拓扑关系的意义
(完整版)地理信息系统概论
1.数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
包括数字、文字、符号、图像、声音。
数据本身并没有意义。
2.信息：狭义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。
广义：信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
GIS中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。
3.数据与信息的关系：数据的信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。
数据只有通过解释才有意义，才成为信息。
4.数据处理：是指对数据进行收集、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。
数据处理的目的在于：1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式。
2）把数据加工成对正确管理和决策有用的数据。
3）把数据编辑后存储起来，以供后续使用。
5.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。
6.地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
7.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、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。
8.地理信息的特征：1）空间特征。
2）属性特征。
3）时序特征。
9.地理信息系统（GIS）：地理信息系统是由计算机硬件、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。
10.地理信息系统的基本概念：1）地理信息系统首先是一种计算机系统2）地理信息系统的操作对象：地理数据或空间数据（spatial data） 3）地理信息系统的技术优势：在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析功能力、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能、强大的图形生成和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。
空间数据的拓扑关系
空间数据的拓扑关系１.空间数据的拓扑关系地理信息系统同其它一些事务信息处理系统如银行管理系统，图书检索系统的主要区别在于地理信息系统中具有大量几何目标信息。
这些几何目标信息还包含两类信息,一类是目标本身的位置信息；另一类是地物间的空间关系信息。
如果忽略几何目标间的空间关系信息，那么从数据结构的角度看,地理信息系统的数据结构就可以设计成通常事务信息处理系统的形式。
也就是说，由于地理信息系统必须同时考虑几何目标的空间关系、地物位置信息及特征信息，致使地理信息系统的数据结构比较复杂。
为了研究几何目标的空间关系,在此引入拓扑关系的概念。
2．拓扑的基本概念几何信息和拓扑关系是地理信息系统中描述地理要素的空间位置和空间关系的不可缺少的基本信息。
其中几何信息主要涉及几何目标的坐标位置、方向、角度、距离和面积等信息，它通常用解析几何的方法来分析。
而空间关系信息主要涉及几何关系的“相连”、“相邻”、“包含”等信息,它通常用拓扑关系或拓扑结构的方法来分析。
拓扑关系是明确定义空间关系的一种数学方法。
在地理信息系统中用它来描述并确定空间的点、线、面之间关系及属性，并可实现相关的查询和检索。
从拓扑观点出发,关心的是空间的点、线、面之间的联接关系，而不管实际图形的几何形状。
因此，几何形状相差很大的图形，它们的拓扑结构却可能相同。
图3-４(a)(b)所表示的图,其几何形状不同,但它们结点间拓扑关系是相同的，均可用图３－４(ｃ)所示结点邻接矩阵表示。
（c)中交点为1处表示相应纵横两结点相连。
同样,图３-5(ａ)（b)所表示的图,其几何形状完全不同，但各面块之间的拓扑邻接关系完全相同，如图3-5(c)邻接矩阵所示,（ｃ)中交点为1处表示相应的两个面相邻。
总之,拓扑关系反映了空间实体之间的逻辑关系,它不需要坐标、距离信息,不受比例尺限制，也不随投影关系变化。
因此，在地理信息系统中，了解拓扑关系对空间数据的组织,空间数据的分析和处理都具有非常重要的意义。
GIS地理信息系统空间数据结构
网络模型表示了特殊对象之间的交互，如水或者交通 流。
要素（对象）模型
基于要素的空间模型强调了个体现象， 该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的 关系的方式来研究。任何现象，无论大小，都 可以被确定为一个对象（Object），假设它可 以从概念上与其邻域现象相分离。一个实体必 须符合三个条件： 可被识别； 重要（与问题相关）； 可被描述（有特征）。
场模型可以表示为如下的数学公式：
z : s z ( s ) 上式中，z为可度量的函数，s表示空间中的位置，因
此该式表示了从空间域（甚至包括时间坐标）到某个 值域的映射。
空间数据模型与结构—对象模型与场模型比较
对象模型和场模型的比较
现实世界
对象模型 选择实体 它在哪里 数据
场模型 选择一个位置
指图形保持连续状态下变形，但图形关系
不变的性质。
拓扑变换
（橡皮变换）
将橡皮任意拉伸，压缩，但不能扭转或折叠。
非拓扑属性（几何） 两点间距离
拓扑属性（没发生变化的属性） 一个点在一条弧段的端点
一点指向另一点的方向 一条弧是一简单弧段（自身不相交）
弧段长度、区域周长、 一个点在一个区域的边界上
面积 等
一个点在一个区域的内部/外部
(x8,y8), (x17,y17), (x16,y16),
22 (x15,y15),(x14,y14) ,(x13,y13),
21
(x12,y12), (x11,y11),(x10,y10),(x1,y1)
6
20
C
3
5
18
19
4
(x24,y24),(x25,y25),(x26,y26), (x27,y27),(x28,y28),(x29,y29),(x30,y30)
空间数据的拓扑关系
空间数据得拓扑关系1、空间数据得拓扑关系地理信息系统同其它一些事务信息处理系统如银行管理系统,图书检索系统得主要区别在于地理信息系统中具有大量几何目标信息。
这些几何目标信息还包含两类信息,一类就是目标本身得位置信息;另一类就是地物间得空间关系信息。
如果忽略几何目标间得空间关系信息,那么从数据结构得角度瞧,地理信息系统得数据结构就可以设计成通常事务信息处理系统得形式。
也就就是说,由于地理信息系统必须同时考虑几何目标得空间关系、地物位置信息及特征信息,致使地理信息系统得数据结构比较复杂。
为了研究几何目标得空间关系,在此引入拓扑关系得概念。
2、拓扑得基本概念几何信息与拓扑关系就是地理信息系统中描述地理要素得空间位置与空间关系得不可缺少得基本信息。
其中几何信息主要涉及几何目标得坐标位置、方向、角度、距离与面积等信息,它通常用解析几何得方法来分析。
而空间关系信息主要涉及几何关系得“相连”、“相邻”、“包含”等信息,它通常用拓扑关系或拓扑结构得方法来分析。
拓扑关系就是明确定义空间关系得一种数学方法。
在地理信息系统中用它来描述并确定空间得点、线、面之间关系及属性,并可实现相关得查询与检索。
从拓扑观点出发,关心得就是空间得点、线、面之间得联接关系,而不管实际图形得几何形状。
因此,几何形状相差很大得图形,它们得拓扑结构却可能相同。
图3-4(a)(b)所表示得图,其几何形状不同,但它们结点间拓扑关系就是相同得,均可用图3-4(c)所示结点邻接矩阵表示。
(c)中交点为1处表示相应纵横两结点相连。
同样,图3-5(a)(b)所表示得图,其几何形状完全不同,但各面块之间得拓扑邻接关系完全相同,如图3-5(c)邻接矩阵所示,(c)中交点为1处表示相应得两个面相邻。
总之,拓扑关系反映了空间实体之间得逻辑关系,它不需要坐标、距离信息,不受比例尺限制,也不随投影关系变化。
因此,在地理信息系统中,了解拓扑关系对空间数据得组织,空间数据得分析与处理都具有非常重要得意义。
拓扑关系的应用分析
拓扑关系的应用分析0000:空间分析;空间拓扑关系;空间拓扑关系的建立一、引言:近年来，计算机技术发展非常迅速，虽然地理信息系统(GeographicInformationSystem，简称GIS)的输入、存储和输出功能进展较快，但是空间分析功能的发展就显得比较落后。
而空间分析是建立在空间目标位置和属性表达以及目标间复杂空间关系表达的基础上，若要提高空间分析能力，必须解决空间关系描述与表达，而空间关系的建立也是提高GIS效率的一个关键。
二、拓扑关系的定义拓扑关系(topologicalrelation)指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。
即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联和包含等关系。
如:点与点的邻接关系、点与面的包含关系、线与面的相离关系、面与面的重合关系等。
拓扑关系是指图形元素之间相互空间上的连接、邻接关系并不考虑具体位置.这种拓扑关系是由数字化的点、线、面数据形成的以用户的查询或应用分析要求进行图形选取、叠合、合并等操作三、拓扑关系的种类点结点、线链、弧段、边、面多边形三种要素是。
它们之间最基本的拓扑关系是关联和邻接。
1、关联:不同拓扑元素之间的关系。
如结点与链，链与多边形等。
2、邻接:相同拓扑元素之间的关系。
如结点与结点，链与链，面与面等。
邻接关系是借助于不同类型的拓扑元素描述的，如面通过链而邻接。
在GIS的分析和应用功能中，还可能用到其它拓扑关系，如:3、包含关系:面与其它拓扑元素之间的关系。
如果点、线、面在该面内，则称为被该面包含。
如某省包含的湖泊、河流等。
4、几何关系:拓扑元素之间的距离关系。
如拓扑元素之间距离不超过某一半径的关系。
5、层次关系相同拓扑元素之间的等级关系。
如国家由省自治区、直辖市组成，省自治区、直辖市由县组成等。
拓扑关系反映了空间目标的逻辑结构，对空间目标查询、分析和空间目标重建具有重要意义。
研究认为，可以采用相离(disjoint)、相等(equal)、相接(touch)、相交(cross)、包含于(in)、包含(contain)、交叠(overlap)、覆盖(cover)、被覆盖(coveredBy)、进入(enter)、穿越(pass)和被穿越(passBy)等共12种基本空间关系表达3D空间中的以下10类有理论价值和实际意义的空间拓扑关系。
汤国安《地理信息系统》(第2版)配套题库
第二部分章节题库第1章绪论一、名词解释1地理信息流答：地理信息流是指地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界，最后到应用领域。
2数据答：数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
3信息系统答：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。
包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。
4计算机网络答：计算机网络是指实现计算机之间通讯的软件和硬件系统的统称。
利用磁盘在两台微机之间拷贝数据也是一种特殊的网络，共享的资源包括计算机网络中的硬件设备、软件或者数据。
5数据字典答：数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。
6信息答：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，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。
二、简答题1GIS与MIS，CAD的异同点。
答：（1）GIS与MIS（可理解为DBMS）①相同点GIS与MIS都是计算机系统；都可以进行数据管理。
②区别DBMS指商用的关系型数据库管理系统，侧重于对属性数据的管理。
GIS与DBMS的区别除了处理对象不同之外，GIS还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能，因此GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库管理系统更复杂，功能更强大。
（2）GIS与CAD①相同点GIS与CAD都是计算机系统；都可以制图。
②区别CAD处理的多为规则的几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱；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征。
此外，CAD一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力比GIS要弱。
GIS原理及应用-GIS原理及应用(试题)
GIS 原理及应用-GIS 原理及应用1、同计算机关心制图相比，GIS 制图的显著优势在于〔〕A.是地理信息的载体B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能D.具有强大的空间分析功能2、空间数据库与传统数据库相比，在治理地理空间数据上存在的区分〔〕A.操纵和查询文字和数字信息B.实体类型之间通常是简洁、固定的空间关系C.地理信息数据是连续的，并且具有很强的空间相关性D.存贮的数据通常为等长记录的数据3、以下哪些是属于地理信息系统的主要应用领域〔〕A.资源治理B.区域规划C.关心决策D.以上都是4、有关地图符号的描述不正确的选项是〔〕A.地图符号是地图的语言B.地图符号是表达地图内容的主要手段C.地图符号可由外形不同、大小不一和颜色有别的图形组成D.注记作为地图上的一种必要的说明文字，它不是地图符号5、矢量数据构造6、空间数据库7、空间叠置分析8、数字高程模型9、简述一个有用GIS 系统的根本组成。
10、什么是数据压缩？试举出四种常用的栅格数据压缩方法。
11、简述空间元数据的在空间数据库治理中的主要作用。
12、何为拓扑关系？在 GIS 中引入拓扑关系有何意义？常用的拓扑关系有哪些？13、操作尺度14、地理网格15、数据模型16、对象模型17、地图数字化18、拓扑关系19、空间数据构造20、影像金字塔构造21、空间索引22、空间数据查询23、空间分析24、栅格数据的追踪分析25、数字地形分析26、什么是GIS 空间分析？其方法是什么？27、什么是空间数据？28、网络分析的根本思想是什么？29、地理表达和地理模型的关系30、简述栅格数据构造的优缺点31、简述矢量数据构造的优缺点32、简述空间数据质量的主要把握方法。
33、简述空间数据查询过程的类型和查询内容34、简述空间关系的类型35、试论述矢量数据的叠置分析36、地理信息37、地理信息科学38、地理数据39、地理信息流40、四叉树数据构造41、不规章三角网模型42、拓扑构造43、游程编码44、栅格数据构造45、空间数据编码46、Delaunay 三角网47、Voronoi 多边形48、栅格数据压缩编码49、边界代数算法50、DIME 文件51、空间数据内插52、空间数据压缩53、坐标变换54、仿射变换55、数据精度56、空间数据模型57、分布式数据库58、对象－关系治理模式[/型]59、叠合分析60、网络分析61、透视图62、网络63、变量筛选分析64、变量聚类分析65、数字地面模型66、GIS 应用模型67、OGC68、空间数据质量69、投影转换70、虚拟地理环境71、高斯--克吕格投影72、utm 投影73、[空间]元数据74、GIS 互操作75、组件式GIS76、客户机/效劳器构造77、NSDI78、国家信息根底设施79、GML80、LBS81、网格GIS82、空间信息格网83、嵌入式GIS84、地理编码85、空间信息可视化86、空间数据仓库87、空间数据融合88、扫描矢量化89、屏幕跟踪矢量化90、元胞自动机91、等值线92、层次分析法93、ODBC94、质心95、地图符号96、节点〔node〕/顶点〔vertex〕97、地籍98、地理实体〔空间实体〕99、地理空间100、空间数据101、空间信息102、矢量数据103、空间数据库治理系统104、矢栅一体化105、GIS 的数据质量106、空间元数据107、空间缓冲区分析108、空间统计分析109、GIS 功能有哪些？110、GIS 根本构成？111、拓扑关系争论什么？类型？意义？112、空间数据库设计思想及步骤？113、元数据作用？114、什么是空间数据的拓扑关系？空间数据的拓扑关系的种类有哪些？应当如何表达？115、矢量图形数据的压缩方法有哪些？了解其根本原理。
GIS原理与应用总结
一、名词解释1．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。
2．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。
3．地理信息系统：是由硬件、软件和方法组成的，能支持地理空间数据的采集、储存、管理、操作、分析、建模和显示的计算机综合应用技术系统，可描述整个或部分地球表面及其实体空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题的特定空间信息系统。
4．地理数据：是直接或间接关联着相对于地球的某个地点的数据，是表示地理位置、分布特点的自然现象和社会现象的诸要素文件。
包括自然地理数据和社会经济数据。
5．地理实体（空间实体）：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。
6．地理空间：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续，具体包括地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。
7．拓扑关系：指图形保持连续状态下形变，但图形关系不变的性质。
8．空间数据：是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
9．空间信息：是反映地理实体空间分布特征的信息。
10．矢量数据：是用点，线，面及其X，Y坐标来构建点，线，面等具体空间要素的数据模型。
11．矢量数据结构：是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式）。
12．栅格数据结构：指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式。
13．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。
类型：层次、网状、关系数据模型14．空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义；提供必须的空间数据查询、检索和存取功能；能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。
地理信息系统原理
1、空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系。
2、地理信息系统：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、建模和显示的计算机综合应用系统，可描述整个或部分地球表面或其实体的空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题的特定的空间信息系统。
地理信息系统日是（GIS Day）：9月15。
工作原理:1)空间模型：将现实世界抽象为相互连接不同的特征的层面组合，这一实用的概念提供解决纷繁复杂的世界问题的途径。
2）地理参考系：空间数据包括绝对位置信息（经纬度）和相对位置信息（地址、编码、统计调查值等），它们可有效地解决地球表面任意空间定位。
3)矢量和栅格数据结构：以点、线、面方式编码并以（X,Y）坐标存储管理的矢量数据是表现离散空间特征的最佳方式，栅格数据通过一系列网格单元表达连续的地理特征。
功能：基本功能：1）数据采集与编辑；2）数据存储与管理；3）数据处理与变换；4）控件分析与统计；5）产品制作与演示；6）二次开发与编程；应用功能：1）资源管理；2）区域规划；3）国土监测；4）辅助决策；基础理论：地理学、地图学、测量学、数学、计算机科学等。
组成:空间数据、应用模型、系统软件、系统硬件、应用人员。
第一个地理信息系统：加拿大地理信息系统CGIS，Tomlinson。
3、大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近，可用来代表地球形状，故又名地球椭球面。
地球椭球体的大小，通常用长半径a，短半径b和扁率α三个几何参数来确定。
a=63771404、地理参照系：1、经纬度坐标系（地理坐标）2、笛卡尔平面坐标（投影坐标），3、高程系统5、我国GIS常用的平面坐标系：北京54，西安80，中国2000，WGS-84。
高程坐标系：56黄海，85国家（黄海）。
6、空间变换：为什么要进行？——数据坐标系统不一致，投影不一致。
如何处理：——建立两个平面上点之间的一一对应关系；内容：——包括几何纠正和投影变换。
拓扑关系的作用
拓扑关系在多个领域中都具有极其重要的作用，尤其是在数学、物理学、计算机科学和地理学等领域。
下面我们将详细介绍拓扑关系的作用。
首先，拓扑关系在数学中占据重要地位。
拓扑学是数学的一个分支，主要研究形状和空间在连续变形下的不变性质。
拓扑关系描述了物体间的相对位置关系，如连接、相邻、包含等，这些关系在物体发生连续变形时保持不变。
因此，拓扑学为数学研究提供了强有力的工具，帮助我们理解和分析复杂的空间结构。
其次，拓扑关系在物理学中也扮演着重要角色。
在物理学中，拓扑关系被用来描述物理系统的全局性质，如量子霍尔效应、拓扑绝缘体等。
这些性质与系统的局部细节无关，而取决于系统的整体拓扑结构。
拓扑关系的引入为物理学家提供了一种全新的视角和方法，有助于揭示物理现象背后的深层原理和规律。
在计算机科学领域，拓扑关系对于空间数据的处理和分析具有重要意义。
计算机图形学、地理信息系统（GIS）和虚拟现实等领域都涉及到空间数据的表示、存储和处理。
在这些应用中，拓扑关系可以帮助我们有效地组织和管理空间数据，提高数据处理的效率和准确性。
例如，在GIS中，通过拓扑关系可以方便地实现地理实体的空间查询、空间分析和空间数据编辑等功能。
此外，拓扑关系在地理学中也有广泛应用。
地理学研究地球表面的自然现象和人文现象的空间分布、相互关系和动态变化。
拓扑关系为地理学家提供了一种描述和分析空间现象的有效方法。
例如，通过拓扑关系可以研究地理实体间的相邻性、连通性和包含性等空间关系，进而揭示地理现象的分布规律和空间结构特征。
总之，拓扑关系作为一种描述空间结构和空间关系的重要工具，在多个领域中都发挥着不可替代的作用。
它为我们提供了一种全新的视角和方法来理解和分析复杂的空间现象，推动了数学、物理学、计算机科学和地理学等领域的发展。
随着科学技术的不断进步和应用需求的不断提高，拓扑关系的应用前景将更加广阔。
地理信息系统(GIS)重点整理
一、地理信息系统简介♒1、信息♒（1）定义（2）特征♒2、数据♒（1）定义（2）意义♒3、地理信息系统(GIS)♒（1）GIS定义（2）GIS特征♒（3）GIS类型（4）GIS与CAD♒（5）GIS的发展（6）GIS的组成1、信息（1）定义：是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
它不随载体的物理形式的改变而改变（2）特征：客观性、实用性、传属性、共享性2、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。
♒是通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。
♒数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。
3、地理信息系统(GIS)（1）定义：是地理信息系统是在计算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、存储、显示、管理和分析的技术系统。
（2）GIS特征♒公共的地理定位基础；♒具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；♒系统分析模型驱动，有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；♒以提供地理信息服务为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统（3）地理信息系统的类型A、按内容分类:a专题地理信息系统(Thematic GIS)b区域地理信息系统(Regional GIS)c地理信息系统工具(GIS Tools)B、按用途分类:a城市信息系统b自然资源查询信息系统c规划与评估信息系统d土地管理信息系统等（4）GIS与CADA、GIS与CID共同点：a有空间坐标系统b能将目标和参考系联系起来c都能描述图形数据的拓扑关系d都能处理属性和空间数据（5）GIS的发展A:国际GIS的发展状况：60年代——探索时期；70年代——巩固时期80年代——实破阶段：90年代——全面应用B:我国GIS发展：起步较晚，但发展较快70年代——准备阶段：80年代——试验起步阶段90年代——发展阶段：96年以来——产业化阶段（6）GIS的组成♒从计算机的角度看，gis是由软件、硬件、数据和用户组成♒用户：GIS服务的对象♒软件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统♒硬件：各种设备-物质基础♒数据：系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础二、空间数据结构♒1、地理空间数据及其特征♒（1）地理空间（2）地理数据♒2、地理数据的基本特征♒（1）空间特征（2）属性特征（3）时间特征♒3、地理空间数据的类型♒4、数据的测量尺度♒5、地理空间数据的拓扑关系♒（1）拓扑的概念（2）空间数据的拓扑关系♒（3）拓扑关系的重要意义♒6、空间数据结构的概念和类型♒（1）空间数据结构（2）栅格数据结构♒（3）矢量结构与栅格结构的比较1、地理空间数据及其特征♒（1）地理空间：指物质、能量、信息的形式形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续，地球表层构成了地理空间♒（2）地理数据：地理空间内事物的数量、质量、分布、内在联系和变化规律的图形、图像、符号、文字和数据等统称为地理（空间）数据2、地理数据的基本特征（1）空间特征：又称定位特征或几何特征。
拓扑关系如何描述社交网络中的联系
拓扑关系如何描述社交网络中的联系在当今数字化的时代，社交网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
我们通过各种社交平台与朋友、家人、同事甚至陌生人保持联系、分享信息和交流想法。
然而，要深入理解社交网络中复杂的联系，拓扑关系这一概念就显得尤为重要。
那什么是拓扑关系呢？简单来说，拓扑关系是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质。
在社交网络中，我们可以把每个用户看作是一个节点，而用户之间的关系，比如好友关系、关注关系、互动关系等，就像是连接这些节点的边。
通过研究这些节点和边的拓扑性质，我们能够更好地理解社交网络的结构和动态。
想象一下，社交网络就像是一张巨大的蜘蛛网。
每个节点就是网上的一个结，而边则是连接这些结的丝线。
有的节点之间有很多条边相连，说明这两个节点所代表的用户之间关系紧密；而有的节点之间只有很少的边或者没有边相连，意味着他们之间的联系较为薄弱或者根本没有直接联系。
这种节点之间边的数量和分布，就是拓扑关系中的一个重要方面。
再比如说，在一个社交网络中，如果存在一些节点，它们与其他很多节点都有连接，那么这些节点就被称为“中心节点”。
这些中心节点在信息传播和社交互动中往往发挥着关键作用。
就好像是在一个班级里，总有那么几个特别活跃、人缘特别好的同学，大家都愿意和他们交流，他们知道的消息也最多，能够快速地把信息传递给其他人。
通过研究拓扑关系，我们能够找出这些中心节点，从而了解社交网络中的关键人物和信息传播的主要路径。
而且，拓扑关系还能帮助我们发现社交网络中的“社区结构”。
所谓社区结构，就是指网络中存在一些节点的集合，这些集合内部的节点之间联系紧密，而与集合外部的节点联系相对较少。
比如，在一个关于摄影的社交平台上，可能会存在一个由专业摄影师组成的社区，他们之间经常交流摄影技巧和作品；同时也可能存在一个由摄影爱好者组成的社区，他们更多地是分享自己的拍摄经历和心得。
通过分析拓扑关系，我们能够清晰地看到这些不同的社区，了解用户是如何根据兴趣和专业程度形成不同的群体的。
GIS水平考试简答题及答案
简答题1.扼要说明GIS产生的历史背景？答：20 世纪60、70 年代，随着资源开发与利用、环境保护等问题的日益突出，人类社会迫切需要一种能够有效地分析、处理空间信息的技术、方法和系统。
与此同时，计算机软硬件技术也得到了飞速的发展，与此相关的计算机图形和数据库技术也开始走向成熟。
这为地理信息系统理论和技术方法的创立提供了动力和技术支持。
虽然计算机制图（Computer Cartography）、数据库管理（Database Management）、计算机辅助设计(Computer Aided Deisgn)、管理信息系统（Management Information System，简称MIS）、遥感、应用数学和计量地理学等技术能够满足处理空间信息的部分需求（如绘图），但无法全面地完成对地理空间信息的有效处理。
2.什么是地理信息？它有哪些特征？地理信息是指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、图像和图形的总称。
地理信息是指直接或间接与地理空间位置分布、时间发展相关的信息总和。
地理信息属于空间信息，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。
5)信息载体多样性1)客观性2)共享性3)区域分布性4)数据量大3.GIS有哪些特点？1）空间可视化—空间地物轮廓特征的可视化，具有空间参照特点的地物专题属性信息的可视化2）空间导向3）空间思维4.GIS有哪些基本功能？1、数据采集与编辑功能：包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。
2、数据的存储和管理功能：地理信息数据库管理系统是数据存储和管理的高新技术，包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通讯功能等。
3、制图功能：根据GIS 的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。
地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高城图等等。
地理信息系统
地理数据的概念：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联系和规律的数字文字图形和图像的总称。
地理信息的特征可以归纳为以下三点：一空间特征：地理信息具有空间特征属于空间信息其数据是与确定的空间位置联系在一起的这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。
二属性特征地理信息具有属性特征，通常在二维空间的定位基础上按专题来表达多维即多层次的属性信息。
三时序特征地理信息系统具有时序特征，通常可以按照时间的尺度来区分地理信息。
地理信息系统的定义：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，显示，以便解决复杂的的规划和管理问题。
地理信息系统的基本构成的五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
GIS基础软件平台一般都包含有以下的主要功能:1、空间数据的输入和编辑2、空间数据管理。
3、空间数据处理和分析。
4、空间数据输出。
5图形用户界面6系统二次开发功能空间数据：可分为矢量数据和栅格数据。
矢量数据分为点、线、面。
栅格数据分为平面和曲面。
地理信息系统的基本的功能：1、数据采集与编辑2、数据存储与管理3、数据处理和变换4、空间分析和统计5、产品制作与演示6、二次开发和编程空间地理的实体包括点、线、面、曲面、和体等多种类型。
GIS空间数据的分类按数据来源分为：地图数据影像数据文本数据按数据结构分为：矢量数据和栅格数据。
按数据特征分为：空间数据，非空间属性数据。
按几何特征分为：点，线，面，曲面，体按数据发布形式分为：数字线画图，数字栅格图，数字高程模型，数字正射影像图。
拓扑关系的定义：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。
拓扑关系的类型：1、拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系。
2、拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间拓扑关系3、拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。
拓扑关系介绍
弧段4
前端
弧段1
最靠左边的弧段
后端
弧段3
前端
弧段4
最靠左边的弧段
后端
弧段2
建立环与内点的包含关系
Ⅵ
Ⅱ
2
Ⅶ
Ⅸ5 4
Ⅷ
Ⅲ Ⅳ Ⅴ
3Ⅹ 6
1Ⅰ
环号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ
内点数目 6 3 2 2 1 1 2 1 1 1
内点 1，2，3，4，5，6 2，4，5 3，6 3，6 6 2 4，5 5 5 6
拓扑结构数据模型可以更有效地存储数据，它提供了进 行高级地理分析框架。例如：拓扑结构模型由组成多边形边 界的弧的列表来构建多边形。当两个多边形共享一条公共边 时，系统只存储公共弧坐标值一次。
一个非拓扑结构数据模型把每个封闭的多边形作为一个独立的实体存储，邻接多边形公 用的一条弧必须输入并存储两次，这通常通过数字化两次或者弧的拷贝来完成。这种重复数 据是地理分析更为困难，因为系统不能够观察出这两个多边形的拓扑关系。非拓扑结构模型 是许多CAD、绘图和制图系统支持的常见模型。
具体分为如下几步： 1.弧段邻接关系的建立 2.环的生成 3.建立环与内点的包含关系 4.建立环与内点的圈定关系
弧段邻接关系的建立
如果两条弧段具有相同的端点， 则定义这两条弧段具有邻接关系。
记录规则：邻接于弧段同一端点的各个邻接弧段按 顺时针方向顺序记录；按照数字化方向，如果邻接弧段 是首点邻接，则在其前面冠以正号，否则冠以负号。
Longitude/Latitude投影
Gauss-Krivger投影
从上图可以看出，用拓扑关系表示，不论怎么变化，其 邻接、关联、包含等关系都不改变。拓扑关系能够从质的方 面和整体的概念上反映空间实体的空间结构关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
拓扑关系的意义
空间数据的拓扑关系，对于GIS数据处理和空间分析具有重要的意义，因为：
1)拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。
2)有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。
如某县的邻接县，--面面相邻问题。
又如供水管网系统中某段水管破裂找关闭它的阀门，就需要查询该线(管道)与哪些点(阀门)关联。
3)根据拓扑关系可重建地理实体(图2-1-7)。
例如根据弧段构建多边形，实现面域的选取；根据弧段与结点的关联关系重建道路网络，进行最佳路径选择等。