地理信息系统与遥感技术.doc

地理信息系统与遥感技术地理信息系统1、 地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。2、 地理数据：是与地理环境要素有关的物质和数量、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。3、 地理星系的特征（1） 空间特征：是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志（2） 属性特征（3） 时序特征地理信第一章 导论4、 第一个地理信息系统式“加拿大地理信息系统”5、 息系统：由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统。该系统设计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。6、 地理信息系统的操作对象是空间数据，是区别其他系统的标志7、 地理信息系统的六个功能：采集、管理、处理、分析、建模、显示8、 地理信息系统基本构成：（1）系统硬件；（2）系统软件；（3）空间数据；（4）应用人员；（5）应用模型9、 数字化仪是地理信息系统所特有的10、 地理信息系统应用在地理学、数学、计算机技术、遥感、摄影测量11、 主要发展态势：（1）综合化（2）产业化（3）网络化（4）地理信息科学的产生和发展第二章 地理信息系统的数据结构1、地图投影：将椭圆面上个点的大地坐标，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标，成为地图投影2、地图投影变形：（1）长度变形（2）面积变形（3）角度变形3、地图投影分类，按变形性质分：(1)任意投影（包括等距投影，既不等角也不等积，a、b均为r等距投影：a或b有一个与r相等）（2）等面积投影（保持面积和属性不变，ab=K2）（3）等角投影（角度不变）4、地理空间的实体包括点、线、面、曲面和体5、GIS空间数据的分类（1）按照数据来源分类：地图数据、影像数据、文本数据（2）按照数据结构分类：矢量数据、栅格数据（3）按照数据特征分类：空间定位数据、非空间属性数据（4）按照数据几何特征分类：点、线、面、曲面、体（5）按照数据发布形式：数字线画（DLG）数据、数字栅格图（DRG）数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影（DOM）像数据6、面：面积或宽度过大，在一定比例尺地图内，不适合描述点或线7、曲面：连续分布现象的覆盖表面8、空间数据的基本特征（1）空间特征 （2）属性特征 （3）时间特征9、拓扑关系的类型：（1）拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系（2）拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系（3）拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但是不同等级的元素之间的拓扑关系10、空间拓扑关系的作用或意义（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。（2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询（3）可以利用拓扑关系作为工具，重建地理实体11、矢量数据结构：基于矢量模型的数据结构12、空间数据结构的类型（1）矢量数据结构（2）栅格数据结构（3）曲面数据结构13、矢量数据结构位置明显、属性不明显14、拓扑数据和实体数据结构的区别拓扑数据：具有拓扑关系的数据，在复合多边形中包括外边界和内边界实体数据结构：不具有拓扑关系，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次容易造成数据冗余和产生不一致性15、栅格数据结构：属性明显，位置不明显16、栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构17、合理的网格尺寸为：H=1/2(minAi)1/2 Ai多边形面积，H网格边长18、栅格数据结构的集中主要存储类型：（1）栅格矩阵结构（2）游程（行程）编码目的：压缩栅格数据量（从左下角开始）结构（3）四叉树结构-压缩效率高19、游程：指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，也成为行程20、四叉树结构原理：将空间区域按照四个象展进行递归分割几次分割成2的n次方x2的n次方象限21、曲面结构有地形、降水量、温度和磁场有两种表达去边的方法：（1）一种是不规则三角网（IIV）（2）规则格网（Grid）22、数字化的方法包括：（1）手扶跟踪数字化仪数字化（2）屏幕数字化（3）扫描矢量化（最常用）第三章 空间数据处理1、几何纠正的目的：实现对数字化数据的坐标转换和图纸变形误差的纠正，利用控制点和变换方程，将数字地图图像，从一种坐标系转换为另一种坐标系原理：建立正确坐标和错误坐标的关系，求另一种坐标系数2、空间坐标变换：几何纠正，投影变换3、空间控制点选择标准：（1）至少四个点（2）不在同一条直线上（3）均匀分布4、地图投影的类型（按变形性质分）（1）等角投影（2）等面积投影（3）任意投影5、GIS常用的地图投影-高斯克吕格投影，被确定为我国投影地形图中1：50万、1：20万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万6、为什么进行矢量数据和栅格数据间的转化？由于矢量数据结构和栅格数据结构各具不同的优缺点。数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述，而空间分析则主要采用栅格数据结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程：矢量数据：优点（1）便于面向实体的数据表达（2）数据结构紧凑，冗余度低（3）拓扑结构有利于网络分析空间查询等；缺点（1）数据结构较复杂（2）软件实现的技术要求较高（3）多边形叠合等分析相对困难栅格数据：优点（1）数据结构相对简单（2）空间分析较容易实现（3）有利于遥感数据的匹配应用和分析；缺点（1）数据量较大，冗余度高，需要压缩处理（2）定位精度比矢量低（3）拓扑关系难以表达7、由矢量向栅格的转换：（1）点的栅格化（2）线的栅格化（3）面得栅格化8、点的栅格化：设置矢量坐标点（X,Y）转换后的栅格单元行列值为（I,J）侧有：I=（Y-Ymin）/dy J=（X-Xmin）/dy (取整数运算)9、矢量化步骤：（1）二值化 （2）细化 （3）跟踪10、二值化：大于或值的属性为1，小于或值的属性为0 1 G(I,j)TB（i,j）= 0 G(I,j)5/s *usats/O18、空间数据的内插：通过已知点或分区数据推算任意点或多边形分区数据的方法第四章 地理信息系统空间数据库1、地理信息系统的数据库（简称数据库或地理数据库）：是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合2、空间数据库系统：（1）空间数据库存储系统 （2）空间数据库管理系统 （3）空间数据库应用系统3、相对复杂的空间数据查询功能大致分为:(1)属性查询 （2）空间关系和属性的查询 （3）空间关系查询4、空间关系查询实质分为：点线面的邻近，包含，相交三种5、数据项：是可以定义数据的最小单位，也称数字段6、记录：多个相关联的数据项组成记录7、文件：多个记录组成文件8、数据库：多个文件组成数据库9、元数据：是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征10、比例尺、指南针都是元数据第五章 空间分析的原理与方法1、空间叠合分析包括（1）基于矢量数据的叠合分析（2）基于栅格数据的叠合分析2、基于矢量数据叠合分析和基于栅格数据叠合分析的区别？3、空间缓冲区：地理空间实体的一种影响范围或服务范围4、矢量缓冲区可以分为：（1）基于点特征的缓冲区（2）基于线特征的缓冲区 （3）基于面特征的缓冲区5、矢量缓冲区是最常用的6、定位-配置分析：通过对供给系统和需求系统，两者空间行为相互作用的分析，来实现网络设施布局的最优化7、地形因子包括的坡度，坡向、曲面面积、地表粗糙度、高程变异、谷脊特征第六章 地理信息系统的应用模型1、应用模型的构建包括目的导向和数据导向两个过程2、GIS应用模型建模的步骤（1）明确分析的目的和评价准则（2）准备分析数据（3）空间分析操作（4）结果分析（5）解释、评价结果（6）结果输出3、应用模型建模的方法-制图建模第七章 地理信息系统的设计与评价1、应用型地理信息系统：在工具型和基础型地理信息系统的基础上，经过二次开发，建成满足专业用户解决一类或多类实际问题的地理信息系统2、系统设计的流程：（1）系统分析 （2）系统设计 （3）系统实施 （4）系统运行与维护3、GIS开发方式：（1）独立开发 （2）单纯二次开发 （3）集成式二次开发第八章 GIS系统产品的输出设计1.、按输出的载体类型分类（1）常规地图 （2）数字地图2、数字地图与纸张地图相比的优点（1）存储介质：计算机、磁盘、光盘、存储量大，体积小，易携带和通过网络进行传输（2）显示：实现无极缩放，漫游等显示和信息的动态选择、查询、量算等功能（3）结合：便于与遥感信息和GIS空间数据相结合、实现地图快速更新和多层次信息的综合表现和分析3、按输出内容和形式将地理信息产品分类为：（1）全要素地形图 （2）各类专题地图 （3）遥感影像地图 （4）统计图表与数字报表4、专题图的表示方法：（1）定点符号法 （2）线状符号法 （3）质别底色法 （4）等值线法 （5）定位图表法 （6