地理信息系统重点

1、题型选择、填空、名词解释、简答、分析实验：空间数据查询第一章导论地理信息系统是对地理数据进行处理得到地理信息。信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。1、信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。2、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型五个部分。3、数字输入设备即数字化仪、扫描仪和数字测量设备等；数字输出设备有绘图仪、打印机和高分辨率显示装置等。数据处理设备：intranet（PG服务器、大型机）、工作站4、地理信息系统基本功能：（1）数据采集与编辑、（2）数据存储与管理、（3）数

2、据处理和变换、（4）空间分析和统计、（5）产品制作与演示、（6）二次开发和编程5、RogerTomlinson（地理信息系统之父）从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即加拿大地理信息系统（CGTS。6、地理信息系统与因特网结合，实现了人类对社会巨大资源的共享和利用，称为网络GIS7、地理空间一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所8、地心坐标系：WGS84、CGCS2000参心坐标系：北京54、西安80、南京坐标系大地原点：设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇。由于大地原点选在我国中部位置，可以减少坐标传递误差的积累。第

3、二章数据结构1、2、按照数据发布形式，GIS中的空间数据可分为4D数据数字线画图（DLG数据；数字栅格图（DRG数据；数字高程模型（DEM数据；数字正射影像（DOM数据。3、空间数据的基本特征（1）空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等；（2）属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等,称为属性数据；（3）时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据。4、空间数据的拓扑关系的类型（1）拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系

4、；(2)拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系；(3)拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。5、栅格数据结构基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。6、栅格数据结构的优缺点：优点：1、数据结构相对简单2、空间分析较容易实现3、有利于遥感数据的匹配应用和分析缺点：1、数据量较大，冗余度高，需要压缩处理2、定位精度比矢量低3、拓扑关系难以表达7、栅格数据结构的主要存储类型(1)栅格矩阵结构(2)游程编码结构游程长度编码只在各行(或列数据的代码发生变

5、化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数,从而实现数据的压缩.蔡彳承等(44<64).0,1币2)(7户口£%5)(7,3)(4,4)(M)(7,3)(0,2)(4,1)(8,3)(7,2)(0,2)(S.4)(74)(S4)(0,3)(8,5(0,4)(比4)由10,5“娟”明(4旬他LJ弧3/71)白尚像3)W7JJ(44)/由(0黑巴3)退同(7用一用CM块码星游程长度骗宿犷展到二堆的情况.采用方阳区域作为记录单元,每个记录单元包括相邻的若干栅格r数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单位的代码组成.(1,1,hOh(l,2,K4),(1,41,7)41,5,

6、1,7),(1,6,2,7),(1#,1,7*2,1,1,4)42,4,13),2岛1,4)。黑1,7),。,4依2,1,4),(3,3,1,4),(3,4,1,4)式3,5,2,制,0,7,2,7),(4J20M娟,1«4乂心1肋(5&同,(5A邛乂5#,1的他7,1,7),(5,8,1用(6,13,。£6£3,8),(7,4,1出),(7,5,1,8),(3)四叉树结构依据属性，将栅格数据进行区域编码,如果某个子区的栅格具有相同的属性，则考虑迸行区域分割，于是出现了块羯码和四叉数编码,四叉树编码是将整幅图视为根节点，分成4部分.即四个象限，属性单一*停

7、止划分，否则按照四个象限继续划分，四叉树编码方法四叉树编码要求图像必须为2卷2的栅格，n一极限分割数，1四叉树的最大层数，对于非标准尺寸的图像需首先通过增加背景的方法将图像犷充为2nM2n的图像-自下而上扫描栅格单元的顺序代码称为莫顿码。常规四叉树线性四叉树7、曲面数据结构通常有两种表达曲面的方法，一种是不规则三角网(TIN),一种是规则格网(Grid)。8、矢量数据的输入与编辑：跟踪数字化、扫描矢量化、数字测图仪、数据结构转换栅格数据的输入与编辑：图像扫描、遥感解译、数据结构转换9、空间数据的编码也称为特征码，是指将数据分类结果用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。编码的结果是

8、形成代码。10、屏幕数字化的过程(1)打开栅格图像文件；(2)图像配准；(3)输入空间数据；(4)输入属性数据。第三章空间数据处理1、地图投影，是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立对应的关系。2、空间数据处理：空间数据的变换(几何纠正、地图投影)、空间数据结构的转换、多元空间数据的融合、空间数据的压缩与重分类、空间数据的内插方法、空间拓扑关系的编辑3、高斯-克吕格投影的特点(1)中央经线上没有任何变形；(2)除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上长度比均大于1;(3)在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投

9、影带的边缘；(4)在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上；(5)投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方；(6)长度比的等变形线平行于中央子午线。3、我国基本比例尺地形图除1:100万采用兰勃特投影外，其他均采用高斯-克吕格投影，为减少投影变形，高斯-克吕格投影分为了3度或6度带投影。4、按国家规定，1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万地形图采用6°带投影，1:1万及更大比例尺地形图采用30带投影。30分带：经差为3度，从东经1.5度开始，自西向东每隔3度为一带，全球共划分为120个投影带，用1,2,3,.表示，即东经1.54.5

10、度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经4.57.5为第2带，其中央经线的经度为东经6度，以此类推。60分带：经差为6度，从零度子午线开始，自西向东每隔6度为一带，全球共分为60个投影带，用1,2,3,.表示，即东经06度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经612度为第二带，其中央经线的经度为东经9度，以此类推。5、矢量与栅格数据结构比较优点缺点矢量1、便于向向实体的数据表达2、数据结构紧凑、冗余度低3、拓扑结构有利于网络分析、空间查询等1、数据结构较复杂2、软件实现的技术要求比较高3、多边形叠合等分析相对困难栅格1、数据结构相对简单2、空间分析较容易实现3、有利于遥感数据的匹配应用

11、和分析1、数据量较大，几余度局，需要压缩处理2、定位精度比矢量低3、拓扑关系难以表达应用原则：数据采集采用矢量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述；而空间分析则主要采用栅格数据结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。因此，在数据处理阶段，经常要进行两种数据结构的相互转换。6、矢量的要求只能允许横断面保持一个栅格的宽度，因此需要进行二值化、细化和跟踪等矢量化步骤。7、道格拉斯-佩克算法的原理（P93）先拟定一个阈值，然后生成一条连接折线首尾节点的直线段，并计算原始折线上的点到直线段的垂直距离。假如所有折线上的点到直线段的距离都小于预先设定的阈值，这条直线段就被用来代

12、替原来的那条折线；假如有些点的距离大于阈值，距离最远的那一点保留，并将原折线分成两段。对两段折线重复上述过程，最后保留下来的点就是经过数据压缩的折线。8、空间数据压缩，即从空间坐标数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。9、数据内插的方法（P97-103）点的空间内插分为局部内插和整体内插，局部内插是部分采取点进行插值，整体内插是所有采样点都参与内插。分块内插法（线性内插法、双线性多项式内插法、二元样条函数内插法）逐点内插法（移动拟合法、加权平均法、克里金法）10、拓扑编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑第四章空间数据库1、空间数据文

13、件存储和管理的特点一个GIS软件可以同时直接使用多个空间数据文件，一个空间数据文件也可同时为多个GIS软件共享；但空间数据存储在不同的文件里造成数据是面向应用的，多个文件之间彼此孤立，不能反映数据之间的关系，易造成数据的冗余和不一致性等问题。2、空间数据管理实现方式从文件发展到数据库主要经历了四个阶段初级式的管理模式：代表性GIS为ArcInfo的Coverage文件管理模式；混合式的管理模式：代表性GIS为ArcInfo、ArcViewGIS的Shape文件和MapInfo的.TAB文件等管理模式；扩展式的管理模式：代表性GIS为ArcInfo的GeoDatabase；集成式的管理模式：代表

14、性系统为OracleSpatialCartridge。3、数据库设计的步骤需求分析-概念设计-逻辑设计-物理设计4、E-R模型（P117）（1）实体：实体是对客观存在的起独立作用的事物的一种抽象。在E-R图中，用矩形符号代表实体。（2）联系：联系是实体间有意义的相互作用或对应关系，一般可以分为一对一的联系（1:1）,一对多的联系（1:N）和多对多的联系（MN）三种类型。联系在E-R图中用菱形符号表示。属性：属性是对实体和联系特征的描述。每个属性都关联着一个域（值的集合）。属性是用一个椭圆形表示。5、空间索引，就是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形及存储地址。6、常见的空间索引有范围、格网和四叉树等。（P136）7、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、表示方法