国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据标准草案(初稿)
1. 主题内容与适用范围
本标准提供国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据的内容，包括NFGIS数据的标识、内容、质量、状况及其他有关特征。本标准可用于对NFGIS数据集的全面描述、数据集编目及信息交换网络服务。
2. 参考标准
ISO 15046-15地理信息--元数据(CD 2.0)
FGDC 地理空间数据元数据内容标准（CSDGM）v.2.0
3. 术语 3.1 元数据
是关于数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他特性的信息。也可译为
描述数据或诠释数据。 3.2 元数据元素 (元数据 Element) 元数据最基本的信息单元。
3.3 元数据实体 (元数据 Entity) 同类元数据元素的集合。 3.4 元数据子集 (元数据Section)
相互关联的元数据实体和元素的集合。 3.5 信息交换网络 (Clearinghouse)
数据生产者、管理者和用户之间的分布式、电子连接的网络。 3.6 数据志 (Lineage)
数据继承信息，包括获取或生产数据使用的原始资料说明、数据处理中的参数、步
骤等情况及负责单位的有关信息等。 3.7 引用文献(Citation)
数据集引用或参考使用的资料、数据集、模型、文献等。
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4. NFGIS 元数据层次结构和性质 4.1 元数据层次结构
本标准规定NFGIS元数据分为三层：元数据子集、元数据实体和元数据元素。
元数据元素是元数据的最基本的信息单元,元数据实体是同类元数据元素的集合，元数据子集是相互关联的元数据实体和元素的集合。在同一个子集中，实体可以有两类
即简单实体和复合实体，简单实体只包含元素，复合实体既包含简单实体又包含元素，同时复合实体与简单实体及构成这两种实体的元素之间具有继承关系。 4.2 元数据性质
本标准定义三种性质的元数据子集、实体和元素：必选(Mandatory)──元数据
的核心内容，适用于各种被描述对象，是元数据文件必须包含的子集、实体或元素。
一定条件下必选(Conditional )──针对不同的被描述对象特征元数据文件所必须提供的子集、实体或元素。
可选(Optional)──该子集、实体或元素是可选的，由用户决定是否将其包含在元数据
文件中。
5. NFGIS 元数据分级和特征 5.1 元数据分级
本标准规定元数据分为两级，即：
基本元数据──提供地理数据源基本文档所需要的最少的元数据元素集。它包括回答下列问题的元数据元素: "是否有特定主题的数据集('什么')?"、"是否有特定地区的数据集('何处')?"、"是否有特定时段的数据集 ('何时')?" 以及 "订购或了解数据集更多情况的
联系人 ('谁
完全元数据──提供完整的地理数据源(单独的数据集、数据集系列、各种地理要素)文
档所需要的必选的和可选的元数据元素集。它完整地定义全部元数据，以便标识、评价、摘录、使用和管理地理信息。
5.2 元数据特征
本元数据标准定义了8种特征：
5.2.1 名称
赋给元数据实体或元素的标记。 5.2.2 标识码
计算机中使用的定义每个元数据实体和元素的唯一代码。代码结构为：
xx xx xx
前两位为元数据子集，两位数字码
中间两位为元数据实体/独立元素，两位数字码后两位为元数据实体包含的元素，两位数字码
由于一级元数据不分子集，因此第一、二位子集代码省略。
5.2.3 定义
对元数据实体和元素的说明。 5.2.4 性质
说明元数据实体或元素是否总是出现,或有时出现的描述符。描述符分别为：
- 必选
- 一定条件下必选
O- 可选关于性质的定义见5.1。
5.2.5 条件
说明何种条件下元数据子集、实体或元素是必选的。如果对所说明的条件成立，那么该子集、实体或元素就是必选的。
5.2.6 最大出现次数
指定元数据实体或元素在实际使用时，可能重复出现的最大次数。只出现一次的表示为“1”，重复出现的表示为“N”。 5.2.7 数据类型
表示元数据元素的一组不同的值，例如“文本”、“整型”、“短语”、“坐标串”、“实型”和“日期”。 5.2.8 值域
指定每个元数据元素的取值范围。“任意长文本”表示所述内容不受限制，实型数和基于代码的整型数等只能使用一个限定的（闭合的）值域内的值。
绪论 简述GIS的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案 GIS的概念 GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识； 理解2：表征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数字、文字、图像和图形等的总称； 理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成 ①系统硬件 GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ②系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件 ③空间数据是GIS的血液 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④管理人员 GIS的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。 GIS的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。 举例说明GIS可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询 GIS的地学基础 GIS中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 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 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影
国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据标准草案(初稿) 1. 主题内容与适用范围 本标准提供国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据的内容，包括NFGIS数据的标识、内容、质量、状况及其他有关特征。本标准可用于对NFGIS数据集的全面描述、数据集编目及信息交换网络服务。 2. 参考标准 ISO 15046-15地理信息--元数据(CD 2.0) FGDC 地理空间数据元数据内容标准（CSDGM）v.2.0 3. 术语 3.1 元数据 是关于数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他特性的信息。也可译为描述数据或诠释数据。 3.2 元数据元素(元数据Element) 元数据最基本的信息单元。 3.3 元数据实体(元数据Entity) 同类元数据元素的集合。 3.4 元数据子集(元数据Section) 相互关联的元数据实体和元素的集合。 3.5 信息交换网络(Clearinghouse) 数据生产者、管理者和用户之间的分布式、电子连接的网络。 3.6 数据志(Lineage) 数据继承信息，包括获取或生产数据使用的原始资料说明、数据处理中的参数、步骤等情况及负责单位的有关信息等。 3.7 引用文献(Citation) 数据集引用或参考使用的资料、数据集、模型、文献等。 4. NFGIS 元数据层次结构和性质 4.1 元数据层次结构 本标准规定NFGIS元数据分为三层：元数据子集、元数据实体和元数据元素。 元数据元素是元数据的最基本的信息单元,元数据实体是同类元数据元素的集合，元数据子
集是相互关联的元数据实体和元素的集合。在同一个子集中，实体可以有两类即简单实体和复合实体，简单实体只包含元素，复合实体既包含简单实体又包含元素，同时复合实体与简单实体及构成这两种实体的元素之间具有继承关系。 4.2 元数据性质 本标准定义三种性质的元数据子集、实体和元素： 必选(Mandatory)──元数据的核心内容，适用于各种被描述对象，是元数据文件必须包含的子集、实体或元素。 一定条件下必选(Conditional )──针对不同的被描述对象特征元数据文件所必须提供的子集、实体或元素。 可选(Optional)──该子集、实体或元素是可选的，由用户决定是否将其包含在元数据文件中。 5. NFGIS 元数据分级和特征 5.1 元数据分级 本标准规定元数据分为两级，即： 基本元数据──提供地理数据源基本文档所需要的最少的元数据元素集。它包括回答下列问题的元数据元素: "是否有特定主题的数据集('什么')?"、"是否有特定地区的数据集('何处')?"、"是否有特定时段的数据集('何时')?" 以及"订购或了解数据集更多情况的联系人('谁')? 完全元数据──提供完整的地理数据源(单独的数据集、数据集系列、各种地理要素)文档所需要的必选的和可选的元数据元素集。它完整地定义全部元数据，以便标识、评价、摘录、使用和管理地理信息。 5.2 元数据特征 本元数据标准定义了8种特征： 5.2.1 名称 赋给元数据实体或元素的标记。 5.2.2 标识码 计算机中使用的定义每个元数据实体和元素的唯一代码。代码结构为： xx xx xx 前两位为元数据子集，两位数字码 中间两位为元数据实体/独立元素，两位数字码 后两位为元数据实体包含的元素，两位数字码
第一章绪论 1.什么是地理信息系统?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? 2.地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些? 3.地理信息系统中的数据都包含哪些? 4.地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么来区分的? 5.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的? 6.地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为一门科学? 7.试举例说明地理信息系统的应用前景。 8.GIS近代发展有什么特点? 9 ．城市发展规划中应用 GIS 的意义有哪些 ? 10 ．城市公用事业管理中应用 GIS 的迫切性有哪些 ? 11 ．你认为地理信息系统在社会中最重要的几个应用领域是什么？给出一些项目例子。 12 ．你认为地理信息系统与自己的生活有关系吗？请举例说明。 13 ．你认为地理信息系统在政府决策中应该起什么作用？ GIS 应该具备什么条件？ 14 ．地籍 GIS 有些什么特点？ GIS 功能应如何扩展？ 系统原理与应用期末考试复习题 第二章空间数据结构 1．GIS的对象是什么? 地理实体有什么特点? 2．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据. 3．空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构描述。 4．矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？ 5．矢量数据在结构表达方面有什么特色？ 6．矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。 7．栅格数据的运算具有什么特点？ 8．栅格与矢量运算相比较各有什么特征？ 9．矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？ 10．请说明八叉树表示三维数据的原理。 11 ．三维空间的边界如何表示？你还能给出其它方法吗？ 第三章空间数据库 1 ．数据库主要有哪几个主要的结构成分？ 2 ．数据库是如何组织数据的？ 3 ． DBMS 的作用是什么？ 4 ．地理实体如何存放在数据库里？ 5 ．请简要说明层次模型、网状模型、和关系模型的结构特点。 6 ．对象数据模型有什么特点？ 7 ．时间在地理信息系统内有什么意义？如何保存时间信息？ 8 ．如何设计空间数据库？ 9 ．对空间数据库进行维护有什么意义？
地理信息系统基础[广西省级基础地理信息系统建设构思] 〖摘要〗测绘工作是为国民经济建设服务的一项基础性、前期性和公益性的工作。测绘技术的发展，给测绘管理工作提出了新的课题。传统的测绘管理方法（包括行业管理、技术管理、生产管理、测绘资料管理及对外提供服务等）已不能满足现代技术发展的需要。本文就利用计算机技术、网络技术、办公自动化技术及GIS技术建设省级基础地理信息系统的有关问题提出作者的初步见解。 关键词基础、地理信息系统 1引言 随着电子技术、计算机技术及现代测绘技术的发展，GPS技术给传统的大地测量技术带来了革命性的变化。数字摄影测量技术使传统的航测技术产生了根本的变革。以GIS、GPS、RS为代表的3S的技术给测绘业带来了前所未有的机遇和挑战。国家测绘局以发展数字化测绘技术为起点，以推广3S技术应用为龙头，先后在四川、北京、黑龙江、陕西、湖北、广东、海南等地建立七个数字化测绘技术生产示范基地，并将发展地理信息产业确定为测绘行业的发展方向和归宿，1995年底，国家基础地理信息中心正式成立，同时在原来技术工作的基础上，开始筹建国家基础地理信息系统。 广西地区的GIS技术应用属全国较早的省份之一，北海市规划局、北海市土地局、南宁市土地局、柳州市规划局等均已建立或正在建设自己的地理信息系统。在测绘系统，3S技术应用起步虽然较晚，但经过各方面的共同努力，进步很快。以广西测绘局为代表的数字化测绘生产技术已基本形成生产规模，GPS应用技术已比较成熟，广西综合区情地理信息系统建设工作进展顺利，其它专题GIS技术开发与应用正在起步，数字摄影测量技术将在今后几年的1：5万、1：1万地形图更新建库工作中得到广泛应用。
《地理信息系统基础》主要知识点 第一章 什么是地理信息？地理信息有什么特性？ 地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。或者定义为：表征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数字、文字、图像和图形等的总称。从另一个角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。 （1）空间分布性：属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。 （2）数据量大。 （3）信息载体的多样性。 什么是GIS？它具有什么特点？ 地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。 具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策。 地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。 GIS与其它信息系统有什么区别？ GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS 是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。 GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。 GIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。 GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备复杂、系统功能强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的
空间基础地理信息系统建设分析 空间基础地理信息系统建设分析 1广西基础地理信息系统的构成 一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技 术标准体系与之配套。因此，广西基础地理信息系统主要由计算机 硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等 构成。 1.1计算机硬件及网络环境 广西基础地理信息系统将以广西基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构 成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器 及工作站，外围设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。 1.2软件环境 1.3技术标准体系 系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数 据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没 有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。 1.4管理体系 严格地说，广西基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机 网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业
管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。 1.5数据库 数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括： ●管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。 ●技术数据库：所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。 ●1/25万数据库：是全国1/25万数据库的分库，包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。 ●1/5万数据库。 ●1/1万数据库及基础数字地面高程模型。 ●1/5千数据库（重点地区）。 ●数字正射影像库。 ●大地测量成果数据库。 ●地名数据库。 ●境界数据库：包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。 ●其它专题数据库：如综合区情地理信息系统(9202)专题等。 2广西基础地理信息系统的构成 一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统而是基础测绘管理工作的重要内容必须有相应的行政管理体系与技术标 准体系与之配套。 因此广西基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。 2.1计算机硬件及网络环境
G I S高校主要课程
武汉大学 专业基础课： 必修：自然地理学、地貌学、数据结构、数据库原理、遥感技术及其应用、数字测土与GPS、专题地图编制、GIS图形算法基础、 选修：模糊数学、计算方法、数字摄影测量学、经济地理学与区域规划、地图投影与变换、人文地理学、遥感数字图像处理、面向对象的程序设计、地图艺术设计、地图制图数学模型、地图代数概论 专业课： 必修：地图设计与编绘、空间分析与地学统计、数字地图制图原理、地理信息系统工程设计、地理信息系统原理与应用、空间数据库原理 选修：空间数据处理、城市规划原理、城市环境分析、地理信息系统软件开发技术、地籍测量与土地管理、图形图像软件应用、资源环境与可持续发展、土地评价与规划、多媒体电子地图设计、空间信息可视化、WebGIS与地理信息服务、地理信息综合、地理信息学进展 北京大学 必修课：地图学、地理信息系统原理、GIS设计与应用、遥感数字图像处理原理、地理信息系统实验 选修课：自然地理学与地貌学基础、环境与生态科学、城市与区域科学、测量学概论、计算机图形学基础、色度学、地学数学模型、地理科学进展、数字地球导论、网络基础与WebGIS、数字地形模型、遥感应用、遥感图像处理实验、操作系统原理、导航与通讯导论、地理信息系统工程、智能交通系统概论南京师范大学 学科基础课程： 自然地理学、人文地理学、GIS专业导论 专业主干课程： 地理信息系统原理、地理信息系统技术、地理信息系统工程、GIS设计与应用、测量学、地图学、空间定位技术、摄影测量学、遥感概论、遥感数字图像处理、遥感地学分析、C语言与程序设计、C语言实践、面向对象程序设计C#、空间数据库、空间数据结构、计算机图形学、GIS算法基础
项目编号: ZXPR-SU020-2003 基础地理信息系统 基础地理数据库建设技术要求 Version: 2.1 本文档使用部门：■主管领导■项目组 □客户（市场）□维护人员□用户
编制：评审：项目评审委员会 日期：日期： 分发编号： 目录 1.前言 (4) 1.1范围 (4) 1.2引用标准 (4) 2.总则 (4) 2.1编制目的 (4) 2.2数据库建设的主要工作 (4) 2.3数据成果 (4) 2.3.1成果资料 (4) 2.3.2成果格式 (5)
3.基础地理数据集规范 (5) 3.1数据文件命名 (5) 3.2图层名称结构 (5) 3.3图层定义 (6) 3.3.1测量控制点（POINT）*A01P (7) 3.3.2测量控制点辅助线（LINE）*A02L (8) 3.3.3测量控制点注记（POINT）*A03P (8) 3.3.4居民地(POLY、LINE、POINT) *B01A、*B01L、*B01P (9) 3.3.5居民地附属物(POLY、LINE、POINT) *B02A、*B02L、*B02P (9) 3.3.6居民地注记（POINT）*B03P (9) 3.3.7工矿建(构)筑物（POLY）*C01A (10) 3.3.8工矿建(构)筑物辅助线点（LINE、POINT）*C02L、*C02P (10) 3.3.9工矿建(构)筑物注记（POINT）*C03P (10) 3.3.10交通道路（POLY 、LINE）*D01A、*D01L (11) 3.3.11交通道路辅助设施（LINE、POINT）*D02L、*D02P (11) 3.3.12交通道路注记（POINT）*D03P (11) 3.3.13管线（LINE）*E01L (12) 3.3.14管线辅助设施（POINT）*E02P (12) 3.3.15管线注记（POINT）*E03P (12) 3.3.16水系（POLY、LINE）*F01A、*F01L (13) 3.3.17水系辅助设施（LINE、POINT）*F02L、*F02P (13) 3.3.18水系注记（POINT）*F03P (13) 3.3.19境界（POLY、LINE、POINT）*G01A、*G01L、*G01P (13) 3.3.20境界注记（POINT）*G03P (14) 3.3.21地貌与地质（POLY）*H01A (14) 3.3.22高程点（POINT）*H01P (14) 3.3.23等高线（LINE）*H01L (14) 3.3.24地貌与地质辅助设施（LINE、POINT）*H02L、*H02P (15) 3.3.25地貌与地质注记（POINT）*H03P (15) 3.3.26植被（POLY、LINE、POINT）*I01A、*I01L、*I01P (15) 3.3.27植被辅助设施（LINE、POINT）*I02L、*I02P (15) 3.3.28植被注记（POINT）*I03P (16) 3.3.29图幅索引图层（POLY）*INDEX01 (16) 4.数据转换流程 (16) 4.1数据转换技术流程 (16) 4.2代码转换、数据分层 (17) 4.2.1测量控制点 (18) 4.2.2居民地及垣栅 (18) 4.2.3工矿建(构)筑物及其它设施 (20) 4.2.4交通及附属设施 (25) 4.2.5管线及附属设施 (29) 4.2.6水系及附属设施 (30) 4.2.7境界 (33) 4.2.8地貌和土质 (33) 4.2.9植被 (34) 4.2.10注记 (35) 4.2.11其他特殊要求 (35) 4.3数据接边处理 (36) 4.4数据检查 (36) 4.4.1质量控制指标 (36) 4.4.2自（互）检 (36) 4.4.3过程检查 (36)
地理信息系统算法基础复习 —、名词解释 1 ?地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环 境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储 存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2矢量数据结构：对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及 其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续、允 许任意位置、长度和而积的精确定义 有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4?地图数字化：根据现有纸质地图，通过手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生 产出 可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 5. 拓扑^系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实现地 理空间信息共亨的核心标准之一。 8 ?空间索引：依据空问对彖的位置和形状或空间对象2间的某种空间关系按一 定 的顺序排列的一利嗷据结构。 9?空间数据査询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库屮找 出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 10?空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，并空间数据运算、 空间数与属 性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。 数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数 字 信息处理技术。 二、填空题 1、空间实体的四个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关 系特 3 ?数据模型: 对现实世界进行认知、简化和抽象表达, 并将抽象结果组织成 对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 7卿据：它是关于数据的数据, 在地理空间信息屮用于描述地理数据集的内 11. 又称DEM, 是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的 12 ?数字地形分析:
我国地理信息系统市场发展概况 我国地理信息系统市场发展概述 中国 GIS 协会市场工作委员会李颖中国地理信息系统协会成立的十年，正是我国 GIS 产业大发展的十年。这与协会对产业发展的推动也是密切相关，协会在成立之初至今，一直把 产业发展作为最重要的任务之一紧抓不放。在1994 年协会的成立大会上，常务副会长金祥文局长的工作报告的题目是《发挥GIS 协会在发展我国地理信息产业中的重大作用》，而后，又召开了一系列的围绕产业化的议题会议，对产业的发展起到了积极的推动与指导作用。当前，人们都更加关注GIS 产业的现状与前景，本文试以讨论 GIS 市场特点的视角，折射中国 GIS 产业化的历程中一角。 一、十年来 GIS 市场发展迅猛： 回顾十年历程， GIS 市场飞速、迅猛发展是大家共同感受到的，市场的进展，会给我们留下深刻的印象。对比十年前后的以下几方面突出的特点。 1.初步建立了良好的市场环境： 随着国内信息化建设意识的逐渐提高和政府对信息化重视程度的提高，以及人们对 GIS的认知程度深化，政府各部门广泛应用地理信息系统作管理，“数字 中国”、“数字城市”、“数字地域”的口号，深入人心，市场的需求激增，这 就为企业营造出了一个良好的大市场环境。回想十年前，GIS的重要性还只是停留在我们自己的圈子中，了解与应用的用户系统寥寥无几。 2.GIS企业的数量猛增：
十年前，国内的 GIS企业（含外资企业）至多约为20余家，目前全国从事 GIS 业务的企业至少有一千多家，有人提出要超过2000家，这个数量是十年前的100倍。而绝大部分的企业是在1997年后成立的，尤其在进入二十一世纪后，成立的 GIS公司更是数不胜数。 3.产业规模扩大： 在十年前，除了外资的GIS企业外，国内的 GIS企业大多都是研究所、院校等背景上成立起来的，不仅规模小，而且“研究”的“味道”比较浓，多数企业依 靠国家的支持，离真正意义上的企业有一定的距离，还是很不成熟的。看今日， 尽管中小企业仍占主流，但注册资金在千万元的企业也有不少，营业额在5000万之上的企业也不是凤毛麟角。 在软件销售产值上，据报道， 1996年全国基础 GIS软件销售为 800套，销售额近500万元（引自《全国地理信息系统技术与应用工作会议工作报告》），而据 2002-2003年统计，全国 GIS软件年销售额约为 2亿元人民币，即相当于十年前的四十倍。而据统计包括 GIS应用工程在内的产值， 2003年约为 20亿人民币以上。 4.技术的发展带动 GIS应用的深化： 市场飞速增长的原因之一是，信息技术的发展、支撑与推动GIS 的应用的普及与深化。众所周知的计算机硬件的高速发展，使GIS的大数据量已成为易事；互联网的普及与发展，为WEBGIS的发展应用提供了舞台与机遇；加上软件技术的进展，对 GIS的技术发展提供极大的支撑。再者，GIS本身技术的进展，使应用系统已与用户的需要密切结合，与MIS、ERP的结合，与工作流程的结合，使用户体验到 GIS应用的必要性，不仅在业务管理上方便可靠，而且已起到分析 作用、指导业务。这促使应用更加普及，激励了GIS需求的剧增。如，优秀工程的示范案例就是明证。
《地理信息系统基础》课程标准 1、课程概述 1.1课程标识 课程代码：63116015 课程名称：地理信息系统基础 课程性质：必修 课程类别：职业技术基础课程 开课学期：第一学期。 授课学时：总学时：32。其中理论学时：22；实践学时：10。 1.2课程定位 《地理信息系统基础》使学生了解和掌握地图为基础管理和分析空间数据的技术，以方便处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息，作为生产、管理和决策的依据。课程主要内容包括：空间数据模型与数据结构、空间数据获取、空间数据处理、空间数据组织与管理、空间分析的基本方法、数字地形模型及其应用、空间建模与空间决策支持、地理信息系统产品输出及可视化等。 本课程是一门综合性很强的专业基础课，在学习本课程之前应先修：《计 算机应用基础》、《测量学》课程；通过本课程的学习，为其后继课程《电子地 图原理与应用》、《空间数据库》、《GIS二次开发》的学习奠定基础。为学生定 岗实习、毕业后能胜任岗位工作起到必要的支撑作用。 1.3课程设计思路 本课程在内容组织与安排上遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实的工作任务及工作过程为载体，按工作过程组织教学，将工作任务设计成“学习项目”，采用项目化教学，按项目分别采用任务驱动、项目导向等教学模式。课程教学方法以有利于课程内容的学习和取得良好的教学效果为原则，主要采用多媒体课件演示、自学和讨论、上机实习等形式。其中多媒体课件主要用于课程要点、难点的讲解，图形图像资料和模拟演示等，预制的课件条理清晰、利于更新，信息量大，效果远远超过传统授课方式，作为课堂授课辅助工具效果明显；自学和
讨论要求学生通过网络课件、资料阅读和习题完成非重点难点和描述性内容的学习，自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查；上机实习广泛地采用了网络和计算机辅助教学等现代教育技术，在网上公布所有教学资源，包括教学大纲、中英文教案、多媒体电子教材、网络课程教材、实习教材、实习指导书、习题集等，同时设计了“网上答疑”与“网上讨论”等栏目，为学生提供了多种可供选择的学习方式，充分体现“互动教学”的特点。教学资源上网很好地解决了学生课前预习、课后复习、自学、以及由于课堂信息量大给学生做笔记带来一定困难（可以下载打印后作为笔记底稿）等问题，并有助于形成教学过程和课程建设自我约束、自我管理、健康发展的机制。 为了培养学生的动手能力和创新精神，全面提高其综合素质，教学过程中要始终注重培养学生的动手能力，动脑能力，动口能力（提出和讨论问题以及辩论的能力），在学习过程中让学生自己不断发现问题，积累问题，最终达到提高分析问题和解决问题能力的目的。除了专题讨论课之外，原则上每次课堂授课都要布置思考题和讨论题，每次上课正式授课前或在课间要组织10－20分钟的课堂讨论，并注意让每个学生都发言。 2、课程目标 总体目标：通过本课程的学习和相应的实践性教学环节，使学生掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的采集、处理与组织、GIS空间分析的原理方法、GIS设计的技术方法等内容，并掌握常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。 2.1 能力目标 ①懂得如何利用GIS去解决实际问题的思路； ②能处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息； ③能够从事工程测量岗位中现场的相关工作。 2.2 知识目标 学生应对GIS有一个较全面的了解，要求学生着重掌握GIS的基本概念、基本理论及其发展趋势，理解GIS学科分析问题、解决问题的方法；同时，理清各专业课程之间的关系。 2.3素质目标
什么是“结构” 结构是指组成整体的各元素的搭配和安排 什么是数据结构？ 数据结构是组成数据整体的各元素的搭配和安排。 “数据结构”的意义 “数据结构”并不关注数据整体中各个元素的具体数值，而是关注元素之间的关联方式。 同一类型信息的不同实体所对应的数据整体，在元素的具体数字上可能并不一致，但在结构（关联方式）上往往具有相当的一致性。 数据结构中的基本概念和术语 数据(Data)：是客观事物的符号表示。在计算机科学中指的是所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称 数据元素(Data Element)：是数据的基本单位，在程序中通常作为一个整体来进行考虑和处理 数据项(Data Item)：一个数据元素可由若干个组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。数据项是对客观事物某一方面特性的数据描述 数据的逻辑结构和存储结构 “算法”：将信息处理过程转换为运算过程的理论。 算法的表达：形式化方式（流程图，伪代码）——算法的设计 计算机程序代码和机器码——算法的实现 数据结构的形式化表达的基本规则是什么？ 概念明确化，信息符号化，结构规则化 算法的特征
自主、序贯、操作指令 算法的要求： IPO 正确性：对于任意符合预定义要求的输入数据，算法给的对应输出结果都应该是正确的（符合预定义）； 确定性：算法的每步操作都必须有明确的、与执行者无关的结果； 可计算性：算法的每步操作最终都由有限几种运算操作组成； 有穷性：对于任意输入数据，算法都能在运行有限次操作后结束，尽管“有限次”可能是个非常庞大的数字； 文件头 存储与文件基本特征相对应的数据（元数据） 信息记录 几何体空间坐标记录，相当于文件的正文 .shp文件的文件头可以进一步分解为更细致的结构 任何.shp文件的文件头都具有相同的长度和结构 总体上看，文件头包含基本识别信息和空间信息概况两部分 #.shp文件的空间信息记录这部分内容没有固定的长度，其长度由存储的几何体数量和几何体具体特征决定； #总体上是由同类型的几何体空间定位坐标记录依次排列连接而成； #虽然长度不固定，但是空间信息记录仍然遵循统一的格式，每一个单独的几何体记录都由记录头信息和记录信息两部分组成。 是文件中真正的空间信息部分； 每一个几何体信息分为两部分： 开始的部分为intShapeType 之后是空间坐标记录
《地理信息系统基础》思考题hong红色区域需要自己的斟酌 第一章 1、什么是地理信息？地理信息有什么特性？ ?定义：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态 的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之 间关系的地理数据的解释。从另一个角度来说，一切与空间位 置有关的信息都叫做地理信息。 地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，是表 示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律 的数字、文字、图像和图形等的总称。 ?地理信息的特征 空间分布性：属于空间信息，其位置的识别是与数联系在一起 的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。 数据量大。地理信息的空间特征、属性特征、时间特征。 信息载体的多样性。地图、影像、文字、数字…… 地理信息的其他特征 1）区域性：通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标 识； 2）多维结构特性：在二维空间的基础上实现多专题的第三维结 构； 3）时序性（动态变化特征）：十分明显，可以按时间尺度将地 理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期的（如城 市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）等。2、什么是GIS？它具有什么特点？ 地理信息系统（Geographic Information System）是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统 地理信息系统的特点 ?具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力； 以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有 空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层 次的地理信息。
国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据标准草案（初 稿） 1. 主题内容与适用范围 本标准提供国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据的内容，包括NFGIS数据的标识、内容、质量、状况及其他有关特征。本标准可用于对NFGIS数据集的全面描述、数据集编目及信息交换网络服务。 2. 参考标准 ISO 15046-15地理信息--元数据（CD 2.0） FGDC 地理空间数据元数据内容标准（CSDGM）v.2.0 3. 术语 3.1 元数据 是关于数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他特性的信息。也可译为描述数据或诠释数据。 3.2 元数据元素（元数据Element）元数据最基本的信息单元。 3.3 元数据实体（元数据Entity）同类元数据元素的集合。 3.4 元数据子集（元数据Section）相互关联的元数据实体和元素的集合。 3.5 信息交换网络（Clearinghouse）数据生产者、管理者和用户之间的分布式、电子连接的网络。 3.6 数据志（Lineage）数据继承信息，包括获取或生产数据使用的原始资料说明、数据处理中的参数、步骤等情况及负责单位的有关信息等。 3.7 引用文献（Citation）数据集引用或参考使用的资料、数据集、模型、文献等。 4. NFGIS 元数据层次结构和性质 4.1 元数据层次结构 本标准规定NFGIS元数据分为三层：元数据子集、元数据实体和元数据元素。 元数据元素是元数据的最基本的信息单元,元数据实体是同类元数据元素的集合，元数据子集是相互关联的元数据实体和元素的集合。在同一个子集中，实体可以有两类即简单实体和复合实体，简单实体只包含元素，复合实体既包含简单实体又包含元素，同时复合实体与简单实体及构成这两种实体的元素之间具有继承关系。 4.2 元数据性质 本标准定义三种性质的元数据子集、实体和元素：
地理信息系统算法基础复习 一、名词解释 1.地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环 境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2矢量数据结构：对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续、允许任意位置、长度和面积的精确定义 3.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成 有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.地图数字化：根据现有纸质地图，通过手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生 产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 5. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 6. 空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 7 元数据：它是关于数据的数据，在地理空间信息中用于描述地理数据集的内 容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。 8 .空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按 一定的顺序排列的一种数据结构。 9.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找 出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 10.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、 空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。 11.数字高程模型：又称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 12.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题
第五节某市基础地理信息平台建设 一、概述 二、某市基础地理信息基础 （一）、网络基础设施 （二）、某市地理信息标准 （三）、地理信息数据现状 1、各部门现有地理信息数据 2、市规划局现有数据 三、某现有地理信息系统 （一）、各部门地理信息系统 （二）、各部门构建专业地理信息系统 （三）、市规划现有系统 1、规划信息动态监控系统 2、测绘成果管理与分发系统 3、地下管线管理信息系统 4、基础地理信息系统 5、街道社区管理信息系统 6、农村住房防灾管理信息系统 四、地理信息地图的应用 1、卫星底图 2、彩红外影像图 五、某地理信息建设组织机构 六、某地理信息使用单位
第五节某市基础地理信息平台建设 一、概述 基础地理信息平台是用以满足各个行业进行基础地理信息的采集、应用、交互、共享和服务，并能提供标准框架数据及运行环境的集合，是各行业、各单位和部门进行数据共享、数据交换的公共平台。它可以为各种专业地理信息系统应用提供最为基础的数据支持，是城市极为重要的信息基础设施。 随着某市社会经济发展和信息化建设进程的加快，政府、企业和公众对基础地理信息的需求日益迫切。特别在市委、市政府提出建设“数字某”的宏伟目标后，许多政府部门和企业提出了建立为单位业务服务的地理信息系统需求。基础地理信息平台管理的数据主要是基础地理信息数据。目前基础地理信息数据包括控制点、水系、居民地、建筑物、交通、境界、地貌、植被、管线、影像数据、数字高程模型数据及其部分属性信息，是各种地理信息的载体和空间定位基础，具有公用性、基础性和前瞻性的特点，几乎为所有地理信息系统使用。 地理信息系统应用研究始于上世纪70年代初、中期，经过30多年的迅猛发展，目前发达国家已将它作为城市的基础设施之一，用于城市动态管理和规划设计，并将它作为城市重大问题和突发性事件进行科学决策的现代化手段。 我国城市地理信息系统研究以遥感为先导，1980年在天津和1983年在京、津、渤地区都进行了有益的探索。1989年，在常州、洛阳和沙市三个中等城市进行城市规划管理信息系统和研究探索和建设。1990年后，计算机技术发展迅速，随着国民经济建设和城市化进程的加快，特别在经济特区和东南沿海城市，对城市地理信息系统建设以应用为导向的目标进一步明确，建设速度加快，已进入城市管理和规划的业务应用阶段。用户对城市地理信息系统的需求无论在广度和深度上都在迅速增强。目前我国有相当一批城市，如广州、北京、上海、重庆、青岛等大城市，深圳、海口、北海、厦门等中小城市等建立起了城市地理信息数据库及其他专题数据库，诸如规划与土地管理数据库、地下综合管线数据库、水利数据库和交通数据库等。在城市信息的查询，政府职能部门的办公自动化，土地、规划或房地产管理的计算机化，乃至部分城市问题的分析评价与科学决策，以及某些数据或信息更新等方面，都在不同程度上借助城市地理信息系统这一先进技术，并产生了非常明显的社会效益和经济效益。浙江省省内城市中杭州、宁波两市的基础地理信息系统建设起步较早。“数字宁波”早在2001年就成为建设部的应用试点，“数字宁波”总体方案中明确规定了“宁波市基础地理信息系统”为“数字宁波”的统一数据平台。经过近三年的努力，已建立宁波多源、多尺度的基础空间数据库，并在次基础上，建立起了“规划管理”、“综合管线”“网上发布”等若干个应用示范工程。杭州市基础空间数据系统经过几年的建设，也已基本完成，并开发了“数字社区”、“数字民政”、“地下综合管线”等若干个应用示范。嘉兴市已在2005年底初步建立起全市同意的基础地理空间框架，以此作为统一的数据平台，完成了“规划管理”、“综合管线”、“网上发布”、“三维虚拟城市”等应用示范工程的建设。 基础地理信息平台是用以满足各个行业进行基础地理信息的采集、应用、交互、共享和服务，并能提供标准框架数据及运行环境的集合，是各行业、各单位和部门进行数据共享、数据交换的公共平台。基础地理信息平台管理的数据主要是基础地理信息数据。目前基础地理信息数据包括控制点、水系、居民地、建筑物、交通、境界、地貌、植被、管线、影像数据、数字高程模型数据及其部分属