地理信息系统期末复习

一、基本概念

信息:是现实世界在人们头脑中的反映。

数据:指输入到计算机并能被计算机处理的数学、文字、符号、声音、图像等符号。

地理信息:是表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、声音、图像等的总称，是与研究对象的空间地理分布有关的信息。

地理信息系统:GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便于解决复杂的规划和管理问题。

数据结构:是指数据的组织形式，是计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

数据模型:是描述实体及相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型。

是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作，是数据库系统中关于数据内容和数据间联系的逻辑组织形式表示，以抽象的形式描述和反映一个部门或系统的业务活动和信息流程。

地图投影:地球橢球面是不可展开曲面，而地图是一个平面，将地球橢球面上的点映射到平面上来的方法，称为地图投影。

编码:指确定属性数据的代码的方法和过程。

代码:是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。

数字高程模型（DEM）:也可称数字地面模型（DTM），是一种对空间起伏变化的连续表示方法。

拓扑关系:（拓扑空间关系）指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。

数据质量: GIS的数据质量是指GIS中空间数据（几何数据和属性数据）的可靠性，通常用空间数据的误差来度量。

误差:是指数据与真值的偏离。

地理实体:是自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性、复杂性、相对意义的概念。（p69）地理数据库中的实体，是一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象。

空间数据可视化: 指运用地图学，计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入，处理，查询，分析以及预测的数据及结构采用图形符号，图形，图像，并结合图表，文字，表格，视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论方法和技术。

空间分析:

缓冲区分析:是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。

叠置分析:是将同一地区的两组或两组以上的要素进行叠置，产生新的特征的分析方法。

插值:

内插:在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程称为内插。

外推:在已观测点的区域外估算未观测点的数据的过程称为外推。

二、知识点

1.GIS的组成

系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

2.地理实体/空间数据的三个基本特征；地理实体有哪几种类型？

三个基本特征:①属性特征②空间特征③时间特征

类型:①属性数据②几何数据③关系数据

3.矢量、栅格数据结构（几种编码方式，比如把栅格图像压缩成线性四叉树的整个过程，包括行程编码压缩），怎么表示三种不同实体？矢量、栅格优缺点？

编码方式:矢量数据:①实体式②索引式（树状）③双重独立式编码④链状双重独立编码——拓扑数据结构。

栅格数据:①直接栅格编码②行程编码（变长编码）③块码——游程编码向二维扩展④链式编码、Freeman链码、边界链码⑤四叉树编码。

整个过程:①按Morton码把图像读入一维数组。

②相邻的四个像元比较，一致的合并，只记录第一个像元的Morton码。

③比较所形成的大块，相同的再合并，直到不能合并为止。

表示:矢量数据结构:点——由一对X、Y坐标表示。

线——由一串有序的X、Y坐标对表示。

面——由一串或几串有序的且首尾坐标相同的X、Y坐标对及面标识表示。

栅格数据结构:点实体——表示为一个像元。

线实体——表示为在一定方向上连接成串的相邻像元的集合。

面实体——表示为聚集在一起的相邻像元的集合。

优缺点:

4.层次、网状、关系数据模型原理。（这个我也不是很清楚-_-||）

层次数据模型:层次模型是一种树结构模型，它把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系。它的特点是地理数据组织成有向有序的树结构，也叫树形结构。结构中的结点代表数据记录，连线描述位于不同结点数据间的从属关系（一对多关系）。

网状数据模型:网状模型将数据组织成有向图结构，图中的结点代表数据记录连线描述不同结点数据间的联系。这种数据模型的基本特征是，结点数据之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，即结点之间的联系是任意的，任何两个结点之间都能发生联系，可表示多对多的关系。

关系数据模型:一个数字化的模型，把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素，这种表称为关系。一个实体由若干个关系组成，关系表的集合就构成关系模型。

5.空间数据库的设计的主要步骤。㈠需求分析:①调查用户需求。②需求数据的收集和分析。

③编制用户需求说明书。

㈡结构设计:①概念设计。②逻辑设计。

㈢物理设计:①确定记录存储格式。②选择文件存储结构。③决定存储路径。④分配存储空间。

㈣数据层设计

6.常见的几种空间数据的参照系。

㈠地球的形状。㈡坐标系:①地理坐标系②平面坐标系㈢高程系（“1956年黄海高程系”、“1985国家高程基准”）

7.为什么要进行地图投影。

由于世界各地区投影类型的不同，因此在叠加、复合不同来源空间数据时，必需首先进行投影转换、配准等设置。

8.GIS中代码的种类？

①分类码②标识码

9.GIS中建立多边形的过程？

①顺序取一个结点为起始结点，取完为止；取过该结点的任一条链作为起始链。

②取这条链的另一结点，找这个结点上靠这条链最右边的链，作为下一条链。

③是否回到起点:是，已形成一多边形，记录之，并转④；否，转②。

④取起始点上开始的，刚才形成多边形的最后一条边作为新的起始链，转②；若这条链已用过两次，即已成为两个多边形的边，则转①。

10.GIS中坐标变换方法？

㈠几何纠正:①高次变换②二次变换③仿射变换

㈡投影变换:①解析变换法（反解变换法（又称间接变换法）、正解变换法（又称直接变换法））②数值变换法③数值解析变换法

11.GIS中空间插值方法？

㈠边界内插㈡趋势面分析㈢局部内插:①线性内插②双线性多项式内插③双三次多项式（样条函数）内插㈣移动平均法

12.空间数据统计分析包括哪些方面内容？

㈠属性数据的集中特征数:①频数和频率②平均数③数学期望④中数⑤众数㈡属性数据的离散特征数:①极差②离差、平均离差和离差平方和③方差与标准差④变差系数㈢统计数据的分类分级:①系统聚类法②最优分割分级法

13.数字高程模型的生成方法，能够用于哪些分析中？（

①等高线法（矢量等高线、栅格等高线）。（等高线是一条带高程值属性的简单多边形或多边形弧段。需要用插值法来计算落在等高线以为的其他点的高程。）

②TIN法。（TIN利用所以采样点取得的离散数据，按照优先组合原则，把这些离散点连接成相互连续的三角面。连接原则:尽可能地确保每个三角形都是锐角三角形或是三边的长度近似相等。）

③规则格网法。（规则格网是把DEM表示成高程矩阵，DEM来源于直接规则矩形格网采样点或由不同规则离散数据点内插产生。）

④拟合法。

14.空间信息可视化的形式？

①地图②多媒体地学信息③三维仿真地图④虚拟现实