地理信息系统概论复习资料————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:地理信息系统概论期末复习重点第一章导论1.数据：数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号,用以定性或定量地描述事物的特征和状况，数据本身并没有意义。

２.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。

是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统)提供善于现实世界新的事实的知识,作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

3．数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等等操作。

4．地理信息:是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征,联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称。

5.Geｏｍatｉcs：1９90年Gagnoｎ将它定义为“利用各种手段，通过一切途径来获取和管理有关空间基础信息的空间数据部分的科学技术领域。

”反应了现代测绘科学、遥感和地理信息系统与现代计算机和信息科学相结合的多学科集成,以满足对空间信息要求的发展趋势。

基本问题1、信息的特点：客观性,适用性,传输性,共享性。

Ｐ2２、地理信息的特征:(1）空间特征数据与特定的空间位置联系最显著特征（２)属性特征按专题表达多层次的属性信息（3)时序特征按时间尺度区分地理信息3、地理信息系统的功能(一）基本功能(1)数据采集和编辑（２)数据储存和管理空间查询（3）数据处理和变换数据变换数据重构数据抽取（４）空间分析和统计叠合分析—为某工厂选址:低价小于1万且坡度小地区缓冲区分析—道路的噪音影响范围网络分析—哪一条路最近,如何乘车数字地形分析—等高线图、DEM图、晕渲图(5)作品制作和演示(6)二次开发和编程4、结合你的专业兴趣谈谈地理信息系统的应用(大题)1)GIS 的应用领域:地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

(加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。

) 以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用2)资源管理：主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。

主要回答“定位”和“模式”两类问题。

3)资源配置:在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。

GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

4)城市规划和管理:空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。

例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面（城市资源配置问题)等。

5)土地信息系统和地籍管理:土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容,借助GＩS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

6)生态、环境管理与模拟：区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。

7)应急响应:解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。

8)地学研究与应用:地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。

9)商业与市场：商业设施的建立充分考虑其市场潜力。

例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。

有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。

地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。

房地产开发和销售过程中也可以利用GIＳ功能进行决策和分析。

10)基础设施管理：城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。

它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

11)选址分析：根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素,在区域范围内选择最佳位置，是ＧIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的空间分析功能。

12)网络分析：建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路）等应急处理。

警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。

13)可视化应用：以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。

14)分布式地理信息应用：随着网络和Ｉntｅrneｔ技术的发展，运行于Iｎtraｎｅｔ或Internｅｔ环境下的地理信息系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。

第二章地理信息系统的数据结构１．矢量数据:是面向地物的结构,即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓朴关系说明。

但在空间表达方面没有直接建立位置与地物的关系。

２.栅格数据:是面向位置的结构,平面上的任何一点都直接联系到某一个或某一类地物。

但对于某一具体的目标，没有直接聚集所有信息,只能通过遍历栅格矩阵逐一寻找，它也不能完整地建立地物之间的拓朴关系。

３．空间数据（或地理数据）：是指地理实体或现象的空间特征数据和属性特征数据的总称。

4.TIN数据结构：表示和存储曲面要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，经常采用不规则三角网（TriangulateｄIrrｅgular Network）来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为ＴIN数据结构。

5．地理空间：一般是指上至大气电离层，下至地壳与地幔的交界的莫霍面之间的空间区域。

基本问题1、地理空间数据的分类（1）按数据来源分有:地图数据、影像数据、文本数据（2）按数据结构分有:矢量数据、栅格数据（３）按数据特征分有:空间定位数据、非空间属性数据(4)按数据几何特征分有:点(0维测量中三角形、电视塔）、线（1维河流、道路)、面（２维湖泊、行政区）、曲面（2.５维地形、气温)、体(3维地质构造、矿产)（５)按数据发布形式分：DLG数据:数字线画图数据（Dｉgitａl Lｉne Grａphic)DRG数据：数字栅格图数据（Ｄigitａl Rａsｔer Grapｈｉc)ＤＥM数据：数字高程模型数据( DｉｇiｔaｌElevaｔiｏn Mｏdｅl）DOM数据：数字正射影像数据(Digｉtal Ortｈｏphｏto Maｐ）２、空间数据的拓扑关系:指网结构元素结点Ｎ、弧段C、多边形P之间的空间关系。

(1）拓扑邻接:存在于空间图形的同类元素之间(N/N、Ｃ/C、P/P）(２）拓扑关联：存在于空间图形的不同类元素之间（Ｎ／Ｃ、Ｐ/C）（3)拓扑包含：存在于空间图形的同类但不同级元素之间3、G IS数据有哪些主要来源?地图数据：地图是地理信息的主要载体,同时也是地理信息系统最重要的信息源遥感数据:各种遥感数据及其制成的图像资料(航片、卫片)包含着及其丰富的地理内容地形数据：等高线图的数字化,数字高程模型及实测地形数据属性数据:各种地理要素的统计数据、实验和各种观测数据、研究报告等元数据:数据来源、数据权属、数据产生时间、数据精度、数据分辨率、源数据比例尺、数据转换方法等4、空间拓扑关系表达—关系表（看图题)(1）结点与弧段的拓扑关系 (2)弧段与结点的拓扑关系 (3）弧段与多边形的拓扑关系（4）多边形与弧段的拓扑关系 弧段沿前进方向在面的左边为正值多边形 弧 段 P1a, b, c ， -g P2b ， ｄ, f ﻩ P3c ， f, ｅ P4 G５、栅格边长的确定 原则:能有效地逼近空间对象的分布特征，又减少数据的冗节点弧 段 Aa ， c, e Ba, d, b Ｃd, e, f ﻩ Ｄb, f, c ﻩ Ｅ G弧 段ﻩ 节 点 多边形le ｆt Ｒighta A , B P0 P1ｂＢ , D P2 P1 cD , A P ３ P １ dB ,C P0 P2 eC , A Ｐ0 P3 fC ，D Ｐ3 Ｐ２ gE , E P1 Φa b c d e f gAC BDE P 4P 0P 1P 2P 31/21(min )2H Ai余度。

设一个区域矢量数据中面积最小的矢量多边形的面积为Ａ，当边长是H ／２时，该多边形得到表示。

合理的网格尺寸为:6、编写游程编码（看图题)行程编码 编码1：（属性值，重复个数)图层的数据冗余度Ｒe 估算：其中Q 为层内相邻属性值变化次数的累加和;m 为图层网格的行数;n 为图层网格的列数当Re 的值大于1／5时的情况下，栅格数据的压缩效果明显。

(3）四叉树结构基本思想：将2ｎ×2ｎ象元组成的图像（不足的用背景补上）按四个象限进行递归分割,并判断是否单一，单一不分割,不单一逐一分割四叉树的储存(编码)方法:Ａ、常规四叉树Ｂ、线性四叉树 记录叶结点的位置（莫顿码)、深度（几次分割)和属性 莫顿码是自下而上扫描栅格单元的顺序代码十进制的莫顿码 如行为２、列为3的栅格莫顿码① 行号Ib=1 0 列号Jb=1 １②I 行J 列交叉 １ 1 0 1＝１3四叉树的优缺点1)对于团块图像,四叉树表示法占用的空间比块状法要少得多,四叉树表示法基本上是一种非冗余表示法。

2）四叉树具有可变率霍多重分辨率的特点使得它有很好的应用前景，适用于处理凝聚性或呈块状分布的空间数据，特别适用于处理分布不均匀的块状空间数据，但是不适用于连续表面（如地形)或线状地物。

问题：1)矢/栅正反变换还不理想2)建立四叉树耗费时间很多，还费事3）四叉树未能直接表示物体间的拓扑关系４)与非树表示法比较，四叉树表示法的缺点在于转换的不稳定性或滑动变异5)一个物体的图像在构成四叉树时会被分割到若干个象限中,使它失去了内在的相关性。

第三章 空间数据处理1.数据压缩2.数据变换:是指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换,包括几何纠正和地图投影转换等等，以实现空间数据的几何配准。