地理信息系统复习资料

地理信息系统考试资料
第一章绪论
一. GIS概念：在计算机硬件、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。

GPS概念：具有海陆空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一带卫星导航与定位系统。

RS概念：是一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。

二.信息：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

（信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

）
三.地理信息系统的构成（5页）
1、硬件系统：计算机主机，数据输入设备（数字化仪、图像扫描仪、键盘等），数据存储设备（光盘刻录机、活动硬盘等），数据输出设备（笔式绘图仪、激光打印机等）。

2、软件系统：计算机系统软件，地理信息系统软件和其他支撑软件。

3、地理空间数据：基本上有三种互相联系的数据类型，某个已知坐标系中的位置，实体间的空间相关性，与几何位置无关的属性。

4、系统开发、管理与使用人员：人是GIS中重要构成因素，地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作业。

四.地理信息系统的应用（10页）
1、测绘与地图制图。

集中体现在：地图数据获取与成图的技术流程发生根本的改变；地图的成图周期大大缩短；地图成图精度大幅度提高；地图的品种大大丰富。

2、资源管理。

资源清查时地理信息系统最基本的职能，主要任务是将各种来源的数据汇集在一起，并通过系统的统计和覆盖分析功能，按多种边界和属性条件，提高区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现，如土地利用类型的分布、利用类型等。

3、城乡规划。

城市与区域规划中涉及资源、环境、人口、交通、文化等大量数据，地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。

为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其他测绘部门的查询服务。

4、灾害监测。

利用地理信息系统，借助遥感测的数据，可以有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算，为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。

5、环境保护。

为实现环境监测与管理的科学化、自动化提供最基本的条件；在区域环境质量现状评价过程中，可实现对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态；在野生动物保护中，可帮助改变目前濒于绝种的动物。

6、国防。

为军事决策提供24小时的实时服务，在一定程度上决定了战争的成败。

7、宏观决策支持。

利用地理信息系统拥有的数据，通过一系列决策模型的构建和比较分析，为国家宏观决策提供依据，如对系统支持下的土地承载力的研究、三峡区域的研究等。

第二章空间信息基础
一.元数据概念：是对数据资源的描述，就是关于数据的数据，用于描述要素、数据集或数据集系列的内容、覆盖范围、质量、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式等有关的信息。

空间数据的最小单元：是元数据
二.元数据的主要作用：（25页）
第三章空间数据结构
一.空间数据的概念：用于描述有关空间实体的位置、形状和相互关系的数据，以坐标和拓扑关系的形式存储。

用来描述来自于现实的目标，将数据统一化，借以表明空间实体的形状大小以及位置和分布特征。

二.栅格数据与矢量数据的优缺点比较：
优点：栅格数据具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于实现，且操作简单，有利于基于栅格的空间信息模型的分析；栅格数据的图形运算简单低效，输出表示直观且便宜，数据共享容易实现；栅格数据格式简单，容易实现；数据结构相对简单，有利于遥感数据的匹配应用和分析，数学模拟方便。

矢量数据具有“位置明显、属性隐含”的特点，它的数据表达精度较高，数据存储量小，输出图形美观且工作效率较高；图形精度高，用网格链接法能完整地描述拓扑关系，有利于网络和拓扑分析、空间查询；图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现。

缺点：栅格数据表达的图形精度不高，数据存储量大，工作效率低；拓扑和网络分析难以表达，不易实现；投影变形花时间。

矢量数据操作、数据结构较复杂，难于实现；数据共享不易实现，现实和绘图费用抽象、昂贵；软件实现技术要求比较高，多边形叠合等分析相对困难。

第四章空间数据库
一.数据库的概念：就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。

二.数据概念：数据是关于自然、社会现象和科学试验的定量或定性的记录，是科学研究最重要的基础；研究数据就是对数据进行采集、分类、录入、储存、统计分析，统计检验等一系列活动的统称。

三.传统数据库系统的数据模型：层次模型，是数据处理中发展较早，技术上较成熟的一种数据模型，反映现实世界中实体间的层次关系，特点是将数据组织成有向有序的树结构。

网络模型，反映现实世界中实体间更为复杂的联系，其基本特征是，结点数据间没有明确的从属关系，一个结点可与其他多个结点建立联系。

关系模型，把实体之间的联系用二维表形式表现，优点有方式简单灵活、数据操作高度灵活。

第五章空间数据采集与处理
一.数据源种类（70页）
1、地图；
2、遥感影像数据；
3、统计数据；
4、实测数据；
5、数字数据；
6、各种文字报告和立法文件。

二.误差的类型
1、源误差。

地面测量数字数据的误差；地图数字化数据的误差（有制图误差、数字化误差）；遥感数据误差（有数据获取误差、数据预处理误差、数据转换误差、人工判读误差）。

2.操作误差。

由计算机字长引起的误差；由拓扑分析引起的误差；数据分类和内插引起的误差。

第六章GIS空间分析原理与方法
一.8个概念
1、叠加分析：是指在统一的空间坐标系下，每次将同一地区的两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。

是指在统一空间参考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据的过程。

2、缓冲区分析：是指根据数据库的点、线、面实体基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。

3、网络分析：网络分析是对网络中所有传输的数据进行检测、分析、诊断，帮助用户排除网络事故，规避安全风险，提高网络性能，增大网络可用性价值。

关于网络的图论分析、最优化分析以及动力学分析的总称。

4、领域分析：
邻域功能——所谓邻域是指具有统一属性的实体区域或者焦点集中在整个地区的较小部分实体空间。

邻域功能就是在特定的实体空间中发现其属性的一致性。

它包括直接邻域和扩展邻域。

5、拓扑：
拓扑结构是指分布式系统中各个计算单元之间的物理或逻辑的互联关系，结点之间的拓扑结构一直是确定系统类型的重要依据。

数字地球——就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与认识。

(李德仁)
6、DEM/DTM（108页）
DEM：是地形曲面的数字化表达，是DTM的一个子集，是用x,y,z的坐标对地球表面地形地面的一种离散数字表达，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。

DTM：是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

数字地形模型DTM ——是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

（是对地形起伏形态的数字表达，代表着地形特征的空间分布，它由对地形表面取样所得到的，并按一定结果组织在一起的一组点的平面位置和高程数据以及一套对地面进行连续飙升的算法所组成。

）
7.电子地图概念：利用数字地图经可视化处理的屏幕地图。

具有地图的符号化数据特征，并能实现计算机屏幕快速显示，可供人们阅读的有序数据集合。

8.数字化概念：把模拟形式的数据转换为计算机可以读取的数字形式。

（数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。

）（一解）
（数字化将任何连续变化的输入如图画的线条或声音信号转化为一串分离的单元，在计算机中用0和1表示。

通常用模数转换器执行这个转换。

）（二解）
第七、八章在信笺纸上
第九章
WebGIS——Internet和WWW技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS互操作的一条最佳解决途径。

从Intemet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。

是在INTERNET信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能。