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中国地质大学《地理信息系统原理》吴信才讲义第一章绪论当今信息技术突飞猛进，信息产业获得空前发展，信息资源得到爆炸式扩张.多尺度、多类型、多时态的地理信息是人类研究和解决土地、环境、人口、灾害、规划、建设等重大问题时所必需的重要信息资源，是信息高速公路上的重要列车。
信息时代人类对信息资源采集、管理、分析提出了很高的要求。
系统论、信息论、控制论的形成，计算机技术、人造卫星遥感等空间技术，自动化技术的应用，为信息资源的科学管理展示出更加广阔的前景.地理信息系统（Geographic Information System)，简称GIS,是在上述学科不断发展的历史背景下产生的，它是一门集计算机科学、信息科学、现代地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。
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1 地理信息系统的基本概念1。
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1 信息与数据信息信息是现实世界在人们头脑中的反映，是向人们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各种改变而改变.信息具有客观性、适用性、传输性、共享性等特点。
客观性信息是客观存在的，任何信息都是与客观事物紧密联系的,但同一信息对不同的部门来说会有完全不同的重要性。
适用性信息对决策是十分重要的，它可作为生产、管理、经营、分析和决策的依据，因而它具有广泛实用性传输性信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备(包括远程终端）和以一定形式提供给有关用户，也包括信息在系统同各子系统之间的转输和交换.信息在传输、使用、交换时其原始意义不改变.共享性现代信息社会中，信息共享是一最基本的特点,共享使信息被多用户使用。
数据对于计算机而言,数据是指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象（数字、文字、符号、声音、图像等），在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具。
数据是用以载荷信息的物理符号，没有任何实际意义，只是一种数学符号的集合，只有在其上加上某种特定的含义，它才代表某一实体或现象，这时数据才变成信息。
《地理信息系统设计与应用》课程教学大纲课程编码：0707523094课程名称：地理信息系统设计与应用课程英文名称：The Design and Application of Geographic InformationSystem总学时：54（讲授36学时实习实验18学时）学分：3开课单位：地探学院遥感与GIS系授课对象：地理信息系统专业本科生前置课程：地理信息系统原理一、教学目的和要求《地理信息系统设计与应用》课是地理信息系统专业方向及专业特色课，本教学大纲适用于地理信息系统专业本科生教学。
通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统设计的特点、方法、过程和实现技术；掌握应用型GIS在系统分析、总体设计、功能设计、GIS数据库详细设计、应用模型分析、输入与输出设计、系统实施、系统管理与维护等方面的基本知识；懂得如何进行应用型GIS的设计。
在学完本课程后，学生应对应用型GIS的设计过程有一个较全面的了解，提高应用型GIS设计的能力。
二、教学内容第一章概论（一）GIS的类型（二）GIS应用（三）GIS设计的内容与过程第二章应用型GIS系统分析（一）需求分析的内容（二）可行性分析的方法第三章应用型GIS总体设计（一）系统目标的确定原则（二）总体设计的基本原则（三）模块或子系统设计方法（四）代码设计方法（五）了解人机对话设计方法。
第四章应用型GIS功能设计（一）总体模块的功能（二）属性数据库管理子系统的结构与功能设计方法（三）图形数据库管理子系统的结构与功能设计方法（四）功能设计的原则第五章应用型GIS数据库详细设计（一）GIS数据库设计的概念（二）应用型GIS数据库设计目标（三）空间数据与非空间数据连接的方法（四）空间数据库的管理方法第六章应用型GIS应用模型分析（一）模型的概念（二）应用模型的作用（三）掌握模型建立方法第七章应用型GIS输入与输出设计（一）输入设计的内容（二）输入设计的方法（三）输出设计的内容（四）输出设计的方法第八章应用型GIS实施（一）系统实施阶段的任务（二）程序编制方法（三）系统评价方法（四）系统实验过程第九章应用型GIS管理与维护（一）应用型GIS系统管理的内容（二）应用型GIS系统维护的一般方法第十章应用型GIS设计实例（一）供水管网信息系统的设计思想和方法（二）电力网络地理信息系统的设计思想和方法（三）土地管理信息系统的设计思想和方法第十一章应用型GIS应用范例（一）系统建库和图形管理（二）地籍管理流程（三）地籍信息查询（四）地籍信息统计（五）地籍数据输出（六）系统日常维护三、教学中应注意的问题1.本课程主要介绍GIS设计的特点、方法、过程和实现技术，教学中应尽量采用通俗易懂和形象化语言和多媒体，密切联系生产科研实际，着重讲清应用型GIS的设计思想、设计方法、设计过程以及应用型GIS的应用示范。
第一章导论：1.GIS基本概念：数据、信息、数据与信息的关系、信息的特点、地理信息的定义与特征、地理信息系统定义。
2.GIS基本构成：五个组成部分及每个组成部分具体包含的内容。
3.GIS功能简介：基本功能、应用功能。
4.GIS发展概况：国内外发展概况、未来发展态势。
第二章 GIS的数据结构1.地理空间及其表达：地理空间概念、空间实体的表达。
2.地理空间数据及其特征：分类（4D）、基本特征、拓扑关系、计算机表示。
3.空间数据结构的类型：矢量数据结构的定义、实体数据结构、拓扑数据结构——数据记录格式和拓扑编辑功能；栅格数据结构的定义、栅格矩阵结构、链式编码、游程编码结构、块码、行程编码结构、四叉树结构；曲面数据结构。
4.空间数据结构的建立：系统功能与数据源的关系、空间数据的分类与编码、矢量数据的输入与编辑、栅格数据的输入。
第三章空间数据处理数据变换、数据重构、数据提取（概念）1.空间数据的变换：几何纠正（仿射变换）、投影变换。
2.空间数据结构的转换：矢量——栅格：栅格单元的确定、点的栅格化、线的栅格化、面的栅格化（基于弧段的栅格化方法、基于多边形的栅格化方法——内部点扩散算法、射线算法与扫描算法、边界代数算法、边界点跟踪算法、复数积分算法）栅格——矢量：基于图像数据的矢量化（二值化、细化：剥皮法与骨架法、跟踪、去除多余点及曲线光滑、拓扑关系的生成）、栅格数据的矢量化。
3.多元空间数据的融合：RS与GIS的融合、不同格式的融合（转换器、数据标准、公共接口、直接访问）4.空间数据的压缩与重分类：基于矢量的压缩（间隔取点法、道格拉斯-普克法、垂距法、偏角法、光栏法）5.空间数据的内插方法：定义、点的内插、区域的内插（叠置法、比重法）6.开窗处理：点、线、面7.图幅边沿的匹配处理：逻辑一致性检验、识别和检索相邻图幅、相邻图幅边界点坐标数据的匹配、相同属性多边形公共边界的删除。
第四章 GIS空间数据库1.空间数据库概述：数据管理模式及发展、空间数据库的概念（空间数据存储和管理发展的阶段）、空间数据库设计的过程和步骤、空间数据库的实现和维护。
李建松《GIS原理》复习题2009第一部分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地理信息系统工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。
GIS复习思考题地理信息系统复习思考题第⼀章导论1、解释：信息、数据、地理信息、地理数据、地理信息系统2、地理信息有何特点？3、地理信息系统与CAD、数字制图、⼀般事务管理有何主要区别？4、地理信息系统有哪些类型？5、GIS的基本构成有哪些？各部分的主要作⽤？6、GIS的基本功能有哪些？并简要说明。
7、GIS主要应⽤在哪些⽅⾯？8、GIS的发展主要经历了哪4个阶段？各有何主要特点？第⼆章空间信息基础1、GIS中为什么要考虑地图投影？我国⼤⽐例尺采⽤什么投影⽅式？2、地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？3、空间数据的基本特征有哪些？地理信息的数字化描述⽅法有哪些？4、地图投影有哪些类型？5、解释：地图投影、拓扑、空间数据、元数据6、空间对象的描述要素有哪些？7、拓扑关系中有哪⼏种基本的拓扑关系？其基本含义是什么？在GIS中⽤拓扑有什么主要作⽤？8、什么是地理空间数据？有哪些类型，并简要说明。
9、地理信息系统的应⽤功能主要包括哪些⽅⾯，并简要说明。
10．地形图“都江堰”的编号是H48G024026，简要说明其编号的含义。
第三章空间数据结构1、空间实体可抽象为哪⼏种基本类型？它们在⽮量数据结构和栅格数据结构分别是如何表⽰的？2、叙述四种栅格数据存储的压缩编码⽅法。
3、试写出⽮量和栅格数据结构的模式，并列表⽐较其优缺点。
4、叙述由⽮量数据向栅格数据的转换的⽅法。
5、叙述由栅格数据向⽮量数据的转换的⽅法。
6、简述栅格到⽮量数据转换细化处理的两种基本⽅法。
7、解释：地理空间、栅格数据、⽮量数据、空间数据结构8、费尔曼链码的含义是什么？如何取值？9、游程编码的含义是什么？有哪2种⽅式？10、块码给栅格数据编码的⽅式是什么？11、四叉树编码的基本思想是什么？12、⽮量数据的获取⽅式有哪些？13、DIME编码什么？有何特点？14、⽮量数据结构有何优点？15、栅格数据结构有何优点？第四章空间数据库1、数据库系统包括哪⼏部分，各部分的主要作⽤是什么？2、数据库有何主要特点？3、数据库的系统结构有哪⼏个层次？4、数据库管理系统有什么主要功能？5、数据库管理系统程序由哪⼏部分组成？6、什么是数据库的数据模型？什么是传统的数据模型？7、传统的数据模型有何特点？8、解释：数据库、空间数据库、客体、对象、类、超类、⼦类、消息9、传统数据库系统的数据模型有哪些，各有什么优缺点？10、⾯向对象的数据模型有何优点？11、⾯向对象的数据模型的实现⽅法主要有哪些？12、地理信息系统数据库有什么主要特点？13、地理信息系统数据库有哪⼏种主要管理⽅法，各有何特点？14、什么是数据模型？数据库技术中采⽤的数据模型有哪些？15、地理信息系统空间数据库的组织⽅式主要采⽤哪些数据模型？第五章空间数据采集与处理1、空间数据采集⽅法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？2、说说在数字化中属性数据采集的原则和⽅法？3、为什么要对数字化地图进⾏编辑与处理后才能⼊GIS数据库？4、GIS数据精度可以从哪⼏个⽅⾯进⾏评价？并解释。
《地理信息系统概论》电子教案第一章：地理信息系统概述教学目标：1. 理解地理信息系统的定义和基本概念。
2. 掌握地理信息系统的主要功能和应用领域。
3. 了解地理信息系统的发展历程和趋势。
教学内容：1. 地理信息系统的定义和基本概念。
2. 地理信息系统的主要功能：数据采集、数据管理、数据处理、空间分析和决策支持。
3. 地理信息系统的应用领域：城市规划、环境保护、资源管理、交通运输等。
4. 地理信息系统的发展历程和趋势。
教学活动：1. 引入讨论：什么是地理信息系统？2. 讲解：地理信息系统的定义和基本概念。
3. 案例分析：地理信息系统的应用领域。
4. 小组讨论：地理信息系统的发展历程和趋势。
作业与评估：1. 课后作业：编写一篇关于地理信息系统的定义和基本概念的短文。
2. 小组项目：选择一个应用领域，制作一个地理信息系统的案例分析报告。
第二章：地理信息系统的组成与工作原理教学目标：1. 理解地理信息系统的基本组成和各部分的作用。
2. 掌握地理信息系统的工作原理和数据流程。
3. 了解地理信息系统的主要数据类型和数据来源。
教学内容：1. 地理信息系统的基本组成：硬件、软件、数据和用户。
2. 地理信息系统的工作原理：数据采集、数据管理、数据处理、空间分析和决策支持。
3. 地理信息系统的主要数据类型：空间数据、属性数据和元数据。
4. 地理信息系统的主要数据来源：卫星遥感、地面测量、统计数据等。
教学活动：1. 讲解：地理信息系统的基本组成和各部分的作用。
2. 案例分析：地理信息系统的工作原理和数据流程。
3. 小组讨论：地理信息系统的主要数据类型和数据来源。
作业与评估：1. 课后作业：绘制地理信息系统的基本组成和数据流程图。
2. 小组项目：选择一个数据来源，制作一个地理信息系统数据的采集和处理报告。
第三章：地理信息系统的数据管理教学目标：1. 理解地理信息系统数据管理的重要性。
2. 掌握地理信息系统数据管理的常用方法和技巧。
