遥感与地理信息系统期末复习重点

数据：是一种未经加工的原始资料，包括数字、文字、符号和图像。

信息：用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件，事物，现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

地理信息：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。

三要素：①空间位置：用数据描述地物的位置；②属性数据：非空间数据，属于一定地物，描述其特征的定性或定量指标；③时域特征：地理信息采集或地理现象发生的时刻/时段。

特征：①空间分布性：其具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次。

②数据量大：地理信息既有空间特征，又有属性特征，其随着时间的变化而变化，具有时间特征。

③信息载体的多样性：第一载体是地理实体的物质和能量本身，还有地理实体的文字、影像等符号信息，载体及纸质，磁带，光盘等物理介质载体。

信息系统：具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统。

地理信息系统：由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统。

设计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。

组成：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据、系统使用管理的维护人员。

子午面：通过地球自转轴，与赤道面垂直的载面。

大地坐标系：以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。

地面点的位置用大地经纬度和大地高度表示。

平面坐标系：在“二维”平面内两条互相垂直的且有公共原点的数轴构成坐标系。

地图投影：用投影的方法来表示各地面景物的形状、大小和互相关系，这种投影方法叫做地图投影。

高斯-克吕格投影：是等角模切圆柱投影，它假设一个椭圆柱面横切在椭球面的一条子午线上，椭圆来的中心轴通过地球的中心，然后按等角条件将中央经线两侧一定正负经差范围内的区域投影到椭圆柱面上，再将其平展而得到的投影。

地图：遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括和总结，运用符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间空间上的分布规律和发展变化。

功能：（1）认识功能：全局概念，对象定性与定量特征，对象之间空间关系等。

（2）模拟功能：物质模型，概念模型。

（3）信息的负载和传递。

构成要素：①图形要素：各种图形符号，文字注记；②数学要素：比例尺，坐标，控制点；③辅助要素：地图编号，出版信息；④补充说明：主要图件在内容与形式补充。

计算北京1:10万地图分幅编号，6°带中央经线及3°带中央经线。

数据编码：是空间数据结构的组织和实现。

它实质上反映了一种转换过程。

也就是说，它是在数据结构的指导下，把空间的图形数据和属性数据，经过分类、量化和组织转化成计算机所能接收的形式，以便进行各种处理分析。

拓扑关系：是明确定义空间关系的一种数学方法，在地里信息系统中用它来描述并确定空间的点线面之间关系及属性，并可实现相关的查询和检索。

表达：（1）全显式表达：多边形→弧段→点，同时还明显表达点→弧度→多边形的关系（2）半隐式表达：给出点线多边形之间的关系，推导出其余的拓扑关系。

栅格数据：是地理信息系统中空间数据的表示方法之一，它是以规则的阵列表示空间地物或现象分布的一种数据组织方法。

特点：①用离散的量化栅格值表示空间实体②描述区域位置隐含属性明显③数据结构简单，易于遥感结合④难以建立地物间的拓扑关系⑤图形质量低且数据量大.取值：①面积占优法：把栅格中占有最大面积的属性值定为栅格元素的值②中心点法：将栅格中心点的值作为本栅格元素的值③长度占优法④重要性法。

矢量数据：是地理信息系统中空间数据的另一种常用表示方法，它是基于矢量描述方法来表达和处理空间地物特征的一种数据组织方法。

特点：①用离散的线或点来描述地理现象及特征②用拓扑关系来描述矢量数据之间的关系③面向目标操作④数据结构复杂且难以同遥感数据相结合⑤难于处理位置关系。

自上而下的合并算法：首先根据栅格阵列的行列值转换成最大位数的位置码，然后对上述编码进行排序，依次检查4个相邻位置码的属性值是否相同。

若相同将其进行合并，并除去一位最低位置码，这样不断循环直到没有可合并子块为止。

空间数据的拓扑关系：（1）拓扑关联性：不同类型元素之间，如点线面之间的关系（2）拓扑邻接性：同类元素之间的邻接关系（3）拓扑包含性：空间图形中，面状实体中所包含的其他面状实体或线状点状关系。

常规四叉树的特点：①降列图2N*2N的栅格阵列，最大深度N，层次为0,1,2,……N②每层栅格的宽度，即每层边上包含的最大栅格束，反映所在叶结点，表示的正方形集合的大小，其值为2N-n。

自下而上的分割法：对一个2N*2N的栅格阵列，根据不同类型元素分割，第一次分割得第一层，第二次分割得第二层，依此类推。

其中位置码的位数决定分割层数，图形越复杂，分割层数越多。

DIME编码：又称双重独立地图编码，是用于人口分析制图的数据结构①以线段为主的记录方式②是一种具有拓扑功能的编码方法。

矢量数据结构和栅格数据结构的比较的编码5.基于十进制的线性四叉树编码数据库：以特定结构存储的相关数据的集合，独立于应用程序存在，是数据库管理系统的核心和管理对象。

数据库系统：是处理数据库存取的各种管理控制的软件，它不仅面向用户还面向系统。

空间数据库：操作空间数据和属性数据，实现空间数据和属性数据的完全统一管理。

DBA：是一个负责管理和维护数据库服务器的人。

空间数据处理：指地理信息系统对空间数据本身所提供的编辑处理、交换处理、编码与压缩处理、插值以及数据类型转换与操作手段。

空间数据分析：指地理信息系统用户提供的解决问题的方法，如查询检索，形态分析，地形分析，叠置分析，领域分析，网络分析等，从而为用户提供有用的信息。

空间数据复合分析：将同一空间上两个或两个以上不同含义的地理要素的重合点之间进行分析处理。

等值线分析：用来表示那些具有连接分布特征的自然现象，从图形学角度，等值线是指X-Y 平面上f（x，y）=c的轨迹分布线。

网络分析：网络分析的典型应用是求最短路径问题，即求图数据结构中，从一个顶点出发到其它各顶点之间的最短路径。

领域分析：是通过空间点周围的邻点，或某特定位置及方向范围内的某种性质的邻点，对其进行分析的一种方法，这种方法涉及数据及其邻点之间的相互关系。

空间数据处理的内容：①编辑处理：图形数据的编辑，属性数据的编辑；图形的拼接和分割等。

②交换处理：投影变换，坐标变换，比例尺变换，几何校正等。

③编码和压缩处理：栅格数据的编码、矢量数据的编码、栅格数据的压缩、多余点的除去等。

④数据的插值：点的插值，区域的内插等。

⑤数据类型的转换：矢量向栅格的转换，栅格向矢量的转换，系统间数据格式的转换等。

空间数据分析的内容：①查询检索：拓扑查询，位置查询，属性查询，区域查询等②形态分析：面积量算，距离量算，质心计算，周长量算等③地形分析：等值线分析，坡度坡向分析，分水岭分析，视域分析，剖面分析等④叠置分析：视觉信息复合，条件叠置，无条件叠置等。

⑤邻域分析：缓冲器分析，泰森多边形分析，拟合分析等6.网络分析：最短或最佳路径公开，空间规划等⑦图像分析：图像增强，图像分割，图像细化等⑧应用模型分析：数学模型，统计模型，逻辑模型等。

矢量数据向栅格数据转化的过程：（1）确定栅格化的分辨率①根据原矢量图的大小、精度要求及研究问题的性质，确定栅格分辨率的高低②计算确定栅格分辨率 式中：△X ，△Y 分别表示每个栅格单元的边长Xmax ，Xmin 分别表示矢量坐标中X 的最大值和最小值Ymax ，Ymin 分别表示矢量数据中Y 的最大值和最小值I,J 分别表示栅格的列数与行数 （2）点的转换①在矢量图上的点坐标转换成栅格数据中的行列值i ，j ，从而得到元素的位置。

式中：X,Y 为所求点在矢量坐标下的坐标值△Y ，△X 分别为每个栅格单元对应边长Ymax ，Xmin 分别为矢量数据中Y 的最大值和X 的最小值I ，j 为所求点在栅格坐标中的行列值。

②分别求矢量数据中各点对应的栅格数据中的行列值并在栅格坐标中标注。

栅格数据向矢量数据转换的过程（1） 栅格数据向矢量数据转换的前处理，把栅格图形预处理成近似线划图的二值图形，使每条线只有一个象元宽度。

（2） 矢量化。

将线划图从栅格数据转换变成直角坐标数据，并通过边界线搜索生成拓扑关系，建立边界弧度与栅格图上各多边形的空间关系，并建立与属性数据的联系。

（3） 栅格数据矢量化后的后处理，一方面除去逐个栅格矢量化产生的多余点，减少数据的冗余；另一方面用插补算法对曲线光滑处理，光滑矢量化的曲线。

等值线分析过程：等值线是地图上最广泛使用的表示方法之一，用来表示那些具有连续分布特征的自然现象。

从图形学角度来看，等值线是指X-Y 平面上f （X,Y ）=C 的轨迹分布线。

（1） 等值线绘制① 散点网格化：由绘制值线的精度选取网格大小，使得误差最小，曲线光滑。

②等值线的自动绘制：A.求等值线与网格边界的交点。

a.判断等值线和网络边界是否有交点：当网格步长取得足够小时，在矩形网络上，曲面C=f （X,Y ）视为一线性函数；因此，网格的棱边AB 是否同等值线相交，通过判断：f （A ）≥Ck ≥f （B ）或f （A ）≤Ck ≤f （B ）或当【f （A ）-Ck 】*【f （B ）-Ck 】≤0表示等值线与棱边AB 相交。

b.求出交点（当确定网格棱边同等值线相交时），如图△X=（X MAX -Y MIN ）/I △Y=（Y MAX -Y MIN ）/I行i=i+Int （Y MAX -Y ）/△Y 列j=Int （X-X MIN ）/△X对于水平边：【f（B）-f（A）】/（Xb-Xa）=【Ck-f（A）】/（X-Xa），得交点坐标X=Xa+【Ck-f （A）】/【f（B）-f（A）】*（Xb-Xa），Y=Ya=Yb。

对于垂直边【f（B）-f（A）】/（Yb-Ya）=【Ck-f（A）】/（Y-Ya），得交点坐标X=Xa=Xb，Y=Ya+【Ck-f（A）】/【f（B）-f（A）】*（Yb-Ya）。

B.起始点的搜索：先搜索左右上下的边界，看其上有无等于Ck的点，若有即为起点；否则从左到右，从下而上的逐步检查等于Ck的点，作为起点。

C.等值线的跟踪：可以得到一系列顺序排列的等值线点。

D.重点的确定①等值线为开曲线时，终点在整个矩形区域的边界上，相应的起点亦在边界上②等值线为闭曲线时，终点即为起点，所以在跟踪等值线期间不断判断新的交点是否为起点，从而确定等值线终止。

空间数据的复合分析的方法：（1）逻辑关系分析①逻辑交运算C’=A∩B（C’∈A且C’∈B）②逻辑并运算C’=A∪B（A∈C’且B∈C’）③逻辑非运算C’=A-B（C’∈A且C’∈B）。