武汉大学《地理信息系统教程》考研重点 笔记

第一章地理数据：各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（属性）、时域特征。

地理空间分析的三大基本要素：空间位置、属性、时间。

地理信息系统（特定的空间信息系统）：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。

地理信息系统的发展状况（了解）地理信息系统形成于20世纪60年代，进入推广应用阶段于20世纪80年代，普及于20世纪90年代。

我国起步阶段为20世纪70年代。

世界上第一个地理信息系统是加拿大地理信息系统。

完整的GIS：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。

第二章地图对地理空间的描述地理空间的实体：点、线、面。

遥感影像对地理空间的描述：通过不同的颜色和灰度来表示。

原理：地物的结构、成分、分布等的不同，其反射光谱特性和发射光谱特性也各不相同，传感器记录的各种地物在某一波段的电磁辐射反射能量也各不相同，反应在遥感影像上，则表现为不同的颜色和灰度信息。

所以，通过遥感影像可以获取大量的空间地物的特征信息。

计算机对地理实体的描述：显示描述（栅格数据结构），隐式描述（矢量数据结构）。

计算机描述空间实体最基本方式：栅格结构，矢量结构。

空间数据的拓扑关系：描述任意两个点、线、面空间实体（点、线、多边形）邻接、关联和包含关系的方式。

邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系。

关联关系：空间图形中不同元素之间的拓扑关系。

包含关系：空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系。

查询某个结点用哪些线（链）相交而成属于点线关系，查询某条道路跨过哪些河流属于线线关系，查询与某个多边形相邻的多边形是哪些属于面面关系。

元数据：是关于数据的描述性数据信息，说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。

其目的是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程服务。

元数据的分类：（根据内容分类）科研型元数据、评估型元数据、模型元数据，（根据描述对象分类）数据层元数据、属性元数据、实体元数据，（根据在系统中的作用分类）系统级别元数据、应用层元数据，（根据作用分类）说明元数据、控制元数据。

第一章GIS绪论1、地理信息系统：是地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对地理数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，采用空间模型分析方法提供空间和动态的环境信息，为决策服务而建立起来的计算机技术系统。

2、GIS的组成：硬件环境、软件系统、空间数据、应用人员、应用模型。

3、GIS的软件构成：GIS 软件、系统软件、数据库软件。

4、GIS的功能：数据采集与输入、数据编辑与处理、数据存储和管理、空间查询与分析、数据的显示与输出。

5、论述GIS与自己专业的关系？第二章GIS的地学基础1、地球的三级逼近？一级逼近：大地体-物理表面；二级逼近：旋转椭球体-数字表面；三级逼近：参考椭球体-大地测量面。

2、地理坐标系（大地坐标系）：是以经度和纬度表示地面点位置的球面坐标系统。

3、中国的大地坐标系统：①1954年北京坐标系；②1980年国家大地坐标系（1980西安坐标系）。

4、地图投影：在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。

5、地图投影变形：在地图投影时，把球面上的经纬线网转换到投影平面上，转换后地图上经纬线网格必然产生变形，这种变形称为地图投影变形。

包括长度变形、面积变形和角度变形。

6、按地图投影变形性质分类：等角投影(正形投影)：投影后任意点上任意两条微分线段构成的角度不产生变形。

等积投影：投影前后面积大小不变的投影，即面积变形为零。

任意投影：投影后长度、面积和角度都有变形，它既不等角又不等积。

等距投影是在特定方向上没有长度变形的任意投影的一种。

7、高斯-克吕格投影：是一种横轴等角切椭圆柱投影，它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，并与某一子午线相切，然后用等角条件将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影圆柱面上，并将此柱面展为平面，即获得高斯克吕格投影。

8、高斯克吕格投影特点：①中央经线和赤道被投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；②投影后无角度变形，即等角投影；③中央经线投影后没有长度变形。

地理信息系统课程重点复习提纲一、填空：1、GIS的英文全称：geographic information systems2、在GIS中计算机硬件包括：中央处理器、存储器、外部储存介质、输入输出设备、网络传输设备3、GIS中的计算机软件包括：系统软件、GIS专业软件4、空间信息的基本特征：空间位置特征、属性特征、时态特征5、专题地图内容表示方法：符号法、等值线法、质底法和范围法、基于统计资料的方法P236二、解释概念1、信息：是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

特点：客观性、实用性、传输性、共享性。

2、数据结构：（P38）具体指同一类数据元素中各元素之间的相互关系，包括三个组成成分：数据的逻辑结构，数据的存储结构和数据的运算。

3、数字高程模型：（P170）（Digital elevation model，简称DEM）：是以（x,y）为自变量的高程z数据的有序集合。

常用的DEM有两种形式：一种称为高程矩阵，高程数据布满覆盖整个区域的方格网的网格，相当于高程的栅格数据；一种称为DEM的高程数据布满覆盖整个区域的三角网网点，实际上就是TIN数据。

4、不规则三角网：（P84）（Triangulated irregular network,简称TIN）：TIN由基于离散数据样点直接构造，即直接采用不规则样点构成的三角形作为空间分析的地面单元。

TIN的网眼结构本身适应于数据的实际分布，即在空间数据或事件密度较高的区域，TIN的地面单元即分析单元自然地小而密；反之则变大而疏。

5、数字地形模型：是在一个区域内，以密集的地形模型点的坐标（x，y，z）表达地面形态的有序数值阵列。

（是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。

是描述地面特性的空间分布的有序数值阵列。

）6、空间数据插值：是指通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的处理及其方法。

1. 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。

一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

2. TIN即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。

TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。

如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。

3. 元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。

元数据的内容包括对数据集的描述、）对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。

4. 信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。

信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。

联系和区别：信息与数据是不可分离的。

信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。

信息是对数据解释、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。

数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。

《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。

地理信息系统教程第一章绪论1．信息系统：能对数据和信息进行收集、储存、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。

拥有收集、管理、剖析和表达数据的能力。

2．地理信息系统：GIS 是由计算机硬件、软件和不一样的方法构成的系统，该系统设计用来支持空间数据的收集、管理、办理、剖析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题3． GIS 与 IS 之间的差别：GIS 是空间数据和属性数据的联合体。

4． GIS 系统五个基本构成部分：⑴硬件系统，各样设施-物质基础；⑵软件系统，支持数据收集、储存、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统剖析与办理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS 服务的对象，分为一般用户和从事成立、保护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一特意应用的应用模型，是 GIS 技术产生社会经济效益的重点所在5．地理信息系统基本功能：⑴数据收集与编写；⑵数据储存与管理；⑶数据办理和变换；⑷空间剖析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程6．地理信息系统应用功能：资源管理；地区规划；领土监测；协助决议第二章地理信息系统的空间数据构造和数据库1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不可以再切割的单元，它是一个拥有归纳性，复杂性，相对性的观点。

2．地理实体的特点：⑴属性特点——用以描绘事物或现象的特征；⑵空间特点——用以描述事物或现象的地理地点以及空间互相关系；⑶时间特点——用以描绘事物或现象随时间的变化3．地理实体数据的种类：⑴属性数据——描绘空间对象的属性特点的数据；⑵几何数据——描绘空间对象的空间特点的数据；⑶关系数据——描绘空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定地点；线：拥有同样属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描绘。

由关闭曲线加内点来表示；体：用于描绘三维空间中的现象与物体，它拥有长度、宽度及高度等属性5．空间数据构造：是指空间数据合适于计算机储存、管理、办理的逻辑构造，也就是指空间数据以什么形式在计算机中储存和办理。

1、空间数据的表示方法？矢量表达和栅格表达。

2、ArcGIS支持的矢量数据格式和栅格数据格式？矢量数据格式：CAD文件、shape文件，Event事件数据表，Coverage文件，TINs 不规则三角网、Geodatabase地理数据库。

栅格数据格式：images、Grids、3、空间分析内容？空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生粗新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。

空间分析的内容包括：空间位置、空间分布、空间形态、空间距离、空间方位、空间拓扑、空间相似、空间相关。

空间位置：借助于空间坐标系来传递空间物体的个体定位信息。

（空间位置的描述与分析，地图投影与变换）空间分布：反映了同类空间事物的群体定位信息，描述空间分布的参数和方法常用的有：分布中心、标准距离、分布密度、分布轴线、空间聚类、趋势面等。

空间形态：是空间物体的几何特征，一些特征易于被视觉感受，如：走向、连通性等；另一些特征必须用数值来描述，如面积、周场、坡度等。

空间物体的形态计算主要就物体的几何特征进行描述。

如线状地物的长度、弯曲程度、分数维等。

空间物体的形态表示主要指空间物体的数值表示。

如曲线与曲面的插值与拟合。

空间距离：反映空间物体之间几何上的接近程度。

有：欧式距离：均质的度量空间中两点的直线距离。

球面距离：经过两点的大圆在这两点间的弧线长度。

最短距离：网络上两点的距离。

空间方位、拓扑：方位关系：描述两个物体之间的位置关系的另一种度量，常以角度表示。

又称为方向关系、延伸关系。

拓扑关系：不考虑度量和方向的空间物体之间的结构关系，包括拓扑关联、邻接、包含关系。

空间相似及相关：相似关系：一是指空间物体形态上的相似（大陆漂移学）；二是指结构上的相似（城市路网分为放射性、棋盘结构等）相关关系：空间相关在地学上的应用非常多，如降水与地表径流、风力风向与沙丘等。

4、空间分析的步骤？（1）确定为题并建立分析的目标和要满足的条件（2）针对空间问题选择合适的分析工具（3）准备空间操作中要用到的数据（4）定制一个分析计划然后执行分析操作，采用工作流程图。

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。