地理信息系统原理复习资料

地理信息系统原理与应用复习总结地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种通过采集、存储、管理、处理、分析和展示地理数据的技术系统。

它将地理数据与地图相结合，提供了创建、查询和分析地理信息的能力。

地理信息系统的原理与应用十分广泛，下面将对其进行复习总结。

1.地理信息系统的原理地理信息系统的原理包括数据模型、空间分析和数据处理等。

其中，数据模型是地理信息系统的核心，它定义了地理数据的组织方式和表达方式。

数据模型可以分为矢量数据模型和栅格数据模型两种形式。

矢量数据模型使用点、线和面等几何图形来描述地理现象，适用于点、线和面等离散数据的表示；而栅格数据模型将地理现象划分为等大小的网格单元进行表示，适用于连续数据的表示。

另外，地理信息系统中的空间分析是通过对地理数据的操作和分析来揭示地理现象之间的内在关系。

空间分析包括空间查询、空间关系分析、空间模式分析和空间插值等。

空间查询是通过地理位置进行数据查询，如查询其中一区域的地理现象；空间关系分析是研究地理现象之间的空间关系，如判断两个地理现象是否相邻；空间模式分析是研究地理现象的空间分布规律，如寻找一定空间尺度下的聚集现象；空间插值是通过已知数据点插值出未知数据点的值，如根据气象站数据推算整个区域的气温分布。

此外，地理信息系统的数据处理包括数据采集、数据存储、数据管理和数据展示等过程。

数据采集是指通过各种技术手段获取地理数据，如通过卫星遥感、GPS定位和传感器等设备。

数据存储是将采集到的地理数据存储到数据库中，以便于后续的数据处理和分析。

数据管理是对地理数据进行组织和管理，以确保数据的完整性和一致性。

数据展示是通过地图等形式将地理数据可视化展示出来，以便于人们理解和分析。

2.地理信息系统的应用在城市规划方面，地理信息系统可以用于分析城市的土地利用、交通流量和人口分布等，为城市规划提供科学依据。

在环境保护方面，地理信息系统可以用于监测和评估环境污染状况，提供环境保护和治理的建议措施。

第一章：绪论1、地理信息系统是在计算机软、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、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统特征：数据的空间定位特征空间关系处理的复杂性海量数据管理能力2、信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成，具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统。

信息系统的分类：数据处理对象空间信息系统、非空间信息系统应用层次事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统3、数据（Data）是人类在认识世界和改造世界过程中，定性或定量对事物和环境描述的直接或间接原始记录，是一种未加工的原始资料，是客观对象的表示。

4、信息（Information）是用文字、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。

5、数据和信息都具有客观性、适用性、可传输性和共享性6、地理数据是各种地理特征和现象以他们之间关系的数字化表示。

7、地理数据和信息都具有空间上的分布性、数量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特征。

8、地理信息具有空间特征、时间特征、属性特征三大特征9、GIS功能数据采集功能数据编辑与处理数据存储、组织与管理功能空间查询与空间分析功能数据输出功能第二章：地理空间数学基础1、地理空间的数学基础是GIS空间位置定位、量算、转换和参与空间分析的基准。

地理空间的数学基础主要包括地球空间参考、空间数据投影及坐标转换、空间尺度及地理格网。

2、地球表面的4 类几何模型：地球的自然表面大地水准面地球椭球面数学模型3、坐标系统的基本参数：球面坐标系地球椭球一个大地基准面平面坐标系地球椭球一个大地基准面投影规则4、高程——表示地球上一点至参考基准面的距离，就一点位置而言，它和水平量值一样是不可缺少的。

5、不同高程体系的参考面：正高——大地水准面正常高——似大地水准面大地高——地球椭球面6、投影——建立两个点集之间一一对应的映射关系地图投影——按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立地面点位的地理坐标（B，L）与地图上相应的平面直角坐标（X，Y）之间的一一对应关系。

地理信息系统原理复习资料1、什么是信息、地理信息，其特征是什么？数据——通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图像等。

信息——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。

数据与信息的关系——数据和信息是两个相互联系、相互依存但又相互区别的概念。

数据是客观对象的表示和信息的载体，而信息则是数据的内涵，是数据的内容和解释。

信息以数据的某种形式来表现，而数据则是表示信息的某种手段。

信息的特征——客观性、实用性、共享性、可传输性地理信息——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量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图形和图像等的总称。

地理信息的特征：——区域性指地理信息的定位特征，且这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。

——数据量大地理信息既有空间特征，又有属性特征，并包括一个较长的发展时段。

——多样性描述地理实体可以用文字、数字、地图和影像等形式以及纸质、光盘等物理介质载体。

——动态性是指地理信息的动态变化特征，即时序特性，从而使地理信息常以时间尺度划分成不同时间段信息。

空间数据——2、什么是地理信息系统的概念，有何特征？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，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。

地理信息系统特征：——GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，该系统由若干个相互关联的子系统构成。

——GIS的对象是地理实体，操作对象是地理实体的数据。

——GIS的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。

第一章主要内容1.地理信息系统，简称GIS。

是一种由计算机软硬件和不同的方法组成的，用来采集、管理、处理、分析、建模和显示空间数据，以解决复杂的规划和管理问题的系统。

2.空间数据：就是有坐标的数据。

GIS核心是数据，基础是坐标系统。

3.一般信息系统：只能存储、管理数据，不能将数据在空间上的分布表现出来。

4.地理信息系统：除了一般信息系统的功能外，还能显示数据的空间分布，并且有强大的空间定位数据处理（查询、分析、模拟、统计和预测等）功能。

5.GIS的基本结构：系统硬件，空间数据，系统软件，应用人员，应用模型6.地理数据：包括空间数据（如点、线、面等）、属性数据（如名称、类型、数量等）和时态数据（描述对象时空变化的状态、特点和过程）。

7.空间数据分为矢量数据和栅格数据两种类型。

8.GIS能满足人们对空间信息的要求，帮助人们进行各种辅助决策。

目前，GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。

当前地理信息系统正向集成化、产业化和社会化发展方向迈进9.GIS发展趋势：1.地理信息系统已经成为一门综合性技术2.地理信息系统产业化发展势头强劲3.地理信息系统网络化已构成当今社会的热点4.地理信息科学的产生和发展10.(1)如果将GIS用来监测森林火灾，可以( D )A.用来分析、判断引起火灾的原因B.预测森林火灾的发生地点C.预测森林火灾后所造成的后果D.及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案第二章内容1.ArcGIS10平台：面向网络的、面向移动设备的、面向桌面端的（ArcMap、ArcCatalog、 ArcToolbox 等）。

2.数据分类：矢量数据（ SHP，EOO）、影像数据（栅格数据）（Grid，Img，JPG，TIF等）3.Shapefile：文件存储至少生成三个必需文件（.shp、.shx .dbf），其只有点、线、面。

第一章绪论1、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性2、数据处理：即对数据进行收集、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。

3、地理信息的特点:1）空间分布性2）具有多维结构的特征3）时序特征十分明显4、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、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

5、地理信息系统：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。

6、简述GIS的构成。

它的的基本功能有哪些？硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编辑。

第二章地理信息系统的数据结构1、矢量表示法：采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。

2、栅格表示法：采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素。

3、空间数据的基本特征。

1)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。

2)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，后者用拓扑关系表示，如交通学院与电力学院相邻等。

3)时间特征：描述空间对象随时间的变化。

4、拓扑关系的类型1）拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。

2）拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。

3）拓扑包含：同类但不同级元素之间的关系。

5、空间数据拓扑关系意义1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。

2）有利于空间要素的查询。

3）可以利用拓扑关系数据作为工具，重建地理实体。

6、建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。

（方向自己给定）弧段与结点关系表多边形与弧段关系表结点与弧段关系表弧段与多边形7、栅格数据单元值的确定方法有哪些？①中心点法：②面积占优法：③重要性法：④百分比法：8、如何确定合理的网格尺寸？为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法。

地理信息系统（GIS）复习资料GIS 复习资料第一章、第一章、绪论定义: GIS 定义:地理信息系统，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。

组成：GIS 组成：硬件系统、软件系统、空间数据、系统开发管理和使用人员发展： GIS 发展：起源于 60 年代加拿大，发展最快是美国；最早系统：1963 年，加拿大地理信息系统(CGIS)，主要用于自然环境的管理和规划；主流系统： Arc/Info；我国系统：超图 Supermap，武汉中地 mapGIS。

发展热点： GIS 发展热点： 1、理论发展的需求与有待解决的问题；2、热点—面向对象技术的研究、时空系统、地理信息建模系统以及三维地理信息系统的研究等。

发展趋势： GIS 发展趋势：GIS 网络化、GIS 标准化、数据商业化、系统专门化、GIS 企业化、GIS 全球化以及 GIS 大众化等. ——OPEN GIS 区别于其他系统：GIS 具有强大的空间分析功能，能处理空间数据。

GIS 区别于其他系统 GIS 功能及其应用：功能及其应用：空间数据的获取（采集与输入）空间数据的编辑处理空间数据的组织、存储与管理空间查询与空间分析数据的显示与输出(eg：举例说明空间叠加功能在哪一个领域的应用，比如空间选址、土地利用等方面） (eg：举例说明空间叠加功能在哪一个领域的应用，比如空间选址、土地利用等方面）应用：举例说明 RS、在某一领域的应用（具体，eg：保护区规划） GIS 应用举例说明 RS、GIS 在某一领域的应用（具体，eg：保护区规划）第二章、第二章、地理空间信息表达及空间数据结构地理空间：GIS 中的空间概念常用“地理空间”(geo-spatial)来表述，一般包括地理空间定位框架地理空间：及其所连接的空间对象。

空间对象：空间对象：指具有形状、属性和时序特点的空间实体，包括点、线、面、曲面和体。

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限的；应用分析：应用分析是无限的，不同的应用目的可能构建不同的应用模型，GIS空间分析为建立和解决复杂的应用模型提供了基本工具。

1、信息的特点：（简答题）(1)信息的客观性 (2)信息的适用性 (3)信息的传输性 (4)信息的共享性2、地理信息: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。

3、地图与地理信息的关系:(1)地图是地理信息载体 (2) 地图是地理信息的传统数据源(3) 地图是GIS的查询与分析结果的表示方法4、地理信息系统(GIS):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。

5、 GIS特点：（1）公共的地理定位基础；（2）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力（3）系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；（4）以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

6、 GIS与其他信息系统最大的不同是：空间性？？？7.GIS功能：（问答题要与上机内容相结合回答）（1）数据输入、存贮和编辑（2）操作运算（3）数据查询和检索（4）应用分析（5）图形显示和结果输出（6）数据更新☆8. GIS的应用: (结合本专业回答)p25（1）统计与量算；（2）规划与管理；（3）预测与监测；（4）辅助决策。

9.GIS的组成：（填空）书上P121.地理空间（Geographic Space）是指物质、能量、信息的形式与形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。

2.地理数据的分类描述：（填空）（1）定名（Nominol）量：定性而非定量地对众多地理事物进行区分和标识。

（2）顺序（Ordinal）量：通过排序来区分和标识地理现象的量称为顺序量。

它是按照地理数据的等级序列，由低到高（或由高到低）进一步细分的（3）间隔（Interval）量：利用某种标准单位（可以是任意的）作为间隔量来表示不同的量，是一种较精确区分和标识地理现象的测量方法。

第一章绪论1.1地理信息系统的概念数据：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、图像等符号信息：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、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。

信息的特性：客观性、适用性、传输性、共享性数据和信息的关系：数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系地理信息：地理信息是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。

地理信息的特征：空间特征属性特征时序特征地学信息：指与人类居住的地球有关的信息都是地学信息，具有无限性、多样性、灵活性等特点。

地理信息与地学信息的区别：主要在于信息源的范围不同，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。

GIS定义：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。

GIS的内涵：1.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4.GIS的相关学科1.2地理信息系统的组成GIS由系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型五大要素组成1.3.地理信息系统的功能和应用GIS基本功能：1.数据采集与编辑2.数据存储与管理3.数据处理与变换4.空间查询与分析5.数据显示与输出GIS的应用功能：资源管理区域和城乡规划灾害监测环境评估作战指挥交通运输宏观决策1.4地理信息系统的发展国际GIS发展状况：上世纪60年代:开拓阶段—注重空间数据的地学处理70年代: 巩固阶段—注重空间信息的管理80年代:技术突破阶段—注重空间分析与决策支持90年代至今:社会化阶段—注重空间信息的社会化服务我国GIS发展状况：20世纪70年代：准备阶段GIS先驱呼吁，初定理论基础，进行可行性GIS试验20世纪80年代：起步阶段GIS科研人员进行理论探索、规范探讨和试验软件开发20世纪90年代：发展阶段专题研究，GIS应用大发展新世纪至今：产业化阶段国家计划和科研项目，中国信息产业与标准化与国际接轨当代GIS发展动态：1、3S集成技术2、网络GIS更加流行3、三维GIS更富有吸引力第二章地理信息系统的数据结构第一节地理空间及其表达地理空间（Geographic space）：是指物质、能量、信息的存在形式在空间形态、结构过程、功能关系上的分布、格局及其在时间上的延续。

地理信息系统的复习资料地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个以地理空间数据为基础，通过数据采集、储存、管理、处理、分析、展示等功能，来帮助人们获取、理解和利用地理信息的工具。

在现代社会中，GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业生产、交通运输等领域。

一、GIS的基本概念和原理1. GIS的定义和组成：GIS包括硬件、软件、数据和人员四个基本组成部分，通过这四个部分的协调配合，实现对地理信息的集成管理和空间分析。

2. GIS数据的类型和特点：GIS数据可以分为栅格数据和矢量数据两种类型。

栅格数据以像元为单位，适合表达连续分布的现象；矢量数据以点、线、面为要素，适合表达离散型的地理对象。

3. GIS数据的获取和采集：GIS数据的获取可以通过GPS全球定位系统、遥感影像、地面调查等方式进行，数据的采集需要注意数据准确性和数据完整性的要求。

二、常用GIS软件和工具1. ArcGIS：ESRI公司开发的ArcGIS是目前应用最广泛的GIS软件，包括ArcMap、ArcCatalog、ArcScene等多个组件，具有强大的数据处理和分析能力。

2. QGIS：QGIS是一个开源的GIS软件，兼容多种操作系统，并且提供了丰富的插件和扩展功能，使用方便且功能强大。

3. Google Earth：谷歌的地理信息浏览器，提供卫星影像、地图、三维模型等地理信息的浏览和查看功能。

三、GIS分析方法和应用1. 空间查询：GIS可以通过空间查询实现对特定区域、特定属性的地理对象进行查询和提取，便于进行目标定位和区域统计等分析。

2. 空间分析：GIS可以通过空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析、栅格分析等，来探索地理现象的分布规律和空间关联关系。

3. 地理决策支持系统：GIS在城市规划、土地利用规划等领域中可以提供决策支持功能，通过评估不同规划方案的效果，帮助决策者制定科学合理的规划措施。