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。北京1954、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）一一地理坐标系一致，才能进行投影转换

1） 图像数据一一影像配准 2） 矢量数据

80的地理坐标系，经过高斯-克吕格投影，得到西安 80的投 80地理坐标系，如①；如果不是西安 80地理坐标系，则先 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、空间实体及表达：

（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。

空间实体的矢量表达

栅格表达法

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, 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，

采用一个有固定大小的点来表达基本兀素时，称为栅格表示法。其中，矢量表示法精度咼、 属性隐含、位置明显，栅格表示法精度低、属性明显、位置隐含。

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;

① 没有坐标系统：先赋上西安 影坐标系

② 有地理坐标系：如果是西安 进行地理坐标转换，将非西安

因为点是构成地理空间 称为矢量表示法；如果

4、 空间数据特征：

（简答） 图见PPT 或书本P44

1） 空间特征：

① 定位信息：C 、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 Na 处相联接，主干道的结点 N 和N 2相邻接，结点N 2分 别与三条路段 C 、C 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。 多边形邻接

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

弧段

N1 C1, C3, C6 N2 C1, C2, C3 N3

C2, C3, C4

:

:

多边形

弧段

P1 C1，C5, C6 P2 C4，C3, C6 P3

C2, C5, C4

:

:

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P4

6、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。

弧段

左多边形

右多边形

C5 P1 P5 C4 P2 P3 C6

P2

P1

: :

: