《GIS在水土保持监测中的应用.ppt

GIS是地理信息系统Geographical Information System的英文缩写。中文翻译有时也译成“土地资源 与环境信息系统”和“土地资源信息系统”。 一、地理实体 地理实体描述的是分布于地球表面的自然现象。 地理实体的空间特性十分明显，这里“地理”二字是 指地理坐标参照系统，是广义的，是一个空间概念。 地理实体是一种综合体，按其内容可以分为自然要 素和社会要素。 二、地理数据 地理数据有两个要素，即空间数据和属性数据。 地理要素的数据表示 ：按其空间分布特征可抽象归 结为点、线、面三种数据表示 。 空间数据 ：空间数据是地理信息系统的数据基础，是 关联地理特征的各种信息纽带。空间数据可分为图形数 据和关系数据。 属性数据 ：属性数据是人类在生活和生产实践中产 生的各种复杂的信息，表达方式是字符串、各种代码或 统计数值等。 三、地理信息系统 地理信息系统是在公共的地理基础、标准化的数据管理和多维信息结构的基础上建立的。它具有信息共享、区域综合分析、及时反应、辅助决策、动态预测的基本特点。它与其它管理信息系统的最大差别在于，这种系统的处理对象为空间实体，它的工作过程主要是通过空间实体的空间位置与空间关系来进行的，当然也可以通过它们的属性来实现。它除对空间数据管理、检索外，还必须进行各种运算和分析。输出成果除了数据、表格、文字外，主要形式是图形即各类专题图。而其它管理信息系统则没有空间概念。 一、地理信息系统的基本组成 （一）基础部 组织管理机制：组织机构、人员分工、管理方法和 规章制度等； 计算机硬件系统：中央处理机、数据的输入和输出 设备、数据存储设备、网络传输设备等； 计算机软件系统：软件系统是地理信息系统的重要 组成部分。除具备基本的操作系统、数据库管理系统、 高级语言编译系统软件外，还应具有丰富的能满足地理 信息系统基本功能需求的应用软件。 （二）功能部分 数据采集：对多种形式、多种来源的信息，实现多 种方式的数据录入。 数据编辑：修改、增加、删除、更新数据。 数据存储管理：以某种格式将数据记录在计算机内 部或外部存储介质上。 数据查询与空间分析：基本的查询与空间分析操作 主要包括缓冲区分析，拓扑叠加分析、拓扑空间查询等； 操作运算与应用分析 ：数据格式变换、多边形叠合、 拼接、切割等操作 ；算术运算、关系运算、逻辑运算、 函数运算等。 应用分析功能可实现空间信息量测分析、统计分析、 多要素综合分析等。 数据显示与成果输出：结果以地图、报表、统计图 表等形式显示和输出。 二、空间数据结构（一）栅格数据结构 栅格数据结构实际就是象元阵列，象元的位置由所 在行列号来定义，且具有每个象元记录相应空间实体的 属性值。所以栅格数据又称为“属性明显，位置隐含”的 空间数据表达方式。每个象元是最基本的信息存储单元 和处理单元。 点实体表示为一个象元；线实体则表示为在一定方 向上连接成串的相邻象元集合；面实体由聚集在一起的 相邻象元集合表示。 减少栅格数据存储量的栅格数据压缩编码方式有， 费尔曼链式编码、游程长度编码、块式编码、四叉树编 码等。 （二）矢量数据结构 矢量数据结构适合于描述地理实体的空间属性，它 直接以取样点坐标为基础，通过记录坐标的方式，体现 地理实体的空间位置。 点实体：用一对坐标（X，Y）来定位； 线实体：用坐标对的集合[（X1，Y1)，(X2，Y2)， ……（Xn，Yn）] 来记录； 面实体：通过记录面状地物的边界来实现。 数据的存储采用隐式关系以最小的空间存储复杂的 数据。 （三）栅格和矢量数据结构的数据比较 三、空间数据的基本特征及拓扑结构（一）空间数据的基本特征 1 ．空间分布特征：地理信息系统的数据内容涉及 到分布于地球表面的自然现象，并跟其空间位置有关。 2．属性特征：由于地理特征存在着内在本质差异， 因而具有不同的属性。 3．时间特征 ：地理实体的时间特征是人们所收集 和存储的有关地理实体的某些属性记录具有着在某一时 间范围内的特征，不同的时间特征可以反映出地理实体 的动态变化。地理实体的这种时间特征一般是通过属性 码来表示的。 （二）拓扑结构 1．面积定义：由一个或 多个弧段围成的闭合区域来 确定多边形面积的。 2．邻接性：邻接性是确 定多边形相互之间的邻接关 系