武大地理信息系统笔记(制作：武汉大学教学队伍)

地理信息系统一.信息与数据1.信息：是对现实世界的一种映射，是现实世界在人们头脑中的反应，它以文字、数据、符号、声音等形式记录下来。

2信息的特征①客观性：任何信息都是与客观事实相联系的②适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类不同③传输性：信息可在用户之间进行传输④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3.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、图像等符号数据是对客观现象的表达，数据本身并没有意义。

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。

二.地理信息及其特征1 .地理信息：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等。

2. 地理信息的特征：①地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系②多维结构：指在同一位置上可有多种专题的信息结构③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，实时的GIS系统要求及时更新地理信息，使得地理信息具有现势性三.信息系统和地理信息系统1 .信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用于一系列问题的系统，具有采集、管理、分析和表达数据的能力2 .对GIS的理解：GIS是计算机系统，具有系统的基本功能，数据采集、管理、分析和表达3.GIS与其它IS的区别：共同点：GIS离不开数据库技术，数据库中的一些基本技术。

如数据模型，数据存储，数据检索等都是GIS广泛使用的核心技术。

差异：GIS对空间数据和属性数据共同管理，分析和应用；而一般MIS侧重于非图形数据。

4 .GIS构成：软件、硬件、数据和用户5.地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的，具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示功能，并可解决复杂的规划和管理问题的信息系统。

二、一.数据结构1、空间实体(空间对象，地理实体)定义：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体概括性、复杂性、相对意义的概念。

第一章地理信息系统概述地理信息系统（Geographical Information System 简称GIS）是用于回答地理学问题的艺术、科学、工程和技术的统称，是一种用计算机创建和描述地表的数字表达方法。

这是对GIS的一个广义的定义。

其发展共经历的几个阶段：1、1950~60年代为GIS的开拓期，注重于空间数据的地学处理。

资源普查、人口统计、地理管理、土地规划等的应用。

2、1970年代为GIS的巩固发展时期，注重空间地理信息的管理。

三个主要原因:（1）资源开发利用和环境保护问题，是这个时期政府的首要解决难题，需要一种分析处理地理信息的技术、方法和系统；(2）计算机技术发展，软件、硬件技术发展；（3）专业人才增加。

3、1980年代为GIS大发展时期，注重于空间决策支持分析。

涉及的学科和应用领域迅速扩大。

土地利用、土地规划，与遥感的结合，GIS开始解决全球性问题，如沙漠化、可居住区域评价、气候变化、核扩散、环境检测等。

4、1990年代为GIS的用户时代。

一方面，GIS已成为许多机构必备的工作系统，一些部门一定程度上受GIS的影响，改变了现行的运行方式、机构设置和工作计划。

另一方面，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅增加，从而导致GIS 应用的扩大和深化。

5、21世纪初期为GIS的空间信息网格（Spatial Information Grid，SIG）时代。

随着GIS技术更加广泛和深入的应用，网络环境下的地理空间信息分布式存取、共享与交换、互操作、系统集成等成为新的发展亮点。

地理信息系统在技术发展导引和应用驱动两大动力因素作用下，得到了快速的发展。

这主要归因于三个因素，1、是计算机技术的发展，2、是空间技术（特别是遥感技术）的发展，牵引着GIS的发展，3、是对海量空间数据处理、管理和综合空间决策分析应用的推动，驱使着GIS向前发展。

地理信息系统的定义一是地理学尺度的地理实体和地理现象；地理实体是指相对永久存在的地表物体。

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。

李建松《GIS原理》复习题2009 第一部分第一部分第一部分第一部分地理信息系统的科学和技术基础地理信息系统的科学和技术基础地理信息系统的科学和技术基础地理信息系统的科学和技术基础第一章地理信息系统的科学基础名词：地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学第三章地理信息系统概述简答：地理信息系统的定义、特征、构成、发展简史第四章地理信息系统的技术基础填空和判断：数据采集输出、GIS软件的发展第二部分第二部分第二部分第二部分地理空间数据组织与管理地理空间数据组织与管理地理空间数据组织与管理地理空间数据组织与管理第五章地理空间信息基础简答：矢量数据、栅格数据、TIN的结构和特点名词：元数据第六章地理空间数据模型简答：空间索引的类型和用途填空和判断：空间数据的基本特征和描述内容第七章地理空间数据结构计算：无拓扑矢量数据结构、拓扑数据结构、栅格数据Morton码、TIN数据结构第八章地理空间数据库填空简答：间数据库管理系统的管理模式1、空间数据的基本特征是、、2、矢量数据最基本的拓扑关系是关联和邻接，解释关联和邻接的含义3、在网络分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）4、在叠置分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）5、缓冲区分析用什么数据结构比较方便？6、投影变换时，矢量数据比栅格数据（简单、复杂）7、GIS中有几何数据、属性数据和拓扑数据，哪些适合用数据库表示？哪些适合用数据文件表示？第三部分第三部分第三部分第三部分地理空间数据的获取与处理地理空间数据的获取与处理地理空间数据的获取与处理地理空间数据的获取与处理第九章地理空间数据获取填空和判断：数据源的种类、数据采集的方法第十章空间数据的编辑填空简答：图形数据的编辑、图形数据的几何纠正第十一章空间数据的处理方法填空简答：空间数据的拓扑关系自动生成、空间数据的压缩编码方法、矢量数据和栅格数据的转换计算：栅格数据压缩编码方法第十二章地理空间数据的质量填空简答：GIS数据质量的内容、空间数据的不确定性数字测绘和GIS的数据采集有什么区别？1、用SuperMap对栅格数据矢量化时，什么情况下选用非地球坐标系？2、空间数据的不确定性包含了哪些方面？分别举例说明几何数据和属性数据的不确定性3、如何发现进入GIS中的数据错误4、判断点和多边形的关系有和两种方法 A 垂线法 B 面积法 C 内插法D弧长法E转角法5、仿射变换和相似变换公式的差别，各需要几个已知点？6、X=A0+A1x-B1y Y=B0+B1x+A1y 是变换X=A0+A1x+A2y Y=B0+B1x+B2y 是变换A 拓扑B投影 C 仿射D 相似7、如何求解以上二式中的A0、A1、A2、B0、B1、B2 第四部分第四部分第四部分第四部分空间分析基本原理和方法空间分析基本原理和方法空间分析基本原理和方法空间分析基本原理和方法第十五章空间分析方法填空简答：矢量和栅格数据的叠置分析、缓冲区分析1、举例说明几何图形到属性、属性到图形的双向查询2、空间关系查询包含哪些内容？3、解释：属性数据的离散特征数和集中特征数4、DEM分析有哪几种主要用途？5、空间对象的关系有、、、、五种6、点、线、面之间各有什么关系？如何判断点和线之间的关系？第五部分第五部分第五部分第五部分地理信息系统产品输出及可视化地理信息系统产品输出及可视化地理信息系统产品输出及可视化地理信息系统产品输出及可视化第十六章地理信息系统产品输出填空和判断：地理信息系统产品的输出系统的硬件、地理信息系统产品的类型第十七章空间信息可视化技术方法简答：可视化的技术方法、GIS制作专题地图的类型和方法1、举例说明如何将空间查询、统计和分析的结果可视化表示2、VR有哪几种主要类型和功能？3、简述电子地图和GIS的关系和差别第六部分第六部分第六部分第六部分地理信息系统工地理信息系统工地理信息系统工地理信息系统工程设计与标准化程设计与标准化程设计与标准化程设计与标准化第十八章地理信息系统工程设计简答：GIS工程的系统分析、系统设计、实施、运行和维护的内容第十九章地理信息系统的标准化1、GIS开发的四个阶段为、、、2、快速原型法和结构化生命周期法的主要区别是什么？3、GIS的发展瓶颈是什么？改进途径有哪些？4、在众多的GIS的应用领域中，列举出六个领域。

第一章1、信息：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0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。

2、数据：通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号，在计算机化的地理信息系统中，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、GIS：地理信息系统（GIS , Geographic Information Systems）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

特点：❶具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；❷以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。

❸具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策。

❹由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

❺地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。

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。

4、1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语，并于1971年建立了世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。

5、地理信息系统的五大功能：输入、查询、编辑、分析、输出。

《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。

地理信息系统概论（修订版）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）。

第一章：1.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。

2.地理信息系统的基本功能：数据采集与输入；数据编辑与更新；数据存储与管理；空间查询与分析；数据显示与输出。

3.地理信息特征：(1)属于空间信息 (2)具有多维结构的特征(3)时序特征十分明显（4）载体多样性（5）数据量大(相关性、多样性、区域性、层次性)4.地理信息系统的特征：（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5.地理空间分析的三大要素：空间位置、属性、时间6.GIS基本组成：硬件系统、软件系统、地理数据、用户7.三种相互联系的数据类型：几何数据、关系数据、属性数据8.GIS应用领域：测绘、地图制图，资源管理，灾害监测，环境保护，精细农业，电子商务，电子政务，城乡规划与管理，交通运输，人口管理，宏观决策，国防、军事，公安、急救，医疗、卫生第二章1.举例说明何为地理格网？指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。

地图分幅的代名词；“国土控制格网” ；地球特定区域某种属性的统计单位，而常称之为“地理定位格网”。

2.比例尺越小，制图综合程度越大，图形详细程度越小，图形精度越小。

3.如何理解无级比例尺？没有一个具体表现形式，可按比例任意缩小或放大数据。

4.简述80西安坐标和54坐标转换思路：（一是地理坐标基准的变换；二是坐标值的变换。

）1、（B，L）54转换为（X,Y,Z）54，即空间大地坐标到空间直角坐标的转换；2、（X,Y,Z）54转换为（X,Y,Z）80，坐标基准的转换，即参考椭球转换。

七参数或简化三参数法实现3、（X,Y,Z）80转换为（B,L）80，空间直角坐标到空间大地坐标的转换；4、（B,L）80转换为（x,y）80，通过高斯－克吕格投影公式计算出高斯平面坐标值。

考试复习重点资料（最新版）资料见第二页封面第1页复习题第一章绪论一、单选题：1－5:BDCDB6－10:BADCA11－16:BAADCD二、名词解释1、地理信息（Geographic Information）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。

2、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。

3、数据（Data）是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。

不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。

数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。

4、信息（Information）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。

三、简答题1、GIS基本构成一般包括5个主要部分，即系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

GIS系统硬件主要用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间信息；GIS软件则是系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和图形用户界面等；空间数据具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征；GIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户，他们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的关键；GIS应用模型为解决各种现实问题提供了有效的基本工具。

2、GIS的主要功能既包括数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析与统计、产品制作与显示等基本功能，也包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策等应用功能。

第一章：对地理实体和地理现象的特征要素进行获取、处理、分析、应用等的计算机空间或时空信息系统。

地理空间实体：具有地理空间参考位置的地理实体要素，具有相对固定的空间位置和关系，具有特定的属性(静态、动态空间对象，离散、连续特征要素）地理现象:发生在地理空间中的地理事件特征要素,具有空间位置、关系和属性随时间变化的特性。

空间对象：地理空间实体和地理现象在空间或时空信息系统中的数字化表达形式，具有随表达尺度而变化的特性。

（离散、连续对象)联系:空间对象是数字化表达，地理空间实体和地理现象在现实中客观存在。

的五个基本特点：1、以计算机系统为支撑2、操作对象是空间数据3、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、具有分布特性5、的成功应用更强调组织体系和人的因素以应用需求为驱动，以技术为引导.为什么需要：1、地理数据维护管理不善，修订更新搜索不易2、制图和统计方法落后,分析不易3、空间数据和信息不准确4、缺乏空间数据恢复和共享服务5、可提高人员生产力和决策管理水平，节省时间资金6、可得到更多地理信息附加产品信息系统:四大要素：硬件、软件（计算机程序)、数据、用户分类：事务处理系统(处理日常事务,民航订票系统）、管理信息系统、决策支持系统（用以获得辅助决策方案),人工智能和专家系统(智能推理）地理信息系统：组成：硬件、软件系统,数据，空间分析（重要功能，为解决各类空间问题提供分析应用工具），人员硬件：包括计算机主机、存储设备、数据输入输出设备等包括单机系统结构模式（一台计算机为核心，单用户使用,单层:一台计算机）、企业内部网系统结构模式（模式，企业或组织内部使用，两层：服务器、客户机）、因特网系统模式(模式,因特网多用户使用,三层：服务器、服务器、客户端浏览器) 软件:下两层系统软件与硬件相关（操作系统，管理、工具软件）,上三层实现功能（基本功能软件、应用软件、用户接口或通信软件),中间为标准软件(数据库系统等）基本软件功能由六大子系统组成:1、空间数据输入与格式转换子系统2、图形与属性编辑子系统：符合数据结构,统一参照系,严格编码和分层3、数据存储与管理子系统:由特定数据模式或结构来描述，由数据库管理，数据模型经历了:层次模型→网络模型→关系模型→地理相关模型(）→地理关系模型（）→面向对象的模型→对象关系模型(地理关系模型)4、空间数据处理与分析子系统5、空间数据输出与表示子系统：地图、表格、决策方案、模拟显示结果等形式6、用户接口：用户和系统交互的工具数据：空间数据，属性数据地理数据:数字线划数据,数字栅格数据,数字高程模型,数字正射影像空间数据质量评定：准确度，精度，不确定性，相容性,一致性，完整性，可得性,现势性地理空间数据库:地理数据的直接组织结果，提供数据库管理系统进行管理。

空间索引其一是由于计算机的体系结构将内存分为内存、外存两种，访问这两种内存一次所花费的时间一般为30~40ns，8~10ms，可以看出两者相差十万倍以上,尽管现在有“内存数据库”的说法，但绝大多数资料是存储在外存磁盘上的，如果对磁盘上资料的位置不加以记录和组织，每查询一个数据项就要扫描整个数据文件，这种访问磁盘的代价就会严重影响系统的效率，因此系统的设计者必须将资料在磁盘上的位置加以记录和组织，通过在内存中的一些计算来取代对磁盘漫无目的的访问，才能提高系统的效率,尤其是GIS涉及的是各种海量的复杂资料，索引对于处理的效率是至关重要的空间索引就是指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，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。

作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率构造一个高性能的空间索引系统要解决几个主要问题：1,高速查询，在大资料量的条件下能进行实时查询；2,高度扩展性，可以无限扩展索引区域；3,地理元素变化时，能够很快更新空间索引；4,不受坐标系或投影变换的直接影响空间索引的性能的优劣直接影响空间数据库和地理信息系统的整体性能，它是空间数据库和地理信息系统的一项关键技术尽管有许多特定的数据结构和算法用来完成空间索引,但基本原理相似,即采用分割原理,把查询空间划分为若干区域(通常为矩形或多边形),这些区域或单元包含空间资料并可唯一标识。

目前,有两种分割方法,一种是规则分割方法,另一种是基于对象的分割方法。

规则分割方法是将地理空间按照规则或半规则方式分割,分割单元间接地与地理对象相关联,地理要素的几何部分可能被分割到几个相邻的单元中,这时地理对象的描述保持完整、而空间索引单元只存储对象的位置参考信息。

在基于对象的分割方法中,索引空间的分割直接由地理对象来确定,索引单元包括地理对象的最小外接矩形目前,国际上研究出许多高效的空间索引方法,常见的空间索引方法一般是自顶向下、逐级地划分地理空间,从而形成各种树状空间索引结构。

地理信息系统复习笔记（修复的）地理信息系统复习笔记考试题型：名词解释、填空、简答、应用分析、论述第一章1. 什么是GIS？不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的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。

2. GIS的基本特征？（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。

3. GIS由（用户）、（软件）、（硬件）和（数据和应用模型）组成。

4. GIS的功能：数据采集和输入；数据编辑和更新；数据存储与管理；空间查询与分析；数据显示与输出。

5. GIS的发展：国际（20世纪60年代——探索；70年代——巩固；80年代——发展；90年代——推广）；国内（70年代——准备；80年代——试验；90年代——发展；96——产业化阶段）。

6. 空间分析和统计包括：空间查询、叠加分析、缓冲区建立、网络分析、地形分形。

7.地理信息：指与研究对象的空间地理分布有关的信息。

它表示地理信息系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图文声像的总称。

8.GIS过程应用（综述题）9. 怎样构建GIS实验室？硬件（输入设备、输出设备、数据存贮与传送设备）+地理数据+软件系统。

第二章1. 投影变换：来自不同图形投影的图幅时，需要将一种投影的数字化坐标数据转化为所需要投影的坐标数据。

2. 投影变换采用的方法：（正解变换y=x）、（反解变换x=y）和（数值变换）。

3. 按投影变性性质分类：（等角投影）、（等积投影）和（任意投影）；按投影面以及与球面相关位置的分类：平面（横圆柱投影、圆锥投影、方位投影）和位置（正轴、斜轴、横轴、相切、相割）。

中国地质大学（武汉）自制讲义《地理信息系统原理与方法》核心考点地理信息系统原理与方法核心考点第一章绪论1.地理信息系统（名词解释、填空题）地理信息系统是在在计算机硬、软件的支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。

2.地理信息（名词解释、填空题）定义：是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。

是指与研究对象的空间地理分布有关的信息。

特性：1）地域性：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。

这是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志；2）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。

3）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。

可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）中期的（如土地利用、作物估产）长期的（如城市化、水土流失）超长期的（如地壳变动、气候变化）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。

3.信息与数据（名词解释、填空题）信息：是现实世界在人们头脑的反应，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，是客观事物的存在及演变情况的反应。

【注】特征：客观性、适用性、可传输性和共享性。

数据：是指输入计算机中并能被计算机处理的一切现象（数字、文字、符号、图像）。

【注】信息是数据的内涵，是数据的内容和解释，数据是信息的表达（载体）。

4.地理信息系统的组成（填空题）硬件系统：单机模式、局域网模式、广域网模式软系统件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；主要包括计算机系统软件、地理信息系统软件和数据库软件三部分；地理空间数据：GIS的操作对象。

地理信息系统笔记地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。

它结合了地理学、计算机科学和信息技术，广泛应用于地理空间数据的处理与分析。

本篇笔记旨在介绍地理信息系统的基本概念和应用，并探讨其在不同领域中的重要性和发展前景。

一、地理信息系统简介地理信息系统是一种整合了硬件、软件、数据和人员等资源的综合系统，其核心是以地理空间数据为基础的信息系统。

主要任务包括地理数据的采集、存储、查询、处理、分析和展示等。

地理信息系统根据数据的类型可分为栅格数据和矢量数据两种形式，通过地图投影、坐标系统和地图编码等方式对地理空间数据进行标准化处理。

二、地理信息系统的应用领域1. 城市规划与土地管理：地理信息系统在城市规划中的应用十分重要，可以帮助规划师分析土地使用情况、交通流量、环境影响等因素，并优化城市发展策略。

2. 自然资源管理：地理信息系统能够提供精确的地形地貌数据、土壤类型和植被分布等信息，帮助决策者进行自然资源的评估、监测和保护。

3. 气候与气象预测：地理信息系统能够整合气象观测数据、卫星遥感数据等，提供气象预测、气候模拟和气候变化研究等支持。

4. 环境保护与管理：地理信息系统可以对环境污染、灾害风险等进行实时监测和分析，提供环境保护与管理的决策参考。

5. 农业与农村发展：地理信息系统可以提供精确的农田分布、气候变化和土地利用信息，辅助农业生产和农村发展规划。

三、地理信息系统的重要性和发展前景地理信息系统在现代社会中的应用日益广泛，其重要性不言而喻。

首先，地理信息系统为决策者提供了空间数据分析的工具，可以更加全面、准确地了解地理现象和问题。

其次，地理信息系统促进了不同领域之间的交叉应用，提高了综合分析和综合决策的能力。

再次，地理信息系统在应急管理、资源管理和环境保护等方面发挥了重要作用，可以提高灾害应对和资源利用的效率。