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1、地理信息系统原理与应用复习总结第一章 绪论1.美国联邦数字地图协调委员会(FICCDC) 地理信息系统概念（GIS）： GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的管理和规划问题。GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，GIS操作对象是地理实体的数据区别于其他类型信息系统的根本标志。2.GIS组成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用模型、应用人员。or Internet,设计和使用GIS的人，空间数据，系统硬件，系统软件，分析处理程序。3.GIS功能：1）基本功能：数据的采集与编辑、数据存储与管理、数据处理和变换
2、、空间分析和统计，产品制作和显示，二次开发和编程； 2）应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。第二章 地理信息系统的空间数据结构和数据库1.空间数据结构概念：是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，换句话 说就是空间数据以什么样的形式在计算机中存储和管理。2.矢量数据结构概念：是通过坐标值来精确表示点、线、面等地理实体的。获取方式:外业测量，栅格数据转换，跟踪数字化3.栅格数据结构概念：以规则的像元阵列来表示空间地物和现象的分布的数据结构，阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征。获取方式:来自于遥感数据，图片的扫描，矢量数据转换，手工方法获取，格网DEM数据(当属性值
3、为地面高程)栅格数据常用的相邻:四方向相邻，八方向相邻栅格数据编码方法:直接栅格编码(将栅格数据看做一个数据矩阵，逐行或逐列记录代码 操作方便 无数据压缩)游程长度编码(按行扫描，将相邻等值像元合并，并记录代码重复的个数 区域越大，数据相关性越强则压缩越大 压缩效率高，叠加合并等运算简单，编码和解码运算快)链式编码四叉树编码 行程长度编码4.空间数据(地理实体)基本特征:属性 空间 时间5.根据地理实体的特征，可以把它的数据分为属性数据， 几何数据(描述空间实体空间特征 定位数据) ，关系数据(描述空间实体之间的空间关系的数据，主要指拓补关系)6.拓补关系:图形保持连续状态下变形，但图形关系不
4、变的性质。 拓补空间中不考虑距离函数。7.最基本拓补关系:关联(不同拓补元素之间的关系，如结点与链 链与多边形)， 邻接(相同拓补元素之间的关系，如结点与结点 链与链 面与面等，邻接关系是借助于不同类型的拓补元素描述的，如面通过链而邻接) 其他拓补关系:包含关系，连通关系，层次关系8.拓补关系的表示:面链关系 面and构成面的面的链 (注意边的方向和构成面的方向)链结点关系 链and链两端的结点结点链关系 结点and通过该结点的链链面关系 链and左面and右面第三章 空间数据的采集和质量控制1.GIS数据源：是指建立GIS地理数据库所需要的各种数据的来源。主要包括地图数据、遥感图像数据、文本
5、资料、统计资料、实测数据、多媒体数据和已有系统的数据。2空间数据采集的任务：是将现有的地图、外业观测成果、航空图片、遥感图像、文本资料等转换成GIS可以处理和接受的数字形式，通常要经过验证、修改和编辑等处理3.GIS数据质量(GIS空间数据的可靠性，通常用空间数据的误差来度量)研究目的：建立一套空间数据的分析和处理体系，包括误差源的确定、误差的鉴别和度量误差的方法、误差传播的模型、控制和消弱误差的方法等，使未来GIS在提供产品的同时，提供产品的质量指标，即建立GIS产品合格证制度。4.研究GIS数据质量的意义：对于评定GIS质量、评判算法的优劣性、减少GIS在设计与开发时的盲目性具有重要意义。
6、5.空间数据的地理参照系：地球的形状（大地水准面，参考椭球） 坐标系：地理坐标系(大地坐标系) 平面坐标系 高程系 高程是指由高程基准面起算的地面点的高度6.地图投影（GIS不可缺少的）：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。 GIS以地图方式显示地理信息，地图是平面，而地理信息则是在地球椭球上 因此地图投影在GIS中不可缺少。7.空间数据采集:GIS的核心是地理数据库 建立GIS第一步就是把空间实体的几何数据和属性数据输入地理数据库中GIS的数据采集 三方面工作：几何数据采集(地图跟踪数字化，地图扫描数字化)、属性数据采集、几何数据与属性数据的连接。8.GIS数据质量内容：位置精度、属性精度
7、、逻辑一致性、完备性、现势性。9.GIS误差类型：误差源、处理误差10.GIS误差传播：代数关系下的误差传播(代数运算) 逻辑关系下的误差传播(逻辑交并等运算 如叠置分析时的误差传播) 推理关系下的误差传播(不精确推理)第四章 空间数据的处理1.矢量数据拓扑关系的自动建立：链的组织 结点匹配 检查多边形是否闭合 建立多边形 岛的判断 确定多边形的属性内点个数=多边形个数2.空间数据的坐标变换：1）几何纠正：高次变换、二次变换、仿射变换 2）投影变换：解析变换法(反解变换法 正解变换法 换带算法)、数值变换数值解析变换题:一般从扫描仪上直接得到的地图存在图形变形、坐标系不一致等问题，可以通过几何
8、纠正和投影变换来纠正。3.空间数据的压缩处理：1）矢量数据 (压缩目的:删除冗余数据，减少数据存储量，节省存储空间，加快后继处理速度)：道格拉斯普克法 垂距法 光栏法 2）栅格数据：直接栅格编码 游程长度（行程）编码 四叉树编码（最有效）例： AAAA ABBB AABB AABB解：直接栅格编码：1）从左到右AAAAABBBAABBAABB 2)奇数行从左到右，偶数行从右到左AAAABBBAAABBBBAA 游程长度编码：A4A1B3A2B2A2B2或同样字符连续A5B3A2B2A2B2第五章 空间查询与空间分析1.空间数据查询：含义：数据库范畴，用户最常用功能，用户与数据库交流的途径，查询
9、方法与范围决定了GIS应用程度与应用水平。 从空间数据库找出满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象的一种操作，不改变原有的数据集。 方式：扩展关系数据库查询语言（SQL） 可视化空间查询 超文本查询 自然语言空间查询 结果显示：显示方式、图形表示、绘图比例尺、显示窗口、相关空间要素、查询内容的检查2.SQL对GIS的作用：SQL的查询语言作为用户与GIS的交互手段，决定了用户与GIS相互理解的程度。3.空间关系查询:拓补关系查询，缓冲区查询 属性查询:简单属性查询,SQL查询，扩展的SQL查询 图形查询:按点查询，按规则图形查询，按多边形查询4.叠置分析 基于矢量数据:将同一地区的两组或两组以上的要素进行叠置，产生新的特征。 矢量数据叠置的内容:点与多边形，线与多边形，多边形与多边形(不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，产生一个新的多边形图层) 不同类型的地图不同比例尺地图多边形叠置的位置误差 基于栅格数据叠置分析 单层栅格数据:布尔逻辑运算，重分类，滤波运算，特征参数计算，相似计算。多层栅格数据 操作形式:交运算，输出两者共有范围叠和运算，以输入图层为界，与输入顺序有关合并运算，输出两层所有5.缓冲区分析(应用于求地理实体的影响范围，即邻近度问题) 点/线/面缓冲区分析，根据要素不同的属性特征，规定不同的缓冲区宽度，以形成可变宽度的缓冲区。