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GIS期末复习大纲第一章 1.（P1）数据和信息： 数据是信息的载体；信息是数据的内涵。2.（P2）地理信息的基本特征： 地理信息具备信息的基本特征：信息的客观性、信息的适用性、信息的可传输性和信息的共享性，还具备一些独特的特性：空间相关性、空间区域性、空间多样性、空间层次性。3.（P4）地理信息系统的概念： 在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）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。4.GIS的基本功能需求： 位置条件趋势模拟模式5.GIS的基本功能 数据采集功能 数据编辑与处理 数据存储、组织与管理功能 空间查询与空间分析功能 数据输出6.（P13）GIS的组成 硬件系统 软件系统 网络 空间数据 人员7.（P17）GIS类型 按数据结构划分：矢量GIS、栅格GIS、矢量栅格GIS8.（P27）GIS发展概况 地理信息系统的开拓期（20世纪五六十年代）地理信息系统的巩固发展期（20世纪七十年代）地理信息系统技术大发展时期（20世纪八十年代）地理信息系统的应用普及时代（20世纪九十年代至今）注：GIS托胎于地图，第一个GIS为加拿大GIS。9.GIS的发展趋势（此题需自己上网整理） 第二章 1.（P55）我国采用的3种格网系统 1010格网系统 46格网系统 直角坐标格网系统 第三章 1.（P62）地理空间 地理空间是指地球表面和近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和智慧圈交互作用的区域，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。2.（P64）空间实体抽象的3个层次概念模型：是指地理空间中地理事物与现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释，从计算机系统角度来看，它是系统抽象的最高层。逻辑数据模型：是GIS描述概念模型中实体及其关系的逻辑结构，是系统抽象的中间层物理数据模型：是概念模型在计算机内部的具体存储形式和操作机制，即在物理磁盘上如何存放和存取，是系统抽象的最底层。3.（P70）空间数据都可抽象表示为点、线、面3种基本图形要素。4.（P71）空间关系 拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系顺序空间关系：用来描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体间的前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系。度量空间关系：用来描述空间实体间距离远近等关系。5.（P71）空间拓扑关系：是指在图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等）但图形关系不变的性质。能根据P71 图3.7写表3.1、3.2、3.3、3.4 邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系。 关联关系：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系。 包含关系：空间图形中不同类或同类但不同级元素之间的拓扑关系。 连通关系：空间图形中弧段之间的拓扑关系。5.（P76）矢量数据模型：在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理实体的位置和形状的数据模型，适用于对象模型抽象的地理空间对象。 栅格数据模型：采用面域或空域的枚举来直接描述空间实体的数据模型，比较适宜于用场模型抽象表达空间对象。 第四章 1.（P86）空间数据结构：是指对于空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式，对地理信息系统中数据存储、查询检索和应用分析等操作处理的效率有着至关重要的影响。2.矢量数据结构：定义：利用点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。特征：定位明显，属性隐含。3.（P93）栅格数据结构： 定义：以规则阵列表示空间对象的数据结构称为栅格数据结构。 特征：属性明显，定位隐含。4.（P96）栅格单元值的选取方法： 中心点法：用位于栅格中心处的地物类型决定其取值。面积占优法：以展矩形区域面积最大的地物类型作为栅格单元的代码。重要性法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型作为相应的栅格单元代码。百分比法：根据矩形区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅格单元的取值。5.（P97）压缩栅格数据结构的种类 游程长度编码结构 四叉树数据结构 二维行程编码结构 第五章 1.（P114）数据库领域中最常用的四种数据模型：层次模型 网状模型 关系模型 面对对象模型2.（P115）地理信息系统的数据库（地理数据库或空间数据库）：是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合，是地理信息系统在计算机物理存储介质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。3.（P116）空间数据的基本特征空间特征 非结构化特征 空间关系特征 面对尺度与多态性 分类编码特征 海量数据特征4.（P118）论述矢量数据管理方法文件关系数据库混合管理全关系数据库管理对象关系数据库管理 第六章1.（P142）空间数据采集与处理的基本流程： 数据源的选择 采集方法的确定 数据的编辑与处理 数据质量控制与评价 数据入库2.（P163）数据重构主要包括数据结构的转换和数据格式转换。3.（P178）空间数据质量评价指标：完备性 逻辑一致性 时间准确度 专题准确度 位置准确度4.（P180）误差类型：几何误差 属性误差 时间误差 逻辑误差5.（P181）空间数据质量控制：是指在GIS建设和应用过程中，对可能引入误差的步骤和过程加以控制，对这些步骤和过程的一些指标和参数予以规定，对检查出的错误和误差进行修正，以达到提高系统数据质量和应用水平的目的。6.（P185）元数据：它是关于数据的数据。元数据的主要作用：帮助用户了解和分析数据 空间数据质量的控制 在数据集成中的应用 数据存贮和功能实现 第八章 GIS基本空间分析的概念，能应用举例1.（P209）叠置分析：将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生的一个新数据层面。（P212）应用举例2.（P217）缓冲区分析：是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。 （P220）应用举例3.窗口分析中的3个要素：中心点：在单个窗口中的中心点可能就是一个栅格点，或是分析窗口的最中间的栅格点，窗口分析运算后的数值赋予它。分析窗口大小与类型：依据的单个窗口中的栅格分布状况，如平滑运算的33矩形窗口、扇形窗口等。 运算方式：图层根据窗口分析类型运算，依据不同的运算方式获得新的图层，如DEM提取坡度。4.（P226）网络分析：是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的一种方法。 （P229）应用举例 第九章 1.（P236）数字高程模型（DEM）：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据常常采用绝对高程。2.（P237）数字地形分析（DAT）：是指在数字高程模型上进行地形基本属性计算和特征提取的数字信息处理技术。3.DEM内插方法：整体内插法、局部内插法和逐点内插法。4.（简答P242）数字地形分析包含哪几方面？基本因子分析：坡度、坡向、曲率、宏观地形因子地形特征分析：地形特征点提取、山脊线和山谷线提取流域分析：流域定义、流域提取可视性分析：判断两点之间可视性的算法、计算可视域的算法 梦醒地理信息系统应用课程复习大纲2 2011-05-16 10:44:00| 分类： 学习 | 标签： |字号大中小 订阅第一章：了解第二章：清楚ArcMap、ArcCatlog、ArcToolbox三个模块的主要功能ArcMap提供两种类型的操作界面：地理数据视图和地图版面视图。主要功能：可视化信息、用地理方式工作、显示关系、解决问题、创建更新数据、展示结果、开发制图功能ArcCatalog模块就仿佛是空间数据的一个资源管理器。主要功能：浏览地图及数据、数据探查 、查看、创建元数据、查找地图及数据、管理数据资源、在ArcMap和ArcToolbox中使用数据ArcToolBox的功能：数据管理、数据转换、Coverage 的处理、矢量分析、地理编码、统计分析第三章 矢量数据模型： 1、矢量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空间关系表达空间对象的几何位置。（网上定义）矢量数据模型的数据准备的两个基本步骤：用点及其x,y坐标来表示空间要素，如点、线、面 将几何对象及其空间关系组织成数字化数据文件，使得计算机可以访问、编译和处理2、拓扑关系的概念、主要类型及在实际中有什么应用? 地理实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在邻接、关联、包含等空间相互关系特征，由于描述这种关系时不需要考虑空间坐标和距离因素，所以又称为拓扑关系? 主要类型：关联（连接）、包含、邻接? ? 在实际中的应用：点点(学校和住宅接近吗？)，点线(码头在海岸线上吗？)，点面(肺癌病在区内分布)；线点(这条线路过镇上吗？)，线线(小路穿过河流吗？)，线面(河流在区域内吗？)； 面点(该邮政区包括学校吗？)，面线(该区域包括铁路吗？)，面面(区域彼此影响吗？区域重叠吗？)。3、多边形的存储数据中如何表达拓扑关系（要清楚表格的含义，例如：左、右多边形如何判别）在矢量存储中表达拓扑关系：书P47(下图) 4、清楚geodatabase格式数据与shapefile、cover数据根本上的不同：geodatabase格式数据可以用关系数据库管理系统同时管理和存储空间数据与属性数据。Shapefile是矢量数据格式，由三个文件组成：.shp、.shx，.dbfShape文件只能包含单一的要素类，要素属性是存储在dBase数据表中。Coverage:一种拓扑数据结构在Coverage 文件夹中，包含多个文件：要素几何数据文件、属性数据文件等。地理数据库（Geodatabase）是一种在关系数据库管理系统中存储点、线、面状矢量数据的一种格式。可以在GeoDB要素中存储拓扑关系。TIN：不规则三角网，将具有（X,Y,Z）坐标值且在空间分布上不规则的点连接成三角形，这些相邻的三角形形成一个网络用以表示现实世界中的某些特征。? 是一种矢量数据格式，但由于它不能表达单个要素所以是特殊的矢量格式。? TIN 用于表示一个表面，或者说是连续的数据，而不能表示离散的数据TIN 可以表示连续的表面，比如地形的不规则三角网.。放大显示表面时，可以看到这是由多个相邻的三角形网络构成的。第四章 矢量数据空间分析（重点） 1、概念：缓冲区分析、叠加分析、网络分析缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。网络分析是对地理网络，城市基础设施网络（如各种网线，电缆线，电力线，电话线，供水线，排水管道等）进行地理化和模型化，基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在联系、跨度等属性和性质来进行空间分析，通过满足必要的条件得到合理的结果。 2、缓冲区分析在实际中的作用：缓冲区建立有如下三种不同的方式： 1）以一个给定的距离建立缓冲区 2）以分析对象的属性值作为权值建立缓冲 3）建立一个给定环个数和间距的分级缓冲区如：城市的噪音污染源所影响的一定空间范围、交通线两侧所划定的绿化带，即可分别描述为点的缓冲区与线的缓冲带。而多边形面域的缓冲带有外缓冲区与内缓冲区之分。 3、熟悉叠置分析的6种不同的叠置方法，（1.3.5是需要重点掌握）1）图层擦除（Erase） 2）识别叠加（Identity） 3）交集操作（Intersect）4）均匀差值（Symmetrical difference） 5）图层合并（Union） 6）修正更新（Update） 1）图层擦除（Erase）图层擦除是指输入图层根据擦除图层的范围大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到剩余的输入图层的结果。从数学的空间逻辑运算的角度来说，即（即 且 ，A为输入图层，B为擦除层） 3）交集操作（Intersect）交集操作是得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属性将同时在得到的新的图层上显示出来。在数学运算上表现如: （A,B分别是进行交集的两个图层）。 5）图层合并（Union）图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学角度来表示就是： （A,B分别是进行交集的两个图层）。 4、网络的基本组成要素：一般网络的组成和ArcGIS中网络的组成一般网络的组成包括以下几个部分? 线状要素： 网络中流动的管线，包括有形物体和无形物体两种，其状态属性包括阻力和需求? 点状要素： 包括有障碍，拐角点，中心，站点，ArcGIS中网络的组成 在ArcGIS网络分析中涉及的网络是由一系列要素类别组成的，可以度量并能图形表达的网络，又称之为几何网络。图形的特征可以在网络上表现出来，同时也可以在同一个网络中表示出如运输线、闸门、保险丝与变压器等不同性质的数据。一个几何网络包含了线段与交点的连结信息且定义出部分规则，如：哪一个类别的线段可以连至某一特定类别的交点，或某两个类别的线段必须连至哪一个类别的交点。5、一般网络分析的基本功能网络分析的基本功能是基于几何网络的特征和属性，利用距离、权重和规划条件来进行分析得到结果并且应用在实际中，它主要包括： 路径分析 、地址匹配 、资源分配第五章 栅格数据及其分析（重点） 1、栅格数据结构的概念? 栅格数据是用规则格网来描述与每一个格网单元位置相对应的空间现象特征的位置和取值。 2、坡度、坡向的含义（坡度更重要）地表面任一点的坡度（Slope）是指过该点的切平面与水平地面的夹。坡度表示了地表面在该点的倾斜程度。坡向：指地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角。 3、邻域统计、重分类、分区运算的原理邻域统计? 邻域统计以待计算栅格为中心，向其周围扩展一定范围，对这些扩展栅格数据进行统计函数运算，从而得到此栅格邻域范围内的数据统计值。? 邻域统计通过窗口分析获得指定邻域的数据统计信息。如右图红色线范围就是一个3X3邻域统计分析窗口。 重分类? 基于原有数值，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。? 根据用户需要的不同，重分类一般包括四种基本分类形式：? 数值更新（用一组新值取代原来值）? 类别合并（将原值重新组合分类）? 同标准分类（以一种分类体系对原始值进行分类）? 特定值重分类（为指定值设置空值）分区运算? 用于处理相同值或相似要素的象元分组。这些组称为分区。? 分区可以是连续的或不连续的。其中，连续分区包含的像元是空间上相连的，而非连续分区包含像元的分隔区。 4、直线距离分析、成本距离加权的原理、区域分配（重点）直线距离分析：直线距离功能计算了每个栅格与最近源之间的欧氏距离，并按距离远近分级。区域分配（临近分配）：依据最近距离将所有栅格单元分配给离其最近的源，并通过分配函数给其赋予源的值。 成本距离加权：依据每个格网点到最近源的成本，计算从每个格网点到其最近源的累加通行成本。这里成本的意义非常广泛，它可以是金钱、时间或偏好。通过成本距离加权功能可以计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累加成本。直线距离功能就是成本距离加权功能的一个特例，在直线距离功能中成本就是距离。同时生成另外两个相关输出：基于成本的方向数据和分配数据。5.6 实例演示：1. 学校选址? 要求 (1) 新学校选址需注意如下几点：1） 新学校应位于地势较平坦处； 2） 新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域； 3） 新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好； 4） 新学校应避开现有学校，合理分布。(2) 各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。(3)最后必须给出适合新建学校的适宜地区图，并对其简要进行分析。数据 ：(1) Landuse（土地利用图） (2) dem（地面高程图） (3) rec_sites（娱乐场所分布图） (4) school（现有学校分布图） 5.6 实例演示：2. 最佳路径? 要求 (1) 新建路径成本较少； (2) 新建路径为较短路径； (3) 新建路径的选择应该避开主干河流，以减少成本； (4) 新建路径的成本数据主要考虑坡度成本与河流成本， 两者等权重 (5) 最后提交寻找到的最短路径路线图? 数据? (1) river（河流数据）? (2) dem（地面高程图）? (3) startPot（路径源点数据）? (4) endPot（路径终点数据） 第六章 空间数据编辑 1、几何要素的拓扑错误中未及、过伸、悬挂节点分别是什么样的错误 过伸 (左)、未及 (右)，两种错误都会产生悬挂节点(dangling node) 2、用拓扑规则编辑和用地图拓扑编辑在方法上有何区别用地图拓扑（Map Topology）编辑? 地图拓扑 要素组成部分之间拓扑关系的临时集合? 这些要素组成部分被认为是重合一致的；例如，土地利用图层和土壤图层的外部轮廓重合? 集聚容差 能接合线和端点，当它们之间的距离在指定容差范围内时用拓扑规则编辑? Geodatabase 数据模型总共有25种拓扑规则，这些拓扑规则适用于点、线和面要素。这些规则用来检查数据是否存在拓扑错误? 三个基本步骤? 创建新的拓扑 定义规则和集聚容差? 拓扑关系验证 按照规则检查错误，根据容差接合线? 修正错误 根据错误修正数据第七章 属性数据的输入与管理 1、栅格数据的属性数据与矢量数据的属性数据有何不同 ？ (根据笔记总结)答：栅格数据的属性数据是通过规则的格网来覆盖空间，以连续空间数据为主，以域为基础来描述。矢量数据的属性数据是以离散空间数据为主，以对象（点线面）为基础来描述。第八章 地图投影与坐标系统 1、大地基准面与大地水准面的区别大地水准面：? 与地球自然表面非常接近的规则曲面? 一个与静止海平面相重合的水准面，假想以这个水准面作为基准面向大陆延伸，并穿过陆地、岛屿，最终形成的一个封闭曲面? 由于地球内部质量不均匀，各点的重力线并非恒指向地心，实际上是一个起伏不平的重力等位面，即地球物理表面大地基准面? 在椭球体基础上建立，利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近? 其定义包括：大地原点、椭球参数、椭球与地球在原点的分离? 椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面 2、地图投影的参数含义? 标准线 投影面与参考椭球的切线或割线? 标准纬线 沿纬线方向的标准线? 标准经线 沿经线方向的标准线? 标准线与参考椭球相同，在投影过程中没有投影变形? 主比例尺（ 普通比例尺、标准比例尺 ）? 在地图投影中确定地球椭球缩小的比率。? 在投影计算中应用主比例尺，在小比例尺地图上所注出的比例尺即主比例尺。? 由于地图投影必然产生变形，因此主比例尺仅适用与地图投影的标准线? 局部比例尺? 标准线外其他部分的比例尺，往往大于或小于主比例尺3、高斯-克吕格的投影方法（横切等角椭圆柱）? 也可称之为横轴等角墨卡托投影? 以经差6度或3度为一带投影到椭圆柱面上，然后展开成平面的。? 变形小，我国1:5000到1:50万比例尺地形图均采用此投影 第九章 数据探查 1、矢量数据查询中的属性数据查询：SQL语言的语法要清楚、布尔逻辑运算的文氏图要能理解SQL（结构化查询语言）? 专为数据库设计的数据处理语言? SQL的基本语法为： Select From Where Select表示从数据库中选择字段From表示从数据库中选择表格Where指定用于数据查询的条件或指标 例如，需要查询“P101”地块的销售日期，SQL命令如下： Select Parcel.Sale_date 从“Sale_date”记录的数据中查询 From Parcel 从“parcel”关系表中查询 Where Parcel.PIN = P101 查询的关键词为“P101”查询表达式（布尔逻辑运算的文氏图）? 又称为where条件语句，由布尔表达式和连接符组成? 布尔表达式是操作数和 + 、 、 、 等运算符的计算式? 布尔连接符包括AND、OR、XOR、NOT? 例：POPULATION = 24563 AND AREA 2000 2、基于空间关系的查询的原理？? 针对关系数据库进行工作的，关系数据库由许多独立而又相互关联的表格所组成。? 可以在表中选择一个数据子集，而且还从其他表格中选择与该子集相关的记录。? 对于两个或多个表格的数据查询，可以选择join（合并）或relate（关联）来完成查询。第十章 数据显示和制图 了解第十一章 地形制图与分析（重点）1、 DEM和TIN的区别？网上答案：数字高程模型（DEM），是以高程值为属性的模型。将高程属性推广到其它属性如温度、植被密度、土壤属性等等，便得到数字地面模型（DTM），可以说，凡是与地理空间位置有关的分布现象都可以用DTM来表达，DEM只是其中的一种。 DEM常用的具体建模方法有三种：TIN、GRID和等值线（Isoline）。其中，我们将GRID（以高程为属性）称为格网DEM。平时我们常说的DEM就是专指格网DEM，也即以高程为属性的GRID模型。 而TIN是用矢量来表示高程。书上答案：268页2、 视域分析的概念、原理及方法、影响视域分析的参数视域 从一个或多个观察点可以看见的地表范围；提取视域的过程称为视域分析或可视性分析? 视域分析的两个输入数据集? 含一个或多个观察点的点图层（如果用线图层，那观察点就是组成线要素的点（起始点和节点）? DEM或TIN，用于表示地表面? 视域分析的基础是视线操作? 视线是连接观察点和观察目标的线? 若观察范围内有目标或地表高于视线，则观察目标对于观察点不可视创建视域的步骤? 首先，在观察点和目标位置之间创建视线? 第二，沿视线生成一系列中间点（高程栅格的格网线与视线的交叉点）? 第三，插值获得中间点的高程? 最后，通过算法检查中间点的高程，并判断目标是否可视? 重复上述操作，将高程栅格的每个单元作为目标，结果为一个将各单元分别归为可视或不可视的栅格视域分析的参数? 观察点 位置影响结果? 观察方位角 观察的水平角度? 观察半径 生成可视范围的搜索距离? 垂直观察角度 -90到90? 树高 当视域分析在林区中进行时需要考虑3、 流域的概念、流域分析的原理、流域分析的内容及流程（重点）? 流域 具有共同出水口的地表水所流经的集水区域；常用于自然资源管理与规划的水文单元? 流域分析 用DEM和栅格数据运算来勾绘流域并提取河网等地形要素流域分析的内容11.3.1 已填洼DEM：? 不存在有小洼地的DEM? 小洼地 一个或多个栅格单元被周围较高海拔的栅格单元所围绕，因而代表一个内排水区域? 有些小洼地是真实地形? 大部分小洼地是DEM生成过程中的数据错误11.3.2 流向? 流向栅格 显示水流离开每一个已填洼栅格高程单元时的方向? 八方向法 确定流向的方法之一? 赋予一个像元的流向指向周边8个像元中的一个像元，该像元的距离权重坡度最大? 局限是不允许水流分散到多个像元 八方向法 优点：在边界明显的峡谷地区能获得较好的结果 缺点：无法充分表示凸地和山脊线处的分流11.3.3 流量累积? 基于流向栅格，流量累积栅格对每个像元列出流经它的像元数。 ? 图11.8中，图(a)为已填洼高程栅格，图(b