空间信息系统复习重点

《空间信息系统》复习重点

第一章概论

1.地理信息的定义

地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。

2.地理信息的三个特征：空间性、专题性、时间性

空间性：信息与坐标位置联系在一起，使信息具有空间维（二维、三维）。

?是GIS区别于其它系统的根本特征

?是由于地物或现象的空间分布所带来

?森林的分布

?行政区的划分

?通常是通过特定空间参照系下的坐标直接表达

?基于坐标的派生数据

?定量的度量信息：面积、周长、质心、距离等

?定性的空间关系：拓扑关系、方位关系

专题性（属性）：同一XY位置上具有多个专题的信息结构（属性维）。

?地物所固有的，不是由于地物空间分布所带来的特征。

?如某地的名称、人口密度、年降雨量、土地酸缄类型、交通流量、空气污染程度等。

?专题属性特征通常以数字、符号、文本和图像等形式来表示。

动态性（时间性）：随时间而动态变化（时间维）。

?地理信息涉及时间特征的几个方面

?对象的生命周期（产生、消亡）

?对象的移动

?属性的时效性（如：人口增长产生的人口数量的变化）

?当前GIS系统很少处理时间特征

3.GIS与一般MIS的区别：

a)GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用；

b)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。

4.GIS的组成部分（四部分）：硬件系统、软件系统、空间数据、用户

（参照第一章PPT49）

第二章GIS的地理基础

1.空间坐标系的种类：球面坐标系统、平面坐标系统

（参照第二章PPT15）

2.地图投影的定义

地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法。

直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置通过地图投影建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置

3.地图投影的分类：按投影面的形状；按投影面的位置；按投影变形

（详见参照第二章PPT26）

4.比例尺的概念、表示方法：

比例尺：是图上长度与相应地面长度的比例；比例尺表明了地图数据的详细（精确）程度；地图比例尺反映了制图区域和地图的比例关系；

表示方法：数字比例尺：1：1000000；文字比例尺：地图上1mm等于实地1km；图解比例尺或直线比例尺；面积比例尺：图上面积与实际面积之比图上距离、实地距离

5.地图的分类：按内容分类（专题地图（专题地图是在普通地图的基础上，突出表示

一种或多种自然或社会经济现象的地图。如人口分布图、雨量分布图、地貌图、林相图。）普通地图）；按比例尺分类（大比例尺：指比例尺大于1:10万的地图；中比例尺：指比例尺在1:10万到1:100万的地图；小比例尺：指比例尺小于1:100万的地图。）；按结构分类（普通地图与影像地图（GIS中的数字影像中的像元点具有准确的投影位置记录。影像地图的分辩率指一个像元所覆盖的地表面积。））

第三章空间数据结构

1.空间实体的定义：空间实体是GIS处理的最小单元，空间实体类别的确定需要从

具体需要出发。

定义：又称地理实体，空间对象，要素，地物等，是GIS处理的对象，最小的处理单元。指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具有概括性，复杂性，相对意义的概念。

2.实体的空间特征：点、线、面分别用0，1，2维表示

空间特征：定位数据，表示现象的空间位置和空间关系；

（一）空间维数：有0，1，2，3 维之分，点、线、面、体。

（二）空间特征类型：点状实体，线状实体，面状实体，体状实体。

（三）实体类型组合：点、线、面两两之间组合表达复杂的空间问题。

3.拓扑关系的定义

拓扑关系：指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。

图纸平面：高质量的无边界的橡皮。

对橡皮进行任意的拉伸、压缩，但不能扭转或折叠。

变换后原来图形的一些属性将保留，而有些属性将会失去。

4.空间数据结构分类：矢量数据结构、栅格数据结构。理解两种方法的概念，比较两

种数据结构的优缺点

矢量数据结构：地理空间的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。即地理空间实体的形状和位置由一组坐标对确定，并与一定的属性相连接。(组织及获取参照第三章PPT38)

栅格数据结构：地理空间的栅格表达方式是用离散的量化的格网值来表示和描述连续地理空间实体。每个格网叫栅格单元、或象元，单元的大小反映了数据的分辨率。地理空间实体的形状和位置是由一组进行坐标定位的格网组成。每个格网有独立的编码，并载有属性。(组织及获取参照第三章PPT52)

比较：

矢量数据：

优点：

?表示地理数据的精度较高

?严密的数据结构，数据量小

?完整的描述空间关系

?图形输出精确美观

?图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现

?面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：

?数据结构复杂

?矢量叠加分析较为复杂

?技术复杂，特别是软硬件

栅格数据：

优点：

?数据结构简单，易交换数据

?空间数据的叠置和组合方便

?输出快速、成本低廉

缺点：

?地图数据量大

?用大像元减少数据量时，精度和信息量受损

?地图输出不美观

?难以描述空间关系

第四章空间数据的处理

1.数据编辑包括的内容：图形几何编辑（删除，增加，修改，移动，拷贝）、图形拓

扑编辑（结点吻合、匹配、拓扑关系的检查）、图形的整饰(线型、颜色、符号、注记)、属性编辑（属性范围、属性内容、空值检查）

2.格式变换：

A．不同数据结构转换（矢量化的要求）

矢量向栅格

点：简单的坐标变换

线：线的栅格化

面：线的栅格化+ 面填充

（一）线的栅格化

1、DDA法(数字微分分析法)

2、Bresenham算法

（二）面(多边形)的填充方法

1、内部点扩散法（种子扩散法）

2、扫描法

3、边填充算法

栅格向矢量

从栅格单元转换为几何图形的过程为矢量化；

（一）要求：

1）栅->矢转换为拓扑转换，即保持实体原有的连通性、邻接性等；

2）转换实体保持正确的外形。

（二）方法

方法一，实际应用中大多数采用人工矢量化法，如扫描矢量化。

方法二，程序转换（全自动或半自动）

B．相同数据结构的不同组织形式转换

a)矢量拓扑结构变换: MapInfo ArcGIS

b)栅格数据转换

第五章空间数据分析

1.缓冲区的概念、作用

概念：缓冲区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。

作用：一般应用于求地理实体的影响范围。

2.叠加分析的概念、作用

概念：叠置（overlap）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，产生新的特征的分析方法。

作用：叠加的结果：几何形状改变，属性改变

3.DEM的3种表示方法；

1、等高线法（Contour）

等高线是一条带有高程值属性的简单线。需要用插值方法来计算落在等高线以外的其他点的高程。

2、规则格网法（Grid）

规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，DEM来源于直接规则格网采样点，或由不规则离散数据点内插产生。结构简单，计算机对矩阵的处理比较方便，成为DEM最通用的

形式。

3、不规则三角网法（TIN ）

TIN（Triangulated Irregular Network) 利用所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点连接成相互连续的三角面。

4.给出应用实例、能运用分析工具进行分析。

(参照PPT例题)

第六章空间数据管理

1．空间数据库的定义，包括哪三种数据类型

空间数据库(Spatial Database)是存放空间数据的数据库。包括：几何图形数据，拓扑数据，属性数据

2．GIS系统数据管理的三种模式：单用户结构模式（小型GIS系统）、客户/服务器（C/S）结构模式（局域网GIS系统，适合一个单位、部门）、Web（B/S）结构模式（互联网GIS系统，大众化GIS）

第七章空间数据可视化

1.可视化的定义、核心环节（符号化）

定义：可视化是将数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程是一种转换。

（过程参照第七章PPT11）

2.空间信息可视化的形式：地图、多媒体信息、三维地图、虚拟现实

3.专题信息和专题图的含义

专题信息：1、GIS中专题信息就是属性信息。2、属性信息通过属性数据库表显示

专题图：1、将GIS中的专题信息（属性信息）在地图上展现出来。2、可以是一项属性、也可以是多项属性。

考试题型：

名词解释、填空题、选择题、简答题

考试时间：

第12周5月15日（周三）下午13:30-15:30

考试地点：

二教308

实验报告提交时间：5月26号之前，上传到FTP相应文件夹中。