武汉大学2010级资源环境信息系统课程复习提纲(终极简化版)
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Monkey Entertainment Co. 2013 1 资源环境信息系统课程 之 时乘六龙 波比猴 荣誉出品 Chapter1 绪论 一、GIS的三个层次:制图型GIS、数据库型GIS、分析型GIS; 二、文件系统、数据库系统: 1、文件系统:文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构;即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件的磁盘或分区,或文件系统种类。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统,简称文件系统; 2、数据库系统:由数据库及其管理软件组成的系统。它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。它是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。 三、结构化、非结构化数据,如何理解GIS数据的非结构化特征? 结构化数据:表格数据,即处在关系数据库中的数据; 非结构化数据:以文件形式存储的数据; 答:GIS中的数据分为空间数据和属性数据两类,空间数据描述空间实体的地理位置及其形状,属性数据则描述相应空间实体有关的应用信息,其中空间数据属于非结构化数据,而属性数据属于结构化数据,因此GIS数据具有非结构化特征。 四、元数据、数据字典(数据字典的构成): 1、元数据:存储数据属性信息的数据; 2、数据字典:数据库中所有对象及其关系的信息集合; 构成:数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理过程; 五、单时相/多时相: 1、单时相:单一时间段内遥感影像具有的特征; 2、多时相:反映一组遥感影像在时间系列上具有的特征; 六、空间数据尺度和空间数据维度 1、尺度:【矢量】比例尺、【栅格】分辨率; 2、维度: 七、地理信息系统软件分类(工具型GIS、应用型GIS、公众型GIS) 1、工具性GIS(aka.GIS平台):具有GIS基本功能(图形显示、专题制图、信息查询、空间分析、统计分析、数据管理),供其他系统调用或用户进行二次开发; e.g.ArcGIS、MapInfo、MapGIS 2、应用型GIS:根据用户的需求和应用目的而设计的一种解决实际应用问题的地理信息系统。可以在工具型GIS的基础上进行二次开发完成; e.g. 专题地理信息系统、区域地理信息系统 3、公众型GIS:面向广大公众的GIS; Monkey Entertainment Co. 2013 2 e.g.导航电子地图、Google Earth、百度地图 八、GIS开发的三种方式(独立开发、宿主开发、集成开发) 1、独立开发:不依赖于任何GIS工具软件,利用程序开发语言开发; 特点:开发难度大、开发周期长、投资大、系统稳定性较差、在GIS发展初期一般采取这种形式; 2、宿主开发:基于现有GIS平台软件,利用宏语言进行开发; 特点:简单易行、开发周期短、系统的稳定性和可靠性高;灵活性差、系统移植性差、不能脱离原有系统单独运行; 3、集成开发:基于组件进行拼装开发; 组件(控件):具有某种特定功能,独立于应用程序、能够容易地组装起来,以高效地创建应用程序的可重用软件“零件”。组件开发需要借助其他的编程语言来实现,如VB、VC、C#、Java等; 特点:开发效率高、可靠性好、易于移植;开发出的系统需要组件库支持
Chapter2 GIS Database的设计&建立 一、了解CAD数据模型、地理关系模型和Geodatabase数据模型及其优缺点 1、CAD数据模型:CAD数据模型通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中,相关的注记、颜色、线型等属性也跟几何数据放在一起; 缺点:A、CAD数据只有默认的几个属性字段,不能对属性字段进行扩展; B、数据以文件方式存储,给数据共享带来困难; C、不能描述地图丰富的拓扑关系; 2、地理关系模型:将地理要素作为互相联系的空间数据和描述性的属性数据的集合,采用文件形式管理空间数据,关系数据库管理系统管理属性数据,二者通过要素标识联系起来的GIS模型; 优点:A、支持属性数据,将空间数据和属性数据有机地结合在一起; B、存储矢量数据的拓朴关系; C、可以扩展和定义属性表,还可以定义属性表和外部数据库之间的关系; 缺点:A、空间数据和特征属性数据是分开存储的,空间数据作为一个整体被存储在二进制文件中,特征属性数据则用关系数据库来存储管理; B、空间数据不能很好地与其行为相对应; 3、Geodatabase:给用户提供了大量的实体对象模型(如河流、道路、建筑等),让用户摆脱了抽象的点、线、面模型,使用户的操作更加简便和接近现实世界。 二、Geodatabase基本概念: 1、要素数据集:由一组具有相同空间参考的要素类组成; 2、要素类:同类空间要素的集合; Monkey Entertainment Co. 2013 3 3、表/对象类:表中存储的是描述关于地理或非地理信息的对象,即记录; 4、栅格数据集V.S.栅格目录:
5、关联类:定义要素类和表之间的关联关系; 6、阈:定义属性的有效取值范围,可以是连续的变化区间,也可以是离散的取值集合; 7、有效性规则:对要素类的行为和取值加以约束的规则; 三、几何网络&逻辑网络:几何网络模型和逻辑网络模型都是边线和交汇点的几何,区别在于逻辑网络模型没有空间坐标值。 四、Shapefile文件要素类型: 1、文件类型: *.shp 主文件;存储几何要素、空间要素; *.dbf 关系表;存储属性信息; 三位一体,不可或缺! *.shx 索引文件;几何属性信息之间的关系; *.prj 投影文件;空间参考信息; *.xml 元数据文件; *.sbn *.sbx 空间索引文件,登记册。
2、要素类型: Value Shape Type Meaning Value Shape Type Meaning 0 Null Shape 赋值前的过度对象 15 PolygonZ 三维面状目标
1 Point 点 18 MultipointZ 三维点集合目标
3 PolyLine 线 21 PointM 含有Measrue值的点
5 Polygon 面 23 PolyLineM 含有Measure值的线
8 Multipoint 多点 25 PolygonM 含有Measure值的面
11 PointZ 三维点状目标 28 MultiPointM 含有Measrue值的多点
13 PolyLineZ 三维线状目标 31 MultiPatch 复合目标表
五、测绘4D产品: 1、DLG 数字线化地图;2、DEM 数字高程模型; 3、DOM 数字正射影像图;4、DRG 数字栅格地图; 六、数据流程图: Monkey Entertainment Co. 2013 4 1、定义:是描述系统数据流程的工具,它将数据独立抽象出来,通过图形方式描述信息的来龙去脉和实际流程; 2、基本成分: A、外部实体:指系统以外和系统有联系的人或事物,它说明了数据的外部来源和去处;外部实体支持系统数据输入的实体称为源点,支持系统数据输出的实体称为终点; B、处理过程:对数据逻辑处理,也就是数据变换,它用来改变数据值; C、数据流:指处理功能的输入或输出。它用来表示一中间数据流值,但不能用来改变数据值; D、数据存储:表示数据保存的地方,它用来存储数据; 七、数据库概念设计:E-R模型; 数据库逻辑设计:地图分幅设计;地图分层设计;属性表与属性关系的设计; 数据库物理设计:将一个给定逻辑结构实施到具体的环境中; 1、步骤:A、确定DB的物理结构;B、评价实施的时间空间效率; 2、内容:A、确定数据的存储结构;B、设计数据的存取路径; C、确定数据的存放位置;D、确定系统配置。 八、E-R模型:即实体关系模型,用实体关系来表示数据的模型,它的主要用途是可以清楚地表达实体间的关系; 九、空间数据组织方法:纵向分层、横向分块、分层分块索引; 十、影像金字塔的概念、存储方法及其优点: 1、定义:在同一的空间参照下,根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示,形成分辨率由粗到细、数据量由小到大的金字塔结构; 2、存储方法:用于图像编码和渐进式图像传输,是一种典型的分层数据结构形式; 3、优点:适合于栅格数据和影像数据的多分辨率组织,也是一种栅格数据或影像数据的有损压缩方式; 十一、纯关系数据库存储空间数据相对文件形式存储空间数据有何优势? 答:海量数据的管理便捷、可执行并发操作、安全控制好、访问效率高。 十二、分布式系统、分布式计算、分布式空间数据库的概念 1、分布式系统:指一组独立计算机的集合,在网络中的一次通信过程要涉及到多台计算机的配合,但从用户的角度来看,如同于一台计算机; 2、分布式计算:研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把这些部分分配给许多计算机进行处理,最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果; 3、分布式DBMS:使用计算机网络把对象物理上分散,而管理和控制又需要不同程度集中的DBMS连接起来,共同组成一个统一的数据库空间数据管理系统。 十三、空间数据仓库(概念、特点) Monkey Entertainment Co. 2013 5 1、定义:面向主题的、集成的、随时间不断变化的空间和非空间数据集合;用于支持空间辅助决策和空间数据挖掘; 2、特点:面向主题、面向集成、数据的变换和增值。
Chapter3 GIS设计 一、地理信息系统总体设计的原则: A、模块化;B、抽象和信息隐蔽;C、模块独立性; 二、模块化&接口: 1、模块化:软件可以简单地理解为模块的集成。目前,几乎所有软件体系结构都体现为模块化。模块化可以将复杂的问题转化为一些简单问题的集合。 2、接口:两个不同系统(或子程序)交接并通过它彼此作用的部分; 三、内聚&耦合: 1、内聚(aka.块内联系):模块内部各成分之间的联系;
2、耦合(aka.块间联系):块间联系越小,模块的独立性越高,耦合度就越低,所以软件的设计目标是:提高模块内聚度,降低模块耦合度!
四、层次图&HIPO图: 1、层次图:用来描述软件的层次结构的图; 2、HIPO图:是IBM公司发明的“层次+输入/处理/输出”的图; 其中,H图在层次图的基础上对每个方框进行编号,使其具有可跟踪性; IPO图使用简洁的方框来描述数据输入、数据处理和数据输出之间的关系。 五、GIS用户分类: