地理信息系统导论考试资料复习归纳.doc

数据与信息 两者在词义上的差别：数据是信息的表达，信息则是数据的内容； 数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；信息是当代社会发展的一项重要任务地理信息 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； 地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。地理信息系统(简称GIS)GIS是管理和分析空间数据的应用工程技术，是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。GIS的操作对象是空间数据,空间数据的主要特点是按统一的地理坐标编码，并实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述。空间数据的特征：空间、属性、时间。第二章 地理信息系统的数据结构:矢量、栅格。我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。空间实体的表达方法：矢量表示法（矢量数据模型）和栅格表示法（栅格数据模型）空间对象的三大基本特征：空间、属性和时间特征。空间数据的计算机表示：指通过利用确定的数据结构和数据模型来表达空间对象的空间位置、拓扑关系和属性信息。 矢量数据结构：是利用欧几里得几何学中的点、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。拓扑数据结构最重要的技术特征和贡献是：具有拓扑编辑功能，包括多边形连接编辑和结点连接编辑矢量数据结构的特点：定位明显，属性隐含。栅格数据结构:栅格数据结构指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式；特点：定位隐含，属性明显。w 四叉树原理： 是根据栅格数据二维空间分布的特点，将空间区域按照4个象限进行递归分割（2n2 n，且n1），直到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树。矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？如果将矢量方法表示的线状地物也用元子空间充填表达的话，就能将矢量和栅格的概念辨证统一起来，进而发展矢量栅格一体化的数据结构。假设在对一个线状目标数字化采集时，恰好在路径所经过的栅格内部获得了取样点，这样的取样数据就具有矢量和栅格双重性质。一方面，它保留了矢量的全部性质，以目标为单元直接聚集所有的位置信息，并能建立拓扑关系；另一方面，它建立了栅格与地物的关系，即路径上的任一点都直接与目标建立了联系。因此可采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的表达方法作为一体化数据结构的基础无论是点状地物、线状地物、还是面状地物均采用面向目标的描述方法，因而它可以完全保持矢量的特性，而元子空间充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（图2-4-2）。从原理上说，这是一种以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构。拓扑关系：图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。分类：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。它们在GIS的数据处理、空间分析以及数据库的查询与检索中，具有重要的意义。第三章 空间数据的处理空间数据的坐标转换：几何纠正，投影转换。数据变换实质：几何纠正和投影转换。几何纠正的方法：仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换空间数据结构的转换：矢量-栅格：基于弧段数据的栅格化方法；基于多边形数据的栅格化方法。栅格-矢量：基于图像数据的矢量化方法；基于再生栅格数据的矢量化方法。空间数据的综合 空间数据的综合是针对存贮在GIS数据库中的数据因属性数据的重新分类而进行的操作； 空间数据的综合内容包括相同属性的删除和相同属性公共边界线的删除等。空间数据的内插方法：w 点的内插 点的内插是研究具有连续变化特征现象（如地形、气温、气压等）的数值内插方法； 点的内插方法可以采用： 移动拟合法； 局部函数法； 克里格（Kriging）内插法。w 区域的内插 区域的内插是研究根据一组分区的已知数据来推求同一地区另一组分区未知数据的内插方法； 区域的内插方法可以采用： 叠置法； 比重法。内插法举例：数据设置参数插值结果三维显示。第四章 GIS空间数据库w 空间数据库的概念：GIS存储空间和属性数据的数据库。w 空间数据库的设计n 设计过程；n 数据模型设计；n 原则、步骤和技术方法。数据库的特点：复杂性、多样性、数据量大。数据库是如何组织数据的？数据模型数据库的设计模型：（空间数据模型）w 层次数据模型w 网状数据模型w 关系数据模型w 语义数据模型：E-R模型。w 面向对象的数据模型：面向对象的基本概念：对象、类；继承；重载；概括与聚集。时空一体化数据模型n 时间片快照模型；n 底图叠加模型；n 时空合成模型；n 全信息对象模型。第五章 空间分析的原理和方法空间分析的概念 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。空间分析的一般分类 产生式分析(product mode) ； 咨询式分析(query mode) 。数字地面模型分析：w 地形因子的自动提取w 地表形态的自动分类w 地学剖面的绘制和分析空间叠合分析的概念 空间叠合分析是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系； 空间叠合分析根据叠合对象图形特征的不同，分为点与多边形的叠合、线与多边形的叠合和多边形与多边形的叠合三种类型。w 多边形与多边形的叠合分析 多边形与多边形的叠合分析是指将两个不同图层的多边形要素相叠合，产生输出层的新多边形要素，用以解决地理变量的多准则分析、区域多重图幅要素更新、相邻图幅拼接和区域信息提取等；w 空间叠合分析的方法 基于矢量数据的叠合分析； 基于栅格数据的叠合分析；第六章 地理信息系统的应用模型GIS应用模型的分类理论模型；经验模型；混合模型。GIS应用模型的构建 GIS环境内的模型构建； GIS外部的模型构建； 混合型的模型构建。w 模型的一般形式w 模型的应用实例