基础GIS 第六章
《GIS基础》考试大纲
《GIS基础》考试大纲
学院（盖章）：地球科学与测绘工程学院负责人（签字）：
专业代码：070503专业名称：地图学与地理信息系统
考试科目代码：819考试科目名称：GIS基础
（一）考试内容
试题以张超主编的《地理信息系统实习教程》（高等教育出版社，2006年6月）为蓝本，内容涵盖该教材的第一至八章。
试题重点考查的内容：
一、地图数字化
1.地图投影与坐标转换
2.空间数据编辑
二、空间数据结构
1.矢量数据结构
2.栅格数据结构
3.矢量栅格一体化
三、GIS数据模型与数据库
1.mapinfo数据文件组织
2.GIS中的SQL查询
3.GIS数据库
四、GIS空间分析技术
1.基本图形运算
2.缓冲分析
3.空间叠置分析
4.栅格空间分析
五、DEM
1.DEM建立
2.DEM应用
3.DTM模型
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Arcgic学校选址课程设计总结
Arcgic学校选址课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握ArcGIS在地理信息科学中的应用，特别是学校选址的基本原理和操作流程。
2. 学生能够运用GIS数据采集、处理、分析等功能，对不同地理位置的适宜性进行评估。
3. 学生能够掌握基本的地图制作和空间数据分析方法，并应用于实际问题的解决。
技能目标：1. 学生能够独立操作ArcGIS软件，进行地图的创建、编辑和管理。
2. 学生能够利用GIS工具，执行空间查询和空间分析，解决选址问题。
3. 学生通过实际案例分析，提高解决问题的能力，形成批判性思维。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地理信息科学的兴趣，激发探索未知世界的热情。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，增强集体荣誉感。
3. 学生能够认识到科学选址对教育资源公平分配的重要性，树立社会责任感。
课程性质分析：本课程为高中地理选修课程，结合ArcGIS软件进行实际案例分析，旨在提高学生的地理信息素养和实际问题解决能力。
学生特点分析：高中学生具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力，对信息技术有较高的接受度，但对GIS软件操作可能存在一定难度。
教学要求：1. 教师需提供详细的操作指导，帮助学生掌握GIS软件的使用。
2. 教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究问题。
3. 教学评价应关注学生在知识、技能和情感态度价值观方面的综合表现。
二、教学内容1. GIS基本概念与功能：介绍地理信息系统的定义、构成要素及其在教育、城市规划等领域的应用。
- 教材章节：第一章 地理信息系统概述2. ArcGIS软件操作基础：讲解ArcGIS软件的界面、工具栏、基本操作方法。
- 教材章节：第二章 ArcGIS软件操作基础3. 空间数据采集与处理：学习空间数据的采集、编辑、导入和导出等操作。
- 教材章节：第三章 空间数据采集与处理4. 空间分析与应用：介绍空间分析的基本方法，如缓冲区分析、叠加分析等，并应用于学校选址案例。
gis 基础知识 pdf
GIS即地理信息系统（Geographic Information System），是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科。
它依靠地理信息数据库，运用系统工程和信息科学的理论，由计算机硬件、软件和相关人员组成，共同完成对空间信息系统的建设和应用。
地理信息系统的主要功能包括空间数据输入、属性数据管理、资料展示、数据查询、资料分析以及地理模型建立。
其表现形式为地图，但深层是空间信息的处理。
GIS可以让你所见即所得，获取地图上的大量信息。
此外，GIS是一种基于计算机的工具，具有强大的空间分析能力，即对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析。
GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅GIS相关书籍或咨询专业人士。
地理信息系统掌握要点集锦
地理信息系统掌握要点集锦第一章绪论：1. 基本概念● 地理信息:有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知● 识，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。
● 地理数据:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。
● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
2. GIS的定义● 地理信息系统:在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
3. 如何理解GIS？● GIS的物理外壳是计算机化的技术系统● GIS的操作对象是空间数据● GIS的技术优势在于它的空间分析能力● GIS与地理学、测绘学联系紧密4. GIS由哪几部分组成硬件基本配置软件 GIS软件空间数据人员5. GIS的主要功能有哪些？● 空间数据采集● 空间数据处理与编辑● 空间数据存储与管理● 空间查询与分析● 空间信息输出6. GIS与相关学科之间的关系GIS具有多学科交叉的特征，它既要吸取诸多相关学科的精华和营养，并逐步形成独立的边缘学科，又将被多个相关学科所运用，并推动他们的发展。
与之联系最为紧密的是地理学、制图学、计算机、测绘与遥感。
第二章地学基础：1. 基本概念● 地球椭球: 近似表示地球的形状和大小，并且其表面为等位面的旋转椭球。
(百度)● 大地体: 由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。
(百度)● 地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。
● 高斯—克吕格投影：横轴切椭圆柱等角投影，假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展为平面，即得本投影● 横轴墨卡托投影：等角正切圆柱投影，假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开就得到一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图● 兰勃特等角投影：正轴等角割圆锥投影，设想用一个正圆锥割于球面两标准纬线，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一母线展开，即为兰勃特投影平面。
mapgis课程设计
mapgis课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解MapGIS软件的基本功能与操作界面，掌握地理信息系统（GIS）的基本概念。
2. 学习使用MapGIS进行地图数据采集、编辑、处理与分析，理解地图投影与坐标系统。
3. 掌握利用MapGIS进行空间数据的可视化表达，包括地图制作与空间分析。
技能目标：1. 能够独立操作MapGIS软件，进行基础地图的创建与编辑。
2. 学会使用MapGIS进行空间查询与分析，解决实际问题，如最短路径分析、缓冲区分析等。
3. 培养学生对地理信息数据敏感度，具备基础的数据处理与空间分析能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地理信息系统的兴趣，激发其探索地理知识的热情。
2. 增强学生的团队协作意识，通过小组讨论与合作完成项目任务。
3. 培养学生的创新思维与问题解决能力，使其认识到地理信息技术在日常生活和国家发展中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论与实践相结合，通过项目驱动的方式，使学生掌握GIS的基本操作与分析技能。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的地理知识基础与计算机操作能力，但需进一步培养其对GIS系统的实际应用能力。
教学要求：教学中应注重案例教学，结合实际案例引导学生掌握GIS技术。
同时，强调学生动手操作，通过实际操作加深对知识点的理解与运用。
教学评估应侧重于学生在实际操作中的表现与成果展示。
二、教学内容1. MapGIS基础操作与界面认识：介绍MapGIS软件的操作界面，学习基础工具的使用，包括地图的打开、关闭、缩放、漫游等。
教材章节：第一章 地理信息系统与MapGIS简介2. 地图数据采集与编辑：教授如何进行地图数据采集、编辑与保存，掌握图层的基本操作。
教材章节：第二章 地图数据采集与编辑3. 地图投影与坐标系统：学习地图投影的分类及特点，理解坐标系统的基本概念。
教材章节：第三章 地图投影与坐标系统4. 空间数据可视化与地图制作：教授如何对空间数据进行可视化表达，包括地图符号、注记与布局设置。
GIS基础知识
GIS基础知识在当今数字化和信息化的时代，GIS（地理信息系统）正发挥着越来越重要的作用。
从城市规划到环境保护，从交通管理到资源勘探，GIS 的应用几乎无处不在。
那么，什么是 GIS 呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱，了解一下 GIS 的基础知识。
GIS 是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理相关数据的系统。
简单来说，它能把各种地理信息，比如地图、地形、土地利用、人口分布等等，整合在一起，并通过计算机技术进行处理和分析，为我们提供有用的信息和决策支持。
GIS 中的数据可以分为两类：空间数据和属性数据。
空间数据描述的是地理对象的位置和形状，比如点、线、面。
比如说，一个城市中的学校可以用一个点来表示，一条河流就是一条线，一个湖泊就是一个面。
属性数据则是关于这些地理对象的特征信息，比如学校的名称、河流的长度、湖泊的面积等等。
为了获取这些数据，我们有多种方法。
可以通过实地测量，比如使用全站仪、GPS 等仪器来获取地理对象的精确位置和形状。
也可以从现有的地图、航空照片、卫星图像等资料中提取数据。
随着技术的发展，现在很多数据还可以通过网络共享和购买来获取。
数据获取之后，就需要进行存储和管理。
GIS 通常使用数据库来存储数据，这些数据库专门设计用于处理空间数据，能够高效地存储、查询和更新大量的地理信息。
接下来就是数据分析了。
这是 GIS 最强大的功能之一。
通过各种分析工具和算法，我们可以进行空间查询，比如查找距离某个地点一定范围内的所有医院；可以进行缓冲区分析，比如确定一条公路两侧一定宽度范围内的土地利用情况；还可以进行叠加分析，比如将土地利用图和土壤类型图叠加在一起，分析不同土壤类型上的土地利用情况。
除了分析，GIS 还能进行很好的可视化展示。
它可以把复杂的地理数据以地图、图表、三维模型等形式直观地呈现出来，让我们更容易理解和解读数据背后的信息。
比如，在城市规划中，可以用三维地图展示建筑物的分布和高度，让规划者更清晰地看到城市的空间布局。
(完整版)地理信息系统教程(考试重点)
地理信息系统教程第一章绪论1．信息系统：能对数据和信息进行收集、储存、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
拥有收集、管理、剖析和表达数据的能力。
2．地理信息系统：GIS 是由计算机硬件、软件和不一样的方法构成的系统，该系统设计用来支持空间数据的收集、管理、办理、剖析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题3． GIS 与 IS 之间的差别：GIS 是空间数据和属性数据的联合体。
4． GIS 系统五个基本构成部分：⑴硬件系统，各样设施-物质基础；⑵软件系统，支持数据收集、储存、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统剖析与办理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS 服务的对象，分为一般用户和从事成立、保护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一特意应用的应用模型，是 GIS 技术产生社会经济效益的重点所在5．地理信息系统基本功能：⑴数据收集与编写；⑵数据储存与管理；⑶数据办理和变换；⑷空间剖析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程6．地理信息系统应用功能：资源管理；地区规划；领土监测；协助决议第二章地理信息系统的空间数据构造和数据库1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不可以再切割的单元，它是一个拥有归纳性，复杂性，相对性的观点。
2．地理实体的特点：⑴属性特点——用以描绘事物或现象的特征；⑵空间特点——用以描述事物或现象的地理地点以及空间互相关系；⑶时间特点——用以描绘事物或现象随时间的变化3．地理实体数据的种类：⑴属性数据——描绘空间对象的属性特点的数据；⑵几何数据——描绘空间对象的空间特点的数据；⑶关系数据——描绘空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定地点；线：拥有同样属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描绘。
由关闭曲线加内点来表示；体：用于描绘三维空间中的现象与物体，它拥有长度、宽度及高度等属性5．空间数据构造：是指空间数据合适于计算机储存、管理、办理的逻辑构造，也就是指空间数据以什么形式在计算机中储存和办理。
新GIS地图基础知识--入门教程
GIS地图基础知识--入门教程MAPGIS地理信息系统是中国地质大学信息工程学院开发的工具型地理信息系统软件。
该软件产品在由国家科技部组织的国产地理信息系统软件测评中连续三年均名列前茅,是国家科技部向全国推荐的唯一国产地理信息系统软件平台。
以该软件为平台,开发出了用于城市规划、通信管网及配线、城镇供水、城镇煤气、综合管网、电力配网、地籍管理、土地详查、GPS导航与监控、作战指挥、公安报警、环保监测、大众地理信息制作等一系列应用系统。
GIS 地图知识1. 地图、地图制图学 .2. 地图基本概念-特性、分类、用途、工艺 (国家基本比例尺地形图)3. 地图数学基础 (椭球、投影、高斯-克吕格直角坐标、地形图分幅)4. 地图符号5. 普通地图的内容要素及表示方法6. 专题地图的内容要素及表示方法7. 传统测绘与“3S”、“数字地球”1. 地图、地图制图学:一.什么是地图地图是按一定的数学法则和综合法则,以形象-符号表达制图物体(现象)的地理分布、组合和相互联系及其在时间中的变化的空间模型,它是地理信息的载体,又是信息传递的通道。
二.地图制图学及其理论基础地图制图学属地球科学中的一门学科。
主要是研究地图的实质(性质、内容及其表示方法)发展、制图理论和技术方法的的一门科学。
它的任务是获取各种类型的、高速优质的地图。
是制作地图的科学。
地图是人类认识客观世界、反映自然的特殊形式。
地图的制作不是单纯的技术问题,而是人类认识客观的能力和水平的反映。
三.地图制图学及其组成部分地图概论:研究地图的发展规律、特点以及地图的性质、分类、用途、内容及表示方法等。
地图投影学:研究地图上点的平面直角坐标(或极坐标)同地球椭球体表面上相应点的地理坐标(经纬度坐标)之间的函数关系,研究投影的理论、性质、变形规律、计算方法投影的判别和选择,以及在编制地图中不同投影的转换问题。
地图编制学:研究制图资料编制地图的理论、技术方法和程序。
地图绘制学:研究绘制出适合于制印要求的出版原图的理论和技术。
地理信息系统原理简答题题库汇总
第一章绪论1.什么是地理信息系统（GIS）？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？2.阐述GIS的相关学科及关联技术，并就GIS基础理论的建立和发展问题，发表你的意见和观点。
3. GIS可应用于哪些领域？试论述GIS的应用和发展前景。
4.你对GIS社会化的发展趋势是怎么理解的？第二章GIS的构成与功能1.GIS由哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？2.与其他地理信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？第三章空间数据获取1.空间数据的基本内容有哪些？各种数据有哪些基本特征？2.空间数据共享的方法有哪几种？阐述空间数据共享问题：除技术因素外，主要存在哪些方面的问题？3.空间数据的获取方式有哪些？第四章空间数据的表达1.什么是空间实体？试述空间实体之间的空间关系。
2.什么是矢量数据结构？什么是栅格数据结构？试比较两种数据结构的优缺点。
3.举例说明矢量数据结构中的拓扑关系。
4.试述栅格数据结构的编码方法。
第五章空间数据处理1.谈谈空间数据处理的主要内容有哪些？2.比较点在多边形内的判别方法：射线法和弧长法的优缺点。
3.试述欧拉定理及其作用。
是否欧拉定理满足，图形的空间关系就是正确的？4.在什么情况下需要用矢量到栅格的转换，什么情况下需要用栅格到矢量的转换？第六章空间数据管理1.文件管理系统与数据库管理系统有哪些异同点？2.常用的数据库模型有哪些？试比较其优缺点。
3.试述空间数据的管理模式，并比较其优缺点。
第七章空间查询与空间分析1.什么是空间数据的查询？2.对空间数据的查询有哪些形式和手段？3.栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同？4.什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。
5.泰森多边形有什么特点？如何建立？6.常用的网络分析有哪些？对GIS应用有何价值？请举几个例子说明。
7.DEM有哪几种常用的生成方法，它的主要优缺点是什么？8.地形分析有哪些主要内容及其运算模型？第八章空间数据的可视化与地图制图1.地图语言有哪些内容？2.地图输出有哪些方式，各有什么优缺点？你理想中的地图输出方式是什么？3.矢量点、线、面符号是怎样绘制的？4.栅格点、线、面符号是怎样绘制的？第九章GIS的应用1.叙述基于GIS的地学应用模型的建模步骤和方法。
空间分析的基本方法
（6）点—面查询：查询并判断点与面之间的距离、方向及包含关系。如 查找某市的采矿点，或某一矿井的所在辖区等。
二、空间量算 1. 几何量算：
一般GIS软件都具有对点、线、面状地物的量算功能。几 何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：
量与定性相结合的形式； （5）综合性：实用模型往往涉及多种模型方法。
三、空间分析建模，是通过作用于原始数据和派生数
据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，回答有关空间现 象问题的过程。
由于空间分析建模是建立在对图层数据操作上的，又称为 “地图建模”。地图建模的结果得到一个“地图模型”，它是 对空间分析过程及其数据的一种图形或符号表示，目的是帮助 分析人员组织和规划所要完成的分析过程，并逐步指定完成这 一分析过程所需要的数据。
重点：矢量数据分析方法，栅格数据分析方法、空间插值。 • 学习目标
难点：空间插值技术
空间分析 是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地 理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的 应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与 其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算；
二、遥感信息和专题图的视觉复合
遥感信息和非遥感信息结合是地理信息系统和遥感相结合 的基础，遥感和地理信息系统所处理问题具有互补性。遥感图 上信息丰富，但缺乏行政区划界线等非遥感信息，这样不利于 区域分析。另外，在遥感分类中常常出现比较麻烦的“异物同 谱”现象。如荒草和牧草，果园和灌木等，从遥感角度看，因 为具有相同的光谱特性而无法区分，这时如把遥感分类图和专 题图或地形图进行视觉复合，就可以直觉地解决某些“异物同 谱”分类问题，从而大大提高遥感分类精度。
GIS算法-Chp6空间度量
空间查询
图形和属性的互查是最常用的查询，主要有两类：
1、按属性信息的要求来查询定位空间位置，称为“属性 查图形”。如在中国行政区划图上查询人口大于4000万且 城市人口大于1000万的省有哪些?称为SQL查询.
2、根据对象的空间位置查询有关的属性信息，称为“图 形查属性”。如一般的GIS软件都提供一个“INFO”工具 ，让用户利用鼠标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多 边形等工具选中地物，并显示所查询对象的属性列表，可 进行有关统计分析。
第六章 空间度量算法
空间信息查询与量算
查询和定位空间对象，并对空间对象进行量 算是GIS的基本功能之一，它是GIS进行高层次 分析的基础。在GIS中，为进行高层次分析，往 往需要查询定位空间对象，并用一些简单的量测 值对地理分布或现象进行描述，如长度、面积、 距离等。实际上，空间分析首先始于空间查询和 量算，它是空间分析的定量基础。
空间查询
1、基于空间关系查询 空间实体间存在多种空间关系，包括拓扑、距离、方
位等。如查找满足下列条件的城市： 在京沪线的东部；距离京沪线不超过50公里; 城市人口大于100万; 城市区域面积5000平方公里.
空间查询
简单的点线面相互关系拓扑查询包括： 面面查询:如与某个多边形相邻的多边形有哪些； 面线查询:如某个多边形内包含哪些线； 面点查询:如某个多边形内有哪些点状地物； 线面查询:如某条线经过的多边形有哪些； 线线查询:如与某条河流相连的支流有哪些； 线点查询:如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电 站；点面查询:如某个点落在那个多边形内； 点线查询:如某个结点由哪些线相交而成；
空间信息量算
几何量算
1．长度 线状物体的长度是最基本的形态参数之一，在矢量
地理信息系统GIS复习
第一章概论一、GIS概念：是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
二、地理空间分析的三大基本要素：空间、属性、时序三、传统3S ：GIS、GPS、RS新3S:：System、Service、Science四、GIS的基本功能：1、数据输入、编辑和更新2、数据转换3、数据存储和数据库管理4空间信息的转换5信息的浏览和查询6、信息的显示和输出7、空间分析和空间模拟8、GIS二次开发功能五、GIS组成：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据和管理与应用人员六、GIS与机助制图系统的区别与联系：地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。
一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还具有丰富的空间分析功能。
七、GIS与CAD的区别与联系：机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表达、处理、可视化，甚至空间数据的管理。
GIS与CAD系统的共同特点是二者都有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也都能处理非图形属性数据。
它们的主要区别是，CAD处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对减弱。
而GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，GIS需要有较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作十分频繁，且多具有专业化的特点。
此外，CAD一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理的能力比GIS要弱。
但是由于CAD具有极强的图形处理能力，也可以设计丰富的符号相连接属性，许多用户都把他作为数字制图系统使用。
第二章地理空间数学基础一、地图投影的概念（P40）：按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立地面点位的地理坐标（B，L），与地图上相对应的平面直角坐标（X，Y）之间一一对应的函数关系。
使用ArcGIS进行地图制作和空间分析的简明教程
使用ArcGIS进行地图制作和空间分析的简明教程第一章：ArcGIS软件介绍ArcGIS是由美国Esri公司开发的一套专业的地理信息系统（GIS）软件，提供了丰富的地图制作和空间分析功能。
该软件广泛应用于城市规划、土地利用、环境分析等领域，具有强大的数据处理能力。
第二章：准备工作在使用ArcGIS进行地图制作和空间分析前，我们需要准备相关数据。
包括地理数据、属性数据以及地图符号等。
同时，还需要明确分析的目标和问题，以便选择合适的工具和方法。
第三章：地理数据获取与处理地理数据是地图制作和空间分析的基础。
我们可以通过多种渠道获取地理数据，如使用ArcGIS内置的数据源、从开放数据平台下载等。
获取到地理数据后，我们还需要进行数据预处理，包括数据格式转换、数据清洗等。
第四章：地图制作ArcGIS提供了丰富的地图制作工具，可以帮助用户创建各种类型的地图。
首先，我们需要选择合适的地图模板或布局。
然后，在地图视图中添加底图、图层、标注等要素，并进行图层样式和符号的设置。
最后，我们可以进行视图调整和地图导出。
第五章：空间分析基础空间分析是GIS的重要功能之一，可以帮助我们发现地理现象之间的关联和趋势。
ArcGIS提供了多种空间分析工具，如缓冲区分析、叠加分析、路径分析等。
在进行空间分析前，我们需要明确分析的目的，选择合适的空间分析方法。
第六章：空间数据查询与查询分析使用ArcGIS，我们可以通过空间数据查询来获取特定条件下的空间要素。
查询可以基于空间关系、属性关系或数据库查询语言。
查询分析可以帮助我们从大量的空间数据中筛选出感兴趣的要素。
第七章：地理统计分析地理统计分析是将统计学方法应用于地理数据的过程。
ArcGIS提供了丰富的地理统计分析工具，如点密度分析、聚类分析、回归分析等。
这些工具可以帮助我们了解地理现象的分布规律和潜在问题。
第八章：空间数据可视化地图制作是空间数据可视化的重要手段之一。
除了制作传统的地图，我们还可以使用ArcGIS进行更加丰富的空间数据可视化。
如何使用GIS进行地理信息系统分析和可视化
如何使用GIS进行地理信息系统分析和可视化第一章：GIS基础知识地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性数据库相结合，进行地理信息数据分析和可视化的技术系统。
在GIS中，地理空间数据以图形形式表示，通过地理信息分析和可视化，可以揭示地理空间数据背后的模式和趋势，提供决策支持和问题解决的依据。
第二章：地理数据处理与输入地理数据是GIS分析和可视化的基础，合理的数据处理和输入对于后续的分析和可视化结果至关重要。
首先，需要收集所需的地理数据，包括地图、卫星影像、地形模型等。
然后，进行地理数据预处理，包括数据清洗、筛选、转换等。
最后，将地理数据输入到GIS软件中进行分析和可视化。
第三章：地理空间分析地理空间分析是GIS的核心功能之一，通过对地理空间数据进行统计、计算和模拟，揭示地理现象的变化规律和关联性。
常见的地理空间分析包括空间插值、地理叠加分析、缓冲区分析等。
通过这些分析，可以了解地理现象在空间上的分布情况，发现地理空间数据间的关联和相互作用。
第四章：可视化设计可视化是GIS的另一个重要功能，通过将地理空间数据以图形方式呈现，可以更直观地展示地理现象和空间关系。
在进行可视化设计时，需要考虑数据的特点和目标受众的需求。
常见的可视化技术包括点、线、面符号化、色彩编码、分类和渐变等。
合理的可视化设计可以有效传达地理信息，提升数据可读性和理解性。
第五章：空间数据挖掘空间数据挖掘是GIS的一项重要技术，通过对地理空间数据进行挖掘，发现隐藏在数据中的规律和模式。
常用的空间数据挖掘方法包括聚类分析、分类和回归分析、关联规则挖掘等。
通过这些方法，可以帮助用户发现地理空间数据中的趋势和异常，进行空间预测和决策支持。
第六章：应用案例GIS在许多领域中被广泛应用，包括城市规划、环境保护、交通管理、农业、地质勘探等。
在城市规划中，GIS可以帮助规划师进行土地利用分析、交通网络规划、地质勘探等工作。
在环境保护中，GIS可以监测重金属和污染物的扩散情况，评估环境影响。
GIS教学大纲2012
绵阳师范学院资源环境工程学院《地理信息系统》教学大纲课程编号: 121111102课程名称：地理信息系统英文名称：Geography Informat System课程类型: 专业必修课总学时：64 讲课学时： 44 实验学时：20学分： 4适用对象: 地理科学、资源环境科学本科先修课程：地图学、测量学、计算机应用基础、数字制图一、课程性质、目的和任务《地理信息系统》课程是地理科学与资源环境科学本科专业的核心课程。
课程总学时为64，由理论教学和实验教学两部分组成。
理论教学主要内容包括GIS的基本概念和学科特征、数据采集方法、空间数据组织和管理、空间分析技术与空间建模、数据输出、GIS开发、GIS工程组织、GIS 应用现状和发展趋势等。
实验教学贯穿GIS数据处理流程的各个环节，加强学生对GIS的理解以及基本操作技能的训练。
通过本课程的学习，要求学生理解并掌握GIS相关概念、基本知识和基本理论；掌握GIS数据处理流程的技术方法和技巧；初步具备用GIS解决实际问题的能力和一定的科研能力。
为后续与GIS相关课程学习奠定良好的基础，同时熟练操作和使用2到3种流行GIS软件。
二、教学基本要求本课程根据专业教学计划，围绕基本知识、基本理论、基本方法和实践应用能力（“三基一用”），制定教学内容。
理论教学内容强调新思维、新突破。
实践教学要明确实践应用能力（地理数据采集、数据编辑、数据管理、分析和输出五项基本能力）地位和作用，结合地方实际开展能力培训。
本课程采用多媒体教学、网络教学等多种现代教学手段提高教学质量，以理论考试和实验测试、课堂质疑和小论文、读书报告等形式为主要测试手段，以教、研、讨等互动形式为主要课堂组织形式，强调培养学生的理解能力、动手能力与创新能力，提高学生的综合素质。
本课程拟在3年内实现双语（中英文）教学模式（英文原版教材），以强化学生的语言表达能力和专业词汇积累，为以后的学术交流和文献阅读打下坚实的基础。
GIS基础
GIS基础地理信息系统（ GIS ）是集成了硬件，软件和数据来实现对各种形式的地理信息进行采集，管理，分析和显示的系统。
简单的说，GIS系统能够将描述位置（地方）的层信息结合在一起，通过这些信息可以使你更好地认识这个位置（地方）。
你可以按照需要选择使用哪些层信息，比如考虑服务范围的情况下找一个最合适的位置设立消防站、分析交通事故分布特征、通过综合城市中相同的犯罪，发现犯罪类型等等。
从三个角度理解地理信息系统GIS往往展现为一张地图。
实际上，地图仅仅是在GIS系统中使用空间数据的方式之一，也只是通过GIS生成的众多GIS产品中的一种。
实际上，基于GIS系统可以提供更远远多于制图软件的解决问题的能力，能够实现数据共享的融享架构(Mash-up)网络地图平台。
我们可以从以下三个方面来理解GIS：1. 数据库视角：一个地理信息系统是一种基于的数据库的独特地理数据库（geodatabase）。
这是一个GIS系统，或者从根本上说，一个GIS系统是基于结构化的数据库，描述了世界各地的地理要素。
2. 制图角度：GIS系统是由智能地图和展现地理要素和地理要素关系的一系列视图的集合。
地图的地理信息数据，可以用作构建“访问数据库的窗口”，以支持查询，分析和编辑信息。
3. 模型视角：地理信息系统是一套信息传递工具，能够帮助用户从现有的数据集获取新的地理数据集。
采取这些地理处理(geoprocessing)功能从现有的数据，运用分析功能，将新成果转化为新的衍生数据集。
通过整合的数据和分析应用的一些规则，您可以建立一个模型，可以帮助人们回答遇到的各种跟空间位置相关问题。
在下面的例子中，全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被用来精确分析2003年2月1日重返大气层时损毁的哥伦比亚号航天飞碎片在得克萨斯州东部的分布位置，。
这三个视角都是对GIS系统的核心理解，并且用于GIS行业应用的各个层面。
用GIS能做什么空间分析利用GIS的矢量和栅格的空间分析功能（Spatial Analyst）分析显示在市内6个月的时间内，枪击时间和武器被盗位置的关系。
GIS算法
根据老师PPT非常粗略整理出来的，还有未涉及到的重点大家自己增加第一章算法是一系列解决问题的清晰指令，也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出算法特性：有穷性、确定性、可行性、有输入、有输出。
算法设计的原则1.正确性：是指对于一个问题，之所以将其放在第一位是因为如果一个算法自身有缺陷，或者不适合于问题的求解，那么该算法将不会解决问题。
2.确定性：是指算法的每个步骤必须含义明确，对每种可能的情况，算法都能给出确定的操作。
即采用同一种算法，在同样的条件下无论计算多少次，始终能够得到确定的结果。
3.清晰性：一个良好的算法必须思路清晰，结构合理。
算法的设计要模块化。
模块化的目的是使算法结构清晰，容易阅读，容易理解，容易测试，容易修改。
时间复杂度：假如，随着问题规模n 的增长，算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同，则可记作：T(n)=O(f(n))称T(n)为算法的(渐近)时间复杂度。
空间复杂度：算法在运行过程中临时占用的存储空间的大小被定义为算法的空间复杂性。
空间复杂性包括程序中的变量、过程或函数中的局部变量等所占用的存储空间以及系统为了实现递归所使用的堆栈两部分。
算法的空间复杂性一般也以数量级的形式给出。
第二章九交模型设有现实世界中的两个简单实体A、B,B(A)、B(B)表示A、B的边界,I(A)、I(B)表示A、B的内部,E(A)、E(B)表示A、B外部。
dim(dimension) 的返回值：有-1 ，0 ，1 ，2.•T: 交集存在，dim=0 ， 1 或 2 ；•F: 交集不存在，dim=-1 ；•0: 交集存在，但其最高维度必须是0 ；•1: 交集存在，但其最高维度必须为 1 ；•2: 交集存在，但其最高维度必须为 2 ；运用维数扩展法,将9IM进行扩展,利用点、线、面的边界、内部、余之间的交集的维数来作为空间关系描述的框架。
对于几何实体的边界,它是比其更低一维的几何实体的集合。
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数学基础变换与处理
设置坐标系统 空间校准 遥感图象的几何纠正
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数学基础变换与处理----设置坐标系统
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矛盾：不同的基础地理数据库，未能遵循统一 的标准，分类代码、大地基准、分层方法与图 层命名等方面不一致，给集成构建多尺度基础 地理数据库造成困难。 冲突：空间分析强调地理空间数据的完整性以 及强调其独立的地理意义，而地图制图为了符 合制图规范的要求，往往无法保持完整的地理 意义。
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数学基础变换与处理----设置坐标系统
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数学基础变换与处理----空间校准
空间校准把数据从一种坐标系转为另一 种坐标系，也用于在一个坐标系里变换 数据 常用的空间校准变换类型：
RMS error ( x' x) 2 ( y ' y ) 2
式中，x、y是地面控制点在原图像中的坐标，x'，y'是对应于相应的多 项式计算的控制点坐标。估算坐标和原坐标之间的差值大小代表了其每 个控制点几何纠正的精度。通过计算每个控制点的均方根误差，既可检 查有较大误差的地面控制点，又可得到累积的总体均方根误差。
常用的内插方法包括：
最邻近法是将最邻近的像元值赋予新像元。将 原图像中像元的亮度值赋给输出的图像中带阴 影的像元。 双线性内插法是使用邻近4个点的像元值，按 照其距内插点的距离赋予不同的权重，进行线 性内插。 三次卷积内插法较为复杂，它是使用内插点周 围的16个像元值，用三次卷积函数进行内插。
基础地理数据整合
x a0 a1 X a2Y a3 X 2 a4 XY a5Y 2
y b0 b1 X b2Y b3 X 2 b4 XY b5Y 2
当多项式的次数(N)选定后，用所选定的控制点坐标，按最小二乘法回归 求出多项式系数(又称换算参数)。然后用以下公式计算每个地面控制点 的均方根误差(RMSerror)。
数 据 加 工 数 据 更 新 质 量 检 验 专业产品 摄影测量 与遥感 矢量化 多源数据集成处理平台 大规模网络化生产和调度 管理
野外采集
制 图
GIS建库
原有成果
数据整合加工模式
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集成化数据整合策略
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相似变换 相似变换改变比例、旋转和平移数据， 不能进行X、Y轴不均匀缩放的变换。它 维持被变换特征的坡向比。
x' = Ax + By + C y' = -Bx + Ay + F A=s· t cos B=s· t sin
仿射变换 相似变换 投影变换
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仿射变换 可使数据产生四种变化：比例尺变化、 扭曲、旋转、平移
仿 射 变 换 示 意 图
仿射变换公式： x' = Ax + By + C y' = Dx + Ey + F
主制图型整合策略 主分析型整合策略
类型 数据采集 量 目标完整 性 不完整 空间关系 复杂 较简单 分析功能 难实现 容易实现 制图功能 容易实现 能够实现
主制图型 较大，编 辑难
主分析型 较小，编 基本完整 辑容易
主制图型与主分析型策略对比
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元数据建库
元数据可作为矢量要素类的一个组成部分，可以按照 矢量数据的管理方式进行管理。 元数据的层次：数据集系列元数据、数据集元数据、 要素类型和要素实例元数据 图幅级元数据是最基本的元数据 一级元数据和二级元数据
数据格式转换
转换要求
Leabharlann 确保数据的数学精度 保持图面表达的一致性 图形信息不损失 属性信息与图形间的正确连接
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基于语义的数据格式转换
定义了数据集间的相互映射 使用要素(feature)操作语言 允许转换方案的重定义 提供查找、复杂计算的函数 提供从原始数据生成过程数据的方法
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遥感图像的几何纠正
选取地面控制点 确定多项式纠正模型 重采样与内插
步骤
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x' = (Ax + By + C) / (Gx + Hy + 1) y' = (Dx + Ey + F) / (Gx + Hy + 1)
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遥感图像的几何纠正
原始遥感图像通常包含严重的几何变形。几何 变形一般分为系统性和非系统性的两大类。前 者是有规律和可以预测的，而后者是不规律的 并且一般很难预测。 几何校正的目的就是要纠正这些系统及非系统 性因素引起的图像变形，从而使之实现与标准 图像或地图的几何整合。
地图目标实体的不完整性
（a）数字地图中道路与桥梁
（b）GIS中道路与桥梁
(c) 数字地图中等高线 与注记
(d) GIS中等高线与注记
目标位置冲突造成的目标不完整性
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地图目标实体的不完整性
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基于语义的数据格式转换
语义转换 数据集A 格式A 数据集B 格式B
语义转换概念图
数据模型 A
数据 转换 模型
其它数据模 型
基于语义数据转 换模型示意图
数据模型 B
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(a) 简单目标不完整（面状）
(b) 复杂目标不完整（面状）
图幅范围导致的目标不完整
双线河流的目标不完整 （ A—主干河流，B—支 流）
数据采集造成的目标不完整
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集成化数据整合
数 据 交 换
相似变换要求最少两个位移关联点。
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投影变换
用于转换从航空摄影中 直 接获取的数据 要求最少四个位移关联点。
橡筋伸缩
几何变形通常发生在原图上。 橡筋伸缩通过坐标几何纠正来修正几何 变形
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对于多数具有中等几何变形的小区域的卫星图像，一次线性多项式就可 以纠正6种几何变形，包括X、Y方向的平移，X、Y方向的比例尺变形 、倾斜和旋转，从而取得足够的纠正精度。对变形比较严重的图像或当 精度要求较高时，可用二次或三次多项式。
坐标变换函数式(即数学纠正模型)，建立图像坐标(x，y) 与其参考坐标（X，Y）之间的关系式，通常又称为多项 式纠正模型。其数学表达式为
x aij X i Y j
i 0 j 0
N N i
N N i
y bij X Y
i i 0 j 0
j
a 式中： ij
, bij 为多项式系数，N是多项式的次数。N的选取， 取决于图像变形的程度、
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第六章 基础地理数据处理与建库
南京师范大学地理科学学院 2007/8
数据格式转换
为什么要进行格式转换？
GIS数据共享的需求 目前数据共享模式中，对普通用户而言，数据 格式转换是最具可操作性和现实性的一种模式
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基础地理数据建库
矢量数据库建立 影像（DOM）数据建库 数字高程模型（DEM）建库 控制测量成果建库 地名建库 元数据建库
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矢量数据建库
矢量数据主要包括DLG数据，控制点和地名数 据等 入库数据将全部规划为地理坐标，并采用要素 类-要素集-矢量数据集的方式组织入库 在Geodatabase中，加载DLG数据时考虑四个参 数：精度值、偏移量、索引网格单元和空间参 考