地理信息系统原理复习

地理信息系统原理复习

第一章

1、数据、信息的概念

信息，是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。特点：信息的客观性、信息的共享性、信息的传输性、信息的实用性。

数据，是一种未经加工的原始资料。通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号。

2、地理信息的概念及特征

地理信息的概念

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。

地理信息的特点

空间分布性：地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次

信息载体的多样性：第一载体是地理实体的物质和能量本身，还描述地理实体的文字、数字、地图和影象等符号信息载体以及纸质、磁带、光盘等物理介质载体。

时序特征十分明显：可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。这对地理事物的预测、预报，从而为科学决策提供依据很重要。

具有丰富的信：GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等等。纽约市曾经对其数据库进行了调查，发现有80%以上的信息为地理信息或与地理信息有关。

3、什么是GIS

GIS的概念

GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统与其它系统的区别和联系（知道）

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。

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。

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。

GIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则

的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

4、GIS有那几个主要部分组成？它的应用

组成部分：一个实用的GIS，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能，其基本构成包括：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

应用：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策、环境管理（书本结合）

5、地理学为GIS提供了基础，测量学、遥感为GIS提供了应用源

6、叙述GIS的国际国内发展状况，它们的标志性进展

国际GIS发展简史

60年代，探索时期

人们关注什么是GIS，GIS能干什么70年代，巩固时期

发展研究的重点是空间数据处理的算法，数据结构和数据库管理这三个方面。80年代，实破阶段

GIS普遍发展和推广应用阶段，人们把GIS与RS解决全球性问题，如全球沙漠化，全球可居住地评价，核扩散问题等。90年代，全面应用

产业化阶段，对GIS进一步研究，研究的内容集中在：空间信息分析的新模式和新方法，空间关系和数据模型，人工智能引入等2000年后，地理信息服务

世界上第一个实用的的地理信息系统：1963，加拿大R.F.T提出来了并建立了加拿大地理信息系统。

我国GIS起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段：

♦70年代，准备阶段：

GIS先驱看到GIS的广阔前景和重要性，进行积极呼吁，为GIS在我国的发展奠定了理论准备基础并做了一些可行性实验。

♦80年代，试验起步阶段:

我国在GIS理论探索，规范探讨，软件开发，系统建立等方面取得了突破和进展，进行了一些典型，试验专题试验软件开发工作。

♦90年代，我国GIS发展阶段：

沿海，沿江经济开发区的发展土地的有偿使用和外资的引进，急需GIS为之服务，这也推动GIS在我国的全面发展。

♦96年以来，是我国GIS产业化阶段。

我国经济信息化的基础设施和重大信息工程已纳入国家计划，一批国家级和地方级的GIS 相继建立并投入运行，并进入了产业化运行，一批综合运用“3S”技术的重点项目已实施，并在自然灾害监测和图土资源调查中发挥效益

7、GIS的功能

1）数据输入：将系统外部原始数据传输给数据内部，并将这些数据从外部格式转换为系统处理的内部格式的过程。常有三种形式：a.手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化b.扫描数字仪化的矢量跟踪数字化c.键盘输入

2）数字存储与管理：它涉及地理元素的位置、连接关系及属性数据如何构造和组织等。3）数据分析与处理：对单幅或多幅图件及属性就行分析运算和指标量测。

4）数据输出与表示模块

5）用户接口输出

第二章

1、地球空间信息描述方法

地球表面几何模型可以分为四类

1）第一类是地球的自然表面，它是一个起伏不平、十分不规则的表面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面

2）第二类是相对抽象的面，即大地水准面

3）第三类是模型，就是以大地水准面为基础建立起来的地球椭球体模型

4）第四类是数字模型，是在解决其他一下大地测量学问题时提出来的，如类地形面、准大地水准面、静态水平椭球体等

2地理信息数字化描述方法

对地理信息进行数字化描述，就是要使计算机能够识别地理事物的形状，从而必须精确地指出空间模式如何处理、如何显示等。

在计算机内描述空间实体有两种形式：显式和隐式描述。分别对应栅格数据结构和矢量数据结构。

隐式表示：由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系来描述，线的始点和终点坐标定义为一条表示椅子形式的矢量，线之间的指示字，告诉计算机怎样把这些矢量连接在一起形成椅子。

矢量表示法：如果采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素时，称为矢量表示法。

栅格表示法：如果采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素时，称为栅格表示法。

3、空间数据的类型和关系

一、空间数据的基本特征：空间特征、属性特征和时间特征

二、空间数据的类型

1、几何上是点、线和面三类

2、按表示内容分为：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据

4、空间数据的拓扑关系

指实体之间的相互关系，指邻接关系、关联关系和包含关系

邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系

关联关系：空间图形中不要元素之间的拓扑关系

包含关系：空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系

点、线、面三种类型数据之间存在的空间关系有：

点与点之间；点与线关系；点面关系；线线关系；线面关系；面面关系

5、空间数据的拓扑关系对数据处理和空间分析具有重要意义，这是因为：

1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种空间实体相当于另一种空间实体的位置关系。拓扑关系能清楚的反映实体间逻辑结构关系，它比几何数据有更大的稳定性，不随地图投影而变化。

2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询，例如某条铁路通过哪些地区

3）可以利用拓扑关系重建地理实体。例如，根据弧段构建多边形，实现道路的选取，进行