地理信息系统复习笔记.docx

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地理信息系统复习笔记

地理信息系统

【第一章】

◆地理信息系统的概念：

（1）一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科

（2）一个技术系统，以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

◆地理信息系统的特点：

（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性

（2）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析法，作用与空间数据，产生有用的信息，完成人类难以完成的任务

（3）能够快速、精确、综合地对复杂的地理信息系统进行空间定位和过程动态分析。

◆地理信息系统工具：

是一组具有图形图像数字化、存储管理、检索查询、分析运算、多种输出等地理信息系统基本功能的软件包

◆地理信息系统的基本功能

数据采集、数据存储、查询、分析、显示、输出

◆地理信息系统与其他学科的关系

（1）与地理学：

地理学的理论方法为GIS提供了有关空间分析的理论方法，成为GIS的理论依托；GIS大发展为地理问题的解决提供了全新的技术手段，并使地理学研究中的数学研究充分发挥

（2）与地图学：

GIS脱胎于地图，并成为地图信息的新的载体模式，具有分析、存储、显示和存储功能。

地图学理论与方法对GIS的发展有重要的影响；地图是GIS的数据来源，也是GIS最中国的输出形式；计算机特征值图为地图特征的数字表示、操作和现实提供了成套方法，为GIS的图形设计提供了技术支持；但是地图强调数据的符号化与现实，而GIS则注重与分析

（3）与计算机科学

（4）大地测量、遥感测量、数学

（5）与管理信息系统

【第二章】

◆空间数据的拓扑关系

（1）拓扑邻接：

同类

（2）拓扑关联：

不同类

（3）拓扑包含：

同类不同级（这是严格意义上的包含）

◆矢量数据结构与栅格数据结构

矢量数据结构面向目标，栅格数据结构面向……

◆简单数据结构及其特点

定义：

空间数据以基本的控件对象为单元进行单独组织，不含有拓扑关系的数据

特点：

（1）数据按点、线、面为单元进行组织，数据编排直观，数字化操作简单

（2）个多边形都以闭合线段存储，公共边界被矢量化两次，容易产生不一致性造成数据冗余

（3）点线面有各自的坐标，不含有拓扑关系

（4）岛只作为一个多变形

◆拓扑栅格数据结构特点并叙述三个文件

（1）数据没有冗余，存储效率高

（2）所有邻域关系都能实现

（3）岛屿多边形的层次关系不受限制

（4）后续的查询检索和处理效率高

弧段文件（弧段标识码、起点、终点、左多边形、右多边形）

节点文件（节点号、节点坐标、弧段标识码）

多变行文件（多边形标识码、弧段标识码、其他属性）

◆矢量数据特点

（1）用离散的点或线描述地理现象及特征，定位明显，属性隐含

（2）用拓扑关系描述矢量数据之间的关系

（3）面向目标的操作，精度高，数据冗余度小，运算量少

（4）与遥感数据结合难

◆矢量数据的获取

利用各种定位仪测得、通过纸质地图数字化、间接获取利用已有的数据通过模型得到

◆栅格数据的取值分析

（1）中心归属法：

网格中心点对应的面域属性值

（2）长度占优法

（3）面积占优法

（4）重要性法

◆栅格数据的压缩技术

（1）游程压缩编码：

将具有相同属性值的相邻的栅格单元合并在一起，合并一次称为一个游程。

游程用一对数字表示，第一个表示游程属性值，后一个表示游程长度

（2）块式编码：

把多边形范围划分成由属性值相同的像元组成的正方形，然后对各个正方形进行编码。

块式编码有三个数字表示：

块的原点（块左上角像元的行列号）、块的大小、记录单元的代码

（3）四叉树编码：

将空间区域以2的K次方乘以2的K次方的像元阵列按照四个象限进行逐步分割，直到子象限的属性值单调为止。

属性值单调的像元，不论其大小都作为最后的存储单元，形成四叉树。

此外，可用Morton码来确定像元位置，四进制十进制均可，注意从零开始，形成线性四叉树编码表。

四叉树编码优点：

1便于对多边形特征进行计算

2阵列各部分的分辨率是可变的，边界复杂部分四叉树较高，分级多，分辨率高；不需要详细表述的地方四叉树较低、分辨率低。

既可以精确表示图示又可减少存储量

◆栅格数据特点

（1）以离散的量化栅格值表示空间实体，是一种逼近表示，不精确

（2）属性明显，定位隐含

（3）结构简单，易于与遥感结合，但数据量大

（4）难于建立拓扑关系

◆矢量数据结构与栅格数据结构比较

矢量数据

栅格数据

数据存储量小

大

精度高

低

有利于空间网络分析

难于建立网络关系

输出简单、绘图精确美观、细腻

快，不精确不美观

可进行检索。

对系统进行

便于面状地物描述

数据结构复杂

简单

获取数据慢

快

叠置分析难

容易

不能直接处理数字图像

能

空间分析不易实现

难于

边界复杂和模糊的事物难以描述

不易描述

数据的费用较高

低

◆矢量数据结构与栅格数据结构选择

（1）矢量数据选择：

1人们最熟悉的，节省空间

2有利于网络分析

3精度高

4只能在矢量制图机上输出

5便于生成制图单元

（2）栅格数据选择

1使用与遥感数据

2与制图物体的空间分布特征有着简单、直观而严格的对应关系，为应用机器视觉提供了可能性

3多边形数据结构的计算

4栅格坐标是规则的，删除和提取数据则按位置进行方便

（3）局限性

1大范围小比例尺的用栅格

2小范围大比例尺用矢量

◆四库合一

图形数据、属性数据、影像数据、数字高程模型数据

◆空间数据结构的建立

根据用户需求，确定数据项目根据数据项目确定数据源数据数据分类和编码确定数据模型和数据结构模型矢量和栅格的输入与编辑，分别形成矢量数据库和栅格数据库

【第三章】

◆矢量化电子地图定义

纸质地图经过计算机图形图像系统光—电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸质地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图

◆矢量化电子地图与纸质地图

◆常用投影

高斯—克绿格投影、墨卡托、通用横轴墨卡托

◆GIS中地图投影的配置与设计

（1）各国GIS采用的地理投影与该国基本比例尺地图系列采用的比例尺一致

（2）GIS中各种比例尺的投影系统与其相应的数据源的地图投影一致

（3）各地区GIS投影系统与其所在区域使用的又硬系统一直

（4）个GIS一般只采用一种或两种投影系统以保证地理定位框架一致

◆GIS数据源

地图数据、遥感数据、数字资料、文字报告

◆数据质量问题

◆数据的主要误差来源

◆空间数据的质量控制

◆元数据概念

描述数据的数据，反映了某项数据自身的一些特征。

在地理空间数据中，元数据是说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息

◆属性数据编码原则

（1）系统性和科学性

（2）一致性

（3）简捷性

（4）标准化和通用性

（5）可扩展性

◆属性数据编码方法

◆扫描矢量化流程

◆野外数据采集

◆遥感与地理信息系统的关系

◆空间数据与属性高数据的关系

【第四章】

◆空间分析概念

◆空间分析类型

◆空间分析基础

◆空间分析步骤

◆属性查图形与图形查属性

◆空间定位分析定义

◆包含分析（两种算法）

◆空间叠置分析

◆跌至分析的类型

◆空间网络分析

◆数字地形模型

◆数字高程模型

◆DEM的主要模型

◆构建DEM的主要技术手段

◆空间分析过程

【第五章】

◆GIS应用模型构建

【第六章】

◆地图符号按照代表的客观事物分布状况分类

◆地图符号构成要素

◆地图注记排列和配置的基本原则

◆图面设计

◆地图内容的选取顺序

◆数量特征化简

◆电子地图制作

【第七章】

◆GIS设计

◆应用型GIS

◆GIS基本原则

◆GIS系统设计方法

◆GIS设计包括软件设计和数据库设计两部分

◆