地理信息系统复习总结.docVIP

第一章1什么是地理信息？（1） 概念：是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。2什么是地理信息系统？（1） 概念：不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的，课本上是这样来说明的：是在计算机软、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，是一种特定的十分重要的空间信息系统。（2） 组成：计算机硬件系统、计算机软件系统、网络、空间数据、管理与应用人员。核心为软硬件系统。3. 地理信息系统的主要功能是什么？数据采集功能；数据编辑与处理；数据存储、组织与管理；空间查询与空间分析；数据输出功能。4.地理信息系统的发展趋势：网络GIS、互操作GIS、地理信息共享与标准化、时态GIS、3S集成、虚拟GIS、移动GIS、数字地球和网络GIS等。 第二章1.地球模型：地球表面大地水准面地球椭球面2.为什么要投影？l 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算l 地球椭球体为不可展曲面l 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析3.我国常用投影： 1：100万：兰勃投影（正轴等积割圆锥投影）l 大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影l 1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000采用高斯克吕格投影。4.为什么要进行地理编码？定量信息可以被计算机直接识别，而定性信息必须首先“数字化”才能被计算机接受，它是通过采用一种编码方法将定性信息用“属性特征码”（简称特征码）表示，这样就可以将定性属性信息输入计算机中。信息编码就是用数字或字符标记空间对象的属性。它既是标识空间对象的标志，组织和编排地理数据的媒介，又是存储和检索的标志，是不可缺少的空间数据的一个组成部分。5.什么叫元数据？一般都认为元数据就是 “关于数据的数据”。 作用及意义：帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档 u 提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据 u 提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息 u 帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断 u 提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据 5.空间拓扑关系的定义：拓扑邻接：空间图形中同类元素之间的拓扑关系。拓扑关联：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系。拓扑包含：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。 第三章1.地理数据的特征：包括空间位置、拓朴关系和属性。 2.什么叫空间数据结构？空间数据结构是指对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式，贵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。3.空间数据结构包括：矢量数据结构、栅格数据结构。 矢量数据结构：优点： 表示地理数据的精度较高 严密的数据结构，数据量小 完整的描述空间关系 图形输出精确美观 图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现 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缺点： 数据结构复杂 矢量叠置较为复杂 数学模拟比较困难 技术复杂，特别是软硬件 栅格数据结构：优点： 数据结构简单 空间数据的叠置和组合方便 各类空间分析很易于进行 数学模拟方便缺点： 图形数据量大 用大像元减少数据量时，精度和信息量受损 地图输出不美观 难以建立网络连接关系 投影变换比较费时4.栅格单元值的四种选取方法：中心点法、面积占优法、重要性法、百分比法。5.栅格数据压缩存储的编码方法：链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树编码。 （1）链式编码见书上102页 （2）游程长度编码见书上97页 (3) 块状编码：初始行 初始列 属性 半径 （4）四叉树编码见书上98页6. 矢量数据的三种编码方式：实体型编码86页、索引型编码89页、拓扑型编码。7.链状双重独立编码结构：表一（弧段号 点号） 表二（多边形号 弧段号） 表三（弧段号 起始点号 终结点号 左多边形 右多边形） 注意：写组成弧段的点时，起始点从节点开始，按顺时针方向写。写多边形弧段的时候先写公共弧段，再按顺时针方向写下去。 第四章1.什么叫空间数据库？ 空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。2.常用的四种空间数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。（1）层次模型 特点：是将数据组织成一对多关系的结构。层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分。层次数据库结构特别适用于文献目录、土壤分类、部门机构等分级数据的组织。 优点：0 存取方便且速度快0 结构清晰，容易理解0 数据修改和数据库扩展容易实现0 检索关键属性十分方便缺陷：0 结构呆板，缺乏灵活性0 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）0 不适合于拓扑空间数据的组织举例：(2)网状模型 特点： 一个坐标结点可以有多个双亲结点，因为一个结点可能属于多条弧段，而一个双亲结点有两个子女结点，即一条弧段总有两个结点；一个图斑双亲结点有多个弧段子女结点，而一个弧段子女结点同时又属于两个图斑双亲结点。 优点： 能明确而方便地表示数据间的复杂关系 数据冗余小缺陷： 网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难。 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大 数据的修改不方便（指针必须修改）（3） 关系模型 特点：在关系模型中，实体及实体间的联系归结为满足一定条件的二维表。 二维表中存放了实体本身的数据和实体间的联系两类数据。 关系是一个二维表，表的每行对应一个元组，每列对应一个域结构单一化；是在严格的关系代数的基础上进行具有结构简单灵活、数据修改和更新方便、容易维护和理解等优点，是当前数据库中最常用的数据模型。 优点： 结构灵活 可以满足布尔逻辑和数学运算表达的各种查询需要 允许对各种数据类型的搜索、组合和比较 缺点： 为找到满足指定关系要求的数据，许多操作涉及到对文件顺序的搜索，对大型系统而言，很费时间 为保证以适宜的速度进行搜索的能力，商用系统需要经过精心设计，故价格昂贵 举例：（4） 面向对象模型特点：u 传统数据库模型的缺点u 以纪录为基础不能很好的面型用户和应用u 不能以自然方式表达实体之间的联系u 语义贫乏u 数据类型太少，难以满足应用需要举例： 第五章1.获取空间数据的方式：1）.手工方式2.） 手扶跟踪化数字方式3.） 扫描方式4）.影像处理和信息提取方式5.） 数据通讯方式2.地图数字化的步骤两种方式：1）手扶跟踪数字化2)屏幕跟踪数字化1） 手扶跟踪数字化的步骤： 选择地图 地图分层分幅地图预处理固定地图设置投影方式设置控制点处理误差设置定标器按键2） 屏幕跟踪数字化的步骤：准备扫描图像栅格图像配准（1）选择投影和单位 （2）输入控制点 （3）编辑控制点新建数字化图层屏幕跟踪矢量化地图3.如何控制地理空间数据的质量？误差类型；几何误差；属性误差；时间误差；逻辑误差。来源：阶段误差来源数据采集 实测误差，地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差），航测遥感数据分析误差（获取、判读、转换、人工判读（识别要素）误差）数据输入 数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界） 数据存贮 数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）空间精度不能满足数据操作 类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）多层数据叠加误差多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形） 各种内插引起的误差 数据输出比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）成果使用 用户错误理解信息、不正确使用信息控制方法：传统的手工方法；元数据方法；地理相关法控制过程：数据源的选择 数字化过程的数据质量控制： 数据预处理 数字化设备的选用 数字化对点精度 数字化限差 数据的精度检查 第六章1.什么叫空间分析？ 空间分析是基于空间对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。2.空间分析的主要内容是什么？ (1)空间位置分析、(2)空间分布分析、(3)空间形态分析、(4)空间距离分析、(5)空间相关分析。3.空间量算的方式：质心量算几何量算：几何量算对点、线、面、体4类目标物而言，其含义不同的：点状目标：坐标；线状目标：长度、曲率、方向；面状目标：面积、周长等；体状目标：表面积、体积等。形状量算5.常见空间分析：窗口分析、聚类分析、聚合分析、跟踪分析 窗口分析：是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效水平方向扩展分析。 聚类分析：根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。 聚合分析：根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。 跟踪分析：是指对于特定的栅格数据系统，由某一个或多个起点，按照一定的追踪法则进行追踪目标或者追踪轨迹信息提取的空间分析方法。6.什么叫缓冲区分析，其步骤是什么？ 概念：根据地理对象点、线、面的空间特性，自动建立对象周围一定距离的区域范围（缓冲区域），以分析该对象对缓冲区内邻近对象的影响程度。 步骤：明确目的和标准 数据准备 空间操作 统计分析 结果输出7. 什么叫叠置分析，其步骤是什么？ 概念：GIS的叠置分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠置分析不仅包含空间关系的比较，还包括属性关系的比较。 多边形叠置步骤：a）对原始数据（多边形）形成拓扑关系。b) 多层多边形数据的空间叠置，形成新层。c）对新层中的多边形重建