总结地理信息系统.doc

地理信息系统重点第一章 绪论：1. 基本概念地理数据：地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图形和图象等的总称，包括空间数据、属性数据及时态数据三部分（地理特征和现象的间关系的数据化表示）地理信息：地理信息是对表达地理特征和现象之间地理数据的解释，是地理数据的意义和内容地理信息系统（GIS）：是在计算机软硬件系统的支持下，对有关地理分布数据具有采集，储存，管理，运算，分析，显示和描述的技术系统2. 如何理解GIS？1：GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 2：操作对象是空间数据，即点线面体这类有三维实体和地理现象 3：GIS技术的优点在于它对数据的综合，模拟与分析能力 4：GIS与测绘学和地理学密切相关3. GIS由哪几部分组成：软件系统，硬件系统，空间数据，应用人员和应用模型4. GIS的主要功能:数据采集，数据编辑与处理，数据储存，组织和管理,空间查询与分析，数据的输出5. GIS在信息系统中的地位与分类GIS属于信息系统的一类，它主要是争对地理而言，它能运作和处理地理数据。其数据有空间位置和属性上的。地理信息系统分为：基础地理信息系统、专业应用的地理信息系统、专项应用的地理信息系统第二章 地学基础：1. 基本概念：地球椭球：近似表示地球的形状和大小，并且其表面为等位面的旋转椭球，其大小和形状常用长短半径a,b和扁率表示。大地体：大地水准面包围的形体是一个水准椭球，成为大地体。地图投影：按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立地面点位的地理坐标与地图上相对应的平面直角坐标之间一一对应的函数关系。高斯-克吕格投影：横轴切圆柱等角投影，适合于幅员广大的国家或地区，按经线分带进行投影，长度变形较大，面积变形较大。横轴墨卡托投影（UTM）：横轴割圆柱等角投影，也采用在地球表面按经度每6分带。2. 地图投影的概念:为了解决曲面到平面的矛盾，利用一种方法，建立球面和平面上两点集之间一一对应的映射关系，把球面变成平面3. 地图投影实质:建立球面（地理坐标）和平面（平面直角坐标）上两点集之间一一对应的映射关系4. 地图投影变形:长度变形，面积变形，角度变形5. 地图投影方式的种类:分为几何投影和非几何投影（43页）6. 常用的地图投影方法有哪些？有何特点？几何透视法是利用透视的关系，将地球体面上的点投影到投影面（借助的几何面）上的一种方法。的关系，将地球体面上的点投影到投影面（借助的几何面）上的一种方法。如假设地球按比例缩小成一个透明的地球仪般的球体，在其如假设地球按比例缩小成一个透明的地球仪般的球体，在其球心或球面、球外安置一个光源，将球面上的经纬线投影到球外的一个投影平面上，即将球面经纬线转换成了平面上的经纬线。数学解析法是在球面与投影面之间建立点与点的函数关系，通过数学的方法确定经纬线交点位置的一种投影方法。7. 地球表面、大地水准面及地球椭球体面之间的关系是什么？地球模型：地球表面水准面包围的球体大地水准面地球椭球体面第三章 空间数据模型：1. 基本概念：地理实体：占据一定空间的地物或现象，基本的地理实体通常分为点状实体、线状实体、面状实体和体状实体对象模型：将研究区域看成一个空域，地理实体和现象作为独立的对象分布在该空域中，强调的是单个地理实体和现象，把地理现象当成空间要素和空间实体场模型：把地理空间现象作为连续的变量或体来看网络模型：也是把地理空间现象作为连续的变量或体来看，不同在于考虑了路径相互间连通情况（上面三者属于概念模型）拓扑关系：描述实体间相邻，连通，包含和相交等关系，其意义是在图形保持连续性状态下变形而图形关系不发生变形的性质矢量数据模型：以矢量方式组织数据、适合用于对象模型抽象的地理空间对象栅格数据模型：以栅格形式组织，比较适合用于场模型抽象表达的的空间对象镶嵌数据模型：采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然不规则的地理单元TIN：不规则镶嵌数据模型，即不规则的小面块集合来逼近自然不规则的地理单元2. 理解空间数据的三个基本特征:空间 时间 和属性3. 实体的空间类型:点 线 面4. 实体的空间关系有哪几种类型？主要的拓扑关系有哪几种？ 拓扑关系、顺序关系、度量关系。拓扑包含邻接关系，关联关系包含关系和连通关系5. 栅格数据模型的特点？ 属性明显，定位隐含，地理要素比较直观，易于叠加操作，但对于一些变换运算不方便第四章 空间数据结构：1. GIS中基本数据结构有哪些？如何理解？GIS数据结构分为矢量数据结构和栅格数据结构，其中矢量数据结构包括实体数据结构，和拓扑数据结果（拓扑数据结构分为索引式结构和双重独立编码和链式双重独立编码结构）2. 总结矢量数据和栅格数据在结构表达方面的特色。栅格数据结果特点：（1）用离散的栅格表达地理要素比较直观；（2）容易实现多层数据的叠合操作；（3）便于与遥感及扫描输入数据相匹配使用。（4）属性明显，定位隐含 但对于一些变换，运算不方便矢量数据结构特点（1） 属性隐含，定位明显（2） 数据按照点、线或多边形为单元进行组织，结构简单、直观、易实现以实体为单 位的运算和显示（3） 独立存储方式造成相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，出现数据冗余和细碎多边形。3. 理解几种矢量数据编码方式（实体式、索引式、双重独立式、链状双重独立式）的特点，其中拓扑数据模型与非拓扑数据模型有何优缺点？实体式：优点：编码容易，数字化简单，编排直观。缺点：公共边数字化两边，造成数据冗余，缺少拓扑关系且没能建立和外界多边形的联系4. 理解栅格代码确定的几种方法？栅格单元的确定主要是参数的确定和单元值的确定参数的确定主要在于栅格形状，大小，原点，倾角的确定单元值的确定方法有：中心点发，面积占优法，重要性法和百分比法5. 理解栅格数据压缩编码的几种方式（直接编码、行程编码、链式编码）。 P97页6. 栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征？栅格数据结果特点：（1）用离散的栅格表达地理要素比较直观；（2）容易实现多层数据的叠合操作；（3）便于与遥感及扫描输入数据相匹配使用。（4）属性明显，定位隐含 但对于一些变换，运算不方便矢量数据结构特点（4） 属性隐含，定位明显（5） 数据按照点、线或多边形为单元进行组织，结构简单、直观、易实现以实体为单 位的运算和显示（6） 独立存储方式造成相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，出现数据冗余和细碎多边形。7. 什么是矢量化、栅格化：从栅格数据转化到栅格数据叫矢量化，反之为栅格化第五章 空间数据组织与管理1. 基本概念： 空间数据库：是地理信息系统中用来储存和管理数据的场所其特点：数据量大，包含地理要素的属性数据和空间数据，数据应用广泛空间数据引擎：简称SDE，是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE空间索引:指依据空间对象的位置和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，其中包括空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。2. 矢量数据的管理方式：文件-关系管理，全关系管理，对象关系管理3. 栅格数据的管理方式：文件管理，文件数据库管理，关系数据库管理4. 什么是数据组织中的纵向分层和横向分幅？纵向分层：根据地图的某些特征，把空间数据分为若干个专题层，将不同类不同级的图元要素进行分层存放，每一层存放一种专题或一类信息。横向分幅：分块组织是将某一区域的空间信息按照某种分块方式，分割成多个数据块；将一幅地图划分为多个图幅，以文件或表的形式存放在不同的目录或数据库中。分块的方式主要有：标准经纬度分块，矩形分块，任意区域多边形分块。第六章 空间数据的采集与处理：1. 空间元数据的概念与作用？ 空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。（描述数据的数据）作用有对空间数据进行推理，分析和管理及总结的能力2. 地图数字化的方法有哪几种？ 手工数字化：手工键盘输入矢量数据：就是把点、线、面实体的位置坐标值，通过键盘输入到数据文件或程序中。坐标值可以通过地图的坐标网来读取。这种方法简单，不用任何特殊设备，但输入效率低，需要做十分繁琐的坐标取点或编码工作手扶跟踪数字化仪数字化：使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的X，Y坐标值，获取矢量式地图数据。扫描数字化：使用扫描仪对地图沿X或Y方向进行连续扫描，获取二维矩阵的象元要素，形成栅格图像数据结构，然后利用数字化软件对栅格图像数据进行数字化。利用数字化软件对栅格地图中的线型要素数字化，有全自动跟踪地图数字化和交互式跟踪地图数字化两种方式。第七章 空间数据查询与空间度量：1. 理解空间数据查询的类型与查询内容？空间数据查询的概念：从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理现象空间数据查询的分类1：直接复原数据库中的数据信息来处理一些简单的问题2：通过逻辑运算条件完成一定约束条件的查询3：根据数据库现有模型，进行有机的组合构造出符合模型，模拟，预测一些现象空间数据查询的内容对象的属性，空间位置，空间分布，几何特征，一起其他空间对象的空间关系查询的方式：属性查图形，图形查属性属性查询：简单的属性查询和基于SQL命令的查询图形查询：点查询，矩形和圆查询，多边形查询2. 说明拓扑关系查询在地学分析中的意义？拓扑关系查询有邻接关系查询：例如查找与公园邻接的闲置空地，或者与洪水泛滥区域相邻的居民区等等。包含关系查询：例如某一区域内商业网点的分布等关联关系查询：例如查询某一给定的排水网络所经过的土地的利用类型，先得到与排水网络相关联的土地图斑，然后可以利用图形查询得到各个土地图斑的属性。缓冲区查询：根据数据库中点，线，面地理实体，自动建立其周围一定宽度的范围以内的缓冲区多边形，来表示特定的地理实体对领域范围的影响范围第8章 8.1矢量数据分析：1. 什么是缓冲区分析？缓冲区分析有哪些用途？根据数据库中点、线、面实体，自动建立起周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形，通常用于确定地理空间目标的一种影响范围或服务范围。缓冲区的作用是为了解决速度不匹配的问题，由于速度不匹配的问题，而引人缓冲区，可大大提高计算机的运行速度2. 什么是地图叠加？地图叠加的类型有哪些？地图叠加的方法主要有哪几种？ 地图叠加是为了得到不同地图的要素，把不同地图叠加在一起类型有矢量地图的叠加和栅格地图的叠加地图叠加的方法1、联合（UNION）;特点：布尔运算使用关键字OR，即将两幅地图的区域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2、相交（INTERSECT）：布尔运算使用AND关键字，仅仅保留输入地图与叠加地图共同区域范围的那些要素。3、层叠加（IDENTITY）：仅仅保留落在由输入地图定义的区域范围内的地图要素。其运算是：(输入地图)AND（叠加地图）OR（输入地图）8.2栅格数据分析：1. 栅格数据分析有哪些类型？他们的特点？空间聚类、空间聚合、叠置分析等内容逐点运算，领域运算，区域运算，广域运算2. 理解栅格数据分析的距离量算？根据栅格数据去度量两个实体的远近或亲疏程度，主要包括匀质和非匀质空间距离量算3. 试分析栅格数据在GIS空间分析中的优点与局限性。易处理，简单有效，不存在破碎多边形问题，但是对于空间拓扑关、关系分析不好8.3网络分析：1. 网络分析的概念？网络分析是通过计算机模拟，分析网络的状态以及资源在网络上的流动和分配等2. 理解网络分析的路径分析、定位、资源分配与地址选址等？最短路径必考8.4地形分析：1. DTM、DEM、DTA的概念？DTM为数字地面模型，在数字高程模型上增加了属性要素，其中数字高程模型为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，DTA称为数字地形分析，指在数字高程模型基础上进行属性计算和特征提取的数字信息提取处理技术2. 数字高程模型的表示方法有哪些？各自的特点？ 掌握DEM数据的建立 P237DEM的生成 人工网格法、三角网法、立体像对法 、 等值线插法 四种方法。3. 理解常见的几种基于DEM的可视化分析（剖面分析、通视