地理信息系统概论复习重点黄杏元.doc

地理信息系统概论
第一章
1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事情的特征和状况。
2、信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
2(1) 信息与数据的关系：数据是信息的表达式，是信息的载体。
2（2）信息的特点：a.信息的客观性;b.信息的适用性 ;c.信息的传输性; d.信息的共享性.
3、数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析和预测等操作。
4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。
6、地理信息系统是由计算机硬件、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。
7、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
8、地理信息系统的基本功能：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程。（最基本功能：数据采集、管理处理、分析和输出）
9、地理信息系统的应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。
10、GIS发展状况：
1、 地理信息系统已成为一门综合性技术
2、 地理信息系统产业化的发展势头强劲
3、 地理信息系统网格化已构成当今社会的热点
4、 信息系统科学的产生和发展
第二章
1、空间数据的分类：（1）按数据来源：地图数据，影像数据，文本数据。
（2）按数据结构：矢量数据，栅格数据。
（3）按数据特征：空间数据，非空间属性数据。
（4）按几何特征:点，线，面、曲面，体
2、 按数据发布形式：数字线画图（DLG），数字栅格图（DRG），数字高程模型（DEM），数字正射影像图（DOM）。
3、空间数据的基本特征:
①　 空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相地 理现象和过程的空间关系。
②　 属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质。
③　 时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。
4、空间数据的基本信息：（P44）
（1）三条呈不同分布状态的交通线：一条近乎直线(C1和C2组成)，一条呈S形（C3），另一条为环状(C4)。表示它们在地球表面上呈不同分布状态，称为定位信息。
（2）三条分别具有不同等级的交通线：近乎直线的C1和C2为主干道，呈S形的C3为次干道，成环状C4的为支路，称为属性信息。
（3）三条互相具有关联关系的交通线：主干道和次干道在节点N2处相连接，主干道的节点N1和N2相邻接，节点N2分别与三条弧段C1、C2和C3相关联等，称拓扑信息。

5、空间数据的拓扑关系包括：
（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的拓扑关系
（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
6、空间拓扑关系的意义：
（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或计算距离，就可以确定一种地理实体相对另一种地理 实体的空间位置关系；
(2) 利用拓扑数据有利于空间要素的查询；
（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
7、空间实体的表达方法种类：点、线、面、曲面和体（基本形式：矢量和栅格）
矢量数据结构是利用欧几里得（Euclid）几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。此数据组合方式能很好地表示地理实体的空间分布特征，精确度高，数据存储的冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。
栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值，每个网格对应一种属性。其空间位置用行和列标识。
8、矢量数据：优点：能很好的表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，存储冗余度低。
缺点：对于多层空间数据的叠合分析比较困难。
栅格数据：优点：表达地理要素比较直观，容易实现多层数据的叠合操作，便于与遥感图像及扫描输入数据相匹配使用。
缺点：对于网络分析比较困难。
9、矢量数据结构与栅格数据结构的比较
数据类型
比较类目
矢量数据
栅格数据
数据大小
 数据存储量小
数据存储量大
拓扑关系
用网络连接法能完整描述拓扑关系
难于建立网络连接关系
数据获取
获取数据慢
快速获取大量数据
数据输出
输出简单容易，绘图细腻、精确、美观 输出
速度快，但绘图粗糙、不美观
    数据结构
数据结构复杂
数据结构简单

10、游程编码：指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，也称行程，游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量（即游程），其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。
第三章
1、数据变换指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正和地图投影转换等，以实现空间数据的几何配准。包括几何纠正和投影转换
2、几何转换是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正，包括仿射变换、相似变换和二次变换等类型。
3、投影转换方式：
（1）正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影的数字化坐标x、y变换到另一种投影的直角坐标系X、Y。P79
（2）反解变换：即由一种投影的坐标反解出地理坐标（x、y→B、L），然后将地理坐标代入另一种投影的坐标公司中（B、L→X、Y），从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换（x、y→X、Y）。
4、投影转换的方法：解析转换，数值转换，解析—数值转换。
5、地图投影分为：等角投影、等面积投影和任意投影
6、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。方法有：点的栅格化、线的栅格化和面的栅格化，点的栅格化是线和面的栅格化的基础。
7、（1）点的栅格化的算法：设矢量坐标点（x，y），转换后的栅格单元行列值为（I,J）则有I =[y - ymin / dy] J = [x - xmin / dx]
(2) 线的栅格化的算法（P82）
(3) 面的栅格化的算法：（P85）
8、栅格数据结构向矢量数据结构的转换又称为矢量化。分为基于图像数据的矢量化方法和栅格数据的矢量化方法
9、遥感与GIS数据的融合
（1） 遥感影像与数字线画图（DLG）的融合
（2） 遥感影像与数字地形模型（DEM）的融合
（3） 遥感影像与数字栅格图（DRG）的融合
10、不同格式数据的融合主要几种方法：基于转换器的数据融合、基于标准的数据融合、基于公共基础接口的数据融合、基于直接访问的数据融合。
11、空间数据的压缩：即从空间坐标数据几何中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。
12、点的内插：（1）分块内插法：线性内插，双线性多项式内插法，二元样条函数内插法；
（2) 逐点内插法：移动拟合法，加权平均法，克里金法；
（3）整体内插法：N次多项式拟合法。
13、区域的内插：叠置法，比重法。
14、拓扑关系编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑。
第四章
1、元数据：用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据。
2、空间数据库主要是为GIS提供空间数据的存储和管理方法。空间数据的存储和管理方法通常由两种方式：空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理。
3、空间数据库设计的过程和步骤：需求分析（地理现象和过程）→概念设计（数据库的概念模型）→逻辑设计（数据库的逻辑模型）→物理设计（数据库的存储模型）→空间数据库
4、空间数据查询：空间关系查询类型，属性数据查询，空间属性联合查询，空间查询语言。
5、概念模型有语义数据模型和面向对象模型
6、空间数据库索引就是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包括空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。
7、空间数据库索引：范围索引，格网空间索引，四叉树空间索引。
第五章
1、空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息。
2、DTM：地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述，地形表面形态的属性信息一般包含高程、坡度、坡向等。
DEM：是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据。
TIN：不规则三角网的缩写，根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络，数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置，能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点表示数字高程特征。
3、空间分析的方法：数字地形模型分析，空间叠合分析，空间邻近度分析，空间网络分析。
4、有关地形计算、地形剖面线计算（P148 - P157）
第六章
地理信息系统的应用模型：土地定级估价模型，适宜性分析模型，发展预测模型，区位选择模型，交通规划模型，地球科学模拟模型。

第八章
地理信息系统产品的输出分类：
（1）按输出的载体类型分:常规地图和数字地图；
（2）按输出的内容形式分：全要素地形图，各类专题地图，遥感影像地图，统计图表与 数据报表。