gis复习资料

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1、第一章第一章 导论导论 1.1 GISGIS 的基本概念的基本概念 ：GIS 既是管理和分析空间数据的应用工程技术应用工程技术，又是跨地球科学、 信息科学、计算机科学的应用基础学科应用基础学科，它是由计算机硬件、软件、地理数据、方法 和用户构成的信息系统信息系统，该系统支持地理数据的采集、存储、管理、处理、分析和显 示，以便解决复杂规划、管理等问题解决复杂规划、管理等问题，为相关决策提供服务服务。 1.2 GISGIS 的基本构成的基本构成 ：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。 1.3 GISGIS 的基本功能的基本功能 ：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分

2、析与 统计、产品显示与制作、二次开发与编程。 1.4 GISGIS 的应用功能的应用功能 ：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。 1.5 GISGIS 的基本特征的基本特征 ：计算机的支持为前提、地理数据管理为基本、空间数据分析为特色、 地理信息获取为要点、地理信息传输为目标。 1.6 GISGIS 可解决的核心问题可解决的核心问题： 位置(Locations)：在某地有什么？ 条件(Conditions)：满足特定条件的东西在哪里？ 趋势(Trends) ：发生了怎样的变化？ 模式(Patterns)：发生的事件与哪些因素有关？ 模型(Models)：某地具备某条件会发生什么？ 第二章第

3、二章 地理信息系统的数据结构地理信息系统的数据结构 2.12.1 地理空间：地理空间：一般是指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。 其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。 2.22.2 空间实体：空间实体：具有属性和时序特征的空间对象，是对现实世界的抽象，是 GIS 表达和建 库的对象。类型包括类型包括：点(point), 线(line), 面(polygon), 表面(surface), 体(volume) 空间数据的特性：空间特征（定位信息、拓扑信息） 、属性特征、时间特征 空间实体的表达方法：采用一个没有大小的点来表达基本点元素称为矢量表示法矢量表示法；采

4、用一 个有固定大小的点来表达基本元素称为栅格表示法；栅格表示法； 矢量数据结构与栅格数据结构的比较：比较内容比较内容矢量数据结构矢量数据结构栅格数据结构栅格数据结构数据量数据量小小大大位置与属性位置与属性位置明显、属性隐含位置明显、属性隐含位置隐含、属性明显位置隐含、属性明显图形显示与精度图形显示与精度质量好、精度高质量好、精度高质量差、精度低质量差、精度低图形运算图形运算复杂复杂简单简单与遥感影像格式与遥感影像格式不一致不一致相似一致相似一致绘图输出绘图输出抽象、昂贵抽象、昂贵直观、便宜直观、便宜数据共享数据共享容易实现容易实现不易实现不易实现拓扑和网络分析拓扑和网络分析容易实现容易实现不易

5、实现不易实现矢量结构：矢量结构：采用边界的方式来表达空间对象； 栅格结构栅格结构：采用网格的方式来表达空间对象； 矢量数据结构是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布 的一种数据组织方式。矢量数据结构分为：简单数据结构简单数据结构、拓扑数据结构拓扑数据结构和曲面数据结构曲面数据结构 栅格数据结构：栅格数据结构：指将空间分割成各个网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应 的属性值的一种数据组织方式。 栅格数据结构分为栅格矩阵结构栅格矩阵结构、游程编码结构游程编码结构、四叉树数据结构四叉树数据结构等；第四章第四章 地理信息系统空间数据库地理信息系统空间数据库 1.空

6、间数据库（空间数据库（SDBSDB）：）： 又称 GIS 数据库，GIS 中存储空间数据和属性数据的数据库，一 般以一系列特定结构的文件形式组织在计算机存储介质上。 空间数据库与一般数据库比较具有以下特点：特点：海量数据管理数据类型多数据应用面 广 传统数据模型传统数据模型: :三种模型（层次、网络、关系） 空间数据库系统（SDBS）包括空间数据库存储系统、空间数据库管理系统和空间数据库应空间数据库存储系统、空间数据库管理系统和空间数据库应 用系统用系统，SDBS 是 GIS 发挥作用的关键，是所有分析和决策的基础。 2.空间数据库的设计过程空间数据库的设计过程需求分析 概念设计 逻辑设计 物

7、理设计 3.空间关系查询空间关系查询 点点 线点 面点 点线 线线 面线 点面 线面 面面 4. GISGIS 数据的质量数据的质量 含义含义：是指 GIS 中空间数据（几何数据、栅格数据、属性数据）在表达空间、属性、时 间特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及三者的统一。 GIS 数据质量的内容内容：准确度、精度、一致性、完整性、现势性。 研究 GIS 数据质量的目的目的:建立一套空间数据质量的分析和处理体系，包括误差源的确定、 误差的鉴别和度量方法、误差传播模型、控制和削弱误差的方法等。 GISGIS 数据的不确定性数据的不确定性：指 GIS 数据空间、时间、属性方面所表现出来的特性不

8、能被数据 收集者和使用者准确确定的特性，如图形的边界特征、时间发生的准确时刻、属性值的准 确度量等模糊问题。 5.5.空间元数据空间元数据 元数据(Metadata)：是描述数据的数据数据的数据，如数据的来源、所有者、质量、状况和其他有关 特征的背景信息。 地理元数据：地理元数据：是对地理数据做进一步解释和描述的数据。 地理元数据的作用：地理元数据的作用：帮助生产者管理和维护数据 帮助用户利用数据 帮助用户获取 地理数据 便于数据的交换和传输提供空间数据互操作的基础可用于地理数据的质量 控制 第五章第五章 空间分析的原理与方法空间分析的原理与方法 一、空间分析一、空间分析 1.1.空间分析的定

9、义空间分析的定义 要点：（1）基于空间数据 （2）以地学原理为依托 （3）获取地理对象新的空间信息（位置、分布、形态、形成、演变.） 定义：空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算 法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间 演变等信息。 2.2.空间分析的类型空间分析的类型 按照 Goodchild 提出的空间分析框架，可以将空间分析方法分别归纳到两种类型中：（1）产生式分析 缓冲区(Buffer)分析 叠加(Overlay)分析 网络(Network)分析 空间统计(ESDA) 分析 空间插值（Interpolation）

10、（2）咨询式分析 空间量算(几何、形状、质心、距离) 空间数据查询（属性、空间） 具体类型： （1）缓冲区分析 概念：根据地理对象点、线、面的空间特性，自动建立对象周围一定距离的区域范围 （缓冲区域） ，以分析该对象对缓冲区内邻近对象的影响程度。 类型：点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区 （2）叠加分析 概念：在统一空间参照系下将两个或多个图层叠合（叠合运算）以产生多重属性特征 或建立地理对象之间的空间对应关系。 类型：点、面叠合；线、面叠合；面、面叠合 （3）网络分析 网络的概念：指一系列相互联结的线状要素的集合，其通常具有一定的流通功能。主要网络分析的功能：选择最优路径、资源调配、确定最近设施

11、（4）空间统计分析 空间变量筛选 寻找一组相互独立的变量,使多变量数据得到简化 常用方法: 主成分分析,主因子分析,关键变量分析. 空间变量聚类 将一组数据或变量按性质上的亲疏程度进行分类 欧氏距离 dij = (xik - xjk)2 1/2 空间自相关 （5）空间插值 空间插值 ：用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面。如地形、气温、土壤 N 含量 常见的空间插值方法：IDW（逆距离权重） 、Spine(样条)、Trend（趋势面） 、Kriging （克里金） 二、数字地面模型与地形分析数字地面模型与地形分析1.1.数字地形模型数字地形模型 （DTMDTM）：）：地形表面形态属性信息

12、的数字表达，是带有空间位置特征和地 形属性特征的数字描述。(DSM) 数字高程模型数字高程模型 （DEMDEM）：）：高程 Z 关于平面坐标 X，Y 两个自变量的连续函数的一个有限 的离散表示。 2.DEM2.DEM 的主要表示方法的主要表示方法 等高线模型（Contours） 格网模型(GRID) 不规则三角网模型(TIN) 3.DEM3.DEM 的建立的建立基于点数据建立 DEM 基于线数据建立 DEM 基于影像建立 DEM 基于波建立 DEM 建立方法： 地面测量（全站仪野外实测） 现有地形图数字化（等高线、高程点） 空间传感器（利用 GPS，结合雷达和激光测高仪等） 数字摄影测量方法（

13、立体测图仪、解析测图仪、数字摄影测量系统） 4.DEM4.DEM 的分析与运用的分析与运用 地形曲面的拟合与地形因子的提取 立体透视图的绘制与地形渲染通视分析与军事应用流域特征地貌提取与地形自动分割第八章第八章 1 1、地理信息系统作为空间数据的处理和分析系统，其信息产品的内容和形式是多样的，其 中地图是最重要的产品之一地图是最重要的产品之一 地图是依据一定的法则法则，运用符号符号来缩绘缩绘表达客观世界的模型 2.2.地图符号地图符号:是地图的语言，它是表达地图内容的基本手段。地图符号是由形状不同、大小 不一和色彩有别的图形和文字组成，注记注记是地图符号的一个重要部分，它也有形状、尺寸 和颜色

14、之区别。 分类：点符号、线符号、面符号、不依比例、半依比例、依比例符合 符号三要素：形状、尺寸、色彩（视觉变量） 3.3.地图上的注记地图上的注记 地图注记的种类 ：名称注记、说明注记名称注记、说明注记和数字注记数字注记三种 。 注记的设计：字体、字大、字色、字隔、字位、字列 地图注记的功能: 标识各种制图对象 、 指示制图对象的属性 4.专题地图专题地图 ：突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。 按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和环境专题地图。 专题地图除了采用普通地图某些表示方法并使其得到进一步发展外，本身还需要有专门反 映各种要素性质、数量、空间分布和时间变化的表示

15、方法，以便使读者明确对专题内容要 素的科学分析。 专题地图的表示方法专题地图的表示方法 等值线法（气温） 质底法（行政区划） 范围法（湖泊） 点值法（人口分布） （定点/线状）符号法（旅游景点/地质构造） 动线法（军事战役） （分级/分区）统计图法（人口密度/人均 GDP） DEM 表示法 (地貌) 制图综合: 是对制图区域客观事物的取舍和化简取舍和化简，以获得显示主要事物和本质特征主要事物和本质特征的制图 过程。取舍取舍就是从大量客观事物中选出最重要的事物表现在图上，而舍去次要的事物；化化 简简就是对客观事物的形状、数量和质量特征的简化。主要影响因素主要影响因素 ：地图的主题和用途、地图比例

16、尺、制图区域的地理特征、符号的图形尺寸 、 可视化要求 。 5.5.可视化可视化本意即是变成可被视觉所感知。在人脑中形成对某物（人）的图象，是一个心理 过程，目的目的是促使对事物的观察力及建立概念等。包括信息的交流传输信息的交流传输和事物的认知分析事物的认知分析 两层含义。 6.GIS6.GIS 应用项目应用项目：进行 GIS 应用系统开发，从开始确立需求，到最终的系统投入运行，这 一时间段内的活动。7.3S:7.3S:GIS(Geographical Information System);R.S.(Remote Sensing);GPS(Global Position System) GPS:GPS:利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地物进行定位、报时或对移动物体进 行导航、测速的技术系统。 地球信息科学的理论研究主体研究主体：地球信息学 地球信息科学的研究手段研究手段：地球信息技术 地球信息科学的主要应用领域应用领域：全球变化与区域可