GIS知识点总结

GIS知识点总结

地理信息的定义：地理信息是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，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。

地理信息的特征：具有空间上的分布性、数据量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特征

GIS概念：地理信息系统（Geographical Information System，Geo-Information System，简称GIS），是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

GIS特征：（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力

GIS基本功能：1、数据采集功能 2、数据编辑与处理 3、数据存储、组织与管理功能 4、空间查询与空间分析功能 5、数据输出功能

GIS组成：1、硬件 2、软件 3、网络 4、空间数据 5、人员

与其他相关学科的联系：

空间尺度：涉及四种尺度：观测尺度、操作尺度、比例尺（当制图区域比较小时，地图比例尺指图上长度与地面之间的长度比例；当制图区域相当大时，地图比例尺指在进行地图投影时，对地球半径缩小的比率）、分辨率（光谱分辨率时间分辨率空间分辨率）

地理格网：指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。按不同的坐标系统可以分为：地理坐标格网（按经纬度坐标系统）直角坐标格网（按直角坐标系统）

地理空间实体概念：对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的不可再分割的同类对象，就是地理空间实体，简称空间实体。

地理空间实体具有4个基本特征：1、空间位置特征 2、属性特征 3、时间特征 4、空间关系

空间数据模型：包括概念模型（最高层、常用E-R模型）、逻辑数据模型（通常所称的空间数据模型其实是空间数据的逻辑模型）、物理数据模型（最低）

概念模型（对象、场、网络），场模型有6种表示方法。各自的使用情况

空间数据的类型：1、几何图形数据 2、影像数据 3、属性数据 4、地形数据 5、元数据

空间数据的表示：不同类型的空间数据都可抽象表示为点、线、面三种基本的图形要素

空间关系：1、拓扑（包括邻接、关联、包含、连通） 2、顺序 3、度量

实体之间的拓扑关系：对于点、线、面三种类型的空间实体，它们两两之间存在着分离、相邻、重合、包含或覆盖、相交5 种可能的关系

拓扑关系的意义：1、拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变化。2、利用拓扑关系有利于空间要素的查询。3、可以根据拓扑关系重建地理实体。例如根据弧段构建多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的选择等。

空间数据逻辑模型：包括1、矢量数据模型（形式为坐标串）2、栅格数据模型（适用场模型、概念模型） 3、矢量-栅格一体化数据模型 4、镶嵌数据模型（规则格网、不规则：TIN和Voronoi）5、面向对象数据模型（核心是技术和类，面向对象技术将对象的属性和方法进行封装，另外还有分类、概括、聚集、联合等）6、三维空间数据模型

数据结构：数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

空间数据结构：是空间数据在计算机内的组织和编码形式。它是一种适合于计算机存储、管理和处理空间数据的逻辑结构，是地理实体的空间排列和相互关系的抽象描述。

栅格数据结构：栅格结构是将地理空间划分成若干行、若干列，称为一个象元阵列，其最小单元称为象元或象素。每个象元的位置由行列号确定，其属性则以代码表示。每个栅格单元只能存在一个值。以栅格数据结构表示的地理空间关系称为图象(image)或格(grid)

栅格数据结构的特点：离散的量化栅格值表示空间对象

位置隐含,属性明显

几何和属性偏差

数据结构简单,易于遥感数据结合,但数据量大

面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系

栅格数据的编码方式：直接编码（无压缩）、链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树（常规四叉树、线性四叉树—十进制Morton码）

矢量数据结构：是另一种常见的图形数据结构，它是用一系列有序的x、y坐标对表示地理实体的空间位置

矢量结构的特点：属性隐含，定位明显

矢量型数据结构可分为实体型和拓扑型两大类。

矢量数据的编码方案：实体式编码

索引式

双重独立编码

链状双重独立式

拓扑的数据结构：索引（点构成边，边构成多边形。优点消除了公共边的冗余）、

双重独立式编码

链状：概念：它是从某一起点开始用沿八个基本方向前进的单位

矢量链来表示线状地物或多边形的边界、构建文件

两者差别：链状比双重多弧段点文件（弧段点的坐标文件）洞的弧段前加符号

矢量数据结构的特点：

1. 用离散的点描述空间对象与特征，定位明显，属性隐含

2. 用拓扑关系描述空间对象之间的关系

3. 面向目标操作，精度高，数据冗余度小

4. 与遥感等图象数据难以结合

5. 输出图形质量好，精度高

矢量栅格数据结构优缺点对比：

数据库定义：数据库是为一定目的服务，以特定结构存储的相关联的数据的集合。

空间数据库定义：空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合

空间数据引擎：能将关系图形数据放到大型数据库中管理的产品

空间索引：

空间数据库特点：数据量特别大；属性数据和空间数据联合管理；数据应用范围广泛

空间数据库管理方式（文件、全关系、对象数据库）文件：ship 全关系：oracle

数据模型：是现实世界在数据库中的抽象，也是数据库系统的核心和基础。

数据模型的要素：数据操作、数据结构、数据完整性约束

数据模型的分类：层次模型、网状模型、关系模型

数据模式：是数据模型的一部分，分为3级：概念模式、外模式、内模式

关系数据库：是以关系数据模型为基础的数据库系统

关系数据库的特点：Data的结构化、共享化、独立性、完整性、灵活性、安全性

数据源按获取方式分：地图Data、遥感Data、实测Data、共享Data

数据源按表现方式分：数字化Data、多媒体Data、文本资料Data

地图数据源注意：地图存储介质的缺陷、地图现势性较差、地图投影的转换

遥感数据源注意：注意影像的纠正、影像的分辨率、影像的解译特征等方面的问题

数据采集流程：

属性数据的采集：包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等

新型数据获取方式：车载移动数据采集、无人机CCD摄影、航空和地面三维激光扫描（LIDAR）、航天/航空激光测高技术、雷达干涉测量（INSAR）

空间实体的编码方式：•层次分类编码法•多源分类编码法

矢量数据的编辑与处理：

非拓扑数据编辑

1. 删除、移动、剪切和粘贴

2. 分割和合并