地理信息系统概论——知识点总结

地理信息系统概论地理信息系统概论 第一章第一章 导论导论 数据与信息的关系：数据与信息的关系： 数据数据：是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数 据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义； 信息：信息：是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据， 只有经过解释才有意义，才成为信息。 数据（data）是信息(ination)的表达，而信息是数据的内容。数据 是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据 和处理数据。就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵 的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。 信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的 内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实 的知识，作为生产、管理和决策的依据。 数据处理：数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检 索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。 信息的特点：信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。 地理信息：地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、 分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。地理信息 属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 地理信息系统（地理信息系统（ Geographical Ination SystemGeographical Ination System）：）：地理信息系统 既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科 学和空间科学的应用基础学科。其技术系统是由计算机硬件、软件和不 同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、 分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 GISGIS 的基本构成的基本构成： GIS 一般包括以下 5 个主要部分：系统硬件、系统软件、 空间数据、应用人员和应用模型。1、系统硬件： （1）GIS 主机：包括大型、中型、小型机，工作站∕服务器和微型计算 机，其中各种类型的工作站∕服务器成为GIS 的主流。 （2）GIS 外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解 析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端 和打印机）。 （3）GIS 网络设备：包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。 2、系统软件：按功能分为GIS 专业软件、数据库软件和系统管理软件。 3、空间数据： 在地理信息系统中，空间数据是以结构化的形式存储在计 算机中的，称为数据库数据库。 4、应用人员：包括系统开发人员和GIS 技术的最终用户。 5、应用模型 GISGIS 的功能：的功能： 基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。 1 1、、 基本功能：基本功能： 包括数据采集与编辑、 数据存储与管理、 数据处理与变换、 空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程 2 2、应用功能：、应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策、定位服 务 数据库：数据库：在地理信息系统中，空间数据是以结构化的形式存储在计算机 中的，称为数据库。 GISGIS 数据库：数据库：是区域内一定地理要素特征以一定的组织方式存储在一起 的相关数据的集合。 GISGIS 的发展概况：的发展概况： 当前，GIS 正向着集成化、产业化和社会化发展方向迈进，呈现以下主 要发展态势： 1、GIS 已成为一门综合性技术 2、GIS 产业化的发展势头强劲 3、GIS 网络化已构成当今社会的热点 4、地理信息科学的产生和发展 第二章第二章 地理信息系统的数据结构地理信息系统的数据结构 地理空间：地理空间：地理空间一般包括地理空间定位框架及其联结的特征实体。 地理空间定位框架即大地测量控制，有平面控制网和高程控制网组成。 空间实体的表达的方法：空间实体的表达的方法： 1、矢量表示法：如果采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元 素时，称为矢量表示法； 2、栅格表示法：如果采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点 元素时，称为栅格表示法。 GISGIS 的数据来源：的数据来源：地图数据；影像数据；地形数据；属性数据；元数据。 空间数据类型：空间数据类型：类型数据；面域数据；网络数据；样本数据；曲面数据； 文本数据；符号数据。 空间数据的基本特征空间数据的基本特征： 空间特征是指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系 属性特征是指空间对象的专题属性 空间数据的拓扑关系包括：空间数据的拓扑关系包括：拓扑邻接；拓扑关联；拓扑包含。它们在 GIS 的数据处理、空间分析以及数据库的查询与检索中，具有重要的意义。 空间数据结构的类型：空间数据结构的类型： （一）矢量数据结构：（一）矢量数据结构：基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。 矢量数据结构上利用欧几里得（Euclid）几何学中的点、线、面及其组 合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。 矢量数据结构的主要类型：矢量数据结构的主要类型： 1、简单数据结构 2、拓扑数据结构 3、曲面数据结构 （二）栅格数据结构：栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构， 指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示 地理实体的一种数据组织形式。 栅格数据结构与矢量数据结构相比较，用栅格数据结构表达地理要素比 较直观，容易实现多元数据的叠合操作，便于与遥感图象及扫描输入数 据相匹配建库和使用等。 栅格数据结构的类型：栅格数据结构的类型： 1、栅格矩阵结构 2、游程编码结构 3、四叉树数据结构 4、八叉树和十 六叉树结构 （三）适量与栅格一体化数据结构（三）适量与栅格一体化数据结构 1、适量与栅格一体化的基本概念： 2、适量与栅格一体化数据结构设计：点状目标和结点只有位置， 没有形 状和面积；线状目标只要将其通过的栅格地址全部记录下来即可；面状 目标应包含边界和边界所保卫的整个区域。 矢量与栅格数据结构的比较：矢量与栅格数据结构的比较： 优点缺点 1.便于面向现象(土壤类、 土地利用1.数据结构复杂； 单元等)；2.软件与硬件的技术要求比 矢量数 2.数据结构紧凑、冗余度低；较高； 据结构 3.有利于网络分析；3.多边形叠合等分析比较困 4.图形显示质量好、精度高。难； 4.显示与绘图成本比较高。 1.数据结构简单；1.图形数据量大； 2.空间分析和地理现象的模拟均比 2.投影转换比较困难； 栅格数 较容易；3.栅格地图的图形质量相对 据结构 3.有利于与遥感数据的匹配应用和 较低； 分析；4.现象识别的效果不如矢量 4.输出方法快速，成本比较低廉。 方法。 空间数据结构的建立：空间数据结构的建立：是指根据确定的数据结构类型，形成与该数据结 构相适应的 GIS 空间数据，为空间数据库的建立提供物质基础。 空间数据的分类：空间数据的分类：空间数据的分类，是指根据系统功能及国家规范和标 准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空 间数据组织为不同的信息层。 首先根据图形原则，将空间数据分为点、线、面三种类型；其次是 对象原则。 空间数据的编码：空间数据的