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。其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

6．矢量数据获取方式：⑴通过外业测量获得，利用测量仪器记录测量结果，然后转换到地理数据库中；⑵跟踪数字化，用跟踪数字化的方式把地图变成离散的矢量数据；⑶间接获取：a栅格数据转换b空间分析

7．矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。8．栅格数据结构：是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。

9．栅格数据获取途径：手工获取；扫描仪扫描；由矢量数据转换而来；遥感影像数据；格网DEM数据

10．拓扑关系：是一种对空间结构关系进行明确定义的方法，指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。

11．拓扑元素量、质不变及相互关系——欧拉公式：c + L = A+P（P: 点数；L: 线数；A: 面数；c: 常数，为多边形地图特征，若A包含边界里面和外面的多边形，则c=2；若A仅包含边界内部多边形，则c=1）

12．矢量和栅格数据结构的比较：⑴矢量数据结构优点：便于面向现象(土壤类型等)的数据

表示，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息，数据结构紧凑，冗余度低，有利于网络、检索分析，图形显示质量好，位置精度高，能完整地描述空间关系；缺点：数据结构复杂，多边形叠置分析及模拟比较困难，不能做增强处理，软硬件技术要求高。

⑵栅格数据结构优点：数据结构简单，易数据交换，空间分析和地理现象模拟比较容易，有利于与RS数据的匹配应用和分析，输出方法快速，成本比较低廉；缺点：现象识别效果不如矢量方法，图形数据量大，投影转换困难，图形质量转低。

第三章空间数据的采集和质量控制

1．地图投影变形种类：长度变形；面积变形；角度变形

2．GIS数据源：是指建立GIS的地理数据库所需要的各种数据来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。

3．GIS数据质量的基本内容：⑴位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量；⑵属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量；⑶逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等；⑷完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等；⑸现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等

4．地图投影及目的：映射将地球椭球面上的点到平面上的方法即为地图投影；目的：使距离、方位、面积等量算和各种空间分析更容易进行

5．GIS与地图投影的关系：GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信息则在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少；GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标；GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影

6．空间数据分层的目的：空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单；2）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可，因而可加快查询速度；3）分层后的空间数据，由于便于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形显示的灵活性；4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析

7．GIS中代码的种类：分类码（根据地理信息分类体系设计出的各专业信息的分类代码）；标识码（对每类数据设计出其全部或主要实体的识别代码）

8．GIS的数据采集：是将空间实体的几何数据和属性数据输入到地理数据库中

9．空间数据标准：指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式

10．元数据：关于数据的数据，也即是描述数据和信息资源的数据；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。11．空间数据采集的主要任务：将现有的地图、外业观测成果、航空影片、遥感图像、文字资本等转换成GIS可以处理与接受的数字形式，通常要经过验证、修改、编辑等处理。12．研究GIS数据质量的目的和意义：目的：建立一套空间数据的分析和处理体系，包括误差来源确定、误差的鉴别和度量方法、误差传播的模型、控制和削弱误差的方法等，使未来的GIS在提供产品的同时，提供产品的质量指标，即建立GIS产品的合格证制度；意义：