2022年GIS知识点总结.docx

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1、数据与信息的关系可以表述为：数据是信息的表达形式,是信息的载体；而信息就是数据中包蕴的事物的含义,是数据的内容；地理信息：表征地理圈和地理环境的固有要素和物质的数量、质量、分布特点、联系和规律的文字、数字、图像和图形的总称地理信息系统定义：由运算机硬件、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采集、治理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和治理问题地理信息系统优势：1 空间数据结构和有效的数据集成2 特殊的地理空间分析才能3 快速的空间定位搜寻和复杂的空间查询功能4 强大的图形生成和可视化表达手段5 地理过程的演化模拟和空间决策支持才能地理信息系统基本功能：1 数据的采集与

2、编辑：地理要素转化坐标及属性代码输入运算机2 数据储备与治理：图属一体化储备与治理3 数据处理和变换：数据变化、重构、抽取4 空间分析与统计：空间查询分析、叠合分析、缓冲区分析、数字地势分析、空间统计分析5 产品制作与演示：专题图、统计表、图像6 二次开发和编程：组件式开发数据处理的任务、操作：1 数据变换：对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态,包括投影变换、几何订正、比例尺缩放、误差改正和处理2 数据重构：数据从一种几何状态转换成另一种几何状态,数据拼接、裁剪、压缩、结构转换3 数据抽取：对数据从全集到子集的条件提取、类型挑选、窗口提取、空间内插空间数据基本特点：1 空间特点：指地理现象

3、和过程所在的位置、外形和大小等几何特点,以及与相邻地理现象和过程的空间关系, 包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相像关系等2 属性特点：指地理现象和过程所具有的专属性质,通常包括名称、数量、质量、性质等称为属性数据3 时间特点：指肯定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情形称为时态数据拓扑关系类型、意义：定义：空间实体间的关系与联系类型： 1 拓扑邻接：空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系2 拓扑关联：空间图形的不同类型空间元素间的拓扑关系3 拓扑包含：空间图形的相同类型不同等级的元素之间的拓扑关系为什么引入拓扑：1 依据拓扑关系,不需要利用坐标系或运算距离,就可以确定一种地理实体相对于另一种

4、地理实体的空间位置关系2 利用拓扑关系有利于空间要素的查询3 可以把拓扑数据作为工具,重建地理实体空间数据运算机表示的方法：1 空间分幅：将整个地理空间划分为很多子空间,再挑选要表达的子空间2 属性分层：将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示3 时间分段：将有时间特点的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据,再逐一表示空间数据分类：按数据来源分类：地图数据、影像数据、文本数据按数据结构分类：矢量数据、栅格数据按数据特点分类：空间定位数据、非空间属性数据按数据几何特点分类：点、线、面、曲面、体按数据发布形式分类：数字线划图（DLG ）数据、数字栅格图（DRG ）数据、数字高程模型

5、（DEM ）数据、数字正摄影像（ DOM ）数据矢量数据： 用欧氏空间的点、线、面等几何元素来表达空间实体的几何特点的数据栅格数据： 将空间分割成有规划的网格,在各个网格上给出相应的属性值来表达空间实体的一种数据组织形式矢量数据优点：1 便于面对对象2 数据结构紧凑、冗余度低3 拓扑结构有利于网络分析、空间查询等4 图形显示质量好、精度高矢量数据缺点：1 数据结构复杂2 软件硬件的技术及要求比较高3 多边形叠合等分析比较困难4 显示与绘图成本比较高栅格数据优点：1 数据结构相对简洁2 空间分析较简洁实现3 有利于遥感数据的匹配应用和分析栅格数据缺点：1 数据量大、冗余度高、需要压缩处理2 定位

6、精度比矢量低3 拓扑关系难以表达矢量数据结构分类：1 实体数据结构：描述点线面直观数据结构2 拓扑数据结构：描述点线面之间的拓扑关系栅格数据结构类型：1 栅格矩阵结构2 游程（行程）编码结构3 四叉树编码结构4 八叉树编码结构5 链码6 块码表达曲面的方法：不规章三角网（ TIN ） 规章格网（ Grid ） 矢量数据输入与编辑：跟踪数字化、扫描矢量化、数字测图仪、数据结构转换栅格数据输入与编辑：图像扫描、遥感说明、数据结构转换屏幕数字化的过程：1 打开栅格图像文件：将图像文件在系统中打开2 图像配准：设置投影方式,选定坐标单位；在图像上挑选3 个以上掌握点,并输入地图理论坐标,建立图像坐标系

7、与地图理论坐标系的对应关系3 输入空间数据：在打开的数据层中用鼠标依次输入空间实体坐标数据4 输入属性数据：用键盘在属性表里输入实体的属性数据矢量栅格应用原就：数据采集采纳适量数据结构,有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特点的描述,空间分析主要采纳栅格数据结构,有利于加快系统数据的运行速度和分析应用进程面的栅格化方法：基于弧段的栅格化：扫描线算法基于多边形的栅格化：内点填充法、边界代数法、包含检验法栅格转化成矢量：1 二值化：线画图形扫描后产生图像栅格数据2 细化：排除线画横断面栅格数的差异,使得每一条线只保留代表其轴线或四周轮廓线位置的单个栅格的宽度3 跟踪：目的是将细化处理后的栅格数据转换

8、为从节点动身的线段或闭合的线条,并以矢量形式储备线段的坐标基于矢量的压缩方法：间隔取点法、道格拉斯-佩克法、垂距法、光栏法基于栅格的压缩方法 ：游程编码、四叉数编码、块码空间数据内插：通过已知点或多边形分区的数据,推求任意点活多边形分区数据的方法分块内插：（ 1）线性内插：先将全部已知数据连成三角形形成的空间平面的幸好地,使用靠近内插点的3 个已知数据点, 来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面,求出该内插点在平面中的高程值,Z=a+bX+cY ；（ 2）双线性内插：常用在规章分布的已知数据点时,使用最靠近已知点的4 个已知数据点著称一个四边形确定一个双线性多项式来内插其中点高程：Z=a+b

9、X+cY+dXY；（ 3）二元样条函数内插法：4 个已知数据点,在分块插值区用双三次多项式即样条函数模拟地表面,待定点高程：略逐点内插法：（ 1）移动拟合法：对每一个待插值点用一个多项式曲面拟合该点邻近的表面,从而运算出该点的高程值,去待插值点为圆心, R 为半径的圆,称搜寻圆,内各数据点来运算多项式的待定系数；（ 2）加权平均法：原理同上一个,使用加权平均值求解曲面函数！ 应用型 GIS 设计流程：系统分析：使设计达到合理、优化的重要步骤,其工作深化与否,直接影响到将来新系统的设计质量和有用性；系统设计：分为总体设计和具体设计；系统实施：在系统设计的原就指导下,依据具体设计方案的目标、内容和

10、方法,分阶段、分步骤完成系统开发的过程；系统运行与保护： 系统运行是指系统经过调试和验收以后交付用户使用；系统保护是为了保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤；GIS 产品输出类型：按载体的不同进行分类：常规地图和数字地图按输出的内容分类：全要素地势图、各类专题地图、遥感影像地图、统计表、数据表等图形输出系统设计：1 图形坐标系统2 颜色模型3 输出组织形式4 可视化空间数据库设计的过程与步骤： 现实世界 -信息世界 -运算机世界；1 需求分析：系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合2 概念设计：把用户的需求加以说明,并用概念模型表达出来3 规律设计： 把信息世界中的概念模

11、型利用数据局库治理系统所供应的工具映射为数据库治理系统所支持的数据模型,并用数据描述语言表达出来4 物理设计：将数据库规律模型在实际的物理储备设备上加以实现,从而建立一个具有较好性能的物理数据库空间数据查询功能分类：1 针对空间关系的查询2 针对非空间属性的查询3 结合空间关系和非空间属性的查询空间索引： 依据空间实体的位置和外形或空间实体之间的某种空间关系按肯定的次序排列的一种数据结构；常见的空间索引：1 范畴索引：在记录每个空间实体的坐标时,同时记录每个空间实体的最大和最小坐标2 格网空间索引：将区域划分大小相等的格网,记录每个格网内所包含的空间实体在数据库中的地址3 四叉树索引：将区域进

12、行如干层的划分,每个层次是将上层分成四个相等的子区域,判定空间实体在哪一层, 哪一子区域,用子区域编码记录空间实体空间元数据：在空间数据库中用于描述空间数据库的内容、质量、表示方式、空间参考和治理方式的特点的数据,是实现地理空间信息共享的核心标准之一空间元数据的主要作用：帮忙空间数据的使用者查询所需的空间信息,进行空间数据的共享,并进一步处理空间数据；空间分析：基于空间数据的分析技术的地球科学原理为依靠,通过分析算法从空间数据中猎取有关地理对象的空间位置、空间分析、空间分布、空间外形、空间构成、空间演化等信息数字地势分析：地理信息系统中地势起伏的数字化表达和储备形式地势因子：坡度、坡向、曲面面

13、积,曲面曲率、体积、地表粗糙度、高程变异、凹凸系数、分维以及谷脊特点等与地势有关的信息；坡度：局部地表面与四周的地表面间最大的高程变化率；坡向是这个最大变化率所在方向拟合曲面法：采纳二次曲面来拟合局部地势表面,用3*3 的格网来运算中心格网点的坡度和坡向；空间叠合分析：相同的空间坐标系统条件下,将同一地区两个不同地理特点的空间和属性数据相叠加,以产生空间区域的多重属性特点,或建立地理对象之间的空间对应关系空间缓冲区分析：点、线或面等不同实体四周建立肯定宽度的缓冲多边形,以确定不同地理要素的空间邻近性或其影响范畴Voronoi 多边形特点：1 全部多边形都是凸多边形2 顶点是相邻已知点构成的三角形外接圆圆心3 全部这些外接圆内部不包含已知点空间网络分析：通过讨论网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流淌和安排情形对网络结构及资源等的优化问题进行讨论的一种分析方法最短路径：设最短距离确定为红点集,其他的为蓝点集, 初始时红点集只用源点, 按路径长度递增次序产生各蓝点的最短路径, 从蓝中挑选点扩充到红点集,每扩充一个剩余的蓝点路径按新红点作为中间顶点进行修正,如加入新红使某蓝路径最短就该点加入红,直到所需蓝已扩充到红