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基本上不是考试内容，一般只做一个了解。
读书笔记《地理信息系统基础》（龚建雅）第一,二章--
《地理信息系统基础》（龚建雅）
（一）
1.
GIS已经不再被看作为一个技术系统或是计算机系统，而已被看作是一门学科，一门技术。
是地图学，摄影测量与遥感，地理学，计算机科学与技术，城市规化与管理多门学科综合发展的产物。
2.
这本书参考了美国NCGIA的核心课程《地理信息系统》，RobertLaurini和DerekThompson编写的《空间信息系统基础
3.
本书主要讲解地理信息系统中的基本概念，基本理念，数据结构，数据模型，各种算法以及软件实现方法等基础知识
4.
GIS当前发展的新内容和热门内容：
互联网GIS，控件GIS，三维GIS，时态GIS。
但作者没有编这些内容，据其原因是：
有的正处快速发展阶段，有的还不够成熟。
这部分内容可以参考《当代GIS的若干理论与技术》，并以地理空间数据的采集，表达，处理，管理，查询，分析和可视化表示为思路展开工作。
》
绪论
GIS的发展：
50年代计算机技术的发展使担56年奥地利利用计算机建立了地籍数据库。
60年代未，加拿大建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统。
70年代，随着计算机技术的迅速发展和普及应用，一些发达国家先后建立了各种专业的土地信息系统和地理信息系统，并提出GIS今后的发展重在数据处理的算法，数据结构和数据库管理系统的研究上。
80年代是GIS普及和推广应用的阶段。
GIS的应用从解决基础设施的管理和规化转向更复杂区域的开发。
我国GIS的发展：
70年代是起步阶段
80年代是试验阶段
80年代未到90年代以来是GIS的全机发展阶段。
信息：
关于现实世界事实的内容，数量或特征等情况，是生产管理，经营，分析和决策的依据。
具有客观性，适用性，可输性和共享性等特点。
数据：
以数字，文字符号，图形和影像等方式用以表达信息的载体。
数据是对客观对象的表示，信息是数据的内涵，内容和解释。
地理信息：
与空间分布有关的信息，它表示地表物体及环境固有的数量，质量，分布特征，联系和规律。
具有区域性，多维结构和时序性等特征。
信息系统：
能对数据和信息进行采集，存储，加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
四大功能：
数据采集，管理，分析和表达。
四大组成部分：
计算机硬件，软件，数据和用户。
地理信息系统：
以采集，贮存，管理，分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
GIS属于技术学科，主要涉及地理学，测量学，制图学，摄影测量与遥感，计算机科学等。
特是计算机制图，数据库管理，计算机辅助设计，遥感和计量地理学形成GIS理论和技术基础。
其中：
计算机辅助设计偏重于图形处理与设计。
数据库管理系统主要现实对图形和非图形数据的优化存储管理和检索。
遥感技术是对遥感影像进行处理和分析以提取专题信息的技术。
GIS的主要内容包括：
1）有关的计算机软硬件
2）空间数据的获取
3）空间数据的表达及数据结构
4）空间数据的处理
5）空间数据的管理
6）空间数据的分析
7）空间数据的显示和可视化
8）GIS的应用
9）GIS项目管理，开发，质量保证与标准化
10）GIS机构设置与人员培训等。
GIS与几个相关系统的联系与区别：
GIS与管理信息系统的关系：
GIS和MIS都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点。
但GIS主要处理空间数据，例如，土地资源、森林资源、交通运输网络、人口分布等数据。
而MIS（ManagementInformationSystem）主要处理物资、设备、资金、产量、库存、劳动力以及人事档案、生产合同、计划任务等非空间数据。
在大型MIS系统中集成部分GIS功能，这种应用模式将越来越广泛。
同时，组件式地理信息系统和WebGIS技术有利于实现MIS和GIS的无缝集成。
GIS与GPS的关系：
准确地说,GPS（GlobalPositioningSystem）是美国的一种卫星定位系统（全世界还有其他国家和地区的卫星定位系统，如
我国正在研制的“北斗导航定位系统”）。
相对于GIS来说，卫星定位系统为更多的人所熟悉，已越来越多地进入人们的生
产和生活，如测绘、野外数据采集、车辆导航、旅游等方面。
通过GPS可以获得任意接收点的空间位置坐标数据，还可用于测时、测速。
对于GIS来说，GPS提供了一种极为重要的实时
、动态、精确获取空间数据的方法，是GIS的重要数据源，GPS大大地拓展了GIS的应用领域和应用方式。
而对于GPS来说，
GIS是一种重要的空间数据处理、集成和应用工具。
二者紧密联系，共同开创和深化更多领域的空间应用。
GIS与CAD的关系：
CAD和GIS之间有大量的技术重叠，两者都用计算机图形，相似的输入、输出设备，和生成漂亮的彩色图像。
但是，两者的
相似性到此为至。
同GIS相比，CAD较简单，这就是随着计算机图形学的发展，它发展更快的原因。
下面是一个对比：
（NewellandTheriault,1990）
CAD的几何形式主要由制图员构成，而GIS的几何形状是由扫描数字化或测量方法得到的。
CAD几何形状包含水胶痛怪毕叨危ǔＯ叨沃涞募薪鞘枪嬖虻摹IS实际上不包含水平或垂直线段，除了直角，其它
的规则夹角很少。
另一方面，形状破碎的线段，如等高线和海岸线，则很平常。
在CAD中，圆弧和曲线是基本的，在GIS中，它们实际上不存在。
在CAD中，一个典型的多边形有四个顶点；
在GIS中，一个多边形可能有上千个顶点。
在CAD中，诸如映射、旋转、比例、拷贝之类的操作频繁地被用到，在GIS中不常用。
在CAD中，目标间的拓扑关系实际上不存在；
在GIS中，拓扑是主要的考虑之一。
在CAD中，栅格很少用；
但在GIS中，这是获取地图库或卫星数据的一个有效、经济的方法。
GIS产品的软件结构（从高到低）：
GIS用户的接口，通讯软件；
GIS应用软件包；
GIS基本功能软件包；
标准软件（图形数据库，Windows系统等）；
系统库（编程语言，数据等）；
操作系统（系统调用，设备运行，网络等）。
GIS基础软件的五大子系统：
数据输入与转换；
图形与文本编辑；
数据存储与管理；
空间查询与空间分析；
空间数据可视化与输出。
《地理信息系统基础》（龚建雅）第三章
表现地理现象的四种数字表达形式:
1）数字线化图
2）影像数据
3）数字高程模型
4）地物属性数据
空间数据的基本特征:
空间特征:
地物的位置,形状和大小等几何特征,及与其他地物间的影响关系.
专题特征:
空间现象或目标的属性特征.
时间特征:
空间数据总是在一特定时间内集或是计算得到的,空间数据也只能表达某一段时间或某一个时刻地物的空间关系或专题属性.
空间数据的尺度和精度:
空间数据的定性描述是对空间目标的鉴别,分类和命名.
空间数据的定量描述包括图形和属性两个方面:
图形指的是空间坐标,属性指的是一些量化指标,即非位置数据.
GIS数据获取方式:
1）地图数字化
2）GPS测量数据
3）摄影测量数据
4）野外测量数据
5）遥感数据
6）统计和调查数据
空间数据的转换:
GIS空间数据的转换包括三个方面的内容:
空间定位关系,空间拓扑关系和属性数据。
目前空间数据的交换主要通过外部数据交换文件进行，这种方式从系统A的内部数据转换到系统B的内部数据可能要经过两三次转换。
一种是先从A的内部文件转换到A的外部交换文件，如果B系统能直接读A系统的外部交换文件则转换两次即可，否则就要从A的外部交换文件到B的外部交换文件，再从B的外部交换文件转换到B的内部文件。
另一种是定制数据交换标准，这样一来从系统A的内部格式到标准的外部交换格式，再从标准的外部交换格式到系统B的内部文件仅需要两次转换，而且它省去了为每种GIS软件都编写一个数据交换程序的步聚。
但根据OpenGIS的思想，要实现不同ＧＩＳ软件系统之间空间数据的互操作，需要每个系统软都按一标准读写自己系统空间数据的驱动程序，其它软件就可以能过调用这一程序直接读写对方数据，从系统Ａ到系统Ｂ只需要一次转换就够了．
空间数据的质量可以从以下几个方面来衡量：
１）准确度：
测量值与直值之间的接近程度。
２）精度：
对现象描述的详细程度。
３）不确定性：
当真值无法得知时，用标准差来反映的误差大小。
４）相容性：
不同来源的数据在同一应用中的难易程度。
５）一致性：
对同一现象或同类现象表达的一致程度。
６）完整性：
指具有同一准确度和精度的数据在特定空间范围内是否完整的程度。
７）可得性：
获取和使用数据的容易程度。
８）现势性：
数据反映客观现象目前状况的程度。
误差分为系统误差和随机误差，系统误差一经发现易于纠正，而随机误差一般只能逐一纠正，或采取手段以免其发生。
空间数据误差的四大类别：
几何误差，属性误差，时间误差和逻辑误差。
《地理信息系统基础》（龚建雅）第四章空间数据的表达
地理系统包括:
自然环境系统和社会经济系统环境系统.综合研究地理系统中的生物圈，水圈和岩石圈三大要素的空间分布规律及其相互关系和相互影响是地理科学的任务．
通常用点,线,面,体四种几何类型来抽象观察和描述地理现象．
空间对象：
将空间现象进行抽象得到空间对或称空间实体，空间目标．
4.3空间对象关系
在GIS中用两种不同的术语来描述几何方面和空间关系方面空间对象关系。
在几何方面，常用解析几何的方法来分析，主要涉及空间目标的坐标，角度，方向，距离，周长和面积等。
在空间关系方面，采用拓扑几何来描述，涉及的主要术语主要有“相邻”，“相离”，“相交”，“包含”，“重合”等。
（空间对象的关系就是拓扑关系）。
空间拓扑关系极为复杂，分点与点，点与线，点与面，线与线，线与面，面与面的相邻，相交，相离，包含和重合关系。
如下：
邻接
相交
相离
包含
重合
点与点
无
两点不在同一位置
两点坐标一致，完全吻合
线与线
至少有一公共接点
立体相交或平面相交
两条线没有交点和汇合点
一条线完全包含了另一条线
一条与另一条线完全重合
面与面
至少有一段共同的边界
一个面与另一个面部分相交
完全不相交，没有交点也没有公共边界
一个面完全被另一个面包含
两个面的边界完全相同，重合在一起
点与线
点恰好落在线的端点
点实际上落在线状目标上
点不在线的端点也不在端点之间
与相交一致
点与面
点落在面的边界上
和邻接一样
点远离一个面状目标
点完全落入面内
线与面
线是面的全部或是部分边界
一条线部分或全部穿过一个面
线与面相互隔离，即不相交也不相离
一条线完全落入面内
4.4空间对象的矢量表达
空间对象的计算机表达有两种主要形式：
一种是基于矢量的表达，一种是基于栅格的表达，或者是两种混合的表达.
无拓扑关系的矢量表达也称面条数据模型。
它仅记录目标位置坐标和属性信息，而不记录它的拓扑关系。
可能有两种形式：
1）每种点，线，面目标直接跟随它的空间坐标。
2）点坐标作为一个文件，线和多边形由点号组成。
拓扑数据模型：
目前GIS软件所记录的拓扑关系仅是部分邻接拓扑关系，实际上还仅仅只是点，线，面之间的关联拓扑关系。
通常有两种表达方式：
全显示表达和半隐含表达。
全显示表达是指结点，弧段，面块之间的所有关联拓扑关系都用关系表显示表达出来，同时还要用关系表列出线结点—弧段—面块之间的关系。
部分显示表达：
仅用全显示表达中问部分表格来表示几何目标的拓扑关系，也称半隐含表达。
（详细示例请参考书本）
拓扑关系和数据共享：
建立一定的拓扑关系能解决好数据共享问题。
能解决多边形公共边界和弧段公共结点的问题（共享，是否重复采集，编辑修改的一致性维护）。
4.4.4属性数据的表达
空间目标的属性特征分两种：
1）类别特征，即它是什么。
2）具体的说明信息，或者说是统计信息。
（个人感觉也可以说成是定性与定量信息）
4.5空间对象的栅格表达
栅格数据结构其实就是像元阵列，每个象元由行列号确定它的位置，且具有表示实体属性的类型或编码值。
点实体在栅格数据结构中表示为一个像元；
线实体在栅格数据结构中表示为在一定方向上连接成串的相邻像元集合；
面实体由聚集在一起相邻像元集合表示。
栅格数据结构很适合计算机处理，容易存储，维护和显示。
层：
用笛卡尔平面代替栅格数据结构的地理空间，由于平面中的一个像元只有一个属性数据，同一像元要表示多种地理属性时需要多个笛卡尔坐标平面，每个笛卡尔平面表示一种地理属性，或同一属性的不同特征，这种平面称为层。
4.4.5矢量与栅格数据的详细比较
矢量数据:
优点：
1）表示地理数据精度高；
2）严密的数据结构，数据量少；
3）用网格连接法能完整地描述拓扑关系；
4）图形输出精确美观；
5）图形数据和属性数据的恢复，更新，综合都能实现；
6）它是面向目标的，不仅能表达属性编码，而且能方便地记录每个目标的具体属性描述信息。
缺点：
1）数据结构复杂：
2）矢量多边形的叠置算法较为复杂；
3）数学模拟比较困难；
4）技术复杂，特别是更加复杂的软硬件。
栅格数据结构：
1）数据结构简单；
2）空间数据的叠置和组合十分容易方便；
3）各类空间分析都易于进行；
4）数学模拟方便
1）图形数据量大；
2）用大像元减少数据量时，精度和信息会受损失；
3）地图输出不精美；
4）难以建立网格连接关系；
5）投影变换花的时间多。
矢量结构的基本逻辑单位是空间实体，通过给定唯一的目标标识使每个物体具有良好的可个性化特征，并根据名称和和种复合的条件使每一物体具有良好的可选取性，便于空间查询和分析。
相反，栅格数据结构的基本逻辑单位是实体的空间位置，已知物体在哪个位置上的存储是以位置属性显式地存储的。
以下内容参考书本：
4.6混合数据结构和一体化数据结构
4.7镶嵌数据结构
4.8四叉树数据结构（重要）
4.9超图数据结构.
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