地理信息系统提纲大全

“空间信息获取与处理技术”知识点汇总 第一部分 绪论（书、笔记） 1） “地理信息系统”定义： 地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的，具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示功能，并可解决复杂的规划和管理问题的信息系统。 GIS将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统 2） 信息系统的5个部分：处理-> 管理<-分析，采集->管理<-输出 3） GIS与MIS、CAD区别与联系 A、GIS与一般MIS的区别： 1）GIS对图形数据和属性数据共同管理、分析和应用； 2）一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询 3）GIS处理的数据是空间数据，它不仅管理反映空间属性的一般数字、文字数据，还要管理反映地理分布特征及其之间拓扑关系的空间位置数据，而且要把两者有机结合起来进行协调管理和分析；而MIS处理的只是属性数据，即使使用了图形，图形要素不能分解、查询，更没有拓扑关系 B GIS与CAD共同点：都有空间坐标系统； 都能将目标和参考系联系起来； 都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和空间数据 不同点：ＣＡＤ研究对象为人造对象—规则几何图形及组合； 图形功能功能较强，属性库功能较弱； ＣＡＤ中的拓扑关系较为简单； 一般采用几何坐标系 ，ＧＩＳ处理的数据很复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化； GIS的属性库结构复杂，功能强大； 强调对空间数据的分，图形属性交互使用频繁； GIS采用地理坐标系

4） 重要的GIS公司和产品 外国：ESRI arcgis(desktop.arcmap,arccatalog:数据产品SDE spatial database engine; Arcgis sever,arcengine),,mapinfo 中国：MAPGIS,Supermap geostar,

5） 3S的英文全称与简称 遥感技术（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS

第二部分 空间数据模型与空间数据结构（笔记、WORD文档） （1）建模的三个过程，以及它们的任务；数据建模要经过概念、逻辑和物理三个过程。概念模型：ER（Entity_Relation\实体）模型：首先确定有哪些实体、再确定它们的关系：⑵逻辑模型（确定每一个实体的数据结构、操作、约束等。） （3物理模型：进一步确定属性（字段）的数据类型、确定其它的索引等，这些与使用的数据库有关）

1） 数据模型与数据结构的关系； 数据模型包括数据结构，数据操作，数据约束。 数据结构一般以表的形式，是数据模型的核心，其核心是图形 数据操作：删除修改，添加，查询。 数据约束：主外键 2） 空间数据的特点；1空间特征：表示了实体的位置或所处的地理位置、空间实体几何特征以及空间实体间的拓朴关系，从而形成了空间物体的位置、形态以及由此产生的一系列特性。2属性特征表示实体的特征，指在一个坐标位置上地理信息具有专题属性信息。如名称、分类、质量特征和数量特征等。3时间特征描述实体随时间的变化，其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和长期的。 3） 两种主要的空间数据模型，以及它们对应的空间数据结构 实体模型和域模型，其中实体模型（特征）所对应的数据结构为矢量数据结构（图形），而域模型（场）所对应的为栅格数据结构（图象 4） 栅格结构编码方式 无码：直接栅格编码（位图文件） 编码：一维（在空间呈线状分布）：链式编码，游程长度编码 二维（在空间呈面状分布）：四叉树编码 矢量数据结构两种形式 有拓扑:多边形，弧段，结点表达出来，坐标串附着在弧段上面 A=(a，b,c),a=(x1y1,x2y2)b=(x3y3,x4y4) 无拓扑，坐标串：A（x1y1,x2y2）,B(x3y3,x4y4) 5） 矢量和栅格的比较 栅格表达方式是用离散的量化的格网值来表示和描述空间实体，也称图像数据。放大后会失真。如：遥感图像、jpg、tiff等几乎所有网上下载的图片。矢量表达方式是用离散的点、线、面来表示和描述连续地理空间中的实体，也称图形数据，放大后不失真。如：mapinfo示例数据，word绘图所产生的数据。 数据量：矢量格式小，栅格格式大。在相同数据量下图形精度，矢量格式高，栅格格式低。图形运算，矢量复杂搞高效，栅格简单低效。遥感影像格式，矢量不一致，栅格一致或接近。输出表示，矢量抽象昂贵，栅格直观便宜。数据共享，矢量不易实现，栅格容易实现。拓扑和网络分析，矢量容易实现，栅格不易实现。 优点 缺点 矢量 1数据结构紧凑，精度高2便于表示空间实体及拓扑关系3便于表示网络关系，进行网络分析4图形显示质量好，精度高5便于面向对象实现空间查询和分析 1数据结构复杂2叠加分析算法复杂3不易同RS结合4表达空间变化性的能力差5不易实现数学模拟 栅格 1数据结构简单，定位存取性能好2易实现数据共享3便于地形分析和数学模拟4易与RS结合5能有效表达空间可变性 1数据量大2投影转换复杂3图形质量差4难于表达空间实体及拓扑关系5难于表示网络关系 第三部分 空间信息的获取(笔记) 1） 信息源类型：1被观测区域本身，2遥感数据，3低质地图，4文献资料，5被观测区域 2） 信息获取方式：A、GPS全站摄影测量，B边界提取，C手扶跟踪扫描D，调查统计， 3） 数据框架：见上面12。。。 123ABC经过数据处理形成图形，4与5D经过质量控制成为属性。

4） 地图分类：按比例尺可分为大比例尺地图（大于1：10万）、中比例尺地图（1：10万～1：100万）、小比例尺地图（小于1：100万）。地图按内容分类 可分为：普通地图；专题地图 地图按结构分类；线画地图（用矢量数据结构来表示）； 影像地图（用栅格数据结构来表示），数字地形图 5） 坐标系统 1地理坐标系。长轴短轴中心线，以经纬度为单位。小比例尺。兰伯特投影。中国是大比例尺（1：10000，高斯克吕格投影，赤道投影为Y轴。中央子午线投影X轴 2，平面坐标系，以米，公里为单位，.任何一种平面坐标系都已地理坐标系为基础。原点不与经纬度坐标相同。3高程系。以青岛附近某一时刻海平面为准 第四部分 空间信息的处理(笔记与PPT) 1）“数据处理”定义；数据进行的任何形式的转换 data1->data2 不考虑目的，但必须对数据作出改变 不等同于编辑，一般认为数据编辑是数据处理的一种 2）数据处理与数据编辑的关系:数据处理包含数据编辑，格式转换，数据插值，排序分类数据恢复。数据编辑主要是图形拓朴编辑，增删改，合并、分割，图形的装饰 3）空间数据编辑的类型1) 图形的编辑 图形几何数据的编辑; 图形的拓扑编辑 图形参数的编辑包括广义的空间数据编辑，即对图形装饰; 2) 属性数据的编辑 4）坐标变换的类型：平移变换，比例变换，反射转换，旋转变换，组合变换

5）结构变换与格式变换区别： 空间数据结构变换是矢量数据向栅格数据转换（填充）或栅格数据向矢量 （提取边界）数据转换。格式转换第一类是是不同数据介质之间的转换，即将各种不同的原材料信息，通过数字化，扫描，键盘输入等方式将如图片，照片，各种文字以及表格转为计算机可兼容的格式。第二类转换是数据结构之间的转换 第五部分 空间数据管理与空间数据库 1） 空间数据的5个特点，分别说明什么问题 空间特征，非结构化特征，空间系统特征，分类编码特征，海量数据特征 前三个说明放入数据库困难，后两个说明一定要放入数据库 1）空间特征 每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征。 （2）非结构化特征 在当前通用的关系数据库管理系统中，数据记录一般是结构化的。 （5）海量数据特征 空间数据量是巨大的，比一般的通用数据库要大得多。

2） 空间数据管理的5种模式 1，全文件管理系统：将属性数据和空间数据均存放在文件系统中进行管理，程序依赖与数据文件的存储结构，（缺点：不利于数据查找，共享性差） 2，文件和关系数据库混合系统的模式：包含图形文件，表结构，ID文件（连接图形和属性），数据文件（1属性2符合范式要求）。缺点：运算速度慢，数据分布共享困难，安全性一致性完整性无法保障 3，全关系型数据库系统管理。基于关系模型的方式，将图形数据的变长部分处理成Binary block字段（二进制。）缺点：存储效率低，需要SQL附加接口，适合简单GIS 4，空间数据库引擎SDE;（一、包括了许多内容，是一个完整的数据管理解决方案。最早由ERIC公司推出并开发。产品家ARC SDE。（二）特点：1仍然用二进制块保存坐标数据2提供了一体化解决方案（三）ARCSDE从本质上讲更像是空间数据库管理模块，它简历在关系数据库之上，负责空间数据库的建立，删除等，以及客户终端的连结。在计算机术语中，这一类产品称为中间件。（四）空间数据库或空间的数据模型ARCSDE->数据库管理系统->geodatabase(5)geodatabase是与ARCSDE相配套的产品，它在关系数据库中定义了相当多的函数存储进程，触发器以实现对图形数据的存储管理。如果从数据管理的角度说，可理解为空间数据库，如果从数据定义的角度来说，可以称之为空间数据模型（五）索引—格网索引。索引本质上是一张表，是排过序的表，一般在建表完成时另外建立一张索引表 5， 对象关系型空间数据库1，以关系数据库为主，嵌入了管理面向对象的数据的模块，在这里，可以把面向对象的数据库看成是非结构化的数据2这类产品一般由数据库厂商开发3解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高空间数据查询速度快。缺点：不能有用户任意定义，用户使用受一定限制。 3） 对象-关系型空间数据库与空间数据库引擎的对比； 空间数据库引擎SDE 对象-关系型空间数据库 GIS厂商 数据库厂商 ESRI oracle, DBT （软件开发商） 独立产品，架构在数据库之上 数据库中增加了一个管理空间数据的模型 第六部分 空间数据分析 1） 共有哪几种分析，每种分析解决什么问题 查询分析（找出满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象）