地理信息系统考研复习资料(必备)
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江西省考研地理信息系统复习资料GIS基础知识与应用技巧地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种将地理学、信息科学与计算机科学相结合的技术系统。
它可以收集、存储、管理、分析、展示和应用地理空间数据,为决策和问题解决提供支持。
在江西省考研复习中,GIS基础知识与应用技巧是一个重要的考点。
本文将介绍GIS的基础知识和应用技巧,以帮助考生顺利备考。
一、GIS基础知识1. GIS的概念与发展地理信息系统(GIS)是一种以空间地理数据为基础的信息系统,将地理学与计算机技术相结合,用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据。
GIS起源于20世纪60年代,随着计算机技术的发展,GIS得到了长足的进步和应用。
2. GIS的组成与功能GIS由硬件、软件、数据、人员和方法等组成。
其中,硬件包括计算机设备、输入输出设备等;软件包括操作系统、数据库管理系统和地理信息系统软件等;数据包括空间地理数据和属性数据等;人员包括GIS技术人员和用户等;方法包括数据获取、数据处理、数据分析和数据展示等。
GIS的功能包括空间数据采集、数据存储与管理、数据分析与处理、空间模型与预测等。
3. GIS的数据模型与数据结构GIS的数据模型包括栅格模型和矢量模型两种,栅格模型将地理空间数据划分为规则的像元网格,用于描述连续型地理现象;矢量模型通过点、线、面等几何要素描述地物的空间位置和属性信息。
GIS的数据结构包括面状结构、拓扑结构和网络结构等,用于组织和管理地理数据。
二、GIS应用技巧1. 数据获取与处理技巧GIS数据获取包括地理数据采集和现有数据获取两个方面。
地理数据采集可以通过卫星遥感、GPS定位、数字摄影等方式获取原始数据;现有数据获取则是指搜集和整理已有的地理数据。
数据处理技巧包括数据导入、数据清理、数据转换、数据融合等,确保数据质量和完整性。
2. 空间分析与空间模型技巧GIS的空间分析是指对地理空间数据进行统计、分析和建模等操作,从中获取有关地理现象的相关信息。
陕西省考研地理学复习资料地理信息系统重点内容梳理地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是利用计算机科学与技术对地理空间数据进行收集、存储、管理、分析和显示的一种专业工具和技术。
它在地理学领域的应用日益广泛,成为地理学考研复习的重点内容之一。
本文将对陕西省考研地理学复习资料中地理信息系统的重点内容进行梳理。
一、GIS的基本概念与组成部分地理信息系统是一种结合了地理学和计算机科学的跨学科领域。
它由地理数据、硬件设备、软件应用和人员组成。
地理数据包括地理对象的位置、属性、空间关系等信息;硬件设备主要包括计算机、显示设备、输入设备等;软件应用则是指地理信息系统的运行平台和相关应用程序;人员则是指进行地理信息系统操作和分析的专业人员。
二、GIS的数据模型与数据类型地理信息系统的数据模型分为两种类型:栅格数据模型和矢量数据模型。
栅格数据模型是将地理对象划分为一个个规则大小的像元,用像元值表示地理对象的属性信息,适用于表达连续变化的地理现象;矢量数据模型则是通过几何和拓扑结构描述地理对象,适用于描述离散型地理现象。
三、GIS数据的采集与存储地理信息系统的数据采集包括遥感技术、全球定位系统(GPS)、测量技术等多种手段。
采集到的地理数据经过处理和整理后,可以存储在数据库中。
地理数据存储可以采用关系型数据库、对象型数据库、地理数据库等多种方式。
四、GIS的空间数据分析与处理地理信息系统的核心功能之一是对地理数据进行分析和处理。
空间数据分析包括空间查询、空间分析、空间插值、空间统计等,可以帮助用户分析地理现象的分布规律、趋势变化等。
地理数据处理则是将原始数据进行清理、整理和转换,以满足后续的应用需求。
五、GIS的应用领域与发展趋势地理信息系统的应用领域非常广泛,包括城市规划管理、环境保护与管理、资源调查与管理、农业与农村发展等。
随着技术的不断发展,地理信息系统正向着移动化、虚拟现实、云计算等方向发展,将进一步提升其在各个领域中的应用价值。
1.GIS概念:即地理信息系统,是由计算机硬件,软件和不同的方法组成的系统,用来支持空间数据的采集,管理,处理,分析,建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题.2构成:系统硬件,系统软件,空间数据,应用人员和应用模型.3基本功能:数据的采集和编辑,数据存储和管理,数据处理与变换,空间分析和统计,产品制作与显示,二次开发与编程.第二章1空间数据结构: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:是指空间数据结构以什么形式在计算机中存储和处理.空间数据结构氛围基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种.矢量数据结构:是通过坐标值来精确的表示点,线,面等地理实体. 栅格数据结构:以规则的像元阵列来表示空间地理或现象的分布的数据结构,其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征.2一体化:无路时点状地物,线状地物,面状地物均采用面向目标的描述方法,因此他可以完全保持矢量的特性,而原子的空间允填表达建立了位置与地物的联系,使之具有栅格的性质,这就是一体化数据结构的基本概念,从原理上说,这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的结构.3空间数据结构每种的优缺点:矢量数据结构优点:可具体分为点,线,面,可以构成现实世界中各种复杂的实体,当问题可描述成线或边界时,特别有效.矢量数据结构紧凑,冗余度低,并具有空间实体的拓扑信息,容易定义和操作单个空间实体,便于网络分析.矢量数据结构的输出质量好,精度高.缺点:矢量数据结构的复杂性,导致了操作和算法的复杂化.作为一种基于线和边界的编码方法,不能有效的支持影像代数运算,如不能有效地进行点集的集合运算,预算效率低而复杂.由于矢量数据结构存储比较复杂,导致空间实体的查询十分费时,需要逐点,逐线,逐面的查询.矢量数据结构和栅格结构表示的影像数据不能直接运算,交互式必须进行矢量和栅格转换.矢量数据与DEM的交互式通过等高线来实现的,不能与DEM直接进行联合空间分析.栅格数据结构优点:它是通过空间点的密集而规则的排列标志整体的空间现象的,其数据结构简单,定位存取性能好,可以与影像和DEM数据进行联合空间分析,数据共享容易实现,对栅格数据结构的操作比较容易. 缺点:栅格数据不是面向实体的,各种实体往往是叠加在一起反映出来的,因而难以识别和分离.对点实体的识别需要采用匹配技术,对线实体的识别需要采用影像分类技术,这些技术不仅费时,而且不能保证完全正确.5.GIS的数据模型有哪些?哪些是传统型?1.层次数据模型(树结构,反应数据之间的隶属关系)2.网状数据模型(向图结构,节点代表数据记录,连线描述不同结点数据间关系)3.关系数据模型(二维表,固定列,任意行)4.对象数据模型5.时空数据模型(其中1,2,3是传统型)6.什么是空间数据库空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和,一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的.1数据量庞大2具有高可访问性3空间数据模型复杂4属性数据和空间数据联合管理5应用范围广泛.空间数据查询的方法:基于属性的空间查询,基于图形的空间查询,图形与属性的混合查询,模糊查询,自然语言空间查询1常用的GIS数据源有哪些?采集方法?(1)地图数据(主要通过对地图的跟踪数字化和扫描数字化)(2)遥感数据(3)文本资料(交互的方式通过键盘录入和扫描仪的扫描进行数字化处理)(4)统计资料(5)实测资料(实地测量等获得数据通过转换直接进入GIS的地理数据库)(6)多媒体数据(通过通讯口传入)(7)已有系统的数据(从其他已建成的信息系统和数据库中获取) 2.地图投影不规则的地球表面可以用地球椭球面来替代,地球椭球面是不可展曲面,而地图是一个平面,将地球椭球面上的点映射到平面上来的方法称为地图投影.1.我国基本比例尺地形图(1:50万,1:25万,1:10万,1:5万.1:2.5万,1:1万,1:5000).均采用高斯克吕格投影为地理基础,1:100万地形图采用了Lambert模型.2.地理实体的分类编码原则(1)唯一性,一个代码只为一的表示己类对象(2)合理性,代码结构要与分类体系相适应(3)可扩性,必须留有足够的备用代码,以适应扩充的需要(4)简单性,结构应尽量简单,长度应尽量短(5)适用性,代码应尽可能反映对象的特点,以助记忆(6)规范性,代码的结构、类型、编写格式必须统一.为什么进行地图投影(1)不方便进行距离、方向、面积量算(2)地球椭圆面是不可伸展曲面(3)地图为平面,符合视觉、心理要求,易于进行量算和空间分析.由于gis大多是以地图的方式来显示地理信息,而地图是平面,地理信息则是在地球椭球面上,隐刺地图投影在gis中不可或缺.3.空间数据采集如何采用(1)几何数据的采集(2)属性数据的采集(3)几何数据的连接。
第一章绪论1、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性2、数据处理:即对数据进行收集、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。
3、地理信息的特点:1)空间分布性2)具有多维结构的特征3)时序特征十分明显4、地理数据:是与地理环境要素有关的物质的数量、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。
5、地理信息系统:它是在计算机硬、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。
6、简述GIS的构成。
它的的基本功能有哪些?硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功: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、产品制作与显示、二次开发和编辑。
第二章地理信息系统的数据结构1、矢量表示法:采用一个没有大小的点(坐标)来表达基本点元素。
2、栅格表示法:采用一个有固定大小的点(面元)来表达基本点元素。
3、空间数据的基本特征。
1)属性特征:描述空间对象的特性,即是什么。
如对象的类别、等级、名称、数量等。
2)空间特征:描述空间对象的地理位置以及相互关系,又称几何特征和拓扑特征,前者用经纬度、坐标表示,后者用拓扑关系表示,如交通学院与电力学院相邻等。
3)时间特征:描述空间对象随时间的变化。
4、拓扑关系的类型1)拓扑邻接:相同拓扑元素之间的关系。
2)拓扑关联:不同拓扑元素之间的关系。
3)拓扑包含:同类但不同级元素之间的关系。
5、空间数据拓扑关系意义1)根据拓扑关系,不需要利用坐标或距离,可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。
2)有利于空间要素的查询。
3)可以利用拓扑关系数据作为工具,重建地理实体。
6、建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。
(方向自己给定)弧段与结点关系表多边形与弧段关系表结点与弧段关系表弧段与多边形7、栅格数据单元值的确定方法有哪些?①中心点法:②面积占优法:③重要性法:④百分比法:8、如何确定合理的网格尺寸?为了逼近原始数据精度,除了采用这几种取值方法外,还可以采用缩小单个栅格单元的面积,增加栅格单元总数的方法。
地理信息系统重点内容梳理考研地理信息系统必备地理信息系统(Geographic Information System,GIS)是一种用于存储、管理、分析和显示地理数据的工具,广泛应用于社会经济、环境保护、城市规划等领域。
对于考研学习地理信息系统的同学来说,了解地理信息系统的重点内容是必不可少的。
本文将对地理信息系统的重点内容进行梳理和论述。
一、地理信息系统的基本概念与作用地理信息系统是一种基于计算机技术的地理信息处理系统,它将空间地理位置与其他属性数据相结合,能够存储、管理、查询、分析和显示地理数据。
地理信息系统的作用主要包括:1. 地理数据的管理:地理信息系统能够对地理数据进行集中管理,并实现对数据进行分类、组织和检索,提高数据的存储和管理效率。
2. 空间数据分析:地理信息系统可以对地理数据进行空间分析,实现对不同地理要素之间的关系和相互作用进行定量分析和模拟。
3. 地图制作和可视化:地理信息系统可以将地理数据通过地图的形式进行可视化展示,帮助人们更直观地理解和认识地理现象。
二、地理信息系统的数据来源和获取地理信息系统的数据来源多种多样,可以分为实地调查、遥感影像、卫星定位等方式。
其中,实地调查是获取地理数据最直接、全面的方式,通过实地调查可以获得详细的地理信息。
遥感影像是通过卫星或航空器对地球表面进行拍摄和监测,得到的影像可以提供大面积的地理信息。
卫星定位则是利用卫星系统对地理位置进行精确定位,可以获得点位的经纬度坐标等位置信息。
三、地理信息系统的数据模型与数据结构地理信息系统的数据模型是对地理空间现象的抽象和描述,常见的数据模型包括矢量模型和栅格模型。
矢量模型利用点、线、面等几何要素来描述地理要素,能够精确表达地理现象。
栅格模型则将地理要素划分为像元(像素),通过像元的统计特征来表示地理现象,适合对连续数据的处理。
在数据结构方面,地理信息系统一般采用层次结构、拓扑结构和网络结构等。
层次结构通过组织和管理不同层次的地理信息,使得数据的组织更加有序和灵活。
(必备)1 地理信息的概念定义:是指和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。
特性:1)地域性:地理信息属于空间信息,位置的识别和数据相联系,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和筛选提供方便。
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。
2 地理信息系统的概念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,以便解决复杂的规划和管理问题。
3 GIS的构成使用人员,GIS服务的对象,分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户软系统件,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统硬件系统,各种设备-物质基础数据,系统分析和处理的对象、构成系统的使用基础使用模型,解决某一专门使用的使用模型,是GIS技术产生社会经济效益的关键所在4 地理信息的基本功能和使用领域a.数据采集和输入b.数据编辑和更新c.数据存储和管理d.数据显示和输出e 空间查询和分析 e1空间查询e2叠加分析e3缓冲区分析e4 网络分析e5 地形分析第二章1 地理实体的三个基本特征a属性特征——用以描述事物或现象的特性,即用来说明“是什么”,如事物或现象的类别、等级、数量、名称等b空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系,故又称几何特征和拓扑特征,如中国和印度之间边界界桩的经纬度,中国和印度之间的邻接关系c时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化,如学生人数的逐年变化。
地理信息系统的复习资料地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一个以地理空间数据为基础,通过数据采集、储存、管理、处理、分析、展示等功能,来帮助人们获取、理解和利用地理信息的工具。
在现代社会中,GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业生产、交通运输等领域。
一、GIS的基本概念和原理1. GIS的定义和组成:GIS包括硬件、软件、数据和人员四个基本组成部分,通过这四个部分的协调配合,实现对地理信息的集成管理和空间分析。
2. GIS数据的类型和特点:GIS数据可以分为栅格数据和矢量数据两种类型。
栅格数据以像元为单位,适合表达连续分布的现象;矢量数据以点、线、面为要素,适合表达离散型的地理对象。
3. GIS数据的获取和采集:GIS数据的获取可以通过GPS全球定位系统、遥感影像、地面调查等方式进行,数据的采集需要注意数据准确性和数据完整性的要求。
二、常用GIS软件和工具1. ArcGIS:ESRI公司开发的ArcGIS是目前应用最广泛的GIS软件,包括ArcMap、ArcCatalog、ArcScene等多个组件,具有强大的数据处理和分析能力。
2. QGIS:QGIS是一个开源的GIS软件,兼容多种操作系统,并且提供了丰富的插件和扩展功能,使用方便且功能强大。
3. Google Earth:谷歌的地理信息浏览器,提供卫星影像、地图、三维模型等地理信息的浏览和查看功能。
三、GIS分析方法和应用1. 空间查询:GIS可以通过空间查询实现对特定区域、特定属性的地理对象进行查询和提取,便于进行目标定位和区域统计等分析。
2. 空间分析:GIS可以通过空间分析方法,如缓冲区分析、叠加分析、栅格分析等,来探索地理现象的分布规律和空间关联关系。
3. 地理决策支持系统:GIS在城市规划、土地利用规划等领域中可以提供决策支持功能,通过评估不同规划方案的效果,帮助决策者制定科学合理的规划措施。
山东省考研地理学复习资料地理信息系统重点内容总结山东省考研地理学复习资料——地理信息系统重点内容总结地理信息系统(Geographic Information System, 简称GIS)是一种集地理空间数据获取、存储、管理、分析、展示等功能于一体的技术系统。
在山东省考研地理学复习中,地理信息系统是一个重要的考点。
本文将针对地理信息系统的重点内容进行总结,旨在帮助考生全面理解和掌握该知识点。
一、地理信息系统的定义与发展历程地理信息系统是指在计算机软、硬件的支持下,对地理空间数据进行获取、存储、管理、分析、展示的一种综合技术体系。
它以地理空间数据为基础,通过数据的组织、管理和分析,实现对地理问题的研究与应用。
地理信息系统的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
随着电子计算机的应用发展与空间信息技术的日益成熟,地理信息系统开始逐渐走向实用化阶段。
在中国,地理信息系统的发展起步较晚,但在改革开放以来逐渐得到了重视与发展。
二、地理信息系统的技术要素地理信息系统包含以下几个技术要素:地理空间数据、地理数据库、地理信息获取与输入、地理信息查询与分析、地理信息输出与表达。
1. 地理空间数据地理空间数据是地理信息系统的核心,包括地理位置数据和属性数据。
地理位置数据以地图投影或其他空间坐标系的形式表示,如经纬度、地方坐标等;属性数据则是描述地点特征的数据,如人口密度、气温、土壤类型等。
2. 地理数据库地理数据库是地理信息系统的数据基础,它将地理空间数据及其属性以结构化的方式进行组织和管理,以方便地理信息的存储和检索。
3. 地理信息获取与输入地理信息获取与输入是指通过空间遥感、全球定位系统(GPS)、测量仪器等手段获取地理信息,并将其输入到地理信息系统的工作过程。
4. 地理信息查询与分析地理信息查询与分析是地理信息系统的核心功能之一,它通过对地理数据的查询、统计、空间分析等操作,以实现对地理现象和问题的研究与解决。
5. 地理信息输出与表达地理信息系统可以将分析结果以各种形式输出与表达,如地图制作、报表输出、数据可视化等,以满足用户的需求。
江苏省考研地理信息系统复习资料GIS技术原理地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于捕获、存储、管理、分析和展示地理数据的技术体系。
在江苏省考研地理信息系统复习资料中,GIS技术原理是必不可少的内容。
本文将从GIS的定义、基本原理、数据模型、空间分析和应用等方面进行论述,帮助考生全面理解GIS技术原理。
一、GIS的定义GIS是一种以地理空间为核心的信息系统,能够收集、处理、管理和展示与地理空间相关的数据,帮助我们理解和解决与地理空间相关的问题。
GIS系统由硬件、软件、数据和人员组成,通过空间数据采集、地理空间分析和地理信息展示等功能,实现对地理数据的操作和分析。
二、GIS的基本原理1. 空间数据模型:GIS系统使用空间数据模型来描述和组织地理空间数据。
常见的空间数据模型有矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型以点、线、面等几何要素来表示现实世界的地理要素;栅格数据模型则以像素为基本单位,将地理空间划分为等大小的网格。
2. 地理坐标系统:GIS系统使用地理坐标系统来进行地理空间数据的定位和表示。
地理坐标系统包括经度、纬度和高程等要素,以地球经纬度为基准进行定位,使得地理空间数据能够在不同地理坐标系统之间进行转换和比较。
3. 空间关系和空间查询:GIS系统能够识别和描述地理要素之间的空间关系,如相交、包含、接触等。
利用空间关系和空间查询功能,我们可以进行空间数据的选择、过滤和分析,从而实现对地理要素之间的关系的理解和分析。
三、数据模型1. 矢量数据模型:GIS系统中的矢量数据模型使用点、线、面等几何要素来表示现实世界的地理要素。
点表示一个特定的地理位置;线表示地理要素之间的线性关系,如河流、道路等;面表示由线围合的区域,如湖泊、行政区等。
矢量数据模型可以进行精确的几何分析和空间关系计算,适用于较为精细的地理空间数据表示和操作。
2. 栅格数据模型:GIS系统中的栅格数据模型将地理空间划分为等大小的网格,在每个网格中存储地理属性值。
地理信息系统概论考研题库地理信息系统(GIS)是一种集成了地理学、地图学、遥感学、计算机科学和统计学等多种学科的综合性技术,它能够对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和可视化。
随着GIS技术在城市规划、环境监测、资源管理等领域的广泛应用,对GIS的深入理解和掌握变得越来越重要。
以下是一份地理信息系统概论的考研题库,供考生复习参考。
# 一、单项选择题1. GIS中的“G”代表什么?A. 地理学B. 地理信息C. 地理信息系统D. 全球定位2. 下列哪项不是GIS的基本功能?A. 数据采集B. 数据存储C. 数据分析D. 数据打印3. 在GIS中,空间数据通常分为哪两大类?A. 矢量数据和栅格数据B. 空间数据和属性数据C. 地理数据和遥感数据D. 地形数据和地图数据4. 地理信息系统的核心组成部分是什么?A. 软件B. 硬件C. 数据D. 人员5. 地理信息系统在城市规划中的主要作用是什么?A. 提供历史数据B. 进行空间分析C. 制作传统地图D. 预测未来趋势# 二、多项选择题6. GIS技术可以应用于以下哪些领域?A. 土地资源管理B. 交通规划C. 环境监测D. 市场营销分析7. 下列哪些是GIS数据的来源?A. 遥感卫星B. 地面测量C. 人口普查D. 网络搜索8. GIS在环境监测中可以进行哪些分析?A. 土地利用变化分析B. 洪水风险评估C. 污染物扩散模拟D. 生态系统服务评估# 三、简答题9. 简述GIS的基本组成要素。
10. 描述GIS在灾害管理中的应用。
# 四、论述题11. 论述GIS技术在现代城市规划中的重要性及其面临的挑战。
12. 分析GIS与传统地图制图技术的区别和联系。
# 五、案例分析题13. 假设你是一名GIS分析师,你被要求为一个城市设计一个洪水预警系统。
请描述你将如何使用GIS技术来实现这一目标。
14. 给出一个实际的GIS应用案例,并分析其成功的关键因素。
以上题库涵盖了GIS的基本概念、功能、应用领域以及实际案例分析,旨在帮助考生全面复习和掌握地理信息系统的相关知识。
华南师范大学地理信息系统考研复习资料1 地理信息的概念定义:是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。
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。
2 地理信息系统的概念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,以便解决复杂的规划和管理问题。
3 GIS的构成应用人员,GIS服务的对象,分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户软系统件,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统硬件系统,各种设备-物质基础数据,系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础应用模型,解决某一专门应用的应用模型,是GIS技术产生社会经济效益的关键所在4 地理信息的基本功能和应用领域a.数据采集与输入b.数据编辑与更新 c.数据存储与管理 d.数据显示与输出e 空间查询与分析 e1空间查询e2叠加分析e3缓冲区分析e4 网络分析e5地形分析第二章1 地理实体的三个基本特征a属性特征——用以描述事物或现象的特性,即用来说明“是什么”,如事物或现象的类别、等级、数量、名称等b空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系,故又称几何特征和拓扑特征,如中国与印度之间边界界桩的经纬度,中国与印度之间的邻接关系c时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化,如学生人数的逐年变化。
2地理实体的数据类型属性数据——描述空间对象的属性特征的数据,也称非几何数据。
即说明“是什么”,如类型、等级、名称、状态等描述时间特征的数据也可以归为这一类。
几何数据——描述空间对象的空间特征的数据,也称位置数据、定位数据。
即说明“在哪里”,一般用经纬度或X、Y坐标来表示。
关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据,一般通过拓扑关系表达。
如空间数据的相邻、包含等,主要是指拓扑关系。
拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法3 空间数据结构的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,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型。
3.1矢量、栅格数据结构的概念矢量数据结构——通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。
A. 点实体:记录点坐标和属性代码;B. 线实体:记录两个或一系列采样点的坐标,并加属性代码;C.面实体:记录边界上一系列采样点的坐标,由于多边形封闭,边界为闭合环,加面域属性代码。
栅格数据结构——是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列,每个网格作为一个象元或象素由行、列定义,并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。
A. 点实体:由单个像元来表达B.线实体:由在一定方向上连接成串的相邻像元的集合来表达。
C. 面实体:由聚集在一起的相邻像元的集合来表达。
4拓扑关系的概念,类型拓扑关系:指图形保持连续状态下变形,但图形关系不变的性质。
类型:最基本拓扑关系拓扑关联:指存在于空间图形中的不同拓扑元素之间的关系结点与弧段:如结b与弧3,2,5 ,多边形与弧段:面C与弧4,5,3。
拓扑邻接:指存在于空间图形中的相同拓扑元素之间的关系。
多边形之间,结点之间邻接矩阵,1——邻结;0——不邻结其它拓扑关系拓扑包含:指存在于空间图形中的面与其它元素之间的关系,如面状实体包含哪些点、线状实体层次关系:指存在于空间图形中的相同拓扑元素之间的等级关系,如连云港市各个区拓扑连通:拓扑元素之间的通达关系,如点连通度,面连通度5 拓扑关系的意义A. 拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系。
不需要利用坐标或距离就可以确定一个地理实体相对于另一个地理实体的空间位置关系,并且这种拓扑数据较之几何数据具有更大的稳定性,即它不随地图投影而变化B. 有助于空间要素的查询,利用拓扑关系可以解决许多实际问题C. 根据拓扑关系可重建地理实体。
6 栅格坐标系统的确定栅格坐标系统的确定由于栅格编码一般用于区域性GIS,原点的选择常具有局部性质。
但为了便于区域的拼接,栅格系统的起始坐标应与国家基本比例尺地形图公里网的交点相一致,并分别采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统的坐标轴。
6.1栅格单元尺寸的原则方法栅格单元的尺寸1)原则:应能有效地逼近空间对象的分布特征,又减少数据的冗余度。
栅格太大,忽略较小图斑,信息被丢失;栅格太小,会增加存储数据量2)方法:用保证最小多边形的精度标准来确定尺寸经验公式:H = ½(min|Ai|)1/2H 为栅格单元边长,Ai 为区域所有多边形的面积7栅格单元代码的确定栅格代码(属性值)的确定1、中心点法:取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。
2、面积占优法:栅格单元属性值为面积最大者。
3、重要性法:取重要的属性值为栅格属性值。
4、长度占优法:每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。
8 栅格数据结构的特点●用离散的量化栅格值表示空间对象(通常是规则格网)●位置隐含,属性明显●数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据量大●存在几何和属性偏差●面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系●比例尺大小为栅格(像元)的大小与地表相应单元的大小之比。
9 矢量与栅格数据结构的比较第三章1GIS数据源有哪些a地图数据存储介质、现势性、投影转换b遥感、航空影象和数据分辨率、变形规律、纠正、解译特征c实测数据d数字数据格式、精度e统计数据、文本数据f多媒体,辅助GIS空间分析和查询2 GIS数据质量的概念GIS的数据质量,是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性,通常用空间数据的误差来度量。
误差是指数据与真值的偏离。
3 地理控制基础的内容地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分内容:1统一的地图投影系统 2统一的地理格网坐标系统(地理参照系)3统一的地理编码系统4 GIS中地图投影的设计与配置一般原则a 与相应比例尺的国家基本图投影系统一致。
B系统一般只考虑至多采用两种投影系统,一种应用于大比例尺的数据处理与输出、输入,另一种服务于小比例尺。
C 所用投影以等角投影为宜。
d 所用投影应能与网格坐标系统相适应,即所采用的网格系统在投影带中应保持完整。
5连接地理实体与计算机中表现形式为编码;标识码是联系实体的几何信息和属性信息的关键字;实体几何数据与属性数据的连接纽带——公共标识符(关键字)6 代码的功能a鉴别代码代表对象的名称,是鉴别对象的惟一标识。
b分类当按对象的属性分类并分别赋予不同的类别代码时,代码又可作为区分分类对象类别的标识。
c排序当按对象产生的时间、所占的空间或其他方面的顺序关系排列并分别赋予不同的代码时,代码又可作为区别对象排序的标识。
7 地理目标数据分层的目的是为了便于空间数据的管理——对所有地理目标的管理就简化为对各数据层的管理。
查询——对地理目标数据进行查询,只需要对某一层地理目标数据进行查询即可,因而可加快查询速度。
显示——不需要分层后的地理目标数据由于任意选择需要显示的图层,因而增加了图形显示的灵活性分析——对不同数据层进行叠加,可进行各种目的的空间分析8 GIS数据质量的基本内容a位置精度:如数学基础、平面精度、高程精度等,用以描述几何数据的质量。
b属性精度:如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等,用以反映属性数据的质量。
c逻辑一致性:如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。
d完备性:如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等e现势性:如数据的采集时间、数据的更新时间等9 GIS数据质量误差产生的原因a空间现象自身存在的不稳定性b空间现象的表达(如由椭球体到平面必然产生误差)c空间数据处理中的误差d空间数据使用中的误差10 空间数据误差的类型GIS空间数据的误差可分为源误差和处理误差(1)源误差,是指数据采集和录入中产生的误差,包括:A 遥感数据:摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辩率等b测量数据:人差(读数误差等)、仪差(仪器不完善等)、环境(干扰等)c 属性数据:数据的录入、数据库的操作等d GPS数据:信号的精度、接收机精度、定位方法、处理算法等e 地图:控制点精度,编绘、清绘、制图综合等的精度f 地图数字化精度:纸张变形、数字化仪精度、操作员的技能等(2)处理误差,是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差,如:1 几何纠正;2坐标变换;3几何数据的编辑;4 属性数据的编辑;5空间分析(如多边形叠置等);6图形化简(如数据压缩);7数据格式转换;8计算机截断误差;9空间内插; 10矢量栅格数据的相互转换。
11 空间数据标准的概念是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。
每个地理信息系统都必须具有相应的空间数据标准12 空间数据交换标准的方式由于空间数据模型的不同,空间数据的定义、表达和存储方式也不同,因而数据交换也需要统一的标准。
1 外部数据交换标准这类标准通常是ASCII码文件,用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。
GIS的外部数据交换格式通常包括:矢量数据交换格式;栅格数据交换格式;数字高程模型交换格式。
特点:自动化程度不高,速度较慢等,但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。
它仍然是实现数据共享的主流方式。
2 空间数据互操作协议制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数,通过调用这些函数以互相操作对方的数据。
特点:比外部数据交换标准方便,但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同,空间数据的互操作函数又不可能很庞大,因此往往不能解决所有问题。
3 空间数据共享平台服务器存放空间数据,采用客户机/服务器体系结构,各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据,以避免数据的不一致性。
特点:思路较好,但现有的GIS软件各有自己的底层,要统一平台目前难以实现4统一数据库接口在对空间数据模型有共同理解的基础上,各系统开发专门的双向转换程序,将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。