地理信息系统原理与应用要点总结__中国矿业大学
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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。
地理信息系统的原理和应用1. 地理信息系统简介地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种将地理空间信息与属性信息相结合的系统,能够对地理信息进行采集、管理、分析和展示的技术综合体。
它是利用计算机科学、测量学、地理学等学科的理论和方法,通过信息技术手段对地理信息进行处理和分析的一种应用系统。
2. 地理信息系统的原理地理信息系统的运行原理主要包括数据采集、数据管理、数据分析和数据可视化四个方面。
2.1 数据采集地理信息系统的数据采集是指对地理空间数据的获取过程。
常用的数据采集方式包括遥感技术、GPS定位技术和地面调查等方法。
通过遥感技术可以获取卫星、航空影像等遥感数据,GPS定位技术可以获取点、线、面等地理位置信息,地面调查则是通过实地勘测和数据采集设备收集数据。
2.2 数据管理地理信息系统的数据管理包括数据组织、数据存储和数据更新等过程。
数据组织是将采集到的地理信息进行分类、整理和归档,建立地理数据库。
数据存储是将数据存储在硬盘、数据库中,以便后续的查询和分析。
数据更新是指对已有数据进行添加、修正和删除等操作,保持数据的及时更新。
2.3 数据分析地理信息系统的数据分析是指对地理信息进行统计、空间分析、模拟和预测等处理过程。
通过数据分析可以进行空间关系分析、空间模式分析、空间插值和空间模拟等操作,进而获取地理信息的相关规律和趋势。
2.4 数据可视化地理信息系统的数据可视化是将地理信息通过图表、图形和地图等形式展示出来,使信息更具有直观性和可读性。
通过数据可视化可以将数据以地图、统计图表等形式呈现,帮助用户更好地理解和利用地理信息。
3. 地理信息系统的应用地理信息系统在许多领域都有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用领域。
3.1 地理空间分析地理信息系统可以进行地理空间分析,包括距离分析、路径分析、空间关系分析等。
通过空间分析可以了解地理空间的相互联系和影响,为城市规划、交通规划等提供支持。
地理信息系统应用知识点总结地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种集计算机科学、地理学、测绘学等学科知识于一体的技术体系,用于管理、分析和展示地理数据以及相关信息的一种工具。
下面将对地理信息系统应用中的关键知识点进行总结,以便更好地理解和应用该技术。
一、地理信息系统基础概念1. 地理信息系统定义:地理信息系统是一种集成了数据处理、图形处理、数据库管理、问题分析和输出等功能的专门处理地理信息的系统。
2. 地理数据:指与地理位置信息相关的各种数据,包括地图、卫星影像、海拔高程、气候数据等。
3. 地理信息:基于地理数据经过处理、整理和分析等得出的信息。
二、地理信息系统数据模型1. 矢量数据模型:用点、线、面等几何要素和属性信息来描述地理现象。
2. 栅格数据模型:将地理表象的数据分割为规则的像元格,使用像元值或像元的统计信息来描述地理现象。
三、地理信息系统的功能1. 空间数据采集和输入:通过各种传感器获取、导入地理数据,并进行数据预处理。
2. 空间数据存储和管理:对采集的地理数据进行组织、管理和存储,构建空间数据库。
3. 空间数据查询和分析:通过各种查询和分析操作来获取地理信息。
4. 空间数据可视化和输出:将地理信息以图形形式展示出来,并输出为地图、报表等形式。
四、地理信息系统应用领域1. 地质勘查:用GIS技术对矿产资源进行勘查评价、矿床分布预测等。
2. 土地利用规划:通过对土地类型、土壤条件、地形地貌等因素的综合分析,进行土地利用规划和评估。
3. 城市规划:利用GIS技术进行城市规划、环境评估、交通规划等。
4. 环境保护:通过GIS技术对环境资源进行监测、评估和管理,提高环境保护水平。
5. 交通导航:利用GIS技术进行交通网络建模、路径规划等,提高交通运输效率。
五、地理信息系统应用案例1. 谷歌地图:谷歌地图是一款基于地理信息系统的在线地图服务,能够提供全球范围内的地图、卫星影像、街景等信息。
地理信息系统原理与应用地理信息系统(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。
它将地理位置信息与属性数据相结合,可以帮助人们更好地理解和管理地理现象和问题。
本文将介绍地理信息系统的基本原理和应用。
一、地理信息系统的原理1. 数据采集:地理信息系统需要收集地理空间数据,包括地理位置数据和属性数据。
地理位置数据可以通过全球定位系统(GPS)、卫星遥感、测量仪器等手段获取,而属性数据则可以通过调查问卷、统计数据等途径获取。
数据采集是地理信息系统的基础,数据的质量和准确性对系统的应用至关重要。
2. 数据存储:地理信息系统将采集到的地理空间数据存储在数据库中,采用空间数据库管理系统(Spatial Database Management System,简称SDMS)来管理和存储数据。
空间数据库采用矢量数据模型或栅格数据模型来表示地理对象,通过建立拓扑关系和索引,实现对地理数据的高效存储和查询。
3. 数据管理:地理信息系统需要对数据进行管理,包括数据的组织、维护、更新和共享。
数据管理涉及数据的分类、命名、版本控制、权限管理等方面,保证数据的完整性和一致性。
此外,数据管理还需要考虑数据的安全性和保密性,防止未经授权的访问和使用。
4. 数据分析:地理信息系统可以对地理空间数据进行分析和处理,提取有用的信息和知识。
数据分析包括空间分析和属性分析两个方面。
空间分析可以通过空间关系、缓冲区分析、路径分析等方法,揭示地理现象的空间分布和相互关系;属性分析可以通过统计分析、空间插值、多元分析等方法,探索地理现象的规律和因果关系。
5. 数据展示:地理信息系统可以将数据以地图、图表、报告等形式进行展示,帮助人们更直观地理解和交流地理信息。
数据展示可以通过地图制作软件、数据可视化工具等实现,使地理信息更具有可视化和交互性,方便用户进行探索和决策。
地理信息系统原理方法和应用地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种结合地理数据、地理信息展示和空间分析的技术系统。
通过采集、存储、管理和分析地理空间数据,GIS能够提供基础地理信息,支持决策制定和资源管理,促进各行业的发展。
一、GIS的原理GIS的原理基于地理空间数据的获取、存储、处理和分析。
它包括以下核心要素:1. 地理空间数据:GIS以地理对象和属性数据为基础,通过地理空间数据的采集和整理建立地理数据库。
这些数据可以是点、线、面等,描述了地理要素在空间中的位置、属性和拓扑关系。
2. 地理数据建模:通过对地理空间数据进行建模,将实际地理要素与其数字表达相对应。
这些模型包括点、线、面等地理对象,以及拓扑、关系和属性数据。
3. GIS分析:GIS具备空间和属性分析能力,可以进行空间拓扑分析、空间查询、空间统计等,帮助用户获取更多的地理信息和洞察。
4. 地图制图:GIS能够将地理数据可视化展现在地图上,通过各种符号、颜色和渐变等方式直观地传达地理信息。
二、GIS的方法GIS的应用离不开一系列的方法。
以下是几种常见的方法:1. 数据采集:通过GPS、遥感、测绘等手段获取地理空间数据,包括地形、地貌、土地利用、气象等信息。
2. 数据管理:建立地理数据库,包括数据的存储和更新,以及数据的索引和分类。
3. 空间分析:运用空间统计、缓冲区分析、网络分析等方法,探索地理要素之间的空间关系和空间分布规律。
4. 决策支持:利用GIS技术进行空间模拟、场景分析等,为决策制定提供科学依据。
5. 地图制图:通过地图制图技术,将地理数据可视化展示在纸质或电子地图上,方便用户获取地理信息。
三、GIS的应用领域GIS在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域:1. 城市规划:GIS可以用于城市的土地利用规划、交通路网规划、交通拥堵分析等,帮助城市合理发展。
2. 自然资源管理:GIS可以对森林、水资源、土地等进行监测和管理,帮助实现可持续利用。
科目地理信息系统学习总结地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术工具。
它的应用领域广泛,包括城市规划、环境保护、农业决策、灾害管理等。
通过学习地理信息系统,我对其原理和应用有了深入的了解,以下是我的学习总结。
一、GIS技术原理地理信息系统的核心是地理空间数据的采集、处理和分析。
在GIS 中,地理空间数据包括地形图、卫星影像、地形图和矢量数据等。
GIS技术主要由硬件、软件、数据和人员组成。
硬件包括计算机、显示器、打印机等;软件包括地理信息系统软件和数据库管理软件;数据则是构建GIS的基础,例如地形数据、影像数据和属性数据;人员则是负责GIS系统的运行和管理。
二、GIS数据类型在GIS中,地理空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。
矢量数据由点、线、面等几何信息和属性信息组成,常用来表示地理要素的位置和属性。
栅格数据则是将地理空间区域划分为等大小的像元,在每个像元上记录统计信息,适用于连续变化的数据表示和分析。
三、GIS数据采集地理空间数据的采集是GIS技术应用的基础。
采集方法主要包括遥感、GPS和数字化三种方式。
遥感技术通过接收平台上的传感器所获取的地球表面信息,可以获取较细节的地理空间数据。
GPS技术则用于获取地理要素的位置信息,可以实现高精度的位置定位。
数字化则是将已有的纸质地图或图像通过扫描仪等设备转化为数字形式的地理数据。
四、GIS数据管理数据管理是GIS系统运行和应用的关键环节,主要包括数据输入、编辑、查询、存储和更新等过程。
在数据管理过程中,需要保证数据的准确性、完整性和一致性。
GIS系统通常使用数据库来存储和管理数据,通过数据库管理软件实现对数据的增删改查操作。
五、GIS数据分析GIS数据分析是GIS技术的核心功能之一,可以通过空间查询、空间分析、空间统计等方法获得更深层次的地理信息。
土地资源管理资料名词解释:1.地籍:指国家为一定的目的,记载土地的位置、界址、权属、数量、质量、地价和用途(地类)等基本状况的图册。
2.宗地:是地籍的最小单元,是指以权属界线组成的封闭地块。
土地产权的基本载体,是具有明确界址线的封闭多边形。
3.土地:是地球陆地表面由地貌、土壤、岩石、水文、气候和植被等要素组成的自然历史综合体,它包括人类过去和现在的种种活动结果。
4.时态GIS:是能够处理地理要素随时间的变化,更加完整地表达和模拟地理世界的系统。
TGIS的任务就是对多时态及时空数据库,以动态的方式来描述时空目标的时空过程。
5.土地管理:是国家的基本职能之一,是国家在一定的环境条件下,综合运用行政、经济、法律、技术方法,为提高土地利用的生态、经济、社会效益、维护土地所有制,调整土地关系、监督土地利用,而进行的计划、组织、指挥、协调、控制等综合性活动。
6.地籍管理:是国家为去的有关地籍资料和为全面研究土地的权属、自然和经济状况而采取的以土地调查、土地登记、土地统计、地籍档案工作为主要内容的行政措施。
7.土地调查:以查清土地的位置、数量、等级、利用和权属状况为主要目的而进行的调查通过调查获得准确得到土地数量、质量、利用和权属状况资料,为编制国民经济计划和有关政策提供依据。
分为:土地利用现状调查:以县为单位,查清村和农、林、牧、渔场,居民点及其以外的独立工矿企事业单位土地权属界线和村以上各级行政界线,查清各类用地面积、分布和利用状况。
地籍调查:以权属调查为核心,查清每一宗地的位置、权属界线、数量、用途等基本状况,满足土地登记需要。
包括:权属调查和地籍测量。
土地条件调查:对土地的构成要素如水文、气候、植被等自然条件以及对土地的地理位置与投入产出关系等社会经济条件的调查,为土地经济评价、适宜性评价提提供基础资料。
包括:土地自然要素、社会经济条件调查。
简答:1.时空数据库、时空数据模型有哪几种?理解掌握。
时空数据库:记录时空目标的历史数据的数据库,为时态数据库在GIS中的拓展。
地理信息系统原理第一章绪论地理信息系统是对地理空间实体和地理现象的特征要素进行获取处理表达管理分析显示和应用的计算机空间或时间系统地理空间实体是指具有地理空间参考位置的地理实体特征要素,具有相对固定的空间位置和空间相关关系相对不变的属性变化离散属性取值或连续属性取值的特性地理现象是指发生在地理空间中的地理事件特征要素,具有空间位置空间关系和属性随时间变化的特性地理信息系统具有以下五个基本特点:1地理信息系统是以计算机系统作为支撑的2地理信息系统操作的对象是地理空间数据3地理信息系统具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地理信息系统具有分布特性5地理信息系统的成功应用更强调组织体系和人的因素的作用,这是由地理信息系统的复杂性和多学科交叉性所要求的地理信息系统的组成:硬件分为基本设备和拓展设备两大部分,基本设备包括计算机主机(含鼠标键盘硬盘图形显示器等),存储设备(光盘刻录机磁带机光盘塔磁盘阵列等),数据输入设备(数字化仪扫描仪手写笔等),以及数据输出部分(打印机绘图仪等);拓展部分包括数字测图系统图像处理系统多媒体系统虚拟现实与仿真系统各类测绘仪器等软件按层次结构组成和运行的软件体系低水平………………………………→高水平操作系统网络管理软件,工具软件;标准软件(图像图形处理数据库系统系统库程序设计等);GIS基本功能软件(商业化的GIS工具或平台)GIS应用软件(二次开发)GIS与用户的接口、通讯软件(用户界面、通讯软件)4D产品:数字线划数据(digital line graph,DLG)数字栅格数据(digital raster graph,DRC)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数字正射影像(digital ortho map,DOM)基于“3s"技术的对地观测系统P26 图1.25地理信息系统的技术基础:地理信息系统是一项多种技术集成的技术系统。
第一章1、什么是GIS它具有什么特点P4~5地理信息系统(GIS)是一种特定而又十分重要的空间信息系统,它是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
2、GIS与其它信息系统(CAD)有什么区别P15区别:地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面,地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能,此外它还应具有丰富的空间分析功能。
要建立一个决策支持型的GIS 应用系统,需要对多层的图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,以提供对规划、管理和决策有用的信息,各种空间分析如缓冲区分析、叠置分析、地形分析、资源分配等功能是必要的3、简述GIS的构成P54、简述GIS的发展(CGIS 中国GIS和外国GIS)。
P17-205、举例说明GIS可应用的行业P20第二章1. 简述空间数据模型的层次和功能? P26层次:空间概念数据模型、空间逻辑数据模型和空间物理数据模型。
功能:(1)空间概念数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的认知概念,它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法(2)空间逻辑数据模型是在空间概念模型的基础上对地理实体的一次抽象描述,人们根据空间概念数据模型确定空间数据组织结构,落实空间数据的表达方式,生成空间逻辑数据模型。
它的设计是GIS的关键,主要针对现实世界进行抽象提取,构建一个代表该现实世界的模型它与计算机硬件、系统软件和工具软件密切相关。
主要描述系统中数据结构、对数据的操作以及操作后数据完整性问题,因此,它是空间数据库设计的关键所在它的设计也就集中体现在数据库的数据模型设计上。
(3)空间物理数据模型是数据抽象的最低层,它描述空间数据在计算机物理存储介质上的组织结构,空间存取方法和数据库总体存储结构等。
2. GIS中的地图投影配置的原则是什么? P331)各国的GIS所采用的投影系统应与该国的基本地图系列所用的投影系统一致;2)各比例尺的GIS投影系统应与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致;3)各地区的GIS中的投影系统应与其所在区域适用的投影系统一致;4)各种GIS一般采用一种、或两种(至多三种)投影系统,以保证地理定位框架的统一,一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出,另一种服务于中小比例尺,3. 墨卡托投影、高斯克吕格投影和兰勃特投影的特点是?P34Lambert投影特点:1)经线都表现为交于一点的直线束;2)纬线表现为同心圆的圆弧,圆心为直线束的交点。
地理信息系统原理与应用复习总结第一章绪论1.美国联邦数字地图协调委员会FICCDC 地理信息系统概念GIS: GIS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,以便解决复杂的管理和规划问题;GIS的物理外壳是计算机化的技术系统,GIS操作对象是地理实体的数据——区别于其他类型信息系统的根本标志;2.GIS组成:系统硬件、系统软件、空间数据、应用模型、应用人员;or Internet,设计和使用GIS的人,空间数据,系统硬件,系统软件,分析处理程序;3.GIS功能:1基本功能:数据的采集与编辑、数据存储与管理、数据处理和变换、空间分析和统计,产品制作和显示,二次开发和编程;2应用功能:资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策;第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库1.空间数据结构概念:是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,换句话说就是空间数据以什么样的形式在计算机中存储和管理;2.矢量数据结构概念:是通过坐标值来精确表示点、线、面等地理实体的;获取方式:外业测量,栅格数据转换,跟踪数字化3.栅格数据结构概念:以规则的像元阵列来表示空间地物和现象的分布的数据结构,阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征;获取方式:来自于遥感数据,图片的扫描,矢量数据转换,手工方法获取,格网DEM数据当属性值为地面高程栅格数据常用的相邻:四方向相邻,八方向相邻栅格数据编码方法:①直接栅格编码将栅格数据看做一个数据矩阵,逐行或逐列记录代码操作方便无数据压缩②游程长度编码按行扫描,将相邻等值像元合并,并记录代码重复的个数区域越大,数据相关性越强则压缩越大压缩效率高,叠加合并等运算简单,编码和解码运算快③链式编码④四叉树编码⑤行程长度编码4.空间数据地理实体基本特征:属性~ 空间~ 时间~5.根据地理实体的特征,可以把它的数据分为属性数据, 几何数据描述空间实体空间特征定位数据 ,关系数据描述空间实体之间的空间关系的数据,主要指拓补关系6.拓补关系:图形保持连续状态下变形,但图形关系不变的性质; 拓补空间中不考虑距离函数;7.最基本拓补关系:关联不同拓补元素之间的关系,如结点与链链与多边形, 邻接相同拓补元素之间的关系,如结点与结点链与链面与面等,邻接关系是借助于不同类型的拓补元素描述的,如面通过链而邻接其他拓补关系:包含关系,连通关系,层次关系8.拓补关系的表示:①面–链关系面and构成面的面的链注意边的方向和构成面的方向②链–结点关系链and链两端的结点③结点–链关系结点and通过该结点的链④链–面关系链and左面and右面第三章空间数据的采集和质量控制1.GIS数据源:是指建立GIS地理数据库所需要的各种数据的来源;主要包括地图数据、遥感图像数据、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据和已有系统的数据;2空间数据采集的任务:是将现有的地图、外业观测成果、航空图片、遥感图像、文本资料等转换成GIS可以处理和接受的数字形式,通常要经过验证、修改和编辑等处理3.GIS数据质量GIS空间数据的可靠性,通常用空间数据的误差来度量研究目的:建立一套空间数据的分析和处理体系,包括误差源的确定、误差的鉴别和度量误差的方法、误差传播的模型、控制和消弱误差的方法等,使未来GIS在提供产品的同时,提供产品的质量指标,即建立GIS产品合格证制度;4.研究GIS数据质量的意义:对于评定GIS质量、评判算法的优劣性、减少GIS在设计与开发时的盲目性具有重要意义;5.空间数据的地理参照系:①地球的形状大地水准面,参考椭球②坐标系:地理坐标系大地坐标系平面坐标系③高程系高程是指由高程基准面起算的地面点的高度6.地图投影GIS不可缺少的:将地球椭球面上的点映射到平面上的方法; GIS以地图方式显示地理信息,地图是平面,而地理信息则是在地球椭球上因此地图投影在GIS中不可缺少;7.空间数据采集:GIS的核心是地理数据库建立GIS第一步就是把空间实体的几何数据和属性数据输入地理数据库中——GIS的数据采集三方面工作:几何数据采集地图跟踪数字化,地图扫描数字化、属性数据采集、几何数据与属性数据的连接;8.GIS数据质量内容:位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性、现势性;9.GIS误差类型:误差源、处理误差10.GIS误差传播:代数关系下的误差传播代数运算逻辑关系下的误差传播逻辑交并等运算如叠置分析时的误差传播推理关系下的误差传播不精确推理第四章空间数据的处理1.矢量数据拓扑关系的自动建立:链的组织结点匹配检查多边形是否闭合建立多边形岛的判断确定多边形的属性内点个数=多边形个数2.空间数据的坐标变换:1几何纠正:高次变换、二次变换、仿射变换2投影变换:解析变换法反解变换法正解变换法换带算法、数值变换数值解析变换题:一般从扫描仪上直接得到的地图存在图形变形、坐标系不一致等问题,可以通过几何纠正和投影变换来纠正;3.空间数据的压缩处理:1矢量数据压缩目的:删除冗余数据,减少数据存储量,节省存储空间,加快后继处理速度:道格拉斯普克法垂距法光栏法2栅格数据:直接栅格编码游程长度行程编码四叉树编码最有效例: AAAAABBBAABBAABB解:直接栅格编码:1从左到右AAAAABBBAABBAABB2奇数行从左到右,偶数行从右到左AAAABBBAAABBBBAA游程长度编码:A4A1B3A2B2A2B2或同样字符连续A5B3A2B2A2B2第五章空间查询与空间分析1.空间数据查询:含义:数据库范畴,用户最常用功能,用户与数据库交流的途径,查询方法与范围决定了GIS应用程度与应用水平;从空间数据库找出满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象的一种操作,不改变原有的数据集;方式:扩展关系数据库查询语言SQL可视化空间查询超文本查询自然语言空间查询结果显示:显示方式、图形表示、绘图比例尺、显示窗口、相关空间要素、查询内容的检查2.SQL对GIS的作用:SQL的查询语言作为用户与GIS的交互手段,决定了用户与GIS相互理解的程度;3.空间关系查询:拓补关系查询,缓冲区查询属性查询:简单属性查询,SQL查询,扩展的SQL查询图形查询:按点查询,按规则图形查询,按多边形查询4.叠置分析⑴基于矢量数据:将同一地区的两组或两组以上的要素进行叠置,产生新的特征;矢量数据叠置的内容:点与多边形,线与多边形,多边形与多边形不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置,产生一个新的多边形图层不同类型的地图不同比例尺地图–多边形叠置的位置误差⑵基于栅格数据叠置分析①单层栅格数据:布尔逻辑运算,重分类,滤波运算,特征参数计算,相似计算;②多层栅格数据⑶操作形式:①交运算,输出两者共有范围②叠和运算,以输入图层为界,与输入顺序有关③合并运算,输出两层所有5.缓冲区分析应用于求地理实体的影响范围,即邻近度问题点/线/面缓冲区分析,根据要素不同的属性特征,规定不同的缓冲区宽度,以形成可变宽度的缓冲区;。
第一章1、什么是GIS P4~5地理信息系统(GIS)是一种特定而又十分重要的空间信息系统,它是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
2、GIS与其它信息系统(CAD)P15区别:地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面,地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能,此外它还应具有丰富的空间分析功能。
要建立一个决策支持型的GIS 应用系统,需要对多层的图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,以提供对规划、管理和决策有用的信息,各种空间分析如缓冲区分析、叠置分析、地形分析、资源分配等功能是必要的3、简述GIS P5简述地理信息系统的组成及各部分主要功能。
由地理信息系统硬件、软件,空间数据,系统管理人员与用户四个部分组成。
gis的硬件设备是构成GIS的物理外壳,GIS系统的规模,速度,功能,形式,使用方法甚至软件配置都与硬件设备有极大的关系,受到硬件指标的制约。
GIS软件是指gis运行所必需的各种程序,是构成GIS的核心部分,关系到gis及功能实现。
GIS的硬件包括:计算机主机(是GIS的核心,是进行地理空间数据处理加工和分析的设备,可以组成网络或单独使用),数据存储设备(包括硬盘,光盘,磁盘阵列等及相应地驱动设备),数据输入设备(基本输入设备除键盘鼠标和通信端口外,还包括扫描仪,数字摄影测量工作站,全站型仪和GPS接收器等测量仪器设备),数据输出设备(输出设备有图形图像显示器,矢量式绘图仪,栅格式绘图仪,行式打印机,点阵式或喷墨打印机和彩色喷墨绘图仪)4、简述GIS的发展(CGIS 中国GIS和外国GIS)。
P17-201、国际发展概况GIS 开拓期(60年代)初期发展;进行一些简单的空间数据处理;可发了简单的GIS软件;成立了相关组织。
GIS 巩固发展期(70年代)计算机发展到第三代,大容量随机存取设备出现,高质量、快速发展的图形、图像发展,使GIS朝着实用化方向发展。
标志:许多机构成立了专业GIS;软件在市场上快速发展;确立了GIS发展的重点(空间数据处理算法、数据结构和数据管理系统);GIS受到政府的高度重视。
GIS 技术大发展时期(80年代)GIS在理论、方法、技术取得突破并趋于成熟;功能更加完善;软件开始市场化。
地理信息系统的应用普及时代(90年代)GIS成为机构必备的工作系统,尤其是政府决策部门,改变了工作方式,并把GIS 列入“信息高速公路”计划2、国内发展•准备阶段(1978年~1980年)进行舆论准备,正式提出倡议,开始组建队伍、组织个别实验研究。
•起步阶段(1981年~ 1985年)理论探索和区域性实验研究。
并在此基础上制定国家地理信息系统规范。
•初步发展阶段(1986年~ 95年前后)。
地理信息系统的研究被列入我国“七五”攻关课题,并且作为一个全国性的研究领域,已逐步和国民经济建设相结合,并取得了重要进展和实际应用效益。
•快速发展阶段(96年代末~现在)理论日趋成熟,应用日益广泛,三维GIS、WEBGIS走向应用,GIS市场开始形成。
5、举例说明GIS可应用的行业P20第二章1. 简述空间数据模型的层次和功能? P26层次:空间概念数据模型、空间逻辑数据模型和空间物理数据模型。
功能:(1)空间概念数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的认知概念,它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法(2)空间逻辑数据模型是在空间概念模型的基础上对地理实体的一次抽象描述,人们根据空间概念数据模型确定空间数据组织结构,落实空间数据的表达方式,生成空间逻辑数据模型。
它的设计是GIS的关键,主要针对现实世界进行抽象提取,构建一个代表该现结构、对数据的操作以及操作后数据完整性问题,因此,它是空间数据库设计的关键所(3)空间物理数据模型是数据抽象的最低层,它描述空间数据在计算机物理存储介质上的组织结构,空间存取方法和数据库总体存储结构等。
2. GIS中的地图投影配置的原则是什么? P331)各国的GIS所采用的投影系统应与该国的基本地图系列所用的投影系统一致;2)各比例尺的GIS投影系统应与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致;3)各地区的GIS中的投影系统应与其所在区域适用的投影系统一致;4)各种GIS一般采用一种、或两种(至多三种)投影系统,以保证地理定位框架的统一,一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出,另一种服务于中小比例尺,3. 墨卡托投影、高斯克吕格投影和兰勃特投影的特点是?P34Lambert投影特点:1) 经线都表现为交于一点的直线束;2) 纬线表现为同心圆的圆弧,圆心为直线束的交点。
Lambert投影(正轴圆锥投影)中,地球表面上两点间的最短距离表现近乎为直线,有利于GIS中空间分析和信息量度的正确实施。
高斯投影(横轴等角切椭圆柱投影)特点:1)中央经线上无变形2)同一条纬线上,离中央经线越远,变形越大;3)同一条经线上,纬度越低,变形越大;4)等变形线为平行于中央经线的直线。
4. 什么是空间数据的拓扑关系?空间数据的拓扑关系的种类有哪些?应该如何表达?P40 空间数据的拓扑关系:指图形在保持连续状态下的变形,但图形关系不变的性质。
种类:有拓扑邻接,拓扑关联,拓扑包含等。
拓扑关系:1)拓扑邻接:空间图形中同类元素之间的拓扑关系2)拓扑关联:空间图形中不同类元素之间的拓扑关系3)拓扑包含:空间图形中同类不同等元素之间的拓扑关系5. 空间数据元数据的概念和标准是什么?如何管理元数据?P46 -47元数据:关于数据的描述性数据信息,它应尽可能多的反映数据库自身的特征规律,以便用户对数据库的准确,高效开发和利用。
栅格化过程包括以下操作:1)确定栅格矩阵(行列数\分辨率);2)点的变换3)线的变换4)多边形的变换(面的变换)第三章6.简述GIS的几种主要数据模型,并进行各自优缺点分析。
P82-847.什么是矢量数据?掌握矢量数据的编码方法(实体式、索引式、双重独立式和链状双重独立式)P1058.什么是栅格数据?掌握栅格数据的编码方法(直接栅格编码、行程编码、链式编码、块码和四叉树编码)?P111链码(Chain Codes)又称Freeman编码或边界编码。
主要记录线状地物或面状地物的边界。
它把线状地物或面状地物的边界表示为:由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。
前两个数字表示起点的行列号,从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向。
优点:很强的数据压缩能力,并具有一定的运算功能,如面积,周长等的计算,类似于矢量数据结构,比较适合于存储线和面图形数据。
缺点:叠置运算,如组合、相交等很难实施,对局部的改动涉及到整体结构,而且相邻区域的边界重复存储。
游程长度编码:栅格数据压缩的重要编码方法。
它的基本思路是:对于一个栅格图形,常常有行(列)方向上相邻的若干栅格单元具有相同的属性代码,因而可采取某种方法压缩那些重复的内容。
编码方案为:只是在各行(列)栅格单元的代码发生变化时依此记录该代码以及相同代码重复的个数①或者记录代码及变化的位置(列数)②。
特点:属性的变化愈少,行程愈长,压缩比例越大,即压缩比的大小与图的复杂程度成反比。
优点:压缩效率高(保证原始信息不丢失);易于检索、叠加、合并操作。
缺点:只顾及单行单列,没有考虑周围的其他方向的代码值是否相同。
压缩受到一定限制。
●块状编码:是将游程长度编码扩展到二维的情况,采用方形区域作为记录单元,每个记录单元包含相邻的若干栅格,数据结构有初始位置和半径,再加上记录单元的代码组成。
●四叉树编码:基本思想是将一幅栅格图象等分为四部分。
逐块检查其格网属性值。
如果某一子区的所有栅格的属性值相同,则这个子区不再继续分割,否则还要把这个子区再分割为四个子区。
这样依此地分割,直到每个子区都有相同的属性值。
●栅格结构优点:在栅格数据结构中,点实体表示为一个像元;线实体则表示为在一定方向上连接成串的相邻像元集合;面实体由聚集在一起的相邻像元集合表示。
这种数据结构很适合计算机处理,因为行列像元阵列非常容易存储、维护和显示。
●栅格结构缺点:用栅格数据表示的地表是不连续的,是量化和近似离散的数据,是地表一定面积内(像元地面分辨率范围内)地理数据的近似性,如平均值、主成分值或按某种规则在像元内提取的值等;另一方面,栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。
像元大小相对于所表示的面积较大时,对长度,面积等的度量有较大影响。
比较矢量和栅格两种数据结构的优缺点?P116为什么要采用矢量-栅格一体化的数据结构?说明基本原理?P123空间数据库的特点是?P98面向对象数据模型?P59第四章1、矢量图形数据的压缩方法有哪些?了解其基本原理。
方法:(1).间隔取点法;(2).垂距法和偏角法;(3). Douglas-peucker法2、图幅拼接的基本步骤为?。
以两相邻地图图形的部分重叠区为基础,把它们合成为一幅整图的过程叫做图幅拼接,分上下拼接和左右拼接。
①逻辑一致性的处理(属性),利用交互编辑的方法处理逻辑裂缝;②识别和检索相邻图幅;③相邻图幅边界点坐标数据匹配;匹配条件:相邻图幅边界两条线段或弧段左右码各自相同或相反;相邻图幅同名边界点坐标在某一允许值范围内;④相同属性多边形公共边界的删除;(公共边界消除后,要对对象进行相关属性的更新(如面积、周长等))3、空间数据格式转换的方法及特点?4、多边形自动生成的方法?①搜索每个多边形所需的起始弧段的确立;②形成多边形的搜索方法;③对多边形内岛的处理。
5、什么是空间索引?空间索引有哪些方法?比较每种空间索引方法的特点?空间索引: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。
方法:1.实体范围索引;特点:没有建立真正的空间索引文件,依靠空间计算来进行判别,仍然需要对整个数据文件的空间实体进行检索,花费时间较大。
2.格网型空间索引;特点:格网的划分受到限制,索引表太大不利于数据的索引和检索。
6、空间数据质量的含义是什么?空间数据质量标准是生产、使用和评价空间数据的依据。
7、空间数据质量问题的来源有哪些?在空间数据处理过程中,哪些数据会降低空间数据的精度和可靠性?第五章1.什么是空间分析?空间分析的主要内容有哪些?P143空间分析是指基于空间对象的属性、分布、形态及其空间关系特征的空间数据分析技术,它以地学原理为依托,通过空间分析算法和模型,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、空间形成和空间演变等。
1.GIS空间分析模型2.空间统计分析3.空间查询分析4.缓冲区分析5.空间叠加分析6.网络分析7.数字地面模型及其应用2.什么是空间数据的内插?空间数据的内插的方法有哪些?设已知一组空间数据,它们可以是离散点的形式,也可以是分区数据的形式,现在要从这组数据中找到一个函数关系式,使该关系式最好的逼近这些已知的空间数据,并能根据该关系式推导出任意点或任意分区的值数据的方法称为空间数据的内插。