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1、1地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，具有以下三个方面的特征： 1 具有采集、管理、分析和输出多种地理实间信息的能力，具有空间性和动态性； 2 以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息； 3 由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程
2、序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。对象模型 ： 将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。：图形在保持连续状态下的变形但
3、图形关系不变的性质。拓扑关系：关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。一般而言，GIS 空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。空间概念数据模型包括：场模型（用于描述空间中连续分布的现象） ；对象模型（用于描述各种空间地物） ；网络模型（可以模拟现实世界中的各种网络） 。空间逻辑数据模型有矢量模型、栅格数据模型、矢栅一体化模型、镶嵌数据模型和面向对象模型等。空间数据结构：指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述，是对空间逻辑数据模型描述
4、的数据组织关系和编排方式，对地理信息系统中数据存储、查询检索和应用分析等操作处理的效率有着至关重要的作用。空间数据结构：矢量结构、栅格结构、矢栅一体化结构、镶嵌数据结构、三维数据结构和超图数据结构。空间数据库:是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。特点：a 数据量特别大；b 不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系；c 数据应用广泛。影像金字塔结构： 在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。空间索引： 依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数
5、据结构。其中包含空间对象的概要信息。作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。主要有对象范围索引、格网索引、四叉树空间索引、R 树和 R+树空间索引2空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追
6、踪目标或者追踪的空间分析方法。 数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。数据：数据（Data）是记录信息的一种符号手段。它包括数字、文字、符号、图形、图像以及各种可以转换成数据的现象。在信息科学领域中，信息与数据是不可分离的，信息是由记录在各种物理介质中的数据来表达，数据中所包含的意义就是信息。数据是信息的载体，但并不就是信息，只有理解了数据的含义，对数据做出解释，才能得到数据中所包含的信息。对数据进行分析处理，包括分类、编码、排序和运算，分析就是为了提取数据中所
7、包含的信息。任何信息内容都具有空间定位、时间分布和属性的特征。因此，记录信息的数据除其所包含的内容外，也都具有空间定位、时间分布和属性的特征。系统与信息系统：系统是具有特定功能的、相互有机联系的许多要素所构成的一个整体。信息系统是集信息的记录、传输、存贮、提取和表述于一体，具有处理、管理和分析数据能力，为决策过程提供有用信息的系统。在计算机时代，大部分的信息系统都部分或全部由计算机系统支持。地理空间数据：地理空间数据是指人们观测地球得到的地球某些位置上地物景观的空间数据，以用来描述地球上可更新或不可更新的自然资源、人类赖以生存的自然环境、人文经济与劳动力资源等有关的信息。地理空间数据可以由位置
8、组合变量的表格形式表示，也可用相对位置在地图或图像上表示。地图是地理学家最常用的地理信息载体和地理语言，也是最受人们欢迎的地理空间数据表示方法之一Web 地理信息系统（Web GIS）：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，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。独立运行的WebGIS 产品：系统具有通过 Internet 或 Intranet 远程调用、传输和发布地理信息的功能。嵌入式运行的WebGIS 产品：嵌入到 Web 浏览器中运行的 GIS 软件系统。包括服务器 WebGIS 软件组件、
9、浏览器WebGIS 组件等。以 GIS 软件为服务器的 WebGIS：是实现 WebGIS 的一种变通方式。Web 浏览器发出GIS 数据或分析的请求，交由作为服务器的 GIS 软件处理，并将结果返回给浏览器。WebGI 目前仅限于地理信息的分布式存储、空间信息的发布、地址查询和 Internet 环境中的地图显示。 是目前 GIS 领域中最新的热点领域 。WebGIS 的应用层面：空间数据发布、空间查询检索、空间模型服务和 Web 资源的组织。WebGIS 与 GIS 的不同：WebGIS 必须是基于网络的客户机/ 服务器系统，而传统的 GIS 大多为独立的单机系统；WebGIS 利用因特网
10、来进行客户端和服务器之间的信息交换，信息的交换是全球性的；WebGIS 是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同计算机平台上。Grid GIS：是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，为用户提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。它将地理上分布的、3异构系统的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等，通过高速互联网络连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境。统计叠置分析（矢量）：将同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置，进行多边形
11、范围内的属性特征的统计分析。坡向分析：根据 DTM 数据计算计算坡向 ,在实际应用中进行综合得到四种坡向：平缓坡、阳坡、半阳坡阴坡； 统计叠置分析坡向分析：根据变量的属性和特征的相似性、亲疏程度，用数学的方法把它们逐步地分型划类，最后空间聚类分析：根据变量的属性和特征的相似性、亲疏程度，用数学的方法把它们逐步地分型划类，最后得到一个反映个体间群体间亲疏关系的分类系统。拓扑检索：根据空间对象间的空间关系进行检索，包含直接拓扑检索和间接拓扑检索。关系数据库模型：把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表格，每个二维表格称为一个关系。关系表由许多同类的实体组成，每个实体对应表中的一行，表中的列表示同
12、一种属性。2D-GIS 与 3D-GIS 的主要区别：本质区别在于数据分布的范围，2D-GIS 可以用一个表达式 v=f(x,y)来表示，(x,y)是二维平面的坐标，DTM 本质上讲是二维的，只能获取地表的信息，而对地表内部任意一点不能有效地表示。真正的三维数据模型和相关软件却能够处理这些问题。3D-GIS v=f(x,y,z)其中(x,y,z)在三维空间连续自由变化的，z 是一个自变量，不受(x,y)变化的影响。空间数据的内插方法：精确插值：利用离散点数据插值（距离加权平均法、方位取点加权法、趋势面法、克立格法、曲面样条函数法） ；利用格网数据插值（线性内插、双线性多项式内插、双三次样条函数
13、法） 。粗略插值：利用离散点数据插值（傅立叶级数插值、指数级数插值、按距离加权最小二乘插值法、最小二乘样条函数法） ；利用格网数据插值等。 DEM：即数字高程模型。通过有限的地形高程数据实现对 地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示） ，高程数据常常采用绝对高程（即从大地水准面起算的高度） 。元数据：metadata, 它是关于数据的数据，在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。元数据的作用和意义：1 帮助数据生产单位有效的维护和管理数据； 2 提供有关数据生产单位的各种有关信息供用户查
14、询；3 帮助用户了解数据；4 提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据。5 采用元数据可以便于数据共享。矢量数据结构：对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续、允许任意位置、长度和面积的精确定义。三北方向：大比例尺地形图上绘有三种指向北方的线，即真子午线、磁子午线和坐标纵线，称为三北方向线。这三种方向线虽然都是指向北方，但这些北方实际上是不一致的，分别称为真北、磁北和坐标北，统称为三北方向。游程编码：也称行程编码，不仅是一种栅格数据无损压缩的的重要方法，也是一种栅格数据结构。它的4基本思想是：对于一幅栅格数据（或摄像）
15、 ，常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。大地体：由大地水准面包围形成的形体称为大地体，是一种逼近于地球本身形状的一种形体。可以称大地体是对地球形体的一级逼近。水准面：当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。大地水准面：在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面。椭球体：在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体高斯-克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）：以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，
16、将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。墨卡托投影：是等角正轴切圆柱投影，由荷兰制图学家墨卡托于 1569 年创拟的。用一个与地轴方向一致的圆柱体面切于赤道，按等角条件，将球面上的经纬线投影到圆柱体面上，沿某一母线将圆柱体面剖开，展成平面，即可构成墨卡托投影。方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。栅格数据结构的优缺点： 优点：数据结构简单，易于算法实现；空间数据的叠置和组合容易，有利于与遥感数据的匹配应用和分析；各类空间分析、地理现象模拟均较为容易；输出方法快速简便，成本低廉。缺点：图形数据量大，用大像元减小数据量时，精度和信息量受损失；难以建立空间网络连接关系；投影变化实现困难；图形数据质量低，地图输出不精美。矢量数据结构的优缺点: 优点：数据结构严谨
