地理信息系统期末复习重点

地理信息系统期末复习重点第一章数据是对客观事物的符号表示。在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。它可以是字母、数字或其它符号。信息信息是向人们或机器提供的关于现实世界新的知识，是数据、消息中所包含的意 义，它不随载体的物理形式的改变而改变。信息的基本属性：客观性适用性传输性(4)共享性信息与数据的关系：信息和数据是不可分离的，即信息是数据的内涵，数据是信息的表达。地理信息地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息的特征空间特性(2)多维结构(3)时序特征地理数据是指各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态 特征三部分。信息系统的分类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。地理信息系统的特征：与一般管理系统相比，地理信息系统是在空间上的。具有采集，管理，图1-4: GIS硬件组成分析和输出多种地 理空间信息的能 力；具有空间分析，多 要素综合分析和动 态预测的能力； 计算机技术的支持 是GIS的重要特征 地理信息系统的组 成地理信息系统作为 一个功能强大的空问信息系统，主要由四个部分组成:(1)硬件系统；(2)软件系统；地理空间数据；地理信息系统的基本功能1、数据采集与编辑2、数据存储与管理3、数据处理与变换4、空间分析与统计5、产品制作与显示6、二次开发国际公认的最早的地理信息系统 加拿大的罗杰汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统(CGIS )汤姆林森已经成为称为地理信息系统之父。第二章地理信息系统的数据结构 地理空间：(1)地理空间定位框架由平面控制网和高程控制网组成我国现有三种大地坐标系并存：1954年北京坐标系(局部平差)；1980年国家大地坐标系(整体平差)；地心坐标系80坐标系坐标原点位于陕西省渔阳县永乐镇(2)特征实体空间实体实体类型：点(point)、线(line)、面(polygon)、体(volume)等。矢量表不法是如何表小点线面特征实体的1、0维矢量：即空间中的一个点 在二维欧式空间中用唯一的实数对表示；三维欧式空间中用唯一的数组表示； 点没有大小和方向；2、一维矢量：表示空间中的一个线划要素，或者空间对象之间的边界，也称为 链、弧段。在二维欧式空间中用一组离散化实数点对表示；在三维欧式空间中则表示为一组 数组。特点：一维矢量可以闭合，但不能相交。一维矢量具有方向。3、二维矢量：表示空间的一个面状要素，在二维欧式平面上是指由一组闭合弧 段所包围的空间区域。由于面状要素是由闭合分弧段所界定的，故又称为多边形c 4、三维矢量：指三维空间中的实体，也就是由一组或多组闭合曲面所包围的空 问对象。栅格表示法是如何表示点线面特征实体的每一个位置点都表现为一个单元，依行列构成的单元矩阵叫栅格点就是具有一定数值的栅格单元，一条线表现为按线特征相联接的一组单元，- 个面则表现为按二维形状特征相联接的一组单元。空间数据的拓扑关系拓扑邻接。存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。拓扑关联。存在于空间图形的不同元素之间的拓扑关系。拓扑包含。存在于空间图形的同类，但不同级的元素之间的拓扑关系。空间数据结构的类型一、矢量数据结构：利用欧几里得几何学中的点、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。1、简单数据结构（面条结构）2、拓扑数据结构多边形连接编辑：顺序连接组成封闭多边形一组线段的编辑结点连接编辑：顺序连接环绕某个结点所有多边形的编辑3、曲面数据结构曲面是指连续分布现象的覆盖表面。常采用不规则三角形网来拟合连续分布现象 的覆盖表面。Delaunay （狄洛尼）三角网在地形拟合方面表现最为出色，因此 常被用于TIN的生成。二、栅格数据结构：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 值来表示地理实体的一种数据组织形式。点用一个栅格单元表示线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示， 每个栅格单元最多只有两个相邻 单元在线上面或区域用具有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两 个的相邻单元同属一个区域。栅格像元的取舍法则面域面积占优法则（覆盖的面积超过一半）弧线后续像元应与前面已确定的像元边相连或角相连；沿非主方向上不能出现边邻接像元与行（或列）线重合时遵循非凸法则：不形成孤立的凸起像元组栅格尺寸的选择根据研究区域内所要识别的最小面状目标的面积来确定栅格的像元尺寸中心点法：用处于栅格中心处的地物类型或现象特征决定栅0的确定面积占优法：以占据栅格单元面积最大的地物类型或现象 特征决定栅格代码，常用于分类较细，地物类别斑块较小 的情况；（不做统计、重要性法：选取最重要的地物类型或现象特征决定栅格代码，如城镇，交通枢纽等:百分比法；根据栅格内各地理要素所占面积的百分比确定 栅格单元的代码.（统计）数据存储空间要求较大，需要压缩。无损压缩：可以通过一定的解压还原方法，将压缩后的栅格格式图件还原为原始 栅格格式数字图件，信息没有任何损失。有损压缩：存储主要的信息数据，解压还原出来不能完全恢复压缩前图件的原始 状态，信息有所损失。游程编码结构 游程：指相邻同值网格的数量。游程编码：逐行将相邻同值的栅格合并，并记录合并后的栅格的值及合并栅格的 长度。栅格点阵的一行或一列中连续若干个栅格为一个游程。用A, P）表示，A:属性代码值; 压缩效果 冗余度p：该游程最右端唯e在歹*号/游文度。m * nQ:游程数;m：图层网格的行相一innH层网0恪味AmN:原始数据储存空间；K ：压缩后的存储空间。S=N/K差分映射：用当前网格与左邻栅格属性代码数据的差值建立新数据，以便进行游程编码。游程编码数据表和游程索引表（详见第二章4） （ 已知游程编码数据表和游程索引表可以倒推原始值。 ）属性代码值=该行游程 1 的编码值 *（游程 1 列号 -0） +该行游程 2 的编码值*（游程2列号-游程1列号）+该行游程n的编码值* （游程n列号-游程n-1列号）四叉树数据结构将图件覆盖的区域按照四个象限进行递归分割， 直到子象限的属性编码值变为单一为止或达到预定精度的网格大小为止， 对于达到预定精度的网格其覆盖的属性编码值未能单一，则按占据面积大者的属性编码作为该网格的属性编码。MD叫的计算方法Jf0=If*2MDaQ=JfNT （log 2 i）Ik INT（Ik 1/2）kmaxIf MOD（Ik,2） 4kk0MD 码和二进制的关系MD 码的行列号可以反映在其二进制的形式中，列号在奇数位，行号在偶数位栅格模型优点 ：1、数据结构简单2、叠加操作易实现3、能有效表达空间可变性4、栅格图像便于做图像的有效增强缺点：1、数据结构不严密不紧凑，需要用压缩技术解决这个问题2、难以表达拓扑关系3、图形输出不美观，线条有锯齿，需要增加栅格数量来克服，但会增加数据量矢量模型 优点：1、提供更严密的数据结构2、提供更有效的拓扑编码，因而对需要拓扑信息的操作更有效，如网络分析3、图形输出美观，接近于手绘缺点：1、比栅格数据结构复杂2、叠加操作没有栅格有效3、表达空间变化性能力差4、不能象数字图形那样做增强处理GIS的数据来源地图数据遥感图像 超了资料 硬:报告各种比例尺的普通地图和专题地图胶片和数字磁带树型结构模型首位 指标1或其属多维指标结构模社会经济粒人口普查数据、野娜调查或监测爨据等 分类手扶跟踪数字化仪输入点方式：当录入人员按下游标的按键时，向计算机发送一个点的坐标。流方式：录入人员沿着曲线移动游标时，能够自动记录经过点的坐标。距离流方式 时间流方式第三章投影与坐标变换地图投影的基本分类1、投影面与地球面相对位置分类圆锥投影、圆柱投影和方位投影正轴投影、斜轴投影和横轴投影切投影和割投影2、地图投影的变形分类等角投影：投影后为大小不同的圆形等面积投影：投影后面积相等而形状不同的椭圆任意投影：投影后为面积不等形状各不相同的椭圆中国的地图投影选择1: 50万以上采用高斯一一克吕格投影；1: 100万地形图采用Lambert投影，大部分省区图以及大多数这一比例尺的地 图也多采用Lambert投影或属于同一投影系统的 Albers投影；高斯克一吕格投影分带1） 6度带是从0o子午线起，自西向东每隔经差 6为一投影带，全球分为60带， 带号用自然序数1, 2, 3,60表示。2） 3度带，是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为一带，全球划分为120 个投影带。矢量数据向栅格数据转换的方法在矢量表示的多边形边界内部的所有栅格上赋予相应的多边形编号，从而形成栅格数据阵列。（1）内部点扩散算法（2）射线算法（3）扫描算法（4）复数积分算法（5）边界代数算法（炸弹算法）具体怎么做要能说得清楚（第三章 2）栅格数据向矢量数据转换的四个步骤1、多边形边界提取2、边界线搜索3、拓扑关系生成4、去除多余点并进行曲线圆滑基于图像处理的矢量化算法1、图像二值化对扫描获得的灰度图像进行0或1的简化处理。2、平滑（图像预处理）去毛刺模板 去孔洞模板两个模板掌握细化保证细化后曲线的连通性，细化结果是原曲线的中心线，保留线端点剥皮法:从线的边沿两侧开始，每次剥去等于一个栅格宽度的一层，直到最后仅剩下彼此相连的两个栅格宽或恰好一个栅格宽的线划图形为止。骨架法：针对各条矢量化的栅格线，求出线上每一栅格的3*3窗口的属性码之和, 并重复赋值；每一行中最大栅格属性码所在位置即为栅格线的骨架。细化完成后，对提取出来的边界点在计算机中储存一般采用链式编码（弗里曼码）用曲线出发点坐标和线的斜率来描述二值线图形。第五章空间数据的内插分类整体拟合与局部拟合整体拟合：指内插模型是基于研究区域内的所有采样点的特征观测值建立的。局部拟合：指仅用临近于未知点的少数已知采样点的特征值来估算该未知点的特 征值。点的内插和区域内插泰森多边形生成的方法从样本点中任取一点，搜寻与其最近距离的两样本点，结成第一个泰森三角形；从第一个泰森三角形的三个边逐步向外围扩散。 每搜索到一点，形成一个泰森三 角形。直到搜索出全部的样本点为止。用解析几何的方法计算每一个泰弹三四形前边垂直平分线及其垂心。这些垂心连线或垂直平分线与图1线尚造便泰森多边形。趋势面插值中数字卷积滤为的2十算42构造卷积滤波核, 16 ,奇数行、奇数列；卷积模板外系数的分母是核心数值的平方；由卷积核心向四周，元素的数值衰减，并且是等距衰减；该矩阵与其转置矩阵相等区域的内插根据一组分区的已知数据来推求同一地区另一组分区未知数据的内插方法。1、叠置法 2、比重法第四章地理信息系统空间数据库空间数据库：指地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和。空间数据库管理系统：能够定义、查询、检索和维护地理空间数据空间数据库应用系统：由空间分析模型和应用模型组成传统数据模型层次模型网络模型关系模型空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术， 其目的在提取和传输空问信息。简单的空间分析包括空间的查询和空间的量算空间的量算 222 12 nL1、几庄MfXiYi Y 1li1） i线的长度计算（基于矢量的长度算法）i1L m n 2 d基于栅格的长度算法 （基于链码）2）面状地物的面积栅格结构下，多边形面积计算就是统计具有相同属性值的格网数目。缓冲区分析空间缓冲区分析是指根据分析对象的点、 线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。缓冲区分析模型（由近到远计算多个缓冲区和负值才用到的模型，对周围的影响是一个衰减的过程）线性模型二次模型指数模型空间网络分析网络：由点、线的二元关系构成的系统。图：以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之间是否具备某种特定关系的数学系统。最短路标号算法起点标号为0,其他结点标号为8；分析未得到定标的各点，取 T（j）=minT（j）,定标+W。找出所有暂时标号的最小值作为相应结点的固定标号。重复上述步骤，直到v7被定标为止。