太原理工大学地理信息系统软件与应用全部复习资料(1)
地理信息系统原理与应用复习总结
地理信息系统原理与应用复习总结地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种通过采集、存储、管理、处理、分析和展示地理数据的技术系统。
它将地理数据与地图相结合,提供了创建、查询和分析地理信息的能力。
地理信息系统的原理与应用十分广泛,下面将对其进行复习总结。
1.地理信息系统的原理地理信息系统的原理包括数据模型、空间分析和数据处理等。
其中,数据模型是地理信息系统的核心,它定义了地理数据的组织方式和表达方式。
数据模型可以分为矢量数据模型和栅格数据模型两种形式。
矢量数据模型使用点、线和面等几何图形来描述地理现象,适用于点、线和面等离散数据的表示;而栅格数据模型将地理现象划分为等大小的网格单元进行表示,适用于连续数据的表示。
另外,地理信息系统中的空间分析是通过对地理数据的操作和分析来揭示地理现象之间的内在关系。
空间分析包括空间查询、空间关系分析、空间模式分析和空间插值等。
空间查询是通过地理位置进行数据查询,如查询其中一区域的地理现象;空间关系分析是研究地理现象之间的空间关系,如判断两个地理现象是否相邻;空间模式分析是研究地理现象的空间分布规律,如寻找一定空间尺度下的聚集现象;空间插值是通过已知数据点插值出未知数据点的值,如根据气象站数据推算整个区域的气温分布。
此外,地理信息系统的数据处理包括数据采集、数据存储、数据管理和数据展示等过程。
数据采集是指通过各种技术手段获取地理数据,如通过卫星遥感、GPS定位和传感器等设备。
数据存储是将采集到的地理数据存储到数据库中,以便于后续的数据处理和分析。
数据管理是对地理数据进行组织和管理,以确保数据的完整性和一致性。
数据展示是通过地图等形式将地理数据可视化展示出来,以便于人们理解和分析。
2.地理信息系统的应用在城市规划方面,地理信息系统可以用于分析城市的土地利用、交通流量和人口分布等,为城市规划提供科学依据。
在环境保护方面,地理信息系统可以用于监测和评估环境污染状况,提供环境保护和治理的建议措施。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料第⼀章1、信息(Information)信息是⽤⽂字、数字、符号、语⾔、图像等介质来表⽰事件、事物、现象等的内容、数量或特征,从⽽向⼈们(或系统)提供关于现实世界新的事实和知识,作为⽣产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
信息的特点:信息的客观性信息的实⽤性信息的传输性信息的共享性:2、数据:(Data)数据是⼀种未经加⼯的原始资料。
通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号,是⽤以载荷信息的物理符号。
3、地理信息的概念地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和⼀切有⽤的知识,它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
或者定义为:表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、⽂字、图像和图形等的总称。
4、地理数据:是各种地理特征和现象间关系的符号化表⽰,包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。
5、地理信息的特点:空间分布性信息载体的多样性时序特征⼗分明显具有丰富的信息6、信息系统:信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能⼒的系统,它能够为单⼀的或有组织的决策过程提供有⽤的信息。
⼀个基于计算机的信息系统包括计算机硬件、软件、数据和⽤户四⼤要素。
7、GIS的概念GIS是⼀种特定的⼗分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬件、软件系统⽀持下,对整个或部分地球表层(包括⼤⽓层)空间中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。
8、GIS的发展概况国际GIS发展简史–60年代,探索时期1963年,加拿⼤托林森提出地理信息系统,并建⽴了世界上第⼀个实⽤的地理信息系统——加拿⼤地理信息系统。
–70年代,巩固时期发展研究的重点是空间数据处理的算法,数据结构和数据库管理这三个⽅⾯。
–80年代,实破阶段–90年代,全⾯应⽤我国GIS起步较晚,但发展较快,分为以下⼏个阶段:70年代,准备阶段:80年代,试验起步阶段:90年代,我国GIS发展阶段:96年以来,是我国GIS产业化阶段。
地理信息系统复习资料全
第一章主要内容1.地理信息系统,简称GIS。
是一种由计算机软硬件和不同的方法组成的,用来采集、管理、处理、分析、建模和显示空间数据,以解决复杂的规划和管理问题的系统。
2.空间数据:就是有坐标的数据。
GIS核心是数据,基础是坐标系统。
3.一般信息系统:只能存储、管理数据,不能将数据在空间上的分布表现出来。
4.地理信息系统:除了一般信息系统的功能外,还能显示数据的空间分布,并且有强大的空间定位数据处理(查询、分析、模拟、统计和预测等)功能。
5.GIS的基本结构:系统硬件,空间数据,系统软件,应用人员,应用模型6.地理数据:包括空间数据(如点、线、面等)、属性数据(如名称、类型、数量等)和时态数据(描述对象时空变化的状态、特点和过程)。
7.空间数据分为矢量数据和栅格数据两种类型。
8.GIS能满足人们对空间信息的要求,帮助人们进行各种辅助决策。
目前,GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。
当前地理信息系统正向集成化、产业化和社会化发展方向迈进9.GIS发展趋势:1.地理信息系统已经成为一门综合性技术2.地理信息系统产业化发展势头强劲3.地理信息系统网络化已构成当今社会的热点4.地理信息科学的产生和发展10.(1)如果将GIS用来监测森林火灾,可以( D )A.用来分析、判断引起火灾的原因B.预测森林火灾的发生地点C.预测森林火灾后所造成的后果D.及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向,制定灭火方案第二章内容1.ArcGIS10平台:面向网络的、面向移动设备的、面向桌面端的(ArcMap、ArcCatalog、 ArcToolbox 等)。
2.数据分类:矢量数据( SHP,EOO)、影像数据(栅格数据)(Grid,Img,JPG,TIF等)3.Shapefile:文件存储至少生成三个必需文件(.shp、.shx .dbf),其只有点、线、面。
【GIS】地理信息系统复习资料
第一章绪论1、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性2、数据处理:即对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算,以及分析、模拟和预测等操作。
3、地理信息的特点:1)空间分布性2)具有多维结构的特征3)时序特征十分明显4、地理数据:是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
5、地理信息系统:它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中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。
6、简述GIS的构成。
它的的基本功能有哪些?硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功:数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编辑。
第二章地理信息系统的数据结构1、矢量表示法:采用一个没有大小的点(坐标)来表达基本点元素。
2、栅格表示法:采用一个有固定大小的点(面元)来表达基本点元素。
3、空间数据的基本特征。
1)属性特征:描述空间对象的特性,即是什么。
如对象的类别、等级、名称、数量等。
2)空间特征:描述空间对象的地理位置以及相互关系,又称几何特征和拓扑特征,前者用经纬度、坐标表示,后者用拓扑关系表示,如交通学院与电力学院相邻等。
3)时间特征:描述空间对象随时间的变化。
4、拓扑关系的类型1)拓扑邻接:相同拓扑元素之间的关系。
2)拓扑关联:不同拓扑元素之间的关系。
3)拓扑包含:同类但不同级元素之间的关系。
5、空间数据拓扑关系意义1)根据拓扑关系,不需要利用坐标或距离,可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。
2)有利于空间要素的查询。
3)可以利用拓扑关系数据作为工具,重建地理实体。
6、建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。
(方向自己给定)弧段与结点关系表多边形与弧段关系表结点与弧段关系表弧段与多边形7、栅格数据单元值的确定方法有哪些?①中心点法:②面积占优法:③重要性法:④百分比法:8、如何确定合理的网格尺寸?为了逼近原始数据精度,除了采用这几种取值方法外,还可以采用缩小单个栅格单元的面积,增加栅格单元总数的方法。
地理信息系统(GIS)复习资料
地理信息系统(GIS)复习资料GIS 复习资料第一章、第一章、绪论定义: GIS 定义:地理信息系统,是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中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。
组成:GIS 组成:硬件系统、软件系统、空间数据、系统开发管理和使用人员发展: GIS 发展:起源于 60 年代加拿大,发展最快是美国;最早系统:1963 年,加拿大地理信息系统(CGIS),主要用于自然环境的管理和规划;主流系统: Arc/Info;我国系统:超图 Supermap,武汉中地 mapGIS。
发展热点: GIS 发展热点: 1、理论发展的需求与有待解决的问题;2、热点—面向对象技术的研究、时空系统、地理信息建模系统以及三维地理信息系统的研究等。
发展趋势: GIS 发展趋势:GIS 网络化、GIS 标准化、数据商业化、系统专门化、GIS 企业化、GIS 全球化以及 GIS 大众化等. ——OPEN GIS 区别于其他系统:GIS 具有强大的空间分析功能,能处理空间数据。
GIS 区别于其他系统 GIS 功能及其应用:功能及其应用:空间数据的获取(采集与输入)空间数据的编辑处理空间数据的组织、存储与管理空间查询与空间分析数据的显示与输出(eg:举例说明空间叠加功能在哪一个领域的应用,比如空间选址、土地利用等方面) (eg:举例说明空间叠加功能在哪一个领域的应用,比如空间选址、土地利用等方面)应用:举例说明 RS、在某一领域的应用(具体,eg:保护区规划) GIS 应用举例说明 RS、GIS 在某一领域的应用(具体,eg:保护区规划)第二章、第二章、地理空间信息表达及空间数据结构地理空间:GIS 中的空间概念常用“地理空间”(geo-spatial)来表述,一般包括地理空间定位框架地理空间:及其所连接的空间对象。
空间对象:空间对象:指具有形状、属性和时序特点的空间实体,包括点、线、面、曲面和体。
地理信息系统复习参考资料
地理信息系统原理与应用复习参考资料muerly@地理信息系统原理与应用课程考试大纲11、、 数数据据与与信信息息的的概概念念以以及及两两者者的的关关系系数据定义:人类在认识世界和改造世界过程中,定性或定量对事物和环境描述的直接或间接原始记录,是一种未经加工的原始资料。
(存在形式:数据以多种方式和存储介质存在,如数字、文字、符号、图像等;如记录本、地图、胶片、磁盘等。
数据是对客观现象的表示,数据本身并没有意义。
是现实世界在人们头脑中的反映。
)信息定义: 以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来进行传递和处理,为人们的生产、建设、管理等提供依据。
数据与信息两者关系:数据是信息的表达与载体,信息是数据的内涵和对数据的解释,是形与质的关系。
2、 信息的特性客观性:任何信息都是与客观事实相联系;适用性:对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息;传输性:信息可在信息发送者和接受者之间进行传输;共享性:信息可传输给多个用户,为用户共享,而其本身并无损失。
3、 地理数据的概念和特征概念:各种地理特征和现象间关系的数字化表示。
特征:地理数据具有空间分布性、数据海量性、载体多样性和位置与属性对应性等特征。
4、 地理信息的概念和特征概念:是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,是对地理数据的解释。
特征:空间相关性、空间区域性、空间多样性和空间层次性。
5、 地理信息系统定义不同领域、不同专业对GIS 的理解不同,目前没有完全统一的被普遍接受的定义。
在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中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。
6、 地理信息系统基本特征数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力 7、 地理信息系统外延GIS 是计算机、测绘、地理等学科的综合体, GIS 在定义、术语和内涵等运用上呈现出很大的弹性,具体体现在以下3个方面:地理信息系统术语外延、地理信息系统定义外延、GIS 中“S ”含义的演变——系统(System )、科学(Science )、服务(Service )。
地理信息技术应用复习资料
地理信息技术应用复习资料关于地理信息技术应用复习资料3.1地理信息系统及其应用1、地理信息系统(GIS):以采集、存储、管理、分析和描述。
由5个部分组成:硬、GIS软、地理数据、GIS人员、应用模型。
工作流程:地理数据输入、存储(数字化过程)→地理数据操作和分析→地理信息输出。
(地理数据分为属性数据和图形数据。
数据存储采用“分层”技术,不同的图层储存不同的地图要素。
)2、地理信息系统与城市管理(略)类型概念优点航天遥感利用卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等携带遥感仪器的遥感覆盖范围大,不受领空限制,可进行重复不定期观测等航空遥感利用飞机携带遥感仪器的遥感。
机动性强,分辨率较高近地遥感距地面高度在几十米以内的遥感分辨率高、范围小3.3数字地球:数字地球是指数字化的地球,即把整个地球信息进行数字化后,由计算机网络管理的技术系统。
数字地球是地球的虚拟对照体。
热点问题:1、工程建设:青藏铁路、三峡大坝、南水北调、西气东输、西电东送、杭州湾大桥2、宇宙:冥王星不再列为太阳系大行星,降等为太阳系矮行星3、可持续发展:清洁生产、循环经济、建设环境友好型社会4、全球气候变化:全球变暖、厄尔尼诺5、环境问题:西南喀斯特地区的石漠化、北方的荒漠化与沙尘暴、太湖蓝藻暴发6、重点区域:西部大开发、东北老工业基地、环渤海、长三角、珠三角7、GPS、北斗导航系统8、珠穆朗玛峰测高9、国家或地区:美国、德国、东南亚、中亚、中东、非洲流域综合开发与可持续发展1.下列关于长江三角洲和松嫩平原共性的叙述,正确的是()A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④2.长江干流由西到东依次经过的支流是()A.金沙江、雅砻江、嘉陵江、岷江B.嘉陵江、乌江、汉江、赣江C.乌江、汉江、湘江、赣江D.岷江、乌江、嘉陵江、汉江3.下列关于长江三角洲农业生产活动的叙述,不正确的是()A.水田为主B.作物有水稻、油菜、棉花等C.一年两熟至三熟D.西部降水较少,适宜发展畜牧业4.下列关于地理环境对其它生产活动影响的叙述,不正确的是()A.长江三角洲的轻工业发展依托于当地发达的农业基础B.长江三角洲发展重工业依托于当地丰富的矿产资源C.松嫩平原发展重化工业依托于当地丰富的石油资源和周围地区的煤、铁等资源D.长江三角洲商业贸易发达依托于优越的地理位置若在河流上游修建水库,则水库下游的河流水位会产生明显的变化。
地理信息系统的复习资料
地理信息系统的复习资料地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一个以地理空间数据为基础,通过数据采集、储存、管理、处理、分析、展示等功能,来帮助人们获取、理解和利用地理信息的工具。
在现代社会中,GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业生产、交通运输等领域。
一、GIS的基本概念和原理1. GIS的定义和组成:GIS包括硬件、软件、数据和人员四个基本组成部分,通过这四个部分的协调配合,实现对地理信息的集成管理和空间分析。
2. GIS数据的类型和特点:GIS数据可以分为栅格数据和矢量数据两种类型。
栅格数据以像元为单位,适合表达连续分布的现象;矢量数据以点、线、面为要素,适合表达离散型的地理对象。
3. GIS数据的获取和采集:GIS数据的获取可以通过GPS全球定位系统、遥感影像、地面调查等方式进行,数据的采集需要注意数据准确性和数据完整性的要求。
二、常用GIS软件和工具1. ArcGIS:ESRI公司开发的ArcGIS是目前应用最广泛的GIS软件,包括ArcMap、ArcCatalog、ArcScene等多个组件,具有强大的数据处理和分析能力。
2. QGIS:QGIS是一个开源的GIS软件,兼容多种操作系统,并且提供了丰富的插件和扩展功能,使用方便且功能强大。
3. Google Earth:谷歌的地理信息浏览器,提供卫星影像、地图、三维模型等地理信息的浏览和查看功能。
三、GIS分析方法和应用1. 空间查询:GIS可以通过空间查询实现对特定区域、特定属性的地理对象进行查询和提取,便于进行目标定位和区域统计等分析。
2. 空间分析:GIS可以通过空间分析方法,如缓冲区分析、叠加分析、栅格分析等,来探索地理现象的分布规律和空间关联关系。
3. 地理决策支持系统:GIS在城市规划、土地利用规划等领域中可以提供决策支持功能,通过评估不同规划方案的效果,帮助决策者制定科学合理的规划措施。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料GIS复习资料名词解释:数据:指输⼊到计算机并能被计算机进⾏处理的数字、⽂字、\符号、声⾳、图象等符号。
信息:信息是现实世界在⼈们头脑中的反映。
它以⽂字、数据、符号、声⾳、图象等形式记录下来,进⾏传递和处理,为⼈们的⽣产,建设,管理等提供依据。
地理信息:指与研究对象的空间地理分布有关的信息。
它表⽰地理系统诸要素的数量、质量、分布特征,相互联系和变化规律的图、⽂、声、像等的总称。
系统:由相互作⽤和相互依赖的若⼲组成部分结合⽽成,能完成特定功能的有机整体。
信息系统:能对数据和信息进⾏采集、存储、加⼯和再现,并能回答⽤户⼀系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能⼒。
地理信息系统:地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的⽀持下,运⽤系统⼯程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。
空间数据:空间数据是指以地球表⾯空间位置为参照的⾃然、社会和⼈⽂经济景观数据,可以是图形、图像、⽂字表格和数字等。
空间数据库:是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应⽤的相关的地理空间数据的总合。
⾼程:由⾼程基准⾯起算的地⾯点⾼度。
⽬前我国采⽤“1985国家⾼程标准”,这个⾼程系是采⽤青岛验潮站1952-1979年潮汐观测资料计算的平均海⽔⾯。
⾼程系统:描述空间点在垂直⾼度上的特性--⾼程——由⾼程基准⾯起算的地⾯点的⾼度。
笛卡⼉直⾓坐标系:是按直⾓坐标原理确定⼀点的平⾯位置地图投影概念:将地球椭球⾯上的点映射到平⾯上的⽅法,称为地图投影图层:空间数据可按某种属性特征形成⼀个数据层,通常称为图层地理空间: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。
拓扑关系:指图形保持连续状态下变形,但图形关系不变的性质。
空间元数据的定义:地理的数据和信息资源的描述性信息。
它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进⾏描述与说明,以便⼈们有效地定位、评价、⽐较、获取和使⽤与地理相关的数据。
地理信息复习资料
地理信息复习资料随着科技的发展和应用,地理信息系统依靠计算机和通信技术进行地理信息的采集、存储、分析、展现和共享,为现代社会生产和生活提供了极大的便利。
而《地理信息系统》也成为了地理学专业的一门重要的课程。
下面我来整理一些地理信息复习资料,希望能对您有所帮助。
资料一:地理信息基础知识地理信息系统中的基本要素包括空间数据、属性数据和拓扑关系。
空间数据是指地理现象或地球表面实体的位置和形状等地理特征,可以用点、线、面等几何元素来描述。
属性数据是指描述地理实体或现象的其他信息,如名称、高程、温度、土壤类型等。
拓扑关系是指描述空间实体之间位置关系的一种方式,如相邻、相交、包含等。
资料二:地理信息系统的组成地理信息系统包括硬件、软件、数据和人员四个组成部分。
硬件包括计算机、服务器、传感器等;软件包括操作系统、数据库管理系统、地理信息系统软件等;数据包括空间数据、属性数据和拓扑关系数据等;人员包括管理人员、技术人员、用户等。
资料三:地理信息系统的应用地理信息系统广泛应用于国土资源管理、城市规划、环境保护、灾害预防等领域。
其中,国土资源管理包括土地利用规划、地质资源勘探等;城市规划中包括城市设计、交通规划等;环境保护中的应用主要是水污染源追踪、水质监测等;灾害预防中的应用主要是地震预测、旱涝灾害防治等。
资料四:地理信息系统的发展前景随着技术的不断进步和应用的不断推广,地理信息系统的发展前景十分广阔。
未来,地理信息系统将向数字化、智能化、高效率发展,更加注重应用和服务,成为数字经济时代的重要工具。
同时,地理信息系统也将和人工智能、大数据等相关技术深度融合,共同应用于城市管理、交通出行、智慧农业等多个领域。
到此,以上就是地理信息复习资料的内容介绍。
希望这些资料能够对您复习地理信息系统课程有所帮助。
地理信息系统复习题答案部分参考内容
地理信息系统复习题部分参考答案一、名词解释1、层次模型:层次模型是以记录类型为结点的有向树。
层次序列码指出层次路径。
2、四叉树编码:一种更有效压缩数据的方法,它将2n×2 n象元阵列的区域逐步分解成包含单一类型的正方形区域,最小的正方形区域为一个栅格。
3、地学空间数据:是空间数据的一种特殊类型。
是指带有地理坐标即经纬网坐标的数据,包括资源、环境、经济和社会等领域的一切带有地理坐标的数据。
4、缓冲区分析:是对一组或一实地物按缓冲的距离条件,建立缓冲区多边形图,然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析,得到所需要的结果。
所以缓冲区分析实际上涉及两步操作,第一步建立缓冲区图形,第二步进行叠置分析。
5、DEM:是地形表面高程的数字表达。
6、数据库:是客观世界的一个模型,是对客观世界的一个抽象。
存贮在计算中有结构的数据集合,这些数据能被特定的用户所利用。
7、空间对象:具有空间特征的地理目标,包括位置、空间形状、空间关系等。
8、矢量结构:空间目标可以用三种基本要素来表达:点、线、面。
每一种目标均可用采样点的坐标来记录。
9、拓扑关系:表达空间目标相互间的关系和空间图形之间的关系,具有区域性、邻接性和连通性特征。
10、DEM:是地形表面高程的数字表达。
11、元数据:关于数据的数据。
12、数字地图:数字化的地图。
13、空间实体:具有空间特征的地物,包括位置、形状及空间关系等。
14、国家信息基础设施:(NSDI)是指地学空间数据的获取、处理、访问、分发以及有效利用所需的技术、政策、标准和人力资源。
15、空间数据质量:空间数据在表达空间位置,专题特征以及时间信息三个基本要素时,所能达到的准确性、一致性、完整性,以及它们三者之间统一性的程度。
16、地图代数:叠加分析中,不同栅格图层属性值之间的逻辑或代数运算。
17、信息系统:能对数据进行采集、存贮、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。
18、栅格结构:是用阵列或格网方式表示数据的特征,阵列或格网中每一数据值表示属性而位置隐含在行列数之中,这些行列值既表示了地物空间坐标,又可以间接地分析出不同目标之间的相互位置关系。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料地理信息系统简称为GIS,是一种集成了空间数据、数据库、软件和硬件等技术手段的计算机系统。
它能够有效地管理、分析、处理和应用地理空间数据,为人类社会的可持续发展提供支持和服务。
本文将为大家介绍地理信息系统的相关基础知识和实际应用,供大家复习使用。
GIS的基础知识GIS主要由软件、硬件、数据和人员组成,以下是各方面的基础知识介绍:软件GIS软件是一种允许用户管理、分析和可视化地理数据的工具,以下是几种常见的GIS软件:•ArcGIS•QGIS•Geomedia•MapInfo•GRASS GIS硬件GIS软件需要在计算机上运行,以下是GIS需要的基础硬件配置:•操作系统:Windows、Linux或Mac OS等•处理器:i5或以上•内存:8GB或以上•显示器:分辨率至少为1440×900数据GIS数据主要分为矢量数据和栅格数据两种类型:•矢量数据:它指的是用点、线和面这三种基本几何要素来表达地图上的实体和属性的数据。
常见的矢量数据包括GPS轨迹数据、地形几何数据和地图要素等。
•栅格数据:它指的是基于格子网的空间数据结构,将整个地图空间划分成一系列均匀的网格单元,然后根据单元对数据进行表达。
常见的栅格数据包括高程数据、卫星影像和气象数据等。
人员GIS人员主要分为GIS工程师、GIS数据编辑员、GIS分析员和GIS应用开发员等,以下是各专业人员的职责:•GIS工程师:主要负责GIS软件系统的设计和开发;•GIS数据编辑员:主要负责GIS数据的收集、整理和质量控制等;•GIS分析员:主要负责GIS数据的模型和算法开发,并对得到的分析结果进行解释和评估;•GIS应用开发员:主要负责基于GIS技术平台的应用软件开发。
GIS的实际应用GIS在各个领域都得到了广泛的应用,以下是几种常见的应用场景:城市规划GIS在城市规划方面的应用主要包括城市地理信息管理、城市规划决策和城市设计等方面。
地理信息系统复习资料
第一章导论1、地理信息与其他信息的区别:地理信息属于空间信息,其位置的识别是与数据联系在一起的,这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志.地理信息:是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称.地理数据:与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称.2、地理信息的特征〔区别于其他信息的标志〕:〔简答〕1〕空间位置:空间位置数据描述地理对象所在位置,这种位置既可以根据大地参考系定义,也可以定义为地物间的相对位置关系2〕属性数据:有时又称非空间数据,是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标3〕时域特征:指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段3、地理信息系统〔geographic information system〕:是由计算机硬、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据的采集、管理、操作、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题.4、GIS与其他IS之间的关系和区别:GIS是空间数据和属性数据的联合体〔选择〕5、GIS的基本构成:系统硬件、系统软件、空间数据应用人员和应用模型五大要素〔选6、GIS的功能:〔简答〕基本功能:①数据采集与编辑;②数据存储于管理;③数据处理与变换;④空间查询与分析;⑤数据显示与输出应用功能:①资源管理;②区域与城乡规划;③国土检测;④辅助决策7、GIS的发展透视〔选择〕:①60年代开拓期;②70年代为GIS巩固发展期;③80年代为GIS技术大发展时期;④90年代为GIS的用户时代8、GIS与相关学科的关系:〔简答〕1〕地理学与GIS:①地理学为GIS提供了一些空间分析的方法和观点,成为GIS的基础理论依托,地理信息系统的发展为地理问题的解决提供了全新的技术手段.②用地学处理方法得到的数据是GIS的数据源;GIS内部数据处理<分析>功能是地理学研究的主要技术方法.2)地图学与GIS:①地理信息系统脱胎于地图,地图是GIS的重要数据源;②地图强调数据载体、符号化,GIS则注重于信息分析3〕计算机科学与GIS:为空间数据提供处理工具4〕遥感与GIS:遥感是GIS的信息源,GIS为遥感数据的产生提供技术手段.第二章地理信息系统的数据结构1、地理坐标系〔GCS---Geographic coordinate system〕:是地球上任意一点通常用经度和纬度来决定 .经线和纬线是地球表面上两组正交〔相交为90度〕的曲线,这两组正交的曲线构成的坐标,称为地理坐标系. 1954、西安1980、地心坐标系投影坐标系〔PCS——projection coordinate syatem:〕:运用地图投影的方法建立地球表面和平面点的函数关系,使地球表面上任意一个由地理坐标确定的点,在平面上必有一个与其相对应的点.2、坐标系统的应用〔地图投影转换〕——地理坐标系一致,才能进行投影转换1〕图像数据——影像配准2〕矢量数据①没有坐标系统:先赋上西安80的地理坐标系,经过高斯-克吕格投影,得到西安80的投影坐标系②有地理坐标系:如果是西安80地理坐标系,如①;如果不是西安80 地理坐标系,则先进行地理坐标转换,将非西安80的地理坐标转换为西安80的地理坐标,再经过高斯-克吕格投影,得到西安80的投影坐标系;③有投影坐标系:如果本身是西安80的投影坐标,则直接用;如果本身不是西安80的投影坐标系,则运用UTM反解出西安80对应的地理坐标系〔将UTM对应的地理坐标系转化成西安80的地理坐标系〕3、空间实体与表达:〔简答〕空间实体:是指具有形状、属性和时序特征的空间对象,它是对存在于自然世界中地理实体的抽象.基本类型:点:①有位置,无宽度和长度;②抽象的点〔x,y〕属性:符号线:①有长度,但无宽度和高度;属性:符号,形状、颜色、尺寸②用来描述线状实体,通常在网络分析中使用较多<一串的点x,y>面:①具有长和宽的目标,有连续面和不连续面;属性:符号变化,等值线②通常用来表示自然或人工的封闭多边形<首尾相连的一串点x,y坐标>体:①有长、宽、高的目标;②通常用来表示人工或自然的三维目标.①点:具有一定数值的删格单元;②线:表现为按线特征相连接的一组单元;③面:表现为按二维形状特征相连接的一组单元栅格矢量表达方式的不同:当对空间实体进行数据表达时,关键看如何表达空间的一个点,因为点是构成地理空间实体的基本元素.如果采用一个没有大小的点来表达基本点元素时,称为矢量表示法;如果采用一个有固定大小的点来表达基本元素时,称为栅格表示法.其中,矢量表示法精度高、属性隐含、位置明显,栅格表示法精度低、属性明显、位置隐含.4、空间数据特征:〔简答〕图见PPT 或书本P441>空间特征:①定位信息:C 1、C 2、C 3三条道路在不同的空间位置.②关联关系:主干道与次干道在结点N 2处相联接,主干道的结点N 1和N 2相邻接,结点N 2分别与三条路段C 1、C 2和C 3相关联等,这些统称为拓扑关系;C 3在C 6的左边,称为方位关系;道路有一定的长度,称为度量关系.2>属性信息:道路分别具有不同的等级3>时间特征:随着时间的推移,道路还将发生变化.5、拓补关系1>拓扑邻接:指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系,如结点与结点之间的邻接关系,多边形与多边形的邻接关系.2>拓扑关联:指存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系,如结点与弧段,多边形与弧段等.结点与弧段的关联性多边形与弧段关联性3〕拓扑包含:指存在于空间图形的同类,但不同级的元素之间的拓扑关系,如多边形的岛.例如:多边形P3简单包含P46、栅格数据结构:是将空间分割成有规则的网格,在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体.主要类型:栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树数据结构、八叉树十六叉树结构〔重点〕 P52-58矢量数据结构:是一种常见的图形数据结构,它用一系列有序的x 、y 坐标对表示地理实体的空间位置.分为实体数据结构和拓扑数据结构.特点: 属性隐含,定位明显实体数据结构:实质上是面向实体的一种数据组装和编码方法.在实体数据结构中,空间数据以基本的空间对象〔点、线或多边形〕为单元进行单独组织,不含有拓扑关系数据,最典型的是面条〔spaghetti 〕数据结构.TIN<Triangulated Irregular Network>:表示和存储这些要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算,因此经常采用不规则三角网来拟合连续分布现象的覆盖表面,称为TIN 数据结构.依据下图,简述实体数据结构与其特点,并说明其优缺点.定义:实体数据结构实质上是面向实体的一种数据组装和编码方法.在实体数据结构中,空间数据以基本的空间对象〔点、线或多边形〕为单元进行单独组织,不含有拓扑关系数据,最典型的是面条〔spaghetti 〕数据结构.特点:1〕数据按点、线或多边行为单元进行组织,数据编排直观,数字化操作简单.2〕每个多边形都以闭合线段存储,多边形的公共边界被数字化两次和存储两次,造成数据冗余和不一致.3〕点、线和多边形有各自的坐标数据,但没有拓扑数据,互相之间不关联.4〕岛只作为一个单个图形,没有与外界多边形的联系.优点:数据精度高,数据存储的冗余度低缺点:对于多层空间数据的叠合分析比较困难①每条线开始于起始结点,止于终止结点,并与左右多边形相邻接;②多边形是由弧段连接而成的.由一条弧段组成的多边形称为岛.不包含岛的多边形称为简单多边形,表示单连通区域.含岛的多边形称为复合多边形,表示复连通区域根据拓扑结构写拓扑文件〔简答〕第三章空间数据处理1、空间数据的分类和分层原则〔简答〕1〕分类概念: 空间数据的分类,是指根据系统功能与国家规范和标准,将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程,以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信息层,为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据.2〕分层原则:①几何图形原则:即按点、线和面状要素分类〔coverage:一个覆盖面或一个数据层,用于精确地表达的形状和边界.〕②对象原则:与制图学有关的层,即根据不同的对象分层<layer>.要素类〔实体类〕,要素集〔对象类〕例如,可以把道路、河流、管道归为线状图形"层,也可以把它们分别归为"道路"层,"河流"层,"管道"层一般情况下,一个Coverage可以包括多个Layer.2、地图扫描矢量化〔屏幕跟踪矢量化〕结合实际考察输入步骤〔简答〕①数据源准备:将已有的地图,通过扫描仪扫入计算机,以栅格形式保存.进行必要的格式转换后,输入GIS软件.②影象变换处理:输人地面控制点坐标,进行影象纠正、投影转换.③利用屏幕跟踪技术:实现专题图层矢量化,在GIS软件支持下,将要数字化的影象作为背景图层,增加〔建立〕矢量要素层:进行屏幕跟踪数字化,直到形成一个数字化信息存储层.④检查和修改数字化错误:通过荧屏或绘图显示,检查图层输入错误,包括结点不匹配、假结点、悬挂结点、线段过长或过短、标识点遗漏等,并予以改正.⑤建立拓扑关系:可利用GIS软件提供的功能自动建立;⑥属性输入:将矢量图层叠置在原始影象上,通过目视解译〔遥感影象〕或读取原图属性〔地图扫描〕,采用键盘输入属性数据.数字化的方式:1>手扶跟踪数字化;2>地图扫描数字化3、空间数据坐标变换类型几何变换:主要解决数字化原图变形等原因引起的误差,并进行几何配准.坐标系转换:主要解决G1S中设备坐标同用户坐标的不一致,设备坐标之间的不一致问题. 投影变换:主要解决地理坐标到平面坐标之间的转换问题.几何变换和坐标系转换可以通过仿射变换来完成.4、如何影像配准:〔简答〕采样仿射变换,控制点是均匀分布的<Rms<1m>①输入图幅四个角落的公里网的交叉点的坐标,形成4对控制点;②采用仿射变换方法实现坐标系统转换〔设备坐标转换为投影坐标〕;③对变换好的影像进行重采样,得到具有用户定义的坐标系统.5、空间数据结构的转换:〔简答〕1〕矢量向栅格的转换:把点线或面的矢量数据,转换成对应的栅格数据,也即栅格化.2>栅格向矢量的转换〔矢量化〕目的:①将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库;②将栅格数据进行数据压缩,将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界.③为了将栅格数据分析的结果,通过矢量绘图装置输出;方法:根据图像数据数据文件的不同,分别采用不同的算法:①基于图象数据的转换方法;②基于再生栅格数据的转换方法栅格格式向矢量格式转换一般步骤1>栅格数据的二值化;2>多边形边界提取和细化;3>多边形边界跟踪;4>去除多余点与曲线光滑;5>拓扑关系生成;6、空间数据的融合〔结合实际,意义在哪〕遥感与GIS数据融合1>遥感图像与数字线画图DLG融合经过正射纠正后的遥感影像,与数字地图信息融合,可产生影像地图.具有如下特点〔实际意义〕:*这种影像地图具有一定的数学基础,有丰富的光谱信息与几何信息;*有行政界线和属性信息;*提高了用户的可视化效果;并使用户能够方便的得到各种统计信息,如:某个行政单元的土地利用类型、数量等.2>遥感数据与DEM的融合*有助于实施遥感影像的几何校正与配准,消除遥感图像中因地形起伏所造成的像元位移,提高遥感图像的定位精度;*DEM可参与遥感图像的分类,改善分类精度*提高GIS空间分析能力.3>多卫星、多时相遥感数据融合将不同时期的遥感图像配准叠合,可以从遥感图像中快速发现已发生变化的区域,进而实现GIS数据库的自动/半自动快速更新不同格式数据融合①基于转换器的数据融合:如Tab EOO Coverage②基于数据标准的数据融合:SDTS③基于公共接口的数据融合:OGC④基于直接访问的数据空间数据综合类型:数据属性的重新分类、空间图形的化简、图形特征的内插栅格数据压缩:影像数据压缩的可能性是因为像素之间存在着较强的相关性:①从统计观点上看,某像素的灰度值总是和周围其他像素的灰度值有某种关系,应用编码方法提取并减少这种相关牲,便可实现影像数据的压缩.②从信息论观点来看,影像压缩就是减少影像信息中无用的冗余信息.7、栅格数据重分类〔给一个坡度数据用软件来重分类〕①SpatialAnalyst〔空间分析〕模块的空间插值功能将点状数据生成数字高程模型;②表面分析功能将数字高程模型转换成坡度栅格;③Reclassify〔重分类〕功能可以将栅格数据的像元值按照一定的范围进行修改以新值替代旧值8、内插的概念:设已知一组空间数据,它们可以是离散点的形式,也可以是分区数据的形式,空间数据的内插就是从这些数据中找到一个函数关系式,使该关系最好地逼近这些已知的空间数据,并能根据该函数关系式推求出区域范围内其他任意点或任意分区的值.内插的类型:点的内插A、逐点内插:a、反比距离加权法:权值应与距离成反比,间距愈近,对待求点测定值的影响应愈大.如取 W = 1 / d^2或< <R-d> /d >^2式中:W数据点的权重d为待定点到数据点间的水平距离,R为定义函数待定参数时所求的圆半径.b、克里金法:区域化的变量随所在区域位置的改变而连续地变化,彼此离得近的点之间有某种程度上的空间相关性,而相隔较远的点之间在统计上看是相互独立的.B、局部函数内插区域的内插:主要解决离散属性数据问题.研究的目标是从已知分区的数据<如社会经济数据>中推出同一地区的另一组分区数据.叠置法、比重法<计算>〔p104-p105〕第四章地理信息系统空间数据库1、文件方式保存和数据库保存的优缺点:优点:一个GIS软件可以同时直接使用多个空间数据文件,一个空间数据文件也可以同时为多个GIS共享缺点:空间数据存储在不同的文件里造成数据是面向应用的,多个文件之间彼此孤立,不能反映数据之间的联系,易造成数据的冗余与不一致.2、空间数据管理模式发展阶段〔给一个实例,判断这是哪个阶段〕:初级式〔coverage〕---混合式〔shape,MapInfo的.TAB文件〕---扩展式<geodatabase SDE,Spatial Database Engine>---集成式<oracle spatial cartridge即对象-关系数据库>3、SDE:空间数据库引擎〔Spatial Database Engine〕:在常规数据库管理系统上加一层空间数据库引擎,实现数据库的储存与管理.4、关系数据模型:用关系的方式来组织表达空间数据,关系就是二维表.5、面向对象数据模型:用对象的方式来组织表达数据模型1>对象:就是现实世界中客体的模型化,与数据库中记录、元组等概念相似.如:行政区域的多边形对象,表示一条河流的弧段对象2>消息:是对象之间相互请求或相互协作的唯一途径.一个对象必须通过向其它对象发送消息的形式使得其它对象提供各自能实现的功能.3〕类:类是对一组对象的抽象描述,它将该组对象所具有的共同特征集中起来,以说明该组对象的能力和性质.6、概括:是把一组具有相同特征和操作的对象类归纳在一个更一般的超类中.例左下图聚集:反映了嵌套对象的概念,嵌套对象是由一些其它对象组成的,它是用来描述较高层次对象的一种形式.例右下图概括和聚集的区别:①概括是父类和子类的关系;②聚集是无父类子类关系8、空间元数据:空间数据的一种描述性数据第五章空间分析的原理与方法1、空间查询的过程〔结合实例写过程〕:1〕软件提供的工具:2〕属性查询:①由目标的某种属性数据〔或者属性集合〕查询该目标的其他属性信息;②由地物目标的属性信息查询其对应的图形信息.3〕空间关系查询:a、点-点查询:列,查询距离水井1km范围内的所有城镇.b、线-点查询:列,查询距离河流1km范围内的所有城镇.c、面-点查询:列,查询距离某行政区域内的所有城镇.d、点-线查询:列,查询距离某乡镇500m范围内的河流.e、线-线查询:列,查询与某河流的干流连接的支流.f、面-线查询:列,查询过某行政区域的河流.g、点-面查询:列,查询某乡镇所在的行政区域.h、线-面查询:列,查询某河流经过的行政区域.i、面-面查询:列,查询与某行政区域相邻的其他行政区域.2、空间叠置分析<Spatial Overlay Analysis>:是指在统一空间参照系统条件下,每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠置,以产生空间区域的多重属性特征,或建立地理对象之间的空间对应关系.缓冲区分析:是指根据分析对象的点、线、面实体,自动建立其周围一定距离的带状区,用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度,是解决邻近度问题的空间分析工具之一.它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用.缓冲区:地理空间实体的一种影响范围或服务范围.3、空间分析的步骤〔论述〕:一〕建立分析目的和标准二〕准备空间操作的数据三〕进行空间操作,包括建立特征缓冲区,进行拓扑叠加、特征提取、特征合并等.4、辅助建设项目选址1、目的:将建设项目选在最佳位置2、标准:面积﹤1万m2、地价﹤5000元/m2、地块周围不能有小学、幼儿园等、地形相对平坦〔坡度<5〕3、准备数据:地块面状矢量、地价属性数据、小学、幼儿园等公共设施分布图、坡度数据4、空间操作:1〕选择地块:①通过属性查询面积﹤1万m2、②地价﹤5000元/m2的地块,将满足上述两条件的地块提取出来2〕邻域分析:将学校等公共设施的信息叠加到选中地块的层次上进行分析3〕将坡度栅格数据通过栅格计算,将坡度<5的数据提取出来,并通过矩阵运算,把像元﹤1的提取出来,转化为矢量数据4〕将3〕和2〕进行叠合5、统计分析:将满足条件的地块选出来6、打印输出图形或表格5、DTM:〔Digital Terrain Model〕:用数字化的形式表达的地形信息DEM:数字高程模型〔Digital Elevation Model〕:数字地形模型中地形属性为高程DEM表示模型:规则格网模型、等高线模型、不规则三角网模型6、坡度和坡向的计算7、计算最短路径第七章地理信息系统的设计与评价1、地图:是按照一定的数学法则,将地球表面上的空间信息,经概括综合,以可视化、数字或触摸的符号形式,缩小表达在一定载体上的图形模型,用以传输、模拟和认知客观世界的时空信息.2、地图符号〔Symbol〕:地图符号可以指出目标种类〔如公路〕与其数量特征和质量特征〔如公路行车部分的铺面种类和宽度〕,并且可以确定对象的空间位置和现象的分布〔如人口密度等〕.3、专题地图:是根据专业的需要,突出反映一种或几种主题要素或现象的地图.表示方法:〔给定实例,判断其用什么方法〕4、专题地图制作过程〔结合软件操作,写出具体步骤〕1〕选择专题地图类型2〕选择欲在图中表现的数据项①从本表中某字段获取数据②从其它相关的表中获取数据③从本表或相关表中获取派生数据3〕修改、编辑专题图4〕保存专题地图DEM、TIN与栅格之间的关系1.TIN,又叫做不规则格网的DEM,是基于矢量的数字地理数据的一种形式,通过将一系列折点组成的三角形来构建.各折点通过由一系列边进行连接,最终形成一个三角网.在ArcGIS 中主要有三种生成TIN的方式,即由矢量数据生成TIN、由栅格数据生成TIN和由Terrain 数据集生成TIN.2.对于DEM并没有一个标准的定义.按照DEM的结构,即其数据组织方式,可以分为基于点、基于线单元和基于面单元的DEM.其中基于点的DEM实质上就是离散采样点的集合;基于线单元的DEM主要是基于等高线DEM;基于面单元的DEM又分为基于规则格网〔如正方形格网、正六边形格网等〕的DEM和基于不规则格网的DEM.DEM可以以栅格、矢量、TIN和grid的形式表示.3.栅格数据是最简单、最直观的一种空间数据结构,它是将地面划分为均匀的网格,每个网格作为一个像元,像元的位置由所在行、列号确定,像元所含有的代码表示其属性类型或仅是与其属性记录相联系的指针.但当栅格具有高程值时,此时栅格又叫做DEM,并且以面的形式显示.而在ArcGIS中,一般将基于TIN的DEM简记为TIN,将基于规则格网DEM记为DEM,将与矢量数据相对应的数据记为栅格.并且,这三种数据之间可相互转换.。
太原理工大学WebGIS原理及应用复习题
一、GIS的发展趋势与研究方向。
目前GIS主要总体上呈现网络化、开放性、虚拟现实、集成化、空间多维性等发展趋势。
(1)组件(Components)GIS:Components GIS是是将GIS功能分散制作成Active X Control和Automation,这些标准的Active X Control和Automation可以被任何支持它们的开发环境调用,以便在原有的或新开发的信息系统中加入GIS功能。
(2)基于Internet或Intranet的GIS网络GIS(Web GIS):利用Internet在web上发布和出版空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能。
Webgis是Internet技术应用于GIS开发的产物。
GIS通过万维网功能得得以扩展,从万维网的任意一个节点,Internet用户可以浏览webgis站点中的空间数据,制作专题地图,以及进行各种空间检索和空间分析。
(3)开放式地理信息系统(opengis):在计算级和通讯环境下,根据行业标准和接口所建立的GIS。
在开放式地理信息系统之间,能够实现地理空间数据和地理数据处理功能的相互操作,以及不同系统或不同部门之间资源的共享。
它具有一下特点:互操作性、技术公开性、兼容性和可移植性。
(4)空间可视化技术与虚拟现实技术:运用VR技术进行地形环境仿真,真是再现地景,用于交互式观察和分析。
(5)三维、四维GI。
(6)多媒体GIS。
(7)3S技术的集成:高度自动化、实时化的GIS系统。
(8)GIS和知识发现(KDD)技术的集成。
(9)智能GIS。
二、WebGIS的基本概念与基本特征。
基本概念:WebGIS即万维网地理信息系统,是利用交互网技术扩展和完善地理信息系统的一项技术,是地理信息系统和交互网技术相结合的一种新的技术方法,通过它人们可以方便地从WWW的任意一个节点浏览或获取Web上的各种分布式地理空间数据以及进行各种在线的地理空间分析。
地理信息技术应用复习资料
地理信息技术应用复习资料关于地理信息技术应用复习资料怎么把以前遗忘的知识记起来,重复自己在脑海中学过的东西,使对其印象更加深刻,从而使在脑海中存留的时间更长一些呢,下面是店铺整理的关于地理信息技术应用复习资料,欢迎大家阅读。
1、地理信息地理信息是有关地理实体的*质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
或者定义为:表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
从另一个角度来说,一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。
它脱胎于地图,它们都是地理信息的载体,具有存储、分析与显示地理信息的功能。
2、信息系统能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统统称为信息系统。
3、地理信息系统gis是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、*作分析、模拟和显示,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。
地理信息系统(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,以便解决复杂的规划和管理问题。
4、地理数据编码是根据gis的目的和任务,把地图、图像等资料按一定数据结构转换为适于计算机存贮和处理的数据过程。
地理内容的编码要反映出地理实体的几何特征,以及地理实体的属*特征,空间数据的`编码是地理信息系统设计中最重要的技术步骤,它表现由现实世界到数据世界之间的界面,是联结从现实世界到数据世界的纽带5、地理数据处理对采集的各种数据,按照不同的方式方法对数踞进行编辑运算,清除数据沉余,弥补数据缺失,形成符合用户要求的数据文件格式6、遥感广义:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料地理信息系统:用于采集、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统2、地空间分析的三大基本要素是:空间位置、空间属性,时间数据4、GIS基本功能:数据采集与输入、空间数据分析与处理、地图制图与数据输出应用功能:空间数据的可视化、统计与量算、规划与管理、预测与监测、辅助决策GIS主要应用领域:测绘与地图制图、资源管理、灾害监测、环境保护、城市与区域规划、宏观决策、国防1、地理实体的几何抽象:点(point):零维、线(line):一维、面(polygon):二维、体(volume):三维2、地理空间数据的基本特征:空间特征、属性特征、时间特征3、GIS中的地理空间数据=空间特征数据+属性特征数据空间特征数据=定位数据+空间关系数据属性特征数据=专题属性数据+时间数据4、地理空间数据的来源:地图数据、影像数据、地形数据、属性数据、元数据5、GIS三个抽象层次:概念模型、逻辑数据模型、物理数据模型7、地理空间数据的空间关系:现实生活中的实体大多都不是孤立存在的。
GIS中的空间数据是用点、线、面、体来描述现实世界中的地理实体或现象,它不仅要表示地理实体的空间位置、形态,而且还要表示地理实体的属性及实体间的空间关系(要用自己话描述)8、空间关系三种基本类型:拓扑关系、方向关系、度量关系10、拓扑空间关系:邻接关系:指空间图形中同类元素之间呈邻接的关系关联关系:指空间图形中不同元素之间呈关联的关系包含关系:指空间图形中同类但不同级元素之间的包含关系12、空间数据拓扑关系的意义:确定地理实体间的相对空间位置,无需坐标和距离,比几何关系具有更大稳定性,不随地图投影而变化、确保数据质量和完整性、有利于空间要素的查询,多边形和多边形的叠合,如某县与哪些县邻接,某条铁路通过哪些地区,强化GIS 分析、可根据拓扑关系重建地理实体13、方向关系:地理事物在空间中的相互方位和排列顺序(基准方向通常有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵线方向三种)16、矢量数据结构:使用点及其x、y坐标来表示具有清晰空间位置和边界的具体要素特点:定位明显,属性隐含点:空间的一个坐标点线:多个点组成的弧段面:多个弧段组成的封闭多边形17、简单矢量数据结构:只记录空间对象的位置坐标和属性信息,不记录拓扑关系。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料地理信息系统真题答案一、名词解释:(前25个为考过的,但前45都比较重要)1.地理信息系统:简称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,以便解决复杂的规划和管理问题。
2.数据结构:是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型。
3.元数据:来源于各类纯数据通过调查、推理、分析和总结得到的有关数据的数据,它反映了某项数据自身的一些特征。
4.空间元数据:地理的数据和信息资源的描述性信息。
是通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明,以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关数据的数据。
5.专家系统:是研究模拟人类专家的推理思维过程,将领域专家的知识和经验,以知识库的形式存入计算机,系统可以根据这些知识对输入的原始事实进行复杂的推理,并作出判断和决策,从而起到专门领域专家的作用。
具有这种功能的系统称为专家系统。
6.虚拟现实:是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,使人有一种置身于现实世界的感觉,是当代信息技术高速发展和集成的产物。
7.拓扑关系:是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系,是明确定义空间结构关系的一种数学方法。
主要表现为拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。
8.栅格数据:是将空间分割成有规则的网格,在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形式。
9.空间数据质量:是指空间数据在表达空间位置、空间关系、专题特征以及时间等要素时,所能达到的准确性、一致性、完整性和它们之间统一性的程度,以及数据适用于不同应用的能力。
一般描述为空间数据的可靠性和精度,用误差来表示。
10.缓冲区分析:是指根据分析对象的点、线、面实体,自动建立它们周围一定距离的带状区域,用以识别这些实体对邻近对象的辐射范围或影响度,以便为某项分析或决策提供依据。
地理信息系统复习资料
地理信息系统复习资料地理信息系统复习资料地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种将地理空间数据与属性数据相结合,进行存储、管理、分析和展示的技术系统。
它在各个领域都有广泛的应用,如城市规划、环境保护、农业管理等。
为了帮助大家更好地理解和掌握地理信息系统,以下是一些复习资料,供大家参考。
一、GIS基础知识1. 地理信息系统的定义和发展历程:地理信息系统是一种以地理空间数据为核心,通过计算机技术进行存储、管理、分析和展示的系统。
它的发展经历了硬件、软件和数据三个阶段,从最初的手绘地图到现在的数字化地图,实现了地理信息的快速获取和处理。
2. 地理坐标系统和投影坐标系统:地理坐标系统是基于地球椭球体的坐标系统,常用的有经纬度坐标系统。
投影坐标系统是将地球表面投影到二维平面上的坐标系统,常用的有等距圆柱投影、等角圆锥投影等。
3. 空间数据模型:空间数据模型是描述地理空间数据的方式,常用的有矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型以点、线、面为基本要素进行描述,栅格数据模型以像元为基本要素进行描述。
4. 空间数据获取和处理:空间数据的获取有遥感和GPS等技术,遥感可以获取大范围的地理信息,GPS可以获取点位信息。
空间数据的处理包括数据输入、数据编辑、数据查询、数据分析等。
二、GIS数据处理1. 数据输入:数据输入是将现实世界的地理信息转化为计算机可识别的数据。
常用的数据输入方式有扫描、数字化和GPS定位等。
2. 数据编辑:数据编辑是对地理信息进行修改和更新。
常用的数据编辑操作有添加、删除、修改、移动等。
3. 数据查询:数据查询是根据特定条件对地理信息进行检索。
常用的查询方式有属性查询和空间查询。
4. 数据分析:数据分析是对地理信息进行统计和分析。
常用的数据分析方法有空间分析、网络分析和地理加权回归等。
三、GIS应用领域1. 城市规划:GIS可以对城市的土地利用、交通网络、环境污染等进行分析和优化,为城市规划提供科学依据。
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地理信息系统软件与应用全部复习资料地理信息地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性,还具有以下独特特性:(1)空间分布性。
地理信息具有空间定位的特点,先定位后定性,并在区域上表现出分布式特点,其属性表现为多层次,因此地理数据库的分布或更新也应是分布式。
(2)数据量大。
(3)电子地图来是是信息的载体,也是信息的传播媒介。
一个 GIS应该包括六个基本功能:获取数据、存储数据、数据查询、数据分析、数据可视化、输出数据ArcGIS 数据库模型ArcGIS 具有表达要素、栅格等空间信息的高级地理数据模型,ArcGIS支持基于文件和DBMS(数据库管理系统)的两种数据模型。
基于文件的数据模型包括Coverage、Shape文件、Grids、影像、不规则三角网(TIN)等GIS数据集。
Geodatabase 数据模型实现矢量数据和栅格数据的一体化存储,有两种格式,一种是基于Access文件的格式-称为Personal Geodatabase,另一种是基于Oracle或SQL Server等RDBMS关系数据库管理系统的数据模型。
GeoDatabase有两种实现形式一种是基于Access数据库文件的实现形式另一种是通过ArcSDE空间数据库引擎,在Oracle、SQL Server等RDBS中实现的可支持分布式处理的形式创建Shape文件的方法:首先,应创建一个文件夹用来存储一系列相关的Shape文件。
在目录树中,右键点击个文件夹后,在出现的菜单中选择<新建>-<shape文件> 出现如下图所示的“新建shape文件”对话框,依次输入文件名、要素类型(点、线、面…)在上图中,点击“编辑”按钮后可以通过导入、新建、或选择的方式为Shape 文件设定一个坐标系要素编辑的一般步骤:1在ArcCatlog中创建新的要素类2在ArcMap中加载新建的要素类,如有必要,加载经过配准的扫描地图3在ArcMap中打开“编辑器”工具栏,执行其中的“开始编辑”命令,进入编辑状态。
4利用“编辑器”的功能完成地图要素的分层提取,打开图层的属性表,输入要素的相关属性5在编辑过程中,点击“编辑器”中的“保存编辑”可以随时保存修改的结果,点“停止编辑”完成编辑。
ArcGIS 支持多种矢量数据格式,可以用以实现点、线、面要素的存储。
这些格式包括:Shape文件,Coverages ,地理数据库:Geodatabases ,CAD 文件,Event 事件数据表,不规则三角网络 (TINs)矢量数据库模型中,可以将图形数据和属性数据同时存储在一个数据表中,每一个图层对应这样一个数据表。
二简答题(5*5’=25’)2 shape文件的定义,组成:定义:Shape文件将空间要素的图形及属性信息以非拓扑的形式存储在数据集中。
要素的几何形状数据存储成为具有矢量坐标的图形。
Shape文件数据模型是非拓扑的数据库模型。
组成:一个Shape文件至少包括一个主文件、一个索引文件及一个 dBASE 数据表文件.SHP主文件Main file:贮存地理要素的几何数据。
.SHX 索引文件Index file:贮存图形要素索引信息,用于查询。
.DBF dBASE 数据表文件:贮存要素属性信息的dBASE文件。
.PRJ 投影参数文件。
4 融合与合并的区别与联系?融合:基于属性的要素合并这个功能可以将主题中某一字段取值相同且相邻的要素合并成一个要素。
你可以通过界面选取输入的图层和合并依据的属性。
几何上,某字段值相同并且有公共边的两个多边形被合并;属性上,该字段值得到保留,其它字段可根据需要进行汇总(求和,求平均…);合并:图层合并这个功能将两个图层进行联合运算,派生新的图层。
几何上,新图层中为输入图层叠加了多边形图层的分划信息;全部要素均得到保留。
属性上,新图层中要素属性值包含了其原始值以及多边形值;5 Arcgis中【地理处理】前六项操作:缓冲区,裁剪,相交,联合,合并,融合6 Event数据表:点事件数据表(XY数据表):包含有特别的字段来存储坐标信息,这种坐标是经纬度的地理坐标或是某种投影坐标。
这类数据是通过测量方式获取的。
比如,普通的GPS接收机接收到的数据都可以导出为带分隔符的文本文件,其中就包含有GPS航点的坐标信息。
可以将这些数据导入为INFO、dBASE 或Geodatabase 属性表的格式,然后根据其中的坐标信息生成点要素类。
9 栅格数据空间分析有哪些:栅格数据重分类,采样点数据空间插值,栅格单元统计,交叉面积表,分区统计,距离分析,邻域分析,栅格计算器。
三论述题(11’)四种内插的概念并对应着举一个例子:权重距离递减(Inverse Distance Weighted)样条函数内插(Spline)克里金( Kriging )内插--基于统计方法趋势面内插(Trend)理解GIS的三种角度(展开回答)1.GIS就是空间数据库:GIS 是一个包含了用于表达通用 GIS 数据模型(要素、栅格、拓扑、网络等等)的数据集的空间数据库。
GIS 将空间数据组织成一系列的专题图层和表格。
由于 GIS 中的空间数据集具有地理参考,因此它们具有现实世界的位置信息并互相叠加。
在一个 GIS 中,同类型的地理对象集合被组织成图层,例如地块、水井、建筑物、正射影像以及基于栅格的数字高程模型(DEM)。
由在空间上相互联系的图层组成数据集GIS需要表达的数据类型:基于矢量的要素(点、线和多边形)的有序集合,诸如数字高程模型和影像的栅格数据集2.GIS就是地图:从空间可视化的角度看:GIS 是一套智能地图,同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。
底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达,而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”,来支持查询、分析和信息编辑。
3.GIS是空间数据处理分析工具集:从空间处理的角度看,GIS 是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。
这些空间处理功能从已有数据集提取信息,然后进行分析,最终将结果导入到数据集中。
五分析设计题(25’)一名词解释(3’*8=24’)1 地理信息系统:地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。
3 剪切要素(clipping):用一个多边形图层去裁剪另一个图层:根据一个图层剪切另一图层中的要素这个操作使用一个多边形主题(或者主题中选定的要素)去裁剪另一个点要素或线要素或多边形要素主题,从而生成一个新的主题。
派生的主题中将只包含处于用来裁剪的多边形边界内的要素。
几何上,位于多边形要素范围内的输入图层要素得到保留。
属性上,输入图层的要素属性得到继承。
但要注意,面积等字段值仍为原来之值,可能需要重新计算更新。
5 缓冲:缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围,具体指在点、线、面实体的周围,自动建立的一定宽度的多边。
缓冲区形态有很多种,如点对象有三角形、矩形和菱形,对于线对象有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区,对于面对象有内侧和外侧缓冲区。
适合于不同应用。
6 插除:7 掩膜:分析掩模定义了输出栅格的范围掩模是根据已存在的栅格的“有效数据”区域生成的,而不是矩形区域(分析范围中指定的是矩形区域)。
9 地理变换:地理变换是一种在地理坐标系(基准面)间转换数据的方法,当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时,如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时,需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。
1.网络:一个能够相互贯通的 GIS 对象相连的图。
这对于模拟路径和交通、管线、设备、水文学以及其它基于网络的应用非常重要。
2.ArcMap是 ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序,具有基于地图的所有功能,包括制图、地图分析和编辑。
ArcMap 是 ArcGIS 桌面系统的核心应用。
它把传统的空间数据编辑、查询、显示分析、报表和制图等 GIS 功能集成到一个简单的可扩展的应用框架上。
ArcMap提供两种类型的操作界面:地理数据视图和地图版面视图。
ArcMap的主要功能:组织和编辑数据;设计和生成用于印刷的地图;在 ArcMap 中进行建模和分析;生成地图,并与 ArcReader,ArcGIS Engine 应用程序,ArcIMS ArcMap Server 和 ArcGIS Server 共享3.ArcCatalog用于组织和管理所有 GIS 数据。
它包含一组工具用于浏览和查找地理数据、记录和浏览元数据、快速显示数据集及为地理数据定义数据结构。
4.Geoprocessing(空间处理):是地理数据处理与空间分析处理等的总称,包括很多处理工具,如overlay、buffer和数据管理等常见的GIS操作,以及影像处理、拓扑和模式定义等高级的操作。
5.空间处理四个操作:工具、命令、模型、脚本6.ArcToolbox 是一个简单的包含了各种用于空间处理的 GIS 工具的应用程序7.ModelBuilder:提供类似流程图的空间数据处理自动化界面(为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模框架。
8.Shape文件数据模型-矢量数据模型Shape文件将空间要素的图形及属性信息以非拓扑的形式存储在数据集中。
要素的几形状数据存储成为具有矢量坐标的图形。
非拓扑的数据库模型。
因此,在数据显示速度上比较快,数据的编辑也比较容易实现。
通过编程的方式很容易实现对Shape文件的存储操作。
这一特性是其优点,也是缺点。
特点:基于其非拓扑性,可以使文件迅速显示出来;简单要素类型:点、线、面分别存储;一个Shape文件中只能存储一种类型的要素一个Shape文件至少包括一个主文件(SHP)、一个索引文件(SHX)及一个(DBF)dBASE 数据表文件9.扫描的图像在进行数字化之前都要经过地理配准(Geo reference)――地理配准过程中的重要步骤就是在图像中选取一点数量的控制点,并输入每一控制点在某一坐标系对应的坐标。
10.地理配准:是为了使得影像数据可以和GIS矢量数据集成在一起,而为影像数据指定一个参考坐标系的过程。
影像配准的步骤:校准栅格数据(选择控制点);坐标变换(求解二元多项式n次方程);检查均方差(计算控制点误差);重采样-矫正(Rectify):生成新的影像文件(三种重采样算法)有三种通用的图像重采样技术:最小紧邻,双线性内插,立方卷积。