地理信息系统框架新
浅谈小区域的地理信息系统框架建设
２ 系统 建设 的主 耍子 系统 区域基础地理信息系统的可以集成很多行业的各种类型的数据 ，因 此对系统的模块建设和应用都有很多具体 的要求 ，但是最基本的功能应 该具备数据质检子系统、数据入库子系统 、数据更新子 系统 、安全管理 子系统、数据库维护与更新 、管理 应用子系统等 ，另外还有些二次开发 子系统 ，业务应用子系统等可根据需要设定 。
５）元数据库 。它是 由描述各 子数据库系统 、各数据库文件 的数据 特洼等信息文件构成的数据库 。 ６）空 加密数据库 。它是 由空 中ｊ角测量软件进行区域 网计算的 测 量控制成果 ，记 录的足区域 内航 空摄 影资料成图所需 的控 制点的集 合。 ７ ）区域内各 等级控 制点数据库。它足由区域内各等级的控制点组 成 的点阵集合。
用。
１ 系统建 设 的基本 原则
基础地理信息系统的建设应包括数据生产 、系统运行环境 的建设 、 数据库建设 以及应用系统开发等。系统的建设应从基础地理信息数据管 理的基础 出发 ，遵循先进性 、高效运行 、建库与更新的有机结合 、多种 比例尺数据和各种类型数据的协调 、标准化 、规范化 、实用等原则。 区域基础地理信息系统应实现 多种数据库的统一管理 ，多种数据库 交互的查询 、检索 ，图形显示，数据提取 ，统计分析 ，立体分析 ，绘图 输出等主要功能。利用地理信息 系统技术 、 数据库管理技术以及计算机 网络技术 ， 采用ｃ 结构体系，实现整个 区域的基础地理信息数据的统一 ／ ｓ 管理 。本着这些基本原则才能使建立起来 的地理信息系统满足更广泛的
着重要的意义 。着重探讨这 种小区域 的地理 信息系统 的基本框架 和必备 的基本 功能 。 关键 词 基础 地理信息系 统 ；数据库 ；系统功能
基于PDF规范的地理信息系统架构设计
［ Ｂｉｎ 一 ９４ ３ Ｄ ｇ ｅ Ｇ — Ｍ一 ０ Ｅ ， ” ｅｉ １５ — 一 ｅｒ — Ｋ Ｃ １２ ” ｊｇ ｅ Ｇ Ｏ Ｃ ［ Ｇ Ｓ Ｂ ｉｎ一 ９４ ， Ａ Ｕ ” — Ｅ Ｇ Ｓ ” Ｃ — ｅ ｉｇ １５ ” Ｄ Ｔ Ｍ［ Ｄ ｊ Ｂ ｉｎ ｅ ｉｇ一１５ ，Ｓ Ｈ Ｒ Ｉ ［”Ｋ ａｏｓｙ一 ｊ ９ ４” Ｐ Ｅ Ｏ Ｄ ｒｓｖｋ １４ ” ３８４ ． ， ９ ． ］ Ｐ Ｉ Ｅ ［” ９０ ，６７２ ５０ ２ ８３］ ， ＲＭ Ｍ Ｇｅｎ ｉ ，００］ Ｕ Ｉ ［ ” Ｄ ｇ ｅ” ｒｅｗｃ ｈ” ． ， ＮＴ ｅｒ ， ｅ ００ ７５ ２２ １９３ １ Ｒ Ｊ Ｃ ＩＮ ［ ” ． １ ４ ３ ９ ５ ９ ４ ３］ ，Ｐ Ｏ Ｅ Ｔ Ｏ Ｇ ｕｓ Ｋｕｅ” ，Ａ ＡＭＥ Ｅ － ａｓ— ａｔ ａｓ～ ｒｇｒ ］ Ｐ Ｒ Ｔ Ｒ［－ ｌｅ Ｅ ｓ Ｆ — ｉｇ ，０ ０００ ，Ａ Ａ Ｔ Ｒ［，ａｓ— ｏ ｈ ｎ ”５ ００ ． ］ Ｐ Ｒ ＭＥ Ｅ ， ｌ Ｎ ａ — Ｆ ｅ ｉ ” ００ ， Ａ Ｍ Ｔ Ｒ［ Ｃ ｎ ａ— ｅ ｄ ｎ ，． ］ Ｐ Ｒ Ｅ Ｅ ” ｅ￣ ｌ Ｍ ｒ ｉ ｇ Ａ ｉ— ａｎ ” １２０］ Ｐ Ａ Ｔ Ｒ［ Ｓａｅ Ｆ ｃ ｒ ０ ． ，ＡＲ ＭＥ Ｅ ” ｃｌ— ａｔ ”， ｏ
０ 前言
早 在 １９ ９ １年 ，Ａ ｏｅＳｓ ｍ ｄｂ ｙｔ ｓ公 司 总 裁 Ｊｈ ｅ ｏｎ Ｗａ ｃ ｍｏｋ在 “ 默 洛 特 工 程 ” 件 中 ， 确 指 出 将 卡 文 明 Ｐ Ｆ格 式所 设想 的文 件类 型 ， 为作 者文 件 分发 工 Ｄ 变
如何新建坐标信息对象和特征属性信息对象来存 储 地 理 图层数 据 。 １１ 坐标 系统信 息保 存 格式 ． Ｅ Ｒ 输 出 的 Ｐ Ｆ文 件格 式 ， 循 Ｐ Ｆ Ｒ ｆ — ＳＩ Ｄ 遵 Ｄ ｅｅ ｒ
国家地理信息标准体系(第一版)
国家地理信息标准体系（第一版）二O O八年十二月前言随着经济全球化、全球信息化的发展，具有时空特征的地理信息已成为国家经济和社会发展的重要基础性战略性资源；作为整合其它各类自然资源、社会经济和人文信息的基础平台，地理信息越来越广泛地应用于国民经济、社会发展、国家安全和公众生活的各个方面。
全国地理信息标准化技术委员会是在地理信息领域内从事全国性标准化工作的技术组织，负责地理信息领域的标准化技术归口工作。
2006年国家测绘局和国家标准化管理委员会印发了《国家地理信息标准化“十一五”规划》，2007年全国地理信息标准化技术委员会印发了《国家地理信息标准化体系框架》，在这两个文件的基础上，编制“国家地理信息标准体系”。
- 1 -一、意义和作用编制“国家地理信息标准体系”是为适应在信息化和网络化环境下地理信息技术和产业发展的需要，促进地理信息资源的建设、协调、交流与集成；优化地理数据资源的开发与利用；规范地理信息服务和市场秩序；保护知识产权和国家地理信息安全；提高地理信息对经济社会发展的保障能力和服务水平；推进地理信息共享共建和产业发展的一项基础性工作。
编制和发布“国家地理信息标准体系”有利于标准化工作的科学性、计划性和有序性。
地理信息标准化是地理信息共享和系统集成的前提，也是地理信息产业化和社会化的必由之路。
“国家地理信息标准体系”为标准化主管部门制定方针政策提供参考；为地理信息产业法律、法规提供技术支撑；为地理信息市场准入、契约合同维护、合格评定、产品检验和质量体系认证等诸多方面提供依据；为跨部门的地理信息标准制、修订和协调提供指导。
- 2 -二、目标地理信息科学与技术是一门多学科交叉、融合的科学技术领域，“国家地理信息标准体系”面向表示四维时空信息，涉及的学科和行业多，采用的技术新、应用面广。
本标准体系定义地理信息数据模型和结构；理清标准间的层次及相互关系；解决共性标准和个性标准的隶属和包容的关系；规范地理信息数据的获取、处理、存储、分析、访问和表达；描述实现以数字或电子形式在不同用户、不同系统和不同空间位置之间的数据交流的方法、过程和服务；避免标准间的矛盾和交叉、遗漏和重复；推动在分布式计算环境中地理信息系统间的互操作；有利于克服地理信息标准编制的盲目性、随机性。
地理信息系统基础
点之间的连线与某一基准方向的夹角即可，该夹角称为连
线的方位角。基准方向通常有真子午线方向、磁子午线方 向和坐标纵线方向三种。 • 同样计算点状和线状空间实体、点状和面状空间实体时， 只需将线状和面状空间实体视为由它们的中心所形成的点 状实体，然后按点状实体来求解方向关系即可。
3、地理空间信息的度量关系
（一） 数据层次与文件组织
• • • 数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件）
1、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷 逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库 记录 文件 数据项
多边形环路法
树状索引编码法 拓扑结构编码法
形成完整的 拓扑结构
由多边形边界的x,y 坐标队集合及说明 信息组成
对所有边界点数字化，将坐 标对以顺序方式存储，由点 索引与边界线号相联系，以 线索引与各多边形相联系
2、栅格数据结构
栅格结构是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理要 素的非几何属性特征。 特点：属性明显，定位隐含。 获取方法： 2 2 2 1 (1) 手工网格法； 2 2 2 1 3 2 2 1 2 2 2 (2) 扫描数字化法； 1 2 2 1 1 (3) 分类影像输入法； 1 8 8 8 1 1 8 8 8 8 (4) 数据结构转换法。 8 8 8 8 8 8 8 1
1986年，SPOT卫星首次发射；
1987年，地理信息系统的国际杂志出版； 1988年，美国人口调查局第一次公开发布TIGER； 1988年，GIS World 首次发行； 1989年，Ingegraph 发布MGE；
地理信息系统
1 地理信息系统：由计算机硬件软件和不同方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集管理处理分析建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
2 WEBGIS：（网络地理信息系统）指基于Internet平台，客户端应用软件采用网络协议，运用在Internet上的地理信息系统。
一般由多主机，多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet上而组成，包括以下四个部分：WEB-GIS浏览器（browser），WEB-GIS服务器，WEB-GIS编辑器（Editor）,WEB-GIS信息代理(imformation agent)。
3 拓扑关系：地理图形要素之间的各种关联、邻接以及包含等空间关系的总和就是拓扑关系。
图形保持连续状态下变形但是图形关系不变的性质4 矢量数据结构：基于矢量模型的数据结构，采用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合来描述地理空间的实体的一种数据组织方式5 栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形式。
6 数据模型：对客观事物及其联系的逻辑组织描述。
数据模型（Data Model）是数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。
数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。
数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。
7 关系数据模型：一种数学化模型，它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素这种表称为关系，关系的集合构成关系模型8 面向对象数据模型9地理实体、空间实体：地理实体是地理数据库中的实体，是指在现实世界中再也不能划分为同类现象的现象。
空间实体是指现实世界中地理实体的最小抽象单位,主要包括点、线和面三种类型10地理编码: 是为识别点、线、面的位置和属性而设置的编码，它将全部实体按照预先拟定的分类系统，选择最适宜的量化方法，按实体的属性特征和几何坐标的数据结构记录在计算机的存储设备上。
谈小区域的地理信息系统框架建设
Ｏｎ ｔ ｅ Ｆｒ ｍｅ ｒ ｉ ｎ ｆＳ ｌ Ｒｅ ｉｎ Ｇｅ ｇ ａ ｈ ｃ Ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｈ ａ ｗｏ ｋ Ｂｕ ｌ ｇ ｏ ｍａ ｌ ｇｏ ｏ ｒ ｐ ｉ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｓ ｓｅ ｄｉ
Ｎ Ｉ Ｃ ｈｕ Ｅ ｎ—ｙａ ｎ
ｆ ｕｎ ￣ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｍ－ ｈｔ ｒｍ ｔ ｎ ｅ ｔ Ｓｎｉｇ Ｎ ｎｉｇＧ ａｇｉ ３ ０ ３ Ｇ ａｇ ｉｎｔｕｅ ｆ ｉ Ａｅ Ｐ ｏｏ ａ ｍｅｙａｄＲ ｍｏ ｅｓ ， ａｎｎ ｕ ｘ ５ ０ ２ ） ｇ ｒ ｅ ｎ ｎ
ｇｏ ｓ ｉ ｇ ｌ ｅｅ ａ ｔｔ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅｎ ｄ ｍａ ａ ｅ ｎ ｓｉ ｆａｕ ｅ ｆｅ ｔｖ ｒ ａ ｚ ｔ ｎ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔｏ ｆｅ ｅ ｔ ｉｎ ｓｈｉｈｙ ｒ ｌｖ ｏ ｃｔ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｙ ｔａ ｎ ｇ ｍｅ ｔａ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓｅ ｃｉｅ ｏｇ ｎｉａｉ ａ ｄ ｍａ ａ ｅ ｎ ｆｄｉ ｒ ｎ ｎ ｏ
【 ｂｔ ｃ】 ｓ ｒ ｎｄｖｌ ｍ ｎ ｍ ｖｓｏ ａ ， ｅ ｓ ｏ ｒ ｎ ａｄ ｒ ｉ ｓａｈｇｏ ａｈ ｆｍ ｔｎｓ — Ａ ｓ ａｔ Ａ ｂ ｅｅ ｐ ｅｔ ｏｅ ｆ ｗｒ ｉｓ ｍ ｒ ｕ ｅｔｎ ｕ ａ ｔｄ ｐｔ ｅｇ ｐｉｉｏ ａｏ ｓ ｒ ｕａ ｏ ｒ ｄ ｔｅ ｍ ｅ ｇ ｃ ｃ ｌｏ ｉ ｃ ｒ ｃｎｒ ｉ ｙ
哈尔滨市群力新区地理信息系统框架浅析
哈尔滨市群 力新 区地理信息系统框架浅析
（ 尔滨 市勘 察测 绘研 究 院 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ００
摘 要： 对哈 尔滨市群力新区地理信息系统框架的设计与实现进行描述和分析， 系统利用先进的计算机技术、 数据库技术、 网络技术、 Ｉ 技术， ＧＳ 建设群 力新区范围内准确、 动态、 高效的共享型基础地理信息数据库 ， 使之成为群力新区各行各业信息 系统的空间定位基础， 全面实现空问数据库共享， 为新区管理 提 供优质和 高效 的地 理 空间数据服 务 ； 为群 力新 区的信 息 中心化 建设 、 特别是 与地 理信息 系统有 关的综 合应 用提供 良好 的基础 和 支持 。
关 键词 ： 地理 信 息 系统 ； 字 城 市 ； 间数 据库 ； Ｒ Ｇ Ｓ 数 空 Ａ Ｃ Ｉ １ 概述
随着我国经济社会的快速发展，特别是城市 建设和现代化水平的不断提高，如何利用现代化 、 信 皂化、 科学化手段管理好城市， 已成为各地竞相
追逐 的 目 。 标 为此 ， 在群力新 区开发建 没之初 ， 就率
先提出建设群力新区地理信 息系统的创意和构想 ， 并在广泛 凋研和充分 正 的基础上 ， 政工程 同 与市 步规划 、 同步建设 ， 全 国同类城 市 中处于领 先 地 在 位， 具有一 定的创意 和示范作用 。 ２建 立群力新 区地理信息 系统的优势 ２ 群力新区的建设几乎是从“ 开始， １ 零” 相对 老城区各种工程图纸及相关技术资料容易收集 ， 这 为新区地理信 息 系统的建设打下了良 好的数据基 础达 到资料齐全、 方便实用的 目的， 具有较强的可 操作性 。 图 １ 系统 总体 框 架 图 图 ２ 基 础 地理 信 息 共 享 平 台框 架 ２ ２群力新 区开 发建设 ，是哈尔滨 市市 委 、 哈 尔滨市市政 府着眼全局 、 审时度势 作 出的重 大战 略 的地位 。 系统 的服务层处 于应用层 之下 ， 支撑各 是 决策，在群力新区的建设和管理上致力于高水平、 业务系统正常运行和系统之间数据共享融合的重 高层 次 ，这需要 —个采用先 进的数 字化管理 理念 、 要 桥梁 ， 着“ 上启下 ” 起 承 的作用 。 服务层主要 由三 成熟的地理信 息 技术、 数据库技术建成的 地理信息 个平台构成 ： 业务平台、 基础地理信息共享平台和 系统来辅助实现。 三维地理信 息平台。系统业务平台主要包括工作 ２ 传统地理信息由于受系统存储内容、 ３ 表现 流中问件 、Ｉ ＧＳ服务中间件 、 消息中间件 、 系统安 形式 ， 特别是系统建设滞后的局限， 在管理对象和 全中间件等。 是整个系统业务实现的支撑， 并是将 管理方式上受到一定影响， 因此应用范围有限。而 来系统功能和数据扩展的基础，保障了系统的可 群力新区地理信息系统 ， 由于规划早 、 起点高， 资料 扩展 眭。基础地理 息 Ｉ 享平台提供 了彭ｒ 据交 奂 和数据齐 全 ， 系统 建设与新 区开发同步进 行 ， 接 口，为应 用层各 个业务系统 之间 的数据共 享和 且 并 通过采用先进的技术手段， 在充分满足城区管理的 信息交换 提供 了统一 的数据通道 。 同时 ， 台还为 平 同时， 将管理范围延伸至工程的设计和工程的施工 本系统与其他 ＧＳ Ｉ应用系统提供了数据交换和访 阶段。 问的接口， 实现了信 息系统的互联互通。 三维地理 敲 访间接ｆ Ｉ ３ 系统 总 目标 体 信息平台是— 恿 用的ＧＩ平台，它剥离除了具 Ｓ 图 ３ 三 维地 理 信 息 平 台框 架 ３ 在数 字城 市地 理空 间数 据的 基础 框架 之 体的业务逻辑 ， ． １ 只实现了通用的Ｇ Ｓ Ｉ 功能。 组件化 下， 构建群力新区地理空间数据框架， 建立区域范 的设汁和管理 ， 使得本平台具有良好的扩展性和可 其中在数据方面，空间数据按不同方式被收集 、 数 围内动态 共享型 的空间数据库 。 维护性。 同时， 将三维技术引入 Ｇ Ｓ Ｉ 平台， 丰富了空 字化并存储， ＝ 过程相对独立。这些系统由于数据结 ３ ２着重于建设工程的从设计审批到施工管 间数据的表达手段， 为空间数据的表达和分析提供 构 、 概念模型、 软硬件环境等方面原因兼 容性较差， 理， 从施工 管理 到 日常 应用 的每一 个环 节 ， 真正 体 更优的模型。系统数据层是系统的数据支撑层 ， 包 数 据共享 、 集成困难 。 息技术 的改进 以及 Ｇ Ｓ用 信 Ｉ 现系统在 工程管理中 的应用。 括 了系统 的数据资源和 数据资源 管理功 能。 系统的 户 日益要求克服数据获取的瓶颈和费用问题 导致 ３ ３开发建 设三个平 台 ， ： 务平 台 、 础地 数据包括 ： 即业 基 城市基础地理信息数据（ 城市地形数据 用户要求实现数据共享与交互操作。 现阶段的解决 理信息共享平台、 三位地理信息平台。 库、 正射影像与遥感图库、Ｅ Ｄ Ｍ数据库 ） ， 行业应用 方法是在数据存储或应用之间作转换的桥或协ｉ 艾 ４系统 总体框 架 数 据（ 区规 划数据库 、 模型数 据库 、 市部 件 这 种方 式只适 用于市 场 占有 率 比较 高的 Ｇ Ｓ产 品 新 三维 城 Ｉ “ 群力新区地理信息系统”包括软件系统 、 ， 硬 数据库、 城市色彩数据库 ） ， 元数据（ 城市基础地理 应用间数据的共享； 另一种方法是定义统一的数据 件系统、 息 信 安全及服务系统、 管理服务五大部分 信 元 数据厍、 行业应用 元数据库） 系统硬件层 模型和应用模型， 等。 制定通用的规范。 群力新区地 在‘ 内容 ， 从上到下分别为应用层 、 服务层 、 数据层、 硬 是支撑整个系统运行的计算＿网络及其硬件。 栅 理信息系统” 为了解决将来群力各部门产生的 中， 件层。 系统的应用层是建立在 ＧＳ Ｉ通用平台之上的 ５ 群力新区地理信息系统平台建设 以及该 系统与市级 业务应用系统。根据业务的需要采用 ＢＳＣｓ ／、，结 ５１ 务平台 ．业 地理信息系统的无缝衔接， Ｇ Ｓ 实现 Ｉ 共享和互操作 构。所有的业务系统都基于同—个 ＧＳ Ｉ平台， 共享 系统 运行 服务平 台主要是 业 务应用 系统 的支 问题 ， 提出了建设空间基础地理ｆ 息共享平台的框 ＧＳ Ｉ平台提供的统一的数据接 口和 Ｇ Ｓ Ｉ 接口， 实现 撑平台， 由各种中间件 、 服务组件和接口组成． 主要 架。 在这个平台中， 在一般层次 Ｅ， 实现数据使用的 数据共享和数据融合； 同时各业务系统又是相互独 包括工作流中间件、Ｉ 服务中间件、 ＧＳ 消息中间件 、 共享 ， 获取 、 和语 义的解 释。在更 高层次 包括 交换 立的， 不同的业务系统针对不同的行业部门处理不 系统安全中间件等。 系统运行服务平台 是整个系统 上，以服务的方式提供—个统一的共享数据的层 ， 同的业务数据 相互之间不会产生业务上的耦合。 业务实现的支撑 ， 并是将来系统功能和数据扩展的 数据的语义表示由具体服务来解释， 统一的数据共 应用层是 整个系统 的业 务逻辑集 中点 ， 直接为行 业 基础， 保障了系统的可扩展眭。 享模式 ， 以数据为中心 ， 从根本上改进 ＧＳ应用的 Ｉ 用户和公 众提供服务， 实现了 业务上的独立和数据 ５ 基础地理信息共享平台 ２ 开发模式， 平台的框架如图 ２ 所示。采用 Ｃｉ ｆ ｅ ｌｎ Ｓ ｅ 上 的共 享 ， 在整个 系统 总体结 构 中 ， 于非 常重要 处 第二代、 第三代 Ｇ Ｓ软件存在若干共陛问题。 ｒｅ体系结构 ，群力新区所有 （ Ｉ ｖｒ 下转 ２ ０页） ９
地理信息系统
地理信息系统一、名词解释GIS系统评价：指对一个GIS系统从系统性能和经济效益两方面进行评价。
GIS关系：指GIS与其它各种技术间的关系或GIS内部存在的各种关系。
信息：以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。
地图数据：包括地图要素空间分布的位置及其对应的图形特征与地理属性的数据属性数据：地理要素具有描述性属性，与空间数据相对应的描述性数据。
元数据：是关于数据的数据，是有关数据和信息资源的描述信息。
拓扑邻接：表示同类元素之间的拓扑关系。
栅格数据结构：图形数据按统一的格网或像素存储，采用连续平铺的规则格网来描述空间现象或要素实体的镶嵌数据模型。
数据变换：将原始数据通过某种运算变换为新数据。
数据压缩：按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。
数据压缩包括有损压缩和无损压缩。
GIS外设：即GIS外部设备，包括数字化仪、扫描仪、输出设备仪器、以及数据存储、传送设备，如磁带机、光盘刻录机、活动硬盘等。
二、是非判断题三、问答题1.地理信息系统数据处理操作的目的有哪些？答：（1）空间数据有序化；（2）检验数据质量；（3）实现数据共享；（4）提高资源利用效（5）便于应用2．地理信息系统的概念和框架答：概念：在计算机软件、硬件及网络支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用以及在不同用户、不同系统、不同地点之间传输地理数据的计算机信息系统框架：一般由硬件、软件、数据和用户构成。
GIS硬件包括：数据处理和管理设备、数据采集和输入设备、输出设备；GIS软件包括：空间数据管理系统、图形图像处理系统、数字高程模型、空间数据分析系统、智能专家系统、输入输出支持系统3.地理信息系统中空间数据库和属性数据库管理解决的方法有哪些？答：1.数据库的重组织；2，数据库的重构造；3.数据库的完整性、安全性控制。
4.地理信息系统的基本功能答（1）数据采集与输入；（2）地图编辑；（3）空间数据管理；（4）空间分析；（5）地形分析；（6）数据显示与输出5.数据库实践中传统数据模型存在哪些不足？答：层次模型：1.访问限于自上而下的路径，不够灵活；2.大量索引文件需要维护；3.一些属性值重复多次，导致数据冗余，存储和访问开销增加网络模型：1.间接的指针使数据库扩大，在复杂的系统中可能占据数据库的很大部分；2.每次数据库变动，这些指针必须更新维护，其工作量相当大关系模型：1.为找到满足指定关系要求的数据，许多操作涉及到对文件的顺序搜索，对大型系统而言，很费时间；2.为保证以适宜速度进行搜索的能力，商用系统一般需经过十分精心的设计，故价格昂贵。
地理信息系统ArcGIS开发平台框架
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地理信息系统介绍ppt课件
内容
一、地理信息系统的基础知识 二、网络地理信息系统的基础知识 三、遥感,卫星定位系统的基础知识 四、地理信息系统的应用 五、地理信息系统在公安领域的应用 六、地理信息系统的前沿技术趋势
2
一、地理信息系统的基础知识
3
一、地理信息系统的基础知识
1.地理信息系统的基本概念 地理信息、地理信息系统 2.地理信息系统的常见形式 3.地理信息系统的主要功能
主要道路 高速公路 次要道路
道路图层
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1.地理信息系统的基本概念:地图
地图（map）：多个图层组成地图。
地图按内容分类 可分为普通地图和专题地图。 专题地图是在普通地图的基础上，突出表示一种或多种自然或社会经济现 象的地图。如地貌图、雨量分布图等
11
1.地理信息系统的基本概念:比例尺
地图上的比例尺，表示图上距离比实地距离缩小的程度，因此也叫缩尺。 用公式表示为：比例尺=图上距离/实地距离。比例尺通常有三种表示方法。 （1）数字式，用数字的比例式或分数式表示比例尺的大小。例如地图上1厘米 代表实地距离500千米，可写成：1∶50 000 000，或写成1/50 000 000，或写成： 五千万分之一。 （2）线段式，在地图上画一条线段，并注明地图上1厘米所代表的实地距离。 （3）文字式，在地图上用文字直接写出地图上1厘米代表实地距离多少千米， 如图上1厘米相当于地面距离10千米。 三种表示方法可以互换。 根据地图上的比例尺，可以量算图上两地之间的实地距离；根据两地的实地距 离和比例尺，可计算两地的图上距离；根据两地的图上距离和实地距离，可以 计算比例尺。
? 地图按比例尺分类 可分大、中、小三大类
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大 中 小比 比 比例例例尺尺尺指指指比比比例 例 例尺 尺 尺大 在 小于 于1：等 等5于 于00011： ：到221：万002的0万的地的地图地图图
测绘地理信息系统的架构与功能
测绘地理信息系统的架构与功能摘要：地理信息是以地理科学为基础，结合数据库和地理信息创建的一个系统，并使用计算机收集、处理和存储系统的地理信息。
目前，GIS的应用已融入城市规划管理和建设的各个方面，系统本身的性能也在不断提高，能够处理复杂的地理信息。
关键词：测绘地理信息系统；架构；功能1地理信息系统的具体内容地理信息系统的内容比较复杂，主要通过计算机进行操作，因为数据量比较大，所以需要计算机系统的整合和分析，然后再以一种人们便于理解的方式传达出来，比如，图形传达。
地理信息系统的应用也十分的广泛，在各项大型建筑和小型建筑如建桥、修路等工程中普遍存在。
操作流程主要有以下三个步骤：一，前期准备工作。
地理信息系统需要大量的数据来对现有的各项信息数据进行分析比对，因此第一步就是收集数据，然后再对数据进行分析，最后进行展现。
二，如果将这些信息以数据的形式展现出来，那么绝大部分人难以看懂，因此就需要把收集汇总好的数据以模型的方式予以展现。
三，系统中的数据量十分巨大，仅依靠人力去计算是十分困难的，因此，就需要借助计算机来对这些相关数据进行管理控制。
2测绘地理信息系统结构测绘地理信息系统的总体框架包括表示层、业务逻辑层和数据情况。
数据层：测绘地理信息系统中获取的数据来源于互联网，如相关区域单位官网、测绘单位官网等。
业务逻辑层：主要业务包括查询、显示、分析、存储等，信息收集子系统集成了业务功能，如设置、配置、存储和分析业务逻辑层收集门户，并使用C/S架构开发，以捕获互联网测量和地理信息集成了业务逻辑层信息的业务功能查询和显示，采用B/S架构开发，为公众用户提供地图地理信息查询功能。
3地理信息系统的功能特点3.1数据编辑和处理功能地理信息系统需要把各项复杂的数据汇总到一起之后进行分析，最后以图形的形式展示出来，所以此系统就必须具备图形编辑的功能。
图形编辑的功能不是单一的，其中又包括各种变换矫正等复杂的功能，因此需要与数据库相贯通，如此才能够将原始图像进行良好的修改与处理。
地理信息系统
地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于存储、管理、分析和展示地理数据的计算机系统。
它将地理数据与属性数据相结合，以地理空间为基础，通过数字化的方式对现实世界进行描述和分析。
GIS在各个领域具有广泛的应用，如城市规划、土地利用、环境保护、灾害管理等。
一、GIS的概念和作用GIS是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的技术和工具。
它能够将不同来源的数据整合到一个统一的空间数据库中，并通过空间分析和可视化的方式，为用户提供全面、准确的地理信息。
GIS在城市规划中可以帮助决策者评估不同方案的可行性，优化土地利用结构，提高城市运转效率；在环境保护领域，GIS可以帮助监测和评估自然资源的状况，制定科学合理的环境保护政策；在灾害管理中，GIS可以实时监测并响应自然灾害的发生，帮助救援人员做出迅速准确的决策。
二、GIS的技术框架GIS的核心技术包括空间数据模型、数据获取和管理、空间分析和可视化表达。
空间数据模型是GIS的基础，它将地理对象和属性数据进行关联，描述了地理对象之间的空间关系。
数据获取和管理主要包括地理数据的采集、处理和存储。
常见的地理数据来源包括卫星遥感、GPS定位、地面调查等。
空间分析是GIS的关键功能，它可以帮助用户进行空间查询、缓冲区分析、路径分析等，从而揭示地理数据之间的内在关系。
可视化表达是为了更好地展示地理信息，常见的方式包括二维地图、三维模型、数据图表等。
三、GIS的应用领域GIS在各个领域都有广泛的应用。
在城市规划中，GIS可以帮助规划师分析城市人口密度、用地结构等数据，制定合理的城市规划方案。
在土地利用评估方面，GIS可以综合考虑自然资源利用状况、社会经济发展需求等因素，实现土地资源的优化利用。
在环境保护方面，GIS可以监测和评估水资源、大气环境、植被覆盖等情况，为环保决策提供科学依据。
在灾害管理中，GIS可以帮助预测和响应自然灾害，提前做好应对措施，减少灾害损失。
地理信息系统的框架与基础
地理信息系统的框架与基础一、地理信息系统的框架1.1概念地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种专门用于存储、管理、处理和分析地理空间数据的计算机系统，可以帮助人们更好地理解和把握地球表面上的空间分布规律和时空变化趋势。
1.2组成部分GIS的核心技术包括地图制作、空间数据管理、数据分析、空间模型构建和空间可视化等方面。
具体来说，GIS的组成部分包括地图、数据、软件、硬件和人员等，其中，地图和数据是GIS 的基础，软件和硬件是GIS的技术支撑，人员则是GIS的使用者和管理者。
1.3标准体系GIS的标准体系包括数据标准、软件标准、服务标准和元数据标准等，这些标准保证了GIS数据的互操作性，使得不同来源、格式、用途的数据可以在GIS系统中进行有效整合和分析，同时也为GIS应用的共享和交流提供了基础。
二、地理信息系统的基础2.1地图与地图投影地图是GIS系统的基础，它是将地球表面投影到平面上的一种表现方式。
地图制作需要选择合适的投影方式，投影方式的选择应当考虑数据的地理位置、形状、大小、距离、方向及比例等因素。
常见的投影方式包括等角圆柱投影、等积圆柱投影、等角圆锥投影、等积圆锥投影、等面等距投影等，每种投影方式都有其适用范围和优缺点。
2.2空间数据类型GIS系统主要管理和处理的是空间数据和属性数据，空间数据又包括矢量数据和栅格数据两种类型。
矢量数据是由离散的点、线、面等几何要素组成的，它采用坐标系来确定要素的位置和形状，通常用于表示地物的分布和空间关系。
栅格数据是由行列网格组成的，每个单元格代表一定大小的实际地面区域，栅格数据的值代表某一属性的信息，通常用于高程和遥感图像等数据的表达和分析。
2.3空间数据采集空间数据采集是GIS系统的关键环节，它决定了GIS数据的质量和精度，常见的空间数据采集方法包括GPS（全球定位系统）、航空摄影、遥感影像解译、地形测量和野外调查等。
基于特征的空间数据模型及新一代地理信息系统
机内部表示的 ３ 个层次表示模型 ： 概念模型 、 逻辑模型 和物理 模型 Ｅ 引。 １２ 空 间数 据模 型研 究现状 与发展 分析 ． ＧＩ Ｓ数据 模型没 有 明显 的发展 阶段 ， 由于地理 空 间 的复杂性 ， 多种 数据模 型并 存 。 目前对此 还没有统 一 的 认识 和理 解。一个 Ｇ Ｓ可 能包括多种概 念模型。 目 Ｉ 前 ， 多学 者试 图建 立 统 一 、 准 的 ＧＩ 念 模 型 ， 许 标 Ｓ概 并
一
空间数据模型的研究是整个 Ｇ Ｓ Ｉ 理论 中最 为核心 的内容 。为了能够利用信息系统工具来描述现实世界 ， 并解决其 中的问题 ， 须对 现实世 界进行 建模 。对 于地 必 理信息系统而言， 其结果 就是空间数 据模型。然 而， 目 前 ＧＩ Ｓ软件没有 统一 、 完备 的数 据 模 型 ， 只是 根 据地 理 数据的基本逻辑分类 和物理实现 （ 计算机存储 ） 来设 计和组织地理信息系统 ， 缺少易于人们认识和理解地理 空间的抽象概念和语义表达， 人们必须借助于信息系统 分析与设计所用的语义数据模型 （ｅ ｎｉＤ ｔ Ｍｏ — Ｓｍａｔ ａ ｄ ｃ ａ
们的边界线以及组成它们或者与它们相关的其它对象 ， 可以详细地描述离散对象Ｅ 。Ｇ Ｓ数据模 型的形成是 引 Ｉ 对 现实世界 不断抽 象 的过程 ， 形成 了从 现实世 界 到计算
宗地的多边形 边界。空间数据转换标准 （ ｐｔ ｌ ａａ Ｓ ａｉ ｔ ａＤ Ｔ ａ ｓ ｒ ｔ ｄｒ， Ｄ Ｓ 现象与其 表达的联合体。这个定义把现实世界的实体分为两面，
摘 要 ： 空间数 据模 型的概 念 、 就 内容 、 分类及 其发展 进行 了总 结 ， 细论述 了基 于特征 的 空间数 据模 详
型的基本概念及其在 Ｇ Ｓ中的表达方法， Ｉ 对具有空间、 时间和属性及其关 系的地理特征模型进行 了 探 讨 ， 出 了基 于特征 的地 理信 息 系统是 新一代 地理 信息 系统 的研 究发展 方 向 ， “ 字 中国” 提 在 数 的地 理 空间基础 框 架建设 中具有 重要 意义 。 关 键词 ： 征 ； 特 空间数 据模 型 ； 地理 信 息 系统 中图分类号 ：２ ８ 文献标 识码 ： 文 章编号 ：０ ４ ５ ｌ （０ ７０—ｏ ７—０ Ｐ０ Ａ ｌ０— ７６２０ ） ９ ０３ ３
时空数据库模型和时间地理信息系统框架
据 , 使数据库 可以 成为 任何 一个 系统 和部 门的 完整 的 电子信息档案库 。 b.为动态 监测和 分析提供 了丰富 的 数据 。 一方面 , 它可 以为 分析 提供 横向 的现 势 和纵 向 的历史数据 , 对历史 、当前和 将来进 行对比 、分 析 、监 测 和预测预报 , 从而为预测 预报系 统 、决策支持 系统和 其 他分析系统服务 。 时空数据 库和时 间地理信 息系统 对 所有与地理信息有关的领 域有广 泛的应 用前景 。 特 别 是对经常性变 化的 空间 信息 的管 理具 有重 要的 意义 。 目前 , T G IS 在地籍 、土地 利用 、房地产 、交通 、能源等 方 面有着良好的应用 。
应用技术
时空数据库模型 和时间地理信息系统框架
唐新明 吴岚
(国家基础地理信息系统中心) (国ห้องสมุดไป่ตู้测绘局)
【摘要】时空数据库和时间地理信息系统是目前国际 上 GI S 领域 比较热门 的研究 方向 。 本 文在时间 数据库 概 念的基础上 , 介绍了时间数据库和时空数据库几种常 用的数 据模型 , 提出 了时间 地理信 息系统 中进行时 空管理 和 分析所应有的基本功能框架 。
时空数 据 库 在 80 年 代 末期 开 始 为 人 们所 重 视 。 自 Lang ran 和 Chrisman 于 1988 年提出时间地理信息系 统(T emporal G IS , 简称 T GIS)的概 念以来 , TG IS 得 到 了广 泛 的 研 究 。 W orboy s(1992)、 Peuquet 和 Wentz (1992)、 Claramunt 和 T heriault (1995)、 Raper 和 Living stone(1995)、Yuan(1996)等人 提出并讨 论了时 间 数据 库 模型 。 Al -T aha(1992)、F rank(1994)和 Co hn (1991)等人 在时间和空间推理方面展开了研究 。 Raper 和 Livingsto ne(1995)、Voigtmann(1996)等人 设 计了 时 空数据库查询语言 。 当前 , T G IS 的 研究重点 主要在 四 个方面 :(1)时 空数 据库 模型 :如 何设 计并 建立 一个 有 效的数据库结构 来 存储 时空 数 据 。(2)时空 分 析和 推 理 :即如何根 据数 据库 中的 大量 的时 间序 列数 据和 空 间数据进行 包 括 时间 推 理和 空 间 推理 在 内的 数 据 分
GIS简介
栅格数据—格网
矢量数据—点、线、面
真实世界
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
地理信息系统概念：
土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、
ห้องสมุดไป่ตู้
策服务。 －陈述彭 院士（1999）
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
地理信息系统（GIS）是什么？
空间数据 属性数据
G
GIS
I
空间数据和属性数据的综合体
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
坐标框架：
1、地理坐标（经纬度表达）
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
物理地球
数字地球
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 3S ——
现代地学信息技术 20世纪地球科学进步的一个突出标志是 人类能够脱离地球而从太空观测地球，对 地观测技术EOS是国际上太空竞争的重要热 点之一。
RS
Remote Sensing
Capture Data Processes Data
2、投影坐标（x，y表示）
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
地理坐标：
1、Beijing1954 2、xi‘an1980
3、WGS1984
4、CGCS2000
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
投影坐标：
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
地 理 信 息 系 统 体 系 结 构 ——
GPS Global Positioning System
GIS Geographic Information System
地 理 由计算机系统、地理数据和用户组成的， 信 息 通过对地理数据的集成、存储、检索、操作 系 统 和分析，生成并输出各种地理信息，从而为 体 系 经济建设、城市规划以及政府部门行政管理 结 构 提供新的知识，为工程设计和规划、管理决 ——
地理信息系统
地理数据的概念：地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量质量分布特征联系和规律的数字文字图形和图像的总称。
地理信息的特征可以归纳为以下三点：一空间特征：地理信息具有空间特征属于空间信息其数据是与确定的空间位置联系在一起的这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。
二属性特征地理信息具有属性特征，通常在二维空间的定位基础上按专题来表达多维即多层次的属性信息。
三时序特征地理信息系统具有时序特征，通常可以按照时间的尺度来区分地理信息。
地理信息系统的定义：是由计算机硬件软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集，管理，处理，分析，建模，显示，以便解决复杂的的规划和管理问题。
地理信息系统的基本构成的五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
GIS基础软件平台一般都包含有以下的主要功能:1、空间数据的输入和编辑2、空间数据管理。
3、空间数据处理和分析。
4、空间数据输出。
5图形用户界面6系统二次开发功能空间数据：可分为矢量数据和栅格数据。
矢量数据分为点、线、面。
栅格数据分为平面和曲面。
地理信息系统的基本的功能：1、数据采集与编辑2、数据存储与管理3、数据处理和变换4、空间分析和统计5、产品制作与演示6、二次开发和编程空间地理的实体包括点、线、面、曲面、和体等多种类型。
GIS空间数据的分类按数据来源分为：地图数据影像数据文本数据按数据结构分为：矢量数据和栅格数据。
按数据特征分为：空间数据，非空间属性数据。
按几何特征分为：点，线，面，曲面，体按数据发布形式分为：数字线画图，数字栅格图，数字高程模型，数字正射影像图。
拓扑关系的定义：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，它不但用于空间数据的编辑和组织而且在空间分析和应用中都具有非常重要的意义。
拓扑关系的类型：1、拓扑邻接：指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系。
2、拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间拓扑关系3、拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。
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（4）拓扑（Topology）关系的种类 在GIS中，为了真实地反映地理实体，不仅要包括 实体的位臵、形状、大小和属性、还必须反映实体之间 的相互关系。
①邻接关系：空间图形中同类元素之间的拓扑关系。 例如多边形之间的邻接关系，P2/P3，P1/P2，又如结点 之间的邻接关系A与D，C与D等。（如图） ②关联关系：空间图形中不同元素之间的拓扑关系。 例如结点与弧段的关联关系A与e、a、c；多边形与弧段 的关联关系P2与e、c、f。 （如图） ③包含关系：空间图形中同类但不同级元素之间的 拓扑关系。例如多边形P1中包含有多边形P4。（如图）
（6）文本数据：例如地名、河流名和区域名称；
（7）符号数据：例如点状符号、线状符号和面状符号等。
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3.空间数据的拓扑关系
（1）拓扑（Topology） “拓扑”一词来源于希腊文，其原意是“形 状的研究”。 （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。 是指图形在保持连续状态下变形，但图形关 系不变的性质（拓扑属性）。 （3）拓扑结构 是明确定义空间结构关系的一种 数学方法。 在GIS中，它不但用于空间数据的组 织，而且在空间分析和应用中都有非常重要的意 义。
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1.空间数据的基本特征
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（1）空间特征 表示现象（空间实体）的空间位臵或现在所处的地 理位臵。空间特征又称定位特征或几何特征，一般
用坐标数据表示，例如笛卡尔坐标系等等。
（2）属性特征 表示现象（实体）的特征。例如变量、分类、数量 特征和名称等等。 （3）时间特征 描述现象或物体随时间的变化。其变化的周期有超 短周期的、短期的、中期的和长期的。例如人口数 的逐年变化 目前的GIS还较少考虑到空间数据的时间特征，只 考虑其属性特征与空间特征的结合。
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（3）元数据的内容
对数据库的描述； 对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及 数据生产历史等的说明； 对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一 致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等； 对数据处理信息的说明，如量纲的转换等； 对数据转换方法的描述 ； 对数据库的更新、集成方法等的说明。
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第三节 元数据
1.元数据的概念 2.空间数据元数据的概念和标准 3.空间数据元数据应用
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1.元数据的概念与分类
⑴ 定义 “meta”是一希腊语词根，意思是“改变”， “Metadata”一词的原意是关于数据变化的描述。 科学界至今没有确切的定义. 一般都认为元数据就是 “关于数据的数据”。
CSC，加拿大标准委员会 CEN／TC287 NASA ISO／TC211
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3.空间数据元数据应用
（1）GIS中使用元数据的原因 完整性(Completeness) 可扩展性(Extensibility) 特殊化(Specialization) 安全性(Safety) 查错功能(Debugging) 浏览功能(Browsing) 程序生成(Program generation)
9 0 0 0 7 7 7 0
0 0 7 7 7 7 7 0
0 0 7 7 7 7 7 0
0 0 0 0 7 0 0 0
x
在栅格数据结构中 •点：为一个栅格单元（或像元）； •线：在一定方向上连接成串的相邻栅格单元（像元） 的集合； •面或区域：聚集在一起的相邻栅格单元（像元）集合。
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思考
上述图片隐含什么信息？
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第三章 空间数据结构
第一节 栅格数据结构
第二节 矢量数据结构
第三节 两种数据结构的比较和转换
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引 言
数据结构：指数据的组织形式，是适合于计算机存储、 管理和处理的数据逻辑结构。 空间数据结构：是地理实体的空间排列方式和相互关系 的抽象描述。 空间数据结构的重要作用：沟通GIS与信息的桥梁；充分 理解和正确使用GIS的保证。 GIS空间数据结构的主要类型：栅格结构和矢量结构
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（2）空间数据元数据的应用
①帮助用户获取数据 ②空间数据质量控制 ③在数据集成中的应用 ④数据存贮和功能实现
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思考题：
1、简述地理空间模型是怎样建立的？ 2、简述在GIS中为什么要考虑地图投影？ 3、描述地理空间实体的三要素是什么？它们 之间的关系是怎样的？ 4、空间数据的基本特征有哪些？地理信息的 数字化描述方法有哪些？
表2-4 弧段与面域的拓扑关系 弧 段 左 邻 面 右 邻 面
a b c d e f g
A P0
P0 P2 P3 P0 P0 P3 P1
P1 P1 P1 P2 P3 P2
e P3 f C
c E
P1 a D P4 g
b P2 d B
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（5）点、线、面空间数据的空间关系
点—点关系（分离） 点和点之间的关系主要有两点（通过某条线）是否相 连，两点之间的距离是多少？如城市中某两个点之间可 否有通路，距离是多少？这是在实际生活中常见的点和 点之间的空间关系问题。 点—线关系（分离、重合） 点和线的关系主要表现在点和线的关联关系上。如点 是否位于线上，点和线之间的距离等等。 点—面关系（分离、包含、相邻） 点和面的关系主要表现在空间包含关系上。如某个村 子是否位于某个县内？或某个县共有多少个村子？ 线—线关系（分离、相邻、相交） 线和线是否邻接、相交是线和线关系的主要表现形式。 如河流和铁路的相交，两条公路是否通过某个点邻接？ 线—面关系（分离、相邻、重合、相交、包含） 线和面的关系表现为线是否通过面或和面关联或包含 在面之内？ 面—面关系（分离、相邻、重合、覆盖、包含、相交） 面和面之间的关系主要表现为邻接和包含的关系。
第二章 空间信息基础
唐山师范学院资管系 李 诚
第三节 空间数据类型和关系
1.空间数据的基本特征 2.空间数据的类型 3.空间数据的拓扑关系
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（1）地理信息系统是是指在计算机硬件、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。简而 言之，地理信息系统是综合处理和分析地理空间 数据的一种技术系统。 （2）空间数据是地理信息系统的操作对象。 （3）空间数据的主要来源：地图数据、遥感数据、 统计数据、实测数据及各种文字报告
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（6）拓扑关系的重要意义
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对于另一种空间实体的位 臵关系。拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑 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，某县与哪些县邻接。又 如分析某河流能为哪些地区的居民提供水源，某 湖泊周围的土地类型及对生物栖息环境作出评价 等。 ③ 可以根据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，进行最佳路 径的选择等。
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（2）元数据的主要作用 ① 帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数 据，建立数据文档 ② 提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、 数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询 检索地理空间数据 ③ 提供通过网络对数据进行查询检索的方法或 途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息 帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需 求作出正确的判断 ④ 提供有关信息，以便用户处理和转换有用的 数据。
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（2）空间数据元数据的标准
元数据标准名称 CSDGM地球空间数据元数据内容 标准 建立标准的组织 FGDC，美国联邦空间数据 委员会
GDDD数据集描述方法
CGSB空间数据集描述 CEN地学信息一数据描述一元数 据 DIF目录交换格式 ISO地理信息
MEGRIN，欧洲地图事务组 织
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第一节 栅格数据结构
1. 简单栅格数据结构
2. 栅格数据的压缩编码方式
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1. 简单栅格数据结构
栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网格 结构(raster或grid cell)或像元结构(pixel)，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、列号定义，并包含 一个代码,表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含 指向其属性记录的指针。
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换句话说：栅格结构是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。 栅格数据结构的表示
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y
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 6 9 9 0
0 0 0 0 9 0 0 0
0 9 9 9 0 0 0 0
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空间数据具有的其他特征
（1）海量特征 各种空间数据汇集，导致空间数据急剧膨胀，呈现海量的 特征。 （2）异质数据 各种数据呈现不同的类型，不同的来源，不同的表达方式 （比例尺，坐标系统等），年代等不一致。 （3）多维数据 不仅仅表现在数据的空间三维或时间维方面，也表现在其他 方面，如不同的测量方法，遥感数据的不同波段等。 （4）动态数据 不同时相的空间数据反映地理事物或现象的发展变化过程。
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5、利用关系表来表达下图的空间拓扑关系。 6、什么是元数据？为什么要使用元数据？