地理信息系统原理与应用
地理信息系统原理与应用
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。它将地理位置信息与属性数据相结合，可以帮助人们更好地理解和管理地理现象和问题。本文将介绍地理信息系统的基本原理和应用。
一、地理信息系统的原理
1. 数据采集：地理信息系统需要收集地理空间数据，包括地理位置数据和属性数据。地理位置数据可以通过全球定位系统（GPS）、卫星遥感、测量仪器等手段获取，而属性数据则可以通过调查问卷、统计数据等途径获取。数据采集是地理信息系统的基础，数据的质量和准确性对系统的应用至关重要。
2. 数据存储：地理信息系统将采集到的地理空间数据存储在数据库中，采用空间数据库管理系统（Spatial Database Management System，简称SDMS）来管理和存储数据。空间数据库采用矢量数据模型或栅格数据模型来表示地理对象，通过建立拓扑关系和索引，实现对地理数据的高效存储和查询。
3. 数据管理：地理信息系统需要对数据进行管理，包括数据的组织、维护、更新和共享。数据管理涉及数据的分类、命名、版本控制、权限管理等方面，保证数据的完整性和一致性。此外，数据管理还需要考虑数据的安全性和保密性，防止未经授权的访问和使用。
4. 数据分析：地理信息系统可以对地理空间数据进行分析和处理，提取有用的信息和知识。数据分析包括空间分析和属性分析两个方面。空间分析可以通过空间关系、缓冲区分析、路径分析等方法，揭示地理现象的空间分布和相互关系；属性分析可以通过统计分析、空间插值、多元分析等方法，探索地理现象的规律和因果关系。
5. 数据展示：地理信息系统可以将数据以地图、图表、报告等形式进行展示，帮助人们更直观地理解和交流地理信息。数据展示可以通过地图制作软件、数据可视化工具等实现，使地理信息更具有可视化和交互性，方便用户进行探索和决策。
二、地理信息系统的应用
1. 地理空间分析：地理信息系统可以应用于城市规划、环境保护、农业生产等领域的空间分析。例如，通过空间分析可以确定最佳的城市交通布局，优化农田的灌溉方案，评估环境污染的分布情况等。
2. 地理资源管理：地理信息系统可以用于管理和保护地理资源，包括土地、水资源、矿产资源等。通过地理信息系统可以实现对资源的调查、监测和评估，制定合理的资源利用规划和管理措施，促进资源的可持续利用。
3. 灾害管理：地理信息系统可以应用于灾害风险评估、灾害监测和灾后救援等方面。通过地理信息系统可以分析灾害的空间分布和影
响范围，预测灾害的发生概率和损害程度，指导灾害应对和救援工作。
4. 地理决策支持：地理信息系统可以为决策者提供空间信息和分析工具，帮助其做出科学、合理的决策。通过地理信息系统可以对不同方案进行模拟和比较，评估其对地理环境和社会经济的影响，为决策者提供决策依据和参考。
5. 公共服务：地理信息系统可以应用于公共服务领域，如交通导航、地理信息查询等。通过地理信息系统可以提供交通路线规划、地点搜索等服务，方便人们出行和获取所需信息。
地理信息系统是一种重要的技术工具，可以帮助人们更好地理解和管理地理空间数据。通过地理信息系统的原理和应用，可以实现对地理现象和问题的深入分析和有效解决，促进地理学与其他学科的交叉融合，推动社会经济的可持续发展。
地理信息系统——原理、方法和应用
第一章地理信息系统概论 信息的含义：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，它不随载体物理设备形式的改变而改变。 信息具有以下特点： 客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息正确性和精确度的保证； 实用性：信息对决策是十分重要的，信息系统将地理空间的巨大数据流收集、组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息；传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输； 共享性：信息与实物不同，信息可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。数据：是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。 与数据相比，信息具有以下特征：数据是原始事实，信息是数据处理的结果；对一个人是信息对其他人可能是数据；信息必须是有意义或有用的；使用的信息必须是完整、精确、相关和及时的。 地理数据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、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。 地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性： 1）区域性是通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识； 2）多维结构特性即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构； 3）地理信息的时序特征十分明显，可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的、短期的、中期的、长期的、超长期的等。 地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。空间位置数据描述地物所在位置，这种位置既可以根据大地参照系定义，如大地经纬度坐标，也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的距离、邻接、重叠、包含等；属性数据又称为非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标，即描述了信息的非空间组成部分，包括语义与统计数据等；时态特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，时态数据对环境模拟分析非常重要，越来越受到地理信息系统学界的重视。信息系统的类型： 1）事物处理系统（Transaction Process System ，TPS）主要用以支持操作层人员的日常活动。 2）管理信息系统（Management Information System ，MIS）需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。 3）决策支持系统（Decision Support System ，DSS）能从管理信息系统中获得信息，帮助管理者制定好的决策。 4）人工智能和专家系统专家系统（Expert System ,ES）是能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。 地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。 地理信息系统具有以下三个方面的特征： 第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性； 第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的
地理信息系统原理与应用
地理信息系统原理与应用 地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。它将地理位置信息与属性数据相结合，可以帮助人们更好地理解和管理地理现象和问题。本文将介绍地理信息系统的基本原理和应用。 一、地理信息系统的原理 1. 数据采集：地理信息系统需要收集地理空间数据，包括地理位置数据和属性数据。地理位置数据可以通过全球定位系统（GPS）、卫星遥感、测量仪器等手段获取，而属性数据则可以通过调查问卷、统计数据等途径获取。数据采集是地理信息系统的基础，数据的质量和准确性对系统的应用至关重要。 2. 数据存储：地理信息系统将采集到的地理空间数据存储在数据库中，采用空间数据库管理系统（Spatial Database Management System，简称SDMS）来管理和存储数据。空间数据库采用矢量数据模型或栅格数据模型来表示地理对象，通过建立拓扑关系和索引，实现对地理数据的高效存储和查询。 3. 数据管理：地理信息系统需要对数据进行管理，包括数据的组织、维护、更新和共享。数据管理涉及数据的分类、命名、版本控制、权限管理等方面，保证数据的完整性和一致性。此外，数据管理还需要考虑数据的安全性和保密性，防止未经授权的访问和使用。
4. 数据分析：地理信息系统可以对地理空间数据进行分析和处理，提取有用的信息和知识。数据分析包括空间分析和属性分析两个方面。空间分析可以通过空间关系、缓冲区分析、路径分析等方法，揭示地理现象的空间分布和相互关系；属性分析可以通过统计分析、空间插值、多元分析等方法，探索地理现象的规律和因果关系。 5. 数据展示：地理信息系统可以将数据以地图、图表、报告等形式进行展示，帮助人们更直观地理解和交流地理信息。数据展示可以通过地图制作软件、数据可视化工具等实现，使地理信息更具有可视化和交互性，方便用户进行探索和决策。 二、地理信息系统的应用 1. 地理空间分析：地理信息系统可以应用于城市规划、环境保护、农业生产等领域的空间分析。例如，通过空间分析可以确定最佳的城市交通布局，优化农田的灌溉方案，评估环境污染的分布情况等。 2. 地理资源管理：地理信息系统可以用于管理和保护地理资源，包括土地、水资源、矿产资源等。通过地理信息系统可以实现对资源的调查、监测和评估，制定合理的资源利用规划和管理措施，促进资源的可持续利用。 3. 灾害管理：地理信息系统可以应用于灾害风险评估、灾害监测和灾后救援等方面。通过地理信息系统可以分析灾害的空间分布和影
GIS原理与应用总结
一、名词解释 1．数据：指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号。 2．信息：是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。 3．地理信息系统：是由硬件、软件和方法组成的，能支持地理空间数据的采集、储存、管理、操作、分析、建模和显示的计算机综合应用技术系统，可描述整个或部分地球表面及其实体空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题的特定空间信息系统。 4．地理数据：是直接或间接关联着相对于地球的某个地点的数据，是表示地理位置、分布特点的自然现象和社会现象的诸要素文件。包括自然地理数据和社会经济数据。 5．地理实体（空间实体）：指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。 6．地理空间：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续，具体包括地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。 7．拓扑关系：指图形保持连续状态下形变，但图形关系不变的性质。 8．空间数据：是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。 9．空间信息：是反映地理实体空间分布特征的信息。 10．矢量数据：是用点，线，面及其X，Y坐标来构建点，线，面等具体空间要素的数据模型。 11．矢量数据结构：是利用欧几里得几何学中的点、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）。12．栅格数据结构：指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式。 13．空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。类型：层次、网状、关系数据模型 14．空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义；提供必须的空间数据查询、检索和存取功能；能够空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。 15．数据模型：是描述实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型。 16．矢栅一体化：将矢量面对目标的方法和栅格元子充填的方法结合起来，具体采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。 17．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。 18．空间元数据：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。 19．空间分析：是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。它的根本目的在于通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。 20．空间缓冲区分析：是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响，以便为某项分析或决策提供依据。空间缓冲区的三大要素，即主体、邻近对象和作用条件。21．空间叠置分析：是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的新属性的过程）的分析方法。 22．空间统计分析：主要基于空间数据进行空间和非空间数据的分类、统计、分析和综合评价。空间统计分析的方法很多，除一般的统计图表分析之外，还有多变量统计分析，空间分类分析以及层次分析等。 23．网络分析：是依据网络的拓扑关系（线性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、联通关系），通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特性进行多方面的一种分析计算。有——路径分析；联通分析；资源分配；流分析。
地理信息系统GIS技术与应用
地理信息系统GIS技术与应用地理信息系统(GIS)技术与应用 地理信息系统(GIS)是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的技术工具。它结合了地理学、信息学和计算机科学的原理和方法，可 以对地理现象进行可视化和空间分析。GIS技术在各个领域有着广泛的应用，包括城市规划、自然资源管理、环境保护、农业决策等。本文 将介绍GIS技术的基本原理以及其在不同领域的应用。 一、GIS技术的基本原理 GIS技术的基本原理包括数据采集、数据管理、数据分析和数据可 视化。首先，数据采集是GIS技术的基础，它包括地理数据的获取和 处理。地理数据可以通过地面测量、遥感、GPS定位等方式获取，并 使用特定的数据格式进行存储。其次，数据管理是指对地理数据进行 组织和存储，以便于后续的分析和查询。数据管理包括数据的分类、 索引和存储空间的管理。然后，数据分析是GIS技术的核心功能，它 包括空间分析和属性分析两种方法。空间分析主要用于研究地理对象 之间的空间关系，如距离、接近程度、邻近性等。属性分析则主要用 于对地理对象的属性进行统计和推断，如人口密度、土地利用类型等。最后，数据可视化是将地理数据以图像的形式展示出来，使人们能够 直观地理解和分析地理现象。 二、GIS在城市规划中的应用
GIS技术在城市规划中有着重要的应用价值。首先，通过GIS技术 可以对城市的地理信息进行集成和建模，形成地理数据库。这些地理 数据库包括城市的地形、地貌、土地利用、交通网络等地理要素，为 城市规划者提供了重要的参考和决策支持。其次，GIS技术可以模拟城市的发展过程，预测城市的增长趋势和扩张方向，为城市规划者提供 科学的决策依据。第三，GIS技术可以进行城市交通规划和交通流量分析，帮助规划者解决城市交通拥堵等问题。最后，GIS技术可以进行城市的可视化展示，使人们能够更直观地感受到城市的规模和格局，为 城市规划和宣传提供支持。 三、GIS在自然资源管理中的应用 GIS技术在自然资源管理中有着广泛的应用。首先，通过GIS技术 可以对土地利用和土地覆盖进行监测和分析。这些信息对于农业决策、森林管理、环境保护等具有重要的意义。其次，GIS技术可以进行水资源和气候变化的模拟和预测，为水资源和气候管理者提供科学的决策 依据。第三，GIS技术可以对生物多样性进行监测和保护。通过对物种分布和栖息地的分析，可以制定有效的保护计划。最后，GIS技术可以进行环境影响评估和风险分析，在开发项目和自然资源开发过程中起 到重要的作用。 四、GIS在农业决策中的应用 GIS技术在农业决策中起到了重要的作用。首先，通过GIS技术可 以对土地质量和土地适宜性进行评估和分析。这些信息对于农作物的 种植和农田的管理具有重要的指导意义。其次，GIS技术可以进行精确
《地理信息系统原理与应用》教学大纲
《地理信息系统原理与应用》教学大纲 一、说明 （一）本课程的目的、要求 《地理信息系统原理与应用》是人文地理与城乡规划专业方向必修课，适用于人文地理与城乡规划专业本科生教学。 通过本课程的学习，学生能够了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的数据结构、GIS数据输入存储编辑方法、GIS空间分析方法、GIS产品等知识点；学会把GIS技术、GIS思想应用于人文地理与城乡规划方面。通过本课程的学习，学生应对GIS有一个较全面的了解，掌握利用GIS解决人文地理与城乡规划方面实际问题的能力。 （二）内容选取和实施中注意的问题 1.本课程主要介绍GIS的基本概念、基本理论和方法。在教学中应尽量采用通俗易懂、形象化语言和多媒体，密切联系生产、科研、实际，着重讲清GIS基本概念、基本理论和分析问题、解决问题的方法。 2.注意培养学生利用GIS解决实际问题的思路。 3.安排一定学时的实习实践课。使学生在基本理论指导下，掌握GIS软件的一般使用方法，提高解决问题的能力。 4.根据课程进程的需要，适当的布置课外作业，帮助学生巩固课堂所学知识，锻炼学生分析问题的能力。 （三）教学方法 本课程通过课堂讲授、实习操作、课后习题等方式来达到教学目的。 （四）考核方式 考核按平时作业（占10％）、实验（占30％）和期末考试（占60％）考核。期末考试采用闭卷考察的方式。
（五）教学内容与学时分配 二、大纲内容 第一章绪论 1.数据与信息的概念以及两者之间的关系，地理信息与地理信息系统的概念 2.地理信息系统的基本组成 3.地理信息系统的基本功能和应用领域 4.地理信息系统的发展概况 说明和要求: 本章讲解GIS一些最基本的概念，地理信息系统的概念、数据与信息之间的关键。第二章地理信息系统的数据结构 1.地理空间的概念及空间实体的表达方法 2.空间数据的基本特征 3.空间数据的计算机表达方法 4.矢量数据结构、栅格数据结构的特点 5.空间数据结构的建立方法
gis的应用原理
GIS的应用原理 什么是GIS GIS（地理信息系统）是一种将地理位置数据与其他数据相结合的技术，用于 收集、存储、分析和展示地理信息的系统。它通过电子地图和其他地理信息工具，可以帮助我们更好地理解地理空间关系和地理现象。 GIS的应用领域 GIS在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于： 1.城市规划：使用GIS可以分析城市内各个区域的土地利用情况，规划 最优的道路网络和交通系统。 2.自然资源管理：GIS可以帮助管理者更好地理解地球上的自然资源分 布和利用情况，从而制定出更科学的资源管理策略。 3.环境保护：GIS可以用于监测和分析环境污染物的扩散情况，帮助制 定减排措施和保护自然生态环境。 4.农业：GIS可以帮助农民优化农田的种植和灌溉方案，提高农作物产 量和质量。 5.森林管理：利用GIS可以实时监测森林覆盖率和采伐情况，制定可持 续发展的森林管理计划。 GIS的工作原理 GIS的工作原理可以分为数据采集、数据存储、数据分析和数据展示四个步骤。 数据采集 GIS的数据采集可以通过多种方式完成，包括遥感、全球定位系统（GPS）、 地理编码等。遥感技术可以获得卫星或航空传感器采集的高分辨率影像，用于提取地理信息。GPS技术可以获取地理位置的精确坐标信息。地理编码是将地理位置与地址进行关联的过程。 数据存储 数据存储是GIS的核心组成部分，其中包括地理数据的存储和属性数据的存储。地理数据可以以矢量数据或栅格数据的形式存储，矢量数据包括点、线和面等几何要素，栅格数据则是以像素为单位的栅格图像。 属性数据则是与地理要素相关的非空间信息，如人口数量、土地所有权等。GIS可以将地理数据和属性数据进行绑定，实现地理位置和非空间信息的关联。
地理信息系统的原理和应用场景
地理信息系统的原理和应用场景随着信息技术的迅猛发展，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）也逐渐成为了一个非常重要的工具。它可以将地理信息以图形、文字、数字等多种格式呈现出来，为地理研究、城市规划、农业开发、自然资源管理等领域提供了 强有力的支持。本文将通过对GIS的原理和应用场景的讲解，为 大家深入了解地理信息系统提供帮助。 一、GIS的原理 GIS的核心思想是通过对空间现象的数据采集、组织、存储、 分析和呈现，来反映地理信息。GIS中包括多个要素，比如地图 数据、地理数据库、地图制图、空间分析、网络分析等。其中最 核心的要素是地图数据，其包含了地理实体的几何形状和属性信息。 GIS的数据采集主要靠全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）和航空遥感技术（Remote Sensing）等手段实现。GPS是一种通过卫星定位来获取地球表面位置信息的技术， 可以对地点进行准确的测量和计算，并将位置数据储存在数据中心。而航空遥感则采用误差极小化、图像处理、传感器数据融合 等技术来获取大量的地理数据。
存储和管理方面，GIS通常需要使用地理数据库来储存和管理 所采集的地理数据。地理数据库以空间为中心，整合了地理数据 的多个维度信息。GIS中的地图制图是将数据可视化呈现的过程。空间分析则是GIS最主要的应用之一，它利用地图数据进行地理 分析和决策制定。网络分析则是将地图和网络结构相结合，通过 机器学习和预测算法来解决大数据计算的问题。 二、GIS的应用场景 GIS在不同领域的应用场景非常广泛。以下是几个例子： 1.城市规划 城市规划是GIS的重要应用领域之一。GIS可以帮助城市规划 师进行精准的地形分析、地貌描述，进而开展城市交通规划、房 地产开发、环境管理和城市公用事业规划等工作。例如，城市规 划师可以运用GIS技术，对城市公交线路进行覆盖面分析，从而 找出公共交通覆盖不够的区域，并提出改善方案。 2.自然灾害预警和应急管理 自然灾害预警和应急管理也是GIS的重要应用领域之一。通过 对地面环境监测数据、气象监测数据等进行采集、整合和分析，GIS可以实现对自然灾害的实时监测、预测和提前预警，并提供 灾情评估、应急救援、抢险救灾等服务。例如，在洪灾发生前，
GIS技术的应用原理
GIS技术的应用原理 1. 什么是GIS技术 GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息与属性数据相结合并进行处理、 分析和展示的技术。它通过收集、存储、管理、分析和呈现地理信息，帮助人们更好地理解和利用地理信息。GIS技术在各个领域有广泛的应用，如城市规划、环境 保护、交通管理等。 2. GIS技术的应用原理 GIS技术的应用原理主要包括数据采集、数据管理、数据分析和数据可视化四 个方面。 2.1 数据采集 数据采集是GIS技术的基础，主要目的是获取地理空间信息和属性数据。数据 采集可以通过传感器、卫星遥感、GPS定位等技术手段进行。采集的数据可以是点、线、面等要素，也可以是属性数据，如人口统计、土地利用等。 在数据采集过程中，需要注意数据的准确性和完整性。不同的数据来源会有不 同的精度和精确度，因此在使用数据时需要进行验证和纠正，以保证数据的可靠性。 2.2 数据管理 数据管理是GIS技术中非常重要的一部分，它包括数据组织、存储和检索等操作。数据管理的目的是将采集到的数据进行有效的组织和存储，以便后续的分析和处理。 在数据管理过程中，需要建立合适的数据模型和数据库结构，选择合适的存储 格式和索引方式。同时，还需要制定数据管理规范和标准，以确保数据的一致性和可重复性。 2.3 数据分析 数据分析是GIS技术的核心功能之一，它通过对数据进行统计、分析和建模， 揭示地理现象和规律。常见的数据分析方法包括空间分析、网络分析、统计分析等。 在数据分析过程中，需要选择合适的算法和模型，根据问题的需求进行数据预 处理和特征提取。数据分析的结果可以用于决策支持、问题解决和预测分析等。
地理信息系统原理与应用习题及参考答案
《地理信息系统原理及应用》复习题 一、填空题 1.空间叠合根据数据结构的不同分为基于矢量数据的叠合分析和基于数据的叠 合分析。 2.数据是通过或直接被记录下来的可以被鉴别的，包括文字、符号、图 像和声音的组合。 3.投影是指建立两个点集之间一一对应的关系。 4.主要的数据库索引有：范围索引、、。 5.地理信息系统的数据采集工作包括两个方面：数据的采集、数据的 采集。 6.栅格数据结构的主要存储类型有：栅格矩阵结构、、。 7. 主要的数据库索引有：、、。 8. 地理数据是由__ ___、_ __和__ ___三部分组成的(空间分析的三大要素)。 9.栅格数据模型的一个优点是不同类型的空间数据层可以进行操作，不需要进行复杂的几何计算。 10. 数据是通过或直接被记录下来的可以被鉴别的，包括文字、符号、图像和声音的组合。 11.栅格数据结构的显著特点是：，。 二、判断题 1.最佳路径是确定起点、终点所要经过的中间点和中间连线，求最短路径。（） 2.分辨率越高，一个栅格单元代表的实地面积越大。（） 3.直接栅格编码：简单直观、压缩效率较高，是压缩编码方法的逻辑原型。（） 4.从根本上说，点与多边形叠加首先是计算多边形对点的包含关系；线与多边形的叠加首先比较线坐标与多边形坐标的关系。（） 5.GIS系统区别与其他系统的一个特点是属性分析。（） 6.“二值化”是处理扫描数据的一个处理步骤。（） 7.矢量数据结构的显著特点是定位隐含、属性明显；而栅格数据模型的显著特点是定位明显、属性隐含。（） 8.在栅栏数据结构中，每个栅格单元可以存在多个值。（）
9.数据库：是以一定的组织形式存储在一起的互相有关联的数据集合。（） 10.查询某条道路跨过哪些河流属于线点查询。（） 11. 高程指空间参考的高于或低于某基准面的垂直位置，主要用来提供地形信息。（） 12.空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。（） 13. TIN的中文全称是不规则三角网。（） 14. 信息是数据的表达，数据是信息的内涵。（） 15. 栅格影像不仅包含了属性信息，还包括了隐藏的空间位置信息。（） 16. GIS是由硬件、软件组成。（） 17、在栅栏数据结构中，每个栅格单元可以存在多个值。（） 18.最佳路径是确定起点、终点所要经过的中间点和中间连线，求最短路径。（） 19. 判断空间数据质量应根据数据用途确定其标准。（） 20.栅格数据模型比较适用于场模型抽象表达空间对象。（） 三、名词解释 1.空间信息可视化 2.缓冲区分析 3.概括 4.影像金字塔结构 5.空间缓冲区分析 6. 地理信息 7、栅格数据结构 8. 影像金字塔结构 9. 空间数据查询 10.拓扑邻接 四、简答题 1.简述空间数据库及其特点。 2.GIS不同格式数据之间的融合有哪些方法？ 3.面的栅格化中基于弧段数据的栅格化方法步骤？ 4.空间数据有哪些特点？ 5.试说明矢量数据结构的概念，以及它的特点和获取方法？
gis的基本原理及其应用
GIS的基本原理及其应用 1. GIS的定义 GIS（Geographic Information System）是地理信息系统的英文缩写，是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理数据的技术体系。它是基于电子计算机和网络通信技术的，能够对地理信息进行整合、处理和分析，用于支持决策制定、规划设计和资源管理等。 2. GIS的基本原理 GIS的基本原理包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析和数据展示等几个方面。 2.1 数据采集 在GIS中，数据采集是最基础的环节之一。数据采集的方式多样，可以通过现场测量、航拍、遥感、GPS定位等手段获取地理数据。采集的数据包括地理位置、属性信息和拓扑关系等。这些数据可以是点、线、面等地理实体的数据，也可以是栅格数据、网络数据等。 2.2 数据存储 数据存储是GIS中的核心环节，用于存储采集的地理数据。数据的存储方式通常有文件存储和数据库存储两种方式。文件存储适用于小型数据集，可以使用常见的文件格式如Shapefile、GeoJSON等。数据库存储适用于大规模数据集，可以使用关系数据库如Oracle、PostgreSQL等进行存储。 2.3 数据管理 数据管理是GIS中的重要环节，用于对地理数据进行组织、分类、编辑和更新等操作。数据管理包括数据的输入、输出、查询、修改、删除等功能。通过数据管理，可以对地理数据进行有效的管理和利用，提高数据的质量和效率。 2.4 数据分析 数据分析是GIS中的核心功能之一，主要用于对地理数据进行统计、空间分析和模型建立等操作。数据分析可以帮助用户发现地理数据中的规律和关联性，提供决策支持和预测分析等功能。常见的数据分析操作包括空间查询、空间叠加分析、网络分析、地理插值等。
gis网络分析的原理及应用
GIS网络分析的原理及应用 1. 简介 地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是指以计算机技术为基础，对地理空间数据进行组织、存储、管理、分析和可视化的系统。GIS网络 分析是GIS的一个重要应用领域，它通过对网络中的设施、路径和区域进行分析与优化，帮助决策者在空间上进行有效的决策和规划。 2. 原理 GIS网络分析主要基于图论和网络分析理论。 2.1 图论 图论是研究图形模型的一门数学分支，主要研究图的结构和性质。在GIS网络 分析中，地理空间可以看作是由节点和边组成的图。节点表示地理空间上的位置或地点，边表示连接两个节点的路径。通过图论的方法，GIS网络分析可以有效地描 述和分析地理空间中的连接关系。 2.2 网络分析理论 网络分析理论主要研究网络中的优化和最优路径问题。在GIS网络分析中，网 络分析理论被用来寻找最短路径、最优路径以及进行网络容量分析等。网络分析理论通过数学模型和算法，帮助决策者在GIS系统中进行路径规划、设施选址、资源调度等问题的分析和决策。 3. 应用 GIS网络分析在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域。 3.1 公共交通规划 GIS网络分析可以帮助公共交通规划者确定最优的公交线路、站点设置和换乘 策略。通过分析地理空间中的道路网络、交通需求和人口分布等数据，GIS网络分 析可以得出最优的公交方案，提高公共交通系统的效率和服务水平。 3.2 物流配送 物流配送是各个行业都必不可少的一环，通过GIS网络分析，可以优化物流配 送的路径和策略。通过分析地理空间中的仓库位置、运输网络和配送需求等数据，GIS网络分析可以帮助物流企业降低成本、提高效率，实现快速、准确的配送服务。
GIS原理及应用
GIS 原理与应用学习报告 学号： 2011701011 学院：国土资源工程学院 专业：测绘工程 姓名：刘小军 指导教师：朱大明
GIS原理及应用学习报告 地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统，是在计算机硬、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。 （一）GIS的基本概念： 1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。 2、GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。 3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测 4、 GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS 的理论依托。
GIS 原理及应用
GIS原理及其应用 地理信息系统技术的发展始终同计算机信息技术的发展息息相关，计算机技术领域中面向对象技术、软件集成技术、网络技术的发展对地理信息系统的发展产生了巨大的冲击力。从总的系统角度看：随着技术的发展，地理信息系统将向着数据标准化，系统集成化，平台网络化和应用社会化方向发展。数据标准化使GIS市场从单纯的系统驱动转向数据驱动，意味着支持GIS工作的数据结构及数据交换格式的标准化，提供GIS工作基础数据接口的标准化。包括建立开放地理信息系统(Open GIS)的互操作标准，寻求驻网地理信息系统数据和空间数据处理服务的标准方法等。系统集成化意味着GIS软件部件的对象化，使GIS软件具有不同功能，可实现互操作和自我管理的软件组件。使数据不仅能在应用系统内流动，还能在系统间流动。通过面向对象技术和集成技术利用对象链接和嵌入技术OLE(Object Linking and Embedding)，开放式数据库互链技术ODBC(Open Data Base Connectivity)等为用户提供简单，标准，透明的公共编程接口。平台网络化意味着GIS的工作平台将逐步从单机转入网络工作环境。GIS引入互连网(Internet/Intranet)使GIS可实现网上发布，浏览，下载，实现基于Web的GIS查询和分析。应用社会化意味着GIS的应用范围将随着上述技术的发展不断拓宽，最终走入千家万户。从系统内部的角度看：地理信息系统技术将逐步走向数据采集自动化，空间数据和属性数据组织的一体化，数据结构的标准化及空间分析功能的多样化。从应用的角度看：GIS的发展还有待于各种专业应用模型的开发。 本研究咨询报告由北京****信息咨询有限公司领衔撰写，在大量周密的市场调研基础上，主要依据了国家统计局、国家发改委、国家工业和信息化部、国家测绘局、中国地理信息系统协会、国家地理空间信息协调委员会、中国全球定位系统技术应用协会、地理信息系统
GIS地理信息系统的原理和应用
GIS地理信息系统的原理和应用 一、GIS地理信息系统的概述 GIS（Geographic Information System，地理信息系统）是一种 基于计算机系统，以地理空间信息为核心，辅以多种数据形式， 运用多学科知识和技术，实现收集、存储、管理、处理、分析和 表达地理信息的综合技术体系。地图是GIS空间数据的表现形式，而数据则是GIS最基本的元素，其准确性和完整性决定了GIS应 用的价值和质量。 二、GIS地理信息系统的原理 1. 空间数据模型的建立 空间数据模型是GIS系统的基础，通常包括简单要素模型和对 象模型两种模型，通过模型的建立，可以实现对空间数据的描述、存储与管理。 2. 空间数据采集
空间数据采集是GIS系统的数据源，通常包括现场采集和数据 导入两种方式，前者通过GPS、激光雷达等技术采集原始数据， 而后者则是导入外部采集的数据。 3. 空间数据存储 空间数据存储是GIS系统的重要组成部分，主要采用数据库和 文件系统存储，常用的还有对象存储等。通过空间索引技术，能 够实现快速检索和查询。 4. 空间数据分析 空间数据分析是GIS系统的核心功能之一，主要包括数据统计、空间关系分析、空间交互分析等技术手段，这些分析手段可以帮 助用户深入了解地理信息的含义，从而实现更准确的决策。 5. 地图表现
地图表现是GIS系统最终呈现结果的方式，主要通过地图生成、打印、发布等方式呈现，支撑着GIS系统的应用并促进地理信息 的传播。 三、GIS地理信息系统的应用 GIS系统可以应用于多个领域，如城市规划、决策支持、环境 保护、资源管理等方面。 1. 城市规划 利用GIS系统，可以实现城市基础空间要素的感知、分析和规划。例如，对于城市交通规划，可以利用GIS系统建立道路网络，分析旅行时间和路线，深入理解交通流量和拥堵症状等。 2. 决策支持 GIS系统可以帮助政府部门和企业做出更科学、更合理的决策。例如，利用GIS系统对水源地进行评估，可以最大程度上减少水 源污染的影响，推进水资源的优化分配。
gis技术的基本原理和应用
gis技术的基本原理和应用 GIS技术的基本原理和应用 GIS（地理信息系统）是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、分析和可视化的技术，它的基本原理是通过将地理数据与地理坐标相结合，将现实世界的地理特征和属性信息转化为数字化的数据，从而实现对地理现象的分析和管理。GIS技术广泛应用于各个领域，如城市规划、环境保护、资源管理、农业和地质勘探等。 GIS的基本原理主要包括地理数据的获取、数据的组织和存储、地理空间分析以及地图制图等。 地理数据的获取是GIS技术的基础。地理数据可以通过多种方式获取，如卫星遥感、GPS定位、地面调查等。卫星遥感技术可以获取大范围的地理数据，如地形地貌、植被覆盖、土地利用等。GPS定位技术可以获取地理实体的准确位置信息。地面调查可以获取各种属性数据，如人口统计数据、经济数据等。这些获取的数据可以是矢量数据（如点、线、面）或栅格数据（如遥感影像），并可以通过数字化的方式存储和处理。 GIS技术通过对地理数据的组织和存储，实现对数据的有效管理和快速检索。地理数据通常具有空间关系，因此需要采用特定的数据结构来存储。常用的数据结构有点线面拓扑结构、网格结构和四叉树结构等。这些数据结构可以实现对地理数据的空间索引和查询，
提高数据的访问效率。 地理空间分析是GIS技术的核心功能之一。地理空间分析是指通过对地理数据进行统计、计算和模型分析，从而揭示地理现象的空间分布和关联规律。常见的地理空间分析包括空间插值、空间关联分析、缓冲区分析和路径分析等。这些分析方法可以帮助人们了解地理现象的分布特征、趋势和影响因素，从而为决策和规划提供科学依据。 GIS技术可以将地理数据可视化为地图，帮助人们直观地理解地理现象。地图制图是GIS技术的重要应用之一。地图可以用来表示地理实体的位置、分布和属性信息。通过选择合适的符号、色彩和比例尺，可以将复杂的地理数据转化为直观的地图，便于人们对地理现象进行观察和分析。地图制图可以应用于各个领域，如城市规划、资源管理和灾害预警等。 除了以上基本原理，GIS技术还有许多应用。在城市规划中，GIS可以用来分析土地利用、交通流量和人口分布等，帮助决策者进行土地规划和交通规划。在环境保护中，GIS可以用来分析污染源的分布、污染物的扩散和环境敏感区的划定，提供环境保护决策的科学依据。在农业中，GIS可以用来分析土地适宜度、农作物生长条件和农田水利设施的布局，帮助农民提高农业生产效率。在地质勘探中，GIS可以用来分析地质构造、矿产资源和地质灾害等，指导矿产勘探和灾害防治。
GIS原理及应用
GIS原理及应用 GIS（Geographic Information System）地理信息系统是一种将地理学、计算机科学和信息技术相结合的综合性技术和工具。它通过对地理空 间数据进行采集、存储、管理、分析和展示，提供了一种综合表达空间关 系和地理现象的方法。GIS的原理和应用涉及到数据的获取与处理、空间 数据模型、地理分析和地图输出等方面。下面将对GIS的原理和应用进行 详细说明。 1.数据获取与处理：GIS的原理首先涉及到数据的获取与处理。数据 可以来自各种各样的源头，如遥感影像、地理位置数据、数字地图、统计 数据等。这些数据需要经过预处理和清理，以确保其质量和一致性。预处 理包括去噪、填充空洞、纠正空间误差等。清理则包括去除错误和重复数据、调整数据格式等。 2.空间数据模型：GIS利用空间数据模型来表示地理空间现象。常见 的空间数据模型有点模型、线模型和面模型。点模型用于表示地理实体的 离散点，如城市的坐标点、河流的源头等；线模型用于表示连接两个或多 个点的路径，如道路、河流等；面模型用于表示具有一定边界的空间区域，如国家、省份等。通过这些模型，可以建立地理现象的空间拓扑关系和属 性信息。 3.地理分析：GIS的一个重要应用是地理分析。地理分析是通过对空 间数据进行计算和处理，从中提取出与地理问题相关的信息。地理分析的 方法包括空间距离分析、网络分析、缓冲区分析、空间插值分析等。通过 地理分析，可以揭示地理现象的规律、关联性和趋势，从而为决策和规划 提供科学依据。
4.地图输出：GIS可以通过生成地图来展示地理空间数据的结果。地 图输出是将计算结果可视化呈现的过程。地图可以表达地理现象的分布、 密度、关联性等信息，可以使用不同的符号、颜色和渐变来表达不同的属 性和现象。通过地图，人们可以直观地了解地理空间现象，作出更好的决策。 GIS的应用非常广泛，几乎涉及到各个领域。下面列举一些典型的应用： 1.环境保护与资源管理：GIS可以用来分析环境问题和管理自然资源。通过对环境数据的采集与处理，可以分析环境污染的源头和扩散范围，进 行环境规划和资源管理。 2.地理统计分析：GIS可以将统计数据与地理位置结合起来，进行地 理统计分析。例如，可以分析人口的分布和迁移趋势，评估城市的发展潜 力和问题。 3.土地利用规划：GIS可以帮助进行土地利用规划和评估。通过分析 土地的类型和特征，可以确定最佳的土地利用方式，合理分配资源和空间。 4.城市交通规划：GIS可以进行交通规划和路网优化。通过分析道路 的拥堵程度和路径选择，可以优化交通流量，减少交通拥堵，提高出行效率。 总之，GIS是一种重要的地理空间信息技术，它将地理学、计算机科 学和信息技术相结合，通过数据的获取与处理、空间数据模型、地理分析 和地图输出等方法，实现地理空间数据的综合利用和展示，广泛应用于环 境保护、资源管理、土地利用规划和交通规划等领域。
地理信息系统原理与应用复习资料__中国矿业大学
第一章 1、什么是GIS它具有什么特点P4~5 地理信息系统（GIS）是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。 2、GIS与其它信息系统(CAD)有什么区别P15 区别： 地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面，地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。要建立一个决策支持型的GIS 应用系统，需要对多层的图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，以提供对规划、管理和决策有用的信息，各种空间分析如缓冲区分析、叠置分析、地形分析、资源分配等功能是必要的 3、简述GIS的构成P5 4、简述GIS的发展(CGIS 中国GIS和外国GIS)。P17-20 5、举例说明GIS可应用的行业P20 第二章 1. 简述空间数据模型的层次和功能? P26 层次：空间概念数据模型、空间逻辑数据模型和空间物理数据模型。 功能: (1)空间概念数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的认知概念，它为描述空 间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法 (2)空间逻辑数据模型是在空间概念模型的基础上对地理实体的一次抽象描述，人们根据空 间概念数据模型确定空间数据组织结构，落实空间数据的表达方式，生成空间逻辑数据模型。它的设计是GIS的关键，主要针对现实世界进行抽象提取，构建一个代表该现
实世界的模型它与计算机硬件、系统软件和工具软件密切相关。主要描述系统中数据结构、对数据的操作以及操作后数据完整性问题，因此，它是空间数据库设计的关键所在它的设计也就集中体现在数据库的数据模型设计上。 (3)空间物理数据模型是数据抽象的最低层，它描述空间数据在计算机物理存储介质上的组 织结构，空间存取方法和数据库总体存储结构等。 2. GIS中的地图投影配置的原则是什么? P33 1）各国的GIS所采用的投影系统应与该国的基本地图系列所用的投影系统一致； 2）各比例尺的GIS投影系统应与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致； 3）各地区的GIS中的投影系统应与其所在区域适用的投影系统一致； 4）各种GIS一般采用一种、或两种（至多三种）投影系统，以保证地理定位框架的统一，一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺， 3. 墨卡托投影、高斯克吕格投影和兰勃特投影的特点是？P34 Lambert投影特点： 1) 经线都表现为交于一点的直线束； 2) 纬线表现为同心圆的圆弧，圆心为直线束的交点。 Lambert投影（正轴圆锥投影）中，地球表面上两点间的最短距离表现近乎为直线，有利于GIS中空间分析和信息量度的正确实施。 高斯投影（横轴等角切椭圆柱投影）特点： 1）中央经线上无变形 2）同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大； 3）同一条经线上，纬度越低，变形越大； 4）等变形线为平行于中央经线的直线。 4. 什么是空间数据的拓扑关系？空间数据的拓扑关系的种类有哪些？应该如何表达？P40 空间数据的拓扑关系：指图形在保持连续状态下的变形，但图形关系不变的性质。 种类：有拓扑邻接，拓扑关联，拓扑包含等。 拓扑关系： 1）拓扑邻接：空间图形中同类元素之间的拓扑关系 2）拓扑关联：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系 3）拓扑包含：空间图形中同类不同等元素之间的拓扑关系
地理信息系统原理及应用课后习
地理信息系统原理及应用 课后习题答案 第三章 1．什么是空间数据？它有哪些特征？ 空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等诸多方面信息数据的总称。它包含三个基本特征，位置特征：又称空间特征，描述空间事物所处的位置。属性特征：反映了空间事物和现象的质量特征或数量特征。时间特征：反映了地理现象发生或存在的时刻或时段。 2．空间数据获取的方式有哪些？ 属性数据的采集：属性数据又称语义数据、非几何数据，是描述尸体数据的属性特征的数据，包括定性数据和定量数据。定性数据用来描述要素的分类或对要素进行标名，量较小时可以输入几何数据的同时用键盘输入，量大时一般与几何数据分别输入，并检查无误后转入数据库。定量数据是说明要素的性质特征或强度的，如距离、面积、人口、产量、收入、流速以及温度和高程等。几何数据的采集：手扶跟踪数字化录入、地图扫描数字化。 3．简述gis空间数据模型的层次 概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型 4．简述空间数据质量问题的来源 1)空间现象自身存在的不稳定性 2)空间现象的表达 3)空间数据处理中的误差{(1)地图投影变换(2)地图数字化和扫描后的矢量化处理(3)数据格式转换(4)数据抽象(5)建立拓扑关系(6)与主控数据层的匹配(7)数据叠加操作与更新(8)数据集成处理(9)数据的可视化表达(10)数据处理过程中误差的传递与扩散} 5．空间数据质量控制常见的方法有哪些 1. 传统的手工方法:质量控制的人工方法主要是将数字化数据和数据源进行比较。 2. 地理相关法:用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量 3.元数据方法: 关于数据的数据。元数据是信息共享和交换的基础和前提，用于描述数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征。 6．空间数据标准主要包括哪些方面 数据交换：是将一种数据格式转换成为另外某种数据格式的技术 数据质量：数据精度、精度类型、精度标准 数据说明文件：元数据 第四章 1．什么是空间对象？常见的空间对象有哪些？ 将空间现象进行抽象得到控件对象，又称空间实体、空间目标。常见空间对象：零维、一维、二维、三维空间对象 2．空间对象有哪些基本拓扑关系？ 点与点关系、线与线的关系、面与面的关系点与线的关系、点与面的关系、线与面的关系3．简述空间数据的计算机表示 现实世界、模型：实物模型符号模型、学模型、数据建模：过程为首先选择一种数据模型来