關(guān)于地理信息系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、地理信息系統(tǒng)概論重點(diǎn)1、數(shù)據(jù)：是通過數(shù)字化并記錄下來可以被識別的符號，用以定性或定量地描述事物的特征和狀況。2、信息：是指主體與外部客體之間相互聯(lián)系的一種形式，是主體和客體之間的一切有用的消息或知識，是表征事物特征的一種普遍形式。3、數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)形式，是信息的載體；而信息是數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的事物的含義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。 4 、地理信息：是地理數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含和表達(dá)的地理含義。5、地理信息的特征：空間特征、屬性特征、時序特征。6、地理信息系統(tǒng)：是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。7、地理信

2、息系統(tǒng)的基本構(gòu)成：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型。8、地理信息系統(tǒng)的基本功能：（ 1）數(shù)據(jù)采集與編輯（ 2）數(shù)據(jù)存儲與管理（ 3）數(shù)據(jù)處理和變換（ 4）空間分析和統(tǒng)計(jì)（ 5 ）產(chǎn)品制作與演示（6）二次開發(fā)和編輯1、地理空間：一般指上至大氣電離層，下至地殼與地幔交界的莫霍面之間的空間區(qū)域。2、 我國大地坐標(biāo)系： （1） 1954年北京坐標(biāo)系 （2） 1980 年國家大地坐標(biāo)系 （常用） ；（ 3）地心坐標(biāo)系3、地圖投影：將橢圓上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，按照一定的數(shù)學(xué)法則，變換為平面上相應(yīng)點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)。4、高程：指空間某點(diǎn)高于或低于某基準(zhǔn)面的垂直距離，主要用來提供地形信息。5、我國現(xiàn)

3、在規(guī)定的高程基準(zhǔn)面為： 1985 國家高程基準(zhǔn)6、空間實(shí)體的表達(dá)分：矢量表示法（采用一個沒有大小的點(diǎn)來表達(dá)基本元素）和柵格表示法（采用一個有固定大小的點(diǎn)來表達(dá)基本元素）7、 GIS 空間數(shù)據(jù)按照幾何特征分 ; 點(diǎn)、線、面、曲面、體。 8 、空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時間特征。9 、空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系：（ 1 ）拓?fù)溧徑? 指存在于空間圖形的相同類型元素之間的拓?fù)潢P(guān)系（2）拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：指存在于不同類型空間元素之間的拓?fù)潢P(guān)系（ 3 ）拓?fù)浒褐复嬖谟诳臻g圖形的相同類型但不同等級的元素之間的拓?fù)潢P(guān)系10、拓?fù)潢P(guān)系全表達(dá):46 頁，理解 11、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)特征，組織和建

4、立起他們之間的聯(lián)系，以便計(jì)算機(jī)存儲和操作。 12、 GIS 中空間數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)表示的基本方法： （ 1 ）空間分幅（2）屬性分層（3 ）時間分段13、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：即數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計(jì)算機(jī)存儲、管理、處理的數(shù)據(jù)邏輯表達(dá)。14 、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 （曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） 15、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。16 、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要類型：（ 1 ）實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（ 2）拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)17、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。18 網(wǎng)格尺寸 :H=1/2（minA i） 1/219、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型： （1）柵格矩陣結(jié)構(gòu)（ 2）游程編碼結(jié)構(gòu)（ 3 ） 四叉樹結(jié)構(gòu)

5、20 、 游程： 指格柵矩陣一行內(nèi)相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)量，也稱為行程。21 、游程編碼結(jié)構(gòu): 是逐行將相鄰?fù)档臇鸥窈喜ⅲ涗浐喜⒑髺鸥竦闹导昂喜鸥竦臄?shù)量（及游程） ，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。22 、游程編碼結(jié)構(gòu)的建立方法：將柵格矩陣的一行數(shù)據(jù)序列隱射為相應(yīng)的二元組序列。23、冗余度：Re=1-Q/m n24、壓縮比：S=m n/K25 、四叉樹結(jié)構(gòu)的原理：將空間區(qū)域按照四個象限進(jìn)行遞歸分割 n 次，每次分割形成2n*2 n 個子象限， 直到子象限中的屬性數(shù)值都相同為止， 該子象限就不再分割。26、生成四叉樹有兩種方法：自上而下方式（先檢測全區(qū)域，其值不相同時即四叉分割，直到最

6、小柵格或數(shù)值都相同為止）和自下而上的方式27、四叉樹的存儲方法 : 常規(guī)四叉樹和線性四叉樹28、曲面：是指連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素有地形、降水量、溫度和磁場等。29、表達(dá)曲面的方法：一種是不規(guī)則三角網(wǎng)，一種是規(guī)則格網(wǎng)。30、空間數(shù)據(jù)的分類：是指根據(jù)系統(tǒng)功能及國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將具有不同屬性或特征的要素區(qū)別開來的過程，以便從邏輯上將空間數(shù)據(jù)組織為不同的數(shù)據(jù)層，為數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、查詢和共享提供依據(jù)。31 、空間數(shù)據(jù)的編碼（特征碼） ：是指將數(shù)據(jù)分類結(jié)果用一種易于被計(jì)算機(jī)和人類識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。 三 1 、 空間數(shù)據(jù)處理包括： 數(shù)據(jù)變換、 數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提取2、

7、數(shù)據(jù)變換：指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正和地圖投影轉(zhuǎn)換等，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。3、數(shù)據(jù)重構(gòu)：指數(shù)據(jù)從一種到另一種格式的轉(zhuǎn)換，包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、類型替換等，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、形式和類型上的統(tǒng)一。多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的聯(lián)接與融合。4、數(shù)據(jù)提取: 指對數(shù)據(jù)進(jìn)行某種條件的取舍，包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi)插等，以適應(yīng)不同用戶對數(shù)據(jù)的特定要求。5、空間數(shù)據(jù)的變換器實(shí)質(zhì)：是建立兩個坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)之間的一一對應(yīng)關(guān)系，包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換。6、空間數(shù)據(jù)變換原因及目的：由于數(shù)字化儀的設(shè)備坐標(biāo)系與用戶確定的地理空間坐標(biāo)系不一致，以及由于數(shù)字化原因圖紙常常發(fā)生變形等原因，需要對數(shù)

8、字化原因的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換盒變形誤差的消除。有時，不同來源的地圖還存在地圖投影與地圖比例尺的差異，因此，還需要進(jìn)行地圖投影的轉(zhuǎn)換和地圖比例尺的統(tǒng)一。7、 幾何糾正解決的問題：實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和圖紙變形誤差的糾正。8、幾何糾正的方法：仿射變換、相似變換和二次變換。9、仿射變換的特性：（ 1 ）直線變換后仍為直線（2）平行線變換后仍為平行線（3 ）不同方向上的長度比發(fā)生變化。 10、投影變形主要有：角度變形、面積變形和長度變形。11、一般把地圖投影分三類：等角投影、等面積投影和任意投影。12 、矢量數(shù)據(jù)：是面向?qū)嶓w的結(jié)構(gòu)，即對于每一個具體的實(shí)體都直接賦有位置和屬性信息，以及目標(biāo)之間的拓

9、撲說明。13、柵格數(shù)據(jù)：是面向位置的結(jié)構(gòu)，平面空間上的任意一點(diǎn)都直接聯(lián)系到某一個或某一類實(shí)體。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和刪格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用原則：數(shù)據(jù)采集采用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有利于保證空間實(shí)體的幾何精度和拓?fù)涮匦缘拿枋?；而空間分析則主要采用刪格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有利于加快系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度和分析應(yīng)用的進(jìn)程。 14、矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的互換： （ 1 ）矢量向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換： （ 2）柵格向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換：15 、不同格式數(shù)據(jù)的融合方法：（ 1）基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)融合（2）基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)融合（3）基于公共接口的數(shù)據(jù)融合（4）基于直接訪問的數(shù)據(jù)融合16、空間數(shù)據(jù)壓縮：從空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)集合中抽取一個子集，使這個子集在規(guī)定的精

10、度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。 （意義：將空間數(shù)據(jù)組織為空間數(shù)據(jù)庫）17 、基于矢量的壓縮算法的原理：先擬定一個閥值，然后生成一條連接折線首尾節(jié)點(diǎn)的直線段，并計(jì)算原始折線上的點(diǎn)到直線段的垂直距離。18 、空間數(shù)據(jù)的重分類：存儲在空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，是提供為多種目標(biāo)服務(wù)的，當(dāng)需要進(jìn)行特定的數(shù)據(jù)分析時，常常需要先對從數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)作屬性的重新分類和空間圖形的化簡，以構(gòu)成數(shù)據(jù)新的使用形式。19 、空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插：通過已知點(diǎn)或多邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點(diǎn)或多邊形分區(qū)數(shù)據(jù)的方法。20、數(shù)字高程模型的建立包括：數(shù)據(jù)取樣、數(shù)據(jù)內(nèi)插和數(shù)據(jù)精度分析等步驟。21 、線性內(nèi)插法：是先將所有

11、的已知數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成三角網(wǎng)的形式，使用靠近內(nèi)插點(diǎn)的三個已知數(shù)據(jù)點(diǎn)，來確定三角網(wǎng)中的一個三角形形成的空間平面，繼而求出該內(nèi)插點(diǎn)在平面中的高程值。22、逐點(diǎn)內(nèi)插法的插值方法：移動擬合法和加權(quán)平均法23、移動擬合法：指對每一個待插值點(diǎn)P用一個多項(xiàng)式曲面擬合該店附近的表面，從而計(jì)算出該點(diǎn)的高程值。24 、區(qū)域的內(nèi)插：根據(jù)一組多邊形分區(qū)的已知數(shù)據(jù)來推求同一地區(qū)另一組多邊形分區(qū)未知數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法。25 、區(qū)域內(nèi)插的方法：疊置法和比重法26、疊置法：將目標(biāo)區(qū)疊置在源區(qū)上，首先確定兩者面積的交集，然后用公式算出目標(biāo)區(qū)各個分區(qū)的內(nèi)插值。 （計(jì)算方法P104）27、比重法：根據(jù)平滑密度函數(shù)的原理，將源區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從

12、同性質(zhì)改變?yōu)榉峭再|(zhì)，而非同性質(zhì)代表著一般社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的普遍特點(diǎn)。第四章28、 拓?fù)渚庉嫻δ馨ǎ?多邊形連接編輯和節(jié)點(diǎn)連接編輯 （算法P106）1空間數(shù)據(jù)庫的定義與構(gòu)成部分：空間數(shù)據(jù)庫主要是為 GIS 提供空間數(shù)據(jù)存儲和管理方法。包括：數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用系統(tǒng)。2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)對的步驟：需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)。3 語義數(shù)據(jù)模型：最常用的是：實(shí)體 - 連體模型。三種主要的語義概念：實(shí)體、聯(lián)系和屬性。 4 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型：對象與實(shí)體一樣是客觀世界的一種抽象描述，它由數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作組合而成。 對象：一個對象就是現(xiàn)實(shí)世界中一個事物的模型表述，與數(shù)據(jù)庫中記

13、錄、元組等概念相似。消息：消息是獨(dú)享之間相互請求或互助的唯一途徑。 類：是對象組的抽象描述，它將改組對象所具有的共同特征集中起來以說明改組對象的能力和性質(zhì)。被繼承的類稱為超類或基類，繼承其他類的類稱為子類或派生類。1：關(guān)系數(shù)據(jù)模型是一種數(shù)字化的模型，它把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表中的元素，這種表就稱為關(guān)系。關(guān)系的合集構(gòu)成關(guān)系模型。2 數(shù)據(jù)依賴： 一是依賴于值域元素語義的限制， 一類是依賴于值的相等與否的限制。3 常見的函數(shù)依賴： 最常見的是主關(guān)鍵字決定關(guān)系模型中的非關(guān)鍵字， 完全函數(shù)依賴，傳遞函數(shù)依賴，多值依賴。 4 范式：關(guān)系滿足某種規(guī)范化的形式稱為范式。第一范式（1NF） ：

14、是一個關(guān)系模式所要遵循的最基本的條件，即關(guān)系中的每個屬性必須是原子的、不可分割的數(shù)據(jù)項(xiàng)。第二范式是指關(guān)系滿足 1NF 的基礎(chǔ)上，每一個非完全函數(shù)依賴于該關(guān)系的關(guān)鍵字。3NF:指關(guān)系在滿足第二范式的基礎(chǔ)上，其非關(guān)鍵字屬性既非函數(shù)依賴， 也不傳遞依賴于關(guān)鍵字， 即屬于 3NF 的關(guān)系。 BCNF:指如果關(guān)系模式R 是第三范式，且沒有一個關(guān)鍵字屬性是完全依賴于其他的非關(guān)鍵字屬性，是關(guān)系模式R稱為擴(kuò)充第三范式的模式。4NF和5NF屬于多值依賴范疇。1 空間數(shù)據(jù)查詢分為三類： 針對空間關(guān)系的查詢， 針對非空間屬性的查詢， 針對空間關(guān)系和非空間屬性的查詢。 1 ：元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) ，它反映了某項(xiàng)數(shù)

15、據(jù)自身的一些特征。 1 ：空間數(shù)據(jù)庫引擎的作用：它在GIS 應(yīng)用軟件和關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫之間建立了一個中間層，由SDE為GIS應(yīng)用軟件提供在關(guān)系數(shù)據(jù)庫里存儲、存取、查詢和分析空間數(shù)據(jù)的相應(yīng)功能。第五章 1 ： 空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)， 它是以地球科學(xué)原理為依托， 通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間構(gòu)成等信息。 按照空間數(shù)據(jù)的形式可以分為： 1 矢量數(shù)據(jù)空間分析，參與空間分析運(yùn)算的空間數(shù)據(jù)主要是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 2 柵格數(shù)據(jù)空間分析， 參與空間分析運(yùn)算的空間數(shù)據(jù)主要是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 1 ：數(shù)字地形模型（DTM） ：用數(shù)字化的形式表達(dá)的地形信息。2

16、: DEM（數(shù)字高程模型）3地表粗糙度：是反映地表起伏變化與侵蝕程度的指標(biāo)，一般定義為地表單元曲面面積與投影面積之比。 1 ：空間疊合分析是指在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)的條件下，將同一地區(qū)兩個不同地理特征的空間屬性數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。 2 分為： 基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析和基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析兩種類型。 3 基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析：點(diǎn)與多邊形的疊合，線與多邊形的結(jié)合，多邊形與多邊形的疊合。 1 ：空間臨近度分析描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度。 2 空間緩沖區(qū)就是地理空間實(shí)體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。 空間緩沖區(qū)分析是圍繞空間的店、

17、線、面實(shí)體，自動建立其周圍一定寬度內(nèi)的多邊形。常用模型：線性函數(shù)模型（當(dāng)主體對臨近實(shí)體的影響度Fi 隨比值距離ri 的增加而線性衰減的） ，冪函數(shù)模型（冪函數(shù)衰減） ，指數(shù)函數(shù)模型（指數(shù)衰減） 。 3 空間臨近度的另一個分析方法是Vornoi 多邊形分析， 根據(jù)離散分布的已知數(shù)據(jù)點(diǎn)對研究區(qū)域進(jìn)行劃分，使得劃分成的多邊形覆蓋整個研究區(qū)域，形成一個Voronoi 圖，且每一個多邊形中僅包含一個已知的數(shù)據(jù)點(diǎn)，則可以用該已知的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析該多邊形內(nèi)的所有其他數(shù)據(jù)點(diǎn)。第六章 1 ： GIS 應(yīng)用模型：數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，混合模型?2 應(yīng)用模型的構(gòu)建實(shí)際包括目的的導(dǎo)向分析和數(shù)據(jù)導(dǎo)向分析。應(yīng)用模型的構(gòu)

18、建：利用 GIS 系統(tǒng)內(nèi)部的建模工具，利用GIS系統(tǒng)外部的建模工具，獨(dú)立開發(fā)實(shí)現(xiàn)一個GIS應(yīng)用軟件系統(tǒng)。第七章1:應(yīng)用型GIS根據(jù)其應(yīng)用層次的高低，可以分為空間事務(wù)處理系統(tǒng)，空間管理信息系統(tǒng)，空間決策支持系統(tǒng)。 ： 2 ：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模式：最早的設(shè)計(jì)模式稱為結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，強(qiáng)調(diào)用戶的調(diào)查和系統(tǒng)功能需求的分析?，F(xiàn)在的模式采用了管理信息系統(tǒng)和軟件工程的設(shè)計(jì)理論，強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)有的各個組成部分認(rèn)真深入的評價其滿足系統(tǒng)功能的程度，保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用可靠，以及有效的處理數(shù)據(jù)等要求。3：應(yīng)用型GIS 的設(shè)計(jì)，大致可分為：系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)施，系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)。這四個階段構(gòu)成了喜用的生命周期。如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)按階段進(jìn)行，預(yù)先規(guī)定每一階段的開發(fā)目標(biāo)和任務(wù)，然后按照一定的準(zhǔn)則順序開發(fā)實(shí)施，則稱