地理信息系统教程
地理信息技术专业学习教程地理信息系统的空间数据分析与建模
地理信息技术专业学习教程地理信息系统的空间数据分析与建模地理信息技术专业学习教程地理信息系统的空间数据分析与建模地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集成处理、管理、显示、分析地理空间信息的技术系统。
在现代信息化时代，GIS已经成为了地理信息技术专业中不可或缺的重要工具。
在GIS中，空间数据分析与建模是其中的核心部分，它涉及了对地理空间数据进行处理、分析、模拟和预测的方法和技术，为我们更好地理解和利用地理空间信息提供了有力的支持。
一、地理信息系统概述地理信息系统（GIS）是一种将地理空间信息与各种数据进行关联、分析和展示的系统。
它由硬件、软件、数据和方法组成，通过数字化和集成地理信息，实现地理空间分析和管理。
GIS可以用于地理空间数据的收集、储存、查询、分析和展示等多个方面。
通过GIS，我们可以更好地理解和处理地理空间问题，对城市规划、环境保护、资源管理等领域提供有效的决策支持。
二、空间数据分析方法1. 空间数据模型地理空间数据模型是地理空间信息的数学表达方式。
常用的地理空间数据模型包括点数据模型、线数据模型、面数据模型和栅格数据模型等。
不同的数据模型适用于不同的地理空间分析需求，例如点数据模型适用于对特定地理点进行分析，而栅格数据模型适用于对连续空间进行分析。
2. 空间数据查询空间数据查询是通过特定的条件和方法来检索和筛选地理空间数据。
常用的空间数据查询方法包括属性查询、空间关系查询和拓扑查询等。
通过空间数据查询，我们可以从海量的地理空间数据中提取出满足特定条件的数据，以支持后续的分析和建模工作。
3. 空间数据分析空间数据分析是对地理空间数据进行处理和推理，揭示其中的空间关系和规律。
常用的空间数据分析方法包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析和地理加权回归等。
通过空间数据分析，我们可以深入了解地理现象的分布规律，发现隐藏在数据背后的信息。
三、地理信息系统建模地理信息系统建模是将现实世界中的地理现象和过程以数学模型的形式进行抽象和表达的过程。
gis教程
gis教程
GIS教程
GIS（地理信息系统）是一种用于收集、存储、处理、分析和
展现地理数据的技术。
它通过将地理数据与图形化表示相结合，帮助用户理解空间关系并做出合适的决策。
1. 介绍GIS概念及应用领域：
- GIS的定义和发展历程
- GIS在城市规划、环境保护、自然资源管理等领域的应用
2. GIS数据的类型及获取方式：
- 矢量数据和栅格数据的区别
- 来源于遥感、GPS、地形测量等的数据获取方法
3. 空间数据的组织与管理：
- 空间数据模型及其特点
- 空间数据索引和查询技术
4. GIS空间分析：
- 空间关系和邻域分析
- 空间插值和地理加权回归等分析方法
5. GIS数据可视化：
- 符号化和图层控制
- 空间数据的三维可视化技术
6. GIS应用开发：
- GIS软件编程基础介绍
- GIS开发平台和常用的API
7. GIS与大数据：
- GIS数据与大数据的融合
- 基于GIS的大数据分析和可视化技术
8. GIS在实际项目中的应用案例分析：
- 城市交通规划与管理
- 自然灾害风险评估
- 地理空间数据分析与商业决策支持
通过学习本教程，您将了解GIS的基本概念和应用领域，掌
握GIS数据的获取和处理技术，熟悉GIS空间分析和数据可
视化方法，以及掌握GIS应用开发和大数据融合技术。
同时，通过实际案例的分析，您将能够将所学知识应用于解决实际问题。
地理信息系统高级教程
地理信息系统高级教程第一章概述第二章空间数据库（龚健雅）§2-1 空间数据库的概述概念内容(元数据、矢量、影像、DEM、DRG属性、专题数据)发展趋势§2-2 空间几何要素及其关系点、线、面复杂对象对象关系及表达方式§2-3 空间数据管理模式与方法元数据库管理目录管理逻辑无缝管理物理无缝管理§2-4 矢量数据库管理系统文件管理系统对象关系数据库管理系统§2-5 栅格数据管理与方法基于文件系统的栅格数据管理方法基于RDBMS的栅格数据管理方法§2-6 空间数据库的集成技术矢量、影像、DEM、属性数据的集成多尺度空间数据库管理全球无缝空间库管理技术第三章组件GIS（王艳东）§3-1 组件地理信息系统概述§3-2 组件地理信息系统概念与特点概念：内容（组件、接口、COM/DCOM/COM+、CORBA、JavaBeans/EJB）发展趋势特点：二次开发能力强、开发性、与语言无关性、成本低、分布式、多数据源集成、可视化界面设计§3-3 组件地理信息系统框架结构矢量部分（空间参考、几何对象模型、数据操纵层、框架层、表现层、编辑层、空间分析、地图制图、控件、空间数据转换）、DEM数据库部分、影像数据库部分§3-4 主要组件地理信息系统软件ArcGIS、Geostar企业版4.0、MapX、SuperMap2000第四章Web GIS（朱欣焰）§4-1 互联网地理信息系统发展概述§4-2 互联网地理信息系统概念与特点概念特征基本要求优点§4-3 互联网地理信息系统基础技术分布式系统的体系构件技术空间信息网格技术数据压缩技术空间数据仓库技术数据发布技术Agent技术§4-4 互联网地理信息系统实现模型与构建技术互联网地理信息系统应用模型互联网地理信息系统基本构架客户端实现技术服务断实现技术§4-5 研究热点主要互联网地理信息系统平台介绍第五章3-D GIS地理信息的三维表示与虚拟现实技术（朱庆）§5-1 概述地理信息的普遍服务如数字城市、虚拟地理环境等对三维表示提出了紧迫的要求，而对地观测技术和计算机技术特别是高分辨率遥感技术和计算机图形图象处理技术的进步为此提供了多种实现途径。
地理信息技术专业学习教程地理信息系统的基础知识与应用
地理信息技术专业学习教程地理信息系统的基础知识与应用地理信息技术专业学习教程地理信息系统的基础知识与应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理数据的技术和工具。
在现代社会中，GIS已经成为处理空间和地理信息的重要工具。
对于地理信息技术专业的学生来说，掌握地理信息系统的基础知识和应用是非常重要的。
本篇文章将介绍地理信息系统的基础知识和应用，并为学生提供学习地理信息技术的指导。
一、地理信息系统的基础知识1. GIS的定义和组成地理信息系统是指通过计算机和相关软硬件技术来收集、存储、管理、分析和展示地理数据的系统。
它由硬件、软件、数据和人员组成。
硬件包括计算机、显示器和输入设备；软件包括GIS软件和相关的应用软件；数据包括地理数据、属性数据和拓扑数据；人员包括GIS技术人员和终端用户。
2. 地理数据的类型地理数据主要分为空间数据和属性数据两种类型。
空间数据描述地理现象的位置、形状和拓扑关系，常见的空间数据有点数据、线数据和面数据。
属性数据描述地理现象的属性特征，如人口统计数据、地质属性等。
3. 坐标系统和投影坐标系统用来描述地理要素的位置，常见的坐标系统有经纬度坐标系统和投影坐标系统。
经纬度坐标系统以地球的纬度和经度作为坐标来表示地理要素的位置，投影坐标系统将地球的表面展开为平面，使得地理要素能够用二维坐标来表示。
4. 空间数据的数据模型空间数据模型用来描述地理要素在地理空间上的位置关系和属性信息。
常见的空间数据模型有矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型将地理要素表示为点、线、面等几何要素，栅格数据模型将地理要素表示为由像元组成的栅格网格。
二、地理信息系统的应用1. 地图制图与可视化地理信息系统可以将收集到的地理数据进行轻松的制图和可视化。
通过GIS软件，可以制作各种类型的地图，如道路交通图、土地利用图等。
制作地图不仅可以直观地展示地理现象，还可以帮助人们更好地理解和分析地理问题。
地理信息系统教程课后答案
第一章1、什么是GIS？它具有什么特点？答：地理信息系统（GIS , Geographic Information System）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特点有：○1具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；○2以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。
○3具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位。
○4由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程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。
○5地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真2、GIS与其它信息系统有什么区别答：第一，GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。
第二，GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
第三，GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
地理信息系统教程
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。
2．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3．GIS与IS之间的区别：GIS是空间数据和属性数据的联合体。
4．GIS系统五个基本组成部分：⑴硬件系统，各种设备-物质基础；⑵软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统分析与处理的对象、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建立、维护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在5．地理信息系统基本功能：⑴数据采集与编辑；⑵数据存储与管理；⑶数据处理和变换；⑷空间分析和统计；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；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．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具有概括性，复杂性，相对性的概念。
2．地理实体的特征：⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性；⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系；⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化3．地理实体数据的类型：⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据；⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据；⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定位置；线：具有相同属性的点的轨迹，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述。
由封闭曲线加内点来表示；体：用于描述三维空间中的现象与物体，它具有长度、宽度及高度等属性5．空间数据结构：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。
地理信息系统教程1共55页
第一节 GIS基本概念
4 地理信息与GIS
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。
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。
第一节 GIS基本概念
二、 地理信息系统定义
第一节 GIS基本概念
2、数据库观 来自于计算机学派，强调数据库理论和技术方法对GIS设计、操作的重要
性。 3、空间分析观
来自于地理学派，强调空间分析和模拟的重要性。实际上，GIS空间分析 功能是它与CAD、MIS系统的主要区别之一，也是GIS理论和计算机硬软件、地理数据和用户组成，通过对地理数据的
第一章 导论
本章内容
第一节 GIS的基本概念 第二节 GIS的基本构成 第三节 GIS的功能 第四节 GIS研究内容 第五节 GIS与相关学科 第六节 GIS发展透视
本章重点：地理信息系统的定义、构成及功能。
第一节 GIS基本概念
一、 数据与信息
1、信息 信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的
第一节 GIS基本概念
2、数据
数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料。包括数字、文字、 符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
数据的特点： 数据格式依赖计算机系统，可以进行转换，是用以载荷信息的物
理符号，本身并无意义。
第一节 GIS基本概念
3. 信息与数据的联系与区别
(1)信息与数据是不可分离的； (2)信息是内涵，数据是载体。信息由与物理介质有关的数据表达，数据 中所包含的意义就信息； (3)数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可 以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。 (4)信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成 和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它 的物理设备的形式而改变； (5)数据是原始事实，而信息是数据处理的结果； (6)不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。
环境监测中的地理信息系统教程
环境监测中的地理信息系统教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕获、存储、管理、分析和展示地理数据的计算机技术。
在环境监测中，GIS的应用能够提供准确、全面的地理信息支持，帮助我们更好地理解和管理环境。
一、GIS在环境监测中的作用GIS在环境监测中扮演着重要的角色，它能够将空间信息与环境数据进行整合，帮助我们更好地掌握环境变化的空间分布规律及其与其他因素的关联性。
1. 空间数据的获取与管理GIS可以通过多种技术手段获取环境监测所需的空间数据，如卫星遥感、GPS、航空摄影等。
这些数据可以涵盖大范围的地理信息，提供了全面的环境监测基础。
同时，GIS可以将各种环境数据进行分类、整理、存储和管理，构建起有效的数据库，方便环境监测人员对数据进行查询、编辑和更新。
2. 空间分析与模拟GIS可以对环境数据进行空间分析，揭示出不同因素之间的空间关系。
通过空间分析，环境监测人员可以得出一些重要的结论，如环境污染的扩散范围、影响范围以及潜在的风险区域等。
这些结论有助于制定环境保护和管理的政策。
此外，GIS还可以进行环境模拟，通过对环境模型的建立和参数的调整，预测和模拟未来可能发生的环境变化情况。
这样可以为环境保护决策提供科学依据和预案设计。
3. 空间可视化与决策支持GIS可以将环境数据以地图、图表等形式进行可视化展示，直观地传达环境监测的结果和分析成果。
这对于环境保护和管理决策的制定十分重要，政府决策者和相关部门可以更直观地了解环境状况，及时采取措施进行调整和监管。
二、GIS在地表水监测中的应用地表水是指河流、湖泊、水库等地表水体，其水质的监测对于环境保护和人类健康至关重要。
GIS在地表水监测中有着广泛的应用。
1. 水质监测与评价GIS可以将水质监测点的经纬度坐标与监测数据进行关联，形成空间数据库。
通过对数据库中的数据进行分析和比对，可以评价水质的时空分布特征，发现潜在的污染源，并为水质改善提供科学依据。
GIS地理信息系统入门指南
GIS地理信息系统入门指南第一章：GIS的概念和历史发展1.1 GIS的定义地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于管理、分析和展示地理数据的技术系统。
它通过将地理空间数据与属性数据进行关联，实现对地理空间关系的分析和展示，并支持决策制定和问题解决。
1.2 GIS的历史发展GIS的历史可以追溯到20世纪60年代。
当时，人们开始利用计算机技术处理地理数据并进行地理信息分析。
随着计算机硬件和软件的不断改进，GIS得到了快速发展，应用领域不断扩大。
第二章：GIS的基本元素2.1 空间数据GIS的核心是地理空间数据。
地理空间数据可以分为栅格数据和矢量数据两种形式。
栅格数据将地理空间划分为规则的像元格网，每个像元存储一个属性值；而矢量数据则使用点、线、面等几何图元来表示地理现象，通过拓扑关系来确定空间位置。
2.2 属性数据属性数据记录了地理空间数据的相关属性，如地名、人口、土地利用等。
属性数据常常以表格的形式存在，并与地理空间数据相互关联。
属性数据的准确性和完整性对GIS的应用具有重要影响。
2.3 空间关系GIS最重要的功能之一是对地理空间关系进行分析。
常见的空间关系包括邻近关系、包含关系、重叠关系等。
通过空间关系分析，可以更好地理解地理现象之间的联系和影响。
2.4 地图投影地球是一个球体，而地图是在平面上表示地球表面的二维平面图。
为了将地球表面的真实情况映射到平面上，需要进行地图投影。
地图投影的选择会影响地图的形状、大小和方向等特征。
第三章：GIS的应用领域3.1 自然资源管理GIS在自然资源管理中发挥着重要作用。
通过GIS技术，可以对土地利用、水资源、森林覆盖等进行评估与监测，帮助决策者进行科学决策。
3.2 城市规划与管理GIS在城市规划与管理中的应用也日益广泛。
通过GIS技术，可以进行基础设施规划、交通管理、环境保护等工作，提高城市的管理效能。
地理信息系统的使用教程与空间数据分析
地理信息系统的使用教程与空间数据分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、管理、展示和分析的技术系统。
它通过采集、存储、处理、管理和展示地理数据，为用户提供各种地理信息的获取、分析和决策支持。
本篇文章将为您介绍地理信息系统的使用教程以及空间数据分析的基本方法。
一、地理信息系统的使用教程1. 地理信息系统的基本概念和原理地理信息系统是由一系列的硬件、软件、数据和人员所构成的系统，在开始学习地理信息系统之前，了解其基本概念和原理是必要的。
GIS可以分为硬件、软件和数据三个层面。
硬件包括计算机、显示器和打印机等；软件包括地理信息系统软件和辅助软件；数据则是地理信息系统的核心，包括地理空间数据和属性数据。
地理信息系统的工作原理是通过空间数据的获取、处理、分析和展示，帮助用户理解地理现象、解决问题和进行决策。
2. 地理信息系统的数据类型地理信息系统中的数据可以分为两种类型：地理空间数据和属性数据。
地理空间数据是以地图为基础的数据，用于表示地理现象的空间分布关系；属性数据则是与地理空间数据相结合的数据，用于描述地理现象的各种属性特征，例如人口数量、土地用途等。
3. 地理信息系统的数据获取与处理地理信息系统的数据获取可以通过多种途径实现，包括卫星遥感、地面调查、地理测量和现有数据的获取等。
数据处理是地理信息系统的核心功能之一，包括数据输入、编辑、转换、存储和管理等。
数据输入可以通过扫描、数字化和传感器等方式实现；数据编辑则是对数据进行增删查改；数据转换是将不同格式和坐标系的数据进行转换；数据存储和管理是将数据进行分类、存储和备份。
4. 地理信息系统的数据展示与分析地理信息系统的数据展示可以通过地图制作和图形展示等方式实现，一般可以包括点数据的符号标注、线数据的绘制和面数据的填充等。
数据分析是地理信息系统的核心功能之一，常用的分析方法包括空间查询、缓冲区分析、叠加分析和网络分析等。
地理信息系统教程课程设计
地理信息系统教程课程设计1. 引言地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）是利用计算机软硬件系统对空间地理信息进行采集、存储、管理、处理、分析以及利用的一种技术系统。
GIS技术在许多领域中都发挥着重要作用，例如城市规划、环境保护、资源管理等。
学习GIS技术对于地理信息科学专业的学生来说至关重要。
为了更好地掌握GIS技术，本课程设计旨在帮助学生进一步了解GIS技术的原理与应用，并提供相应的实践操作。
2. 课程设计目标本课程设计旨在帮助学生：•了解GIS技术的基本概念、原理和应用；•熟悉GIS软件的操作方法；•掌握GIS数据采集、存储、处理和分析技术；•学习如何将GIS技术应用到实际问题中。
3. 课程内容3.1 GIS技术基础1.GIS概述及其作用；2.空间数据和地图投影；3.GIS数据类型；4.空间分析基础。
3.2 GIS软件操作1.ArcGIS软件入门；2.ArcGIS基础数据绘制；3.ArcGIS数据采集和编辑；4.ArcGIS符号化和标注；5.ArcGIS空间分析。
3.3 场景应用1.基于ArcGIS软件的地图制作；2.城市规划场景应用；3.资源管理场景应用。
4. 课程设计方式本课程以“理论课+实践课”的形式进行，其中理论课主要讲解GIS 技术的基础知识和原理，实践课则通过软件操作和场景模拟等形式帮助学生巩固所学知识，并实现实际应用。
5. 评分方式本课程包括以下几个方面的成绩评定：•平时成绩：占总成绩的40%；•作业成绩：占总成绩的30%；•实验成绩：占总成绩的30%。
6. 参考教材1.《GIS原理与技术》（第四版），作者：吴光亚；2.《ArcGIS 10.x入门与实践》，作者：高碧波。
7. 计划进度本课程共计16周，具体计划如下：课程内容计划学时理论课1 2理论课2 2理论课3 2理论课4 2实践课1 2实践课2 2实践课3 2实践课4 2理论课5 2理论课6 2理论课7 2理论课8 2实践课5 2实践课6 2课程内容计划学时实践课7 2实践课8 28. 结论本课程设计旨在帮助学生进一步了解GIS技术的原理与应用，并提供相应的实践操作。
地理信息系统教程(第4章 空间数据处理 2011-05-09)
3、投影变换
假定原图点的坐标为x,y(称为旧坐 标)，新图点的坐标为X，Y(称为新坐 标)，则由旧坐标变换为新坐标的基 本方程式为： 1、解析变换法 2、数值变换法 3、数值解析变换法
§4-3 空间数据格式转换
一、矢量向栅格转换
点：简单的坐标变换 线：线的栅格化 面：线的栅格化 +面填充 （一）线的栅格化 1、DDA法(数字微分分析法) 2、Bresenham算法 （二）面(多边形)的填充方法 1、内部点扩散法（种子扩散法） 2 3、边界代数法
a a a a a a b
a
576654323 … 优点：链码可有效地存贮压缩栅格数据，便于面积、长度、转折方向 和边界、线段凹凸度的计算。 缺点：不易做边界合并，插入操作、编辑较困难（对局部修改将改变 整体结构）。区域空间分析困难，相邻区域边界被重复存储。
第四章空间数据的处理
§4-4 空间数据的压缩处理
§4-3 空间数据格式转换
二、栅格向矢量转换
方法一，实际应用中大多数采用人工矢量化法，如扫描矢量化，该 法工作量大，成为GIS数据输入、更新的瓶颈问题之一。
方法二，程序转化转换（全自动或半自动）
过程为：
遥感影象图 分 类 图 扫描 二值化
栅格分类图
原始线划图
边界 提取 预 处 理
二值化 细化
编 辑
内插
外推
1、局部内插法 利用局部范围内的已知采样 点的数据内插出未知点的数据。
1）线性内插
将内插点周围的3个数据点的数据值带入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2 。
2）双线性多项式内插
将内插点周围的4个数据点的数据值带入 多项式，即可解算出系数a0、a1、a2、a3 。 当数据是按正方形格网点布置:
地理信息系统教程
地理信息系统教程第一章概论第一节GIS概念（一）地理信息1．数据2．信息3．地理信息4．地理数据5．地理信息特征（1）空间相关性（2）空间区域性（3）空间多样性（4）空间层次性（二）信息系统1．概念2．类型（三）地理信息系统1．定义基本内涵（4）2．基本特征（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力，来自：1）地理数据2）空间分析（四）外延第二节GIS功能（一）基本功能需求1．位置 2.条件 3.趋势 4.模式 5.模拟（二）GIS基本功能1．数据采集功能2．数据编辑处理3．数据存储、组织与管理功能4．空间查询与空间分析功能5．数据输出功能第三节GIS组成（一）硬件系统（二）软件系统（三）网络（四）空间数据1．数据类型：（1）某个已知坐标系中的位置（2）实体间的空间相关性（3）与几何位置无关的属性（五）人员第四节GIS类型GIS 类型按功能划分应用功能工具型GIS应用型GIS:可再分专题GIS和区域GIS大众型GIS软件功能专业GIS、桌面GIS、手持GIS、④组件GIS、⑤GIS浏览器1按数据结构划分矢量GIS、栅格GIS、矢量-栅格GIS 按数据维数划分2DGIS 、3DGIS、TGIS(时态)按软件开发环境与支持环境划分GIS模块、集成式GIS、模块化GIS、核心式GIS、组件式GIS和webGIS、互操作GIS数字地球，网络GIS ，虚拟现实GIS ，移动GIS 第五节GIS与其他学科关系（一）与相关学科关系（二）与其他信息系统区别与联系1．GIS与机助制图系统的区别与联系2．GIS与数据库系统的区别与联系3．GIS与CAD的区别与联系4．GIS与遥感图像处理系统的区别与联系（三）GIS应用范畴1．测绘、地图制图2．资源管理3．灾害监测4．环境保护5．精细农业6．电子商户7．电子政务（四）地理信息系统发展历程1．地理信息系统的开拓期（20世纪五六十年代）2．地理信息系统的巩固发展期（20世纪70年代）3．地理信息系统技术大发展时期（20世纪80年代）4．地理信息系统的应用普及时代（20世纪90年代至今）第二章地理空间数学基础第一节地球空间参考（一）三类地球表面几何模型1．地球的自然表面2．相对抽象的面:大地水准面大地体3．地球椭球面：地球椭球4．数学模型（二）坐标系统1．坐标系统的分类及基本参数2．球面坐标系统建立（1）天文地理坐标系（2）大地地理坐标系（3）空间直角坐标系3．平面坐标系（1）高斯平面直角坐标系（2）地方独立平面直角坐标系（三）高程基准1．概念高程是表示地球上一点至参考基准面的距离，就一点位置而言，它和水平量值一样是不可缺少的。
地理信息系统教程课后参考答案
“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别：信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
即不随载体的物理设备形式的改变而改变。
信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。
数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。
不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。
2.什么是地理信息系统（GIS）?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? GIS定义：GIS是一个发展的概念。
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。
定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。
定义②：是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。
地理信息系统教程
地理信息系统教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的工具。
它结合了地理、地图和信息技术，可以帮助我们更好地理解和解决与地理相关的问题。
本教程将介绍GIS的基本概念、主要功能和应用范围。
一、GIS的基本概念1.地理信息系统的定义：地理信息系统是一种用于管理地理数据、进行地理分析和构建地理模型的计算机系统。
2.地理数据：地理数据是指与地球上的位置和特征相关联的信息，包括地图、卫星图像、测量数据等。
3.地理分析：地理分析是指使用GIS工具进行地理数据的处理和分析，以获取有关地理现象和关系的信息。
4.地理模型：地理模型是指使用GIS工具构建的对地理现象和过程进行模拟和预测的数学模型。
二、GIS的主要功能1.数据采集：GIS可以通过卫星图像、地形地貌测量等方式获取地理数据，并将其存储在数据库中。
2.数据管理：GIS可以对地理数据进行整理、分类和组织，方便用户对数据的检索和使用。
3.数据分析：GIS可以进行地理数据的查询、统计、空间分析等操作，帮助用户发现地理现象和关系。
4.地图制作：GIS可以生成各种类型的地图，如道路地图、气候地图等，方便用户进行地理可视化。
5.地理模拟：GIS可以使用地理模型对地理现象和过程进行模拟和预测，帮助用户做出决策。
三、GIS的应用范围1.地图制作与导航：GIS可用于制作电子地图和导航系统，帮助用户查找地点并规划路线。
2.环境保护与资源管理：GIS可用于分析环境问题、动植物分布、土地利用、水资源等，以支持环境保护和资源管理工作。
3.城市规划与土地管理：GIS可用于分析城市发展、土地利用、交通规划等，为城市规划和土地管理提供科学依据。
4.灾害风险评估与应急响应：GIS可用于评估灾害风险、预测灾害扩散、规划应急避难所等，提高灾害管理的效率和准确性。
5.农业与林业管理：GIS可用于农田规划、农作物分布分析、森林资源管理等，提高农业和林业的生产效率和可持续发展水平。
请详细叙述汤国安《地理信息系统教程》的主要内容和阅读体会
请详细叙述汤国安《地理信息系统教程》的主要内容和阅读体会汤国安《地理信息系统教程》阅读体会在21世纪初，地理信息系统（GIS）作为一门新兴的技术，已经逐渐渗透到各个领域，包括但不限于城市规划、环境保护、资源调查和交通运输等。
在这样的大背景下，武汉大学出版社推出了由胡鹏、黄杏元和华一新所著的《地理信息系统教程》。
这本书不仅为读者提供了GIS的基本理论和技术方法，还深入探讨了其应用领域和发展方向。
GIS的核心在于它能够将地理信息数据化，从而为决策者提供更为准确和全面的信息。
在书中，作者详细介绍了GIS的基本概念、技术基础以及其在各个领域的应用。
这不仅包括了传统的地图制作和土地资源管理，还扩展到了更为前沿的全球定位系统（GPS）和遥感技术。
这使得这本书不仅具有很高的理论价值，同时也具备实际操作的指导意义。
在阅读过程中，我深刻地感受到了GIS的魅力和潜力。
书中列举的大量案例不仅生动有趣，而且在实际工作中也具有很高的参考价值。
比如，通过GIS 技术，我们可以对城市的人口分布、交通流量以及环境污染等进行精确的分析，从而为政府和企业提供决策依据。
此外，随着大数据和人工智能的不断发展，GIS与这些技术的结合也将为我们的生活带来更多的便利。
但是，正如书中所提到的，GIS虽然具有很多优点，但在实际应用中也存在着很多挑战。
如何保证数据的准确性和及时性？如何使GIS系统更加易于操作和使用？这些都是需要我们去思考和解决的问题。
结合我自己的工作和学习经历，我认为这本书对于从事GIS应用开发和研究的学者、工程师以及学生都具有很高的参考价值。
它不仅为我们提供了一个全面而深入的视角来了解GIS，同时也为我们指明了未来的发展方向。
此外，我也意识到学习和掌握GIS并不是一件容易的事情。
它不仅需要我们具备扎实的计算机技术基础，还需要我们对地理学、环境学等学科有一定的了解。
因此，在未来的学习和工作中，我会更加注重跨学科的学习和合作，努力提高自己的综合素质和能力。
第2章 地理信息空间参考系统《地理信息系统教程》
N sin 2B sin L
(1 2 cos 2B) cos L
(1 2 )tgB sin L
N sin 2B cos L
dx 0
dy
0
dz 0
α
0 x
1 y
( ,)
= ( , )
= ( , )
( , )
( , )
、
无变形
无变形
负变形
正变形
无变形
正变形
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90°
正变形
90°
60°
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负变形
不存在变形
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A n t ar c t i c Ci r c l e
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地理信息系统教程第一章概论第一节GIS概念（一）地理信息1．数据2．信息3．地理信息4．地理数据5．地理信息特征（1）空间相关性（2）空间区域性（3）空间多样性（4）空间层次性（二）信息系统1．概念2．类型（三）地理信息系统1．定义基本内涵（4）2．基本特征（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力，来自：1）地理数据2）空间分析（四）外延第二节GIS功能（一）基本功能需求1．位置2.条件3.趋势4.模式5.模拟（二）GIS基本功能1．数据采集功能2．数据编辑处理3．数据存储、组织与管理功能4．空间查询与空间分析功能5．数据输出功能第三节GIS组成（一）硬件系统（二）软件系统（三）网络（四）空间数据1．数据类型：（1）某个已知坐标系中的位置（2）实体间的空间相关性（3）与几何位置无关的属性（五）人员第四节GIS类型1（一）与相关学科关系（二）与其他信息系统区别与联系1．GIS与机助制图系统的区别与联系2．GIS与数据库系统的区别与联系3．GIS与CAD的区别与联系4．GIS与遥感图像处理系统的区别与联系（三）GIS应用范畴1．测绘、地图制图2．资源管理3．灾害监测4．环境保护5．精细农业6．电子商户7．电子政务（四）地理信息系统发展历程1．地理信息系统的开拓期（20世纪五六十年代）2．地理信息系统的巩固发展期（20世纪70年代）3．地理信息系统技术大发展时期（20世纪80年代）4．地理信息系统的应用普及时代（20世纪90年代至今）第二章地理空间数学基础第一节地球空间参考（一）三类地球表面几何模型1．地球的自然表面2．相对抽象的面:大地水准面大地体3．地球椭球面：地球椭球4．数学模型（二）坐标系统1．坐标系统的分类及基本参数2．球面坐标系统建立（1）天文地理坐标系（2）大地地理坐标系（3）空间直角坐标系3．平面坐标系（1）高斯平面直角坐标系（2）地方独立平面直角坐标系（三）高程基准1．概念高程是表示地球上一点至参考基准面的距离，就一点位置而言，它和水平量值一样是不可缺少的。
它和水平量值在一起，统一表达点的位置。
2．我国主要高程基准（1）1956年黄海高程系（2）1985年国家高程基准23．深度基准（1）概念：是指海图图载水深及其相关要素的起算面。
通常取当地平均海面向下一定深度为这样的起算面，即深度基准面。
确定原则：1）保证航行安全2）充分利用航道（2）注意事项第二节空间数据投影（一）地图投影概念1．长度变形与长对比2．面积变形与面积比3．角度变形（二）投影方法 1.几何透视法 2.数学解析法（三）投影分类1．按地图投影的构成方法分类（1）几何投影1）按辅助投影面的类型划分：方位投影，圆柱投影，圆锥投影2）按投影面与地球自转轴间的方位关系划分：正轴投影，横轴投影，斜轴投影3）按投影面与地球的位置关系划分：割投影，切投影（2）非几何投影①伪方位投影②伪圆柱投影③伪圆锥投影④多圆锥投影2．按地图投影的变形性质分类（1）等角投影（2）等面积投影（3）任意投影和等距投影3．常用地图投影概述（1）高斯-克吕格投影—横轴切圆柱等角投影（2）横轴墨卡托投影（UTM）—横轴割圆柱等角投影（3）兰伯特等角投影（Lambert conformal conic）4．地图投影的选择第三节空间坐标转换（一）概念:把空间数据从一种空间参考系映射到另一种空间参考系中。
Or称投影变换（二）空间直角坐标的转换（三）投影解析转换1．同一地理坐标基准下的坐标变换2．不同地理坐标基准下的坐标变换（四）数值拟合转换1．多项式拟合变换2．数值—解析变换第四节空间尺度（一）观测尺度：指研究的区域大小或空间范围。
（二）比例尺1．意义：图上长度与地面之间的长度比例2．表示：数字式，文字式，图解式（三）分辨率：成像细节分辨能力的一种度量，也是图像中目标细微程度的指标，他表示景物信息的详细程度。
（四）操作尺度：指对空间实体、现象的数据进行处理操作时采用的最佳尺度，不同操作尺度3影响处理结果的可靠程度或准确度。
第五节地理格网空间区域框架方法：常规地图在按区域存储和表达空间信息方面有着一套完整的规则。
（一）地理格网标准1．地理格网的含义：指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。
2．格网划分体系：地理坐标格网，直角坐标格网3．格网系统（1）10*10格网系统（2）4*6格网系统（3）直角坐标格网系统4．格网设计原则：（1）科学性（2）系统性（3）实用性（4）可扩展（二）区域划分标准1．区域多边形系统含义原则：（4）2．行政分区3．综合自然分区4．管理分区（三）国家基本比例尺地形图标准1．分幅：矩形分幅，经纬线分幅2．编号第三章空间数据模型第一节地理空间与空间抽象（一）地理空间与空间实体1．空间位置特征2．属性特征3．时间特征4．空间关系特征（二）空间认知与抽象第二节数据概念模型（一）对象模型（二）场模型（1）规则分布的点（2）不规则分布的点（3）规则矩形区（4）不规则多边形区（5）不规则三角形区（6）等值线（三）网络模型（四）概念模型的选择第三节空间数据与空间关系（一）空间数据类型及其表示1．空间数据类型（1）几何图形数据（2）影像数据（3）属性数据（4）地形数据（5）元数据2．空间数据的表示：点，线，面（二）空间关系1．空间拓扑关系（1）邻接关系（2）关联关系（3）包含关系（4）连通关系4意义：①拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变换。
②利用拓扑关系有利于空间要素的查询。
③可以根据拓扑关系重建地理实体。
2．顺序空间关系3．度量空间关系第四节空间逻辑数据模型（一）矢量数据模型（二）栅格数据模型（三）矢量—栅格一体化数据模型（四）镶嵌数据模型1．规则镶嵌数据模型2．不规则镶嵌数据模型：Voronoi图，Delaunay三角网，不规则三角网TIN（五）面向对象数据模型1．分类2.概括3.联合4.聚集5.继承6.传播第四章空间数据结构第一节矢量数据结构（一）实体数据结构（二）拓扑数据结构1．索引式结构2．双重独立编码结构3．链状双重独立编码结构第二节栅格数据结构1．栅格数据的参数一个栅格数据由以下几个参数决定：1.栅格形状2.栅格单元大小3.栅格原点4.栅格的倾角2．栅格单元值的选取方法：1.中心点法2.面积占优法3.重要性法4.百分比法（二）完全栅格数据结构组织基本方式：1．基于像元2．基于层3．基于面域（三）压缩栅格数据结构1．游程长度编码结构2．四叉树数据结构3．二维行程编码结构4．链码结构5．影像金字塔结构第三节矢栅一体数据结构（一）栅格数据结构矢量数据结构的比较5第四节镶嵌数据结构（一）Voronoi数据结构（二）TIN数据结构第五节三维数据结构（一）八叉树数据结构（二）三维边界表示法第五章空间数据组织与管理第一节空间数据库概述（一）空间数据库①数据量特别大②数据应用广泛第二节空间数据管理（一）空间数据基本特征1．空间特征2．非结构化特征3．空间关系特征4．多尺度与多态性5．分类编码特征6．海量数据特征（二）矢量数据的管理1．文件-关系数据库混合管理2．全关系数据库管理3．对象-关系数据库管理（三）栅格数据的管理1．文件管理方式2．文件-数据库管理方式3．关系数据库管理（四）空间数据库引擎6第三节空间数据组织（一）图幅数据组织（二）空间数据的图库管理（三）属性数据组织第四节空间索引（一）对象范围索引（二）格网索引（三）四叉树空间索引（四）R树与R+树空间索引第五节空间数据库查询语言（一）标准查询语言（二）扩展SQL处理空间数据第六章空间数据采集与处理第一节概述（一）数据源分类获取方式①地图数据②遥感影像数据③实测数据④共享数据⑤其他数据（二）数据源特征1．地图数据2．遥感影像数据3．实测数据4．统计数据5．共享数据6．多媒体数据7．文字资料数据（三）空间数据采集与处理的基本流程1．数据源的选择2．采集方法的确定3．数据的编辑与处理4．数据质量控制与评价5．数据入库第二节数据采集（一）空间数据的采集1．野外数据采集（1）平板测量（2）全野外数字测图（3）空间定位测量2．地图数字化（1）手扶跟踪数字化（2）扫描矢量化3．摄影测量方法（1）摄影测量原理①航空摄影采用垂直摄影②地面摄影采用倾斜摄影或交向摄影7（2）数字摄影测量的数据处理流程4．遥感图像处理基本处理流程：（1）观测数据的输入（2）再生、校正处理（3）变换处理（4）分类处理（5）处理结果的输出（二）属性数据采集1．属性数据来源（1）社会环境数据（2）自然环境（3）资源与能源2．属性数据的分类3．属性数据的编码（1）属性数据编码方案的制定①列出全部制图对象清单。
②制定对象分类、分级原则和指标，将制图对象进行分类、分级。
③拟定分类代码系统。
④代码及其格式。
⑤层建立代码和编码对象的对照表。
（2）层次分类编码法（3）多元分类编码法第三节数据编辑（一）图形数据编辑1．出现错误有：伪节点，悬挂节点，碎屑多边形，不正规的多边形2．方法：叠合比较法，目视检查法，逻辑检查法，（二）属性数据编辑（1）属性数据与空间数据是否正确关联，标识码是否惟一，不含空值；（2）属性数据是否准确，属性数据的值是否超过其取值范围等。
采用方法①可以利用逻辑检查，检查属性数据的值是否超过其取值范围。
属性数据之间国属性数据与地理实体之间是否有荒谬组合。
②把属性数据打印出来进行人工校对，这和用校园来检查空间数据准确性相似。
第四节数学基础变换（一）几何校正1．地形图的纠正（1）四点纠正法（2）逐网格纠正法2．遥感影像纠正（二）坐标变换81．投影变化：正解，反解2．仿射变换3．相似变换4．橡皮拉伸（三）栅格数据重采样1．最邻近像元法2．双线性插值法3．双三次卷积法：卷积第五节数据重构（一）数据结构转换1．矢量数据向栅格数据转换：二值化2．栅格数据向矢量数据的转换（二）数据格式转换（1）外部数据交换方式-主要方式（2）标准空间数据交换标准方式（3）空间数据的互操作方式：语义数据模型第六节图形拼接1．逻辑一致性的处理2．识别和检索相邻图幅3．相邻图幅边界点坐标数据的匹配4．相同属性多边形公共边界的删除第七节拓扑生成1．点线拓扑关系的建立：拓扑2．多边形拓扑关系的建立3．网络拓扑关系的建立第八节数据压缩1．栅格数据的压缩2．矢量数据的压缩（1）间隔取点法（2）垂距法和偏角法（3）分裂法第九节数据质量评价与控制1．误差（error）：数据与其真值之间差异。
2．准确度（accuracy）:量测值与真值之间的接近程度。
可用误差衡量。
3．偏差（bias）:基于一个面向全体测量值的统计模型，通常以平均误差来描述。