地理信息系统期末复习(本科)

地理信息系统期末复习

(本科)

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章导论

1、地理信息系统：是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据

进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系

统。

2、地理空间数据：是地理信息系统的操作对象与管理内容，也是地理信息系统的核心。它

是指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，这些

数据可以是数字、文字、表格、图像和图形等。

3、地理信息系统具有的特征：

（1）GIS的物理外壳是计算机化的技术系统

（2）GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体等这类有三维要素的地理实体。

（3）GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以产生常规方法或普遍信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。

4、GIS的基本功能：对空间信息及其相关的属性信息的处理

基本功能：（1）数据采集与编辑；（2）数据存储与管理；

（3）数据处理和变换；（数据变换；数据重构；数据抽取）

（4）空间分析和统计；（叠合分析；缓冲区分析；数字地形模型）

（5）产品制作与显示；（6）二次开发和编程

应用功能：资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策；定位服务

5、地理信息系统的类型:

（1）按内容分：①专题地理信息系统②区域地理信息系统③地理信息系统工具

（2）按数据结构分：

①基于多边形的，即矢量型地理信息系统，如Mapinfo；

②基于格网的，即栅格型地理信息系统，如Idrisi等；

③基于混合型的，如ArcGis

6、GIS的基本构成：

（1）系统硬件：由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。

（2）系统软件：由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。

（3）空间数据库：由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。

（4）应用模型：由数学模型、经验模型和混合模型组成，用于解决某项实际应用问题，获取经济效益和社会效益。

（5）用户界面：由菜单式、命令式或表格式的图形用户界面所组成，是用以实现人机对话的工具。

7、地理信息系统中的数据：

（1）空间数据：用来确定图形或制图特征的位置，

①几何坐标（即位置信息）：主要用于标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图的空

间位置。如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。

②实体间的空间相关性：即拓扑关系，表示点、线、网、面等实体之间的空间联系。如面

实体遇岛或内部点的包容关系，再如是否相交关系。

（2）非空间的属性数据：用来反映与几何位置无关的属性，是与地理实体相联系的地理变量或地理意义。

8、地理信息系统的发展态势：

（1）GIS已成为一门综合性技术；（2）GIS产业化的发展势头强劲；

（3）GIS网络化已构成当今社会的热点；（4）地理信息科学的产生和发展。

第二章地理信息系统的数据结构

1、地理空间实体特征：指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体。

2、GIS 的空间数据：

（1）按数据源：影像数据；地图数据；地形数据；属性数据；元数据

（2）按对象：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（3）数据结构：矢量数据；栅格数据

（4）数据特征:a.空间定位数据 b.非空间属性

（5）数据几何特征：点，线，面，曲面

（6）数据发布形式：a.数字线划图数据（DLG） b.数字栅格图数据（DRG）

c.数字高程模型数据（DEM）

d.数字正摄影像数据（DOM）

3、数据压缩要求：不失真，变换简单，压缩、解压迅速可靠

4、空间数据的基本特征：

（1）几种特征：

①空间特征数据：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。

②属性特征数据：表示现象的特征，例如变量、分类、数量特征和名称等等。

③拓扑特征数据：指现象或物体空间的相互关系。

④时间特征数据

（2）拓扑结构和拓扑关系←在GIS中，为了真实地反映地理实体，不仅要包括实体的位

置、形状、大小和属性、还必须反映实体之间的相互关系。

△拓扑关系：在地图上是通过图形来识别和解释的，而在计算机中，则必须按照拓扑结构加↓

以定义。

拓扑结构：用于准确表示空间实体之间空间结构关系的一种数学方法。

①拓扑邻接：空间图形中同类元素之间的拓扑关系

②拓扑关联：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系

③拓扑包含：空间图形中同类但不同级别元素之间的拓扑关系

④拓扑层次：空间图形中相同拓扑元素之间的层次关系

（3）拓扑关系的表达①面域与弧段的拓扑关系②结点与弧段的拓扑关系

③弧段与结点的拓扑关系④弧段与面域的拓扑关系

5、空间数据结构：表示地理实体的空间数据的空间特征、属性特征和时态特征的组织和建

↓

立，以便计算机存储和操作。

计算机表示的基本方法：空间分幅、属性分层、时间分段

（1）栅格数据结构：又称为网格结构或象元结构，指将地球表面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、列号定义，并包含一

个代码，表示该象素的属性类型或量值。（最简单最直观的空间数据结

构）

特点：数据结构简单、采点转换容易、拓扑关系明了

主要类型：①栅格矩阵结构：一种完全由栅格阵列的空间数据组织形式；栅格数据占有

比较大的存储空间

②游程编码结构：游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法

→基本思路：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有

相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码

方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代

码重复的个数，从而实现数据的压缩。

③四叉树数据结构

→基本方法：将空间区域按照四个象限进行递归分割，直到子象元的数值单调为止。

（为保证四叉树能不断的分解下去，要求图象必须为2n*2n的栅格阵列）