地理信息系统复习资料

GIS

第一章

1、地理信息系统的核心问题可归纳为五个方面的内容：

1）位置

2）条件

3）变化趋势

4）模式

5）模型。

2、大多数商用GIS软件包都提供了如下功能：

数据的获取

数据的初步处理

数据的存储及检索

数据的查询与分析

图形的显示与交互

3、GIS中存储的数据主要包括两个方面：

①几何数据（定位特征数据、几何特征数据），

②属性数据（专题数据、非定位数据）。

4、数据的获取：就是将数据输入到地理数据库中。

5、数据处理：主要包括数据格式化、转换、概括。

6、数据存储与组织：建立地理信息系统数据库。

7、地理信息系统的研究内容：基本理论、技术系统、应用方法。

8、地理信息系统组成：计算机软硬件、地理数据、系统管理操作人员。

9、数字地球核心技术：a) 高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术

b) 地球空间数据的存储和处理

c) 超媒体空间信息系统

d) 地理信息的分布式计算

e) 无比例尺数据库

f) 空间数据仓库

g) 空间数据融合(Fusion)

h) 虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术

i) 元数据（Metadata）

第二章

1、空间实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征和空间关系。

2、三层次模型：概念模型------逻辑数据模型----（空间数据结构）---物理数据模型。

空间数据结构逻辑数据模型和物理数据模型之间的桥梁。

3、地理认知模型分为三类：

1）基于对象/要素-----在一定尺度下，客观存在的地理实体都有其精确的位置、形状，可以同其他相邻的地理实体区别开来。这些地理实体既可以是一座城市，也可以是一片住宅，或者是一间房屋。

2）基于域/场------是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等。

3）基于网络------基于网络的地理认知模型与基于对象的地理认知模型有相似之处，都是描述不连续的地理目标，所不同的是网络模型需要通过目标间的相关联接（如路径）相互连接多个地理目标。如道路、地下管线、通讯线路、自然界的物质流、能量流等。

4、基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象或实体。

一个实体必须符合三个条件：可被识别；重要（与问题相关）（与尺度有关）；可被描述（有特征）。

5、在不考虑时间变化时，二维空间场一般采用6种具体的场模型来描述：

1）规则分布的点、2）不规则分布的点、3）规则矩形区

4）不规则多边形区、5）不规则三角形区、6）等值线

6、网络模型可以看成基于点对象和线对象及其拓扑关系的集合描述。

7、地理信息系统中的数据类型，概括起来主要有5种：

几何图形数据

影像数据

属性数据

地型数据

元数据

8、地理数据一般具有三个基本特征：

属性特征（非定位数据）

空间特征（定位数据）

时间特征（时间尺度）

9、在计算机的抽象空间中，表达复杂的现实世界，在地理信息系统中，地理实体被抽象简化为简单的几何对象：点、线、面、体。

10、地理实体的空间相互关系：

（1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系；

（2）空间顺序关系（方向）：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；

（3）度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。

11、空间数据的拓扑关系：拓扑相邻、拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。

12、空间逻辑数据模型有：

1)栅格数据模型

2)矢量数据模型

3)矢量一栅格一体化数据模型

4)镶嵌数据模型

5)面向对象数据模型

13、栅格数据：以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。用相同的属性表示同一类地物。属性明显，定位隐含。14、矢量数据结构：通过记录坐标的方式来定位，属性储存在特定的位置。定位明显，属性隐含。

第三章

1、空间数据结构是指对空间数据逻辑模型描述的数据组织关系和编排方式，是逻辑数据模型和物理数据模型之间的桥梁。

2、矢量数据结构：是对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。

1）实体数据结构也称spaghetti数据结构，是指构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。

2）拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构。

3）拓扑数据结构包括：索引式双重独立编码结构链状双重独立编码结构等。

3、栅格数据结构：栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是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、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。

1）栅格数据的参数

（1）栅格形状。（2）栅格单元大小。

（3）栅格原点。（4）栅格的倾角。

2）栅格单元值的选取

（1）中心点法（2）面积占优法

（3）重要性法（4）百分比法

4、完全栅格数据结构（也称编码）：将栅格看作一个数据矩阵，逐行逐个记录栅格单元的值。完全栅格数据的组织有三种基本方式：基于象元、基于层和基于面域。

5、多通道、多波段影像完全数据结构。（BSQ、BIP、BIL）。

6、压缩栅格数据结构

1) 游程长度编码结构

2) 四叉树数据结构

3) 二维行程编码结构

4) 链码结构

5) 影像金字塔结构

7、栅格结构特点：

1）栅格结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。

2）栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据。在许多栅格数据处理时，常假设栅格所表示的量化表面是连续的，以便使用某些连续函数。

3）由于栅格结构对地表的量化，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差，这种误差不仅有形态上的畸形，还可能包括属性方面的偏差。

8、栅格结构与矢量数据结构的比较：

1）栅格数据结构类型具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于实现，且操作简单，有利于基于栅格的空间信息模型的分析。

2）矢量数据结构类型具有“位置明显、属性隐含”的特点，它操作起来比较复杂，许多分析操作（如叠置分析等）用矢量数据结构难于实现。

9、矢量格式向栅格格式的转换：

a) 内部点扩散算法

b) 复数积分算法

c) 射线算法

d) 扫描算法

e) 边界代数算法

10、栅格数据向矢量数据转换：

①多边形边界提取

②边界线追踪

③拓扑关系生成