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GIS基础知识整理

1、GIS分层

在GIS系统中，自然界信息被划分成不同主题而又相互关联的层进行存储。一个层可以是任何包含相似要素的集合，如，用户群、建筑物、街道、湖泊或是邮政编码。这些数据或者包含着明确的地理信息，如经纬度坐标，或者只是存储一些不明确的参考信息，如地址、邮编、人口普查区、森林观测站编号或是道路名称。在工作中，GIS系统需要明确的地理信息。一个GIS系统可以通过“地理编码”将那些不明确的参考信息自动转化为明确的地理信息，，或者将某些诸如地址类信息定位到地球的某个点上。

2、地图投影

所有的数据必须能正确匹配，显示时才能相互叠加。这就意味着它们必须在相同的地图投影和坐标系统中。

在选择地图投影和坐标系统时需要考虑很多问题，包括地图数据位于地球的什么区域，这个地区有多大，以及你是否需要保证长度或面积的量算精度。地图投影将地球上的位置信息转化到了平面的地图上。所有的地图投影方式在显示地图要素时，都不同程度的扭曲了要素的形状、面积、距离或方向。如果你绘制像县或镇那样的小块地图，这种变形通常被忽略。绘制的区域越大，这种变形的影响就越大。

3、坐标系统

坐标系统定义了二维空间中定位要素所用的单位以及原点。经度和纬度也是一种坐标系（经常称为“地理”坐标系统）

如果你使用一个原有的GIS数据库，那么可能的在这个数据库中的数据使用的是相同的坐标系和投影。如果你从不同的数据源采集数据，那么你需要确认数据的坐标系和投影信息。

3、运用地理属性

任何一个地理要素都会有一个或多个属性来识别这个要素是什么，描述信息，或者要素的一些相关度量。你所做的分析类型部分依靠于你使用的属性类型。

这些属性值的类型包括：

∙类别

∙级别

∙计数

∙数量

∙比率

3.1 类别

类是相同元素的集合。它可以帮助你组织和使用数据。具有相同类别值的所有要素都在某些方面具有相似性，并且与其它类别值的要素相区别。比如：你可以用高速公路，公路，和城市道路来对道路进行分类；用入室抢劫，行窃，袭击等对犯罪分类。

类的值可以用数值编码或文字来描述，为了在表格中节约空间，文字的值经常被写成缩写。

3.2 级别

你可以根据其它的一些要素属性（通常是类型或类别）进行分级，比如，你可以按照某一农作物的土壤适宜性对所有土壤进行分级。

3.3 计数和数量

数目和数量显示了总数。计数代表地图要素的真实数目。数量可以是要素的任何相关度量值，比如，在一个公司中有多少雇员。运用计数和数量可以使你发现每个要素的真实的值，以及数量。

3.4 比率

比率是用要素中的一个量除以另一个量，得出两个量之间的对比关系。比如：用一个地区中人口的数据除以这一地区的家庭数，就得出了每个家庭的平均人口数。运用比率统一了面积大和小、要素多和少的区域间的不同，因此地图可以更精确地显示要素分布状态。

4、连续和不连续值

类别和级别不是连续的值——它们在数据层中是一个固定的数字，并且许多要素都有相同的值。

计数、数量和比率都是连续的值——每个要素可以从最大到最小值范围内取任何唯一的值。认识到这一点是非常重要的，因为知道了从最大到最小值的分布情况，可以帮助确定如何对它们进行分组描述，这样就可以了解数据的模式。

5、什么是元数据

元数据经常被定义为“关于数据的数据”。元数据是使数据可用的附加信息（除了空间数据和属性数据外），也就是为了运用这些数据所必须了解的一些信息。

元数据描述了关于数据的一组典型特征但通常不包含数据本身。元数据包括：

∙现有数据的详细清单

∙名称和数据项定义

∙名称和定义的关键字列表

∙数据清单索引和访问关键字列表

∙数据生成的操作步骤记录，包括数据是如何采集的。

∙数据结构和使用的数据模型文档

∙数据用于分析的步操记录

6、元数据为什么重要

空间元数据是非常重要的，因为它不但可以描述数据是什么，而且可以减少空间数据集的大小。

空间数据同样支持软件和企业标准。基于软件数据标准的好处是程序更易于使用，并且用户可以更容易地在系统和平台间转移数据。通过建立元数据，你可以在所有部门内统一数据的命名、定义、编目和操作标准。这依次为彼此间理解、合作和共享资源起到了非常巨大的作用。

空间元数据是重要的，因为它使空间数据的访问和管理变得更容易。元数据为临时和初级用户的诸如：“我如何知道我的需求是什么？”这类问题提供了指南。元数据为这部分用户提供在感兴趣区域内哪些信息是可用的，这些信息在什么地方，趋势是什么，是什么样的格式，以及有什么样的使用权限等信息。对于空间数据的专业人士，元数据提供了对要素以及属性项一级的元数据管理。这样，数据更新可以更简单并且结合进日常的数据使用中。元数据并不是终极，它是一个大大提升你应用空间数据的工具，并且帮助你在GIS中的获得更大的利益。

7、数据为什么重要

应用GIS创建地图，你需要好的数据。比如：如果你想了解你客户的位置，你要利用客户地址数据库创建地图。为了让地图可用，你需要确认用户地址是正确无误的。

8、数据类型和模型

8.1 三种基本数据格式

∙空间数据（Spatial data）——构成地图的基本数据

空间数据是由点、线、面构成，是GIS系统的核心。空间数据用来表达位置和地图要素的形状信息，如建筑物、街道和城市∙表格数据（Tabular data)——为地图添加信息

表格数据是描述地图要素的数据，比如：一幅表现客户位置的地图可能同时链接到这些客户的人口统计信息

∙影像数据(Image data)——应用影像建立地图

影像数据有许多不同的来源，比如：卫星影像，航空影像，以及扫描数据——从纸质地图得到的数字格式