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1、GIS总结范文 第一讲一地理信息系统的定义地理信息系统（GIS）是采集、存储、管理、表达和分析处理空间信息的软件工具，它以实体的空间位置信息为主线，集成经济、社会、环境、科技、文化等各类信息，为各种应用服务。 数据对客观世界的表示，在GIS中主要是指对地球表面与自然环境的表示。 信息加工提炼过的数据、数字、字符、图表中有意义的事物。 信息具有共享性、客观性。 信息系统能够对数据进行采集、处理、分析、输出、传输，回答用户提问的系统。 地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征等一切有用的知识。 它是对地理特征与地理现象之间的地理数据的解释，而地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示
2、，包括空间位置、属性特征以及时域特征三部分组成。 二地理信息的特点数据量大一张精度适当的地图，其数据量超过百万字的书籍，相当于一张光盘的容量。 例如，城市地理信息系统处理的数据量预期将达到百万GB；区域分布性地理现象在空间分布上是不均匀的，有的区域分布密集，有的区域分布稀疏。 例如综合性大都市，数据的数据结构相当复杂，所涉及的内容相当广泛；信息载体的多样性地理信息的第一载体是地理实体的物质和能量本身。 其次，还有描述地理实体的文字、数字、地图和影像等符号信息载体以及纸质、磁带、光盘等物理介质载体。 三GIS定义的分类面向数据处理过程的定义（数字处理系统）面向专题应用的定义（专题信息系统）工具箱
3、定义（基础地理信息系统）数据库定义（空间数据库管理信息系统）四五大功能1数据的采集与数据的采集与主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性。 方法定位设备，数字化设备，数据交换，数据内容与相应设备，误差探测与，边界匹配2数据的存储与组织数据的存储与组织是一个数据集成的过程，也是建立GIS数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。 空间数据管理的主要任务是在空间数据之间建立拓扑关系。 属性数据的组织有文件系统、层次结构、网络结构与关系数据库管理系统等。 目前被广泛采用的主要是关系数据库系统。 在数据的存储与组织中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体3数据
4、的处理与管理数据格式化(Data formation)是指不同数据间的变换，尤其是矢量数据与栅格数据之间的转化。 数据转换(Data transfer)涉及到数据比例尺的缩放、平移、旋转等方面，其中最主要的是投影变换。 几何变换方法，坐标变换（回忆矩阵的知识）4数据的表达与可视化用户利用地理信息系统的显示功能不仅可以观察查询和分析的结果，而且还可以进行信息的表达输出。 5数据的空间分析与应用分析功能包括查询、检索、统计计算、空间分析、模型分析等方面。 查询、检索、统计计算是GIS以及许多数据信息系统应具备的最基本的分析功能，而空间分析功能才是GIS的核心，也是GIS与其它系统区别的重要标志。
5、模型分析是指GIS支持下处理分析问题的方法体现，是GIS应用深化的重要体现。 四.城市地理信息系统的应用领域城市地下管线控制和分析，城市布局分析，城市设计，城市控制性规划，灾害评价和水土保持，土地利用/土地覆被变化研究，智能交通，海洋渔业，数字城市等五.城市地理信息系统的发展趋势1理论发展趋势2技术发展趋势3应用发展趋势主要技术发展方向(P20)1面向对象的组件式GIS发展2Web GIS的应用3高分辨率遥感影像与GIS结合4三维GIS和虚拟现实5移动GIS(无线通讯)第二讲GIS的地理空间定位系统GIS研究的对象是具有城市与区域内涵的地理数据，地理数据与其位置的识别联系在一起，它是通过公共的
6、地理基础（空间参考系统）来实现的。 GIS的研究对象是具有空间内涵的地理数据。 地理数据与其位置的识别联系在一起，它是通过公共的地理基础统一的空间参考系统来实现。 空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系，这两个系统均与地球椭球面有关。 大地经度L、大地纬度B和大地高度H地面上的点P地的大地子午面NPS与起始大地子午面所构成的二面角L，叫点P地的大地经度，由起始子午面起算，向东为正，向西为负。 点P地对于椭球的法线P地Kp与赤道面的夹角B，叫做点P地的大地纬度，由赤道面起算，向北为正，向南为负。 点P地沿法线到椭球面的距离H叫做大地高，从椭球面起算，向外为正，向内为负。 我
7、国的大地坐标系1我国采用了两种不同的大地坐标系，即1954年北京坐标系和80国家大地坐标系，它们均属参心大地坐标系(p40)。 2不同的参考椭球确定不同的参心坐标系。 3相同的地球椭球元素，但定位和定向不同，也将构成不同的参心坐标系。 4把地面大地网归算到地球椭球面上，确定它同大地的相关关系位置，这就是所谓椭球的定位和定向问题。 1954年北京坐标系1属参心大地坐标系；2采用克拉索夫斯基椭球参数（a=6878245m，扁率=1298.3）；3多点定位；4x=y=z；5大地原点是原苏联的普尔科沃；6大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；高程异常是以原苏联1955年大地水准
8、面重新平差结果为水准起算值，按我国天文水准路线推算出来的；71954年北京坐标系建立后，30多年来用它提供的大地点成果是局部平差结果（制作了国家系列比例尺地形图）。 地理空间数据统一坐标体系转换的关键技术我国地图坐标体系分类北京1954坐标系西安1980坐标系地方独立坐标系国家2000大地坐标系1980国家大地坐标系?属参心大地坐标系；采用既含几何参数又含物理参数的四个椭球基本参数。 数值采用1975年国际大地测量学联合会（IUG）第16届大会上的推荐值，其结果是?地球长半轴=6378140m?地心引力常数质量GM=3.9860051014m3/s2?地球重力场二阶带谐数1.08263103?
9、地球自转角速度7.292115105rad/s。 ?多点定位。 在我国按1010间隔，均匀选取922个点组成弧度测量方程，按最小解算大地原点起始数据（p41)；定向明确。 地球椭球的短轴平行于地球质心指向1968.0地极原点(JYD)的方向，起始大地子午面平行于我国起始天文子午面，xyz0；54和80坐标系的相互转换用参数法实现坐标转换。 根据大地微分公式,用已知控制点数据建立误差方程解算出转换参数。 然后,用解算的参数进行坐标转换计算。 地方独立坐标系与国家坐标系的转换直接变换法间接变换法表示椭球扁率,R表示椭球半径,m表示长度变化率,常用的解算转换参数有三种方法:三参数法微分公式五参数法微
10、分公式七参数法微分公式国家坐标系与地方坐标系直接转换法计算地方系对国家系的旋转角计算平移量进行坐标变换根据地方坐标系与国家坐标系之间的关系，推出其转换公式如下:国家=0+地方+地方国家=0-地方+地方间接变换方法地图投影将椭球面上各点的大地坐标按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标，通常称为地图投影。 根据投影变形性质的分类1等角投影:保证投影后的由任意两条微分线段构成的角度2等面积投影保证投影前后的面积保持不变。 3任意投影它既不保持角度不变，又不保持面积不变根据投影探求方法的分类1透视几何投影:完全依据透视的原理，根据视点、物点、像点之间的几何关系来建立投影方程（3D）。 2
11、几何解析投影根据经纬线形状确定投影方程的基本形式，如圆锥投影、圆柱投影等。 3解析投影它事先并不人为确定经纬线的形状，其投影后的经纬线形状与投影方程的形式完全依据人们给出的条件逐步推求得到，如高斯-克吕格投影。 高斯-克吕格投影它是一种横轴等角切圆柱投影。 高斯投影的条件1中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对称轴；2等角投影；3中央经线上没有投影变形；高斯投影变形具有以下的特点中央经线上没有变形同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大同一条经线上，纬度越低，变形越大不产生变形，使得投影前后的形状保持不变。 ，同时存在长度、角度、面积的变形。 ?等变形线为平行于中央经线的直线地理格网(P43
12、)按一定的数学规则对地球表面进行划分形成地理格网，可以用于表示呈面状分布、以格网作为统计单元的地理信息。 通过对地理格网划分及编码规则的深入分析研究，规定我国地理信息系统采用三种地理格网系统14060格网系统2直角坐标格网系统3自行设计高程系统空间点的高程是以大地水准面为基准来建立的。 我国曾规定采用青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面，作为我国统一的高程基准。 从1985年起，我国开始改用“1985年国家高程基准”，凡由该基准起算的高程在工程和地形测量中均属于1985年黄海高程系统。 1985年国家高程基准与1956年国家高程基准之水准点间的转换关系为H85=H560.029m式中H85
13、，H56分别表示新旧高程基准水准原点的正常高。 凡不按1956年黄海平均海水面或1985年国家高程基准作为高程起算数据的高程系统均称为局部高程系统。 独立坐标系的转化联合平差转换法最小二乘变换法简易相似变换法坐标函数拟合法地图投影与GIS的关系（ppt上有图不方便复制就把点打出来可以自己再看下课件）地理基础（地图投影）核心数据获取（数据源地图的投影）数据标准化预处理（按照某一参照系数字化）数据存储（统一的坐标存储）数据输出（具有相应投影的地图）数据应用（检索查询、覆盖分析等）数据处理（投影转换）?第三讲GIS数据组成及特点GIS数据分类（P57）1图形数据数字化的数据2图像数据航空和航天数据3
14、实体属性数据空间定位型关系和属性数据4统计数据描述型数据空间数据（几何数据）矢量和栅格模式所谓栅格数据是:将制图区域的平面表象按一定的分解力作行和列的规则划分,就形成了一个阵列,其中每个栅格也称”像元”或”像素”.根据所表示的表像信息,各个像元可用不同的”灰度值”来表示,但每个像元被认为是内部一致的基本单元.换句话说:由平面表像对应位置上像元灰度值所组成的矩阵形式的数据就是栅格数据.栅格数据的点线面点表示为单个像元。 线在一定方向上连接成串的相邻像元的集合。 面由聚集在一起的相邻像元的集合。 四方向相邻和八方向相邻栅格数据的获取1.遥感方法获取(航天与航空);2.图片扫描获取(纸介质的地图等扫
15、描);3.矢量数据转换而来;4.由平面上行距,列距固定的点抽样而来主要包括: (1)中心归属法; (2)面积占优法; (3)长度占优法.栅格数据的基本运算1.栅格图像的平移(向左一格,再向上一格)2.两个栅格图像的算数组合3.两个栅格图像的布尔逻辑组合4.其它栅格图像的基本运算 (1)栅格灰度值乘上或加上一个常数; (2)栅格灰度值求其正弦,余弦等,方根,对数,指数等; (3)将某些栅格灰度值置成常数等; (4)求一个栅格图像中元素灰度值之和; (5)找出一个栅格图像中元素灰度值最大和最小等; (6)求出两个栅格图像对应灰度值的数量积; (7)将两层栅格图像对应灰度值比较,并把一个较大的元素记录到结果栅格图像中; (8)进行”二值图像”处理等等.栅格数据的宏运算1.扩张2.侵蚀3.加粗4.减细5.填充(带有边界条件的逐步加粗法)计算机的具体实现方法:
