地理信息系统概论复习重点黄杏元
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地理信息系统黄杏元修订版简答题四、简答题(共35分,每小题5分)1.扼要说明GIS产生的历史背景?2.什么是地理信息?它有哪些特征?3.G IS有哪些特点?4.G IS有哪些基本功能?5.G IS有哪些应用功能?6.什么是地理数据?它有哪些基本特征?7.什么是拓扑关系?建立拓扑关系有何应用价值?8.何谓矢量结构?有哪些特点?9.何谓栅格结构?有哪些特点?10.矢量数据的获取可以通过哪些途径?11.栅格数据的获取可以通过哪些途径?12.在栅格结构数据获取过程中,为保持原始数据精度,减少信息损失,可采用哪些方法?13.什么是地理数据编码?有何意义?14.数据质量应从哪几方面分析?15.数据质量控制常见方法有哪些?16.数字化地图为什么要对要素进行分层?17.什么是数据库?数据库的集合存放有哪些要求?18.DBMS有哪些功能?19.何谓数据库模型?常用的数据库模型有哪些?20.何谓数据采集?数据采集有哪些方式?21.地图扫描数据的后续处理包括哪些步骤?22.什么是数据处理?数据处理有什么意义?23.为什么要进行数据压缩?数据压缩的方法有哪些?24.栅格向矢量格式转换通常包括哪几个步骤?25.什么是多边形叠置分析?其基本步骤有哪些?26.利用GIS 中的属性数据如何进行土地利用的动态变化分析?27.什么是决策?决策过程一般分哪几步?28.DSS有哪些特点?29.DSS有哪些子系统组成?30.空间决策支持的一般过程是什么?31.什么是电子地图?其生成要经过哪些步骤?32.GIS设计分哪几个阶段?有哪些要求?33.GIS的系统评价包括哪些内容?34.GIS设计的基本思想包括哪些?35.简述信息和数据的区别与联系。
36.简述地理系统和GIS的区别与联系。
37.GIS有哪几部分组成?38.画图说明拓扑包含与岛的含义?39.什么是空间数据结构?有哪几种数据结构?40.多边形矢量编码有几种方法?哪种方法边界数据冗余度最大?41.简述属性编码的原则与内容。
地理信息系统考研黄杏元《地理信息系统概论》考点笔记地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、分析和展示的技术系统。
在黄杏元的《地理信息系统概论》中,有一些重要的考点需要我们关注和理解。
以下是我整理的考点笔记,希望能对大家复习和理解地理信息系统有所帮助。
一、地理信息系统的定义与基本概念地理信息系统是一个用于存储、查询、分析、处理和展示地理空间数据的综合系统。
它由硬件系统、软件系统、数据系统和人员系统组成,其中硬件系统包括计算机设备、显示设备等;软件系统包括地理信息系统软件、数据库管理系统等;数据系统包括地理空间数据和属性数据;人员系统包括GIS技术人员和用户。
地理信息系统的基本概念包括地理空间数据、属性数据、地理坐标系统、地理数据模型等。
地理空间数据是指反映地球表面地理实体位置的数据,如点、线、面等;属性数据是描述地理实体特征和属性的数据,如土地利用类型、地形高程等;地理坐标系统是用于确定地理实体位置的系统,常用的有经纬度坐标系统和投影坐标系统;地理数据模型是描述地理实体及其关系的模型,如矢量数据模型和栅格数据模型等。
二、地理数据采集与处理地理数据采集包括遥感数据采集和GPS地理信息采集。
遥感数据采集是通过卫星、航空器等遥感平台获取地球表面信息,可以得到大范围、高分辨率的地理数据;GPS地理信息采集是通过GPS定位系统获取地理实体的坐标信息,可以得到高精度的地理数据。
地理数据的处理包括数据的编辑、清理、转换等,以保证数据的质量和准确性。
三、地理数据存储和管理地理数据的存储和管理包括数据格式与数据模型选择、数据库管理系统的选择、数据组织与索引等。
地理数据格式可以是矢量格式和栅格格式,矢量格式适合表示点、线、面等地理空间数据,栅格格式适合表示连续分布的地理数据。
数据库管理系统可以是关系型数据库管理系统或面向对象数据库管理系统,根据需要选择适合的系统。
《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。
4应用模型由数学模型、经验模型和混合模型组成,用于解决某项实际应用问题,获取经济效益和社会效益。
基本功能:ω数据采集与编辑;数据存储与管理;ω数据处理和变换;ω空间分析和统计;ω产品制作与显示;ωω二次开发和编程。
(全面版)地理信息技术应用概论复习重点黄杏元1. 地理信息技术概述- 地理信息技术(Geographic Information Technology,简称GIT)的定义和发展历程;- 地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)的基本概念和组成要素;- 地理数据的类型、特点及其获取方式;- 地理信息技术在不同领域中的应用。
2. 地图投影和坐标系统- 地图投影的概念、分类和特点;- 常见的地图投影方法及其优缺点;- 坐标系统的定义和分类;- 常用的地理坐标系和投影坐标系。
3. 地理数据模型- 地理数据模型的概念和分类;- 矢量数据模型的特点、数据结构和存储方式;- 栅格数据模型的特点、数据结构和存储方式;- 地理数据模型在实际应用中的选择与比较。
4. 空间数据查询与分析- 地理数据查询的基本操作和查询语言;- 空间查询的基本要素和查询关系;- 空间数据分析的概念和方法;- 空间数据查询与分析在不同领域中的应用。
5. 地理信息系统开发与应用- 地理信息系统开发的基本流程和方法;- GIS软件的选择、安装和配置;- 地理信息系统的数据管理和维护;- 地理信息系统在城市规划、环境保护等领域中的应用案例。
6. 地理信息技术的发展趋势- 地理信息技术的发展历程和现状;- 地理信息技术与其他技术的融合与创新;- 地理信息技术的未来发展方向;- 地理信息技术对社会和经济的影响与作用。
以上是地理信息技术应用概论的复重点,通过对这些内容的研究和掌握,你可以深入了解地理信息技术的概念、原理、方法以及在实际应用中的具体场景。
希望这些复重点能够对你的研究和考试有所帮助!以上是一份关于地理信息技术应用概论的复习重点的文档,希望对你有所帮助!如有需要,还请及时指出。
(简化版)地理数据系统概论复习重点黄杏元地理数据系统概论是地理学中的一门重要课程,主要介绍了地理数据的概念、分类、获取、储存以及分析与应用等内容。
黄杏元教授在该领域做出了重要的贡献,以下是该课程的复重点概要。
1. 地理数据与地理信息系统1.1 地理数据的定义和特点- 地理数据是指地理现象的数字表达,可以通过地理信息系统进行处理和分析。
- 地理数据具有地理位置信息,可以在地图上进行可视化展示。
1.2 地理信息系统(GIS)的基本概念- GIS是一种将地理数据进行收集、存储、管理、处理和分析的计算机系统。
- GIS具有数据输入、数据管理、数据查询、数据分析和数据输出等功能。
2. 地理数据的获取和处理2.1 地理数据获取的主要方法- 遥感技术:利用卫星、飞机等远距离传感器获取地理数据。
- GPS技术:通过全球定位系统收集地理位置数据。
- 地图制图:利用地图进行地理数据的获取。
2.2 地理数据处理和分析的方法- 数据清理:对收集到的地理数据进行校正、修复和筛选。
- 数据转换:将不同格式的地理数据转换为可分析的数据格式。
- 空间分析:对地理数据进行空间关系和空间模式的分析。
3. 地理数据的储存和共享3.1 地理数据的储存方式- 文件存储:将地理数据直接保存在计算机文件系统中。
- 数据库存储:利用数据库管理系统对地理数据进行存储和管理。
- 云存储:将地理数据存储在云端服务器中,便于共享和存取。
3.2 地理数据的共享与开放- 地理数据共享的重要性:促进跨领域研究和创新应用。
- 地理数据共享的方式:通过开放数据平台、数据交换协议等途径进行共享。
4. 地理数据的应用与挑战4.1 地理数据应用领域- 地理信息系统:应用于城市规划、交通管理、环境保护等领域。
- 地理数据可视化:通过地图、图表等方式展示地理数据。
- 地理数据分析:利用地理数据进行区域分析、模型建立等研究。
4.2 地理数据面临的挑战- 数据安全与隐私:地理数据共享时需要注意数据隐私和安全保护。
第1章导论一、名词解释1.地理信息[江西师范大学2014年研]答: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、图像和图形等的总称;它属于空间信息,具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
2.地理数据[西北大学2012年研]答:地理数据是以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文景观的数据,主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。
地理数据可分为空间数据、属性数据、时态数据。
3.空间决策支持[江西师范大学2012年研]答:空间决策支持是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换,以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系,并以图形和文字的形式直接地加以表达,为现实世界中的各种应用提供科学、合理的决策支持。
由于空间分析的手段直接融合了数据的空间定位能力,并能充分利用数据的现势性特点。
因此,其提供的决策支持将更加符合客观现实,因而更具有合理性。
4.地理信息科学(注:把地理信息科学翻译成全英文)[西北大学2012年研]答:Geographic information science is proposed by Goodchild in 1992. Compared with the geographic information system,it is more focused on geographic information as a science,not only the realization of technology. The research focuses on the process,storage,extraction,management and analysis of the geographic information in the application of computer technology.5.组件式GIS软件[华东师范大学2006年研]答:组件式GIS软件是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS 系统(包括基础平台和应用系统)。
地理信息系统考研黄杏元《地理信息系统概论》考点笔记一、1.1 复习笔记一、地理信息系统基本概念、1数据与信息(1)数据与信息的基本概念①数据数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号,用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
不仅包括数字,也包括文字、符号、图像和声音等。
数据本身并没有意义,其格式随存储它的物理设备的形式而改变。
②信息a.狭义信息论是指“两次不定性之差”,即人们获得信息前后对事物认识的差别;b.广义信息论认为,信息是指主体与外部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消息或知识,是表征事物特征的一种普遍形式。
地理信息系统中的信息即是广义的信息概念,它不随数据形式的改变而改变。
③数据与信息的关系a.数据是信息的表达形式,是信息的载体;b.信息则是数据中蕴含的事物的含义,是数据的内容;c.数据只有通过解释才成为信息。
(2)数据处理与解释①数据处理的定义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。
②数据处理的目的a.把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式;b.把数据加工成对正确管理和决策有用的数据;c.把数据编辑后存储起来,以供后续使用。
③数据解释需要人类的智慧,包括学识和经验。
(3)信息的特点①信息的客观性任何信息都是与客观事实紧密相关的,这是信息的正确性和精确度的保证。
②信息的适用性信息对决策十分重要,地理信息系统将地理数据收集、组织和管理起来,经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息,这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。
③信息的传输性信息可以在发送者和接收者之间传输,既包括系统把信息传送至终端设备,也包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。
④信息的共享性信息可以传输给多个用户,而信息本身并无损失,这为信息的并发应用提供了可能性。
2地理信息与地理信息系统(1)地理信息①地理信息与地理数据的概念a.地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
第1章导论1.1复习笔记一、地理信息系统基本概念、1数据与信息(1)数据与信息的基本概念①数据数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号,用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
不仅包括数字,也包括文字、符号、图像和声音等。
数据本身并没有意义,其格式随存储它的物理设备的形式而改变。
②信息a.狭义信息论是指“两次不定性之差”,即人们获得信息前后对事物认识的差别;b.广义信息论认为,信息是指主体与外部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消息或知识,是表征事物特征的一种普遍形式。
地理信息系统中的信息即是广义的信息概念,它不随数据形式的改变而改变。
③数据与信息的关系a.数据是信息的表达形式,是信息的载体;b.信息则是数据中蕴含的事物的含义,是数据的内容;c.数据只有通过解释才成为信息。
(2)数据处理与解释①数据处理的定义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。
②数据处理的目的a.把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式;b.把数据加工成对正确管理和决策有用的数据;c.把数据编辑后存储起来,以供后续使用。
③数据解释需要人类的智慧,包括学识和经验。
(3)信息的特点①信息的客观性任何信息都是与客观事实紧密相关的,这是信息的正确性和精确度的保证。
②信息的适用性信息对决策十分重要,地理信息系统将地理数据收集、组织和管理起来,经过处理和分析变为对决策具有重要意义的有用信息,这是由建立地理信息系统的明确目的性所决定的。
③信息的传输性信息可以在发送者和接收者之间传输,既包括系统把信息传送至终端设备,也包括信息在系统内各个部分之间的流转和交换。
④信息的共享性信息可以传输给多个用户,而信息本身并无损失,这为信息的并发应用提供了可能性。
2地理信息与地理信息系统(1)地理信息①地理信息与地理数据的概念a.地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
地理信息系统概论第一章1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号;用以定性或定量地描述事情的特征和状况..2、信息是指主体与外部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消息或知识;是表征事物特征的一种普遍形式..21 信息与数据的关系:数据是信息的表达式;是信息的载体..22信息的特点:a.信息的客观性;b.信息的适用性 ;c.信息的传输性; d.信息的共享性.3、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;以及分析和预测等操作..4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义..5、地理信息的特征:空间特征、属性特征、时序特征..6、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..7、地理信息系统的基本构成:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型..8、地理信息系统的基本功能: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、产品制作与演示、二次开发和编程..最基本功能:数据采集、管理处理、分析和输出9、地理信息系统的应用功能:资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策..10、GIS发展状况:1、地理信息系统已成为一门综合性技术2、地理信息系统产业化的发展势头强劲3、地理信息系统网格化已构成当今社会的热点4、信息系统科学的产生和发展第二章1、空间数据的分类:1按数据来源:地图数据;影像数据;文本数据..2按数据结构:矢量数据;栅格数据..3按数据特征:空间数据;非空间属性数据..4按几何特征:点;线;面、曲面;体2、按数据发布形式:数字线画图DLG;数字栅格图DRG;数字高程模型DEM;数字正射影像图DOM..3、空间数据的基本特征:①空间特征:指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征;以及与相地理现象和过程的空间关系..②属性特征:指地理现象和过程所具有的专属性质..③时间特征:指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况..4、空间数据的基本信息:P441三条呈不同分布状态的交通线:一条近乎直线C1和C2组成;一条呈S形C3;另一条为环状C4..表示它们在地球表面上呈不同分布状态;称为定位信息..2三条分别具有不同等级的交通线:近乎直线的C1和C2为主干道;呈S形的C3为次干道;成环状C4的为支路;称为属性信息..3三条互相具有关联关系的交通线:主干道和次干道在节点N2处相连接;主干道的节点N1和N2相邻接;节点N2分别与三条弧段C1、C2和C3相关联等;称拓扑信息..5、空间数据的拓扑关系包括:(1)拓扑邻接:指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系(2)拓扑关联:指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系(3)拓扑包含:指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系6、空间拓扑关系的意义:1根据拓扑关系;不需要利用坐标或计算距离;就可以确定一种地理实体相对另一种地理实体的空间位置关系;2 利用拓扑数据有利于空间要素的查询;3可以利用拓扑数据作为工具;重建地理实体..7、空间实体的表达方法种类:点、线、面、曲面和体基本形式:矢量和栅格矢量数据结构是利用欧几里得Euclid几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式..此数据组合方式能很好地表示地理实体的空间分布特征;精确度高;数据存储的冗余度低;但对于多层空间数据的叠合分析比较困难..栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值;每个网格对应一种属性..其空间位置用行和列标识..8、矢量数据:优点:能很好的表达地理实体的空间分布特征;数据精度高;存储冗余度低..缺点:对于多层空间数据的叠合分析比较困难..栅格数据:优点:表达地理要素比较直观;容易实现多层数据的叠合操作;便于与遥感图像及扫描输入数据相匹配使用..缺点:对于网络分析比较困难..9、矢量数据结构与栅格数据结构的比较10、游程编码:指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量;也称行程;游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并;记录合并后栅格的值及合并栅格的数量即游程;其目的是压缩栅格数据量;消除数据间的冗余..第三章1、数据变换指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换;包括几何纠正和地图投影转换等;以实现空间数据的几何配准..包括几何纠正和投影转换2、几何转换是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正;包括仿射变换、相似变换和二次变换等类型..3、投影转换方式:1正解变换:通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式;直接由一种投影的数字化坐标x 、y 变换到另一种投影的直角坐标系X 、Y..P792反解变换:即由一种投影的坐标反解出地理坐标x 、y →B 、L;然后将地理坐标代入另一种投影的坐标公司中B 、L →X 、Y;从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换x 、y →X 、Y..4、投影转换的方法:解析转换;数值转换;解析—数值转换..5、地图投影分为:等角投影、等面积投影和任意投影6、矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线或面的矢量数据;转换成对应的栅格数据..这一过程称为栅格化..方法有:点的栅格化、线的栅格化和面的栅格化;点的栅格化是线和面的栅格化的基础..7、1点的栅格化的算法:设矢量坐标点x;y;转换后的栅格单元行列值为I;J 则有I =y - y min / d y J = x - x min / d x(2)线的栅格化的算法P82(3)面的栅格化的算法:P858、栅格数据结构向矢量数据结构的转换又称为矢量化..分为基于图像数据的矢量化方法和栅格数据的矢量化方法9、遥感与GIS数据的融合(1)遥感影像与数字线画图DLG的融合(2)遥感影像与数字地形模型DEM的融合(3)遥感影像与数字栅格图DRG的融合10、不同格式数据的融合主要几种方法:基于转换器的数据融合、基于标准的数据融合、基于公共基础接口的数据融合、基于直接访问的数据融合..11、空间数据的压缩:即从空间坐标数据几何中抽取一个子集;使这个子集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..12、点的内插:1分块内插法:线性内插;双线性多项式内插法;二元样条函数内插法;2 逐点内插法:移动拟合法;加权平均法;克里金法;3整体内插法:N次多项式拟合法..13、区域的内插:叠置法;比重法..14、拓扑关系编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑..第四章1、元数据:用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据..2、空间数据库主要是为GIS提供空间数据的存储和管理方法..空间数据的存储和管理方法通常由两种方式:空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理..3、空间数据库设计的过程和步骤:需求分析地理现象和过程→概念设计数据库的概念模型→逻辑设计数据库的逻辑模型→物理设计数据库的存储模型→空间数据库4、空间数据查询:空间关系查询类型;属性数据查询;空间属性联合查询;空间查询语言..5、概念模型有语义数据模型和面向对象模型6、空间数据库索引就是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构;其中包括空间实体的概略信息;如标识码、最小外接矩形以及存储地址..7、空间数据库索引:范围索引;格网空间索引;四叉树空间索引..第五章1、空间分析是基于空间数据的分析技术;它是以地球科学原理为依托;通过分析算法;从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息..2、DTM:地形表面形态属性信息的数字表达;是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述;地形表面形态的属性信息一般包含高程、坡度、坡向等..DEM:是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据.. TIN:不规则三角网的缩写;根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络;数字高程由连续的三角面组成;三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置;能够避免地形平坦时的数据冗余;又能按地形特征点表示数字高程特征..3、空间分析的方法:数字地形模型分析;空间叠合分析;空间邻近度分析;空间网络分析..4、有关地形计算、地形剖面线计算P148 - P157第六章地理信息系统的应用模型:土地定级估价模型;适宜性分析模型;发展预测模型;区位选择模型;交通规划模型;地球科学模拟模型..第八章地理信息系统产品的输出分类:1按输出的载体类型分:常规地图和数字地图;2按输出的内容形式分:全要素地形图;各类专题地图;遥感影像地图;统计图表与数据报表..。
《地理信息系统概论(修订版)》(黄杏元等编著)读书笔记第一章导论第一章导论§1 地理信息系统基本概念1.1数据与信息数据(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。
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。
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。
信息的特点:客观性、适用性、传输性、共享性。
1.2地理信息与地理信息系统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,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他类型信息的一个最显著的标志。
地理信息系统(Geographical Information System)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。
(美国联邦数字地图协调委员会(FICCDC)关于GIS的定义)§2 GIS的基本组成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。
2.1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)。
地理信息系统概论
第一章
1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号,用以定性或定量地描述事情的特征和状况。
2、信息是指主体与外部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消息或知识,是表征事物特征的一种普遍形式。
2(1)信息与数据的关系:数据是信息的表达式,是信息的载体。
2(2)信息的特点:a. 信息的客观性;b. 信息的适用性;c. 信息的传输性; d. 信息的共享性.
3、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,以及分析和预测等操作。
4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
5、地理信息的特征:空间特征、属性特征、时序特征。
6、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。
7、地理信息系统的基本构成:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
8、地理信息系统的基本功能: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、产品制作与演示、二次开发和编程。
(最基本功能:数据采集、管理处理、分析和输出)
9、地理信息系统的应用功能:资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。
10、GIS 发展状况:
1、地理信息系统已成为一门综合性技术
2、地理信息系统产业化的发展势头强劲
3、地理信息系统网格化已构成当今社会的热点
4、信息系统科学的产生和发展
第二章
1、空间数据的分类:(1)按数据来源:地图数据,影像数据,文本数据。
(2)按数据结构:矢量数据,栅格数据。
(3)按数据特征:空间数据,非空间属性数据。
(4)按几何特征: 点,线,面、曲面,体
2、按数据发布形式:数字线画图(DLG ,数字栅格图(DRG,数字高程模型(DEM,数字正射影像图(DOM)。
3、空间数据的基本特征:
①空间特征:指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征,以及与相地理现象和过程的空间关系。
②属性特征:指地理现象和过程所具有的专属性质。
③时间特征:指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。
4、空间数据的基本信息:(P44)
(1)三条呈不同分布状态的交通线:一条近乎直线(C1 和C2 组成),一条呈S 形
(C3),
另一条为环状(C4)。
表示它们在地球表面上呈不同分布状态,称为定位信息。
(2)三条分别具有不同等级的交通线:近乎直线的C1和C2为主干道,呈S形的C3为次干道,成环状C4的为支路,称为属性信息。
(3)三条互相具有关联关系的交通线:主干道和次干道在节点N2处相连接,主干道的
节点N1和N2相邻接,节点N2分别与三条弧段C1、C2和C3相关联等,称拓扑信息。
5、空间数据的拓扑关系包括:
(1)拓扑邻接:指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系
(2)拓扑关联:指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系
(3)拓扑包含:指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系
6、空间拓扑关系的意义:
(1)根据拓扑关系,不需要利用坐标或计算距离,就可以确定一种地理实体相对另一种地理实体的空间位置关系;
(2)利用拓扑数据有利于空间要素的查询;
(3)可以利用拓扑数据作为工具,重建地理实体。
7、空间实体的表达方法种类:点、线、面、曲面和体(基本形式:矢量和栅格)
矢量数据结构是利用欧几里得(Euclid )几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。
此数据组合方式能很好地表示地理实体的空间分布特征,精确度高,数据存储的冗余度低,但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。
栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值,每个网格对应一种属性。
其空间位置用行和列标识。
8、矢量数据:优点:能很好的表达地理实体的空间分布特征,数据精度高,存储冗余度低。
缺点:对于多层空间数据的叠合分析比较困难。
栅格数据:优点:表达地理要素比较直观,容易实现多层数据的叠合操作,便于与遥感图像
及扫描输入数据相匹配使用。
缺点:对于网络分析比较困难。
10、游程编码:指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量,也称行程,游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并,记录合并后栅格的值及合并栅格的数量(即游程),其目的是压缩栅格
数据量,消除数据间的冗余。
第三章
1、数据变换指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换,包括几何纠正和地图投影转换等,以实现空间数据的几何配准。
包括几何纠正和投影转换
2、几何转换是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正,包括仿射变换、相似变换和二次变换等类型。
3、投影转换方式:
(1)正解变换:通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式,直接由
一种投影的数字化坐标x、y变换到另一种投影的直角坐标系X、Y。
P79
(2)反解变换:即由一种投影的坐标反解出地理坐标(x、y T B、L),然后将地理坐标代入另一种投影的坐标公司中(B、L T X、Y ),从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换(x、y T X、
Y )。
4、投影转换的方法:解析转换,数值转换,解析一数值转换。
5、地图投影分为:等角投影、等面积投影和任意投影
6、矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线或面的矢量数据,转换成对应的栅格数据。
这一过程称为栅格化。
方法有:点的栅格化、线的栅格化和面的栅格化,点的栅格化是线和
面的栅格化的基础。
7、(1)点的栅格化的算法:设矢量坐标点(x, y),转换后的栅格单元行列值为(l,J)则有
I =[y - y min / d y] J = [x - X min / d x]
⑵线的栅格化的算法(P82)
⑶面的栅格化的算法:(P85)
8、栅格数据结构向矢量数据结构的转换又称为矢量化。
分为基于图像数据的矢量化方法和栅格数据的矢量化方法
9、遥感与GIS数据的融合
(1)遥感影像与数字线画图(DLG )的融合
(2)遥感影像与数字地形模型(DEM )的融合
(3)遥感影像与数字栅格图(DRG )的融合
10、不同格式数据的融合主要几种方法:基于转换器的数据融合、基于标准的数据融合、基于公共基础接口的数据融合、基于直接访问的数据融合。
11、空间数据的压缩:即从空间坐标数据几何中抽取一个子集,使这个子集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。
12、点的内插:(1 )分块内插法:线性内插,双线性多项式内插法,二元样条函数内插法;
(2)逐点内插法:移动拟合法,加权平均法,克里金法;
(3)整体内插法:N次多项式拟合法。
13、区域的内插:叠置法,比重法。
14、拓扑关系编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑。
第四章
1、元数据:用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据。
2、空间数据库主要是为GIS 提供空间数据的存储和管理方法。
空间数据的存储和管理方法通常由两种方式:空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理。
3、空间数据库设计的过程和步骤:需求分析(地理现象和过程)T概念设计(数据库的概念模型)7逻辑设
计(数据库的逻辑模型)7物理设计(数据库的存储模型)7空间数据库
4、空间数据查询:空间关系查询类型,属性数据查询,空间属性联合查询,空间查询语言。
5、概念模型有语义数据模型和面向对象模型
6、空间数据库索引就是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构,其中包括空间实体的概略信息,如标识码、最小外接矩形以及存储地址。
7、空间数据库索引:范围索引,格网空间索引,四叉树空间索引。
第五章
1、空间分析是基于空间数据的分析技术,它是以地球科学原理为依托,通过分析算法,从
空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息。
2、DTM :地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述,地形表面形态的属性信息一般包含高程、坡度、坡向等。
DEM :是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据。
TIN :不规则三角网的缩写,根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程由连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置,能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征。
3、空间分析的方法:数字地形模型分析,空间叠合分析,空间邻近度分析,空间网络分析。
4、有关地形计算、地形剖面线计算(P148 - P157)
第六章地理信息系统的应用模型:土地定级估价模型,适宜性分析模型,发展预测模型,区位选择模型,交通规划模型,地球科学模拟模型。
第八章
地理信息系统产品的输出分类:
(1)按输出的载体类型分:常规地图和数字地图;
(2)按输出的内容形式分:全要素地形图,各类专题地图,遥感影像地图,统计图表与数据报表。