GIS概論P(yáng)DF教學(xué)課件 GIS的重點(diǎn)1

GIS的概念：GIS是由硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來(lái)支持信息采集，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(wèn)題。GIS組成：空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)硬件配置模式：【單機(jī)模式】：由基本外設(shè)，處理設(shè)備與輸出設(shè)備構(gòu)成，適用于小型GIS建設(shè)，數(shù)據(jù)傳輸與資源共享不方便。【局域網(wǎng)模式】：部門或單位內(nèi)部GIS建設(shè)，專線連接，資源共享較方便?！緩V域網(wǎng)模式】：用戶分布地域廣泛，不適合專線連接，采用通訊連接的方式，資源共享方便，局部范圍采用局域網(wǎng)連接，并通過(guò)若干通道和廣域網(wǎng)連接。軟件組成：系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)：系統(tǒng)調(diào)用，設(shè)備運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)庫(kù)：編程語(yǔ)言，數(shù)學(xué)庫(kù)等基礎(chǔ)軟件：標(biāo)準(zhǔn)軟件：圖形，數(shù)據(jù)庫(kù)等GIS軟件：GIS基本功能軟件，GIS應(yīng)用軟件，用戶界面等?？臻g數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)特征：屬性、幾何、關(guān)系數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)組織：矢量數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)管理：幾何數(shù)據(jù)：文件屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)GIS基本功能:位置、條件、趨勢(shì)、模式、模型GIS應(yīng)用：公眾生活生產(chǎn)建設(shè)城市管理區(qū)域規(guī)劃防災(zāi)減災(zāi)重大節(jié)事GIS軟件類型：專業(yè)GIS（ArcGIS）、桌面GIS(ArcView)、手持GIS(ArcPad)、組件GIS(MapObjects)、網(wǎng)絡(luò)GIS(ArcIMS)、GISViewer(ArcExplorer),其他。GIS和CAD比較：共同點(diǎn)：都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)，都能把目標(biāo)和參考系聯(lián)系起來(lái)，都能表示圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)。不同點(diǎn)：CAD主要處理人造對(duì)象，而GIS主要處理現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體；CAD三維圖形功能強(qiáng)大，屬性庫(kù)功能相對(duì)弱，而GIS屬性庫(kù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大；CAD拓?fù)潢P(guān)系較為簡(jiǎn)單，而GIS強(qiáng)調(diào)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁；CAD一般采用幾何坐標(biāo)系，GIS采用地理坐標(biāo)系。根本區(qū)別：GIS圖形與屬性聯(lián)系緊密，CAD圖形與屬性聯(lián)系松散。GIS與MIS比較：共同點(diǎn)：兩者均以計(jì)算機(jī)為核心，數(shù)據(jù)量大而復(fù)雜；不同點(diǎn)：GIS中有圖形，而MIS中沒(méi)有圖形。地理空間：物質(zhì)、能量、信息在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上的格局以及其在時(shí)間上的延續(xù)，具體包括地球上大氣圈、土壤圈、水圈、生物圈、巖石圈交互作用的區(qū)域。上至大氣電離層，下至地幔莫霍面。大地測(cè)量控制：地理空間定位框架，有平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，為所有地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)位置提供了一個(gè)通用坐標(biāo)系。GIS中的所有地理數(shù)據(jù)都必須統(tǒng)一在一個(gè)參照系下，以實(shí)現(xiàn)不同來(lái)源數(shù)據(jù)的融合，連接與統(tǒng)一。空間參考：大地水準(zhǔn)面：一個(gè)當(dāng)海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時(shí)，從海平面延伸到所有大陸下部，并且與重力方向處處正交的閉合，連續(xù)的水準(zhǔn)面。大地測(cè)量參考系統(tǒng)：坐標(biāo)參考系統(tǒng)：以旋轉(zhuǎn)橢球?yàn)閰⒄阵w建立的坐標(biāo)系統(tǒng)，分為大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系兩種形式：大地坐標(biāo)系：以橢球體面為參考面，以法線為依據(jù)，大地經(jīng)度和大地緯度表示地面點(diǎn)在橢球體上位置的坐標(biāo)系統(tǒng)，按經(jīng)過(guò)調(diào)整和定位后參考橢球的中心是在地球質(zhì)心還是接近地球質(zhì)心分為地心大地坐標(biāo)系和參心大地坐標(biāo)系。空間直角坐標(biāo)系：原點(diǎn)在地球質(zhì)心的為地心直角坐標(biāo)系，原點(diǎn)在參考橢球中心的為參心直角坐標(biāo)系。Z軸為橢球旋轉(zhuǎn)軸，x軸指向本初子午面與赤道的交點(diǎn)，y軸與x、z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。高程參考系統(tǒng)：以大地水準(zhǔn)面為參照面的高程系統(tǒng)稱為正高，以似大地水準(zhǔn)面為參照面的高程系統(tǒng)稱為正常高，以旋轉(zhuǎn)橢球面為參照面的高程系統(tǒng)稱為大地高。重力參考系統(tǒng)：由重力觀測(cè)值所建立的系統(tǒng)地圖投影概念：為解決將不可展的橢球面描繪到平面上的矛盾，運(yùn)用幾何透視的方法或數(shù)學(xué)分析的方法，將地球上的點(diǎn)和線投影到可展的曲面上（圓柱面，圓錐面，或平面），將此可展曲面展開成平面，建立該平面上點(diǎn)、線與地球橢球面上的點(diǎn)、線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)質(zhì)：建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上經(jīng)緯線網(wǎng)之間的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立地球橢球面上點(diǎn)的地理坐標(biāo)和平面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系。地圖投影的原因：地球?yàn)椴豢烧骨?，表面不能進(jìn)行距離，方位，面積等參數(shù)的量算，而將其投影為平面，可以方便量算這些參數(shù)并進(jìn)行空間分析，且符合視覺(jué)心理。變形：等角、等積、任意、等距。圓錐投影：等角圓錐投影：lambert投影正軸等積割圓錐投影：albers投影圓柱投影：等角圓柱投影：mercator投影；正軸等角切圓柱投影：高斯-克呂格投影正軸等角割圓柱投影：通用墨卡托投影前前者用于海圖和中小比例尺地圖，后和后后者用于大比例尺地圖的繪制。高斯克呂格投影特點(diǎn)：1.投影為等角變形2.同一經(jīng)線上緯度越低，變形越大；同一緯線上，距離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3.中央經(jīng)線長(zhǎng)度變形比為1，其余經(jīng)線長(zhǎng)度變形比大于1，且離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形比越大。UTM投影比高斯克呂格投影的誤差更小，因?yàn)槠鋵⑹д姹容^均勻地分布在帶區(qū)內(nèi)?？臻g實(shí)體：指自然界現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)事件中不能再分割的單元，它是一個(gè)具體有概括性，復(fù)雜性，相對(duì)意義的概念?？臻g實(shí)體的特征：【空間特征：描述空間實(shí)體的地理位置和相互關(guān)系，又稱幾何特征和拓?fù)涮卣?；【屬性特征：描述空間對(duì)象的特性，即是什么，如對(duì)象的類別，等級(jí)，名稱，數(shù)量等；【時(shí)間特征：指空間對(duì)象隨時(shí)間的變化?？臻g實(shí)體的表達(dá)：空間維數(shù)：0,1,2,3,2維之分，點(diǎn)線面體點(diǎn)、線、面、曲面、場(chǎng)、體狀實(shí)體。空間實(shí)體的描述：編碼：用于區(qū)分不同空間對(duì)象，有分類碼和識(shí)別碼之分，分類碼用于標(biāo)識(shí)空間對(duì)象所屬的類別，識(shí)別碼用于對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，是唯一的。位置：坐標(biāo)形式給出空間實(shí)體的空間位置。屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息。行為：空間對(duì)象具有的行為和功能。關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系。類型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類型，或由哪些實(shí)體組成。說(shuō)明：空間對(duì)象數(shù)據(jù)的來(lái)源和精度等?？臻g關(guān)系：順序與度量：順序關(guān)系：方向空間關(guān)系度量關(guān)系：主要指實(shí)體之間的距離關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系：圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)，反映空間目標(biāo)的邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)空間目標(biāo)查詢，分析和重建有重要意義。2D空間拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)湎噜彛褐竿S或不同維目標(biāo)之間相互鄰近但不相互接觸的關(guān)系。拓?fù)溧徑樱褐竿S目標(biāo)之間的相互鄰接關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)聯(lián)：指不同維目標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。拓?fù)浒阂话阒竿S不同級(jí)目標(biāo)之間的包含關(guān)系，將包含關(guān)系拓展，還可以指高維目標(biāo)對(duì)低維目標(biāo)的包含關(guān)系?？臻g數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)表達(dá)：空間分幅，圖像分層，時(shí)間分段。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)全顯式表達(dá)：面-線：面、弧段；線-點(diǎn)：弧段，起點(diǎn)，終點(diǎn)；點(diǎn)—線：點(diǎn)，弧段；線—面：弧段，左面，右面。部分顯式表達(dá)：上述部分表格表達(dá)。簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：只記錄空間對(duì)象位置坐標(biāo)和屬性信息，不記錄空間關(guān)系，不宜于作分析，重復(fù)存儲(chǔ)冗余，嵌套麻煩?！惊?dú)立存儲(chǔ)：空間坐標(biāo)直接跟隨空間對(duì)象位置，點(diǎn)位字典的方式存儲(chǔ)：點(diǎn)坐標(biāo)獨(dú)立存儲(chǔ)，線、面由點(diǎn)號(hào)構(gòu)成。】矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：不僅表達(dá)幾何位置和屬性，還表達(dá)空間關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：描述點(diǎn)、線、面的空間關(guān)系并不完全依賴于具體的坐標(biāo)位置；數(shù)據(jù)豐富簡(jiǎn)潔，冗余度??；方便多邊形和多邊形的疊合；便于檢查數(shù)據(jù)輸入過(guò)程中的錯(cuò)誤。缺點(diǎn)：拓?fù)潢P(guān)系建立過(guò)程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身比較復(fù)雜。故：制圖或一般查詢，可不要拓?fù)潢P(guān)系；空間分析，則應(yīng)建立拓?fù)潢P(guān)系。柵格結(jié)構(gòu)用規(guī)則的正方形將地理區(qū)域劃分為網(wǎng)格陣列。點(diǎn)：由單個(gè)柵格表達(dá)；線：沿線走向有相同屬性值的一列柵格表達(dá)；面：沿線走向有相同屬性值的一片柵格表達(dá)。矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的對(duì)比：矢量數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：便于面向現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)，檢索分析，對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行В瑘D像顯示質(zhì)量好，精度高。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以規(guī)范化數(shù)據(jù)交換困難；不易于進(jìn)行疊置分析和表現(xiàn)空間變化性；不能像數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處理，顯示與繪圖成本高，對(duì)軟硬件要求高。柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易數(shù)據(jù)交換；便于進(jìn)行疊置分析表達(dá)空間變化性；便于與遙感數(shù)據(jù)結(jié)合；輸出快速，成本低廉。缺點(diǎn)：對(duì)現(xiàn)象的描述困難，難以表現(xiàn)空間對(duì)象的相互關(guān)系；數(shù)據(jù)量大，冗余度高，需要通過(guò)壓縮來(lái)處理；投影轉(zhuǎn)換困難，降低圖像的質(zhì)量。第五章：空間數(shù)據(jù)獲取矢量數(shù)據(jù)獲取：測(cè)量全球定位系統(tǒng)：依據(jù)用戶和四顆衛(wèi)星之間的偽距測(cè)量，根據(jù)衛(wèi)星在適當(dāng)參考框架中的已知坐標(biāo)，確定用戶機(jī)天線的位置。地圖數(shù)字化：手工交互或批處理方式完成：柵格捕捉，柵格追蹤。柵格轉(zhuǎn)換柵格數(shù)據(jù)獲取：衛(wèi)星遙感、航空攝影測(cè)量、柵格轉(zhuǎn)換、柵格格式產(chǎn)品DEM等。**空間數(shù)據(jù)獲取新技術(shù)：LiDAR：激光雷達(dá)技術(shù)，可獲得三維位置空間信息，激光掃描儀放在不同平臺(tái)上有著不同的作用，飛機(jī)一邊飛一邊掃描可以獲得所測(cè)地點(diǎn)三維信息。另外，對(duì)高層次有大的起伏的物體獲取數(shù)據(jù)有很大優(yōu)勢(shì)。具體應(yīng)用：1.地理三維空間數(shù)據(jù)采集2.地質(zhì)勘測(cè)，地質(zhì)編錄3.考古現(xiàn)場(chǎng)還原4.工程建設(shè)規(guī)劃，逆向工程中常用。InSAR/GDEM：合成孔徑干涉雷達(dá)技術(shù)。應(yīng)用：航天飛機(jī)測(cè)圖：用于航天飛機(jī)，飛機(jī)上相距60米有兩個(gè)雷達(dá)發(fā)射器在一個(gè)桿的兩端，通過(guò)發(fā)射和接收信號(hào)，利用兩者的視角差，可以計(jì)算分析確定目標(biāo)高程，雷達(dá)干涉可以獲得三維信息。GDEM/ASTER/Terra：Terra全球衛(wèi)星的名字，搭載了ASTER，與GDEM相關(guān)。ASTER用于：provideshigh-resolutionimagesoftheEarthin15differentbandsoftheelectromagneticspectrum,rangingfromvisibletothermalinfraredlight.Theresolutionofimagesrangesbetween15to90meters.ASTERdataareusedtocreatedetailedmapsofsurfacetemperatureofland,emissivity,reflectance,andelevation.獲取GDEM（全球DEM）信息，在天上飛兩周可以獲得北緯80°到南緯80°的所有地形，分辨率全球90*90，北美30*30m.OSTM/Jason-2（TheOceanSurfaceTopographyMission）用于獲取誤差在厘米范圍內(nèi)的海平面高程數(shù)據(jù)，也叫做海洋地形，提供全球海平面數(shù)據(jù)、洋流的速度和方向。運(yùn)載雷達(dá)高度計(jì)（Spaceborneradaraltimeters）是獲取海表地形的重要手段，它利用微波的來(lái)回，通過(guò)各種參數(shù)校正，校正大氣水氣可能引起的各種誤差，把所獲得的數(shù)據(jù)和平臺(tái)的精確位置結(jié)合可以非常精確地確定海表高度，返回信號(hào)的強(qiáng)度和形狀也可以提供風(fēng)速和海波的信息。PlanetExplorationOrbitPlanetExploratoinRover第六講：空間數(shù)據(jù)處理之?dāng)?shù)據(jù)變換與數(shù)據(jù)集成。坐標(biāo)變換方法：等積變換：可旋轉(zhuǎn)，保持形狀和面積不變；相似變換：可旋轉(zhuǎn)，形狀不變但面積可變；仿射變換：形狀可變，但并行線性質(zhì)不變；投影變換：角度，長(zhǎng)度，面積均可變形。多源空間數(shù)據(jù)集成：遙感數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的集成：遙感圖像與圖形的集成：經(jīng)過(guò)正射糾正后的遙感圖像與數(shù)字地圖相融合，可產(chǎn)生影象地圖，這種影象地圖有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有豐富的光譜信息和幾何信息，又有行政界線和屬性信息，直接提高了用戶的可視化效果。遙感數(shù)據(jù)與DEM的集成：DEM中有精確的地形信息，它與遙感數(shù)據(jù)的結(jié)合，有助于遙感圖像進(jìn)行幾何校正和配準(zhǔn)，消除像點(diǎn)位移，提高定位精度，另外，還可以輔助遙感圖像分類，提高分類精度。遙感圖像與地圖掃描圖像的集成：將遙感圖像與地圖掃描圖像集成，可以快速地從遙感影像中發(fā)現(xiàn)發(fā)生變化的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)/半自動(dòng)快速更新。不同格式數(shù)據(jù)的集成：基于轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)集成：通過(guò)交換格式進(jìn)行，這是目前GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合的主要辦法。特點(diǎn)：交換過(guò)程復(fù)雜，交換頻繁，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式需要公開，但轉(zhuǎn)換采用的技術(shù)不公開?；跀?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集成：基于一種空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的多源GIS數(shù)據(jù)的融合。特點(diǎn)：能處理多個(gè)數(shù)據(jù)集，交換次數(shù)少，轉(zhuǎn)換的技術(shù)需要公開，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式不需公開?；诠步涌诘臄?shù)據(jù)集成：又稱作數(shù)據(jù)互操作技術(shù)，接口相當(dāng)于一種規(guī)程，是大家都遵守并達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。特點(diǎn)：獨(dú)立于具體平臺(tái)，轉(zhuǎn)換技術(shù)高度抽象，數(shù)據(jù)格式不需公開，代表了數(shù)據(jù)共享技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向?；谥苯釉L問(wèn)的數(shù)據(jù)集成：是利用軟件進(jìn)行融合的方式。特點(diǎn)：避免了繁瑣的數(shù)據(jù)交換，用戶不需要擁有宿主軟件，更不需要該軟件的運(yùn)行，為多源數(shù)據(jù)的融合提供了更為實(shí)用便捷的支持。應(yīng)用：災(zāi)害評(píng)估，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，海上鉆井平臺(tái)提取。第七講空間數(shù)據(jù)處理之矢柵轉(zhuǎn)換矢量的柵格化：點(diǎn)、線、面（基于弧段、多邊形）柵格的矢量化：目的：掃描數(shù)據(jù)的自動(dòng)矢量化，為了壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行的矢量化，如果用筆式繪圖儀繪圖必須進(jìn)行矢量化，進(jìn)行某些數(shù)據(jù)的分析計(jì)算時(shí)要采用。線的矢量化：手工跟蹤屏幕矢量化，自動(dòng)跟蹤矢量化自動(dòng)跟蹤矢量化：1.二值化2.細(xì)化3.跟蹤線段細(xì)化：剝皮法、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法。第八講空間數(shù)據(jù)處理之?dāng)?shù)據(jù)壓縮與編輯矢量數(shù)據(jù)壓縮：壓縮范圍：點(diǎn)線面操作對(duì)象：線壓縮方法：垂距法、光欄法、Douglas-Peucker法。垂距法：每次按順序取曲線上的三個(gè)點(diǎn)，判斷中間點(diǎn)到兩端點(diǎn)連線垂直距離是否大于閾值D，如果大于則保留，否則去掉這個(gè)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，在與數(shù)字化同時(shí)進(jìn)行。缺點(diǎn)：可能刪去特殊點(diǎn)。光欄法：定義一個(gè)扇形區(qū)域，通過(guò)判斷曲線上的點(diǎn)是在扇形外還是在扇形內(nèi)，來(lái)判斷保留還是舍棄。優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，速度快。缺點(diǎn)：但可能將曲線極值點(diǎn)p點(diǎn)刪去而失真。Douglas-Peucker法：將一條曲線首末點(diǎn)連成直線，找出曲線上與這條直線垂直距離最大的點(diǎn)，判斷如果距離小于閾值D，則刪去所有內(nèi)點(diǎn)，如果距離大于閾值，則將曲線分成兩段，分別重復(fù)上述過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：減少刪去特殊點(diǎn)的可能性。缺點(diǎn)：計(jì)算量大，且只能在所有圖像完成數(shù)字化之后才能進(jìn)行。壓縮柵格編碼：信息有損編碼、和信息無(wú)損編碼。考慮因素：無(wú)損、有損；壓縮比；壓縮、解壓縮算法復(fù)雜程度。常用壓縮編碼方法：游程編碼結(jié)構(gòu)、四叉樹編碼。游程長(zhǎng)度方法：游程指相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)量，游程?hào)鸥窬幋a是將同值的相鄰柵格合并，并記錄合并柵格的值以及合并柵格長(zhǎng)度的一種壓縮編碼方法。四叉樹編碼：將整個(gè)圖像區(qū)逐步分解為一系列被單一數(shù)值區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域，最小的分割區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)柵格像元，分解的原則是將圖像區(qū)域等分為大小相等的四個(gè)象限，對(duì)每個(gè)象限可根據(jù)一定規(guī)則確定是否等分為次一層上的四個(gè)象限，其終止依據(jù)是：不管哪一層上的象限，只要?jiǎng)澐值絻H一種地物或符合要求的少數(shù)幾種地物時(shí)，就不再劃分，否則一直劃分到僅有一個(gè)柵格像元為止。分割結(jié)果如何記錄：分割深度、子區(qū)代碼、到達(dá)子區(qū)的路徑。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：根結(jié)點(diǎn)、父結(jié)點(diǎn)、子結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)保存一個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針，四個(gè)子結(jié)點(diǎn)指針，一個(gè)結(jié)點(diǎn)值。為什么要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)編輯：圖紙移動(dòng)，圖紙變形，制圖誤差，數(shù)字化誤差，各種誤差將影響到GIS的各個(gè)環(huán)節(jié)。空間數(shù)據(jù)編輯的必要性：修正數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，維護(hù)數(shù)據(jù)的正確性和完整性，更新地理信息?？臻g數(shù)據(jù)編輯內(nèi)容：數(shù)據(jù)不完整，重復(fù)；數(shù)據(jù)位置不正確；比例尺不正確；變形，幾何和屬性連接有誤，屬性數(shù)據(jù)不完整。方法：目視檢查法，疊合比較法，邏輯檢查法。圖形編輯又叫數(shù)據(jù)編輯、數(shù)字化編輯，是指對(duì)地圖資料數(shù)據(jù)化之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯加工，其目的是修正圖形和數(shù)據(jù)的差錯(cuò)。如：結(jié)點(diǎn)捕捉，結(jié)點(diǎn)與線的捕捉，刪除假結(jié)點(diǎn)，接邊，數(shù)據(jù)檢查與清理，刪除一段弧段等。第九章空間數(shù)據(jù)庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念：數(shù)據(jù)庫(kù)：是指按一定的結(jié)構(gòu)組織在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：是指提供數(shù)據(jù)庫(kù)建立，使用和管理工具的一套軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：是為了滿足特定用戶數(shù)據(jù)處理需求而建立的，具有數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能的應(yīng)用軟件，它提供給用戶一個(gè)訪問(wèn)和操作特定數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶界面?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)：是指地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的集合。一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件組織在存儲(chǔ)介質(zhì)之上的?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：能夠?qū)ξ锢泶鎯?chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義上和邏輯上的定義，提供必需的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能，并且能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程：需求分析：明確工作，任務(wù)，確定用戶需求，可行性分析，提交需求分析報(bào)告。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（概念模型、邏輯模型、物理模型等）即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)字典用于描述數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)內(nèi)容和定義等?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)概念模型：通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)與抽象，得到適用于空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其應(yīng)用系統(tǒng)的模型。邏輯模型：將概念模型轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)具體可處理的邏輯結(jié)構(gòu)。物理模型：將空間數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)在物理存儲(chǔ)器上實(shí)現(xiàn)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則：盡量減小空間數(shù)據(jù)冗余度盡量使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在用戶需要做出改變時(shí)，可以迅速做出調(diào)整對(duì)檢索和查詢能夠迅速得出結(jié)果盡量維持地理空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性支持多種多樣的決策需要，有一定的應(yīng)用適應(yīng)性?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)：建立實(shí)際的空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，裝入實(shí)驗(yàn)性的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，裝入實(shí)際的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行。維護(hù)：安全性，完整性，更新，修正錯(cuò)誤，監(jiān)測(cè)改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型層次模型：一個(gè)雙親，多個(gè)子女，記錄被表示為樹形結(jié)構(gòu)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，擁有多個(gè)雙親的子女在結(jié)構(gòu)中多次出現(xiàn)，不適用于多對(duì)多的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：清楚表達(dá)關(guān)系，易于理解，易于更新，表達(dá)了現(xiàn)實(shí)世界中物體的層次關(guān)系。易于用關(guān)鍵字進(jìn)行查詢，易于分類和檢索。缺點(diǎn)：不能表達(dá)數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系，數(shù)據(jù)冗余量大，不能表示數(shù)據(jù)間多對(duì)多的關(guān)系，訪問(wèn)不夠靈活。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型：用有向線段連接首客體和屬客體，首屬客體相連構(gòu)成一個(gè)系，不區(qū)分系類的個(gè)數(shù)和客體類的個(gè)數(shù)，也不區(qū)分客體類之間的從屬關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)冗余量小，可以表達(dá)多對(duì)多關(guān)系缺點(diǎn)：復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致難于更新維護(hù)、影響其在數(shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用。關(guān)系數(shù)據(jù)模型：關(guān)系模型是把數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)歸結(jié)為有一定關(guān)系的二維表格，每個(gè)二維表格表示一個(gè)關(guān)系，由相同類的實(shí)體構(gòu)成，二維表格每一行表示一個(gè)實(shí)體，每一列表示相同的一種屬性。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，容易理解和維護(hù)便于布爾邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算表達(dá)的各種查詢需要；缺點(diǎn)：難以表達(dá)復(fù)雜目標(biāo)難以表現(xiàn)數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系不自然的分解空間開銷較大，運(yùn)行效率不高傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的不足：管理的是不連續(xù)，相關(guān)性較小的數(shù)據(jù)管理的實(shí)體個(gè)數(shù)較少，彼此之間只有簡(jiǎn)單的關(guān)系記錄往往以等長(zhǎng)形式表現(xiàn)處理的往往是文字或數(shù)字這些都不適用于空間數(shù)據(jù)庫(kù)。第十章空間分析空間分析概念：空間分析是分析具有空間坐標(biāo)或相對(duì)位置的數(shù)據(jù)和過(guò)程的理論和方法，其目的是提取和傳輸空間數(shù)據(jù)中隱含的空間信息。空間分析的主要內(nèi)容：位置、分布、形態(tài)、距離、關(guān)系?？臻g查詢的內(nèi)容：幾何查詢（臨近空間的對(duì)象及其屬性:屬性列表、統(tǒng)計(jì)地圖）、屬性查詢（對(duì)象的分布：高亮度顯示）、拓?fù)洳樵儯臻g關(guān)系：高亮度顯示）、SQL查詢（空間對(duì)象分布，空間對(duì)象的屬性：高亮度顯示）可視化：離散要素形式表達(dá)圖像或采樣格網(wǎng)形式表達(dá)表面的形式表達(dá)第十一章疊置分析概念：是指將統(tǒng)一地區(qū)，同一比例尺，同一坐標(biāo)系統(tǒng)，不同信息表達(dá)的兩組或多組專題要素圖層進(jìn)行疊加，得到新圖層的過(guò)程，其目的是有效地利用多種專題要素，從中提取隱含的數(shù)據(jù)信息。疊置分析的種類基于矢量：點(diǎn)、線、面基于柵格：地圖代數(shù)基于矢量數(shù)據(jù)的操作：圖層擦除、識(shí)別疊加、交集操作、對(duì)稱區(qū)別、圖層合并、修正更新。第十二章緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析概念：緩沖區(qū)分析是指對(duì)分析對(duì)象的點(diǎn)線面實(shí)體，自動(dòng)建立其周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識(shí)別實(shí)體或者主體對(duì)于鄰近對(duì)象的輻射范圍或者影響程度，是解決鄰近度問(wèn)題的空間分析工具之一。前期處理流程：相同比例尺，經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的地圖進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)字化。網(wǎng)絡(luò)分析：通過(guò)研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，以及模擬資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動(dòng)和分配情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和資源的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行研究的一種空間分析方法?；A(chǔ)：運(yùn)籌學(xué)和圖論。網(wǎng)絡(luò)分析方法：最佳路徑