资源与环境地理信息系统.doc

资源与环境 地理信息系统 复 习 资 料 之 名 词 解 释3S：以遥感（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical Information System GIS）和全球定位系统（Global Positioning SystemGPS）为主的、与地理空间信息有关的科学技术领域 信息：信息是用文字、数字、符号、语言、图形、图像、声音等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，向人们提供关于现实世界新的事实知识。数据：是未加工的原始资料，是信息的表达， 是客观对象的表示。地理信息系统：是在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。大地水准面：设想当海洋处于静止平衡状态时(即没有波浪、潮汐、水流和大气庄变化等引起的扰动)，把71%海平面（假设静止不动）延伸到大陆内部的水准面。大地体：由大地水准面所包围的整个形体称为大地体。地球椭球：是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆绕轴旋转而成的旋转体。定位：定中心.即质心与中心是否重合定向：地球自转轴与短轴平行或重合参考椭球：一个形状、大小，和定位、定向都已经确定的地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建成 。参考椭球不是惟一的，有多个。地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影高斯-克吕格投影：假定一个椭圆柱面横切在椭球的一条子午线（中央经线）上，椭圆柱的中心通过地球椭球的中心，然后按等角条件将中央经线两侧一定正负经差范围内的区域投影到椭圆柱面上，再将圆柱面展平而得到的投影。是等角横切圆柱投影投影条件:1）投影后没有角度变形2）轴子午线是一条直线,并且是投影点的对称轴 3）轴子午线的投影没有长度变形 特点：1.等角2.轴子午线投影为一条直线 3.轴子午线的投影无长度变形 4.不是透视投影1、3投影带：3投影带是从东经 130算起，每3投影一次，全球共分为120个投影带，向东依次编号。我国位于三度带的第24带至第45带之间。设n为三度带的代号，则中央子午线的经度：L。=3n2、6投影带从东经0算起，每6投影一次，全球共分60个投影带，编号从0开始，自西向东，从1至60，我国位于13至23带之间。赤道长度变形不大于0.14%，面积最大变形不大于0.27%。 中央经线经度：L。=6n-3 换带计算：利用高斯投影公式进行换带计算，分两步进行：第一步，先把某点的一带平面坐标（x1、y1）利用投影反算公式计算为大地坐标（B、L）；第二步，在由大地坐标（B、L）利用投影正算公式计算为另一带的平面坐标（x2、y2）。即：（x1，y1）（B,L）（x2,y2）比例尺代码：比例尺1：5000001：2500001：1000001：500001：250001：100001：5000代码BCDEFGH真子午线与真方位角：通过地面上一点指向地球南北极的方向线称为真子午线，与真子午线的方位角称为真方位角。磁子午线与磁方位角：磁针静止时所指的方向线称为磁子午线，与磁子午线的方位角称为磁方位角。纵坐标轴与坐标方位角：与中央子午线平行的纵线称为纵坐标轴，与纵坐标轴的方位角称为坐标方位角。磁偏角：过某点的真子午线与磁子午线方向间的夹角。用 表示。磁子午线在真子午线以东为东偏，且为正，否则为负。我国东部西偏，西部东偏。子午线收敛角：坐标纵线（中央子午线）与真子午线方向的夹角称为子午线收敛角。坐标纵线偏于真子午线以东称为东偏，且为正。磁坐偏角：以坐标纵线为准，与磁子午线的夹角。 空间实际模型:指在研究区（项目所相关的空间区域）内与某领域有关的实际存在的物质世界，它包含所有能够被人们直接和不能直接观察到的各种有关信息。空间数据模型:对有关真实世界的一种抽象表达，可称为概念模型。 空间数据结构：把概念模型转变为计算机系统所能接受的数据结构和逻辑关系拓扑关系概念：是明确定义空间关系的一种数学方法。在GIS中，用来描述并确定空间的点线面之间的关系及属性，并可实现相关的查询和检索。拓扑关系特点：1）独立于坐标系统的几何关系2）不随几何实体平移 旋转 缩放而变化游程（行程）编码 ：游程：以行为单位，将栅格数据矩阵中属性相同的连续栅格视为一游程。分为游程终止编码和游程长度编码：编码方式：(gk，lk) gk栅格属性值 lk 游程终止列号或长度 K=1,2,3,4.m(mn)优点：数据压缩率高，易于实现叠置，检索运算。缺点：只考虑水平分解元素之间相关性而未考虑垂直分解元素之间相关性，又称一维游程编码。四叉树编码：把一幅图像或一幅栅格地图等分成4部分，逐块检查其栅格值，若每个子区都含有相同值，则该子区不再往下分割，否则将该区域再分割4个子区域，如此递归分割直到每个子块都含有相同的灰度或属性为止。缺点：所占空间比较大，不仅要记录每个结点，还要记录一个前趋结点和四个后继点，以及反映结点之间联系，对栅格数据进行运算时，还要作遍历树结点的运算，增加操作复杂性。基于十进制的线性四叉树编码：编码：将二进制的行列号按位交错排列，可得到四叉树叶结点的二进制地址码，进而将二进制码转成十进制码，得到四叉树编码。特点：比四进制节省储存空间，且前后两个MD码之间差代表了叶结点的大小，还可进一步利用游程编码对数据进行压缩。优点：具有可变分辨率，能精确表示图形的细节部分，编码效率高；具有区域性质，适合于图形图像的分析运算；便于岛的分析。高程矩阵模型（DEM）概念：DTM中的地形属性为高程时，称为数字化高程模型（DEM）。假定把一个有规则的格点网铺放在地面上，除了记录平面位置外，还记录高程数据。由此可产生一高程矩阵来描述地形变化。矩阵元素反应出各抽样点的高程，而平面位置暗含于各元素的位置中。在计算机实现中是一个二维数组。阴影表达法：利用人们对物体阴阳面反差的视觉感应会产生立体的视觉映射。太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似看作竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。太阳高度角：从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。两种数据结构的比较：矢量数据缺点： 1.数据结构复杂2.矢量叠置较为复杂3.数学模拟比较困难4.技术复杂，对软硬件要求高优点：1.表示地理数据的精度较高2.数据结构严谨，数据量小3.完整的描述空间拓扑关系4.图形输出精确美观5.图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现6.面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息栅 格 数 据优点： 1.数据结构简单2.空间数据的叠置和组合方便3.各类空间分析很易于进行4.数学模拟方便缺点： 1.图形数据量大2.降低分辨率，精度和信息量受损3.地图输出不美观4.难以建立网络连接关系5.投影变换比较费时矢量数据转栅格数据结构变换确定栅格元素的大小，即分辨率。如地形起伏大应用高分辨率了解矢量数据和栅格数据的坐标。如矢量数据的坐标是直角坐标系，原点在图的左下方，栅格数据坐标是行列坐标，原点在图左上方，转换时，一般使直角坐标系的x,y轴与栅格数据行列平行转换公式：X=(Xmax-Xmin) / J Y=(ymax-ymin) / I 其中：xmax xmin ymax ymin 表示矢量坐标中x,y的最大值，最小值。I,J表示栅格的行数和列数 xy表示每个栅格单元的边长空间数据查询：就是依靠数据库所储存的空间与属性信息来回答现实世界中一些应用问题。 叠加分析：将同一空间上多个图层的不同含义的地理要素的重合点之间进行分析处理。矢量图层叠加：矢量图层之间的叠加生成新的图层分两步：图层叠加后求交、拓扑生成和属性处理点与多边形叠加（Point-in-polygon overlay） 通过坐标计算点层中的矢量点与面层中的多边形的包含关系，确定每个多边形内有多少个点，同时将多边形的属性连接到点上。线与多边形叠加（Line-in-polygon overlay）通过计算比较线上坐标与多边形弧段坐标的关系，判断线是否落在多边形内。通常是计算线与多边形的交点，只要相交则产生一个结点，将原线分成一条条弧段；并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。并产生一个新图层每条线被它穿过的多边形分成新弧段的图层。多边形的叠加Polygon-on-polygon overlay）两个或多个面状图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作。先对两个或多个不同图层多边形的弧段求交，然后拓扑生成新的多边形图层，新图层综合了原来两层或多层的属性。邻域分析：邻域分析操作是对于目标点规定的邻域范围内的变量建立函数进行特征化来表达目标的特征或某范围内的属性，对该范围内的目标进行统计，以其统计的总值、平均数、或中值、标准差或方差等为该范围的属性值。泰森多边形定义：设平面有n个互不重叠的离散数据点，则其中任意一个离散数据点Pi都有一个临近范围Bi，在Bi中的任一点同Pi点间的距离都小于它们同其它离散数据点间的距离，其中Bi是一个不规则多边形，称为泰森多边形 。缓冲区分析：基于点、线、面等地理空间目标，按指定条件，在其周围建立一定空间区域作为分析对象，该区域称为缓冲区。网络分析操作：网络由一组线状要素（一系列联结的弧段）相互联结组成的，是物质、信息流通的通道，非计算机网络。1） 查找路径：最短路径或最佳路径，动态最佳路径分析。最短路径：确定起点、终点和要经过的中间点、中间连线，求最短路径或最佳路径。动态最佳路径：实际网络中权值是随权值关系式变化的，可能还会临时出现一些障碍点，需要动态计算最佳路径。2）选择最佳位：置选择最佳位置，确定最佳服务范围3）爆管分析如何求最短路径？迪杰斯特拉算法（Dijkstra）按路径长度递增的次序求最短路径。假设从源出发求到达其它顶点的最短路径