地理信息系统原理复习整理

地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，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、处理、

存储、管理、分析(计算)、显示和描述的技术系统。(李建松, 2006)

地理信息系统处理的对象是多种类型的地理空间实体数据及其关系

地理信息系统的四个特征：1）GIS 的外壳是计算机化的技术系统，它由若干相互关联的子

系统构成；（2）地理信息系统操作的对象是空间数据；（3）地理信息系统的技术优势在于

它的数据综合、模拟和空间分析评价能力；4）地理信息系统的成功应用强调组织体系和人

的因素的作用。

地理信息系统主要由五个部分组成：

1）硬件系统；2）软件系统；3）地理空间数据库；4）空间分析模型；5）人员(系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员)。

理信息系统五大功能：

1、位置问题：解决在特定的位置有什么或是什么的问题。

2、条件问题：解决符合某些条件的地理实体在哪里的问题。

3、变化趋势问题：利用综合数据分析，识别已发生或正在发生的地理事件或现象，或某个

地方发生的某个事件随时间变化的过程。

4、模式问题：分析已发生或正在发生事件的相关原因。

5、模拟问题：某个地区如果具备某种条件，会发生什么的问题。

元数据：关于数据的数据，提供关于空间数据、空间数据库等的内容、格式、质量指标、

说明信息等引导使用的信息。

元数据的主要作用：

帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；

提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；

提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输；

帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断；

提供空间数据互操作的基础。

元数据的内容：对数据库的描述；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换

方法的说明；对数据库的更新、集成方法等的说明。

工作区：在GIS 的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为

工作区(workspace)。

空间数据互操作：空间数据互操作是在不同计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起

共同作用并共享空间数据的能力。

分布式地理信息系统：在计算机网络环境下，以分布式计算的理论技术和计算机网络技术

为应用指导，用来设计地理信息系统中的时空数据采集、存储、管理、分析、表现等运算

的理论计算模型

云计算：是基于互联网的超级计算模式——即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上

的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向

外部客户作为服务来提供的一种计算方式。

空间数据基础设施(Spatial Data Infrastructures , SDI) 是指为描述地球上地理要素或现象的

分布及其属性的所有地理信息组合，以及对这些地理信息的获取、处理、存储、分发、使

用、集成、融合以及互操作等目的，建立一个共享的空间信息框架的建设计划，包括所需

的设备、技术、政策、标准、体系结构和人力资源等。

数字地球是一个多分辨率、多空间尺度的、虚拟表达的三维星球，具有海量的地理空间编

码数据，可以使用无级放大率进行放大，在空间内的活动是不受限制的，而且在时间空间

也是如此

“数字城市”是通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息

资源，建立电子政务、电子商务、劳动社会保障等信息系统和信息化社区，实现全市国民

经济和社会信息化，是综合运用GIS 、RS、GPS、宽带多媒体网络及虚拟仿真技术，对城

市基础设施功能机制进行动态监测管理以及辅助决策的技术体系。

智慧地球、城市：形成所谓“物联网”，然后

将“物联网”与现有的互联网整合起来，感知变换，云计算中心处理，智能服务

空间信息网格（Spatial Information Grid, SIG ）：空间数据基础设施提出的交换站点在SIG 中被看作网络结点，由这些分布在全球各地的各类结点形成的网络称之为网格。它是以空

间信息传输、服务和计算为内容的特点的，因此也称为空间信息网格。

掌握概念：

DEM 、三维GIS

空间分析基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间

信息。

缓冲区分析、工作区、聚合分析

叠置分析：同一地区的不同组地理要素进行叠置，产生新的特征分析方法

空间关系是指地理实体之间存在的与空间特性有关的关系，是刻画数据组织、查询、分析和推理的基础。

空间关系的描述和表达，是GIS 区别于CAD 等计算机图形处理系统的主要标志。

空间关系的研究，直接影响GIS 的设计、开发与应用。

要点：

矢量数据和栅格数据的特点（区别）（优缺点）

地理信息系统的构成和五大基本功能

最短路径搜索算法（Dijkstra 算法）的基本思想、方法流程

空间数据质量问题的来源、解决方法

GIS 的发展趋势

空间数据的基本特征（空间特征、属性特征、时间特征）

空间分析的基本流程：分析目的和标准、准备空间操作的数据、进行空间分析操作、准备

表格分析的数据、进行表格分析、结果的评价和解释、如需要则改进分析、产生分析结果

的最终地图和报告

缓冲区分析和缓冲区查询的区别

第二部分

地理空间参照系是表示地理实体的空间参照系统，在GIS 中，所有的空间数据都必须纳入

统一的地理空间参照系。否则，不同图层的地图要素无法在空间上相互配准。

主要的地理参照系类型：

地理坐标系、投影坐标系。

用平面坐标系表示地面上的任何一点的位置，首先要把曲面展开为平面，但地球表面是不可展开的曲面，因此必须应用投影的方法，建立地球表面与平面上点的函数关系。

投影坐标系统（平面坐标系），将椭球面上的点，通过投影的方法投影到平面上时，通常使

用平面坐标系统。

GIS 的地理空间：通常是指经过投影变换后在笛卡儿坐标系中的地球表层特征空间。

地理坐标系转换地理坐标之间的直接转换经由大地坐标之间的间接转换

坐标转换的方法可分为三参数和七参数两种方法

表达地理信息的地理数据的几何空间数据主要有三种数据类型：