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1、书 山 有 路 1 1 第一章 1 1 GIS 介绍 没什么考的 地理信息系统是以地理空间数据为基础 在计算机软硬件的支持下 对空间相关数据进行采 集 管理 操作 模拟 分析和显示 并采用地理模型分析方法 适时提供多种空间和动态 的地理信息 为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统 1 2 GI 的特点 记忆 多维性 区域性 动态性空间分布性 信息载体多样性 数据量庞大 需要投影到平面上 特殊的分析方法 分析需要数据集成 数据升级耗时且昂贵 地图显示需要快速数据检索 1 3 GIS 主要思想 技术来源 地理学 制图技术 计算机科学 摄影测量学 遥感技术 数学和统计学 1 4 世界上第
2、一个 GIS 系统是什么 CGIS 2 第二章 GIS 表达 2 1 地理学第一定律 事物之间普遍存在联系 越是临近的事物关联性越强 2 2 地理学的二空间特性 不同的地方 地理数据的变化趋势是不一样的 2 3 地理属性 命名属性 间隔属性 周期属性 比例属性 顺序属性 2 4 栅格数据和矢量数据的特点和应用 核心 栅格数据 卫星影像 数字高程模型 数字正射影像 二进制扫描文件 数字栅格图形 图 形文件 特定 GIS 软件的栅格数据 矢量数据 矢量图 3 第三章 3 1 GIS 基本原理 位置的唯一性 书 山 有 路 2 对现实表达的选择性 可以选择连续场或离散模型 世界是变化的 不同地理尺度
3、上的变化规律是不一样的 临近性是理解空间变化的关键 数据具有不确定性 地理是平滑的 又不规则的 3 2 邻接矩阵概念 表示地物之间相邻关系的矩阵 3 3 空间自相关概念 描述空间中位置 S 处的变量和其临近位置上统一变量的相关性 3 4 Moran 统计 含义 Moran 为正 表明该指标在空间上为正相关 反之为负相关 3 5 广义 G 统计量 为什么用它 G d 高 表示高数值的空间聚集 低则表示低数值的空间聚集 原因 Moran 统计不能区分不同类型的空间聚集模式 3 6 局部空间自相关指标 LISA 说明聚集的对象是相似的还是不相似的 为了说明在局部尺度上空间自相关的水平 需要在任意面积
4、单元上导出空间自相关数值 LISA 的高值表示具有相似变量值的面积单元的空间聚集 LISA 的低值表示不相似面积单元的 空间聚集 空间聚集可以是高或者低 3 7 尺度的概念 含义 多尺度表达 尺度 尺度是研究某一现象或事件时采用的空间或时间单位 含义 包含在细节中 与范围有关 地图的比例尺 多尺度表达 不同尺度下 同一地理实体的不同表达形式 尺度变换 信息在不同尺度范围之间的变化称为尺度变换 尺度上推 尺度下推 3 8 可变区域单元 MAUP 两个相应 面积单元对分析结果的影响 尺度效应 划区效应 3 9 生态学谬误概念 用整体推断个体 认为个体具有整体的特征 属性 3 10 如何进行空间采样
5、 设计合适的空间采样方法 随机采样 传统统计方法 系统采样 形成一个规则的空间格网 周期性 混合采样 分层采样 随机周期变化 4 第 4 章 地理参考 4 1 地理参照 3 4 张 ppt 特性 唯一性 持久性 对应的空间分辨率 依据 名称 位置排序 测量规则 书 山 有 路 3 4 2 地理坐标系统 经纬度系统 纬度 法线与赤道面的夹角 经度 子午面与本初子午面的二面角 4 3 地球的外形 近似旋转椭球体 扁率 f a b a 地球扁率 1 300 4 4 什么是参考椭球体 是指与某一国家或某一地区大地水准面符合较好的地球椭球体 4 5 我国的参考椭球体 WGS84 椭球 国际 克拉索夫斯基
6、椭球 4 6 GIS 中最常用的参考 大地水准面 静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面 4 7 什么是水准面 根据重力指标测量 实际上是弯曲的面 水准面 静止的水面 4 8 绝对高程概念 地面点到大地水准面的高程 4 9 中国的三种大地坐标系 1954 年北京坐标系 1980 年西安坐标系 新 1954 年北京坐标系 4 10 国际上 WGS84 坐标系 地心坐标系 4 11 网络地图上 4 12 高程系统的两个参照 1956 年黄海高程系 1985 年国家高程基准 4 13 地图投影概念 建立平面上的点与地面上的点的函数关系 4 14 地图投影的变形 三类 长度变形 面积变形 角
7、度变形 4 15 投影方式 等角 等积 任意投影 应用场景 各种分类方式 等角投影 航海 洋流 风向图 等积投影 地质 土壤 行政区划 任意投影 教学 科研 世界地图 4 16 解析投影分类 伪方位投影 伪圆柱投影 伪圆锥投影 多圆锥投影 4 17 地图投影的选择 一般选择等角投影 4 18 我国常用的地图投影 记一下 基本比例尺 高斯克吕格投影 Lambert 投影 Albers 投影 省区图常用后两个 基本比例尺 1 500 1 1 万 1 2 5 万 1 5 万 1 10 万 1 25 万 1 50 万 1 100 万 Lambert 投影 其余为高斯克吕格投影 4 19 高斯投影的特点
8、 中央经线上无变形 同一纬线上 离中央经线越远 变形越大 同一经线上 纬度越低 变 形越大 等变形线为平行于中央经线的直线 4 20 空间数据坐标变换 三种 几何变换 坐标系变换 投影变换 坐标变换 坐标平移 坐标旋转 仿射变换 4 21 配准 书 山 有 路 4 5 第 5 章 不确定性 5 1 不确定性概念 不确定性可以认为是真值的不能被肯定的程度 5 2 不确定性与误差的关系 不确定性可以理解为广义的误差 包括测量和概念误差 不 可度量误差 误差是测量结果与被测量真值的差 5 3 GIS 质量的主题 质量组成 属性准确性 位置准确性 逻辑准确性 完整性 连续性 5 4 不确定性的产生来源
9、 U123 地理概念中的不确定性 U1 测量与表达中的不确定性 U2 分析中的验证 U3 5 5 模糊数学的方法 主要是模糊综合评价 重点掌握 实际中运用很多 基本思想 用属于程度代替属于或不属于 模糊集合 在不同程度上具有某种特性的所有元素的总和 模糊综合评价 1 邀请有关方面的专家组成评价小组 2 建立评价指标体系集F f1 f2 f3 fn 确定每一评价指标的评价尺度集E E e1 e2 em 3 确定评价指标体系的权重集 W W w1 w2 wn 4 建立隶属度矩阵R 对第i个评价指标fi 其隶属度向量Ri ri1 ri2 rij rim i 1 2 n 5 计算方案 Ak 各评价指标
10、的得分 Sk RKET 6 计算方案 Ak 的综合得分 NK WST 判断方案优劣 空间数据质量模糊评价 评价内容 影像几何精度 影像质量 整饰质量 元数据质量 数据的完整性 数据的一致性 质量评定等级 优 良 中 差 综合评价模型 B A 权重 Q 单位因素评价矩阵 5 6 测量学中误差的分类 3 种 测量误差 系统误差 粗差 错误 5 7 U3 误差传播理论 看一看就可以了 6 第 6 章 栅格和矢量数据 6 1 数据的来源 CAD 计算机图形学 图像处理 6 2 为什么不直接用 CAD 的缺点等 使用局部绘图坐标而不是真实世界的坐标 单一物体没有同意标识 没有存储对象之间的关系 6 3
11、栅格和矢量模型 栅格模型 使用单元格或像素点来表达现实世界 使用二值表达 浮点数或属性表来记录属 性 矢量模型 利用数学函数曲线代替有序坐标对表示线性地物 6 4 栅格和矢量的优缺点 栅格 结构简单 易于处理 优 随着空间分辨率的提高 所需的存储空间迅速递增 缺 矢量 6 5 栅格数据的编码方式 书 山 有 路 5 游程编码 块码 四叉树编码 6 6 矢量数据 拓扑结构 无拓扑结构的矢量数据结构 仅记录空间对象的位置信息和属性信息 不记录其拓扑关系 1 拓扑关系不随地图投影而变化 2 利用拓扑数据结构有利于空间要素的查询 3 可以利用拓扑数据作为工具 重建地理实体 6 7 格网数据 blabl
12、abla 网状模型基本特征 节点数据间没有明确的从属关系 一个结点可以与其他多个结点建立联系 6 8 地理空间数据库 对象数据模型 简单看看 6 9 数据存储的优缺点 三维数据体元表示 优点 可以表示任何物体 容易实现物体间的集合运算 容易计算物体的整体性质 缺点 占用大量的存储空间 无边界信息 不适用于图形显示 对物体进行几何变换困难 是物体的非精确表示 6 10 八叉树 优点 可以表示任何物体 容易实现物体间的集合运算 容易计算物体的整体性质 占用存 储空间少 缺点 无边界信息 不适于图形显示 对物体进行几何变换困难 是物体的非精确表示 6 11 三维边界表示法 通过指定顶点的位置 构成边
13、的顶点以及构成面的边来表示三维物体的方法 优点 精确表示地物 表示能力强 几何变换容易 适于显示处理 缺点 表示复杂 有效性难以保证 集合运算复杂 7 第 7 张 数据采集和管理 7 1 采集方式适应的范围 野外测量 精度高 效率低 适用于小范围 GIS 数据采集或局部数据更新 数字化设备 室内 范围大 速度快 大面积 GIS 数据采集 资源普查 7 2 GPS 的组成及各部分作用 了解一下 空间部分 用户部分 地面控制部分 7 3 GPS 优势 记忆 可用性好 精确度高 使用方便 三维数据 全天候作业 7 4 激光雷达的优劣 受天气及光照影响较小 几乎能全天候工作 快速准确 自动化程度高 穿
14、透性强 7 5 高分辨率遥感 高空间分辨率 高时间分辨率 高光谱分辨率 高辐射分辨率 优点 地物的几何结构和纹理信息更明显 立体成像能力强 三维信息丰富 7 6 3S 集成概念 RS GPS GIS RS 和 GPS 向 GIS 提供或更新区域信息及空间定位 GIS 进行空间分析 综合集成 RS 和 GPS 提供的信息 7 7 空间数据的特点 存储上的特征 空间特征 需要建立空间索引 非结构化特征 结构化的 每条记录定长 数据项是原子数据 需要嵌套记录 空间关系特征 拓扑关系的构建 分类编码特征 一种地物类型对应一个属性数据表文件 多种地物类型公用一个属性数据表 文件 书 山 有 路 6 海量
15、数据特征 7 8 传统的文件存储方式 为什么不能用来存储空间数据 程序依赖于数据文件的存储结构 数据文件修改时 应用程序也随之改变 以文件形式共享 不能达到数据项 记录的共享 7 9 对象数据库 在标准的关系数据库上增加空间数据管理层 解决了空间数据变长的存储问题 效率高 8 第 8 章 8 1 CS BS 所用的范围 CS 海量数据查询统计 地图编辑 空间分析 专题制图 数据转换 输出 BS 在 Internet 环境下 为各种地理信息应用提供 GIS 功能 8 2 云 GIS 的应用模式 云 GIS 以云计算理论和技术作为指导 以网络为中心的地理信息系统 应用模式 地理信息内容即服务 地理
16、信息软件即服务 地理信息平台即服务 地理信息基 础设施即服务 8 3 GIS 互操作概念 不同应用之间能动态地相互调用 并且不同数据集之间有一个稳定的接口 软件 数据 语义的互操作 8 4 移动 GIS 特点 移动性 多语义性 多时空性 多尺度 获取数据手段的复杂性 8 5 移动 GIS 在开发过程中涉及的问题 移动定位 移动计算 移动数据库 移动终端应用 8 6 LBS 的概念 ppt 较为繁琐 自行总结 位置服务 LBS 是由移动通信网络和卫星定位系统结合在一起提供的一种增殖服务 通过 一组定位技术获得移动终端的位置信息 提供给移动用户本人或他人以及通信系统 实现各 种与位置相关的业务 LBS 应用 地理位置签到服务 基于地理位置搜索服务 基于地理位置的游戏基于地理即时 信息推送服务 8 7 主要的定位方式 导航定位 地图匹配 室内定位 WiFi 定位 位置指纹法 ZigBee 定位 蓝牙 视频定位 MEMS 传感器 Li Fi 8 8 Webservice 体系结构 UDDI 服务的注册和查找 WSDL 消息的描述方式 SOAP 协议 消息的封装方式 XML 消息的表达方式 Ht
