地理信息系统原理与方法复习.doc

第一章 GIS概述 1、GIS的定义： GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对与空间相关的数据进行采集、输入、处理、组织管理、操作、分析、模拟显示和输出，并采用地理模型分析方法，实时提供地理信息，为复杂的规划、管理和决策服务而建立起来的计算机技术系统 2、地理数据、地理信息与地图： 地理数据 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、联系和规律的数字、文字、图像、图形等的总称。 地理信息 是有关地理实体的性质、特征、和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。具有区域性、多维结构特性和时序特征。 地图 是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并经过制图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量的空间分布和联系以及随时间的发展变化情况。 3、地理信息系统的构成： 计算机硬件系统，计算机软件系统，地理数据，人员，（系统管理操作人员，用户）， 应用模型 计算机系统是核心，空间数据反映GIS的地理内容，管理人员和用户决定系统的工作方式和信息表达方式。 5、GIS的产生 GIS起源于地图自动制图、土地调查和人口普查 计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用，以及政府部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过对数据的分析来为管理和决策服务 1960年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson 提出了把地图变成数字形式的；1963年又提出GIS这一术语，并于1971年建立了第一个GIS－－加拿大GIS（CGIS） 随后GIS以燎原之势在全世界迅速发展起来 地理信息系统的核心问题 位置，条件，变化趋势，模式，模型 GIS的发展趋势（从最终用户的角度）： 8、GIS是 全球 影像分析 卫星 的缩写 第二章 空间数据基础和数据模型 9、地理空间的定位 GIS中的空间概念常用“地理空间”来表述，一般包括地理空间定位框架及其所连接的空间对象 地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和 高程控制网组成 坐标类型：大地坐标（L,B,H）、空间直角坐标（参心和地心）（x,y,z） 、平面直角坐标 国内使用的三种坐标系：54北京坐标系、80国家大地坐标系、CGCS2000坐标系。 不同坐标系的坐标，通过一定数学模型的转换参数，在一定精度范围内可以互相转换。 10、拓扑属性 在拉伸和压缩变换下能够保持不变的几何属性，称为拓扑属性 。 拓扑属性 一个点在一个弧段的端点 一个弧段是一个简单弧段（弧段自身不相交） 一个点在一个区域的边界上 一个点在一个区域的内部 一个点在一个区域的外部 一个点在一个环的内部 一个面是一个简单面（面上没有“岛”） 一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点可以完全在面的内部沿任意路径走向另一个点） 非拓扑属性 两点之间的距离 一个点指向另一个点的方向 弧段的长度 一个区域的周长 一个区域的面积 11、元数据的概念 元数据（Metadata）是关于数据的描述性数据信息，是描述数据的数据，如数据的内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。 元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用，不同领域的数据库，其元数据的内容会有很大差异。通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效利用计算机的系统资源，可以对数据进行加工处理和二次开发等。 科学界关于元数据认识的共同点是：元数据的目的就是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程（CASE）服务。 常见的元数据：图书馆卡片、磁盘的标签、地图的制图元素（图名、图例、比例尺、制图单位、制图时间等）等。 12、空间数据质量的评价： 准确性（Accuracy）：一个记录值（测量或者观察值）与它的真实值之间的接近程度； 空间数据的准确性通常是根据所指的位置、拓扑或者非空间属性来分类的； 可以用误差（Error）来衡量空间数据的准确性。 精度（Precision）：数据精度表示数据对现象描述的详细程度 数据精度和数据准确性的区别： 精度低的数据不一定准确度也低； 数据精度如果超出了测量仪器的已知准确度，这样的纪录数字在效率上是冗余的； 例如：在设计精度为0.1mm的数字化仪上测量返回的坐标数据为（10.11mm,12.233mm），其中就含有冗余的数据； 空间分辨率（Spatial Resolution）：分辨率是两个可测量数值之间最小的可辨识的差异；空间分辨率可以看作是记录变化的最小幅度； 空间分辨率示例：地图上最细线宽度对应的地理范围，遥感图像上一个像素代表的实际地理范围大小 空间分辨率 ∝ 数据精度 比例尺（Scale）：地图上一个记