第4章 空间数据表达汇总
空间数据的转换和处置
图4.19 数据格式转换工具
4.2 数据格式转换
基于文件旳空间数据类型涉及对多种GIS数据格式 旳支持，如coverage，shapefile，grid，image和 TIN。Geodatabase数据模型也能够在数据库中管理 一样旳空间数据类型。
表1 ArcGIS 中旳数据类型
• 基于文件旳 • 基于数据库旳空
• 4.2.2 数据格式转换
1. CAD数据旳转换 CAD数据是一种常用旳数据类型，例如大多数
旳工程图、规划图都是CAD格式。ArcGIS中旳要 素类，Shapefile数据能够转换成CAD数据，CAD数 据也能够转换成要素类和地理数据库。
4.2 数据格式转换
（1）数据输出CAD格式：将要素类或者要素层转换成CAD数据。 可利用Conversion Tools工具箱，To CAD 工具集中旳Export to CAD命令。
4.1 投影变换
单击
图标
图4.3 Define Projection对话框 图4.4 Spatial Reference属性对话框
4.1 投影变换
4.1.2 投影变换
投影变换（Project）是将一种地图投影转换为另 一种地图投影，主要涉及投影类型、投影参数或椭球 体 等 旳 变 化 。 在 ArcToolbox 旳 Data Management Tools工具箱,Projections and Transformations工具 集中分为栅格和要素类两种类型旳投影变换，其中对 栅格数据进行投影变换时，要进行重采样。
空间数据
间数据
Coverages Shapefiles Grids TINs
• Images（多 种格式旳）
Oracle Oracle with Spatial DB2 with its Spatial Type Informix with its Spatial Type SQL Server
地理信息系统考点整理
第一章绪论：1. 基本概念地理数据：各种地理特征和现象间关系的数字化表示。
（地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像和图形的总称。
）地理信息：有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释（特征：空间、时间、属性）地理信息系统：在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
2. GIS的定义：即地理信息系统（Geographic Information System或Geo—Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
3. GIS由哪几部分组成?①硬件系统：输入设备、处理设备、存储设备和输出设备②软件系统：GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件③网络：局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet；主要作用信息传输④空间数据：是指地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据⑤人员4. GIS的主要功能有哪些①空间数据的采集和输入②空间数据的编辑与管理③空间数据的处理与转换④空间查询与空间分析⑤空间数据的显示与输出应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章1.地理空间数据的描述有哪些坐标系？相互的关系是什么？2.我国常用地图投影，各种投影的适用性1.高斯-克里格投影：横轴切圆柱等角投影（1:50万以上）2.横轴墨卡托投影（UTM，横轴割圆柱等角投影）3.兰勃特等角投影（正轴等角割圆锥投影）（1:100万以下）我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图，均采用高斯投影。
地理信息系统导论第4章 空间数据的采集和空间数据的处理
程注记等。
6
（2）遥感数据 遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有 丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地 质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等 方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是 一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技 术是GIS数据更新的重要手段。
7
（3）文本资料 文本资料是指各行业和各部门的有关法律文档 、行业规范、技术标准、条文条例（如边界条约） 等，这些也属于GIS的数据
12
表4.1 用于数据采集目的的GIS数据分类
13
4.2 空间数据采集的主要方法
4.2.1 GIS数据采集在GIS 为了便于管理和应用，在复杂的计算机世界里 的数据必须按照一定的方式进行组织和存储。地理 信息系统的应用的一项重要工作是采集不同来源和 不同类型的数据，并创建空间数据库。在采集地理 实体几何数据的同时，还要调查其属性信息。另外 ，为了保证采集数据的可靠性和完整性，采集的 GIS数据必须经过检验和进一步的编辑、处理才能 进入GIS。在空间数据库中，所有的地图、影像和 空间数据表格都根据不同的空间表达和记录方式进 行地学编码 14
第4章 空间数据的采集和空间数 据的处理
学习指南 本章论述了GIS数据来源、数据采置、形状、 大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它具有 GIS的数据源有很多，如地图数据、遥感数据
1
空间数据采集的任务是将现有的地图、外业观 测成果、航空照片、遥感图像、文本资料等转换成 GIS可以处理与接收的数字形式，通常要经过验证 、修改、编辑等处理
4.2.2 GIS数据采集的工作流程 所有GIS项目的数据采集都包括一系列连续的 过程，通常其工作流程包括编制计划、准备、数字 化或数据转换、编辑完善、评估五个阶段（图4.3 ）
第四章~空间数据表达
P1
P2
P3
Ⅰ Ⅱ
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
6
9
Ⅱ
Ⅲ
8
1 2 3 4 0
12 13 14 15
树状索引法
点文件 点号 1 2
… 11
坐标
x1，y1 x2，y2
…
4
3 2
Ⅱ
5 13 P1 Ⅰ 12 10 Ⅲ 14 Ⅳ P2 7 15
15
x15，y15
P3
1
6
9
8
4 3 2 Ⅱ 12 Ⅰ 1 6 P2 7 15 P3 5
理解拓扑变换和拓扑属性时，我们可以设想 一块高质量的橡皮，它的表面是欧几里德平 面，可被任意拉伸压缩，但不能扭转折叠。 表面上有由结点、弧、环和区域组成的图形。 若对该橡皮进行任意拉伸、压缩，但不扭转 和折叠，则在橡皮形状的这些变换中，图形 的一些属性将得到保留，有些属性将消失。
拓扑和非拓扑属性
终点 中间点 起点
面:
弧段4
弧段3
弧段2 弧段1
相邻 点—点 点—线 点—面 线—线 线—面 面—面
相交
分离
包含
重叠
主要拓扑关系—拓扑的邻接性
a
结点之间
b
e a b c d e
c b
c
d
a
e
a 1 0 0 1
b 1 1 0 1
c 0 1 1 0
d 0 0 1 1
e 1 1 0 1 -
d
面块之间
3、从摄像机获取：栅格元素数固定 512×512 1024×1024
4、从遥感中获取：周期性，动态性，可自动提 取专题信息。 5、从矢量数据转换成栅格数据
点类型 统一标识
空间处理的知识点总结
空间处理的知识点总结一、空间数据的表示与结构1. 空间数据类型空间数据可以分为点数据、线数据、面数据和体数据四种类型。
点数据表示一个离散的地理位置，线数据表示一条连接点的线段，面数据表示一个封闭的区域，体数据表示一个三维空间的立体结构。
2. 空间数据的结构空间数据的结构可以分为矢量数据和栅格数据两种。
矢量数据采用几何对象的描述方式，如点、线、面等，它们使用坐标来确定空间位置。
栅格数据采用格网的方式来表示空间位置，它们被分割成一个个的像元，每个像元代表一个空间位置。
3. 空间数据的属性空间数据除了空间位置外，还包括一些属性信息，如地物类型、高程、温度等。
这些属性信息可以用来描述空间对象的特征，从而进行更深入的分析和应用。
二、空间数据的处理与分析1. 空间数据的获取空间数据的获取可以通过野外调查、遥感技术、地理信息系统等手段来实现。
野外调查是指直接对地面进行实地观测和测量，遥感技术则是通过卫星、飞机等远距离手段收集空间数据，地理信息系统则是通过各种传感器和测量设备来获取空间数据。
2. 空间数据的存储空间数据的存储可以采用数据库、文件系统等方式来实现。
数据库是一种结构化的数据存储方式，它可以对空间数据进行高效的管理和检索。
文件系统则是一种非结构化的数据存储方式，它更适合小规模的空间数据管理。
3. 空间数据的分析空间数据的分析可以采用空间统计、空间建模、地理数据挖掘等方法来实现。
空间统计是指对空间数据的统计特征进行分析，如聚类分析、空间分布分析等。
空间建模是指通过数学模型来描述空间对象的行为和规律。
地理数据挖掘则是指从大量的空间数据中发现隐藏的模式和关联。
4. 空间数据的可视化空间数据的可视化可以采用地图、图表、三维模型等方式来实现。
地图是一种直观的方式来展现空间数据，它可以通过不同的颜色、符号、标签等来表示不同的属性信息。
图表是一种统计的方式来展现空间数据，它可以直观地展示空间数据的分布和变化。
三维模型则是一种模拟的方式来展现空间数据，它可以更直观地展现空间对象的形状和结构。
第四章空间查询分析表达()演示课件-精选.ppt
[ wat er _st d] * 0. 5+[ r ai l _st d] * 0. 15+[ t r ans_st d] * 0. 35
标准化铁路支线建设费用栅格
标准化煤炭运输费用栅格
Rail_std
考虑因子权T重rans_std
综合评价栅格
Map Calculator [ wat er _st d] * 0. 5+[ r ai l _st d] * 0. 15+[ t r ans_st d] * 0. 35
输出图层的空间数据 输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性
《地理信息系统》
植被类型
道路
《地理信息系统》
多边形和多边形的叠合
布尔计算（Boolean），交 集、并集、补集
clip与intersect区别
《地理信息系统》
《地理信息系统》
McHarg, Design with Nature
属性的查询与计算 累计、求和、求平均……
《地理信息系统》
文查图(属性查询)
逻辑查询(SQL查询)
图查文(几何查询)
空间关系的查询
《地理信息系统》
《地理信息系统》
量算
几何量算：空间事物的几何特征，几何位置、形态参数的简单计算
点：0维，坐标——获取空间位置信息 线：1维，长度、曲率、方向 面：2维，面积、周长等 体：3维，表面积、体积等（体积的计算，曲面与基准平面之间的空间体积）
J
13
L
线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
起结点 A B C D E F E F H I D I J
终结点 D F D E F G J J I J I K L
地理信息系统原理简答题题库汇总
第一章绪论1.什么是地理信息系统（GIS）？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？2.阐述GIS的相关学科及关联技术，并就GIS基础理论的建立和发展问题，发表你的意见和观点。
3. GIS可应用于哪些领域？试论述GIS的应用和发展前景。
4.你对GIS社会化的发展趋势是怎么理解的？第二章GIS的构成与功能1.GIS由哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？2.与其他地理信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？第三章空间数据获取1.空间数据的基本内容有哪些？各种数据有哪些基本特征？2.空间数据共享的方法有哪几种？阐述空间数据共享问题：除技术因素外，主要存在哪些方面的问题？3.空间数据的获取方式有哪些？第四章空间数据的表达1.什么是空间实体？试述空间实体之间的空间关系。
2.什么是矢量数据结构？什么是栅格数据结构？试比较两种数据结构的优缺点。
3.举例说明矢量数据结构中的拓扑关系。
4.试述栅格数据结构的编码方法。
第五章空间数据处理1.谈谈空间数据处理的主要内容有哪些？2.比较点在多边形内的判别方法：射线法和弧长法的优缺点。
3.试述欧拉定理及其作用。
是否欧拉定理满足，图形的空间关系就是正确的？4.在什么情况下需要用矢量到栅格的转换，什么情况下需要用栅格到矢量的转换？第六章空间数据管理1.文件管理系统与数据库管理系统有哪些异同点？2.常用的数据库模型有哪些？试比较其优缺点。
3.试述空间数据的管理模式，并比较其优缺点。
第七章空间查询与空间分析1.什么是空间数据的查询？2.对空间数据的查询有哪些形式和手段？3.栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同？4.什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。
5.泰森多边形有什么特点？如何建立？6.常用的网络分析有哪些？对GIS应用有何价值？请举几个例子说明。
7.DEM有哪几种常用的生成方法，它的主要优缺点是什么？8.地形分析有哪些主要内容及其运算模型？第八章空间数据的可视化与地图制图1.地图语言有哪些内容？2.地图输出有哪些方式，各有什么优缺点？你理想中的地图输出方式是什么？3.矢量点、线、面符号是怎样绘制的？4.栅格点、线、面符号是怎样绘制的？第九章GIS的应用1.叙述基于GIS的地学应用模型的建模步骤和方法。
第四章 空间数据库
4 点-线查询 查询某点实体一定范围内的线实体。步骤
： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第三十二页，共四十三页。
(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
本次您浏览到是第三十三页，共四十三页。
5 线-线查询
查询与某个线实体相连的其他线实体。步骤：
(1)激活线图层，选择一条线
本次您浏览到是第三十四页，共四十三页。
本次您浏览到是第十三页，共四十三页。
本次您浏览到是第十四页，共四十三页。
网状模型用连接指令或指针来确定数据间的显 式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方 式 。网络模型将数据组织成有向图结构，结构 中结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间 的关系。
存在以下问题：1）结构复杂，增加了用户查询 和定位的困难。要求用户熟悉数据的逻辑结构， 知道自身所处的位置。（2）网状数据操作命令 具有过程式性质（3）不直接支持对于层次结构 的表达。
(2)SQL查询
输入查条件
本次您浏览到是第三十五页，共四十三页。
6 面-线查询 查询经过某个面实体的线实体。步骤：
(1)激活面图层，选择一个面
本次您浏览到是第三十六页，共四十三页。
(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
本次您浏览到是第三十七页，共四十三页。
7 点-面查询
查询某个点实体被包含在哪个面实体内部。 步骤： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第二十四页，共四十三页。
点、线、面实体相互关系的9种查询： 1 点-点查询
查询某点实体给定距离范围内的其他点 实体。如200km。步骤： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第二十五页，共四十三页。
(2)SQL查询（200km以内的其他点）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
❖1.2 地理现象
➢ 地理现象的抽象过程
现实世界地圈理、系生统物主圈要、涉大及气地圈球和表电层离空层间，包括：岩石圈、水 GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间 地图
圈、生物圈、大气圈和电离层
GIS目前主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
自然环境系统
社会经济环境系统
地貌、土壤、气候、土地利用、 水文、生物、海洋……
人口、工业、农业、交通、 建筑、商业、科学、教育、 卫生、金融……
人地关系系统
地理系统的内部构成及其与外部系统的联系
地理系统中的各种要素特征都与地理空间位置有关
➢ 2）一维空间对象的定义
➢ 一维对象即线状空间实体，由一列有序坐标串表 示，有如下特性： 实体长度：从起点到终点的总长 弯曲度：用于表示像道路拐弯时弯曲的程度 方向性：河流方向是从上游到下游，公路则有 单向与双向之分
一维对象可以分为： 线段：两点之间的直线 弦列：相互连接无分支的线段 弧：曲线轨迹，可以用数学函数定义 拓扑连线：两个节点之间的拓扑连接，由结点 的顺序确定其方向
1. 地理系统与地理现象
❖1.1 地理系统 ❖1.2 地理现象
❖1.1 地理系统
➢ 地理系统
地理系统是一个开放的复杂系统 地理系统主要涉及地球表层空间，包括：岩石圈、水
圈、电离生层物圈、大气圈和电离层 GIS目大前气圈主要涉及的范围主要为岩石圈和大气圈之间
生物圈 水圈
GIS涉及的范围
岩石圈
地理系统、GIS所涉及的地理系统范围
第四章 空间数据 的表达
本章主要介绍 ➢地理现象 ➢空间实体类型 ➢空间数据表达方法（数据结构）
本章内容：
1. 地理系统与地理现象 2. 空间对象及其定义 3. 空间对象关系 4. 空间数据的矢量表达 5. 空间数据的栅格表达 6. 混合数据结构与一体化数据结构 7. 镶嵌数据结构 8. 四叉数数据结构 9. 超图数据结构 本章重点与作业
位置：可用坐标描述，也可用其它形式（如邮政 编码）
空间特征：也是位置信息的一种，如维数、类型 及实体的组合
实体的行为和功能：是指在数据采集过程中不 仅要重视实体的静态描述，还要收集那些动态 的变化，如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建 筑的变形等
实体的衍生信息：如一个实体有许多个名称
实体的维数：分零维、一维、二维、三维、甚 至四维（三维 + 时间）
呈线状分布的地理现象 自然：河流、海岸 人工：铁路、公路、地下管线、行政边界
有单线、双线和网状之分；可以用一线状坐标串 或封闭坐标串表示（狭长的水面）
呈面状分布的地理现象 人工：水库、建筑物、机场 自然：土壤、耕地、森林、草原、沙漠、湖泊 呈大范围的连续分布；用封闭坐标串表示
呈体状分布的地理现象 从三维角度观测 自然：云、水体、矿体 人工：高层建筑物、地铁站 特点是向三维方向扩展，但通常处理成二维平面 形式；要正确表示成体的形式，必须采用三维模 型来描述
念并有等级之分，如 公路实体有公路等级属性值，可以分为一级、二 级公路
实体要素：实体是点、线、面、体多种要素的复杂 组合，是那些基本的、实际的、不可再分的空间单 元（元素）
➢ 2）空间实体的描述
对空间实体的描述有5种内容，即：
识别码、位置、实体特征、实体的角色、行为 或功能以及实体的空间特性
识别码：用于区别同类而又不同的实体，通常用 对象标识码（OID）来表示，如同 类 型
❖2.2 空间对象定义
➢ 1）零维空间对象的定义
➢ 零维对象即点状空间实体，由一组坐标（x,y,z） 说明其位置
➢ 可以分为： 实体点：用来代表一个实体,如塔、浮标 标识点（注记点）：用于定位地图或插图的文 本信息（注记） 面标识点：用于负载多边形的属性，存在于多 边形内 节点：表示线（或弧）的终点和起点 顶点：表示线段和弧段的内部点
地理系统是开放系统 和其他系统有关联、有交往，既有能量物质的 交流，又有信息的交流，例如 地球表层接受太阳光和电磁波、辐射红外线 受天体运动产生的外力作用
地理系统是复杂系统 由成千上万个子系统组成 人、植物、动物、地下矿产、山山水水
地理
➢ 地理系统的两个方面
地球内部系统
地理系统
天体系统
地理系统主要涉及地球表层空间，包括：岩石圈、水
2. 空间对象及其定义
➢ 空间实体(Spatial Entity)是地理空间中不可再分 的最小单元，它不仅反映事物和现象的本质内容， 而且反映它们在地理空间中的位置、分布状况以及 它们之间的相互关系
➢ 空间实体具有：属性、空间位置、空间关系和时间 四种特征
➢ 空间对象（Spatial Object）也称空间目标，它是 对空间现象进行抽象得到的结果,是空间实体的物理 表示,如
控制点、池塘、活树篱笆 ➢ 空间对象的定义与数据模型和数据结构有关，不同
的系统有所不同
➢ 美国空间数据交换标准（STDS）是目前为止对空间 对象定义最为完整的标准
❖2.1 空间对象描述
➢ 1）空间实体的几个概念
目标：也称空间对象，是空间实体的物理表示 实体类型：即实体的几何类型，有点、线、面、体
之分 实体属性：对实体特征的描述，属性有属性值的概
空间数据
遥感影像
特征 关系 行为
观察
选择 分析 抽象 综合
测量：位置 编码：属性 建立关系：
表达
➢ 描述地理现象的四种几何类型
呈点状分布的地理现象 人工：城镇、乡村居民点、交通枢纽、车站、工 厂、学校
自然：火山口、山峰、地震震中、温泉口
可以用一个点位置来描述；是一个相对概念，当 考虑比例尺较大时，可能表示成面
链：非相交的线段或弧的无分支而有向序列， 可以分为：全链、面链、网链
全链：可以显式定位左右多 边形和始终端节点的链
面链：可以显式定位左右多 边形、但不能定位始终端节 点的链
网链：可以显式定位始终端 节点、但不能定位左右多边 形的链
环：是一个由不相交的链或弦列和（或）弧的 闭合系列，它只表示一个封闭的边界，但不表 示封闭内的面积