地理信息系统重点总结————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ第一章地理信息系统概论导读:本章介绍了地理信息系统的最基本的概念。

1.信息:向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识,是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

2.信息的特点：客观性，实用性,传输性,共享性。

3.数据：通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号。

数据是信息的载体，不是信息。

4.地理数据：表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形的总称。

5.地理信息: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，它是对地理数据的解释。

6.地理信息的特性：区域性、多维结构特性、动态变化的特性。

7.地理数据（或空间数据）的特征：属性特征、几何特征、时态特征。

8.信息系统的类型：事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统、人工智能和专家系统。

9.地理信息系统：以采集、储存、管理、分析和描述整个或部分地球表面空间和地理分布有关的空间信息系统。

10.地理信息系统特征:１>.具有采集、管理、分析和输出多种信息的能力,具有空间性和动态性。

2>.由计算机系统支持进行空间地理数据管理并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法。

3>.地理信息系统的重要特征是计算机系统的支持。

11.地理信息系统分类:１）按范围：全球，区域，国家,城市GIS;２)按维度：二维,三维,四维,时态GIＳ;３）按内容：综合,专题。

12.地理信息系统构成：计算机硬件系统，计算机软件系统,地理数据,系统管理操作人员。

13.地理信息系统核心问题：位置、条件、变化趋势、模式、模型。

14.地理信息系统功能:数据采集、监测与编辑;数据处理；数据存储与组织；空间查询与分析;图形与交互显示。

15.我国地理信息系统方面的工作自8０年代初开始,以1９80年中国科学院遥感应用研究所成立的全国第一个地理信息系统研究室为标志。

第三章空间数据模型导读：为能利用地理信息系统工具描述现实世界并解决问题，必须对现实世界进行建模,结果就是空间数据模型。

本章主要讲述了数据模型的三大类型,在各种模型里面有介绍了相关的概念。

最后还有学术前沿的一些模型概念。

1.地理空间：物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及在时间上的延续。

它分为绝对空间和相对空间。

2.空间数据模型的类型:基于对象的模型(强调了离散对象),网络模型(表示特殊对象之间的交互）,场模型（表示连续变化的数据)。

3.空间数据模型前沿:时空数据模型、三维空间数据模型、分布式空间数据模型。

4.场的特征:空间结构特征和属性域;连续的、可微的、离散的;各向同性和各向异性；空间自相关。

5.栅格数据模型：将连续空间离散化，用二维铺盖划分整个连续空间。

6.要素模型中的三类地物要素：点对象；线对象;多边形对象；(P54)7.一个实体必须符合三个条件：可被识别;重要（与问题相关）;可被描述（有特征）;8.矢量方法强调了离散现象的存在，由边界点线面来确定边界，因此可以看成是急于要素的。

9.基于要素的空间关系包括：拓扑关系，方向关系,度量关系。

10.地理要素之间的拓扑关系包括：点点关系,点线关系，点面关系，线线关系，线面关系，面面关系。

11.拓扑空间关系分析:拓扑属性---在拓扑变换下能保持不变的集合属性。

12.方向空间关系分析：地物对象之间的方位。

13.度量空间关系分析：空间指标量算：定量量测区域空间指标和区域地理景观间的空间关系是地理信息系统特有的能力。

14.区域空间指标包括:几何指标,自然地理参数，人文地理指标。

15.地理空间的距离度量：1.大力测量距离：沿着地球大圆经过两个城市中心的距离。

2.曼哈顿距离:纬度差加上经度差。

3.旅行时间距离：从一个城市到另一个城市的最短距离可以用一系列指定的航线来表示。

4.词典距离：在一个固定的地名册中一系列城市中它们位置之间的绝对值。

16.网络结构模型:地物被抽象为链，节点,等对象,同时要关注其连通关系。

第五章GIS中的数据导读：对空间数据的处理时GIS的核心功能。

GＩS通常描述三部分信息即空间信息,非空间的属性信息，时间信息。

本章主要叙述了数据的类型，测量尺度,数据的质量问题，质量的描述，质量的控制等。

1.数据处理：指对数据进行收集、转换、筛选、排序、归并、检索、计算以及分析、模拟和预测的操作，目的就是把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式;把数据加工成对正确管理和决策有用的数据；把数据编辑后存储起来,以供不断使用。

2.地理数据(或空间数据)的特征:属性特征、几何特征(空间特征）、时态特征。

3.空间数据类型：空间特征数据(记录的是空间实体的位置、拓扑关系和几何特征)、时间属性数据(指的是地理实体所具有的各种性质）、专题属性数据（指的是地理实体的时间变化或数据采集的时间）。

4．空间数据的表示方法:类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据。

5.数据测量的尺度:对特定现象的测量就是根据一定的标准对其赋值或打分。

尺度的四个层次：命名量,次序量,间隔量，比率量。

6.衡量数据质量的几个方面:①准确性（与真值的接近程度)；②精度（对现象描述的详细程度);③相容性(两个来源的数据在同一应用中使用的难易程度）；④一致性（对同类现象表达的一致程度）;⑤不确定性(某一现象不能被准确测定的程度）。

7.空间数据质量问题的来源:空间现象自身存在的不稳定性；空间现象的表达;空间数据处理中的误差；空间数据使用中的误差;(数据处理整个过程中误差在每一步的来源P９9）8.误差类型:逻辑误差，几何误差（包括点、线误差）。

第一类线误差主要产生于测量和对数据的后处理，第二类是在确定界限时的误差,又称解译误差。

9．地图数据的质量问题:地图固有误差,材料变形误差，图像数字化误差。

10.空间数据质量控制:传统手工方法，元数据方法，地理相关法。

11．元数据:关于数据的描述性数据信息(就是描述数据的数据)。

目的:促进数据集的高效利用,并为计算机辅助软件工程（CASE)服务。

内容:1)对数据集的描述;2）对数据质量的描述;3)对数据处理信息的说明;4）对数据转换方法的描述;5）对数据库的更新、集成等的说明。

1２．元数据类型：１)按内容分：科研型元数据，评估型元数据，模型元数据。

２）按描述对象分：属性元数据，实体元数据。

3）按在系统中的作用分：系统级别元数据，应用层元数据。

4)按作用分:说明元数据，控制元数据。

１3.使用元数据的原因:1)性能上的原因:完整性,可扩展性，特殊性，安全性;２)功能上的原因:查错功能,浏览功能,程序生成。

第六章空间数据获取与处理导读：空间数据获取是地理信息系统建设的首要任务，它有多种实现方式(比如数据转换,遥感数据处理,数字测量等）,这其中已有地图的数字化录入。

录入内容有空间信息(主体)和非空间信息,录入方式（手扶跟踪数字化,扫描矢量化)。

录入完毕后,进行包括坐标变换、图像拼接等处理,最重要的时建立拓扑关系（建立过程中首先对各种错误进行修改）。

1．地图数据类型（是载荷地理信息的数据集合)：1）空间数据(构成地图内容要素的几何图形）；２）语义数据,包括定性数据和定量数据。

２．手扶跟踪数字化仪数字化方式:点方式；流方式（采样原则：距离流方式,时间流方式）3.曲线离散化算法：（P119）４.栅格图像转化为矢量地图过程：1.）图像二值化；2．)平滑；3)细化;4)链式编码;5）矢量线提取。

5.投影变换的两种方式：1）多项式拟合，类似于图像几何纠正;2）直接应用投影变换公式。

6.ﻩGIS数据管理中，拓扑关系可以定义区域、邻接性、连通性。

7．数字化的地图上错误的具体表现：1）伪节点;2）悬挂节点;3)“碎屑”多边形或“”条带多边形;４)不正规的多边形。

第七章空间数据管理导读:本章最主要的讲述了两种重要的数据结构:栅格结构和矢量结构及他们的编码方法,并提供了两者相互转换的算法及两者比较。

最后介绍了空间检索中最常用的技术—空间索引,介绍了常用的空间索引方式。

1.地理信息系统与一般的管理信息系统比较：1>区别：１)硬件上，为了处理图形和图像数据,系统需要配置专门的输入输出设备;２）软件上，要求研制专门的图形和图像数据分析算法和处理软件；3）在信息处理的内容和采用目的方面,一般管理系统主要查询检索和统计分析，和处理的结果，大多是制成某种规定格式的表格数据,而ＧＩS主要应用于分析研究资源的合理开发利用,指定区域发展规划、地区的综合治理方案。

2＞相同点:1)都是以计算机为核心的信息处理系统；2）都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点;3）都随着数据库技术的发展在不断的改进和完善。

２．空间数据库特点:1)数据量特别大;2）不仅有地理要素的属性数据,还有大量的空间数据;3)数据应用广泛。

3.数据组织的分级：分为四级－--数据项，记录,文件,数据库。

4.数据间的逻辑关系有一对一，一对多,多对多关系。

5.常用数据文件有：顺序文件、索引文件、倒排文件、直接文件。

6.栅格数据结构:栅格结构是最简单最直接的空间数据结构。

它是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据都表示地物或现象的非几何属性特征。

其显著特点是：属性明显,定位隐含。

注意：点用栅格单元表示,线用沿线走向的一组相邻栅格表示。

７.栅格可以是正方形,也可以是三角形、菱形、六边形。

栅格数据的比例尺就是栅格大小与地表相应单元大小之比。

8.决定栅格单元代码的方式：中心点法(常用于具有连续分布特征的地理要素）、面积占优法（常用于分类较细、地物类别斑块较小的情况)、重要性法（常用于有特殊意义而面积较小的地理要素)、百分比法。

9:栅格像元大小确定的原则:1)保证精度(避免损失小图斑和狭小图斑）;2）注意与其他的数据源相匹配;3）注意适应于计算机存储和处理能力; 10．栅格结构编码方法：总体上两大类有直接栅格编码和压缩栅格编码。

直接栅格编码就是将栅格数据看成一个数据矩阵逐行逐列或者其他特殊顺序记录。

压缩编码方法又分为信息无损压缩和信息有损压缩编码。

有链码、游程长度编码、块码、四叉树编码。

1１．链码（弗里曼编码）：八邻域八个方向。

１2. 游程长度编码:1)只在各行数据的代码发生变化时依次记录该代码及相同代码重复的个数{例如：(0,1)，(4,2),（7,5）表示0 4 4 ７７7 77 }；2)逐个记录各行代码发生变化的位置和相应代码｛例如：（1,０），(２,４）,（4，7）表示0 4４7 7 7 7７}；13.块码: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。