李建松,武汉大学 ---空间分析
一种三维GIS与虚拟现实系统集成方法
文章编号:100723817(2010)022*******中图分类号:P208 文献标志码:B 一种三维GIS与虚拟现实系统集成方法崔秋玲 李建松 张 明(武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘 要 分析了三维GIS与虚拟现实系统集成,提出了一种虚拟现实系统与三维GIS的集成方法,实现了两个系统之间的数据互操作。
关键词 三维地理信息系统;虚拟现实系统;系统集成;虚拟地理信息系统 地理信息系统GIS和虚拟现实VR的系统集成,是增强地理信息系统表现和丰富虚拟现实世界的最好方式[1],可为地物的三维可视化提供新的技术平台[2]。
虚拟GIS是GIS 和VR结合的产物,始于20世纪90年代。
系统集成的关键技术有GIS数据和VR数据的互操作,图形显示的速度和效率。
为了解决GIS和VR数据的共享,实现GIS和VR的优势互补,提出了将虚拟现实系统与三维GIS集成的方法,研究了系统之间数据互操作、三维数据显示速度和三维目标表达等问题。
1 系统集成实现方法虚拟GIS的发展,一是利用虚拟现实建模语言,VR 与GIS的耦合,二是侧重GIS,显示力求虚拟,而不强调仿真中的沉浸、进入等特性[3]。
将虚拟现实集成到三维GIS中,侧重虚拟现实在三维GIS领域的应用。
先建立虚拟现实的三维模型,把其集成到三维GIS中,进行三维GIS和虚拟现实之间的交互。
通过ArcEngine的二次开发,实现三维GIS与VR的集成,有效地解决了三维GIS和VR数据互操作和优势互补问题。
包括三维模型的创建、集成系统的开发。
实现机制包括数据处理、模型建立、三维模型和GIS数据互动。
1)数据格式转换方法。
建模软件用Multigen Creator,其是一个功能强大、交互的三维建模工具[4]。
原始地形数据为等高线,Creator专用的数字高程数据是DED格式,需要对原始数据进行处理。
首先,利用Arc GIS的3DAnalyst功能,把等高线生成TIN模型,再把TIN转化为Grid,即Arc/ Info Binary Grid文件。
李建松《地理信息系统原理》课后习题(空间数据的编辑)【圣才出品】
第10章空间数据的编辑1．图形编辑的目的是什么？图形编辑的内容有哪些？答：（1）图形编辑的目的新创建的数字化图层会不可避免的有一些错误，有的是数字化错误造成的，有的是数据结构定义所必须修改的，它们是数据库建库必要的工作内容。
图形数据的编辑就是为了解决这些问题，以满足数据库建库的需要。
（2）图形编辑的内容图形编辑的内容包括：①结点的编辑；②线的编辑；③多边形编辑。
2．分别举例说明相似变换、仿射变换、透视变换在GIS中的应用。
答：（1）相似变换主要解决两个坐标系之间的变换，如数字化仪坐标到投影坐标系的变换或两种不同的投影坐标系之间进行变换；（2）如果存在坐标变形，x、y方向的比例因子不一致，则需要进行仿射变换。
如地图图纸存在仿射变形；（3）如果直接从没有经过几何变换的航空影像上提取的图形信息，会产生透视投影，则需要进行透视变换。
3．图幅拼接解决哪些问题？目的是什么？答：（1）图幅拼接解决的问题由于数据采集和人工操作的误差，两个相邻图幅的地图的空间图形数据在接合处会出现几何裂缝或逻辑裂缝，需要通过图幅拼接对其消除。
（2）图幅拼接的目的图幅拼接的目的是为了建立无缝图层，将分幅数字化的地图进行合并，使其在空间上连续。
4．什么是几何网络？什么是逻辑网络？答：（1）几何网络由线性系统的一组特征组成，是边界和连接点的集合，边界和连接点称为网络特征元素，表现为图形和属性表。
（2）逻辑网络是与几何网络相联系的、定义非图形化的网络关系，描述几何网络元素之间可能存在的关系，可能的关系包括一对一、一对多等。
元素是与特征相联系的，编辑特征会影响元素。
逻辑网络表现为联系表格。
5．网络分析为什么要定义逻辑网络？简单边界处理方法和复杂边界处理方法在应用方面有什么不同？答：（1）定义逻辑网络的原因①对于每一个几何网络，均对应一个逻辑网络，在进行网络流向分析时，将只涉及到逻辑网络；②逻辑网络存储变形和交点的连接关系，即存储网络的连通性；③逻辑网络由一些表组成，不包含几何信息，存储量较小。
工程测量中测绘新技术的应用与研究
以往Байду номын сангаас的测量工艺的服务范围非常广 ，最常见的是水利领域 ， 除 此之外 ， 像是交通等领域也都会用到这些技术。由于经济迅猛前进 ， 目前 出现 了许多全新的工艺 内容 ， 比如现代的数字化技 术 、 全球定 位技 术（ Ｇ Ｐ Ｓ ） 、 地 理信 息技术（ Ｇ Ｉ Ｓ ） 、 遥感技术 （ Ｒ ｓ ） 等， 正是因为这 些工 艺 的 发展 为测 量 活 动注 入 了全 新 的 活力 。 ２ 数字 化 科技 在 项 目测 量 中 的应用
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第 ２ 期
科 技 创 新
工程测量 中测绘新技术的应用 与研究
蒋 志 成 郭 海 录
（ 牡 丹江市勘察测绘研 究院 ， 黑龙江 牡丹江 １ ５ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要： 由于经济 高速前进 ， 许 多全新的ｘ － ￣８ ． 术不断的运 用到建设活动 中， 比如 对于测量活动的应用就是非常的显著地。文章 重点的讲述了许 多全新的工艺在测量 工作 中的具体情况。
２ ． １地 图数 字化 技 术
在建立各种 Ｇ Ｉ Ｓ系统时，对以前 的地图综合 的数字化分析 ， 其 在建库活动中占据的分量非常多 ， 许多测绘机构都花费了许多的精 力和物力等。针对现在的纸张形式的图纸 ， 如果它的各方面的内容 符合规定 ， 就能够通 过设备把它们放到电脑中， 通过 编写 以及 补充 然后得到数字地图形式 。 当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大 ６ Ｒ Ｓ在项 目中 的意义 类仪器 ， 对于比例非常大的来讲 ， 大多数扫描矢量化软件 ， 之所以使 Ｒ Ｓ技术又称遥感工艺 ， 它有许多显著地优势特征 ， 比如其能够 用这种方法是 因为其有着许多显著的优势 ， 它可 以自行获取多边形 实 现综合 的观测 ， 而且有着显著 的时效特征 ， 其全面性等特征十分 要素 ， 进而确保活动能够效率高超 ， 方便灵活 。 的显著 ， 所以， 它才会被广泛的应用到具体工作 中。 多光谱航空摄影 ２ ． ２数 字 化成 图手段 和高分辨率 的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息 的重要 大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量 的重要内容 ， 手段 。许多 比例不是非常大 的地图都是通过这项技术来得到的 ， 它 平时用到的成图措施有一些不利之处 ，比如很多是在户外进行 ， 而 的存在为许多地形 图的研究创建 了了全新的措施 。 且活动十分繁琐 ， 环境非 常恶劣 ， 一些情况下还需要非常复杂的内 ７ ３ ｓ 集成技术在项 目中的意义 业信息来应对 ， 不但其成图的时间非常久 ， 而且内容很少 ， 无法适合 上述三种技术融汇到一起是一种科技发展 的必然 ， 通过分析各 当今的社会前进 的规定 。此时数字化的技术 的优势就突然出来 了， 自的优势特征 ， 发挥出最佳的功效。 这时他们就会成为一种模式 ， 即 不但精确性好 ， 而且处理以及存放等都非常 的方便 。 现在 ， 该项技术 Ｇ Ｐ Ｓ与 Ｒ Ｓ为 Ｇ Ｉ Ｓ 提供区域信息及空间定位信 息，而 Ｇ Ｉ Ｓ进行相应 有两类形式 ， 分别是 内外业 一体化和电子平板。内外业一体化是一 的空间分析以便 从 Ｇ Ｐ Ｓ和 Ｒ ｓ 提供 的海量数据 中提取有用 的信息 种外业数据采集方法 ， 主要设备是全站仪等 ， 它 的特征是精确性好 ， 并进行综合集成 ， 确保决策有效。比如青 藏铁路就是非常典型的案 而且分工清楚 ， 这样就非常的方便开展活动 ， 其成图效果非常好。 列， 它的建设领域十分的宽广 ， 而且活动范围很宽 ， 建设的时间也很 ３ Ｇ Ｐ ｓ 在 项 目测 量 中 的意 义 久， 正是 因为有 这 项工 艺 ， 所 以建 设 活动 能 够获 取 最佳 的信息 。 Ｇ Ｐ Ｓ最 初 是 出现 在 美 国 ， 通 过几 十年 的 时 间 ， 在 上 世 纪 末 期 的 ８ 结束 语 时候形成 。 Ｇ Ｐ Ｓ接收机的改进 ， 广域差分技术 、 载波相位差分技术的 通过上文的分析 ， 我们得知 ， 由于测绘方法 的高速发展 ， 当今 的 发展 ， 除此之外 Ｓ Ａ技术也为其贡献了一定 的积极意义 ， 正是因为这 工程测绘活动必然会 向着全新 的领域前进 ， 最主要的体现是内外 活 些特点确保 了该项 工艺能够被广泛的应用 到许多 的行业和领域之 动综合 ， 数据获取及处理 自动化 、 测量过程控制和系统行为智能化 、 中， 比如导航等。 测量成果和产品数字化 、 测量信息管理 可视化 、 信息共享和传播 网 在其基础上通过发展得到了 Ｒ Ｔ Ｋ技术 ，能够实时提供流动站 络化。我们坚信 ， 随着经济的发展 ， 科学技术的进步 ， 我 国的项 目测 在指定坐标系中的三维定位结果 ， 它可以在特定 的区域 中实现高度 量工作一定可 以获取全新的进展 ， 更好的为国家的经济建设工作服 的精确性 ， 是一项重大 的发展。接下来具体的讲 述一下这项工艺技 务 ， 进 而带 动 国家 早 日的实 现真 正 意义 上 的 国富 民强 。 术 的具体流程。 它是把 ｌ 台Ｇ Ｐ Ｓ接收机安装在 已知点上对 Ｇ Ｐ Ｓ 卫星 参考 文献 进行观测 ，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上 ， ［ １ ］ 陈俊 勇 ， 胡建 国． Ｇ Ｐ Ｓ 技 术 的 新进 展 ［ Ｊ ］ ． 羽 Ｉ ｌ 绘 工程 ， １ ９ ９ ６ ， （ ２ ） ． 然 后 经 由 电 台散播 ； 流动 站 在对 Ｇ Ｐ Ｓ卫星 进 行观 测 并采 集 载 波相 位 ｆ ２ ］ 李 建松 ． 地 理 信 息 系统原 理ｆ Ｍｊ ． 武汉 ： 武 汉 大 学 出版 社 ， ２ ０ ０ ６ 观测量 的同时 ， 也接收 由基准站电台发射的信号 ， 经解调得到基准 【 ３ ］ 李青岳． 工程测量 学【 Ｍ 】 ． 北京 ： 测绘 出版社 ， １ ９ ９ ５ ． 站 的载波相位观测量 ； 流动站的 Ｇ Ｐ Ｓ接收机再利用 ０ Ｔ Ｆ （ 运动 中求 解整周模糊度 ） 技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相 位观测量来求解整周模糊度 ， 然后得到最精确的方位 。这项工艺能 够 不 进 行 控 制 点 的 设 置 活动 ， 只是 通 过 特 定 的 的 控 制 内 容 ， 就 能 够
李建松《地理信息系统原理》(第2版)(考研真题精选 名词解释)【圣才出品】
三、名词解释1．地理信息科学[西北大学2012年研]答：地理信息科学（Geographic Information Science）是信息时代的地理学，是地理学信息革命和范式演变的结果。
它是关于地理信息的本质特征与运动规律的一门科学，它研究的对象是地理信息，是地球信息科学的重要组成部分。
2．地理空间认知[电子科技大学2014年研]答：地理空间认知是研究人类如何认识自己赖以生存的地理环境（主要指地球的四大圈层：岩石圈、水圈、大气圈、生物圈），包括位置、分布、关系、变化和规律等，人类对地理空间的认知包括地理感知、表现再现、地理记忆和地理思维四个过程。
3．绝对空间与相对空间[武汉大学2014年研]答：绝对空间是具有属性描述的实体的空间位置的集合，它由一系列不同位置上的实体要素的空间坐标值组成。
相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，它由不同实体要素之间的空间关系构成。
4．地理空间数据[福州大学2014年研]答：地理空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征等诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。
5．虚拟现实[武汉大学2010年研]答：虚拟现实，也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统。
虚拟现实技术是指利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。
通过虚拟现实技术，可以构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。
6．空间索引[电子科技大学2011年研]答：空间索引是指依据空间对象的位置和形状，或空间对象之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构；其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。
李建松,武汉大学 ---空间分析
§6-4 叠置分析
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
3）、多边形与多边形的叠置
（1）定义： 是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根据两 组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形（合成叠置） 或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。 合成叠置需要进行属性合并。方法可用加、减、乘、除，也可 取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。 统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面 积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。
2、建立线缓冲区，在线的两边按 一定的距离（缓冲距）绘平行线， 并在线的端点处绘半圆，连成缓 冲区多边形。 3、重叠处理：对缓冲区边界求交， 并判断每个交点是出点还是入点， 以决定交点之间的线段保留或删 除。这样就可得到岛状的缓冲区。Βιβλιοθήκη 第二节 矢量数据分析的基本方法
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
沿断面采集
资料来源于张超主编的《地理信 息系统教程》所配光盘
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第四节 DEM分析 2) 数据处理
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、DEM 生成
1）人工网格法
在地形图上蒙上格网，逐格 读取中心点或交点的高程值。
第一节 栅格数据分析的基本模式
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、栅格叠置的作用 1） 类型叠置 即通过叠置获取新的类型。如土壤图与植被图叠置，以分 析土壤与植被的关系。 （2）数量统计 即计算某一区域内的类型和面积。如行政区划图和土壤类 型图叠图，可计算出某一行政区划中的土壤类型数，以及各种类型土壤 的面积。 （3） 动态分析 即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的 叠置，分析由时间引起的变化。 （4）益本分析 即通过对属性和空间的分析，计算成本、价值等。 （5）几何提取 即通过与所需提取的范围的叠置运算，快速地进行范围 内信息的提取
李建松《地理信息系统原理》第2版笔记和课后习题含考研真题详解(地理空间数据表达基础)【圣才出品】
李建松《地理信息系统原理》第2版笔记和课后习题含考研真题详解第3章地理空间数据表达基础3.1复习笔记一、地理空间数据的空间参考系统1．地理坐标系统（1）相关概念①绝对空间绝对空间是具有属性描述的地理空间对象的空间位置和几何元素的集合，表现为一系列不同位置上的空间对象由空间坐标值和几何特征元素组成。
②相对空间相对空间是具有空间属性的地理空间对象的元素的集合，表现为不同空间对象元素之间的非图形化逻辑关系。
③地理坐标系统地理坐标系统是球面坐标系，是确定地理空间实体在地球表面上位置的空间参考系统，由椭球体和大地基准面两个因素组成。
④参考椭球体参考椭球体是人们以假想的平均静止的海水面形成的“大地体”为参照，推求出近似一个以地球短轴为轴的椭圆而旋转的椭球体。
⑤大地基准面大地基准面是由椭球体本身及椭球体和地表上一点视为原点间之关系来定义的数学模式。
此关系能以大地纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差之两分量及原点至某点的大地方位角6个量来定义。
（2）常用的椭球体及参数表3-1常用的椭球体及参数（3）地理坐标系概念①经纬度坐标系经纬网可以看作是加在地球表面的地理坐标参照系格网，经度和纬度是从地球中心对地球表面给定点量测得到的角度。
②经纬度的地理意义a．标示物体在地面上的位置，显示其地理方位，表示时差。
b．标示许多地理现象所处的地理带，可以利用经纬度来推断地理规律。
③经纬度的计算a．以通过赤道的纬线为0度纬度，向北称北纬0～90度，向南称南纬0～90度。
b．以通过格林尼治天文台的经线为0度经线，向东称为东经0～180度，向西称为西经0～180度。
④地理坐标地理坐标是一种球面坐标，可以用于地球表面地理实体的定位，但它不具有标准的长度度量标准，所以在使用时地理坐标还需要经过地图投影变换到投影坐标。
2．地理坐标系的定义图3-1地理坐标系的定义表3-2地理坐标系的定义（1）参心坐标系和地心坐标系表3-3参心坐标系和地心坐标系（2）地理坐标系和投影坐标系转换①地图投影地图投影是用几何透视方法或数学分析的方法，将地球上的点、线和面状要素首先投影到可展的曲面上，再将这些可展曲面展开为平面，建立该平面上的点、线、面要素与地球椭球面上的点、线、面要素之间的对应关系的算法。
3S技术在现代地籍测绘中的应用
3S技术在现代地籍测绘中的应用作者：马强来源：《华东科技》2013年第09期【摘要】近年来，随着我国计算机技术及信息技术的快速发展，我国现代地籍测绘技术取得了巨大突破，尤其是3S技术在现代地籍测绘中的应用，使得现代地籍测绘技术手段、管理模式以及应用方式发生了一系列改变。
本文主要以3S技术为研究对象，探讨3S技术在现代地籍测绘中的应用。
希望本文的研讨，为我国现代地籍测绘技术的发展提供新的思路。
【关键词】3S技术；现代地籍测绘；应用1 前言改革开放30多年来，随着我国经济的高速发展，城市建设日新月异，城镇地籍测绘已成为我国地籍测绘工作的重要内容之一。
通过在现代地籍测绘中引入3S技术，不仅使地籍信息的采集更加快速、准确，而且为地籍管理提供了更加安全可靠的地籍信息数据库。
同时与互联网技术的结合，让地籍信息能够快捷、高效地为政府决策、社会公众提供服务。
2 3S技术3S技术指的是地理信息系统（GIS）技术、全球定位系统（GPS）技术以及遥感技术（RS）三项技术的统称。
2.1 地理信息系统（GIS）地理信息系统是对空间范围内的数据进行采集、管理、分析。
它除了拥有强大的数据集成能力外，还具有地理空间分析及空间定位搜索能力。
其强大的数据查询、地理演化模拟以及空中辅助决策能力，为现代地籍测绘提供了先进、可靠的技术手段。
2.2 遥感技术（RS）RS是指通过借助一些空中传感器如红外、可见光、激光以及微波等，从高空中对地表各类地物和现象进行远距离控测，依据目标反射回来的电磁波，经过图谱变换等处理，快速获取地表特征的一门技术。
作为一种获取地表信息的高效手段，该技术具有信息容量大、获取信息周期短等特点。
RS技术在国土资源监察和现代地籍测绘中已开始得到研究应用。
2.3 全球定位系统（GPS）GPS是一种以地球卫星为基础的全球定位导航系统，在全球定位系统中主要涉及三个部分，它们分别是空间部分（卫星）、地面控制部分（地面监控系统）、用户部分（卫星信号接收机）。
李建松《地理信息系统原理》课后习题(地理信息系统的科学基础)【圣才出品】
第1章地理信息系统的科学基础1．人类社会可持续发展的基本条件是什么？为什么说人口、资源、环境和灾害是人类社会面临的四大问题？有哪些可能的解决途径？答：（1）人类社会可持续发展的基本条件是：人与自然的协调发展。
（2）人口、资源、环境和灾害是人类社会面临的四大问题，因为：①人口是最基本的因素，是自然界的主宰，没有了人，一切资源就失去了存在的意义；②资源是人类赖以生存和发展的基础，没有资源，人类就失去了生存的基本要素；③人类是环境的产物，也是环境的改造者，因而人与环境密切相关；④灾害影响着人类生存的环境和条件。
（3）对地球科学，包括地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学以及地球空间信息科学的研究为人类监测全球变化和区域可持续发展提供了科学依据和手段，进而解决人类面临的人口、资源、环境、灾害四大社会问题。
2．尽可能列举地球科学所包含的学科，并简要说明这些学科研究的目的和方法。
答：（1）地球科学包含的学科有：地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学，它们是地球科学体系中的重要组成部分。
（2）①地球系统科学：a．目的：将构成地球整体的四大圈层作为一个相互作用的系统，研究其构成、运动、变化、过程、规律等，并与人类生活和活动结合起来，为全球环境变化预测建立科学基础，为地球系统和人类社会的可持续发展提供科学依据。
b．方法：大科学思维方法，包括系统方法、分析与综合的方法、模型方法。
②地球信息科学：a．目的：以信息流作为研究的主题，即研究地球表层的资源、环境和社会经济等一切现象的信息流过程，从而记录、测量、处理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据。
b．方法：主要技术手段包括遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）等高新技术。
③地理信息科学：a．目的：主要研究应用计算机技术对地理信息处理、存储、提取、管理和分析过程的一系列问题。
b．方法：数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析等。
02-地理国情监测的内容与技术(李建松)
武汉大学遥感信息工程学院 报告人：李建松 2012年10月
主要内容
1 2 3 4 5 什么是地理国情监测 地理国情监测的内容 地理国情监测的技术 地理国情监测的案例 对策与建议
1
什么是地理国情监测
什么是国情？
国情是一个国家的社会性质、政治、经济、文化等方 面的基本情况和特点。
2
地理国情监测的内容
6、水文监测 《中华人民共和国水文条例》第二十条规定“水文机构应 当加强水资源的动态监测工作，发现被监测水体的水量、 水质等情况发生变化可能危及用水安全的，应当加强跟踪 监测和调查，及时将监测、调查情况和处理建议报所在地 人民政府及其水行政主管部门”。水利部负责全国水文水 资源动态监测工作，已经建立覆盖5000多条中小河流、 2058个县水文监测站的动态监测预警体系。
1
什么是地理国情监测
什么是监测？ 监测就是对关注的对象进行监视和测量。 什么是地理国情监测？
地理国情监测是综合利用全球导航卫星系统、航空航天遥感、地理 信息系统等现代测绘技术和地理、人文、社会经济科学调查技术， 综合各时期档案和调查成果，对地形、水系、湿地、冰川、沙漠、 地表形态、地表覆盖、道路、城镇等要素进行动态化、定量化、空 间化的持续监测，并统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地 域差异、变化趋势等，形成反映各类资源、环境、生态、经济要素 的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告 等，从地理空间的角度客观、综合展示国情国力。
2
地理国情监测的内容
7、海洋监测 《中华人民共和国海洋环境保护法》第五条规定“国家海 洋行政主管部门负责海洋环境的监督管理，组织海洋环 境的调查、监测、监视、评价和科学研究”。国家海洋局 按照国家制定的环境监测、监视信息管理制度，负责管 理海洋综合信息系统，为海洋环境保护监督管理提供服 务。国家海洋局直属四个海洋分局、全国100多个海洋科 学与工程单位从事海洋综合调查、全国海岸带和海涂资 源综合调查工作。
地理国情监测的内容与技术
2 地理国情监测的内容
3、农情监测 （尚未列入法定监测内容）
农情监测为科学利用、动态监测和管理农业资源提供有力的决策依据。开展农 情监测的部门包括农业部各级机构，以及中国科学院、国家遥感中心、高校等 科研院所、农业相关企事业单位。
4、森林和湿地监测
《中华人民共和国森林法》第十四条规定“各级林业主管部门负责组织森林资 源清查，建立资源档案制度，掌握资源变化情况”。在国家林业局的统一部署 下，由各省（区）林业主管部门组织实施，根据规划设计的要求逐年进行，由 县林业主管部门或林业基层生产单位具体实施。
规 范
2600多个气象监测中心（台、站）的地面气象观测网和高空气象观测网。
化
、
规
模
化
、
站
网
、
2 地理国情监测的内容
地理国情监测规划与方案设计 1、地理国情监测规划
（1）制定监测发展战略、发展规划、工作计划 ； （2）资源优化配置和协调协作计划 ； （3）监测项目监测方案的审批、部署监测任务，下达监 测项目等； （4）建立地理监测机制（常态化机制、应急监测机制、 长效工作机制） 。
2 地理国情监测的内容
预 常9、气象监测
报态
预化
警 、 《中华人民共和国气象法》第十五条规定“各级气象主管机构所属的气象
标 准 化
台站，应当按照国务院气象主管机构的规定，进行气象探测并向有关气象 主管机构汇交气象探测资料”。气象部门负责气象监测相关工作并发布观
、 测结果，其所属观测台站负责具体监测工作。目前我国已建立覆盖各级共
什么是省情？市情？县情？
1 什么是地理国情监测
什么是监测？
监测就是对关注的对象进行监视和测量 。 地理什国么情监是测地是综理合利国用情全球监导测航卫？星系统、航空航天遥感、地理
李建松《GIS原理》复习二
李建松《GIS原理》复习题2009第一部分地理信息系统的科学和技术基础第一章地理信息系统的科学基础名词：地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学第三章地理信息系统概述简答：地理信息系统的定义、特征、构成、发展简史第四章地理信息系统的技术基础填空和判断：数据采集输出、GIS软件的发展第二部分地理空间数据组织与管理第五章地理空间信息基础简答：矢量数据、栅格数据、TIN的结构和特点名词：元数据第六章地理空间数据模型简答：空间索引的类型和用途填空和判断：空间数据的基本特征和描述内容第七章地理空间数据结构计算：无拓扑矢量数据结构、拓扑数据结构、栅格数据Morton码、TIN数据结构第八章地理空间数据库填空简答：间数据库管理系统的管理模式1、空间数据的基本特征是、、2、矢量数据最基本的拓扑关系是关联和邻接，解释关联和邻接的含义3、在网络分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）4、在叠置分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）5、缓冲区分析用什么数据结构比较方便？6、投影变换时，矢量数据比栅格数据（简单、复杂）7、GIS中有几何数据、属性数据和拓扑数据，哪些适合用数据库表示？哪些适合用数据文件表示？第三部分地理空间数据的获取与处理第九章地理空间数据获取填空和判断：数据源的种类、数据采集的方法第十章空间数据的编辑填空简答：图形数据的编辑、图形数据的几何纠正第十一章空间数据的处理方法填空简答：空间数据的拓扑关系自动生成、空间数据的压缩编码方法、矢量数据和栅格数据的转换计算：栅格数据压缩编码方法第十二章地理空间数据的质量填空简答：GIS数据质量的内容、空间数据的不确定性数字测绘和GIS的数据采集有什么区别？1、用SuperMap对栅格数据矢量化时，什么情况下选用非地球坐标系？2、空间数据的不确定性包含了哪些方面？分别举例说明几何数据和属性数据的不确定性3、如何发现进入GIS中的数据错误4、判断点和多边形的关系有和两种方法A 垂线法B 面积法C 内插法D弧长法E转角法5、仿射变换和相似变换公式的差别，各需要几个已知点？6、X=A0+A1x-B1y Y=B0+B1x+A1y 是变换X=A0+A1x+A2y Y=B0+B1x+B2y 是变换A 拓扑B投影 C 仿射 D 相似7、如何求解以上二式中的A0、A1、A2、B0、B1、B2第四部分空间分析基本原理和方法第十五章空间分析方法填空简答：矢量和栅格数据的叠置分析、缓冲区分析1、举例说明几何图形到属性、属性到图形的双向查询2、空间关系查询包含哪些内容？3、解释：属性数据的离散特征数和集中特征数4、DEM分析有哪几种主要用途？5、空间对象的关系有、、、、五种6、点、线、面之间各有什么关系？如何判断点和线之间的关系？第五部分地理信息系统产品输出及可视化第十六章地理信息系统产品输出填空和判断：地理信息系统产品的输出系统的硬件、地理信息系统产品的类型第十七章空间信息可视化技术方法简答：可视化的技术方法、GIS制作专题地图的类型和方法1、举例说明如何将空间查询、统计和分析的结果可视化表示2、VR有哪几种主要类型和功能？3、简述电子地图和GIS的关系和差别第六部分地理信息系统工程设计与标准化第十八章地理信息系统工程设计简答：GIS工程的系统分析、系统设计、实施、运行和维护的内容第十九章地理信息系统的标准化1、GIS开发的四个阶段为、、、2、快速原型法和结构化生命周期法的主要区别是什么？3、GIS的发展瓶颈是什么？改进途径有哪些？4、在众多的GIS的应用领域中，列举出六个领域。
农村乱占耕地建房问题摸排图斑获取调查思路——以山西省农村乱占耕地建房问题摸排工作为例
063Huabei Natural Resources论文华北自然资源1 引言2020年7月，国务院召开农村乱占耕地建房问题政治工[1]作电视电话会议。
根据会议精神，山西省启动了农村乱占耕地建房问题专项整治摸排工作，利用卫星遥感和地理信息技术对全省2013年以来的农村乱占耕地建房问题疑似图斑进行提取、采集和实地调查，为后续的整治处置工作提供了保障。
文章就本次摸排图斑的获取和调查思路进行探讨。
2 技术路线本次农村乱占耕地建房问题疑似图斑的获取采取计算机矢量数据空间分析和人机交互采集整理相结合的方式，数据获取和调查技术流程见图1。
3 资料收集3.1 遥感影像遥感影像包括摸排区2012年的遥感影像，2020年高分辨率遥感影像等。
通过对比两批影像，可以确定新建房屋疑似图斑的位置、大小、形状等。
3.2 土地资料土地资料包括“二调”成果数据库，“三调”初步成果，2012—2019年土地变更调查成果，2012年来历年新增耕地项目图斑，基本农田和永久基本农田数据库，土地承包经营权数据成果，城乡增减挂钩项目备案数据库等，用于将各类土地数据叠加取最大范围，从而确定耕地范围。
3.3 房屋建设数据房屋建设数据包括“三调”初步成果中的房屋地类信息，2019年地理国情监测数据库，不动产确权登记数据，农村两权数据（农村集体建设用地和宅基地使用权地籍数据），农用地转建设用地审批数据，历年各类建设用地审批红线备案数据库等，用于确定新建房屋范围及其合法性。
4 数据预处理由于收集到的资料比较丰富，其来源不一、年代不同，造成格式不一致、坐标不统一等问题，这就需要对资料进行逐一查看、分析、预处理，主要包括坐标变换和格式转换。
4.1 坐标变换收集到的资料数据中，有的采用1980西安坐标系，有的采用CGCS2000坐标系，有的采用独立坐标系。
这就需要采用各种方法进行坐标变换，将所有数据统一到一种坐标系上。
本案例中，要求以成果的坐标参考系为准，即CGCS2000国家大地坐标系，采用地理坐标。
李建松《地理信息系统原理》课后习题(地理信息系统概论)【圣才出品】
第3章地理信息系统概论1．什么是地理信息系统？它与地图数据库有什么异同？与地理信息的关系是什么？答：（1）地理信息系统的定义地理信息系统是指在计算机硬件、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、计算、分析、显示和描述的空间信息系统。
（2）地理信息系统与地图数据库的异同①相同点两者均可对地理数据进行存储和管理。
②不同点：a．地理信息系统是一个对有关地理分布数据进行采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统，侧重于对地理数据进行分析和应用，在地理信息的基础上对真实世界进行数量化处理分析，以解决实际应用问题；b．地图数据库是一类基础地理空间数据库，通过对数据的调度、更新、维护、并发控制、安全、恢复等提供服务，侧重于地理数据的日常维护和管理，是地理信息系统的下游产品，其更新依赖于地理信息系统。
（3）地理信息系统与地理信息的关系①地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是与地球表面空间位置数据相关联的信息，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。
②地理信息系统在计算机硬件、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、计算、分析、显示和描述的技术系统，属于决策支持系统类型。
③地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，通过运用地理信息系统对地理数据展开分析，从而能够得到有助于提高人们地理认识的地理信息，揭示相关的客观规律。
2．地理信息系统由哪些部分组成？它与其它信息系统的主要区别有哪些？答：（1）地理信息系统组成部分如下：①硬件系统计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称。
②软件系统GIS的软件系统构成了GIS的核心，关系到GIS的功能，是由一组程序集按层次结构组成和运行的。
③地理空间数据（地理空间数据库）数据是GIS的操作对象，包括空间数据和属性数据，地理空间数据库是地理数据组织的直接结果，并提供数据管理系统进行管理。
李建松《地理信息系统原理》第2版笔记和课后习题(含考研真题)详解-第一章至第二章【圣才出品】
第1章绪论1.1复习笔记一、地理信息系统的概念1．地理信息系统的相关定义（1）地理信息系统地理信息系统是对地理空间实体和地理现象的特征要素进行获取、处理、表达、管理、分析、显示和应用的计算机空间或时空信息系统。
（2）地理空间实体地理空间实体是指具有地理空间参考位置的地理实体特征要素。
具有相对固定的空间位置和空间相关关系、相对不变的属性变化、离散属性取值或连续属性取值的特性。
就属性取值而言，地理实体特征要素可以分为离散特征要素和连续特征要素两类。
（3）地理现象地理现象是指发生在地理空间中的地理事件特征要素，具有空间位置、空间关系和属性随时间变化的特性。
（4）空间对象空间对象是地理空间实体和地理现象在空间或时空信息系统中的数字化表达形式，具有随着表达尺度而变化的特性。
（5）离散对象离散对象是采用离散对象方式进行表达的空间对象，每个对象对应于现实世界的一个实体对象元素，具有独立的实体意义。
离散对象在空间或时空信息系统中一般采用点、线、面和体等几何要素表达。
根据表达的尺度不同，离散对象对应的几何元素会发生变化。
（6）连续对象连续对象（或称为空间场）是采用连续对象方式进行表达的空间对象，每个对象对应于一定取值范围的值域。
连续对象在空间或时空信息系统中一般采用栅格要素进行表达。
根据表达的尺度不同，表达的精度会随栅格要素的尺寸大小变化。
（7）地理数据地理数据是根据特定的空间数据模型或时空数据模型，对地理空间对象进行概念定义、关系描述、规则描述或时态描述的数据逻辑模型，按照数据结构，生成的地理空间数据文件。
（8）地理数据集地理数据集是地理信息在GIS中的数据表达形式，是GIS应用时的一组数据文件，如拓扑关系文件、索引文件等，这些文件之间也需要进行必要的概念、关系和规则定义。
（9）显示显示是对地理空间数据的可视化处理，以帮助人们更好地理解其含义。
（10）应用应用指的是地理信息如何服务于人们的需要。
只有将地理信息适当应用于人们的认识行为、决策行为和管理行为，才能满足人们对客观现实世界的认识、实践、再认识、再实践的循环过程，这正是人们建立GIS的根本目的所在。
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李建松《地理信息系统原理》第2版笔记和课后习题(含考研真题)详解-第七章至第八章【圣才出品】
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c．在计算时，可能仅知道某个位置的值，对其进行处理； d．这些处理都是基于栅格单元一个一个被独立处理的，需要计算每个单元的值； e．一些算子和函数允许重新定义邻域的大小。 （2）运算符和函数 ①局部函数 处理单个栅格单元位置的值，输出生成一个新的栅格数据层，每个栅格单元的值是与这 个位置相关的一个或多个其他栅格数据层数值的函数。局部运算函数有 4 种类型： a．数学函数运算； b．分类函数； c．选择函数； d．统计函数。 ②焦函数或邻域函数 处理邻域内栅格单元的值，根据近邻的栅格大圆计算输出值。 ③分区函数 处理分区内栅格单元的值，是基于邻域的思想的。 ④块函数 处理移动窗口内的单元值。 ⑤全局函数 处理栅格数据集的所有栅格单元的值。 ⑥执行一个特定的应用分析 如水文分析函数等。 （3）栅格单元分析的几个问题
图 7-1 水平和垂直成本距离计算
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图 7-2 对角线成本距离计算 5．栅格数据的提取方法 （1）通过属性提取：根据设置的属性值，提取大于、小于或等于该值的栅格单元。 （2）通过形状提取：根据设定的图形形状，提取位于图形内的栅格单元。 （3）通过掩膜栅格数据提取：以掩膜栅格单元的值与源栅格数据的值做逻辑运算，真 值提取出来，将原值赋给该栅格；非真的其他栅格赋给无值。 6．栅格数据的概括分析 栅格数据的概括分析的目的是清理栅格数据中小的错误，或对数据进行综合，去掉小的 不必要的细节，获得概括的数据。 7．水文分析 （1）汇流盆地的概念 汇流盆地是水流和其他物质共同出口的一个区域。
（2）问题分解
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通过将问题分解为一系列的目标，发现为实现分析目的需要的一系列必要的处理步骤。
李建松《地理信息系统原理》考研真题(空间数据的处理方法)【圣才出品】
第11章空间数据的处理方法一、选择题。
1．一旦空间数据和非空间数据都输入计算机后，就须对输入端数据进行处理，数据处理是建立GIS过程中不可缺少的一个阶段。
在下列选择中，______的说法是不正确的。
[2012年中山大学研]A．图形数据和属性数据之间的对应关系的校验及纠正是数据处理的工作之一B．从三维物体模型描述到二维图形描述的转换过程称为投影变换C．矢量数据与栅格数据之间不能够相互转换D．矢量数据压缩的主要对象是线状要素中心轴线和面状要素边界数据E．平移变换、比例变换和旋转变换均属于线性变换【答案】C【解析】在数据处理阶段，经常要进行矢量数据与栅格数据两种数据结构的相互转换。
①矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线或面的矢量数据转换成对应的栅格数据，这一过程称为栅格化。
栅格化可以分别针对点、线和面来进行，其中，点的栅格化是线和面的栅格化的基础。
②栅格数据结构向矢量数据结构的转换又称为矢量化，矢量化的目的：一是将扫描仪获取的图像栅格数据存入矢量形式的空间数据库；二是将栅格数据进行数据压缩，将面状栅格数据转换为由矢量数据表示的多边形边界。
2．每个栅格单元的值以网络中心点对应的面域属性值来确定的栅格数据取值方法是______。
[2011年中山大学研]A．面积占优法B．中心点法C．长度占优法D．重要性法【答案】B【解析】A项，面积占优法是指以占矩形面积最大的地物或现象特性的重要性来决定栅格单元的代码或确定栅格数据的取值的方法，面积占优法常见于分类较细，地物类别斑块较小的情况；B项，中心点法是用处于栅格中心处的地物类型或现象特性决定栅格代码，中心点法通常用于具有连续分布特性的地理要素，如降雨量分布、人口密度图等；C项，长度占优法的四项是：当覆盖的栅格过中心位置时，横线占据该格中的大部分长度的属性值定为该栅格单元的代码；D项，重要性法根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码，常见于具有特殊意义而面积较小且不在栅格中心的地理要素，尤其是点、线状地理要素，如城镇、交通枢纽、交通线、河流水系等。
面向疾病的空间聚集性与影响因素分析方法
2097-3012(2024)01-0065-09 Journal of Spatio-temporal Information 时空信息学报收稿日期: 2022-06-30；修订日期: 2023-12-15 基金项目: 国家自然科学基金（42201490）作者简介: 胡涛，研究方向为时空大数据分析与可视化。
E-mail:*****************通信作者: 王丽娜，研究方向为地理信息可视化、疾病制图。
E-mail:***************面向疾病的空间聚集性与影响因素分析方法胡涛1，王丽娜2，李响1，张正斌3，俞鑫楷11. 信息工程大学 地理空间信息学院，郑州450052；2. 郑州轻工业大学 计算机科学与技术学院，郑州 450001；3. 武汉市结核病防治所结核病控制办公室，武汉430030摘 要：疾病的发生与自然环境、社会环境和人群特点密切相关，其发生与流行通常具有一定的空间分布特征。
目前在疾病空间聚集特征与影响因素的已有研究中缺少两者关联关系的探讨，以及空间尺度多集中于省、市和县域，因此，本研究提出一种面向疾病空间聚集性与影响因素分析的方法。
以武汉市的历史肺结核数据为例，进行基于乡镇尺度的肺结核发病率数据及影响因素数据的处理与整合，基于空间自相关方法分析2011年、2013年和2015年肺结核空间聚集情况；并运用地理探测器探测肺结核发病率空间分布的影响因素及交互作用，探究肺结核空间聚集的成因。
结果表明：肺结核热点聚集乡镇主要分布在新洲区、江夏区和蔡甸区，冷点聚集乡镇主要分布在洪山区；植被指数、人口密度、人均GDP 及五类兴趣点密度（医疗保健类、生活服务类、餐饮类、住宅类和农林牧渔类）为肺结核发病率空间分布的主要影响因素，其交互作用对肺结核发病率影响显著增强。
研究成果可为武汉市肺结核防治提供科学参考。
关键词：肺结核；空间聚集性；空间自相关；地理探测器；兴趣点引用格式：胡涛, 王丽娜, 李响, 张正斌, 俞鑫楷. 2024. 面向疾病的空间聚集性与影响因素分析方法. 时空信息学报, 31(1): 65-73Hu T, Wang L N, Li X, Zhang Z B, Yu X K. 2024. Analysis method for disease-oriented spatial clustering and influencing factors. Journal of Spatio-temporal Information, 31(1): 65-73, doi: 10.20117/j.jsti.2024010091 引 言计算机科学、地理信息系统和空间分析技术快速发展，为挖掘多维、海量的疾病数据提供了坚实的技术基础，并广泛应用于流行病的预警、聚类分析、疾病制图等方面（施迅和王法辉，2016；李杰等，2020；陈曦和闫广华，2021）。
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第二节 矢量数据分析的基本方法
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第二节 矢量数据分析的基本方法
地 理 叠置分析的类型 信 1、Intersection 计算输入图形的相交部 息 分。 系 统 原 理
GIS
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第四节 DEM分析
一、概述
人工格网法 三角网法 立体相对法 曲面拟合
二、DEM 建立
三、DEM 应用
等值线插值
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第一节 栅格数据分析的基本模式
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、栅格叠置的作用 1） 类型叠置 即通过叠置获取新的类型。如土壤图与植被图叠置，以分 析土壤与植被的关系。 （2）数量统计 即计算某一区域内的类型和面积。如行政区划图和土壤类 型图叠图，可计算出某一行政区划中的土壤类型数，以及各种类型土壤 的面积。 （3） 动态分析 即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的 叠置，分析由时间引起的变化。 （4）益本分析 即通过对属性和空间的分析，计算成本、价值等。 （5）几何提取 即通过与所需提取的范围的叠置运算，快速地进行范围 内信息的提取
三、多边形叠置分析 多边形叠置分析是将同一地区的两组或两组以上的要素进行叠置，产生 新的特征的分析方法。叠置的直观概念就是将两幅或多幅地图重迭在一 起，产生新多边形和新多边形范围内的属性。
1、内容 1）点与多边形的叠置 点层与面层的叠置 核心算法为判断点是否在多边形内。 2）线与多边形的叠置 线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层)中的多边形 的特征加到另一幅图(或另 一个数据层)的线上。 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。 3）多边形与多边形的叠置
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第一节 栅格数据分析的基本模式
一、聚类分析 根据设定的聚类条件，对原有数据系统进行有选择的 信息提取而建立新的栅格数据系统的方法
这种分析方法经常用于对数据进行分类合并，对遥感影 象等的解译结果进行整理，消除同类地物之间的边界等 作用。
地 理 信 息 系 统 原 理
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第十五章 空间分析方法
空间分析通过对矢量数据、栅格数据等的 空间运算，回答人们特定的问题。对栅格数据 分析来讲，一般存在比较固定的模式，但对矢 量数据来讲，一般不存在固定的模式。
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第一节 栅格数据分析的基本模式
栅格数据分析常见的模式主要有聚类分析、 聚合分析、复合分析、追踪分析和窗口分析等。
§6-4 叠置分析
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3）、多边形与多边形的叠置
（1）定义： 是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根据两 组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形（合成叠置） 或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。 合成叠置需要进行属性合并。方法可用加、减、乘、除，也可 取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。 统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面 积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。
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GIS
第四节 DEM分析 4、DEM应用
1）作为国家地理信息的基础数据；
2）土木工程、景观建筑与矿山工程规划与设计； 3）为军事目的而进行的三维显示； 4）景观设计与城市规划； 5）流水线分析、可视性分析； 6）交通路线的规划与大坝选址； 7）不同地表的统计分析与比较； 8）生成坡度图、坡向图、剖面图、辅助地貌分析、估计侵蚀和径流等； 9）作为背景叠加各种专题信息如土壤、土地利用及植被覆盖数据等，以进行 显示与分析； 10）与GIS联合进行空间分析；
第二节 矢量数据分析的基本方法
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GIS
一、包含分析 判断某个地理元素、实体是否位于另一地理实体范围之内。是一种简单 的空间分析。 二、矢量数据的缓冲区分析 1、 缓冲区的概念 :是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽 度的多边形。 作用： 缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一，一般应用于求地 理实体的影响范围，即邻近度问题。 2、例子：1） 如道路噪声影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲区， 车流量决定缓冲区半径。2）如某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆 炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析等。3）禽流感疫情爆发影 响的范围；4）道路拓宽需拆除的建筑物和搬迁的居民。
第二节 矢量数据分析的基本方法
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GIS
与栅格数据分析相比，矢量数据分析一般不存在模式化的分析处理方 法，表现为处理方法的多样性和复杂性。 1、拓扑叠加，通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加，不仅建立 新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于进行多条件的 查询检索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析等。 2、缓冲区建立，它是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立各种 类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素的空间接近度或邻近性。 它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。例如规划建设一个开发区， 需要通知一定范围内的居民动迁；在林业规划中，需要按照距河流一定 纵深范围来确定森林砍伐区，以防止水土流失等等。 3、数字地形分析：GIS提供了构造数字高程模型及有关地形分析的功能 模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库 容量、表面积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计 和辅助决策提供重要的基础性数据。 4、空间集合分析：空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的条件进行布 尔逻辑运算。
GIS
第四节 DEM分析 一、DEM 概述
1、含义： DEM，（Digital Elevation Models），是国家基础空间数据的重要组成部分， 它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学 表达为：z = f（x，y）。
DTM：当z为其他二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、 重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征，此时的DEM成为DTM（Digital Terrain Models）。
第六章 空间查询与空间分析
§6-5 缓冲区分析
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3、基于矢量数据的缓冲区的建立
多个实体的缓冲 区，各实体缓冲 区的并，半径可 以不同
点的缓冲区
线的缓冲区
面的缓冲
以线状地物为例： 1、线的重采样，对线进行化简， 以加快缓冲区建立的速度。----线 的矢量数据压缩算法。
沿断面采集资料来源于张ຫໍສະໝຸດ 主编的《地理信 息系统教程》所配光盘
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第四节 DEM分析 2) 数据处理
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
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2、DEM 生成
1）人工网格法
在地形图上蒙上格网，逐格 读取中心点或交点的高程值。
3） 规则格网法(Grid)
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第四节 DEM分析 3） 规则格网法(Grid)
规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，此 时，DEM来源于直接规则矩形格网采样点或 由不规则离散数据点内插产生。
结构简单，计算机对矩阵的处理比较方便， 高程矩阵已成为DEM最通用的形式。高程矩 阵特别有利于各种应用。 但Grid系统也有下列缺点： a) 地形简单的地区存在大量冗余数据； b) 如不改变格网大小,则无法适用于起伏程度不 同的地区； c) 对于某些特殊计算如视线计算时，格网的轴 线方向被夸大； d) 由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关 键特征,如山峰、洼坑、山脊等；
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第四节 DEM分析 2）TIN 法
TIN（Triangulated Irregular Network)表示法利用所有采样点取得的离 散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点（各三角形的顶点）连接成相 互连续的三角面（在连接时，尽可能地确保每个三角形都是锐角三角形或是 三边的长度近似相等--Delaunay）。 因为TIN可根据地形的复杂程度来确定采样点的密度和位置，能充分表示 地形特征点和线，从而减少了地形较平坦地区的数据冗余。
（2）应用：寻求和确定同时具有几种属性的分布区域。 例如，土壤类型图（1，2）与城市功能分区图（a,b）叠置， 可得出土壤与分区合成图，也可得出新属性统计表（属性 面 积 ）。
（3）实施步骤
第二节 矢量数据分析的基本方法
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（3）实施步骤
a）对原始数据（多边形）形成拓扑关系。
b) 多层多边形数据的空间叠置，形成新层。 c）对新层中的多边形重建拓扑。 d）删除多余多边形（或处理意义多边形）提取感兴趣的部分。
（4) 难点
a）叠置后会产生大量对用户无关的多边形，在用户做提取前仍需建拓扑，工作量 大。且新层的多边形数目不仅与原多边形数目有关，还与其复杂程度有关，越复杂， 多边形数目越多。 b）由于叠置的多边形往往是不同类型或不同比例尺的地图，在叠置时就会产生一 系列无意义的多边形，即产生多边形叠置的位置误差，需要进行处理。 c）建新多边形拓扑和多边形与新属性的连接，工作量大。
11）虚拟现实(Virtual Reality)；
此外，从DEM还能派生以下主要产品：平面等高线图、立体等高线图、等坡 度图、晕渲图、通视图、纵横断面图、三维立体透视图、三维立体彩色图等。 返回