地理信息系统原理
第一章绪论
地理信息系统是对地理空间实体和地理现象的特征要素进行获取处理表达管理分析显示和应用的计算机空间或时间系统
地理空间实体是指具有地理空间参考位置的地理实体特征要素，具有相对固定的空间位置和空间相关关系相对不变的属性变化离散属性取值或连续属性取值的特性地理现象是指发生在地理空间中的地理事件特征要素，具有空间位置空间关系和属性随时间变化的特性
地理信息系统具有以下五个基本特点：
1地理信息系统是以计算机系统作为支撑的
2地理信息系统操作的对象是地理空间数据
3地理信息系统具有对地理空间数据进行空间分析评价可视化和模拟的综合利用优势
4地理信息系统具有分布特性
5地理信息系统的成功应用更强调组织体系和人的因素的作用，这是由地理信息系统的复杂性和多学科交叉性所要求的
地理信息系统的组成：
硬件分为基本设备和拓展设备两大部分，基本设备包括计算机主机（含鼠标键盘硬盘图形显示器等），存储设备（光盘刻录机磁带机光盘塔磁盘阵列等），数据输入设备（数字化仪扫描仪手写笔等），以及数据输出部分（打印机绘图仪等）；拓展部分包括数字测图系统图像处理系统多媒体系统虚拟现实与仿真系统各类测绘仪器等
软件按层次结构组成和运行的软件体系
低水平………………………………→高水平
操作系统网络管理软件，工具软件；标准软件（图像图形处理数据库系统系统库程序设计等）；GIS基本功能软件（商业化的GIS工具或平台）GIS应用软件（二次开发）GIS与用户的接口、通讯软件（用户界面、通讯软件）
4D产品：数字线划数据（digital line graph,DLG）数字栅格数据（digitalrastergraph，DRC）数字高程模型（digitalelevationmodel，DEM）数字正射影像（digitalorthomap，DOM）
基于“3s”技术的对地观测系统
P26 图1.25
地理信息系统的技术基础：地理信息系统是一项多种技术集成的技术系统。数据采集技术（包括遥感技术，全球定位系统，三维激光扫描技术，数字测图技术等）、现代通信技术、计算机网络技术、软件工程技术、虚拟现实与仿真技术、信息安全技术、网络空间信息传输技术等构成了GIS技术体系的主要技术。
第二章地理信息系统基础理论
地理学是研究地球表面地理环境的结构分部、发展变化的规律性以及人地关系的学科，已经经历了近代地理学和现代地理学两个发展阶段。地理学是研究地理环境的科学。地理环境可以划分为自然环境、经济环境和社会文化环境
地理学的三个发展阶段，第一阶段一地理学定量分析为特点；第二阶段以图形学为特点，注重数量的空间关系，进一步由大地测量、遥感、摄影测量、GPS的融入，发展到geomatics；第三阶段开始引入GIS，借助GIS来研究地理问题。
地理信息系统与地理学的关系：
1 地理学是我们理解世界的基础科学，GIS使得地理科学活生生的应用到现实世界中，包括科学中的基础部分
2 地理学与GIS密不可分，两者完美结合。地理学的进一步研究，需要gis的支持。GIS的开
发需要对地理问题深入认识。两者结合，互相促进了二者的发展。地理信息科学的理论体系、研究方法、学科地位的建立和完善，有利于地理学家对瞬时信息进行定性分析、空间信息的定位分析、时间信息的趋势分析、环境信息的综合分析
3 地理信息的虚拟分析与严爵得以发展
4 数值模拟和定量化研究不断加强
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，他是对表达地理特征要素和地理现象之间关系的地理数据的解释
地理数据是各种地理特征和现象之间关系的符号化表示，包括位置特征、属性特征和时态特征三个基本特征部分
第三章地理空间数据表达基础
方里网是由平行于投影坐标轴的两组评选线索构成的方格网，因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称为方里网，又称直角方里网
经纬网地理坐标网
地图对地理信息实体要素的描述方法分为线划地图和影像地图两种，地图图层是对地理信息的专题表达
1 线划地图是按照一定的比例、一定的投影规则，有选择地将复杂的三维地理实体的某些内容投影绘制在二维平面媒体上，并用符号将这些内容要素表现出来，在地图学上把地理空间分为点线面三种要素
点状要素是指那些占据面积较小，不能按比例尺表示，又要定位的实体
线状要素是指那些在地面上呈线状或带状的地理实体，如河流道路等
面状要素指在空间占有一定面积的地理实体，一般用面状填充符号表达
2 遥感影像地图有正射影像图（DOM）和真正射影像图（TDOM），前者由数字高程模型纠正获得(DEM)，后者由数字地形表面模型纠正获得
3 在GIS中，地理实体要素是以数字化的数据形式存在的
GIS数据表达的基本要求和原则
1 定义表达空间数据的表达类型
2 对不同的数据表达类型进行空间建模的原则
3 同一空间参考系原则
4 数据分层组织和无缝图层原则
5 数据分类编码原则
6 数据库存储和管理原则
7 数据集组织原则
8 空间索引要求
9 建立空间拓扑关系原则
10 建立空间元数据库要求；为了对空间数据库进行维护更新和共享服务，需要对空间数据的定义内容格式参考系统质量标准状态日期等信息进行描述，这类信息称为元数据
11 为了到达上述的数据表达要求，需要对空间数据进行输入整合和编辑，这一系列的工作称为空间数据库的建库
在GIS中，地理空间对象的基本表达类型有5种：矢量数据栅格数据连续数据属性数据元数据；矢量数据用于描述和表达离散地理空间实体要素；地图描述信息的属性是通过地图符号颜色和地图注记；栅格由一系列的栅格坐标或像元所处栅格矩阵的行列号（I,J）定义其位置，每个像元独立编码，并载有属性；栅格单元的大小代表空间分辨率，表示表达的精度；连续表面数据书描述地球表面上的每一个位置都具有一个值的一类数据，替代方法：1等值线方法2等值域方法3栅格数据集方法4不规则三角网表达方法
元数据就是“关于描述数据信息的数据”，主要作用：
1 帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档
2 提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据
3 提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输
4 帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用做出正确判断
5 提供空间数据互操作的基础
元数据的内容主要是包括对数据库的描述，对数据库中的各数据项数据来源数据所有者和数据生产历史等的说明；对数据质量的描述，如精度数据的逻辑一致性数据的完整性分辨率数据的比例尺等；对数据处理信息的说明，如纲量的转换等；对数据转换方法的说明；对数据库的更新集成方法风的说明
空间关系是指地理空间特征或对象之间存在的与空间特征有关的关系
拓扑空间关系是GIS中重点描述的地理特征或对象之间的一种空间逻辑关系，根据拓扑关系绘制的图称为拓扑图；在拓扑关系在GIS中，是以数据表数据文件的形式进行存储的，主要用于描述点和多边形图形元素之间的逻辑关系，有关联关系、邻接关系、连通关系和包含关系；计算机就是通过在弧段序列中找到弧段之间的共同节点来判断与弧段之间是否存在连接性
第四章地理空间数据模型建模
数据模型是对数据特征的抽象描述，它不是描述个别数据特性，而是描述数据的共性，一个地理空间数据模型应能描述地理空间数据以下特征：
1 静态特性。包括实体和实体应有的特性、实体间的联系等，通过构造基本数据结构类型来实现
2 动态特性。即现实世界中的实体及实体间的不断发展变化，通过对数据文件的索、插入、删除和修改等操作来实现
3数据间的相互制约与依存关系。通过一组完整性约束规则来实现
地理空间数据模型可分为矢量数据模型、栅格数据模型、连续表面数据模型和属性数据模型（图4.2 P111）
空间数据模型是以逻辑方式对客观世界进行抽象，是一组由相关关系联系在一起的空间对象定义和空间关系表达的规则集，是几何数据模型和语义数据模型的混合体，也称为地理空间数据的逻辑模型
地理空间数据结构是基于地理空间数据模型构建的物理数据文件格式，与数据在计算机中的编码、存储和表达方式有关。地理空间数据结构提供了为地理空间数据模型而定义的操作，并将操作映射到数据结构特定的代码上
模型和对象的区别，矢量数据模型往往被拆成几个简单元素表示，但他们共享一个属性描述，特征元素表示的意义和实际的情况有很大区别，特征一般不具有独立实体意义；一个对象对应现实世界中的一个具有完整意义的地理是提要素，并对其一系列固有属性和可能的操作方式进行了封装，一般具有很强的独立性
对象的特性
1 抽象性
2 封装性
3 多态性
4 继承性
面对对象数据建模的四种核心数据技术是：分类、概括、聚集和联合
地理数据模型的进展
1 CAD数据模型
2 coverage数据模型是arcgis 8软件以前版本使用的地理空间数据模型，也称为地理关系数据模型，是面向特征建模的数据模型，coverage数据模型存储和管理数据的基本单元是数据层
3 geodatabase数据模型是面向对象的数据模型
矢量数据是以点、线和多边形为基本表达特征元素，并用以表达具有形状和边界的离散对象；矢量数据模型是以特征数据集合特征类存储特征元素的
线段、链和环视特征形状的组合几何元素
Arcgis的几何对象模型（图4.21 P127）
Coverage数据模型是空间数据、属性数据和与特征有联系的拓扑关系的结合体
Coverage的主要特征类型有点、弧段、多边形和节点
Shapefile主要由包含空间和属性数据的3个主要文件构成，也可能包括任选具有索引信息的其他文件，这些文件有点线面特征组成的一个特征类，可以是点、点集、折线或多边形组成的同类特征的集合
Coverage模型与shapefile模型的主要区别是，前者具有拓扑关系，后者没有拓扑关系；前者有过个类，后者只有一个类
栅格数据来源栅格数据表达影响或连续数据。栅格数据最常用的数据源是卫星影像、航空影像、某个特征的照片、扫描的地图文件、矢量转化成的栅格数据等
栅格数据的基本类型栅格数据有两个基本类型，专题数据和影像数据。专题数据可能用于土地利用的专题分析，影像数据可能用于其他地理数据的地图和导出专题数据连续表面数据模型连续表面用于表达有限点数的具有Z值的连续场，常用模型有两种，栅格数据模型和不规则三角网模型，最常见的应用是对地形变化这类连续值的建模表达
第五章地理空间数据库
GIS与SDBMS（空间数据库管理系统）的关系gis提供了便于分析地理数据和将地理数据可视化的机制，提供了丰富的分析功能，可对地理数据进行相应的变换，利用gis可对某些对象和图层进行多种操作；利用SDBMS可对更多的对象集合图层集进行更为简单的操作，回答集合查询比GIS更为优越
GIS 图形界面空间和统计分析工具数据转换、导入和导出几何和拓扑关系支持
SDBMS 数据自主独立完全集成的空间数据事物处理，并发、备份、恢复统一的查询语言空间数据库定义为具有内部联系的空间数据的集合，可以管理和维护海量数据，并为不同的GIS应用所共享，应满足一下要求
1 空间数据库是数据库系统
2 空间数据库系统在它的数据模型中，提供空间数据类型及其空间查询语言
3 数据库应当具备两个最核心的特征，一个是持久性，一个是事务
空间数据索引数据库的索引可以用来快速访问一条快速查询所请求的数据，而无需遍历整个数据库。索引是为提高查询效率而设计的辅助文件，它只记录两个域，主键和数据文件中的页面地址
空间索引技术的核心是根据查询条件，迅速找到与该条件相交的所有空间数据的集合。在这个缩小的集合上再处理各种复杂的搜索，效率大大提高
空间索引是对存储在介质上的数据位置信息的描述，用来提高系统对数据获取方式的效率
四叉树索引方法四叉树是有根树，每个内节点有4个子节点，四叉树每个节点对应空间的一个方形区域，如果节点v有子节点，则它对应的方形区域书属于v的四个方形区域，因此得名四叉树；根节点的4个子节点被标识为NE、NW、SW、SE
空间数据的分层地理信息固有的层次性为GIS分层进行数据组织提供了依据，通常按以下方
式进行分层
1 按专题属性进行分层
2 按时间序列进行分层
3 按实体几何类型进行分层
4 按实体属性进行结构分层
5 按照垂直分带性分层
6 按上述方法综合考虑分层
空间数据存储方案
1磁盘阵列技术
2 网络存储技术
3 基础网络存储技术
4 虚拟存储技术
空间数据库的存储方案
1 分幅数据存储方案分图幅对地图数据进行管理一般只会时候数据生产部门，因为他们很少会对数据进行跨图幅的分析操作
2 无缝图层数据存储方案在数据的分析应用中，跨图幅操作是很常见的事情，建立无缝图层是简化数据操作的必要条件
第六章地理空间数据获取与处理
地理空间数据源的类型数据源主要指建立GIS的地理数据库所需的各种数据来源，主要包括地图、遥感数据、文本数据、统计调查数据、多媒体数已有系统的数据等。可归纳为原始采集数据、再生数据和交换数据三种来源
地图数据是gis的重要数据源，包括多尺度图形数据
遥感数据是重要数据源，包括多尺度影像数据和非成像数据
文本数据主要是一些文档资料数据，如规范条例等
统计调查数据主要是通过社会调查、人口统计、经济统计等获取的社会经济数据
实测数据是指通过各种传感器实时感知得到的观测数据
多媒体数据主要是图片数据、视频数据和声音数据等，他们是建立对媒体GIS的主要数据源已有系统数据主要是指来自已经运行的系统或测绘成果数据库系统，他们通过格式转换和信息化处理后转化在建系统的数据
再生数据指在数据加工处理和数据分析利用中产生的中间成果数据
坐标转换两个直角平面坐标系之间的转换时根据选定的位于两个坐标系中的一定数量的对应控制点，选定坐标转换的计算方法，解算坐标转换的参数，建立坐标转换之间的数学关系后，将一个坐标系中的所有对象的几何坐标转换到另一个坐标系的过程数据格式转换的过程首先从输入数据文件提取转换的数据元素，进行数据转换（重新定义数据元素），再将转换的数据写入输出数据文件
数据格式转换的内容，包括以下三个方面
1 空间定位信息，即几何数据，主要是对象的位置和形状数据
2 空间关系信息，即几何实体外的拓扑、几何关系和一般关系数据
3 属性信息，即几何实体的属性数据
数据转换的方式
1 通过外部数据交换文件进行
2 通过标准空间数据文件转换
3 通过标准的API函数进行转换
GIS数据质量指GIS中空间数据（几何数据和属性数据）在表达空间位置、属性和时间
特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及三者统一性的描述GIS数据质量的一般指标，有以下5个
1 准确度
2 精度位置精度、属性精度、时间精度
3 逻辑一致性
4 完整性
5 现势性
空间数据的误差类型分为源误差、处理误差和转播误差
P272
第一章：地理信息系统概说 数据与信息 数据（data）：是未经过加工的原始材料，是客观对象的表示。 信息（information）：是对数据的解释、运用与解算，是数据内涵的意义。 数据处理：对数据进行收集、筛选、排序、归并转换、存储、检索、计算、分析、模拟和预测等操作。 信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。 地理信息：是表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 地理信息的特征体现在区域性、多层次性和动态变化上： 空间位置：通过公共地理参考来描述地物所在位置，如大地参照系、地物间的相对位置。多维结构：在二维空间的基础上，实现多专题的第三维的信息结构。 时序特征：指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。 地理信息系统：由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、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。 物理外壳：计算机化的技术系统 操作（处理）对象：空间数据。 技术优势：在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段、以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。 对GIS的三种认识： 地图观点：强调GIS作为信息载体与传播媒介的地图功能。 数据库观点：强调数据库系统在GIS中的重要作用。 分析工具的观点：强调GIS的空间分析与模型分析功能，认为GIS是一门空间信息科学，这是其有别与其它系统的唯一特征。 GIS概念框架和构成 ---数据库建立和数据库输入 用户界面----系统和数据库管理---空间数据处理和分析 ---产品生成和输出 地理信息系统的分类
地理信息系统复习资料整理 信息系统：是一种采集、输入数据或低级信息，按照人们的指令进行加工处理，提取、输出有用信息乃至知识的系统。数据：指人类在认识世界过程中，定性或定量描述认识目标的直接记录或原始资料。 信息：狭义的信息论认为，信息是人们获得信息前后对事物认识的差别；广义信息论认为，信息是指主体（人、生物或机器）与外部客体（环境或其他的人、生物或机器）之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。以一定规则组织在一起的事实的集合。 信息的本质特征：就是从数据中提取和发掘有用的信息。 信息系统的构成要素：数据及信息、硬件、软件和人员（用户）四大要素。 地理信息系统：地理信息系统是在计算机硬件支持下，对地理空间数据进行采集、存储、显示、管理和分析的技术系统。 地理空间数据和信息的三个基本特征： 第一，空间位置特征。 第二，属性特征。 第三，时态特征。 地理信息系统区别于一般信息系统的主要特点： 1、地理空间数据和信息的特殊复杂性。 2、必须具备科学可视化功能。 3、区域性和多层次。 4、数据量较大。 5、注重空间分析。 3S：地理信息系统技术（GIS）、遥感技术（remote sensing简称RS）——采集、接收遥感，特别是卫星遥感数据，并从中分析、提取地球资源环境各种信息的技术。全球定位系统技术（global positioning systems,简称GPS）——利用系统卫星实时高精度确定地面目标精确位置的技术。GIS、RS、GPS集成，形成一体化的3S技术。 地理信息系统的主要功能： 1、地理信息系统的基本功能：数据采集和输入；数据处理；数据存储、组织和管理；显示与输出；空间查询与分析； 2、空间分析与模型分析功能：空间查询检索；定式化的空间分析功能；其他空间模型分析。 地理信息系统的主要组成成分： 1、地理空间数据和信息。是地理信息系统的动作对象。 2、硬件系统。GIS的物理外壳。可分为计算机主机、各种输入输出外部设备、网络传输设备等主要成分。 3、软件系统。系统软件和GIS专业软件。 4、系统开发、管理和使用人员。 空间关系：度量空间关系、顺序空间关系、拓扑空间关系。 拓扑空间关系：连接性（曲线或弧段在结点处的相互联接关系）、包含、邻接性（指共有公共边的两个区域的邻接关系）。 属性数据：基本属性数据、说明数据。 GIS栅格空间数据模型：规整格网、二维空间坐标系、属性数据和分辨率、矩阵数组。 数据组织和管理的主要层次：数据项、记录、文件、数据库。 数据库管理系统的功能：数据库定义功能、数据库管理功能、数据库维护功能、数据库通讯功能。（定义、管理、维护、通讯） 矢量和栅格数据结构的总体比较： 矢量结构和栅格结构是利用计算机形象表现客观世界的两种基本方式，二者互相补充，相辅相成。矢量数据结构具有天然的精练性，以及为了保证准确、精练而带来的结构复杂性；栅格结构的基点是从某种（属性）角度，用简单规整的格网来模拟空间景观的整体形象，“属性明显，位置隐含”。两种数据的表现手法和总体效果也正好相反：矢量数据的空间位置坐标取值可以是任意的、连续的，但表达的空间形象是分立空间对象组成的画面，即总体效果是不连续的；而栅格结构的数据取值方式是不连续的、分立的，但总体表达效果却可以是连续的，表现为照片般的空间图像。由于与地图的渊源，矢量结构至今在GIS领域占主导地位；但栅格结构由于遥感及互联网、多媒体的迅速发展，重要性正在不断增加。
地理信息系统原理 第一章绪论 1.数据：①狭义：为人们获得信息前后对事物认识的差别 ②广义：指主体（人、生物和机器）与外部客体（环境、其 他人、生物和机器）之间相互联系的一种形式。是 主体与客体之间一切有用的消息和知识，是表征事 物特征的一种普遍形式。 2.信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现 象等的内容、数量或特征。 3.信息的特征：客观性、适用性、可传输性和共享性。 4.信息和数据的关系：信息来源于数据，数据是未加工的原始资料， 数据对实体行为产生影响时才成为信息。数据是信息的内容和解释，信息是数据的载体和表达。 5.地理信息：是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，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。 6.地理信息的特征：其属于空间信息、区域性、多维结构（多层次性）、 时序特征（动态变化特征）。 7.信息系统：能对数据和信息进行采集、储存、加工和再现，并能回 答用户一系列问题的系统称为信息系统。 8.信息系统的四大功能：数据的采集、管理、分析和表达。 9.地理信息系统：是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以 采集、贮存、管理、分析和描述（五大功能）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系统。10.地理信息的分类：①按研究对象的分布范围分：全球和区域；②按 GIS功能分：工具型和应用型；③按研究对象的性质和内容分：综合和专题；④按GIS的数据结构分：矢量、栅格和混合；⑤按研究对象的空间分布特征分：2D、2.5D、3D、4D。 11.地理信息系统国内外发展对比： 12.地理信息系统和其他学科的区别： 地 区
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
2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 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.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。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯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。 7. 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。 8.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。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.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。 11.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。 12.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。13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。 14.数字高程模型：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。 15.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 1、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。
概论 一、基本概念 数据：是指对某一目标定性、定量描述的原始数据。包括数值，字符，图像，图形，视频等，在计算机中数据按符号进行存储和处理。 信息：狭义的信息指两次不定性之差，即人们在获取信息前后对事物认识的差别；广义的信息是指主体与客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的信息或知识，是表征事物性质、特征和状态的一种普遍形式。 信息和数据不可分离。信息是数据的内涵，而数据是信息的一种表达方式，数据是客观对象的表示，数据在得到解释后才能成为信息。 系统：相互联系的若干要素构成的具有特定功能的整体。系统不仅指计算机信息系统，而且还包括其他系统，比如一个学校就是一个系统。 信息系统：是指具有处理、管理和分析数据能力，能够为决策提供有用信息的系统，信息系统不一定是计算机信息系统。 GIS以地理空间数据库为基础在计算机软、硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策而建立起来的计算机技术系统。 地理信息系统的类型：工具型(GIS开发平台，供其它系统调用或二次开发)、应用型(专题GIS和区域GIS)、大众型GIS. GIS的设计方法原型化（优：需求表示清楚，用户满意度较高；降低开始风险和开发成本；缺：不适合开发大型的信息系统；系统难于维护；带有一定盲目性）、面向对象（优：加强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员的交流；对需求的变化具有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有利于用户参与。缺：需要一定的软件支持环境；不太适应大型的mis开发）、结构化程序设计（优：组成清晰，层次分明，便于调试和修改，是系统研制较为理想的工具；缺：结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构化分析的前提是：面临静态需求） GIS二次开发模式自、委、联，开发方式：独、宿、集。 GIS设计内容系统总体设计、数据模型设计、数据库设计、系统功能设计、应用模型设计、输入/输出设计 GIS设计过程系统分析｛需求分析（需求调查[用户情况、数据源、数据评价，方式：面谈、电话访谈、现场参加、调查问卷、索取资料、GIS专题报告等]、需求分析、需求文档编写[包括表和清单]）、可行性分析（经济因素[效益分析、经费问题]、技术因素[技术水平]、社会因素[有关部门和用户的支持程度]）、进度预测｝、系统设计、系统实施、运行维护第二章 GIS系统分析 需求分析的过程实际上是一个继承与发展的过程。 系统分析工具数据流程图、数据字典 数据字典的内容：数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理过程、外部实体。 功能：①给管理者和用户提供关于可利用数据的线索；②为系统分析人员提供数据是否存在的信息；③为编程工作提供数据格式及数据位置。 第三章应用型GIS总体设计 系统设计过程中确定目标的原则：针对性；实用性；预见性；先进性。 系统总体设计的原则:完备性、标准化、系统性、兼容性、通用性、可靠性、实用性、可扩充性。 系统组网方案：B/S模式(浏览器/服务器)、C/S（客户/服务器）模式、混合模式。C/S：系统维护要求高、操作复杂；对网络要求高。B/S：胖服务器、瘦客户端。（表示层、应用层、数据层）。目前一般都采用以B/S为主，C/S为辅的网络结构模式。 地理编码：在地理数据分类基础上，以易于计算机和人识别的代码来唯一地标识地理实
地理信息系统原理复习资料 第一章地理信息系统概论 ●地理信息系统的定义 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，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；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）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。 ●地理信息系统的核心问题 ?位置：即在某个特定的位置有什么。 ?条件：即什么地方有满足某些条件的东西。 ?变化趋势：需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。 ?模式：是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。 ?模型：该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。 ●地理信息系统的功能 ?数据采集、监测与编辑 ?数据处理 ?数据存储与组织 ?空间查询与分析 ?图形与交互显示 ●地理信息系统的构成 一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 第二章空间数据模型 ●空间实体具有的基本特征 ?空间特征：包括空间位置特征、空间关系特征。 ?属性特征：属性特征也称为非空间特征或专题特征。 ?时间特征：时间特征是指空间实体随着时间变化而变化的特性。 ●要素模型的基本概念 基于要素的空间模型强调了个体现象，该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的关系的方式来研究。基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象（Object）或实体（Entity）。一个实体必须符合三个条件： ?可被识别； ?重要（与问题相关）；
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 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 投影变形性质：等角投影、等积投影、任意投影 常见变形性质的确定 ① 同纬度带内梯形面积不等的投影肯定不是等积投影 ② 经纬网不是处处正交的投影肯定不是等角投影 ③ 投影为直线的经线（中央经线）上纬距不等的投影肯定不是等距投影 地理空间实体 的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？ 点：由单个栅格表达。 线：由沿线走向有相同属性取值的一串相邻栅格表达。 面：聚集在一起的具有相同属性取值的一片栅格表达。 空间数据的基本特征有哪些 属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。 空 间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前 者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。 时间特征：描述空间对象随时间的变化 地理坐标：采用经纬度（0，入）来确定地球表面上任意一点的 平面直角坐标系：首先定义一个原点（0,0）及x ，y 轴方向， 然后通过（x,y ）值确定某个地理实体的位置。 常用地图投影 中国图 全国图：正轴圆锥投影 海图：墨卡托投影 地 形图：高斯一克吕格投影（分带） 大洲图：亚洲图：斜轴方位投影 欧洲图：彭纳投影 半球图：南北半球（或两极）图：正轴方位投影 东西半 绪论 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、In tergraph 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、 AVHRR 、城市土地利用信息系统、电信资源管理、 GIS 的地学基础 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
1.地理信息系统（GIS-Geographic Information System）是以地理空间数据库为基础，在计算 机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地 理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立 起来的计算机技术系统。试述对工程测量学定义的理解。 2.拓扑关系：图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系。 3.数据压缩，指从所取得的某个数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。 4.缓冲区是根据数据库中事物的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区 多边形。 5. 地理信息可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输人、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，井结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。 6.地理信息是指与空间地理分布有关的信息，它表示地表物体和环境固有的数据、质量、分 布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等总称。 7.空间数据处理：对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据进行编辑运算，清除数据 冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。 8.开窗查询：在图形显示屏幕上用光标临时划定一个不规则的多边形，好像在背景地图上开 了一个“窗”，然后查出和该窗口有关的点、线、面及其属性信息。 9.行程编码：栅格数据的一种压缩编码方式，是将行或列中重复的元素进行合并，以达到减 少存储和数据冗余的目的，包括一维行程和二维行程。 10.虚拟现实是指通过头盔式的三维立体显示器、数据手套、三维鼠标、数据衣(Date Suit)、 立体声耳机等使人能完全沉浸计算机生成创造的一种特殊三维图形环境，并且人可以操作控 制三维图形环境，实观特殊的目的。 1、是实现地理信息系统可视化的关键所在。 2、游程编码结构是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是，。 3、数据重构指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括、、等，以解决数据在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接与融合。 4、空间数据坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括和，它们是空间数据处理的基本内容之一。 5、数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的和。 6、空间量算包括、、和。 7、空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的 分布模式进行比较，它包括了和两种算法。
武测地理信息系统笔记（制作：武汉大学教学队伍） 武测地理信息系统笔记 制作：武汉大学教学队伍： 胡鹏程雄李建松吴艳兰郭庆胜杜清运游涟 第一章绪论 §1-1 GIS概念 一、信息与数据 1、信息 1）定义： 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。 2）信息的特性： A、客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。 B、适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。信息系统将地理空间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。 如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。 C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。 D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。 2、数据 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、图象等符号。 数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。 3、两者关系（有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。 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。
只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。 例如“1、”“0”独立的1、0均无意义。 当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了“有”“无”信息，当用它来标识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息。 二、地理信息与地学信息 1、地理信息 1）定义：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。 2）特点： A、地域性：（是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志）。 地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。 B、多维结构： 指在同一位置上可有多种专题的信息结构。如某一位置上的地理信息包括（例图） C、时序特征： 时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。因此，一实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。以免过时的信息造成决策的失误或因为缺少可靠的动态数据，不能对变化中的地理事件或现象作出合理的预测预报和科学论证。例如98年龙王庙特大洪水险情正是武汉勘测设计院利用先进的摇感、GPS技术测得实时数据为抗洪决策提供可靠依据。显然，如果用过时数据，这将造成多大的损失，这就是地理信息的时序特征。 2、地学信息 与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。 3、两者信息源不同 地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等； 地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。它是人们深入认识地球系统、适度开发资源、保护环境的前提和保证。 四、信息系统和地理信息系统 1、信息系统( Information System ,IS )
绪论第一章 0、地理信息系统基本概念 0.1、地理（空间）数据： 地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。 0.2、地理（空间）信息： 是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 0.3地理信息系统： 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、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。 说明： 1.是计算机系统 2.操作对象：空间数据 3.基本功能：采集、管理、处理、分析、建模、显示 4.其技术优势在于其数据综合、模拟和分析评价能力，实现地理空间过程演化的模拟和预测 5.与地理学和测绘学关系密切 GIS的定义框架GIS在信息系统中的地位和分类 0.4GIS的基本构成 ?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： 1．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 2．输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等 3．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 0.5GIS组成—软件—空间数据—人员 0.6GIS的功能 1．数据采集: 数据是GIS的血液，贯穿于GIS的各个过程 2．数据编辑与处理:原始数据不可避免的存在误差，需要对其编辑和格式转换等处理，因此GIS应提供强大的、交互式的编辑功能，包括图形编辑、数据变换、数据重构、拓扑建立、数据压缩、图形数据和属性数据的关联。 3．数据存储、组织和管理: GIS的数据结构：矢量数据结构、栅格数据结构 GIS数据的组织和管理：文件-关系数据库混合管理、全关系型数据管理、面向对象数据管理4．空间查询和空间分析
GIS知识点总结
GIS知识点总结 地理信息的定义：地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、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，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。 地理信息的特征：具有空间上的分布性、数据量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特征 GIS概念：地理信息系统（Geographical Information System，Geo-Information System，简称GIS），是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进 行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS特征：（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力 GIS基本功能：1、数据采集功能 2、数据编辑与处理 3、数据存储、组织与管理功能 4、空间查
空间数据模型：包括概念模型（最高层、常用E-R 模型）、逻辑数据模型（通常所称的空间数据模型其实是空间数据的逻辑模型）、物理数据模型（最低） 概念模型（对象、场、网络），场模型有6种表示方法。各自的使用情况 空间数据的类型：1、几何图形数据 2、影像数据 3、属性数据 4、地形数据 5、元数据 空间数据的表示：不同类型的空间数据都可抽象表示为点、线、面三种基本的图形要素 空间关系：1、拓扑（包括邻接、关联、包含、 连通） 2、顺序 3、度量 实体之间的拓扑关系：对于点、线、面三种类型的空间实体，它们两两之间存在着分离、相邻、重合、包含或覆盖、相交5 种可能的关系 拓扑关系的意义：1、拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有
地理信息系统考试复 习资料
地理信息系统考试复习 第一章 1、地理信息系统概念：是指由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、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。 2、数据：是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据,数据本身并没有意义。 3、信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实知识，作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。 4、信息与数据的关系： (1)信息与数据是不可分离的； (2)信息来源于数据；数据是载体，信息是内涵，是形与质的关系。 (3)数据的形式多样，但其中包含的信息内容不变； (4)信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变； (5)数据是原始事实，而信息是数据处理的结果； (6)不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。 5、地理信息特点： （1）地域性(空间特征），（2）多维结构性（属性特征），（3）动态性（时序特征），
（4）客观性，（5）适用性，（6）传输性，（7）共享性。 6、地理信息系统分类： 按其研究内容可以分为三大类： （1）专题地理信息系统：是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。（2）综合地理信息系统：主要以综合研究和全面信息服务为目标。 （3）地理信息系统工具：它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理 信息系统基本功能的软件包。如：ARCGIS、Mapinfo、 CityStar、Geostar、MAPGIS等。 7、地理信息系统与其他系统的区别与联系： 关系：见地理信息分类图（教材P6）； 区别： A、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。 B、GIS有别于MIS（管理信息系统）： 1) GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强； 2) MIS侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，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MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
《地理信息系统概论》笔记 黄杏元自己看吧 第一章导论 第一节地理信息系统基本概念 1 学科特点 GIS是一门典型的交叉性学科 因此，学生要学好GIS，首先必须要做好“GIS” Gentlemanlike, Intelligence, Smile。 GIS是一门实践性很强的学科 因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基础GIS软件的操作和使用。 GIS是一门迅速发展中的学科 因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自己的能力。 2 数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；数据是信息的表达，信息则是数据的内容。 3 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 4 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。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。 第二节GIS的基本构成及功能 1系统硬件由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。 2系统软件由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。 3空间数据库由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。
地理信息系统原理考 试重点
名词解释: 地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。 空间拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。 空间插值：空间插值——空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较。 元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据。 空间索引:根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率. 空间自相关:空间自相关是空间场中的数值聚集程度的一种量度。距离近的事物之间的联系性强于距离远的事物之间的联系性。 空间数据引擎：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力. 碎屑多边形：碎屑多边形又称条带多边形，因为前后两次录入同一条的位置不可能完全一致，就会产生碎屑多边形。 地图投影：就是将椭球面各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。研究这个问题的专门学科叫地图投影学。 虚拟现实：计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备（如数据手套、头盔等）以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。 叠置分析:将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。同时叠置分析不仅生成了新得空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。 场模型:也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体看待。 不确定性:是指对真值的认知或肯定程度，是广泛意义上的误差。 雷普利K函数 对称差异 知识点: 1.常见GIS软件有哪些?哪些国产哪些国外品牌常用GIS文件格式的扩展名RrcGIS（国外）、MapGIS（国内）、MapInfo（国外）、SuperMap（国内）bmp、dat、dbf、dem、hdr、shp、tab。 2.GIS输入、输出设备组成 GIS数据来源第一手数据第二手数据分别有哪些 3S指什么？ GIS输入设备:解析和数字摄影测量仪器、全站仪、GPS、遥感与图像处理系统、数字化仪、扫描仪、键盘鼠标； 输出设备：绘图仪、打印机、终端等。