Gis地球信息系统复习
Gis复习
地理信息系统定义：地理信息系统由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统的设计来支持空间数据采集、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。该系统通常又由若干个相互关联的子系统构成，如地理数据采集子系统，地理数据管理子系统，地理数据处理和分析子系统，地理数据可视化表达与输出子系统等
地理系统操作对象：其操作对象为地理数据或称为空间数据根据其研究范围，可分为：全球系统、区域系统和国家系统根据其研究内容，可分为：专题系统和综合系统根据其使用数据模型，可分为：矢量系统、栅格系统和矢栅混合系统
地理系统基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型
地理系统研究内容：1.资源管理，2.区域规划，3.国土监测，4.辅助决策
地理信息系统基本功能：数据的采集、管理、处理、分析和输出
地理信息系统的特点：①具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性。②为管理和决策服务，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生决策支持信息及其它高层地理信息。③由计算机系统支持进行地理空间数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用到空间数据之上产生有用信息，完成人类难以完成的任务。④计算机系统的支持使得地理信息系统具有快速、精确并能综合地对复杂的地理系统进行空间和过程的动态分析。
数据：通过数字化并被记录下来可以通过被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
属性数据：即非空间数据，是与地理实体相联系的地理变量或地理意义。属性数据分为定性和定量两种。输入方式：属性数据输入是在定义数据结构、建立数据库的基础上，通过信息系统提供的输入界面逐记录(行) 逐字段(列) 录人目标的属性数据项内容。
野外数据的采集方法：包括平板测量、全野外数字测图、空间定位测量。
数据特点：数量性、离散型、具体性
空间数据质量评价指标：1.数据情况说明；2.位置精度或定位精度；3.属性精度；4.时间精度；5.逻辑一致性；6.数据完整性；7.表达形式的合理性
信息：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。
信息特点：客观性、适用性、传属性、共享性、信息不对称性
地理信息特点：空间特征、属性特征、时序特征
GIS发展的历史阶段及主要标志：1.萌芽阶段：20世纪60年代。标志:Tomlinson 提出GIS概念；2.发展巩固阶段：20世纪70年代。标志：Dangermond成立ESRI公司、西方国家政府部门开发各种GIS；3广泛应用阶段：20世纪80年代至今。标志：出现AcrInfo 等软件，GIS应用也向更复杂的区域开发。或者：1. 20 世纪60 年代是地理信息系统开拓起步阶段，在这个阶段，计算机硬件系统的功能还很弱，计算机存储能力很小且磁带存取速度也很慢，极大地制约着地理信息系统的发展，使得图形功能和地学分析功能都非常有限，相应的算法也比较粗糙。；2. 20 世纪70 年代是地理信息系统巩固发展阶段，该阶段计算机硬件、软件技术得到了迅速的发展，而图形、图像卡等技术的发展则增强了人机对话和图形的显示功能，为基于图形的人机交互提供了良好的基础；3.20世纪80年代是地理信息系统技术大发展时期，，由于大规模和超大规模集成电路的问世，退出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通信传输设备的出现为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输时效得到极大地提高；4. 20 世纪90 年代至今是地理信息系统应用普及步阶段，随着各个领域对地理信息系统认识程度和认可程度的提
高，应用需求大幅度增加，导致地理信息系统正向更深的应用层次发展，表现出从地理信息系统走向地理信息服务的趋势。
GIS的发展趋势：正向集成化、产业化和社会化发展方向迈进。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地理信息系统网络化已构成当今社会的热点；④地理信息科学的产生和发展
空间数据的分类：按数据来源分类：1.地图数据，2.影像数据，3.文本数据；按数据结构分类：1.矢量数据，2.栅格数据；按数据特征分类：1.空间数据，2.非空间属性数据；按几何特征分类：1.点，2.线，3.面、曲面，4.体；按数据发布形式：1.数字线画图，2.数字栅格图，3.数字高程模型，4.数字正射影像图；特征：空间特征、属性特征、时间特征。数据与信息的关系：数据是信息的载体，是信息的表达形式；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容，数据只有通过解释才有意义，才成为信息。
数据处理的目的：1.把数据转换成为便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；2.把数据加工成对正确管理和决策有用的数据；3.把数据编辑后存储起来，以供后续使用。
地理信息：定义：是地理数据所蕴含和表达的地理含义
我国现存三种大地坐标系系：1954年北京坐标系，1980国家大地坐标系，地心坐标系（WGS），2000国家坐标系
地图投影：将椭圆面上各点的大地坐标系，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标按投影变形性质分为：等角投影、等面积投影、任意投影；按投影面与球的相对关系分为：正轴投影、斜轴投影、横轴投影；按投影面形状分为圆锥投影、圆柱投影、方位投影；按投影面和地球的空间逻辑关系可分为相切和相割产生的三种主要变形：角度变形、面积变形、长度变形
拓扑关系定义及内容：定义：是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系。包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含
矢量数据结构：定义：基与矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。是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特点：能很好地表达地理实体空间分布特征，数据精度高，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获取方法：1.由外业测量获得数字测图，2.由栅格形式转换，3.对现有地图跟踪数字化获得将现有的地图离散化为数据。矢量数据精度取决于坐标点的密度。
栅格数据结构：定义：基与栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构。是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元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特点：与矢量数据结构相比，栅格数据结构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，但当网格边长缩小时，其存储量也迅速增大，冗余度大，对于网络分析比较困难获取方法：1.栅格法，2.转换法，3.扫描数字化，4.分类影像输入。栅格数据精度取决于网格边长的大小
栅格化数据：1.点的栅格化；2.线的栅格化；3.面的栅格化（与矢量化数据同参考教材80页）
经过仿射变换的空间数据之误差：M p=±√Δx2+Δy2
n
地理信息系统中的数据误差类型及来源：类型：数据源误差、数据采集误差、系统处理误差；来源：数据采集过程中（即数据源误差）、数据编辑过程中（即处理误差）、数据使用过程中。或者为空间现象自身存在的不稳定性，空间想象的表达受人为因素影响，空间数据处理中的误差，空间数据使用中的误差
比例尺包括：主比例尺和局部比例尺
常用的地图投影：高斯-克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）、墨卡托投影（等角正切圆柱投影）、UTM投影（横轴等角割圆柱投影）、兰勃特投影（等角正轴割圆锥投影）。高斯投影与UTM投影详见教材74页与77页。
大地经纬度：是大地经度与大地纬度的合称.地球表面是不规则面,为了能用数学方法表示,把它设想成一个大小和扁率与地球最为接近的旋转椭球体,称为地球椭球体.通过地球椭球体中心,并同其旋转轴垂直的平面,称为椭球体赤道面,它与地球表面相交的线,称为赤道；通过地面A点和地球椭球体旋转轴的平面,称A点的大地子午面.A点的大地子午面与起始大地子午面（本初子午面）间的夹角L,称为大地经度.通过A点的地球椭球体的法线与赤道平面的夹角B,称为大地纬度.
天文经纬度：是指以地面某点铅垂线和地球自转轴为基准的经纬度.包含地面某点A的铅垂线和地球自转轴的平面称A点的天文子午面,此子午面与本初子午面间的夹角λ称A点的天文经度,A点的铅垂线与地球赤道平面的夹角φ称A点的天文纬度.
地心经纬度：是地心经度和地心纬度的合称.包含地面某点地心之间连线和地球自转轴的平面,称为地心子午面.A点的地心子午面与本初子午面之间的夹角,称地心经度；A点同地心之连线与地球赤道面所成的夹角,称地心纬度.
大地水准面：指平均海平面通过大陆延伸勾画出的一个连续的封闭曲面。大地水准面包围的球体称为大地球体。从大地水准面起算的陆地高度，称为绝对高度或海拔。
地球椭球体：也称为拟地球椭球体、似地球椭球体，近似的代表地球大小和形状的数学曲面，一般采用旋转椭球。
参考椭球体：形状、大小一定，且经过定位，定向的地球椭球体称为参考椭球。是与某个区域如一个国家大地水准面最为密和的椭球面。参考椭球面是测量计算的基准面，法线是测量计算的基准线。