采樣點的坐標(biāo)，由于多邊形圭寸閉，邊

...............-.........時磊忖口尺….............................

界為閉合環(huán)，加面域?qū)傩源a。

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一一是指將地表區(qū)域劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每

個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬

性類型或量值。

A.點實體：由單個像元來表達(dá)

B.線實體：由在一定方向上連接成串的相鄰像元的集合來表達(dá)。

C.面實體：由聚集在一起的相鄰像元的集合來表達(dá)。

4拓?fù)潢P(guān)系的概念，類型

拓?fù)潢P(guān)系：指圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。類型：

最基本拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)鋮锹?lián)：指存在于空間圖形中的不同拓?fù)湓?/p>

之間的關(guān)系

結(jié)點與弧段：如結(jié)b與弧3,2,5，多邊形與弧段：面C與弧4,5,3。拓?fù)?/p>

鄰接：指存在于空間圖形中的相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系。多邊形之間，結(jié)點

之間鄰接矩陣,1——鄰結(jié)；0——不鄰結(jié)

其它拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)浒褐复嬖谟诳臻g圖形中的面與其它元素之間的關(guān)系,

如面狀實體包含哪些點、線狀實體

層次關(guān)系：指存在于空間圖形中的相同拓?fù)湓刂g的等級關(guān)系，如

連云港市各個區(qū)

拓?fù)溥B通：拓?fù)湓刂g的通達(dá)關(guān)系，如點連通度，面連通度

5拓?fù)潢P(guān)系的意義

A.拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。不需要利用坐

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標(biāo)或距離就可以確定一個地理實體相對于另一個地理實體的空間位置關(guān)系，

并且這種拓?fù)鋽?shù)據(jù)較之幾何數(shù)據(jù)具有更大的穩(wěn)定性，--即它不

隨地圖投影而變化

B.有助于空間要素的查詢，利用拓?fù)潢P(guān)系可以解決許多實際問題

C.根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系可重建地理實體。

6柵格坐標(biāo)系統(tǒng)的確定

柵格坐標(biāo)系統(tǒng)的確定

由于柵格編碼一般用于區(qū)域性GIS,原點的選擇常具有局部性質(zhì)。但為了便

于區(qū)域的拼接，柵格系統(tǒng)的起始坐標(biāo)應(yīng)與國家基本比例尺地形圖公里網(wǎng)的交

點相一致，并分別采用公里網(wǎng)的縱橫坐標(biāo)軸作為柵格系統(tǒng)的坐標(biāo)軸。

6.1柵格單元尺寸的原則方法

柵格單元的尺寸

1)原則：應(yīng)能有效地逼近空間對象的分布特征，又減少數(shù)據(jù)的冗余度。柵

格太大，忽略較小圖斑，信息被丟失；柵格太小，會增加存儲數(shù)據(jù)量

2)方法：用保證最小多邊形的精度標(biāo)準(zhǔn)來確定尺寸經(jīng)驗公式：

H=?(miniAi|)l/2

H為柵格單元邊長，Ai為區(qū)域所有多邊形的面積

7柵格單元代碼的確定

柵格代碼(屬性值)的確定

1'中心點法：取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值。

——F-FF-F——布器彳

2、面積占優(yōu)法：柵格單元屬性值為面積最大者。

3、重要性法：取重要的屬性值為柵格屬性值。

4、長度占優(yōu)法：每個柵格單元的值由該柵格中線段最長的實體的屬性來

確定。

8柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點

用離散的量化柵格值表示空間對象（通常是規(guī)則格

網(wǎng)）

位置隱含，屬性明顯

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合，但數(shù)據(jù)量大

存在幾何和屬性偏差面向位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，難以建立空間對象之間

的關(guān)系比例尺大小為柵格（像元）的大小與地表相應(yīng)單元的大小之

比。

9矢量與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較

0便于面向現(xiàn)象I土壤類型等）的數(shù)

捕表

示，不僅能表達(dá)應(yīng)，而且能方0數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

密參邊形蓼置分析aisia比較s難

i己錄每個目標(biāo)的具體屋性信息四數(shù)

?不能做城靚理

據(jù)結(jié)枸緊湊，冗余度低目有利于網(wǎng)

?軟硬件技術(shù)要求高

絡(luò)、檢索分析?圖形顯示質(zhì)量好，佐

餐精度高

能完整地描述空間關(guān)系

0數(shù)搖結(jié)枸簡單，易數(shù)據(jù)交換冉空間

分祈和地理現(xiàn)象揍擬比較容易?現(xiàn)象識別媒不如矢量右法

有別才與RS數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)科分祈般圖形數(shù)據(jù)量大

?投影轉(zhuǎn)換困難

.......-........-.......時磊5說--……-----------------……

第三章

1GIS數(shù)據(jù)源有哪些

a地圖數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)、現(xiàn)勢性、投影轉(zhuǎn)換

b遙感、航空影象和數(shù)據(jù)分辨率、變形規(guī)律、糾正、解譯特征

c實測數(shù)據(jù)

d數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式、精度

e統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)

f多媒體,輔助GIS空間分析和查詢

2GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念

GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量，是指GIS中空間數(shù)據(jù)（幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）的可靠性，

通常用空間數(shù)據(jù)的誤差來度量。誤差是指數(shù)據(jù)與真值的偏離。

3地理控制基礎(chǔ)的內(nèi)容

地理控制基礎(chǔ)是地理信息數(shù)據(jù)表示格式與規(guī)范的重要組成部分

內(nèi)容：1統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)2統(tǒng)一的地理格網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)（地理參照

系）3統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)

4GIS中地圖投影的設(shè)計與配置一般原則

a與相應(yīng)比例尺的國家基本圖投影系統(tǒng)一致。

B系統(tǒng)一般只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，一種應(yīng)用于大比例尺的數(shù)

據(jù)處理與輸出、輸入，另一種服務(wù)于小比例尺。

C所用投影以等角投影為宜。

d所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)在投影帶中應(yīng)

保持完整°

.........……-------時靂Sr彳一……-------------------5

連接地理實體與計算機(jī)中表現(xiàn)形式為編碼;標(biāo)識碼是聯(lián)系實體的幾何信息和

屬性信息的關(guān)鍵字；實體幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接紐帶--公共標(biāo)識符

（關(guān)鍵字）

6代碼的功能

a鑒別代碼代表對象的名稱，是鑒別對象的惟一標(biāo)識。

b分類當(dāng)按對象的屬性分類并分別賦予不同的類別代碼時，代碼又可作為

區(qū)分分類對象類別的標(biāo)識。

c排序當(dāng)按對象產(chǎn)生的時間、所占的空間或其他方面的順序關(guān)系排列并分

別賦予不同的代碼時，代碼又可作為區(qū)別對象排序的標(biāo)識。

7地理目標(biāo)數(shù)據(jù)分層的目的

是為了便于空間數(shù)據(jù)的

管理對所有地理目標(biāo)的管理就簡化為對各數(shù)據(jù)層的管理。

查詢一一對地理目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，只需要對某一層地理目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢

即可，因而可加快查詢速度。

顯示一一不需要分層后的地理目標(biāo)數(shù)據(jù)由于任意選擇需要顯示的圖層，因而

增加了圖形顯示的靈活性

分析一一對不同數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊加，可進(jìn)行各種目的的空間分析

8GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容

a位置精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數(shù)據(jù)的質(zhì)

量。

b屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，

用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

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c邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點匹配精度、拓?fù)潢P(guān)系的正確性

等。

d完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、

注記的完整性等

e現(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等

9GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量誤差產(chǎn)生的原因

a空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性

b空間現(xiàn)象的表達(dá)（如由橢球體到平面必然產(chǎn)生誤差）

c空間數(shù)據(jù)處理中的誤差

d空間數(shù)據(jù)使用中的誤差

10空間數(shù)據(jù)誤差的類型

GIS空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差

（1）源誤差，是指數(shù)據(jù)米集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：

A遙感數(shù)據(jù)：攝影平臺、傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性、分辯率等

b測量數(shù)據(jù)：人差（讀數(shù)誤差等）、儀差（儀器不完善等）、環(huán)境（干擾

等）

c屬性數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)庫的操作等

dGPS數(shù)據(jù)：信號的精度、接收機(jī)精度、定位方法、處理算法等

e地圖：控制點精度，編繪、清繪、制圖綜合等的精度

f地圖數(shù)字化精度：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等

（2）處理誤差,是指GIS對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時產(chǎn)生的誤差，如：

1幾何糾正；2坐標(biāo)變換；3幾何數(shù)據(jù)的編輯；4屬性數(shù)據(jù)的編輯；5

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空間分析（如多邊形疊置等）；6圖形化簡（如數(shù)據(jù)壓縮）；7數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)

換；8計算機(jī)截斷誤差；9空間內(nèi)插；10矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。

11空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的概念

是指空間數(shù)據(jù)的名稱、代碼、分類編碼、數(shù)據(jù)類型、精度、單位、格式等的

標(biāo)準(zhǔn)形式。每個地理信息系統(tǒng)都必須具有相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)12空間數(shù)據(jù)

交換標(biāo)準(zhǔn)的方式

由于空間數(shù)據(jù)模型的不同，空間數(shù)據(jù)的定義、表達(dá)和存儲方式也不同，

因而數(shù)據(jù)交換也需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

1外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

這類標(biāo)準(zhǔn)通常是ASCII碼文件，用戶可以通過閱讀說明書來直接讀寫這種外

部數(shù)據(jù)格式。GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式通常包括：矢量數(shù)據(jù)交換格式；柵格

數(shù)據(jù)交換格式；數(shù)字高程模型交換格式。

特點：自動化程度不高，速度較慢等，但它可解決不同GIS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

換問題。它仍然是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式。

2空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議

制定一套各方都能接受的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)操縱函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)

以互相操作對方的數(shù)據(jù)。

特點：比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便，但由于各種軟件存儲和處理空間數(shù)據(jù)的方

式不同，空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大，因此往往不能解決所有

問題。

3空間數(shù)據(jù)共享平臺

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服務(wù)器存放空間數(shù)據(jù)，采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，各種GIS通過一個公

共的平臺在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)的不一致性。

特點：思路較好，但現(xiàn)有的GIS軟件各有自己的底層，要統(tǒng)一平臺目前難以

實現(xiàn)

4統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口

在對空間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上'各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉(zhuǎn)換程序，

將本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。

特點：這種方式的前提，首先要求對現(xiàn)實世界進(jìn)行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理

解，這不易實現(xiàn)的。目前：外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流方式

13空間元數(shù)據(jù)的定義，主要作用

空間元數(shù)據(jù)（GeospatialMetadata）:地理的數(shù)據(jù)和信息資源的描述

性信息。是通過對地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、條件和其他特征進(jìn)

行描述與說明，以便人們有效地定位、評價、比較、獲取和使用與地理相關(guān)

數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。

作用：（1）確定一套地理空間數(shù)據(jù)的存在性及其位置和其對于某種應(yīng)用的

適宜性，確定空間數(shù)據(jù)的存儲方法、表達(dá)方法和使用方法。

2）用來組織和管理空間信息，并挖掘空間信息資源

3）幫助數(shù)據(jù)使用者查詢所需空間信息

4）用來建立空間信息的數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)交換中心

5）提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方面的信息

14GIS空間數(shù)據(jù)互操作的含義和其對于GIS的必要性

...........-.......——時磊5說--..............-........

指異構(gòu)環(huán)境下兩個或兩個以上的實體可以互相通信和協(xié)作，以完成某一特

定任務(wù)，這些實體包括程序、對象、系統(tǒng)運行環(huán)境等。

必要性：1)解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享問題的需要2)GIS應(yīng)用趨向多學(xué)科

綜合和集成化3)GIS走向社會化的需要4)是InternetGIS發(fā)展的需要

15OPENGIS的概念

OGIS也叫開放式地理數(shù)據(jù)交換規(guī)程，它是由開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會

(OpenGISConsortium)制定的一系列開放標(biāo)準(zhǔn)和接口。OpenGIS規(guī)范是

OGC規(guī)范的最高層次，是利用軟件統(tǒng)一地表示地理數(shù)據(jù)和地理處理的規(guī)范系

統(tǒng)。

第四章

1矢量圖形數(shù)據(jù)的編輯(重要)

2空間索引的概念

空間索引一一是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)

系，按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它包含空間對象的概要信息，通過

篩選作用，大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象被排除，從而提高空間操作

的速度和效率。

3仿射變換

仿射變換的特性：實質(zhì)是兩坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)變換。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

4投影變換的方法

1解析變換法：找出兩投影間坐標(biāo)變換的解析計算公式的兩種方法：

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A.反解變換法先解出原地圖投影點的地理人，對于x,y的解析關(guān)系式，將

其代入新圖的投影公式中求得其坐標(biāo)。B.正解變換法直接求出兩種投影點

的直角坐標(biāo)關(guān)系式。

2數(shù)值變換法原投影點的坐標(biāo)解析式不知道，或不易求出兩投影之間坐標(biāo)

的直接關(guān)系，利用若干同名數(shù)字化點（對同一點在兩種投影中均已知其坐

標(biāo)的點），采用插值法、有限差分法或多項式逼近的方法，即用數(shù)值變換法

來建立兩投影間的變換關(guān)系式。

3數(shù)值解析變換法當(dāng)已知新投影的公式，但不知原投影的公式時，

可先通過數(shù)值變換求出原投影點的地理坐標(biāo)人，然后代入新投影公式中，求

出新投影點的坐標(biāo)。

5數(shù)據(jù)壓縮的概念

是指從所取得的數(shù)據(jù)集合中抽出一個子集，使得該子集在規(guī)定的精度范圍

內(nèi)較好地逼近原集合，且盡可能降低其數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)處理過程。

5.1矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法

春4H/prcf

①對曲線的離散點列￡（電,為），P（心兀），￡仗=

一、矢量數(shù)據(jù)的壓縮

嘛薄穌舷磁!嘰!g

基本步驟：屠；

叨設(shè)其

兩個端點為A=P[xo曰勺）和8=曰&?血），并連接

線段AB

②在AB范圍內(nèi)的點列中尋找與A￡距離最大施離的點?

C,判斷C

〔點距離也是否小于閾值?若成立，貝刪除AB范圉

內(nèi)的B

所有其它點；否則連接AC、CE,去掉線段AB

到AC的距離是否小于6若成立，以線段.

AC代替弧段A.

,否則連接AP和DC,再用同祥的方法處理AD、DC、CB,直

到所有的點都滿足都符合上述要求為止。

?垂距法

基本步驟：

每次順厚取曲線上的三個點，計算中間點與其它兩點謬戔的垂名韌E離d,并與限差D

比較。若XD則中問點去掉；若急D則中間點保置L然后順序取下三個點繼續(xù)處理，直

到這條線結(jié)束。

時磊

?光I

基本涉曝：定義一個扇形區(qū)域，通過判斷曲線上的點在扇形外還是在扇形內(nèi)，硝

定保留還是舍去卡設(shè)曲線上的點列為｛昌｝,2,...,m光欄口

經(jīng)為乩可根據(jù)^量的大小自己定丸則光欄法的實施步驟可描述為

5.2柵格數(shù)據(jù)的壓縮概念、方法（重要）

概念：是指為了刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)存儲量，節(jié)省存儲空間，加

快后繼處理速度，對柵格數(shù)據(jù)所做得處理方法。

1游程編碼壓縮方法

是指將原始柵格陣列的行或列中屬性值相同的連續(xù)若干個柵格單元

進(jìn)行合并，并映射成一個游程，以減少數(shù)據(jù)存儲冗余度的編碼壓縮

方法。

每個游程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為（A,P）整數(shù)對。

其中A代表屬性值或?qū)傩灾档闹羔槪琍代表連續(xù)相同屬性值的柵格

個數(shù)

（游程編碼壓縮方法是一種無損失的壓縮編碼結(jié)構(gòu)）

999省0000二元組1字列

L(9.4>,<1.4)

99900D00

09907700￡3〉.ML,〉

0000770QCU.,(Ow1>,C7..7CO.

—兀映射CO.,<7,3>?Cd.2>

00007777

(0.4>■(7.4)

0U0077776(0.4>,CT-4>

7777

00007CD.4>,C7.4>

□UU□7777$g4>，億4>

布磊5『彳

2鏈?zhǔn)骄幋a壓縮

布磊5『彳

用從某一起點開始沿8個方向前進(jìn)的單位矢量鏈來表示線狀地物或多邊形的

邊界，從而達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)量的方法。

建立步驟：1）首先定義一個3X3窗口，對中間柵格的走向的8種可

能進(jìn)行編碼。2）記下地物屬性碼和起點行、列后，進(jìn)行追蹤，得到矢量鏈。

如下圖所示:

3塊狀編碼壓縮

是游程長度編碼擴(kuò)展到二維的情況，采用方形區(qū)域作為記錄單元，每個記

錄單元包括相鄰的若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行、列號）

和半徑，再加上記錄單元的代碼組成。數(shù)據(jù)對格式（初始行、歹II，半

徑，屬性值）

(訂莎亦直

(1,4,1,9),

(2,43,0),(3,1,1A),

3,2,1,9),(3,34,9),

(3,7.2八(4,1,1,0),

(4&(4),(4,33,0),

(4朋0),(5,1,4,01,

(昭4,7)

4四叉樹編碼壓縮方法

是指將柵格或圖像沿中央位置等分成四部分，如果某一子區(qū)的所有網(wǎng)

格都具有同樣的屬性值，則這個子區(qū)就不再繼續(xù)分割；否則，就要把

----------------------------4（磊忖力辦--------------------------------

這個子區(qū)再等分成四個區(qū)域，直到每個子區(qū)都含有相同的屬性值為

止，據(jù)此再進(jìn)行編碼的方法。

一種可變分率的非均勻網(wǎng)格系統(tǒng),是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法

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7.把幅妙心偷因ffiJZ幀饃性四又軻的過程

1］按5側(cè)碼把圖象憔入一生:型目「

A相知的四個歆尢1做.一數(shù)的皆并，只促冕第一個絮元的Mo脫也嘉循壞叱披所膨戰(zhàn)的大塊.和同的再音笄：直別不健臺并為止。

：遺一步用病程長怪遍瑪莊^莊堀旺口記錄第一十事無的匚一匕碼.

5空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換5.1點對象的柵格化

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5.2面對象的柵格化

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6空間數(shù)據(jù)插值的概念

空間數(shù)據(jù)插值，是指通過已知點或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法

7泰森多邊形

泰森多邊形法的基本原理是，未知點的最佳值由最鄰近的觀測值產(chǎn)

生。

(1)每個泰森多邊形內(nèi)僅含有一個控制點數(shù)據(jù)

(2)泰森多邊形內(nèi)的點到相應(yīng)控制點的距離最近

(3)位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊控制點的距離相等

(4)在判斷一個控制點與其它哪些控制點相鄰時，可直接根據(jù)泰森

多邊形得出結(jié)論，即若泰森多邊形是n多邊形，則n個離散點相鄰。

8趨勢面分析的基本特點？？？？

1插值結(jié)果是一個平滑表面(線)，這個表面(線)是由采樣點值擬合的多項式數(shù)學(xué)方程生

成的。

2其起伏變化平緩，代表研究區(qū)域范圍內(nèi)表面逐漸變化的總體趨勢，很少能與實際的已知樣

點完全重合，屬非精確插值方法。

------------------------時磊忖吠.............................

3該插值方法受生成的預(yù)測表面容易受那些離群點（極高或低樣點）的影響，而且多項式越

復(fù)雜，其物理意義就越難描述。

第五章

1空間數(shù)據(jù)庫的概念

以特定的信息結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型表達(dá)、存儲和管理從地理空間中獲取的某類空間信息，以滿

足不同用戶對空間信息需求的數(shù)據(jù)庫。

2空間數(shù)據(jù)庫的特征

A空間數(shù)據(jù)庫具有一般數(shù)據(jù)庫所共有的特征

1數(shù)據(jù)集中控制在文件管理方法中，文件是分散的，文件之間一般是沒有聯(lián)系的，不能按

照統(tǒng)一的方法來控制、維護(hù)和管理。而數(shù)據(jù)庫則很好地克服了這一缺點，可以集中控制、

維護(hù)和管理有關(guān)數(shù)據(jù)。

2數(shù)據(jù)獨立數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)獨立于應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性。這給

數(shù)據(jù)庫的使用、調(diào)整、優(yōu)化和進(jìn)一步擴(kuò)充提供了方便，提高了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以供多個用戶使用，每個用戶只與數(shù)據(jù)庫中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)

生聯(lián)系。用戶數(shù)據(jù)可以重疊，用戶可以同時存取數(shù)據(jù)而互不影響，大大提高了數(shù)據(jù)庫的使

用效率。

4較小的數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是面向應(yīng)用，而是面向系統(tǒng)，

數(shù)據(jù)是按照一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，并進(jìn)行集中管理，具有較小的冗余度，也

提高了數(shù)據(jù)的一致性。

5統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能多用戶共享數(shù)據(jù)資源時，嚴(yán)格檢查用戶使用數(shù)據(jù)，規(guī)定用戶的訪問

和存取權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性、一致性和并

時需Sr彳發(fā)控制。

B空間數(shù)據(jù)庫有別于一般數(shù)據(jù)庫的特征

(1)空間特征：空間特征是空間數(shù)據(jù)庫的最主要特征，它描述的是

空間物體的位置、形態(tài)和空間關(guān)系

(2)抽象特征：空間數(shù)據(jù)描述的是真實世界所具有的綜合特征，非常復(fù)雜，必須經(jīng)過

抽象處理。在不同的抽象中，同一地物可能會有不同的語義特征。

(3)空間關(guān)系特征：空間數(shù)據(jù)除了空間坐標(biāo)隱含了空間分布關(guān)系外，

空間數(shù)據(jù)中也記錄了拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)的多種空間關(guān)系。這種拓?fù)鋽?shù)

據(jù)結(jié)構(gòu)一方面方便了空間數(shù)據(jù)的查詢和空間分析，另一方面也給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整

性維護(hù)增加了復(fù)雜程度。

(4)多尺度與多態(tài)性：不同觀察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情況

下會有形態(tài)差異。

(5)非結(jié)構(gòu)化：在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)記錄是結(jié)構(gòu)化的，記錄是定長的，數(shù)

據(jù)項不容許有嵌套?？臻g數(shù)據(jù)不滿足結(jié)構(gòu)化要求，記錄數(shù)據(jù)項是變長的，不滿足關(guān)系數(shù)據(jù)

模型的范式要求。

(6)分類編碼特征：在GIS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，每一個空間對象都有一個標(biāo)識碼和分類

碼。

(7)海量數(shù)據(jù)特征：空間數(shù)據(jù)量是巨大的，通常稱為海量數(shù)據(jù)，其

數(shù)據(jù)量比一般通用數(shù)據(jù)庫要大得多。一個城市的數(shù)據(jù)量要達(dá)到TB級。

3GIS空間數(shù)據(jù)管理模式

(1)基于文件管理的方式

-------------------------時磊5說-------------------------------

(2)文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理系統(tǒng)

(3)全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

(4)對象一關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

(5)面向?qū)ο驡IS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

4GIS數(shù)據(jù)模型的概念，三要素，建立的目的

數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的邏輯組織

形式，它以抽象的形式描述和反映地理實體構(gòu)成及其相互關(guān)系。

三要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的約束條件

建立數(shù)據(jù)模型的目的是：用最佳的方式表達(dá)實體對象及其相互關(guān)系，并能以最佳的方式為

用戶提供訪問數(shù)據(jù)庫的邏輯接口

5層次、網(wǎng)狀、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(以下為關(guān)系數(shù)據(jù)模型)

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單靈活；容易維護(hù)和理解，數(shù)據(jù)的修改和更新方便。一般DBMS!理屬性數(shù)據(jù)方

便可靠，管理圖形數(shù)據(jù)有局限：

1無法用遞歸和嵌套的方式來描述復(fù)雜的層次和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，模擬和操

作復(fù)雜地理對象的能力較弱；

1對復(fù)雜結(jié)構(gòu)地理對象的描述，需對實體進(jìn)行不自然的分解，導(dǎo)致存儲模式、查詢途徑及操

作等方面均顯得語義不甚合理；

3概念模式和存儲模式的相互獨立性，導(dǎo)致關(guān)系之間的聯(lián)系需要執(zhí)行聯(lián)接操作，系統(tǒng)開銷較

大，運行效率不夠高；

4難于存儲和維護(hù)變長的空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系；

5不能支持GIS需要的一些復(fù)雜圖形功能及包含、疊加等操作。

6數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

-------------------------時需Sr彳---------------------------數(shù)據(jù)庫設(shè)計，就

是把現(xiàn)實世界中一定范圍內(nèi)存在著的應(yīng)用處理和數(shù)據(jù)抽象成一個數(shù)據(jù)庫的具體結(jié)構(gòu)的過

程。

空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，是指在現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立空間數(shù)據(jù)庫的整個過程。主

要包括需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)層設(shè)計三部分。

7空間數(shù)據(jù)庫的維護(hù)（重組織，重構(gòu)造的概念）

1、空間數(shù)據(jù)庫的重組織指在不改變空間數(shù)據(jù)庫原來的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的前提下，

改變數(shù)據(jù)的存儲位置，將數(shù)據(jù)予以重新組織和存放。

2、空間數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造指局部改變空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫重構(gòu)通過

改寫其概念模式（邏輯模式）的內(nèi)模式（存儲模式）進(jìn)行。

第六章

1空間分析的定義

是集空問數(shù)據(jù)分析和空間模擬于一體的技術(shù)，通過地理計算和空間表達(dá)挖掘潛在空間信

息，以解決實際問題的過程。

2空間查詢的定義

是指基于給定的屬性和空間約束條件從地理數(shù)據(jù)庫中查找指定地理對象及其屬性的過程

3數(shù)字地面模型（網(wǎng)和高程模型（DEM°

數(shù)字地面模型：是指地表形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征

的數(shù)字描述。

數(shù)字高程模型：是一定區(qū)域范圍內(nèi)地面高度連續(xù)變化的數(shù)字化表示方

------------------……時磊5說-------------------------------法，通常是指按

照一定的格網(wǎng)間隔采集地面高程所建立的規(guī)則格網(wǎng)高程模型。

4TIN的概念、特點

TIN:利用區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為互不交叉、互不重疊且相連

的三角面網(wǎng)絡(luò)來模擬地形表面的數(shù)據(jù)模型。

特點：①TIN模型具有可變分辨率；

②因能顧及各種地形特征點、線，故能以較少的采樣點高精度的逼近復(fù)雜的地形表面

③TIN模型可減少規(guī)則格網(wǎng)法帶來的數(shù)據(jù)冗余，同時在計算坡度等效率方面優(yōu)于純粹基于

等高線的方法；

④TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲管理與操縱較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)共享不便，大規(guī)

模DEM生產(chǎn)管理較少采用，一般用于大比例尺地形測圖

5空間疊置分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析的概念

空間疊置分析又稱疊加分析，是指在統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)的兩組或兩

組以上的圖層要素進(jìn)行疊置，產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層的分析方法。

緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立它們周圍一定距離的帶狀區(qū)

域，用以識別這些實體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依

據(jù)。

GIS的網(wǎng)絡(luò)分析是通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況，對

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源的優(yōu)化問題進(jìn)行研究的一種空間分析方法。（網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)是圖論和

運籌學(xué)）

布磊

6狄克拉斯算法（重要）

二、網(wǎng)絡(luò)分析

1最短路徑問題

?徑的算54--PjfetarMSJ

1959A由陽!覆煙加提出的標(biāo)導(dǎo)it被認(rèn)為星日箭紅認(rèn)姑最好的求瞬算法該算法的優(yōu)點是：

心可以求出起點到理點的星瘦路徑巫其長壓「而且可以取出起點副其它任何一牛質(zhì)點的最短路徑及其畏羥.

酸不怛適固I干求解肓向園上的最短路脛問融.而且同樣也適.用于求解無向圖上的

最短路徑問題’

基本恩想：

首先從起點匕開始.箱每個頂點標(biāo)「牛數(shù)（稱為標(biāo)號）”

7■標(biāo)號一一提示從起點K制曲盤的昌錘路徑的上畀.相為伽f標(biāo)尋P標(biāo)號一一31示從K磬壤點的晶境路境.梆為因

定標(biāo)是.

已經(jīng)鋁到口標(biāo)號內(nèi)頂點不再改變，凡是沒右標(biāo)上0標(biāo)號的頂鼠標(biāo)上嘛號.

算袪的每一步就是把某一頂點的『標(biāo)號改為棄為尸標(biāo)號.那么，最務(wù)疑過JfcJ涉.就可以求得從起點匕，到終點氐的最疲路

徑.

0距離矩陣的計算

為了求出晟魅路徑，需先計算兩直閭的距高，，

井附成膽薔矩陣.若兩點間我有踣，則阻裔為-,

?最短踣徑八索的依據(jù)

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為了進(jìn)行最短路徑搜索「令on；,E）表示點巧到E的距朋）表示耳室IJ起

繪點用的具短距窗.

?最短路徑搜索的步驟A&CDE

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7樹，最小生成樹的概念

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