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第三章空间数据模型第三节矢量数据处理

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地理信息系统考点整理

地理信息系统考点整理

第一章绪论：1. 基本概念地理数据：各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

（地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像和图形的总称。

）地理信息：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，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释（特征：空间、时间、属性）地理信息系统：在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）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。

2. GIS的定义：即地理信息系统（Geographic Information System或Geo—Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。

它是一种特定的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。

3. GIS由哪几部分组成?①硬件系统：输入设备、处理设备、存储设备和输出设备②软件系统：GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件③网络：局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet；主要作用信息传输④空间数据：是指地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据⑤人员4. GIS的主要功能有哪些①空间数据的采集和输入②空间数据的编辑与管理③空间数据的处理与转换④空间查询与空间分析⑤空间数据的显示与输出应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章1.地理空间数据的描述有哪些坐标系？相互的关系是什么？2.我国常用地图投影，各种投影的适用性1.高斯-克里格投影：横轴切圆柱等角投影（1:50万以上）2.横轴墨卡托投影（UTM，横轴割圆柱等角投影）3.兰勃特等角投影（正轴等角割圆锥投影）（1:100万以下）我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图，均采用高斯投影。

第三章空间数据模型第3节矢量数据模型

第三章空间数据模型第3节矢量数据模型

(xn,yn) (x(1x,ny,1y)n) (x1,y1)
(a) (xn,yn)
(b)
(xn,yn)
A
KI
H
J
BC
G
FE
D
(c)
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一维矢量具有方向、长度
方向：即有起始结点和终止结点
长度：可以用以下方式表达：
引入欧氏空间的距离概念：
n
长度 [(xi xi1)2 ( yi yi1)2 ]1/2 i2
一．基本概念 二．关系数据模型和关系表 三．矢量数据模型（ Spaghetti Model ） 四．矢量数据模型（拓扑数据模型）
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
一、基本概念
• 现实世界和矢量表达 • 位置和边界被清楚地记录 • 对象可以被识别 • 属性值与对象相联系 • 空间关系可以清晰表达
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
(1) 地理要素被当成单个对象对待
空间边界可以被清晰的编码
(2)对象之间没有关系
要素间的空间拓扑不被记录
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
矢量表达法
• 不同的空间特征具有不同的矢量维数
– 0维矢量-点：即空间中的一个点，没有大小、 方向，二维和三维欧氏空间中为：（x,y),(x,y,z)
– 一维矢量-线：空间中的线划要素或空间对象间 的边界，也称为弧段、链
用的概念，是三维空间中曲面法向矢量的 另外一种描述方法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
空间曲面
• 矢量实现方法多样 • 常用等值线法、剖面法
第三章空间数据模型第3节矢量数据模型
三维矢量-体
• 指三维空间中的实体

空间数据模型 ppt课件

空间数据模型 ppt课件

3、数据类型
几何数据（空 间数据、图形 数据）
关系数据—实 体间的邻接、 关联包含等相 互关系
属性数据—各 种属性特征和 时间
元数据
4、数据结构
矢量、栅格 、TIN（专用 于地表或特 殊造型）
RDBMS属性表 ----采用MIS 较成熟
空间元数据
• 几何数据
– 根据空间实体的几何特征，空间对象可分为点 对象、线对象、面对象和体对象。
空间实体类型 :线实体
• 有长度，但无宽度和高度 • 用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多 •有一定范围的点元素集合，表示相同专题点的连 续轨迹
香港城市道路网分布
空间实体类型 :面实体
• 具有长和宽的目标 •表示平面区域大范围连续分布的特征 •有些面状目标有确切的边界，有些面状目标 在实地上没有明显的边界
– 关联：不同类图形之间的拓扑关系 – 邻接：同类图形元素之间的拓扑关系 – 连通：由节点和弧段构成的有向图网络图形中，节点之间是否存
在通达的路径，即是否具有连接性，是一种隐含于网络中的关系 – 包含：多边形内是否包含了其他弧段或多边形
• 拓扑关系涉及的术语有：
– 邻接、相交、相离、包含、重合等
点—点 点—线 点—面 线—线 线—面 面—面
第三章 空间数据模型
徐敬海 南京工业大学
本章内容
• 现实世界的抽象 • 空间实体 • 空间数据 • 空间数据结构 • 面向对象的空间数据模型 • 时空数据模型
2.1 现实世界的抽象
空间Байду номын сангаас据模型是现实世界的一个抽象，它通过使用一个
数据对象集合来支持对空间信息的显示、查询、编辑和分析
。
编码
测量

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦

地理信息系统掌握要点集锦第一章绪论：1. 基本概念● 地理信息: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，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。

● 地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）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。

2. GIS的定义● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）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。

3. 如何理解GIS？● GIS的物理外壳是计算机化的技术系统● GIS的操作对象是空间数据● GIS的技术优势在于它的空间分析能力● GIS与地理学、测绘学联系紧密4. GIS由哪几部分组成硬件基本配置软件 GIS软件空间数据人员5. GIS的主要功能有哪些？● 空间数据采集● 空间数据处理与编辑● 空间数据存储与管理● 空间查询与分析● 空间信息输出6. GIS与相关学科之间的关系GIS具有多学科交叉的特征，它既要吸取诸多相关学科的精华和营养，并逐步形成独立的边缘学科，又将被多个相关学科所运用，并推动他们的发展。

与之联系最为紧密的是地理学、制图学、计算机、测绘与遥感。

第二章地学基础：1. 基本概念● 地球椭球: 近似表示地球的形状和大小，并且其表面为等位面的旋转椭球。

(百度)● 大地体: 由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。

(百度)● 地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。

● 高斯—克吕格投影：横轴切椭圆柱等角投影，假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展为平面，即得本投影● 横轴墨卡托投影：等角正切圆柱投影，假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开就得到一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图● 兰勃特等角投影：正轴等角割圆锥投影，设想用一个正圆锥割于球面两标准纬线，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一母线展开，即为兰勃特投影平面。

GIS地理信息系统空间数据结构

GIS地理信息系统空间数据结构
场模型表示了在二维或者三维空间中被看作是连续变 化的数据。
网络模型表示了特殊对象之间的交互，如水或者交通 流。
要素（对象）模型
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。任何现象，无论大小，都 可以被确定为一个对象（Object），假设它可 以从概念上与其邻域现象相分离。一个实体必 须符合三个条件： 可被识别； 重要（与问题相关）； 可被描述（有特征）。
场模型可以表示为如下的数学公式：
z : s z ( s ) 上式中，z为可度量的函数，s表示空间中的位置，因
此该式表示了从空间域（甚至包括时间坐标）到某个 值域的映射。
空间数据模型与结构—对象模型与场模型比较
对象模型和场模型的比较
现实世界
对象模型 选择实体 它在哪里 数据
场模型 选择一个位置
指图形保持连续状态下变形，但图形关系
不变的性质。
拓扑变换
（橡皮变换）
将橡皮任意拉伸，压缩，但不能扭转或折叠。
非拓扑属性（几何） 两点间距离
拓扑属性（没发生变化的属性） 一个点在一条弧段的端点
一点指向另一点的方向 一条弧是一简单弧段（自身不相交）
弧段长度、区域周长、 一个点在一个区域的边界上
面积 等
一个点在一个区域的内部/外部
(x8,y8), (x17,y17), (x16,y16),
22 (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13),
21
(x12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)
6
20
C
3
5
18
19
4
(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26), (x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30)

空间数据模型介绍课件

空间数据模型介绍课件

地理信息系统（GIS）： 用于地理空间数据的 存储、管理和分析
遥感技术（RS）：用 于对地球表面进行观
测和监测
导航定位系统 （GNSS）：用于定位
和导航
城市规划与设计：用 于城市规划、交通规 划、土地利用规划等
环境监测与评估：用 于环境监测、生态评
估、灾害预警等
资源管理与开发：用 于资源调查、资源评
城市规划中的应用
城市用地规划：利用空间数据模型分析土地利 用情况，优化城市用地布局
交通规划：利用空间数据模型分析交通流量和 拥堵情况，优化交通网络和设施布局
公共设施规划：利用空间数据模型分析公共设 施的分布和需求，优化公共设施布局和配置
环境规划：利用空间数据模型分析环境污染和 生态状况，优化环境保护和生态建设措施
04 数据特征提取：从原
始数据中提取出与建 模相关的特征信息， 为后续建模提供基础
空间数据模型的构建方法
01
确定空间数据的类 型和属性
03
构建空间数据的拓 扑关系和几何特征
05
验证空间数据模型 的正确性和有效性
02
设计空间数据的数 据结构和存储方式
04
设计空间数据的查 询和更新方法
06
优化空间数据模型 的性能和效率
面向对象数据模型：以 对象和类表示空间实体， 支持空间数据的继承、 封装和多态性
01
02
03
04
空间数据模型的应用
1
地理信息系统 （GIS）：用于 存储、管理和分 析地理空间数据
4
城市规划：用于 分析城市空间布 局、交通网络和
土地利用情况
2
遥感技术：用于 获取和分析地球 表面的遥感图像
数据

空间数据模型

空间数据模型


对三角网，表达各三角形的顶点位置和属性、顶点与三 角形的连接关系、三角形的连接关系，就可得到TIN的 逻辑数据模型。
3.4.5 面向对象数据模型


面向对象数据模型应用面向对象方法描述空间实体及其 相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间 实体的表达。 面向对象技术的核心是对象（object）和类（class）。


对象是指地理空间的实体或现象，是系统的基本单位。 如多边形地图上的一个结点或一条弧段是对象，一条河流 或一个宗地也是一个对象。 一个对象是由描述该对象状态的一组数据和表达它的行为 的一组操作（方法）组成的。 例如，河流的坐标数据描述了它的位置和形状，而河流的 变迁则表达了它的行为。每个对象都有一个惟一的标识号 （Object－ID）作为识别标志。

主要优点在于


二、不规则镶嵌数据模型
不规则镶嵌数据结构是指用来进行镶嵌的小面块具 有不规则的形状或边界。 最典型的不规则镶嵌数据模型有Voronoi图（也称作 Thiessen多边形）和不规则三角网（Triangular Irregular Network，简称TIN）模型。 当用有限离散的观测 样点来表示某地理现 象的空间分布规律时， 适合于采用不规则镶 嵌数据模型。
逻辑数据模型 Logical Data Model
中间层 数据结构对数据进行组织
物理数据模型 Physical Data Model
最底层
空间数据库
物理数据模型是概念 数据模型在计算机内 部具体的存储形式和 操作机制，即在物理 磁盘上如何存放和存
数据模型与数据结构

信息系统中：


数据模型：对客观实体及其关系的认识和数学描述。 目的是揭示客观实体的本质特征，并对它进行抽象化表达，使 之转化为计算机能够接受、处理的数据。 空间数据模型：对地理空间实体及其关系的描述。 即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数 据逻辑结构形式。 对空间数据而言，则是地理实体的空间排列方式和相互关系的 抽象描述。

《地理信息系统概论》课程笔记

《地理信息系统概论》课程笔记

《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。

信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。

在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。

例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。

1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。

地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。

GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。

例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。

1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。

硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。

例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。

1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。

数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。

第3章 空间数据模型

第3章 空间数据模型

＊通过描述小面块的几何形态、相邻关系及面块内属性 特征的变化来建立空间数据的逻辑模型；
＊小面块之间不重叠且能完整铺满整个地理空间； ＊根据面块的形状，镶嵌数据模型可分为 规则镶嵌数据模型 不规则镶嵌数据模型
规则镶嵌数据模型
不规则镶嵌数据模型
TIN和Voronoi多边形数据模型
Voronoi 图又称为Dirichlet ( tessellation) ,其概念由 Dirichlet 于1850 年首先提出; 1907 后俄国数学家 Voronoi 对此作了进一步阐述,并提出高次方程化简; 1911 年荷兰气候学Thiessen为提高大面积气象预报 的准确度,应用Voronoi 图对气象观测站进行了有效 区域划分。因此在二维空间中,Voronoi 图也称为泰 森多边形。
2 作为两个面域之间的一个边界。
3 作为一个面域特征，精确表达河流的堤岸、辫 状河道以及河流上的运河。
4 作为一条曲线以构成表面模型上的沟槽。根据 地表上河流的路径，可以算出其横截面、落差度、 排水流域以及在预测降雨下的洪水爆发可能性。
针对真实的世界，每一个人都在创建他 自己的主观模型。GIS的观点是为真实世 界建立一个通用的模型。
泰森（Thiessen)多边形的特点： 1 组成多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直； 2 多边形内的任意位置总是离该多边形内样点的距 离最近，离相邻多边形内样点距离远； 3 每个多边形内包含且仅包含一个样点。
（五）面向对象数据模型
为了有效地描述复杂的事物或现象，需要 在更高层次上综合利用和管理多种数据结构 和数据模型，并用面向对象的方法进行统一 的抽象。
空间逻辑数据模型作为概念模型向 物理模型转换的桥梁，是根据概念模型 确定的空间信息内容，以计算机能理解 和处理的形式，具体地表达空间实体及 其关系。

第三章 矢量数据模型

第三章 矢量数据模型

3.3.2 拓扑矢量数据
• 拓扑数据模型定义：不仅表达几何位置和属 性，还表示空间拓扑关系的矢量数据模型。 • 拓扑关系具体可由4个关系表来表示：
– （1）结点—弧段关系 – （2）弧段—结点关系 – （3）弧段—多边形关系 – （4）多边形—弧段关系
结点-弧
1
A b a 3 2
c
B e D 6 C 5 7
线：位置： (x1,y1),(x2,y2),„,(xn,yn) 属性：符号—形状、颜色、尺寸
面：位置： (x1,y1),(x2,y2),„,(xi,yi),„,(xn,yn) 属性：符号变化 等值线
点
抽象的点, 有位置，无宽度和长度；
美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可 能的500个地震位置
1)关联性
• 关联性： 不同 类要素之间关 系
– 结点与弧段 如V9与L5,L6,L3 – 多边形与弧段 如P2与L3,L5,L2
2)邻接性
• 邻接性：同类元素 之间关系
– 多边形之间、结 点之间。 – 邻接矩阵 ： 重叠：-- 邻接：1 不邻接：0
P1 P2 P3 P4 P -1 1 1 P2 1 -1 0 P3 1 1 -0 P4 1 0 0 --
5 6
表中数字前负号为相反方向
7
B
—
空间拓扑关系表达：面与弧
1
A b a 3 2 c B
多边形-弧拓扑
e
D 7
面号
6
弧号 -1,-2,3 2,-7,5,0,-6 -3,-5,4 6
A B
C
5
4
d
a: 结点号 1: 弧段号
A: 多边形号 弧段数字化方向
C D
表中数字前负号为相反方向

4第三章空间数据模型(第三节2矢量数据处理)

4第三章空间数据模型(第三节2矢量数据处理)

（2）定位不准确产生的数字化错误
——地物位置不准确
——个别点位置不准 确
2.常见数字化错误
1)伪节点 ——伪节点使一条完整的线变成两段。 通常原因： 未能一次录入完毕一条线。
2)悬挂节点
——只与一条线相连接的节点。 悬挂节点主要情形： 多边形不封闭
不及和过头
节点不重合
3)“碎屑”多边形 因多变形重叠边界处理不当产生的零碎多边形。
(二)图形拼接
1.必要性 当对底图进行数字化后，由于图幅比较大或采 用小型数字化仪、扫描时，难以将研究区域的 底图以整幅的形式来完成 。
2.拼接处理方法
点状 ——直接合并图层 线状 ——合并图层
——再粘连
面状 ——合并图层 ——粘连线条 ——拓扑处理
3.边缘不匹配情况的处理 二幅图进行拼接时一般会出现边缘不匹配的情况。
3)“碎屑”多边形 产生原因： ——一般由于重复录入(前后两次录入同一 条线的位置不完全一致)引起。
——用不同比例尺的地图进行数据更新。
4)不正规的多边形
——拓扑错误的多变形。
4)不正规的多边形
原因：
由于输入时点的次序倒置或者位置不准。 后果： 在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多边 形。
5)线段锯齿状
3.边缘不匹配情况的处理 第一种方法 ——修改空间数据库中点和矢量的坐标，以维 护数据库的连续性； 第二种方法
——先对准两幅图的一条边缘线，然后再调 整其它线段使其取得连续。
拼接
(三)坐标变换
1.必要性
(1)输入的底图是照片底图，而输出则要按一 定比例的矢量方式 (2) 输入的地图是一种投影，而要求输出的 地图产物是另一种投影
——线实体之间的连接关系

gis自考习题-整理单选+多选学生用

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第一章绪论1、地理信息系统形成于20 世纪____ ？A.50 年代B.60 年代C.70 年代D.80 年代2、地理信息区别与其他信息的显著标志是 ___ ?A.属于属性信息B.属于共享信息C.属于社会经济信息D.属于空间信息3、“3S”技术指的是?A.GIS 、RS、GPSB.GIS 、DSS、GPSC.GIS 、GPS、OSD.GIS 、DSS、RS4、下列属于GIS 输入设备的是___ ?A.主机B.绘图机C.扫描仪D.显示器5、把GIS分为专题地理信息系统、区域地理信息系统与地理信息系统工具是按___ ?A.数据容量B.用户类型C.内容D.用途6、从历史发展看，GIS脱胎于?A.地图学B.地理学C.计算机科学D.测量学7、世界上第一个地理信息系统是___ ?A.美国地理信息系统B.加拿大地理信息系统C.日本地理信息系统D.奥地利地理信息系统8、有关地理系统的论述错误的是 __ ?A.地理系统是一个多层次的巨系统B.地理系统是地理信息系统的科学依据C.地理系统就是统一地图学D.地理系统是以哲学思维和高度现代化的技术为支撑的科学体系9、GIS 进入推广应用阶段是20 世纪?A.60 年代B.70 年代C.80 年代D.90 年代10、GIS 的主要工作方式是?A.批处理方式B.人机对话的交互方式C.模拟方式D.增量方式11、GIS 与机助制图的差异在于?A.是地理信息的载体B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能D.具有强大的空间分析功能12、有关信息的论述错误的是 ___ ?A.信息具有传输性B.信息具有共享性C.信息具有适用性D.信息具有主观性13、下列哪些属于GIS产品的输出设备?A.键盘B.硬盘C.主机D.显示器14、下列GIS软件中哪一个不是ESRI公司的产品?A.ArcViewB.ArcSEDC.MapXtremeD.MapObject15、地理信息区别与其他信息的显著标志是 ___ ?A.属于属性信息B.属于共享信息C.属于社会经济信息D.属于空间信息16、以下不属于GIS输出设备的是?A.绘图仪B.打印机C.图形显示终端D.图形数字化仪第二章地理信息系统的数据结构1、对一幅地图而言，要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量A.大B.小C.相当D.无法比较2、有一点实体其矢量坐标为P（，），若网格的宽与高都是2，则P__ ?A.P （5，8）B.P （8，5）C.P （4，7）D.P （7，4）3、获取栅格数据的方法有___ ?A.手扶跟踪数字化法B.屏幕鼠标跟踪数字化法C.扫描数字化法D.人工读取坐标法4、矢量结构的特点是___ ?A.定位明显、属性隐含B.定位明显、属性明显C.定位隐含、属性明显D.定位隐含、属性隐含点栅格化的行列坐标为 __ ?5、下列栅格结构编码方法中，具有可变分辨率和区域性质的是___A. 直接栅格编码B. 链码C. 游程编码D. 四叉树编码6、用数字化仪数字化一条折线，合适的操作方式为___ ?A.点方式B.开关流方式C.连续流方式D.增量方式7、描述地理实体本身位置、形状和大小等的数据为___ ?A.属性数据B.几何数据C.关系数据D.统计数据8、在GIS数据中，把非空间数据称为?A.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据9、地理数据一般具有三个基本特征是___ ?A.空间特征、属性特征和时间特征B.空间特征、地理特征和时间特征C.地理特征、属性特征和时间特征D.空间特征、属性特征和拓扑特征10、存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系是___ ?A.拓扑邻接B.拓扑关联C.拓扑包含D.以上三者11、通过记录坐标的方式表示点、线、面地理实体的数据结构是?A.矢量结构B.栅格结构C.拓扑结构D.多边形结构12、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是A.增大栅格单元面积B.缩小栅格单元面积C.改变栅格形状D.减少栅格总数13、对同一幅地图而言，矢量结构与栅格结构相比___ ?A.图形精度高B.图形精度低C.图形精度相当D.无法比14、下列能进行地图数字化的设备是 ___ ?A.打印机B.手扶跟踪数字化仪C.主机D.硬盘15、GIS 所包含的数据均与___ ?A.地理空间位置相联系B.非空间属性相联系C.地理事物的质量特征相联系D.地理事物的类别相联系16、存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系属于____ ?A.拓扑邻接B.拓扑包含C.拓扑关联D.以上都不是17、栅格结构的特点是___ ?A.定位明显，属性隐含B.定位明显，属性明显C.定位隐含，属性明显D.定位隐含，属性隐含18、下列既是获取矢量数据的方法，又是获取栅格数据的方法是 ___ ?A.手扶跟踪数字化法B.扫描仪法C.数据结构转换法D.分类影象输入法19、矢量数据量与表示地物精度之间的关系是___ ?A.数据量越大，精度越高B.数据量越小，精度越高C.数据量越大，精度越低D.以上三者都有可能20、栅格结构与矢量结构相比____ ?A.数据结构复杂，冗余度小B.数据结构复杂，冗余度大C.数据结构简单，冗余度小D.数据结构简单，冗余度大21、下列栅格数据编码方法中，接近矢量结构，不具有区域性质的编码方法是____ ?A.四插树编码B.块码C.游程编码D.链码22、矢量结构与栅格结构相比____ ?A.结构紧凑，冗余度小B.结构紧凑，冗余度大C.结构松散，冗余度小D.结构松散，冗余度大23、在GIS中，明确定义空间结构关系的数学方法称为?A.邻接关系B.关联关系C.包含关系D.拓扑关系24、下列给出的方法中，哪种可获取矢量数据___ ?A.手扶跟踪数字化法B.扫描法C.遥感信息提取D.手工网格法25、在多边形矢量编码方法中，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系的编码方法是__ ?A.多边形环路法B.树状索引编码法C.拓扑结构编码法D.四叉树编码法26、决定了栅格数据的精度A.网格边长B.网格数C.顶点数D.像元27、以下哪种不属于数据采集的方式___ ?A.手工方式B.扫描方式C.投影方式D.数据通讯方式28、在GIS数据中，把非空间数据称为?A.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据29、在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入___ ?A.属性数据B.地图数据C.影象数据D.DTM 数据30、栅格数据表示地物的精度取决于___ ?A.栅格尺寸的大小B.编码方法C.地物的大小D.数字化方法31、为了唯一标示每个记录，必须有记录的标识符，这个标识符是___ ?A.代码B.主关键字C.辅关键字D.记号32、对于游程长度编码而言，图形程是度与压缩比的关系式 __ ?A.图形越简单，压缩比越高B.图形越简单，压缩比越低C.图形越复杂，压缩比越高D.二者间无关系33、__ 是数据组织的基本对象。

地理信息系统概论——知识点总结

地理信息系统概论——知识点总结

地理信息系统概论第一章导论数据与信息的关系：数据：是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息：是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。

数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。

数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。

就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。

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的知识，作为生产、管理和决策的依据。

数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、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、图象和图形的总称。

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。

地理信息系统（Geographical Information System）：地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。

其技术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。

GIS的基本构成：GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

1、系统硬件：（1）GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站∕服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站∕服务器成为GIS的主流。

（2）GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。

北师大地理信息系统课件03空间数据模型

北师大地理信息系统课件03空间数据模型

因此，最好的通用数据模型是不存在的，数据模型优劣取决于 你的需要，使用数据的方式和目的才是决定数据模型优劣的标 准。
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地 理 信 息 系 统
空间数据模型类型
例子：
河流作为组成网络的一系列要素。每条线段都拥有流量、容量和其他属性 。这时可以使用线性网络模型（几何网络）来分析水文流量或者船务运输 等。
空间事物或现象 选择、综合、简化和抽象
概念世界
数据世界 （计算机）
概念模型 Conceptial Model
最高层
编码、表达、建立空间关系
逻辑数据模型 Logical Data Model
中间层
数据结构对数据进行组织
物理数据模型 Physical Data Model
最底层
信息
11 地理空间数学基础
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地 理 信 息 系 统
空间数据模型类型
例子： 即使在同一数据模型中，每种空间数据也有不同的表达方式。
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地 理 信 息 系 统
空间数据概念模型类型
现有GIS中常用的空间数据概念模型主要有三个： 场(Field)模型：强调空间要素的连续性
地图使用者的认识模型
地理空间数学基础
胡嘉骢
BNUEP 地 理 信 息 系 统
维度世界：度 量语言
地理空间世 界：GIS 语言
概念世界：自 然语言
现实世界：基 本语言
地理空间数学基础
对现实世界的抽象
项目世界： 信息团体
点世界：坐标 几何
几何世界：WKT
OpenGIS的九层模 型
要素世界：要 素

第3章 空间数据模型

第3章 空间数据模型
– 现实世界许多地理事物和现象可以构成网络，如公路、 铁路、通讯线路、管道、自然界中的物质流、物量流 和信息流等
空间数据概念模型
• 网络是由一系列节点和环链组成的，与对象模型 没有本质的区别 • 网络模型可以看成对象模型的一个特例，它是由 点对象和线对象之间的拓扑空间关系构成的 • 空间数据概念模型归结为对象模型（或称要素模 型）和场模型（或称域模型）两类
空间数据概念模型
• 不规则多边形区。将平面区域划分为简单连通的多边形区 域，每个多边形区域的边界由一组点所定义；每个多边形 区域对应一个属性常量值，而忽略区域内部属性的细节变 化 • 不规则三角形区。将平面区域划分为简单连通三角形区域， 三角形的顶点由样点定义，且每个顶点对应一个属性值； 三角形区域内部任意位置的属性值通过线性内插函数得到 • 等值线。用一组等值线C1，C2，…，Cn，将平面区域划 分成若干个区域。每条等值线对应一个属性值，两条等值 线中间区域任意位置的属性是这两条等值线的连续插值
（a） 规则分布的点
（ b ） 不规则分布的 点
（c）规则矩形区
（d） 不规则多边形区
（e） 不规则三角形区
（f） 等值线
空间数据概念模型
• 网络模型
– 网络模型与对象模型类似，都是描述不连续的地理现 象，不同之处在于它需要考虑通过路径相互连接多个 地理现象之间的连通情况 – 网络是由欧式空间R2中的若干点及它们之间相互连接 的线（段）构成
地理空间与空间实体
• 属性特征
– 也称为非空间特征或专题特征，是与空间实体相联系 的、表征空间实体本身性质的数据或数量，如实体的 类型语义定义、量值等 – 类型
• 定性属性，如名称、类型、特性等 • 定量属性，如数量、等级等

三维GIS空间数据模型

三维GIS空间数据模型
① 复杂实体有可能由不同延展度和类型的空间单元组合而 成；
② 某一类型的空间单元组合形成一个新的类型或一个复合 实例；
③ 某一类型的空间实体可以转换为另一类型；
④ 某些空间实体具有二重性，也就是说，由不同的维数组 合而成。
实体类型组合图例
三、空间实体在地理信息系统中的表示
1、单一实体 2、多种特征的实体 3、带有属性的空间实体的表示 4、多层属性信息的表示
第三章 空间数据模型
空间数据模型：指利用特定的数据 结构来表达空间对象的空间位置、 空间关系和属性信息；是对空间对 象的数据描述。
内容
第一节 空间实体的描述和分类和数据组织 第二节 矢量数据模型 第三节 栅格数据模型 第四节 三角网数据模型(TIN) 第五节 属性信息 第八节 面向对象的空间数据模型
左多边形
P2 P1 P1 Ø P2 P3
右多边形
P1 P4 Ø P2 P4 P2
二、空间实体的几何分类
根据（1）实体本身的特征、（2）所用地图的比例尺
（3）项目中使用这类实体空间数据的目的，将地理
形象抽象为：
1. 点(Point) 2. 线(Line)
空间现象 • 离散
3. 面(Area) 4. 体(Volume)
4、பைடு நூலகம்类信息的表示
空间数据的分类，是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性 或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信 息层(见下图)；
用于表示地理实体的数据模型
GIS的数据模型分为两大类：矢量数据模型和栅格数据模型。
.
Spatial data model
第二节 矢量数据模型
① 长度：从起点到终点的总长；

地理信息系统期末复习题

地理信息系统期末复习题

第一章绪论一、专业术语：1.数据是指对某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数值、字符、图像、图形、声音、视频等。

在计算机中数据按符号进行存储和处理。

2.信息狭义信息论的定义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。

广义信息论的定义：指主体（人、生物、机器）及客体（环境、其他人、生物或机器）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消息或知识，是表征事物性质、特征和状态的一种普遍形式。

3.地理信息系统：是计算机硬件、软件、地理数据和人的有机组合，用来有效地获取、存储、更新、处理、分析和显示所有及地理（空间）有关的各类信息二、基础部分1.地理特征和现象的数据描述包括空间位置，属性特征及时域特征三部分。

2.的基本功能：1、数据采集、编辑和处理2、数据存储和数据库管理3、空间信息的处理和变换4、空间信息的浏览和查询5、信息显示和输出6、空间分析和空间模拟7、二次开发功能3.的基本组成部分：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据、应用模型管理及应用人员。

4.介绍几款常用的工具型平台：介绍几款常用的工具型平台: (、 )美国环境系统研究所公司 .产品。

提供了用于地理数据的自动输入、处理、分析和显示的强大功能 , 。

.桌面型,由于其数据结构，空间分析功能相对较弱。

但由于造价低，在国内市场占有率较高。

3D 。

创建及管理空间数据的主要的工程平台。

通过使用强大的;工具使工作流程化，提高工作效率。

：科学院超图公司。

：武汉测绘大学研究中心。

：中国地质大学（武汉）信息工程学院三、拓展部分1.谈谈你对地理信息系统的理解：1地理信息系统是传统科学及现代技术相结合而产生的边缘学科，因此它明显的体现出多学科交叉的特征，这些交叉学科的基础理论同样构成地理信息系统的基础理论体系；2地理信息系统通常是指计算机化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持。

地理信息系统中，信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真；3.处理的对象为地理空间信息。

第三章空间数据模型(栅格数据模型)

第三章空间数据模型(栅格数据模型)

2）游程长度编码 (Run—length CodeS)
游程指相邻同值网格的数量。 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， 其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗 余。
游程长度编码方式
有两种方案：
一种编码方案是，只在各行(或列)数据的代码 发生变化时依次记录该代码以及相同的代码 重复的个数，从而实现数据的压缩。
注意： 在地理信息系统中多采用信息无损编码，而对原始遥 感影像进行压缩编码时，有时也采取有损压缩编码方 法。
(2) 压缩编码方法
目前有一系列栅格数据压缩编码方法：
如链码、游程长度编码、块码和四叉树编码 等。
1)链码(Chain Codes)
链码又称为弗里曼链码(F‘reeman)或边界链码， 链码可以有效地压缩栅格数据。
3.栅格数据表示地理现象的方式
在栅格数据模型中：
线段——由一串有序的相互连接的单元网 格表示，各个网格的值比较一致，但与 邻域的值差异较大。
3.栅格数据表示地理现象的方式
多边形——由聚集在一起的相互连接的单 元网格组成，区域内部的网格值相同或 差异较小，但与邻域网格的值差异较大。
4.栅格的形式
2决定栅格单元代码的方式
——百分比法 根据矩形区域内各地理要素所占面积的百 分比数确定栅格单元的代码。
(三)栅格数据结构、压缩和文 件管理
1.栅格编码
(1) 直接栅格编码
直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵， 逐行(或逐列)逐个记录代码。
——可以每行都从左到右逐个像元记录，也可 以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录。 为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。 最简单直观
2决定栅格单元代码的方式

第三章 矢量数据模型

第三章 矢量数据模型

路 面材 料 柏油 柏油 柏油 混凝土 混凝土 柏油
宽度 48 48 48 60 60 32
行车道数 道路名称 4 4 4 4 4 2 解放路 珞瑜路 中北路 胜利路 中山路 鲜花路
2.2 基本空间对象的矢量表示
地理实体的空间特 征抽象为点、线、 面、体 在二维图形中，矢 量数据模型用点、 线、面等几何对象 来表示简单的空间 要素，三种空间对 象的区别在于维度 与性质。
Figure 3.10 A polygon coverage, shown in a, has topological errors. Each small square symbol represents an error caused by lines that do not meet correctly. The shapefile, shown in b, is converted from the polygon coverage.
矢量数据结构（vector ） ——适合表达离散要素
108
道2
道路 河流
道 A1
218
地質
新
山 165 庫 水
111 89
植被
1.3.2 基于栅格模型的数据结构
栅格数据结构以一定方式把整个空间区域分成若干 规则的格网区（通常是正方形）。格网的大小是预 先设好的，每个栅格的大小代表定义的空间分辨率。 这种用格网（像元）阵列方式表达图件的每一点的 位置及其属性的数据表达方式，称为栅格结构 地理实体的位置用它们占据的栅格行、列号来定义。 栅格（网格）的大小取决于所需空间信息的精度， 栅格的值代表该位置的状态。
通过记录坐标的方式尽可能精确地表示地理实体， 即地理实体的形状和位置是由一组所在的坐标参 考系中坐标确定的。矢量数据结构是人们较为习 惯的一种表示空间数据的方法 在GIS中，地理实体的空间特征首先抽象为点、线、 面、体四种基本类型，而这些特征可以用颜色、 符号、注记来区分，并由图例、图符和描述性文 本来解释。
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方法： 建立两者相应坐标的多项式回归方程
(四)建立拓扑关系
1.多边形拓扑关系的建立。
建立以下关系： ——多边形的组成弧段 ——弧段两侧的多边形,弧段两端的节点 ——节点相连的弧段 2.网络拓扑关系的建立。 建立：
——线实体之间的连接关系
多边形不封闭 不及和过头 节点不重合
3)“碎屑”多边形 因多变形重叠边界处理不当产生的零碎多边形。
3)“碎屑”多边形 产生原因： ——一般由于重复录入(前后两次录入同一 条线的位置不完全一致)引起。
——用不同比例尺的地图进行数据更新。
4)不正规的多边形
——拓扑错误的多变形。
4)不正规的多边形
2.拼接处理方法
点状 ——直接合并图层
线状 ——合并图层 ——再粘连
面状 ——合并图层 ——粘连线条 ——拓扑处理
3.边缘不匹配情况的处理 二幅图进行拼接时一般会出现边不匹配的情况。
3.边缘不匹配情况的处理 第一种方法 ——修改空间数据库中点和矢量的坐标，以维 护数据库的连续性；
第二种方法
——先对准两幅图的一条边缘线，然后再调 整其它线段使其取得连续。
拼接
(三)坐标变换
1.必要性
(1)输入的底图是照片底图，而输出则要按一 定比例的矢量方式
(2) 输入的地图是一种投影，而要求输出的 地图产物是另一种投影
2.变换方式
基本的坐标变换：
——平移 ——缩放 ——旋转 ——倾斜
仿射变换概念：
综合运用上述方式对图形作坐标变换。
（2）仿射变换原理
通过原始数据坐标和订正后坐标之间的坐 标转换来完成订正处理。
第三节 矢量数据输入与处理 二、 矢量数据录入后的处理
(一)图形单元的修改与增删
1.必要性 （1）遗漏，包括要素和节点 （2）定位不准确产生的数字化错误
——地物位置不准确 ——个别点位置不准 确
2.常见数字化错误
1)伪节点 ——伪节点使一条完整的线变成两段。 通常原因：
未能一次录入完毕一条线。
2)悬挂节点 ——只与一条线相连接的节点。 悬挂节点主要情形：
(2)编辑修改
——伪节点、悬挂节点等，可以在编辑 的同时，由软件自动修改。 通常的实现办法是设置一个“捕获距离”， 当节点之间、或者节点与线之间的距离小于 此散值后，即自动连接
——其他错误需要进行手工编辑修改
(二)图形拼接
1.必要性
当对底图进行数字化后，由于图幅比较大或采 用小型数字化仪、扫描时，难以将研究区域的 底图以整幅的形式来完成 。
原因： 由于输入时点的次序倒置或者位置不准。
后果： 在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多边 形。
5)线段锯齿状
主要表现: 线段不光滑 弯曲锐化
处理办法
增加节点
原则:
——直线稀 ——曲线密
3.输入错误的检查与编辑修改
(1)检查错误
——上述的错误，一般会在建立拓扑的 过程中发现。
3.输入错误的检查与编辑修改