地理信息系统复习(共10页)

1、GIS复习资料名词解释：数据(shj)：指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音(shngyn)、图象等符号。信息(xnx)：信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。地理信息： 指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，能完成特定功能的有机整体。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。具有采集、管理、分析和表达

2、数据的能力。 地理信息系统： 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。空间数据：空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字表格和数字等。空间数据库： 是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。高程： 由高程基准面起算的地面点高度。目前我国采用“1985国家高程标准”，这个高程系是采用青岛验潮站1952-1979年潮汐观测资料计算的平均海水面。高程系统：描述空间点在垂直高度上的特性-高程

3、由高程基准面起算的地面点的高度。笛卡儿直角坐标系：是按直角坐标原理确定一点的平面位置地图投影概念： 将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影图层： 空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层地理空间：指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。拓扑关系：指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。空间元数据的定义：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。数据结构：是指数据的组织形式，在计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。数据模型：是描述

4、实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型。几何图形: 图形用户界面与图形文件处理是一体的，中间没有裂缝。几何(j h)裂缝：指由数据文件边界分开的一个地物的两部分不能精确(jngqu)地衔接。-几何接边逻辑(lu j)裂缝：同一地物地物编码不同或具有不同的属性信息，如公路的宽度，等高线高程等。-逻辑接边 垂距法：每次顺序取曲线上的三个点，计算中间点与其它两点连线的垂线距离d，并与限差D比较。 若dD，则中间点去掉；若dD，则中间点保留。然后顺序取下三个点继续处理，直到这条线结束。叠置分析：是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的

5、新属性的过程）的分析方法。DEM，（Digital Elevation Models）：是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z = f（x，y）。 坡度：定义为地表单元的法向与Z轴的夹角，即切平面与水平面的夹角坡向：是地表单元的法向量在水平面上的投影与X轴之间的夹角高程变异：为格网顶点的高程标准差与平均高程的比值。地图符号：是由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成可视化：是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术填空：空间信息可视化的形式：1、地图： 2、多媒体地理信息 3、三维仿真地图 4、虚拟现实空间数据可

6、视化的过程： 从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息 预处理 符号化 专题制图 地图输出 高程变异分析：包括平均高程、相对高程、高程标准差，高程变异。专题地图：是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和其他专题地图。地图上的注记可分为 ：1、名称注记、2说明注记3、数字注记按照符号所代表的客观事物分布状况分类：可以把符号分为面状符号、点状符号和线状符号。 地图上的形状、尺寸和颜色是构成符号的三个基本要素。地图符号可以指出目标种类（如公路）及其数量特征和质量特征（如公路行车部分的铺面种类和宽度），并且可以确定对象的空间位置和现象的分布栅

7、格叠置的作用：1、类型叠置，获取新的类型。 2、数量统计 3、动态分析: 4、益本分析: 5、几何提取:栅格向矢量转换方法：1、人工矢量化法 2、程序转化转换数据压缩有：1、矢量数据压缩 2、栅格数据压缩点的空间内插方法：1、分块内插 2、逐点内插法 3、整体内插法逐点内插方法：1、移动拟合法； 2、局部函数法； 3、克里格（Kriging）内插法。区域(qy)的内插：1、叠置(di zh)法 2、比重法基于弧段数据(shj)的栅格化方法：1、内点填充法2、边界代数法 3、包含检验法投影转换方式： 1、正解变换 2、反解变换投影转换方法可分为：1、解析变换 2、数值变换 3、数值解析变换空间数

8、据特征: 1、空间特征 2、非结构化特征 3、空间关系特征 4、分类编码特征 5、海量数据特征。空间数据库的特点：1、数据量特别大； 2、数据种类多，复杂 3、数据应用面相当广空间数据库的设计是指：在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程数据字典的内容包括：1、数据库的总体组织结构、 2、 数据库总体设计的框架、3、各数据层详细内容的定义及结构、 4、数据命名的定义元数据面向对象地理数据模型的特点：1、可充分利用现有数据模型的优点。2、具有可扩充性3、可以模拟和操纵复杂对象。空间数据查询种类：1、几何参数查询 2、空间定位查询 3、空间关系查询 4、属性查询 5、其它查询方法拓扑关

9、系种类：1、关联性 2、邻接性 3、连通性 4、方向性 5、包含性 6、区域定义 7、层次关系主要的拓扑关系：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。GIS中空间数据表示的基本方法：1、空间分幅 2、属性分层 3、时间分段矢量数据编码方式：1、实体式 2、索引式 3、双重独立式编码 4、链状双重独立式编码栅格数据编码方法：1、直接栅格编码： 2、行程编码 3、链式编码 4、四叉树编码信息与数据两者关系：数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。信息的特性：A、客观性 B、适用性 C、传输性 D、共享性 资源环境信息系统又名地理信息系统（GIS）既是一项技术，也是一门学科。DEM建立：1、

10、数据采集 2、数据处理 3、 DEM 生成 DEM 生成：1、人工网格法 2、三角网法 3、立体像对法 4、曲面拟合法 5、等值线插值法点状实体：1、实体点 2、注记点： 3、内点 4、角点、节点Vertex：线状实体：1、实体长度： 2、弯曲度： 3、方向性：线状实体包括：线段，边界、链、弧段、网络等。空间关系类型：1、 拓扑空间关系： 2、 顺序空间关系： 3、 度量空间(kngjin)关系GIS解决空间问题的一般(ybn)步骤：1）明确(mngqu)目的、要求；2）收集（准备）数据并建库;3）确定GIS空间分析步骤；4）输出结果 ；GIS中常用空间分析模型1、相关分析模型 2、趋势面分析

11、模型3、预测模型 4、聚类模型最常用的环境质量评价模型有三类： 1、环境质量指数模型 2、环境质量分级模型 3、环境质量综合评价的半定量模型环境预测模型：1、大气污染预测法 2、水污染预测方法 3、土壤环境影响预测 4、固体废弃物污染预测 5、噪声污染预测地理信息特点：A、地域性 B、多维结构 C、时序特征空间数据基本特征：属性特征空间特征时间特征空间数据分层方法：1）专题分层2）时间序列分层3）地面垂直高度分层空间数据分层的目的：便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。空间元数据的分类：1、高层元数据 2、中层元数据 3、底层元数据栅格结构: 大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题

12、的研究。矢量结构：城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面的应用。GIS的数据源： 地图数据 ，遥感数据， 文本数据，统计数据，实测数据，多媒体数据，已有系统的数据GIS的数据的来源：1、地图数据 2、影像数据 3、文本数据GIS数据质量的基本内容：1、位置（几何）精度 2、属性精度： 3、逻辑一致性：4、完备性： 5、现势性GIS数据质量的评价方法 ：1、直接评价法 2、间接评价法- 3、非定量描述法矢量数据栅格化的误差： 包括属性误差和几何误差两种。多边形叠置产生的误差 ： 1、拓扑匹配误差 2、几何误差： 3、属性误差：DEM 特点：1、容易以多种形式显示地形信息 2、精度不会损

13、失 3、容易实现自动化、实时化屏幕跟踪矢量化流程：准备扫描图像、栅格图像配准、新建数字化图层、屏幕跟踪矢量化地图几何图形数据的采集：1、手工数字化 2、数字化仪数字化 3、扫描矢量化 4、解析测图法 5、已有数据转入数据库由以下三个基本部分构成：1、数据集 2、物理存储介质 3、数据库软件数据库具有如下主要(zhyo)特征：1、数据集中控制 2、数据独立 3、数据共享 4、减少数据冗余 5、数据结构(sh j ji u)化 6、统一的数据保护功能数据库系统的结构一般(ybn)划分为三个层次：概念模式、外模式和内模式数据模型的三要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件数据库管理系统(DBMS)通

14、常具有如下功能：1、数据库定义功能 2、数据库管理功能 3、数据库维护功能 4、通讯功能简述或者填空：我国常用到的三种大地坐标系：1954年北京坐标系，1980年国家大地坐标系，地心坐标系目前我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系 （克拉索夫斯基椭球体）GIS应用中几种常见的坐标系：1.设备坐标系2.地图投影坐标系3.工作投影坐标系空间数据坐标变换的实质：是两个平面或曲面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影变换。一般商业GIS软件都具有哪些功能：仿射变换、相似变换、二次变换等几何纠正功能。投影变换的方法可采用：正解变换反解变换数值变换为什么要进行投影：1、地理坐标为球面坐标，不

15、方便进行距离、方位、面积等参数的量算2、地球椭球体为不可展曲面3、地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析DEM应用：1）作为国家地理信息的基础数据；2）土木工程、景观建筑与矿山工程规划与设计；3）为军事目的而进行的三维显示；4）景观设计与城市规划；5）流水线分析、可视性分析；6）交通路线的规划与大坝选址；7）不同地表的统计分析与比较；8）生成坡度图、坡向图、剖面图、辅助地貌分析、估计侵蚀和径流等；9）作为背景叠加各种专题信息如土壤、土地利用及植被覆盖数据(shj)等，以进行显示与分析；10）与GIS联合(linh)进行空间分析；11）虚拟现实(x n xin

16、sh)(Virtual Reality)；如国家森林公园选址需要建立相应选址模型。 数据源已知，包括公路铁路分布图（线状地物），森林类型分布图（面状），城镇区划图（面状），需要得到国家森林公园候选地址信息提取的模型。步骤空间操作命令找出所有森林地区（1为林地，0为非林地）合并森林分类图属性相同的相邻多边形的边界属性再分类（聚类）归组找出距公路或铁路0.5公里的地区（保持安静）缓冲区分析找出距公路或铁路1公路1公里的地区（交通方便）缓冲区分析找出非城市区用地再分类找出森林地区、非市区、且距公路或铁路0.5至1公里范围内的地区叠置分析矢、栅优缺点： 优点 缺点矢量 1、便于面向现象（土壤类，土地利

17、用单元等） 2、结构紧凑，冗余度低，便于描述线或边界。 3、利于网络、检索分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效。 4、 图形显示质量好，精度高。 1、数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难。 2、多边形叠置分析困难，没有栅格有效，表达空间变化性能力差。 3、不能像数字图像那样做增强处理 4、软硬件技术要求高，显示与绘图成本较高。 栅 格 1、 结构简单，易数据交换。 2、叠置分析和地理（能有效表达空间可变性）现象模拟较易。 3、利于与感遥数据的匹配应用和分析，便于图像处理。 4、 输出快速，成本低廉。 1、现象识别效果不如矢量方法，难以表达拓扑。 2、图

18、形数据量大，数据结构不严密不紧凑，需用压缩技术解决该问题。 3、投影转换困难。 4、图形质量转低，图形输出不美观，线条有锯齿，需用增加栅格数量来克服，但会增加数据文件。曲面(qmin)数据结构： 1、曲面数据结构(sh j ji u)也是矢量数据结构的组成部分。2、曲面数据结构(sh j ji u)是指对连续分布现象的覆盖要素，如地形、降水量、温度磁场等连续现象在任一点的内插计算。3、为了进行内插计算，经常采用不规则三角网(或等边三角形)来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为TIN(Triangulated Irregular Network)数据结构。4、在TIN中的曲面数据结构，常用于数字地形

19、的表示。5、利用TIN的曲面数据结构，可以方便地进行地形分析。投影分类：变形分类： 等角投影： 等面积投影： 任意投影：投影面： 横圆柱投影： 圆锥投影： 方位投影：投影面位置： 正轴投影： 斜轴投影： 横轴投影： 相切投影： 相割投影：1)、我国基本比例尺地形图(1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5、1：1万、1：5000),除1：100万外均采用高斯克吕格投影为地理基础；空间元数据的作用：（a）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。（b）帮助数据使用者查询所需空间信息。（c）组织和维护一个机构对数据的投资。（d）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中

20、心。（e）提供数据转换(zhunhun)方面的信息。空间(kngjin)分析模型的意义：（1）空间分析模型是联系GIS应用系统与专业(zhuny)领域的纽带，必须以广泛、深入的专业研究为基础；（2）空间分析模型是综合利用GIS中大量数据的工具，数据的综合分析和应用主要通过模型来实现；（3）空间分析模型是分析型和辅助决策型GIS区别于管理型GIS的一个重要特征，是解决空间分析和辅助决策问题的核心。地理信息系统具有以下三个方面的特征： GIS的物理外壳是计算机化的技术系统。(2) GIS的对象是地理实体。(3) GIS的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集成。GIS组成：从计算机的角度看，G

21、IS是由软件、硬件、数据和用户组成。 在GIS中，空间数据组织主要包括：1、矢量数据结构2、栅格数据结构3、失栅一体化数据结构构建GIS应用模型的基本步骤：明确运用GIS求解问题的基本流程；其次根据模型的研究对象和应用目的，确定模型的类别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框图；然后确定GIS空间操作项目和空间分析方法；最后是模型运行结果的验证、修改和输出。国际GIS的发展状况：起源于20世纪60年代，探索时期2、70年代，巩固与发展时期3、80年代，实破阶段，4、90年代，全面应用，我国GIS发展：1、 70年代，准备阶段：2、 80年代，试验起步阶段:3、 90年代，我国GIS发展阶

22、段：4、 96年以来，是我国GIS产业化阶段。地理信息系统的应用：1.国土资源与环境的评价、规划、管理和可持续发展2.全球变化与灾害分析3.数字城市4.商业、军事等方面的应用5.区域规划6.国土监测7.辅助决策GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，实现空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能，以提供管理、决策等所需信息的系统。GIS在环境领域的应用环境管理 2、环境监测(hun jn jin c) 3、环境影响评价 4、环境预测与环境规划 5、污染分析6、减灾防灾及紧急事故处理(chl) 7、近海水域管理与分析 8、生物多样性保护与可持续发展研究 9、水资源管理和分析 10

23、、其他 3S集成(j chn)概念GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器；RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段， 三者的结合简称3S集成。“一个大脑，两只眼睛”的框架，RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的海量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。 GIS的应用领域? GIS已应用于多个领域的建模和决策支持，如城市管理、农业区划、环境整治、灾害预测等，地理信息已成为信息时代重要的组成部分之一。论述题例1：道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算1）明确(mngqu)分析的目的和标准目的：计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的面积和房产(fngchn)价值；道路拓