第七讲 网格GIS
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GIS基础知识名词解释1、GIS是在计算机软硬件支持下,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、拓扑关系拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系,主要表现为拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含等三种关系。
3、RS是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获得其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
4、缓冲区分析就是在点、线、面实体(缓冲目标)周围建立一定宽度范围的多边形。
5、高斯—克吕格投影是一种等角横切椭圆柱投影。
这种投影的特点是:中央经线和赤道投影成垂直相交的直线;投影后没有角度变形;中央经线上没有长度变形。
6、数字高程模型(DEM)是以数字的形式按一定结构组织在一起,表示实际地形特征空间分别的模型,也是地形形状、大小和起伏的数字描述。
7、矢量数据是代表地图图形的各离散点平面坐标(x,y)的有序集合,这种数据结构主要用于表示地图图形元素几何数据之间及其与属性数据之间的相互关系。
8、TIN(不规则三角网)由不规则分布的数据点连成的三角网组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置。
它能随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样的位置,因而能克服地形起伏不大的地区产生数据冗余的问题。
9、四叉树编码又称四分树编码,是一种有效压编数据的方法。
它将2n×2n像元阵列的区域,逐步分解为包含单一类型的方形区域,最小的方形区域为一栅格像元。
10、元数据(Metadata)是用于描述数据内容、定义、来源、精度、空间参照、质量及地理数据集管理的数据,即“说明数据的数据”。
11、空间索引空间索引是指根据空间要素的地理位置、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,一般包括空间要素标识,外包络矩形以及指向空间要素的指针。
12、地理信息系统(GIS)工程应用系统原理和方法,针对特定的实用目的和要求,统筹设计、优化、建设、评价、维护使用GIS的全部过程和步骤的统称。
概述1 近年来计算机硬件的飞速发展和软件的进一步成熟,并伴随着的流行和高性能计算机的利用以及低耗费高速Internet 网络的发展,使计算机网络成为单个统一强大的计算机资源的梦想正在逐步成为可能。
所谓网格,是指将机群、(Grid)超级计算机、大规模存储系统、数据库以及其他地理上分散的特殊仪器设备,甚至个人计算机等所有的计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等连接起来作为单个统一资源使用。
从而能够方便快捷地解决各种复杂的问题。
继实现了计算机硬件的连通,实现了Internet Web 网页的连通,试图实现互联网上所有的资源全面连通,Grid 掀起第次网络技术浪潮。
因此有人也称网格为第代因特33网。
但是必须注意到,我们平常所接触的信息中,地理空间信息的比例可以占到左右80%[1],然而地理空间信息在网上传送的信息中所占的比例却远未达到这一数字。
这是因为作为专业处理地理信息的管理信息系统——地理信息系统,,虽然应用领域日 (Geographical Information System GIS)益广泛,却严重滞后于网络技术发展的速度,绝大多数系统仍运行在单机环境下,即便是上了网,也基本还停留在C/S 结构的专用局域网上,无法为社会大众使用。
随着计算机网络、计算机通信等技术的发展,研究的重点已经由传统GIS 的数据结构和算法的研究转移到网络和分布式GIS(WebGIS)上。
GIS 但是基于协议的万维网并不能很好地解决人们TCP/IP 在地理空间信息共享方面所出现的问题,主要是由于分布式数据环境中协议的点对点传输优点变成TCP/IP (Peer-to-peer)了缺点,使万维网上出现了大量的信息孤岛。
在最近几年中“数字地球”、“数字城市”成为了发展的方向,实践GIS 证明,传统的技术已经不能解决“数字地球”、“数字城市”的实时处理和信息共享问题,因为它们需要能够使地理空间信息提供者能够实时地将地理空间信息提供给最需要的用户、而地理空间信息使用者又能够知道哪里能够找到急需的地理空间信息,当前的分布式技术还远未达到这种要GIS 求,必须在具有异构性、可扩展性(Heterogeneity)、动态自适应性和多级管理域等特(Scalability)(Adaptability)点的网格技术的基础上,这种情况下,网格计算的并行处理优势突出显示出来,基于网格计算的应运而生,构建新GIS 一代的网络地理信息系统——网格成了研GIS(GridGIS)GIS 究的一个主要方向。
《地理信息系统教程》专业术语第一章信息指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容。
地理数据是以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文景观的数据,主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。
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、图像和图形等的总称。
地理信息系统是在计算机硬、软件的支持下,对整个或部分地球表层的有关地理分布数据进行采集、存储、显示、处理、分析、输出的计算机系统。
空间查询利用空间索引机制,从数据库中找出符合该条件的空间数据。
空间分析操纵空间数据使之成为不同的形式,并且提取其潜在的信息。
工具型GIS具有GIS的基本功能、供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台应用型GIS是根据用户的需求和应用目的而设计的一类或多类专门型GIS 数字地球是利用数字技术和方法将地球及其上的活动和环境的时空变化数据,按地球的坐标加以整理,存入全球分布的计算机中,构成一个全球的数字模型网格GIS它是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范,形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境,将空间地理分布的、异构的各种设备与系统进行集成,为用户提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。
虚拟现实GIS 指一种专门用于研究地球科学的,或以地球系统为对象的虚拟现实技术移动GIS是以移动互联网为支撑、以智能手机或平板电脑为终端、结合北斗、GPS或基站为定位手段的GIS系统第二章大地水准面:可以假设当海水处于完全静止的平衡状态时,从海平面延伸到所有大陆下部,而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。
大地体指由大地水准面所包围的地球形体。
地球椭球一个形状和大小与大地水准面最为接近的旋转椭球椭球定位地球椭球的形状、大小确定之后,还应该进一步确定地球椭球与大地体的最佳拟合位置,才能作为测量计算的基准面,这一过程称为椭球定位。
天文地理坐标系表示地面点在大地水准面上的位置,它的基准是铅垂线和大地水准面,它用天文经度λ和天文纬度φ两个参数来表示地面点在球面上的位置.大地地理坐标系是依托地球椭球用定义原点和轴系以及相应基本参考面标示较大地域地理空间位置的参照系空间直角坐标系是在参考椭球上建立的三维直角坐标系O-XYZ高斯—克吕格平面直角坐标系是根据高斯—克吕格投影,并以经投影后的中央子午线和赤道这两条相互正交的直线为坐标轴而建立的平面直角坐标系。
ArcGIS生成规则网格(Fishnet)在利用ArcGIS处理数据时,有时需要对整个工作区域进行规则网格划分,这个在ArcGIS中是一件非常简单的事情,现在就将利用ArcGIS生成规则网格的步骤详细的介绍一下。
首先我有一个工作的范围,比如图一所示的范围:图一研究区范围我要在研究区的范围内生成一个规则的网格,使其覆盖整个研究区域。
比如说在整个研究区域生成5 km×5 km的网格。
(1)在ArcToolbos中,依次找到Data Management Tools—>Feature Class—>Create Fishnet,如图二所示。
图二 Create Fishnet位置(2)在打开的对话框中进行如图三的设置,完成后点击确定即可生成网格,效果如图四所示。
图三 Create Fishnet设置图四生成的Fishnet效果在图三中,Cell Size Width为网格宽度,Cell Size Height为网格高度,其单位为地图投影的单位;Number of Rows为网格行数,Number of Columns为网格列数;如果Create Lables(optional)被勾选,那么在生成网格的同时会生成每个网格的中心点(点文件),如图五所示。
图五网格中心点示意图如果Cell Size Width 和Cell Size Height均填0,Number of Rows 和Number of Columns为正常的数值那么生成的网格将不是正方形,而是矩形的。
相反,如果Cell Size Width 和Cell Size Height输入正常的数值,而Number of Rows 和Number of Columns输入0,那么虽然生成正方形的网格,但是在区域边界上,网格无法覆盖。
地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种,是在计算机硬、软件的支持下,以地理空间数据库(Geospatial Database)为基础,以具有空间内涵的地理数据为处理对象,运用系统工程和信息科学的理论,采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统,为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
简单地说,GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息,它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体,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。
地理信息系统属于空间型信息系统。
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、图像和图形等的总称;它属于空间信息,具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
地理信息科学与地理信息系统相比,它更加侧重于将地理信息视作为一门科学,而不仅仅是一个技术实现,主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。
地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时,还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。
地理数据是以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文景观的数据,主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。
地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界,再到数字世界(GIS),最后到应用领域。
数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号,是客观对象的表示,是信息的表达,只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统,它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。
四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割(2n×2n,且n≥1),直到子象限的数值单调为止。
GIS 原理及应用-GIS 原理及应用1、同计算机关心制图相比,GIS 制图的显著优势在于〔〕A.是地理信息的载体B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能D.具有强大的空间分析功能2、空间数据库与传统数据库相比,在治理地理空间数据上存在的区分〔〕A.操纵和查询文字和数字信息B.实体类型之间通常是简洁、固定的空间关系C.地理信息数据是连续的,并且具有很强的空间相关性D.存贮的数据通常为等长记录的数据3、以下哪些是属于地理信息系统的主要应用领域〔〕A.资源治理B.区域规划C.关心决策D.以上都是4、有关地图符号的描述不正确的选项是〔〕A.地图符号是地图的语言B.地图符号是表达地图内容的主要手段C.地图符号可由外形不同、大小不一和颜色有别的图形组成D.注记作为地图上的一种必要的说明文字,它不是地图符号5、矢量数据构造6、空间数据库7、空间叠置分析8、数字高程模型9、简述一个有用GIS 系统的根本组成。
10、什么是数据压缩?试举出四种常用的栅格数据压缩方法。
11、简述空间元数据的在空间数据库治理中的主要作用。
12、何为拓扑关系?在 GIS 中引入拓扑关系有何意义?常用的拓扑关系有哪些?13、操作尺度14、地理网格15、数据模型16、对象模型17、地图数字化18、拓扑关系19、空间数据构造20、影像金字塔构造21、空间索引22、空间数据查询23、空间分析24、栅格数据的追踪分析25、数字地形分析26、什么是GIS 空间分析?其方法是什么?27、什么是空间数据?28、网络分析的根本思想是什么?29、地理表达和地理模型的关系30、简述栅格数据构造的优缺点31、简述矢量数据构造的优缺点32、简述空间数据质量的主要把握方法。
33、简述空间数据查询过程的类型和查询内容34、简述空间关系的类型35、试论述矢量数据的叠置分析36、地理信息37、地理信息科学38、地理数据39、地理信息流40、四叉树数据构造41、不规章三角网模型42、拓扑构造43、游程编码44、栅格数据构造45、空间数据编码46、Delaunay 三角网47、Voronoi 多边形48、栅格数据压缩编码49、边界代数算法50、DIME 文件51、空间数据内插52、空间数据压缩53、坐标变换54、仿射变换55、数据精度56、空间数据模型57、分布式数据库58、对象-关系治理模式[/型]59、叠合分析60、网络分析61、透视图62、网络63、变量筛选分析64、变量聚类分析65、数字地面模型66、GIS 应用模型67、OGC68、空间数据质量69、投影转换70、虚拟地理环境71、高斯--克吕格投影72、utm 投影73、[空间]元数据74、GIS 互操作75、组件式GIS76、客户机/效劳器构造77、NSDI78、国家信息根底设施79、GML80、LBS81、网格GIS82、空间信息格网83、嵌入式GIS84、地理编码85、空间信息可视化86、空间数据仓库87、空间数据融合88、扫描矢量化89、屏幕跟踪矢量化90、元胞自动机91、等值线92、层次分析法93、ODBC94、质心95、地图符号96、节点〔node〕/顶点〔vertex〕97、地籍98、地理实体〔空间实体〕99、地理空间100、空间数据101、空间信息102、矢量数据103、空间数据库治理系统104、矢栅一体化105、GIS 的数据质量106、空间元数据107、空间缓冲区分析108、空间统计分析109、GIS 功能有哪些?110、GIS 根本构成?111、拓扑关系争论什么?类型?意义?112、空间数据库设计思想及步骤?113、元数据作用?114、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?应当如何表达?115、矢量图形数据的压缩方法有哪些?了解其根本原理。