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地理信息系统期末考试总结

地理信息系统期末考试总

Final revision by standardization team on December 10, 2020.
地理信息系统
1、GIS的定义:以地理空间数据库为基础,在计算机硬、软件环境的支持下,对空间数据进行采集、存取、编辑、处理、分析和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多空间和动态的地理信息,为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的计算机应用系统。

(或简言之:处理地理信息的计算机系统)
2、GIS的基本构成:系统硬件;系统软件;空间数据;应用人员;应用模型
3、GIS基本功能:数据采集与编辑;数据存储与管理;数据处理与变换;空间分析与统计;产品制作与显示;二次开发与编程
4、矢量数据的常用压缩方法:间隔取点法;垂距法和偏角法;Douglas—Peucker方法
5、层次模型、网状模型、关系模型:
1)层次模型:
表示方法:
2)网状模型
表示方法:
3)关系模型:
表示方法:
①关系模型对数据的组织—地图表
图形组成
②关系模型对数据的组织—多边形表
多边形名称组成
③关系模型对数据的组织—线表
线名称组成
④关系模型对数据的组织点—坐标表
6、拓扑关系主要有:
1)相邻性:表示两个多边形是否相邻;
2)包含性:表示一个图元要素是否包含于某个多边形中。

3)连通性:表示两条线段是否相连。

7、空间分析的内容与步骤:
1)空间分析的内容
①属性分析:数据检索、逻辑与数学运算、重分类、统计分析等。

②拓扑与属性的联合分析:与拓扑相关的数据检索、叠置处理、区域分析、邻域分析、网络分析等。

2)空间分析的步骤
①建立分析目的和评价标准例:建一公园进行选址(目的)标准:交通便利、环境优雅;设计成环绕一个天然小河;可利用面积大、少沼泽地
②收集、输入空间和属性数据:包括地理底图数据、地籍数据、土壤数据等。

③做空间位置的处理和分析:作空间位置的处理和分析(包括检索、提取,缓冲区分析、叠置分析等);作属性数据的处理和分析(加所需的属性项、好地价)
8、面向对象三要素:
1)具有一个唯一的标识,以表明其存在的独立性;
2)具有一组描述特征的属性,以表明其在某一时刻的状态;
3)具有一组表示行为的操作方法,用以改变对象的状态。

9、矢量数据结构栅格数据结构对比:
1)栅格数据模型:
优点:①数据结构简单②叠加操作易实现③能有效表达空间可变性④栅格图象便于做图象的有效增强
缺点:①数据结构不严密不紧凑,需要用压缩技术解决这个问题②难以表达拓扑关系③图形输出不美观,线条有锯齿,需要增加栅格数量来克服,但会增加数据量
2)矢量数据结构
优点:①提供更严密的数据结构②提供更有效的拓扑编码,因而对需要拓扑信息的操作更有效,如网络分析③图形输出美观,接近于手绘
缺点:①提供更严密的数据结构②提供更有效的拓扑编码,因而对需要拓扑信息的操作更有效,如网络分析③图形输出美观,接近于手绘
10、点线栅格化:
1)点的栅格化
点的变换十分简单,只要这个点落在哪个网格中就属于哪个网格元素,行列坐标(i,j)的计算公式为:
2)线的栅格化
①首先按点的栅格化方法确定端点1,2所在的行和列号,并将它们“涂黑”。

②求出这两个端点的行数差和列数差。

③若行数差大于列数差,则逐行求出本行中心线与过这两个端点的直线的交点,并按上式计算出其所在栅格,并“涂黑”。

④若行数差小于列数差,则逐列求出本列中心线与过这两个端点的直线的交点,并按上式计算出其所在栅格,并“涂黑”。

11、栅格数据取值方法
1)中心归属法:每个栅格单元的值以网格中心点对应的面域属性值来确定
2)长度占优法:每个栅格单元的值以网格中线(水平或垂直)的大部分长度所对应的面域的属性值来确定
3)面积占优法:每个栅格单元的值以在该网格单元中占据最大面积的属性值4)重要性法:根据栅格内不同地物的重要性程度,选取特别重要的空间实体决定对应的栅格单元值,如稀有金属矿产区,其所在区域尽管面积很小或不位于中心,也应采取保留的原则
12、空间实体的描述
空间实体是指地理空间中客观存在的具体事物。

在GIS中的描述:
1)空间位置:主要指位置信息,也包括位置信息的扩展,如形态及实体的组成(复合对象)等;位置用坐标表示;
2)空间关系:主要指空间对象在空间上的联系(方向、度量、拓扑);
3)非几何属性:表示空间特征的非几何属性;
4)实体的时态、行为及功能特征:实体的行为,功能特征以及实体属性随时间的变化。

如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建筑的变形等;
5)实体的衍生信息:如一个实体有多个名称
13、矢量数据的编码方式(看一下PPT第二章空间数据结构,掌握每个编码方法。


1)坐标序列法
2)层次索引法
3)拓扑结构法(Arc-node数据结构)
14、拓扑数据的结构
点拓扑、线拓扑、面拓扑的表示方法。

见第二章空间数据结构。

这是重点,可能会考图形分析题。

分别写出点拓扑、线拓扑、面拓扑。

大家一定要掌握。

15、栅格数据相关概念
1)栅格数据结构:指将分析空间划分成多个规则的、互相相邻的网格单元(多为矩形区域,也偶有表示为三角形或六边形的),然后给各个格网单元赋以相应
空间对象的属性值,用此多个格网单元组成的规则格网(GRID)来表示地理现象的空间位置和属性特征。

2)栅格单元:规则的网格单元叫做单元格(Cell),每个单元格都有一定的尺寸和取值,尺寸对应一定的地理空间范围
16、栅格数据编码方法
1)直接栅格编码:直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行(或逐列)逐个记录代码。

(最简单直观)
2)压缩编码方法:栅格数据压缩编码:用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息。

类型:信息无损编码;信息有损编码
目前有一系列栅格数据压缩编码方法:链码,游程长度编码,四叉树码(掌握编码方法)
17、手工数字化过程
1)手工栅格数字化
将图面划分成栅格单元矩阵,按地理实体的类别对栅格单元进行编码,然后依次读取每个栅格单元代码值的数字化方法。

步骤:①确定栅格单元大小②准备栅格网③对栅格单元进行编码④读取栅格单元值
⑤数据录入
2)手工矢量数字化
读取地理实体坐标数据并按一定格式记录下来。

步骤:①对地理实体编码②量取地理实体的坐标③录入坐标数据
18、误差产生的主要原因
1)空间现象自身存在的不稳定性
2)空间现象的表达
3)空间数据处理中的误差
4)空间数据使用中的误差
19、面的捕捉的过程
实际上就是判断光标点S(x,y)是否在多边形内,若在多边形内则说明捕捉到。

判断点是否在多边形内的算法主要有垂线法或转角法。

垂线法的基本思想是从光标点引垂线(实际上可以是任意方向的射线),计算与多边形的交点个数。

若交点个数为奇数则说明该点在多边形内;若交点个数为偶数,则该点在多边形外。

加快速度的方法:
找出该多边形的外接矩形,若光标点落在该矩形中,才有可能捕捉到该面,否则放弃对该多边形的进一步计算和判断。

20、栅格数据矢量化步骤
1)栅格线的细化
2)矢量线提取
3)拓扑关系重建
4)点和线的平滑
21、空间数据库概念及特点
定义:空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。

特点:1)数据量特别大2)属性数据和空间数据联合管理
22、基于文件和关系式数据库的混合空间数据模型
1)图形与属性结合的各自分开处理模式
图形处理的用户界面和属性的用户界面是分开的,它们只是通过一个内部码连接。

通常要同时启动两个系统,甚至两个系统来回切换,不方便。

2)图形与属性结合的混合处理模式
①在ODBC(Open DataBase Connectivity,开放式数据库互连)推出后,GIS软件商只需开发GIS与ODBC的接口软件,就可将属性数据与任何一个支持ODBC的RDBMS连接。

这样用户可在一个界面下处理图形和属性数据。

②GIS 通过DBMS提供的高级编程语言C或Fortran等接口,在C语言的环境下,直接操纵属性数据,查询属性数据库,并在GIS的用户界面下,显示查询结果。

23、DEM:数字高程模型,是高程关于平面坐标自变量的连续函数的一个有限的离散表示。

又叫地形模型。

24、网络分析主要内容:
1)路径分析:最短路径,最佳路径
2)定位与分配:定位,分配,定位与分配
3)地址匹配
4)爆管分析
25、叠加分析
不同的数据层之间进行空间和属性的对比分析
包括:点与多边形的叠合;线与多边形的叠合;多边形与多边形的叠合
26、缓冲区分析
缓冲区就是地理空间实体的一种影响范围或服务范围。

缓冲区分析是围绕点、线、面实体,自动建立其周围一定宽度范围内的多边形。

主要的类型有:基于点要素的缓冲区;基于线要素的缓冲区;基于面要素的缓冲区。

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