地理信息系统复习资料

第一篇：地理信息系统复习资料

GIS

第一章

1、地理信息系统的核心问题可归纳为五个方面的内容：

1）位置 2）条件 3）变化趋势 4）模式 5）模型。

2、大多数商用GIS软件包都提供了如下功能：

数据的获取 数据的初步处理 数据的存储及检索 数据的查询与分析 图形的显示与交互

3、GIS中存储的数据主要包括两个方面：

① 几何数据（定位特征数据、几何特征数据），② 属性数据（专题数据、非定位数据）。

4、数据的获取：就是将数据输入到地理数据库中。

5、数据处理：主要包括数据格式化、转换、概括。

6、数据存储与组织：建立地理信息系统数据库。

7、地理信息系统的研究内容：基本理论、技术系统、应用方法。

8、地理信息系统组成：计算机软硬件、地理数据、系统管理操作人员。

9、数字地球核心技术：a)高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术

b)地球空间数据的存储和处理

c)超媒体空间信息系统

d)地理信息的分布式计算

e)无比例尺数据库

f)空间数据仓库

g)空间数据融合(Fusion)h)虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术

i)元数据（Metadata）

第二章

1、空间实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征和空间关系。

2、三层次模型：概念模型------逻辑数据模型----（空间数据结构）---物理数据模型。

空间数据结构逻辑数据模型和物理数据模型之间的桥梁。

3、地理认知模型分为三类：

1）基于对象/要素-----在一定尺度下，客观存在的地理实体都有其精确的位置、形状，可以同其他相邻的地理实体区别开来。这些地理实体既可以是一座城市，也可以是一片住宅，或者是一间房屋。

2）基于域/场------是把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等。3）基于网络------基于网络的地理认知模型与基于对象的地理认知模型有相似之处，都是描述不连续的地理目标，所不同的是网络模型需要通过目标间的相关联接（如路径）相互连接多个地理目标。如道路、地下管线、通讯线路、自然界的物质流、能量流等。

4、基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象或实体。

一个实体必须符合三个条件：可被识别；重要（与问题相关）（与尺度有关）；可被描述（有特征）。

5、在不考虑时间变化时，二维空间场一般采用6种具体的场模型来描述：

1）规则分布的点、2）不规则分布的点、3）规则矩形区 4）不规则多边形区、5）不规则三角形区、6）等值线

6、网络模型可以看成基于点对象和线对象及其拓扑关系的集合描述。

7、地理信息系统中的数据类型，概括起来主要有5种：  几何图形数据  影像数据  属性数据  地型数据  元数据

8、地理数据一般具有三个基本特征：  属性特征（非定位数据） 空间特征（定位数据） 时间特征（时间尺度）

9、在计算机的抽象空间中，表达复杂的现实世界，在地理信息系统中，地理实体被抽象简化为简单的几何对象：点、线、面、体。

10、地理实体的空间相互关系：

（1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系；（2）空间顺序关系（方向）：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；

（3）度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。

11、空间数据的拓扑关系：拓扑相邻、拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。

12、空间逻辑数据模型有：

1)栅格数据模型 2)矢量数据模型

3)矢量一栅格一体化数据模型 4)镶嵌数据模型 5)面向对象数据模型

13、栅格数据：以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。用相同的属性表示同一类地物。属性明显，定位隐含。

14、矢量数据结构：通过记录坐标的方式来定位，属性储存在特定的位置。定位明显，属性隐含。

第三章

1、空间数据结构是指对空间数据逻辑模型描述的数据组织关系和编排方式，是逻辑数据模型和物理数据模型之间的桥梁。

2、矢量数据结构：是对矢量数据模型进行数据的组织。它通过记录实体坐标及其关系，尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。1）实体数据结构也称spaghetti数据结构，是指构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。

2）拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法。具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构。

3）拓扑数据结构包括： 索引式 双重独立编码结构 链状双重独立编码结构等。

3、栅格数据结构：栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。

1）栅格数据的参数

（1）栅格形状。

（2）栅格单元大小。（3）栅格原点。（4）栅格的倾角。2）栅格单元值的选取

（1）中心点法

（2）面积占优法（3）重要性法

（4）百分比法

4、完全栅格数据结构（也称编码）：将栅格看作一个数据矩阵，逐行逐个记录栅格单元的值。完全栅格数据的组织有三种基本方式：基于象元、基于层和基于面域。

5、多通道、多波段影像完全数据结构。（BSQ、BIP、BIL）。

6、压缩栅格数据结构

1)游程长度编码结构 2)四叉树数据结构 3)二维行程编码结构 4)链码结构

5)影像金字塔结构

7、栅格结构特点：

 1）栅格结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。 2）栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似离散的数据。在许多栅格数据处理时，常假设栅格所表示的量化表面是连续的，以便使用某些连续函数。

 3）由于栅格结构对地表的量化，在计算面积、长度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较大，则造成较大的误差，这种误差不仅有形态上的畸形，还可能包括属性方面的偏差。

8、栅格结构与矢量数据结构的比较：

1）栅格数据结构类型具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于实现，且操作简单，有利于基于栅格的空间信息模型的分析。

2）矢量数据结构类型具有“位置明显、属性隐含”的特点，它操作起来比较复杂，许多分析操作（如叠置分析等）用矢量数据结构难于实现。

9、矢量格式向栅格格式的转换：

a)内部点扩散算法 b)复数积分算法

c)射线算法 d)扫描算法 e)边界代数算法

10、栅格数据向矢量数据转换：

①多边形边界提取 ②边界线追踪 ③拓扑关系生成 ④去除多余点及曲线圆滑

11、矢栅一体化数据结构数据结构其理论基础是：多级格网方法、三个基本约定和线性四叉树编码。

12、镶嵌数据模型采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元。包括Voronoi多边形和TIN三角网。

13、三维模型V=f(x,y,z)，z是一自变量，不受x,y的影响。表示方法有八叉树表示法和三维边界表示法。

第四章

1、空间数据的基本特征

1）空间特征:形状、位置、分布与空间关系 2）多尺度与多态性：尺度与形态差异 3）多时空性：时间与空间序列 4）抽象性：分类编码、空间建模 5）非结构化特征：变长特性 6）海量数据特征

2、空间数据库管理系统的实现：

（1）常规DBMS进行扩展，使有空间数据存储、管理功能；（Oracle）（2）常规DBMS基础上加一层空间数据库引擎。（ESRI的SDE（Spatial Database Engine））

3、矢量数据的管理：

 基于文件的数据管理方式

 基于文件与关系式数据库的空间数据混合管理

 基于关系式数据库的空间数据管理

 基于对象—关系式数据库的空间数据管理  面向对象的空间数据库管理

4、栅格影像不仅包含了属性信息，还包含了隐藏的空间位置信息（即格网的行、列信息），即隐含着属性数据与空间位置数据之间的关联关系。其管理分为：  基于文件的影像数据库管理  文件结合数据库影像管理  基于关系数据库管理

5、空间数据的组织：)图幅数据组织

2)空间数据的图库管理 3)属性数据组织

6、空间索引就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。

7、索引类型

① 对象范围索引 ② 格网型空间索引 ③ 四叉树空间索引 ④ BSP树空间索引

⑤ KDB树空间索引 ⑥ R树和R+树

⑦

CELL树

8、空间信息查询：① 基于属性特征查询 ② 基于空间关系和属性特征的查询（SQL）

③ 一种空间扩展SQL查询语言——GeoSQL

9、GIS标准的三个层次

1.国家层次：对应NSDI。2.地区层次：对应RSDI。3.国际层次：对应GSDI。

第五章

1、GIS的数据源：是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。

2、栅格数据的来源 ：

① 遥感数据 ② 航空影像

③ 地图及图片扫描数据 ④ 矢量数据转换 ⑤ 手工方式

3、矢量数据来源：

① 定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）② 地图数字化 ③ 间接获取 栅格数据转换

空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）

4、空间数据采集与处理的基本流程：

1）数据源的选择 2）采集方法的确定 3）数据的编辑与处理 4）数据的质量控制与评价 5）数据入库

5、空间数据采集方法：

1.野外数据采集 2.地图数字化 3.摄影测量方法 4.遥感图像处理

6、属性数据的来源：统计资料、文本资料。

7、关系数据的来源：自动生成。

8、数据编辑包括：（1）伪节点

（2）悬挂节点（3）碎屑多边形（4）不正规的多边形

9、图形数据错误的检查：（1）叠合比较法

（2）目视检查法（3）逻辑检查法

10、几何纠正是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正，以实现与理论值的一一对应关系； 几何纠正的方法包括仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换等。

11、数据重构主要包括数据结构的转换和数据格式转换。通用的空间数据结构有栅格和矢量两种，在地理信息系统中，它们之间的相互转换是经常性的。

12、数据质量包括：误差、精度、准确度、空间分辨率、比例尺、和不确定度。

13、空间数据质量的来源：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 4）空间数据使用中的误差

14、数据误差主要有：几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。

15、数据质量的标准和要素：1）数据情况的说明

2）位置精度 3）属性精度 4）时间精度 5）逻辑一致性 6）数据完整性

7）表达形式的合理性

16、元数据的主要作用：（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并保证即使其主要工作人员退休或调离时，也不会失去对数据情况的了解；

（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；

（3）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息；

（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断；（5）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

17、元数据的内容: ① 对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明

② 对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等

③ 对数据处理信息的说明，如量纲的转换等

④ 数据转换方法的描述

⑤ 对数据库的更新、集成方法等的说明

第六章

1、空间查询内容：空间位置、空间分布、空间关系、属性特征、几何特征。

2、空间数据查询的方式主要有两大类，即“属性查图形”和“图形查属性”。

3、空间关系查询分为：拓扑关系查询和缓冲区查询。

4、空间量算主要有：几何量算

形状量算

质心量算

距离量算

5、空间变换：对原始图层及其属性进行一系列的逻辑或代数运算，以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性，这个过程称为空间变换。

6、基于栅格结构的空间变换可分为三种方式：单点变换、邻域变换、区域变换。

7、重分类：对原始数据进行的再次分类组织。

8、缓冲区分析的应用：

1、点水源污染防治、医院的服务影响范围，点图层的缓冲区。

2、道路的扩建，线的缓冲区

3、自然生态保护区，面对象的缓冲

9、地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。

10、主要网络分析功能：1）路径分析

2）计算最短路径的Dijkstra算法 3）资源分配

11、在以下几种情况下必须作空间插值：

1）现有的离散曲面的分辨率，象元大小或方向与所要求的不符，需要重新插值。2）现有的连续曲面的数据模型与所需的数据模型不符，需要重新插值。3）现有的数据不能完全覆盖所要求的区域范围，需要插值。

12、空间插值方法可以分为：整体插值、局部插值方法两类。

13、整体插值方法：1）边界内插方法2）趋势面分析3）变换函数插值

14、局部插值方法 ：1）最近邻点法：泰森多边形方法

2）移动平均插值方法：距离倒数插值 3）样条函数插值方法

4）空间自协方差最佳插值方法：克里金插值

15、综合评价一般经过四个过程：

1）评价因子的选择与简化；

2）多因子重要性指标（权重）的确定； 3）因子内各类别对评价目标的隶属度确定； 4）选用某种方法进行多因子综合。

第七章

1、DTM：数字地面模型（Digital Terrain Model，简称DTM）是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。

2、DEM：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）。高程是地理空间中的第三维坐标。数学表达为：z = f（x，y）

3、DEM是DTM的一个子集，是DTM的基础数据，最核心部分，可以从中提取出各种地形信息，如高度、坡度、坡向、粗糙度，并进行通视分析，流域结构生成等应用分析.4、地理信息系统中的DEM表示模型：规则格网模型、等高线模型、不规则三角网模型

5、规则格网模型缺点：1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；

2）在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象； 3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。

6、Delaunay三角形的生成：1）凸包生成

2）环切边界法凸包三角形剖分

3）离散点的内插

7、Delaunay三角形产生的基本准则：

1）任何一个Delaunay三角形的外接圆内不能包含任何其它离散点。

2）相邻两个Delaunay三角形构成凸四边形，在交换凸四边形的对角线之后，六个内角的最小者不再增大。该性质即为最小角最大准则。

8、格网DEM转成TIN可以看作是一种规则分布的采样点生成TIN的特例，其目的是尽量减少TIN的顶点数目，同时尽可能多地保留地形信息，如山峰、山脊、谷底和坡度突变处。

9、规则格网DEM生成规则三角网：1）筛选要保留或丢弃的格网点；

2）判断停止筛选的条件。其中两个代表性的方法算法是: 保留重要点法

启发丢弃法

10、DEM数据采集方法：1）地面测量

2）现有地图数字化 3）空间传感器

4）数字摄影测量方法

第八章

1、空间分析的目的是解决某类与地理空间有关的问题，通常涉及多种空间分析操作的组合。

2、空间分析一般步骤是：①明确分析的目的和评价准则；

②准备分析数据； ③进行空间分析操作； ④进行结果分析；

⑤解释、评价结果（如有必要，返回步骤1）； ⑥结果输出（地图、表格和文档）。

3、空间分析建模是指运用GIS空间分析方法建立数学模型的过程。

4、地图建模可以是一个空间分析流程的逆过程，即从分析的最终结果开始，反向一步步分析为得到最终结果，哪些数据是必须的，并确定每一步要输入的数据以及这些数据是如何派生而来。

第二篇：地理信息系统教程复习资料

1.GIS:由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，用来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。

2.地理信息系统基本组成：系统硬件，系统软件，空间数据，应用人员和应用模型。

3.地理信息系统与其他信息系统的区别与联系GIS离不开数据库技术； GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用；一般MIS侧重非图形数据的优化存储与查询，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能有限。4.GIS与地图数据库的异同：地图数据库有比例尺概念，GIS是为某一特定比例尺建立的一个地图成品仓库，它可由GIS管理，其中的地图具有图形表现属性,一般数据库不需具备这些属性；它是GIS的下游产品，它的更新依赖于GIS，它提供的信息是GIS向人们提供服务的中间产品；GIS是在地理信息的基础上对真实世界进行数量化处理分析，但地图数据库存在的地理要素经人为修改，不完全是真实地理的反映； GIS与地理信息的关系：GIS操作对象是空间数据，表达内容是与时空有关的地理信息。地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它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图、文、声、像等的总称。地理信息具有地域性、多维结构性、时序性等特征。5.地理信息系统中的数据都包括电子数据和非电子数据。或：GIS数据源自地图数据、遥感数据、GPS数据、文本数据、统计数据、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据。

6.地理信息系统基本功能：数据采集与编辑；数据存储于管理；数据处理与交换；空间分析和统计；产品制作与显示；二次开发和编程。

应用功能：资源管理，区域规划，国土监测，辅助决策。

区分：GIS依托基本功能利用空间分析技术，模型分析技术，网络技术，数据库和数据集成技术，二次开发环境等，演绎出丰富多彩的系统应用功能，满足用户的广泛需求。

7.GIS的研究对象是地理实体，即指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。

地理实体特征：属性特征：对空间实体的属性定义和说明信息。空间特征：对空间实体的分布位置、几何特征和空间关系的定义。时间特征：空间实体的时间尺度。依据空间数据来源的不同分为：地图数据、地形数据、属性数据、元数据、影象数据等。

8.数据结构是指数据组织的形式，是相互有关联的数据元素的集合，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。

9.空间数据结构分为基于矢量数据结构和基于栅格数据结构两种。

矢量数据结构是通过坐标值精确地表示点、线和面等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。

栅格结构是以规则的像元阵列来表示空间地物或现象分布的数据结构，其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征。

10.矢量数据与栅格数据结构的比较： 矢量数据结构可具体分为点，线，面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好，精度高。矢量数据的结构复杂，不能有效的支持影像代数运算，存储比较复杂，不能与DEM直接进行联合空间分析。

栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的，数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对数据的操作比较容易。输出精度高，但是数据量大，难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网路分析的操作，数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离，对点线面的识别要采用其他技术。11.数据库：按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

三个基本组成：数据集，物理存储介质，数据库软件。数据库的主要特征：数据集中控制，数据独立，数据共享，减少数据冗余，数据结构化，统一的数据保护功能。

12.数据模型是数据库中对数据的逻辑组织形式的描述，数据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的形式表示，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。数据模型的三要素：数据结构，数据操作和数据的约束条件。13.层次数据模型是一种树结构模型，他把数据按自然地层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系，特点是地理数据组织成有向的有序的树结构。网状数据模型将数据组织成有向图结构，图中的节点代表数据记录，连线描述不同节点数据间的联系，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，和表示多对多的关系。关系数据模型数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表，表具有固定的列数和任意的行数，在数学上称为关系。

14.对象数据模型的特点：可充分利用现有的数据模型的优点，面向对象的数据模型是一种抽象的模型，允许设计者在基本功能上选择最为合适的技术。具有可扩充性。可以模拟和操纵复杂对象。15.GIS的数据源食指建立GIS的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。

16.GIS数据质量包含如下五个方面：①位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。②属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。③逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。④完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等。⑤现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。17.地图投影在GIS中有什么作用？

GIS以地图方式显示地理信息，图是平面，而地理信息则是在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。

18.空间数据中的几何数据是指实体或现象的空间位置或现在所处的地理位置，一般以坐标数据表示。几何数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置不变，但是属性类型可能已经发生变化，或者相反。因此可以不断更新属性数据来体现实体或现象的时时特征，同时也可反映实体或现象的变化规律和变化特征。而几何数据又说明了属性数据发生的地理位置及其存在的意义。

19.分类分级对于属性数据的意义：在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的，例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。编码的过程是将信息转换成数据的过程，前提是首先要对需表示的信息进行分类分级。

20.元数据是关于数据的描述性数据信息。空间元数据是地理的数据和信息资源的描述性信息。他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，以便人们有效的定位，评价，比较，获取和使用与地理相关的数据。

元数据的作用和意义：帮助数据生产单位有效的维护和管理数据；提供有关数据生产单位的各种有关信息供用户查询；帮助用户了解数据；提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据。采用元数据可以便于数据共享。

21.空间数据处理的主要内容包括：图形编辑，自动拓扑，坐标变换，数据压缩，结构转换，数据内插等。22.矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存储量，节省存储空间，加快后继处理的速度。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。

23.空间数据处理主要包括：据处理涉及的内容很广，主要取决于原始数据的特点和用户的具体需求。一般有数据变换、数据重构、数据提取等内容。数据处理是针对数据本身完成的操作，不涉及内容的分析。空间数据的处理也可称为数据形式的操作。

24.数据变换：指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正、投影转换和辐射纠正等，以解决空间数据的几何配准。

数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式变换、类型替换等，以解决空间数据在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接与融合。

数据提取：指对数据进行某种有条件的提取，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以解决不同用户对数据的特定需求。

25.请说明如何建立道路的拓扑的关系？ 道路属于线状矢量要素，其拓扑关系的建立也遵循矢量数据自动拓扑的步骤。其步骤可分为以下几步：（1）链的组织。找出在链的中间相交(左图)，而不是在端点相交(右图)的情况，自动切成新链；把链按一定顺序存储，如按最大或最小的x或y坐标的顺序，这样查找和检索都比较方便，然后把链按顺序编号。（2）结点匹配。结点匹配是指把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值，如图。然后，对结点顺序编号。

26.采用矢量数据压缩的方法，矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存贮量，节省存贮空间，加快后继处理的速度。下面介绍几种常用的矢量数据的压缩算法，以及它们之间的异同点。道格拉斯――普克法，垂距法光栏法几种方法的比较

如果某种矢量数据的压缩算法既能精确地表示数据，又能最大限度地淘汰不必要的点，那就是一种好的算法。具体可以依据简化后曲线的总长度、总面积、坐标平均值等与原始曲线的相应数据的对比来判别。通过分析可以发现，大多数情况下道格拉斯――普克法的压缩算法较好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大；光栏法的压缩算法也很好，并且可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小；垂距法算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p值去掉而失真。27.栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间？

利用数据压缩技术。如进行游程长度(行程)编码、弗利曼编码、四叉树编码等。

28.空间查询主要有：扩展关系数据库的查询语言，可是化空间查询，超文本查询，自然语言空间查询。29.如何表达查询得到的结果：使要素、对应的记录同步进入选择集，同时改变显示颜色。

进入选择集的记录可以用统计图表达。如果选择集是空的，统计图就包括该表的全体记录。进入选择集的记录可以分类汇总统计。

30.对空间数据进行统计分析的意义：IS中空间数据的统计分析是指对GIS地理数据库中的专题数据进行统计分析，针对不同领域的运用提取相关的地理信息，去除一些冗余信息使其便于分析利用。31.泰森多边形有什么特点？如何建立？

泰森多边形可用于定性分析、统计分析、邻近分析等，其特性有：每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。泰森多边形的建立步骤：离散点自动构建三角网，即构建Delaunay三角网。找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形。计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。根据每个离散点的相邻三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。

第三篇：地理信息系统考研复习资料(必备)

华南师范大学 地理信息系统考研复习资料 地理信息的概念

定义：是指与研究对象的空间地理分布有关的信息,它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图、文、声、像等的总称。特性：

1）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。这是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志；

2）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。

3）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。

可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）中期的（如土地利用、作物估产）长期的（如城市化、水土流失）超长期的（如地壳变动、气候变化）

实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。2 地理信息系统的概念

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，以便解决复杂的规划和管理问题。3 GIS的构成

应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户

软系统件，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统

硬件系统，各种设备-物质基础

数

据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础

应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在 地理信息的基本功能和应用领域

a.数据采集与输入 b.数据编辑与更新 c.数据存储与管理 d.数据显示与输出

e 空间查询与分析 e1空间查询e2叠加分析e3缓冲区分析e4 网络分析e5 地形分析

第二章 地理实体的三个基本特征

a属性特征——用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么”，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等

b空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系，故又称几何特征和拓扑

特征，如中国与印度之间边界界桩的经纬度，中国与印度之间的邻接关系

c时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化，如学生人数的逐年变化。地理实体的数据类型

属性数据——描述空间对象的属性特征的数据，也称非几何数据。即说明“是什么”，如类型、等级、名称、状态等描述时间特征的数据也可以归为这一类。

几何数据——描述空间对象的空间特征的数据，也称位置数据、定位数据。即说明“在哪里”，一般用经纬度或X、Y坐标来表示。

关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据，一般通过拓扑关系表达。如空间数据的相邻、包含等，主要是指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法 3 空间数据结构的概念

是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。空间数据结构分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型。3.1矢量、栅格数据结构的概念

矢量数据结构——通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。

A.点实体：记录点坐标和属性代码； B.线实体：记录两个或一系列采样点的坐标，并加属性代码； C.面实体：记录边界上一系列采样点的坐标，由于多边形封闭，边界为闭合环，加面域属性代码。

栅格数据结构——是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。A.点实体：由单个像元来表达

B.线实体：由在一定方向上连接成串的相邻像元的集合来表达。

C.面实体：由聚集在一起的相邻像元的集合来表达。拓扑关系的概念，类型

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。类型：

最基本拓扑关系

拓扑关联：指存在于空间图形中的不同拓扑元素之间的关系

结点与弧段：如结b与弧3,2,5，多边形与弧段：面C与弧4,5,3。拓扑邻接：指存在于空间图形中的相同拓扑元素之间的关系。多边形之间,结点之间邻接矩阵,1——邻结；0——不邻结

其它拓扑关系 拓扑包含：指存在于空间图形中的面与其它元素之间的关系,如面状实体包含哪些点、线状实体

层次关系：指存在于空间图形中的相同拓扑元素之间的等级关系，如连云港市各个区

拓扑连通：拓扑元素之间的通达关系，如点连通度，面连通度 5 拓扑关系的意义

A.拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系。不需要利用坐标或距离就可以确定一个地理实体相对于另一个地理实体的空间位置关系，并且这种拓扑数据较之几何数据具有更大的稳定性，即它不随地图投影而变化

B.有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题 C.根据拓扑关系可重建地理实体。栅格坐标系统的确定 栅格坐标系统的确定

由于栅格编码一般用于区域性GIS，原点的选择常具有局部性质。但为了便于区域的拼接，栅格系统的起始坐标应与国家基本比例尺地形图公里网的交点相一致，并分别采用公里网的纵横坐标轴作为栅格系统的坐标轴。

6.1栅格单元尺寸的原则方法 栅格单元的尺寸 1）原则：应能有效地逼近空间对象的分布特征，又减少数据的冗余度。栅格太大，忽略较小图斑，信息被丢失；栅格太小，会增加存储数据量

2）方法：用保证最小多边形的精度标准来确定尺寸经验公式：

H = ½(min|Ai|)1/2 H 为栅格单元边长, Ai 为区域所有多边形的面积

7栅格单元代码的确定 栅格代码(属性值)的确定

1、中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。

2、面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者。

3、重要性法：取重要的属性值为栅格属性值。

4、长度占优法：每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。栅格数据结构的特点

 用离散的量化栅格值表示空间对象(通常是规则格网) 位置隐含，属性明显

 数据结构简单，易于遥感数据结合，但数据量大  存在几何和属性偏差

 面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系

 比例尺大小为栅格(像元)的大小与地表相应单元的大小之比。9 矢量与栅格数据结构的比较

第三章 GIS数据源有哪些

a地图数据

存储介质、现势性、投影转换

b遥感、航空影象和数据

分辨率、变形规律、纠正、解译特征 c实测数据

d数字数据

格式、精度 e统计数据、文本数据

f多媒体，辅助GIS空间分析和查询 2 GIS数据质量的概念

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。3 地理控制基础的内容 地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分 内容：1统一的地图投影系统 2统一的地理格网坐标系统（地理参照系）3统一的地理编码系统 GIS中地图投影的设计与配置一般原则 a 与相应比例尺的国家基本图投影系统一致。

B 系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种应用于大比例尺的数据处理与输出、输入，另一种服务于小比例尺。

C 所用投影以等角投影为宜。

d 所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带中应保持完整。连接地理实体与计算机中表现形式为编码；标识码是联系实体的几何信息和属性信息的关键字；实体几何数据与属性数据的连接纽带——公共标识符(关键字)6 代码的功能

a鉴别

代码代表对象的名称，是鉴别对象的惟一标识。

b分类

当按对象的属性分类并分别赋予不同的类别代码时，代码又可作为区分分类对象类别的标识。

c排序

当按对象产生的时间、所占的空间或其他方面的顺序关系排列并分别赋予不同的代码时，代码又可作为区别对象排序的标识。7 地理目标数据分层的目的 是为了便于空间数据的

管理——对所有地理目标的管理就简化为对各数据层的管理。查询——对地理目标数据进行查询，只需要对某一层地理目标数据进行查询即可，因而可加快查询速度。

显示——不需要分层后的地理目标数据由于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形显示的灵活性

分析——对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析 8 GIS数据质量的基本内容

a位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。

b属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。

c逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。

d完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等

e现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等GIS数据质量误差产生的原因 a空间现象自身存在的不稳定性

b空间现象的表达（如由椭球体到平面必然产生误差）c空间数据处理中的误差

d空间数据使用中的误差 10 空间数据误差的类型

GIS空间数据的误差可分为源误差和处理误差(1)源误差，是指数据采集和录入中产生的误差，包括： A 遥感数据：摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辩率等 b 测量数据：人差(读数误差等)、仪差(仪器不完善等)、环境(干扰等)c 属性数据：数据的录入、数据库的操作等

d GPS数据：信号的精度、接收机精度、定位方法、处理算法等 e 地图：控制点精度，编绘、清绘、制图综合等的精度 f 地图数字化精度：纸张变形、数字化仪精度、操作员的技能等(2)处理误差，是指GIS对空间数据进行处理时产生的误差，如： 1 几何纠正；2坐标变换；3几何数据的编辑；4 属性数据的编辑；5空间分析(如多边形叠置等)；6图形化简(如数据压缩)；7数据格式转换；8计算机截断误差；9

空间内插；

10矢量栅格数据的相互转换。11 空间数据标准的概念

是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。每个地理信息系统都必须具有相应的空间数据标准 12 空间数据交换标准的方式

由于空间数据模型的不同，空间数据的定义、表达和存储方式也不同，因而数据交换也需要统一的标准。1 外部数据交换标准

这类标准通常是ASCII码文件，用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。GIS的外部数据交换格式通常包括：矢量数据交换格式；栅格数据交换格式；数字高程模型交换格式。特点：自动化程度不高，速度较慢等，但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。它仍然是实现数据共享的主流方式。2 空间数据互操作协议

制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数，通过调用这些函数以互相操作对方的数据。

特点：比外部数据交换标准方便，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同，空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能解决所有问题。3 空间数据共享平台

服务器存放空间数据，采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。特点：思路较好，但现有的GIS软件各有自己的底层，要统一平台目前难以实现 4 统一数据库接口

在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。特点：这种方式的前提，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，这不易实现的。目前：外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式 空间元数据的定义，主要作用

空间元数据(Geospatial Metadata)：地理的数据和信息资源的描述性信息。是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数据的数据。

作用：（1）确定一套地理空间数据的存在性及其位置和其对于某种应用的适宜性，确定空间数据的存储方法、表达方法和使用方法。2）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源 3）帮助数据使用者查询所需空间信息

4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心 5）提供数据转换方面的信息 GIS空间数据互操作的含义和其对于GIS的必要性

指异构环境下两个或两个以上的实体可以 互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。必要性：1）解决基础数据的共享问题的需要2）GIS应用趋向多学科综合和集成化3）GIS走向社会化的需要4）是Internet GIS发展的需要 OPENGIS的概念

OGIS，也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会(Open GIS Consortium)制定的一系列开放标准和接口。Open GIS规范是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。

第四章 矢量图形数据的编辑（重要）2 空间索引的概念 空间索引——是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系,按一定的顺序排列的一种数据结构。它包含空间对象的概要信息，通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。3 仿射变换

仿射变换的特性：实质是两坐标系间的旋转变换。1直线变换后仍为直线；2平行线变换后仍为平行线；3不同方向上的长度比发生变化 4 投影变换的方法 解析变换法：找出两投影间坐标变换的解析计算公式的两种方法：A.反解变换法

先解出原地图投影点的地理φ，λ，对于x，y的解析关系式，将其代入新图的投影公式中求得其坐标。B.正解变换法

直接求出两种投影点的直角坐标关系式。

2数值变换法

原投影点的坐标解析式不知道，或不易求出两投影之间坐标的直接关系，利用若干同名数字化点(对同一点在两种投影中均已知其坐标的点)，采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。

3数值解析变换法

当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。5 数据压缩的概念

是指从所取得的数据集合中抽出一个子集，使得该子集在规定的精度范围内较好地逼近原集合，且尽可能降低其数据量的数据处理过程。5.1 矢量数据压缩的方法

5.2 栅格数据的压缩概念、方法（重要）

概念：是指为了删除冗余数据，减少数据存储量，节省存储空间，加快后继处理速度，对栅格数据所做得处理方法。1 游程编码压缩方法

是指将原始栅格阵列的行或列中属性值相同的连续若干个栅格单元进行合并，并映射成 一个游程，以减少数据存储冗余度的编码压缩方法。

每个游程的数据结构为（A，P）整数对。

其中A代表属性值或属性值的指针，P 代表连续相同属性值的栅格个数

（游程编码压缩方法是一种无损失的压缩编码结构）

链式编码压缩

用从某一起点开始沿8个方向前进的单位矢量链来表示线状地物或多边形的边界，从而达到压缩数据量的方法。

建立步骤：1）首先定义一个3×3窗口，对中间栅格的走向的8种可能进行编码。2）记下地物属性码和起点行、列后，进行追踪，得到矢量链。如下图所示： 块状编码压缩

是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置(行、列号)和半径，再加上记录单元的代码组成。数据对格式(初始行、列，半径，属性值)

4四叉树编码压缩方法

是指将栅格或图像沿中央位置等分成四部分，如果某一子区的所有网格都具有同样的属性值，则这个子区就不再继续分割；否则，就要把这个子区再等分成四个区域，直到每个子区都含有相同的属性值为止，据此再进行编码的方法。

一种可变分率的非均匀网格系统，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。空间数据结构的转换 5.1点对象的栅格化

5.2 面对象的栅格化 空间数据插值的概念

空间数据插值，是指通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法 7 泰森多边形

泰森多边形法的基本原理是，未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。

（1）每个泰森多边形内仅含有一个控制点数据（2）泰森多边形内的点到相应控制点的距离最近（3）位于泰森多边形边上的点到其两边控制点的距离相等（4）在判断一个控制点与其它哪些控制点相邻时，可直接根据泰森多边形得出结论，即若泰森多边形是n多边形，则n个离散点相邻。8 趋势面分析的基本特点？？？？ 插值结果是一个平滑表面(线)，这个表面(线)是由采样点值拟合的多项式数学方程生成的。其起伏变化平缓，代表研究区域范围内表面逐渐变化的总体趋势，很少能与实际的已知样点完全重合，属非精确插值方法。该插值方法受生成的预测表面容易受那些离群点(极高或低样点)的影响，而且多项式越复杂，其物理意义就越难描述。

第五章 空间数据库的概念

以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库。2 空间数据库的特征

A 空间数据库具有一般数据库所共有的特征 数据集中控制

在文件管理方法中，文件是分散的，文件之间一般是没有联系的，不能按照统一的方法来控制、维护和管理。而数据库则很好地克服了这一缺点，可以集中控制、维护和管理有关数据。2 数据独立

数据库中的数据独立于应用程序，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。这给数据库的使用、调整、优化和进一步扩充提供了方便，提高了数据库应用系统的稳定性。数据共享

数据库中的数据可以供多个用户使用，每个用户只与数据库中的一部分数据发生联系。用户数据可以重叠，用户可以同时存取数据而互不影响，大大提高了数据库的使用效率。较小的数据冗余

数据库中的数据不是面向应用，而是面向系统，数据是按照一定的数据模型组织、描述和存储，并进行集中管理，具有较小的冗余度，也提高了数据的一致性。统一的数据保护功能

多用户共享数据资源时，严格检查用户使用数据，规定用户的访问和存取权限，确保数据的安全性、一致性和并发控制。

B

空间数据库有别于一般数据库的特征

（1）空间特征：空间特征是空间数据库的最主要特征，它描述的是空间物体的位置、形态和空间关系

（2）抽象特征：空间数据描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复杂，必须经过抽象处理。在不同的抽象中，同一地物可能会有不同的语义特征。

（3）空间关系特征：空间数据除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空间数据中也记录了拓扑数据结构表达的多种空间关系。这种拓扑数据结构一方面方便了空间数据的查询和空间分析，另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂程度。

（4）多尺度与多态性 ：不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下会有形态差异。

（5）非结构化：在关系数据库管理系统中，数据记录是结构化的，记录是定长的，数据项不容许有嵌套。空间数据不满足结构化要求，记录数据项是变长的，不满足关系数据模型的范式要求。

（6）分类编码特征：在GIS数据库系统中，每一个空间对象都有一个标识码和分类码。

（7）海量数据特征：空间数据量是巨大的，通常称为海量数据，其数据量比一般通用数据库要大得多。一个城市的数据量要达到TB级。3 GIS空间数据管理模式（1）基于文件管理的方式

（2）文件与关系数据库混合管理系统（3）全关系型空间数据库管理系统（4）对象—关系数据库管理系统（5）面向对象GIS数据库管理系统 GIS数据模型的概念，三要素，建立的目的

数据模型 是指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，它以抽象的形式描述和反映地理实体构成及其相互关系。三要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件

建立数据模型的目的是：用最佳的方式表达实体对象及其相互关系，并能以最佳的方式为用户提供访问数据库的逻辑接口 层次、网状、关系数据模型的优缺点（以下为关系数据模型）优 点：结构简单灵活；容易维护和理解，数据的修改和更新方便。一般DBMS管理属性数据方便可靠，管理图形数据有局限：

1无法用递归和嵌套的方式来描述复杂的层次和网状结构，模拟和操作复杂地理对象的能力较弱；

1对复杂结构地理对象的描述，需对实体进行不自然的分解，导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理；

3概念模式和存储模式的相互独立性，导致关系之间的联系需要执行联接操作，系统开销较大，运行效率不够高； 4难于存储和维护变长的空间数据及其拓扑关系；

5不能支持GIS需要的一些复杂图形功能及包含、叠加等操作。6 数据库结构设计

数据库设计，就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。

空间数据库的设计，是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。主要包括需求分析、结构设计和数据层设计三部分。7 空间数据库的维护（重组织，重构造的概念）

1、空间数据库的重组织 指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。

2、空间数据库的重构造

指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。数据库重构通过改写其概念模式(逻辑模式)的内模式(存储模式)进行。

第六章 空间分析的定义

是集空问数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题的过程。2 空间查询的定义

是指基于给定的属性和空间约束条件从地理数据库中查找指定地理对象及其属性的过程

3数字地面模型（DTM）和高程模型（DEM）。

数字地面模型：是指地表形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字高程模型：是一定区域范围内地面高度连续变化的数字化表示方法，通常是指按照一定的格网间隔采集地面高程所建立的规则格网高程模型。TIN的概念、特点

TIN：利用区域有限个点集将区域划分为互不交叉、互不重叠且相连的三角面网络来模拟地形表面的数据模型。特点：① TIN模型具有可变分辨率；

② 因能顾及各种地形特征点、线，故能以较少的采样点高精度的逼近复杂的地形表面

③ TIN模型可减少规则格网法带来的数据冗余，同时在计算坡度等效率方面优于纯粹基于等高线的方法；

④ TIN数据结构、存储管理与操纵较为复杂，数据共享不便，大规模DEM生产管理较少采用，一般用于大比例尺地形测图 5 空间叠置分析、缓冲区分析、网络分析的概念

空间叠置分析又称叠加分析，是指在统一的空间参照系统条件下，将同一地区的两组或两组以上的图层要素进行叠置，产生新的数据层的分析方法。

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域，用以识别这些实体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。

GIS的网络分析是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源的优化问题进行研究的一种空间分析方法。（网络分析的基础是图论和运筹学）6 狄克拉斯算法（重要）树，最小生成树的概念

（中心选址问题重要）

第七章 空间信息可视化的概念

是指运用地图学、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果采用图形符号、图形、图 像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。2 地图符号变量、要素，作用

地图符号，是指在地图上用以表示各种空间对象的图形记号，或者还包括与之配合使用的注记。

地图符号对表达地图内容具有重要的作用： 是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征 2是丰富地图内容、增强地图的易读性和便于地图编绘的必要前提 3地图符号不仅能反映制图对象的个体存在、类别及其数量和质量特征，而且通过它们的联系和组合，还能反映出制图对象的空间分布和结构以及动态变化

设计地图符号，除优先考虑地图内容各要素的分类、分级的要求外，还应着重顾及构成地图符号的6个图形变量，即：

形状、尺寸、方向、亮度、密度、色彩 3 电子地图的概念、特征与GIS地图的区别

电子地图(屏幕地图或瞬时地图)：以地图数据库为基础，以数字形式存储在计算机外存储器上，并依托于空间信息可视化系统实时再现地理信息的数字化地图。电子地图(集)的基本特征： 能够全面继承并发展了地图科学中对地学信息进行多层次智能综合加工、提炼的优点； 很强的空间信息可视化性能，具有严密的数学基础、科学而系统的符号系统、强有力的可视化界面，支持地图的动态显示，并可采用闪烁、变色等手段增强读图效果； 支持空间信息的多种形式的查询、检索和阅读； 4 支持基本的统计、计算和分析； 大多数电子地图支持“所见即所得”地编辑和输出硬拷贝，支持电子出版； 大多数电子地图支持多媒体信息技术。区别： 电子地图包含了GIS的主要功能，但不是全部功能 2 侧重于可见实体的显示

3不同来源的电子地图数据，难以赋予统一的空间数学基础，空间分析薄弱 4 虚拟现实技术的含义

虚拟现实(Virtual Reality)，是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等

行为的高级人机交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。

第八章 WEB GIS 与一般GIS 特点的区别

WebGIS：是GIS与www的有机结合，GIS通过www功能得到了扩展，从www的任意一个节点，人们可以浏览和获取Web上的各种地理空间数据及属性数据、图像、文件，可以进行地理空间分析。1 基于C/S模式，传统的GIS大多数为独立的单机系统 利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，信息传输是全球性的 是一分布式系统，用户、服务器可分布在不同地点和计算机平台上。GIS设计的方法（5个），阶段（4个）

（1）结构化生命周期法（2）由底而上法（3）快速原型法（4）面向对象的软件开发方法（5）“演示和讨论”方法 开发阶段

一、系统调查分析

（1）需求调查与分析；（2）可行性分析；（3）系统分析。

二、系统设计

系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模型化为相应的实际的物理模型这是整个研制工作的核心。

三、系统的维护

此阶段是把系统设计的成果付诸实施，实现能够使用的实际系统。

四、系统的运行和维护

系统验收是系统实施的终结，系统维护是指在运行过程中，为适应环境和其它因素的各种变化，保证系统正常工作而采取的一切活动。

2选址问题A 设某项应用为从A市到B市的铁路路线选址，（1）要求所选的路线必须经过A、B两地之间的C县和D县(C县属于A市，D县属于B市，并且两县接壤)；（2）铁轨经过的地段的地形坡度小于10度，土层坚实，避开水体；（3）在此基础上，尽量使整个路线的造价最小。

已有的空间数据资料是A市的全要素地图和B市的全要素地图（包含行政区划、人口、地形等高线、土壤类型、河流、湖泊分布等等），请试以GIS方法，设计该路线选址的应用模型，用框图表示其运行过程，并说明其有关的操作和算子。

3选址问题B

设某项应用为核电站选址，要求（1）核电站临近海湾，（2）交通便捷，（3）地形坡度小于5度，地质条件安全，（4）并避开居民区。

已有的空间数据资料是该地区的全要素地图（包含行政区划、人口、地形等高线、土壤类型、河流、湖泊分布等等），请试以GIS方法，设计该位置选择的应用模型，用框图表示其运行过程，并说明其有关的操作和算子

注意：少了海岸线图，对海岸一侧进行缓冲区分析，得到临近海湾的地区

第四篇：地理信息系统

地理信息系统专业

专业培养目标：本专业培养在思想道德、业务、文化、身心素质等方面全面发展，适应信息社会和知识经济时代需要，基础扎实、知识宽广、与时俱进、开拓创新的社会主义事业建设者和接班人。培养具有地理信息系统与地图学、遥感技术、空间定位技术、空间数据组织与处理技术的基础理论、基本知识和基本技能，同时掌握计算机软硬件应用、计算机通信、软件开发等计算机科学与技术的基本知识和基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在通信网规划与管理、城市建设、区域规划、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施、规划管理和计算机应用等领域从事与地理信息系统有关的研究、开发和管理工作的高级专门人才。

专业培养要求：

 本专业学生要求掌握地理信息系统相关基础理论、基本知识和基本技能。 掌握英语、数学和计算机科学与技术等方面的基础理论和基本知识。

 学习人文类、经济管理类课程，培养求实创新精神，提高科学素养。

 接受应用基础研究和软件技术开发方面的科学思维和科学实验训练。

 掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。具有一定的实

验设计、论文撰写，学术交流的能力。

 了解GIS领域的理论前沿、应用前景、最新发展动态和产业发展状况。

 了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规。相近专业：地理科学、测绘工程、计算机科学与技术

主要课程：除公共课外，有自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、地理信息系统原理、空间定位技术、地理信息系统设计与应用、程序设计、数据结构、数据库、计算机图形学、计算机网络、软件工程等。

主要实践性教学环节：上机实习、专业认识实习、金工实习、电装实习、专业实验、课程设计、毕业实习、毕业设计等。其中，主要的专业实验有自然地理学实验、地图学实验、遥感技术实验、数据库实验、地理信息系统实验等

标准学制：四年

授予学位：理学学士

招生类别：理工类

专业优势和特色：以地理信息系统专业为基础，与计算机技术和信息技术紧密结合，充分发挥重庆邮电大学在信息技术学科中的优势，形成学科交叉。培养的学生既有扎实的地理学、地图学等方面的基础知识，又有较好的计算机科学与技术知识，具有较强的地理信息系统软件的应用和开发能力，适应地理信息系统在通信、计算机、企事业信息化、数字城市等领域的应用。

第五篇：地理信息系统-指导书

地理信息系统建设 作业指导书

编制： 审核： 批准:

受控状态：受控

发布日期：实施日期：

一、总则

1、目的与意义

为保证本公司地理信息系统建设工作的规范化管理，统一测绘技术标准采用和测绘成果格式的一致性，使工作做到质量可靠、经济合理、技术先进，故特根据现有法律法规以及国家和行业技术规范制定本作业指导书。

2、适用范围

适用于我公司承接的所有地理信息系统建设项目。

3、技术依据 1）《第二次全国土地调查技术规程》TD/T 1014-2007； 2）《土地利用现状分类》GB/T 21010-2007； 3）《城镇地籍数据库标准》TD/T1015—2007； 4）《地籍调查规程》TD/T 1001-2012； 5）国土资源部发布的其他相关技术规范。

4、技术路线

1）收集资料：收集项目区已有各类控制点资料、现状图、行政区划图及影像图等资料。2）实地踏勘：对项目区的已有国家大地点、勘测范围、权属情况、地形地貌、主要村庄及交通状况进行踏勘，并充分了解当地气候、通讯、供电等情况。

3）技术设计：对前期所收集资料和踏勘情况进行整理分析，依据行业规程规范及本项目的特殊要求编制技术设计书。

4）人员培训：按照质量保证体系的要求，依据本项目涉及的规程规范对参与本项目的所有人员进行技术交底和技术培训。

5）控制测量：在项目区内分级合理布设控制点，平面控制用静态GPS观测，高程控制使用电子水准仪观测。

6）碎部测量：采用RTK配合全站仪的方法进行数据采集。

7）建立数据库：采用MAPGIS、ArcGIS软件对采集的数据进行编辑入库。8）总结报告：对本项目勘测过程及成果进行分析总结。

9）质量检查：在作业过程中，依据公司质量保证体系对每道工序进行严格检查。10）验收提交：经甲方验收合格后，将成果提交甲方。

二、地理信息系统建设

1、数学基础

1）平面坐标系统：采用1980西安坐标系或1954北京坐标系 2）高程系统：采用1985国家高程基准 3）投影方式：高斯—克吕格投影3度带

2、系统基础

采用相关项目要求的信息管理系统软件，系统需集影像、权属调查成果、土地利用数据、基本农田划定等数据。

系统可基于如ArcGIS平台，实现数据采集输入、编辑处理、查询、统计、制图、输出、更新等功能。

系统也可在Acess数据库上运行，也可在Oracle上运行，满足各级数据库之间的互联互通数据更新系统，既能在单机上运行，也可实现网络化运行。

3、系统运行环境

系统可在Windows2003、WindowsXP、Windows vista和Windows7环境下运行。能够同事显示属性信息、图形信息和影像信息。

4、系统运行

通过客户端设置权限访问各类数据，测试各功能模块运行情况。

4、人员培训

对有关人员进行培训，包括业务管理人员、系统操作人员和系统维护人员。培训的主要内容包括GIS基础知识和系统应用、软硬件的运行维护和安全管理等。对系统管理维护人员的培训着重于对系统的应用，掌握应用系统的总体结构、操作方法和基本技能。

各项培训要有周密的组织计划，提供培训学习教材。

三、外业数据采集

1、调查底图制作

利用数据库软件按照不同的试点内容制作工作底图。

2、数据采集

利用现有资料进行外业数据采集、权属资料调查。

四、图件成果的要求

1）图形数据文件必须为该项目涉及要求的文件格式。

2）文字注记、图廓和图面整饰必须符合相关的规范、规程要求。

3）图形数据中不应存在多余的层、块、线型等垃圾数据，保证数据量最小。

五、检查与验收

测量成果的检查验收实行二级检查一级验收制度。二级检查即过程检查和最终检查，过程检查由项目部和数据中心组织承担，最终检查由公司质监部负责实施；一级验收由项目的委托单位组织实施，或由该单位委托具有验收资格的检验机构验收。

1、过程检查

1）外业人员在成图后，应对图面进行100%检查，并到实地进行100%巡查。检查完成后应将检查意见填写在《质量检查记录表》上，检查意见的处理情况应由处理者填在相应栏内，检查者应对处理情况复查。2）数据中心工作人员根据拆迁影像对拆迁图进行检查，检查结果填写在《质量检查记录表》上，由相应人员进行整改，检查者应对整改情况进行复查。

2、最终检查

1）最终检查由公司质监部负责组织实施，检查情况填写在《质量检查记录表》（较大的项目需编写质检报告）。

2）项目部应跟根据质检部检查意见进行整改，质检部对整改情况进行复查。

3、验收

最终检查完成后，应及时通知项目委托单位，由项目委托单位或受其委托的具有验收资格的检验机构验收。

各级检查、验收工作必须独立进行，不得省略或代替。

六、售后服务

1、主动征求用户对测绘质量的意见，并为用户在成果使用中提供咨询服务。

2、及时、认真地处理用户的质量査询和反馈意见。与用户发生质量争议时，依据相关法律法规处理。