[练习]GIS复习资料1

[练习]GIS复习资料1 GIS定义:以采集、存储、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计算机空间信息系统. GIS的组成:事件;数据; 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ;硬件;软件;人员。GIS基本功能:输入;存储和管理;查询;转换;分析;模型化;显示。GIS解决地理问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的方法:获取数据、研究数据、分析信息、可视化结果、解决问题、提出问题。GIS的研究和应用领域:全球气候变化;海平面变化;荒漠化;生态与环境;人口增长与社会发展;灾害预测与防御等问题的监测;综合分析与预测;区域规划;提高工农业生产力;解决国家间的争端 GIS发展历史:开拓;巩固发展;技术大发展;应用普及;网络GIS;因特网GIS。GIS发展趋势:概念的拓展;面向人的应用;新的技术热点(时空,网络,云计算,三维GIS)OpenGIS3S;技术一体;Intelligent GIS;WebGIS;3DGIS;多维GIS 空间思维:是在生活工作和科学中,构建问题、寻找答案、用空间特性表达解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的认知技能。 信息与数据的关系:信息是数据的涵义,数据是信息的载体。理解数据的含义，对数据做出解释，就能实现数据到信息的转换。地理信息: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。 空间数据的基本特征:空间,属性,时间三个特征。空间要素:离散要素(观测值不连续的要素)和连续要素。 空间数据模型:矢量数据(离散);栅格数据(连续)。矢量数据定义:用坐标对、坐标串和封闭的坐标串表示实体点、线、面的位置及其空间关系的一种数据格式(有拓扑、无拓扑关系)。栅格数据定义:用格网来表示要素的空间变化 拓扑关系:拓扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质。方向关系:源目标相对于参考目标的顺序关系(方位)。(绝对、相对参考)邻域关系:两个空间目标间空间位置较接近、且其间不存在其它空间目标的情况下所保 距离近的比距离远的事物相关性更强。持的空间关系。空间依赖关系:空间目标间自相关关系, NII(国家资讯基础建设): 随时提供给用户大容量信息，由通信网络、计算机、数据库及日用电子产品组成的完备的网络系统。NII目的:建设高速信息通信网络。NSDI (空间数据基础设施):国家体系下的，对地理空间数据有效地采集、管理、访问、维护、开发利用所必需的政策、技术、 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、基础数据集和人力资源的总称。 数字地球:是以地理坐标(经纬网)为依据的，具有多分辨率的、海量数据和多维显示的虚拟系统。 数字地球与SDI的关系:SDI是数字地球的重要基础和建设内容;SDI提供了统一的空间载体和定位框架，使得用户能够按照地理坐标检索和展示各类信息;SDI可以分析各类信息的空间分布特征、运行状态、变化态势等。 数字地球的技术要求:空间化;数字化;网络化;智能化;可视化。数字地球的主要目的:实现数据或信息的共享和发布。 空间数据库:应用于地理空间数据处理与信息领域的具有工程性质的数据库。 空间数据仓库:支持管理和决策过程的、面向主题的、集成的、随时间而变化的、持久的、具有空间坐标的地球数据的集合。空间数据挖掘:在空间数据库或空间数据仓库基础上，综合汇集利用多门学科的理论技术，从海量空间数据中挖掘事先未知、潜在有用、最终可理解的可信新知识，揭示出蕴含在空间数据中的客观世界的本质规律、内在联系和发展趋势，实现知识的自动获取，提供技术决策与经营决策的依据。 第二部分:地图投影和坐标系统 参考椭球:同大地体相近的、可用数学方法表达的用于代替地球的旋转椭球，是地球的简化模型，在其基础上构建地图投影。(我国使用的椭球体:1953年前海福特、1953年后克拉索夫斯基、1980年后GRS75) 地理坐标系(GCS):用经纬度来表示地面点位置。地理格网:地球表面空间要素的定位参照系统。组成:经线,纬线,原点。 为何要进行地图投影,答:地表的测量由于量测单位不一致相同角度代表距离不同，因此经纬度不具有标准长度单位，无法用地理坐标系直接进行距离、面积和方向计算。投影:将数字地图从经纬度值转成二维坐标。重新投影:从一种投影坐标系转成另一种投影坐标系。投影方法:非几何;几何(圆锥、圆柱、平面(方位))。投影类型:等角,等积(全局性质用于全图二者互斥);等距,等方位(局部性质,仅适合中心附近)。各种投影特点:等距:投影为直线的经线上纬距相等。等积:投影为直线的经线上纬距缩小。等角:投影为直线的经线上纬距扩大。高斯克吕格投影:横轴等角切(椭)圆柱投影。高斯经纬距变化:1)中央经线上纬距相等;2)赤道上经距从中央经线向东西扩大。特点:常采用分带投影;中央经线和赤道投影正交直线且为投影的对称轴;等角投影;中央经线上没有长度变形。用途:我国大、中比例尺地形图 高程基准面:平均海水面确定的平面。表示方法:绝对;相对;高差。1956黄海:72.289;1985国家高程基准:72.260 相对高程hAB=HB-HA 比例系数:局部比例尺与参考椭球比例尺的比率，沿标准线的比例系数为1。 标准线:投影面与参考椭球的切线; 第三部分数据模型及结构 地理空间数据类型:(地图;影像;地形;属性;元)数据。空间数据数字表示流程;1)空间数据分为专题或层;2)将专题地理要素分解为点,线,面;3)将弧段((定位,属性,拓扑)数据)作为存储基本单位;4)对空间目标编码;5)链接空间特征和属性特征。层的定义:描述某一地理区域的某一或多个属性特征的数据集合(按专题;时间序列;几何类型;实体属性结构分) 矢量数据几何对象种类:点;线;面。拓扑关系:拓扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质。包括:关联(不同拓扑元素间的关系);邻接(相同拓扑元素间的关系);重合;包含;位于内部;相交;相离;重叠;相切。 矢量数据结构:简单矢量数据结构(无拓扑关系、拓扑)、高级对象。拓扑矢量数据模型特点:利于数据文件的组织;减少数据冗余;为空间分析操作提供基础。作用:提高空间分析计算效率。分类:全显式,半隐含。格式:coverage文件。 无拓扑关系模型:只记录空间目标的位置和属性信息，不记录其拓扑关系。分类:多边形环路法(按点坐标储存);点位字典法(按点编号存储)。:无拓扑模型缺点:多法公共边存储两次产生冗余且易产生裂缝和重叠;点法消除环路法缺陷但没有建立起多边形间的拓扑关系。无拓扑到拓扑转换:1)建立拓扑关系，除去重复遍2)若有拓扑错误要素会丢失 高级对象:1)不规则三角网TIN;2)区域数据模型;3)动态分段数据模型。TIN数据基本思想:把地表抽象为一组互不重叠的三角面，每个三角面在TIN中都有一个恒定的倾斜度。Delaunay三角形:与某个点最近两个相邻点连接以尽可能形成等角三角形的反复过程。区域数据模型组成:区域层;区域。特点:区域层可以重叠或涵盖相同的范围;一个区域可以有分离或隔开的组分。动态分段数据模型基本思想:联合图层与线性量测系统。 矢量数据压缩目的: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。常用算法:道格拉斯--普克法(判断曲线点到连点连线的距离);垂距法(判断连续三点的中间点的投影到首尾的距离);光栏法。方法比较:道算法好但必须待曲线数字化全部完成后进行，光栏法可实时处理，垂距法简单但失真大。 数据的几何变换:利用一套控制点和变换方程，将数字地图从一种坐标系转换成另一种坐标系的过程。方法:等积(保持形状大小);相似(形状);仿射(保持线条平行，旋转;平移;倾斜;不均匀缩放);投影(保持n边形);拓扑(保持拓扑性)变换。 栅格数据类型:卫星影像;数字高程模型;数字正射影像;二进制扫描文件;数字栅格图形。栅格数据最显著的特点:存在着最小的不可分的栅格单元，形式上常表现为整齐的数字矩阵，便于计算机进行处理，特别是存储和显示。 栅格数据存储方式:表示一种属性;表示多种属性(独立文件方式;联合矩阵;多通道:BSQ;BIL) 栅格数据结构:1)直接栅格编码;2)游程长度(行程)编码;3)四叉树编码。直接栅格编码:将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行(或逐列)记录代码。特点:处理方便但没有压缩。游程长度(行程)编码:按行扫描，将相邻等值的象元合并，并记录代码的重复个数。特点:相同区域越多压缩比越大;压缩效率较高，运算简单，编码解码运算快 四叉树编码:将2n×2n象元组成的图像(不足的用背景补上)按四个象限进行递归分割，起到子象限的数值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒向树，该树最高为n级。优点;压缩效率高，压缩和解压较方便，阵列各部分分辨率可不同，可精确表示图形结构，又可减少存贮量，易于进行大部分图形操作和运算。缺点:具有图形编码的不定性，形状大小相同的多边形可得出完全不同的四叉树结构，不利于形状分析和模式识别。栅格数据的压缩分类:有损、无损。 其他数据结构模型:1)矢量栅格混合:不改变性质只将两者结合起来使用。2)矢量栅格一体化:以矢量的方式来组织栅格数据的数据结构:多级网格;三个基本约定;线性四叉树编码3)超图数据结构4)面向对象数据模型 第四部分 空间数据的输入与编辑 空间数据的数据源:地图;遥感数据;实测数据;统计数据;现有的数字数据;文字 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 矢量数据输入:现有的地理信息系统数据;元数据;现有数据的转换;创建新的数据;数据的几何变换;元数据标准:标识信息;质量信息;空间数据组织信息;空间参照信息;实体和属性信息;发行信息;元数据参考信息现有数据的转换:通过外部数据交换文件进行转换;标准空间数据文件;标准的API函数 矢量数据创建新数据/GIS的数据源:遥感数据(正射影像、卫星影像;面积大。近实时);GPS数据(水平和海拔数据，问题:噪声和故意误差，差分校正解决);地图(用于生成DLG和DEM,二手数据精确性稍差) 扫描数字化获取:扫描地图将其转换为栅格数据;用栅格数据矢量化追踪出线和面;用模式识别得到点和注记;根据内容和符号的关系自动给矢量数据赋属性值。 矢量数据的主要编辑方式:合并/断开;增加/删除(点/线/面);移动;捕获。DEM转换为栅格数据的方法:将以点为基础的DEM数据通过将高程点置于格网单元中心。 栅格数据图像畸变原因:介质及存放条件;扫描操作;遥感图像本身的几何变形;投影不同; 第五部分 空间数据组织及空间数据库 数据组织逻辑分级:数据项;记录;文件;数据库.数据库系统结构三级模式;外部模式(用户模式)、概念模式(逻辑结构)、内模式(物理存储)。两次模式映像:外部与概念间的映象(保证逻辑独立性);概念与内部间的映象(保证物理独立性) 数据库管理系统(DBMS)功能:数据库定义;管理;维护;通信。组成:语言处理;系统运行;建立维护程序 图幅内的空间数据组织:工作区(通常将一幅图或几幅图的范围当作一个工作单元或工作区);工作层(工作是空间数据处理的一个工作单位);逻辑层:具有多个地物类组成。专题层(具有相同属性和意义的地物组合) 空间数据库管理模式:混合结构(空间和属性系统并列);扩展结构(建立查询转换层);统一结构 无缝图层:将分幅测绘的地图在物理位置或逻辑位置拼接成一个连续的图层，前者为物理无缝图层，后者为逻辑… 第六部分 空间查询及分析 集合分析:按照两个逻辑子集给定的条件进行逻辑运算，运算的结果为“真”或“假”。 空间查询定义:利用作用在库体上的函数，从数据库中找出符合该条件的空间数据。分类:1)从属性数据到空间数据的查询(SQL及其扩展查询、可视化空间、超文本、自然语言);2)从空间数据到属性数据的查询(空间定位、空间关系)。 一般查找:选择属性表给定属性值，找出对应的属性记录和空间图形。SQL查询:利用结构化查询语句进行空间信息查询。扩展的SQL查询语言:将SQL查询和空间关系查询结合起来形成的查询语言。可视化查询:将查询语言的元素用直观的图形或符号表示.优点:自然直观易操作;缺点:空间约束条件复杂时很难用符号概括。超文本查询的特点:用户可以实现联想式的查询;不能实时构建自己需要的各种查询。自然语言查询特点:在对自然语言中的模糊概念量化时，必须考虑当时的语义环境。空间定位查询:给定一点或一几何图形，检索出该图形范围内的空间对象以及相应属性(按 点、矩形、圆、多边形)。空间关系查询分类:空间拓扑关系查询(邻接、穿越、包含关系、落入)、缓冲区查询 缓冲区查询基本步骤: 用户给定一个点、线或面缓冲的距离;从而形成一个缓冲区的多边形;检索出该缓冲区多边形内的空间地物。缓冲区查询和分析的差别:缓冲区查询仅仅进行查询而不用生成新图层，缓冲区分析会有新图层生成。 属性数据的查询统计:1)集中特征数(频数;频率;平均数;数学期望;中数;众数);2)离散特征数(极差;离差,平均离差与离差平方和;方差与标准差;变差系数:衡量数据在时间和空间上的相对变化程度，是无量纲的量，记Cv=标准差/平均值%) 栅格数据分析:1)聚类分析:根据设定的聚类条件，对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据。 2)聚合分析:根据空间分辨率和分类表，进行数据类型的合并或转换，以实现空间地域的兼并。3)信息复合分析(1)视觉信息复合:将不同专题内容进行叠加显示(复合后原数据结构没有改变);(2)叠加分类:叠加产生新的数据图层(空间地域重新划分，属性重新赋值)叠置分析:将不同图幅或不同数据层的栅格数据叠置在一起,在叠加的相应位置上产生新的属性(作用:类型叠置;数量统计;动态分析;益本分析;几何提取) 4)栅格数据追踪分析:对于特定的栅格数据系统，由一个或多个起点，按一定的追踪线索进行追踪目标的空间分析方法。应用:图象矢量化。5)栅格数据窗口分析:在一固定分析窗口，对数据进行的极值、均值等计算。 矢量数据分析:1)包含分析:判断某个地理元素、实体是否位于另一地理实体范围内。2)缓冲区分析; 3)多边形叠置分析:将同一地区的两组或以上的要素进行叠置，产生新的特征的分析方法(合成叠置:寻找和确定同时具有几种不同的属性新多边形，或对多边形重新分类或分级。统计叠置:把其他图上的信息提取到本多边形来) 4)空间网络分析方法?最短路径分析算法步骤:选定点A，计算D(B) D(C) D(D)，例如D(B)=min,D(B),d(A,B)，D(A),，其中D(B),D(A)均为为上一步算出的值，d(A,B)为A到B的距离，若A是原点则D(B)为A到B的距离?最小生成树:权数最小的树。生成树:图的最小连通子图。Kruskal算法:各边按权值排列一次选取，舍弃形成回路的边 ?最小费用最大流量?P中心定位与分配:m个候选点中选择P个供应点为n个需求点服务，使得为需求点服务的总距离最小。 三维可视化和分析数据:数字高程模型、不规则三角网。三维可视化方法:等高线法;垂直剖面法;地貌晕渲法;分层设色法;透视图法(方位,角度,距离,竖向比例尺)。三维空间分析定义:对二维平面的第三维变量分析，最常见是地形分析，也用在降雨量、土壤酸碱度等方面。主要方法:坡度和坡向分析;表面曲率分析;视域分析;流域分析 坡向(基于DEM)的定义:过格网单元所拟合的曲面片上某点的切平面的法线的正方向在平面上的投影与正北方的夹角，即法方向水平投影向量的方位角。基于格网数据单元:由单元标准矢量的倾斜方向和倾斜量，计算每个单元的坡度和坡向。基于不规则三角网:三角面三个节点的组成的矢量E1E2、E1E3的向量积。 剖面曲率:沿着最大坡度方向的估算值;平面曲率:与最大坡度方向呈直角方向的估算值;曲率:两者的差值，即剖面曲率减去平面曲率的差值。剖面分析:以数字地形模型为基础构造某一个方向的剖面，以线代面，概括研究区域的地势、地质和水文特征，包括区域内的地貌形态、轮廓、绝对与相对高度、地质构造、斜坡特征因素等。基于规则格网的剖面线生成算法:计算剖面线与网格的交点并排序连接成线，以一定的比例尺绘图。 视域:从一个观察点或多个观察点可视的地面范围。视域分析基本方法:利用视线运算，判断从观察点是否能看见给定目标(点对点、点对线、点对面)。视域分析结果:可视区和不可视区 基于DEM的点对线通视性分析算法:设P点为沿着目标区域被边缘顺时针移动，逐点检查是否通视。 水文分析的手段:由DEM生成集水流域和水流网络数据。流向格网:表示充填高程格网上每个单元的排水方向。确定流向的方法:找到周边八个单元中最大的梯度。 阴影分析;光源从特定角度照射地物表面时产生的阴影效果分析。原理:根据地物位置、太阳赤纬角、时角等确定太阳轨迹和日照时间、间距等。相关因素:地物所在的地理位置;季节;具体时间;周围环境。 第七部分GIS模型与建模 模型:是一种现象或一个系统的简化表示。GIS建模:GIS在以空间数据建立模型过程中的应用。GIS建模特征:能综合不同数据源;模型可基于矢量或栅格;建模过程可实现矢量和栅格数据的综合;建模可在GIS软件环境中单独完成，也可将GIS软件与其他程序连接完成。软件链接方式:松散连结、紧密、植入系统 GIS应用模型构建:环境内;外部;混合。环境内的模型建造:利用GIS软件的宏语言建立所需的空间分析模型;特点: GIS软件的资源得到充分利用;模型建造和开发效率高。外部的: GIS软件实现空间数据库和输出功能,其它应用领域的软件实现模型的分析功能.特点:运行效率低,实现了软件嫁接，无需在GIS环境中重编分析软件，适用性好。混合的模型建造:综合两种方法，特点:最大限度利用GIS提供的功能，减少用户自行开发的压力，综合外部建模的灵活性。 GIS数学模型的分类:二值模型;植入系统;指数模型;回归模型;过程模型 二值模型(基于矢量):建立模型之前需完成地图叠加，将逻辑表达式中的变量组合到同一个属性表中(实际应用时若涉及缓冲带的应先建立缓冲带，再将缓冲带地图与其他地图叠加，并查询满足条件的地块)基于栅格则使用各层地图栅格内数值满足不同条件进行查询。指数模型:(矢量)用由组合地图或多个格网计算的指数值生成等级地图，即将每层地图的某种属性赋予不同的权值，叠加划分区域后得到加权计算结果作为其属性值。(栅格)将栅格内数值加权相加得到新值。回归模型:在一个方程式中建立一个因变量与多个自变量的关系，用于预测和估算。过程模型:把真实的环境过程知识综合成用于定量分析该过程的关系式或方程。一般基于栅格数据。 应用模型分类:适宜性分析;发展预测模型;位址选择模型;交通规划模型;地学模拟模型;专家系统 适宜性分析:针对土地某种特定开发的分析。过程:1)调查评价对象生态条件2)确定影响因素及因子3)利用GIS生成影响因素数据4)将土地质量、影响因子权重进行排序，并根据贡献函数值计算等级,5)适应性评级 发展预测模型:运用相关的数据和方法对事物的发展趋势进行分析，得到估计结果。方法:定性;定量(移动平均法、指数平滑法、趋势分析法);定时;概率预测。位址选择模型:根据规定的标准，用空间分析的方法确定厂址、管线、交通路线等最佳位置或路线。步骤:数据准备阶段(明确要求、确定影响因子、准备分析数据);综合影响评价阶段(根据可行性要求建立选址条件、评价标准和算法);位址选择分析阶段(进行选择、对结果进行评价)。交通规划模型分类:城市交通发生量预测;出行分布预测;交通量最优分配。地学模拟模型:用计算机、数字模拟技术及综合分析的方法来模拟许多地理过程或现象，为资源开发、国土整治、水土保持等提供科学依据。专家系统:具有研究模拟人类专家的推理思维过程，将领域专家的知识和经验，以知识库的形式存入计算机，系统根据这些知识对输入的原始事实进行复杂的推理，作出判断和决策能力功能的系统。 第八部分GIS数据的输出及可视化 输出产品分类:硬件输出设备(普通地图、专题地图、影像地图;统计报表、决策方案;三维数字模型、三维地图以及三维虚拟现实与仿真模拟演示;摄影胶片的硬拷贝等);软件系统(各类产品的专用软件;设备驱动软件) GIS产品的类型:普通地图专题地图;影像地图;统计报表;三维数字模型;三维虚拟地图;决策方案; 普通地图分类:普通，晕宣。特点:布局合理、比例适当、负载平衡、符号明确、图例正确、易于出版印刷。 专题地图定义:按专题属性显示或某种专题应用的多种类型专题类别地图。制图方法:按分类码显示制图;按计算量测值显示制图;按整数属性值分色显示制图;按数值分类显示制图;分类统计显示; 影像地图:正射影像图;栅格地图;分类渐进色彩显示的地图;多光谱影像图 虚拟数字产品:数字高程模型;数字景观模型;数字城市模型;三维仿真地图;数字管线模型; 可视化的概念:在人脑中形成对某物(人)的图象的一个心理过程。分类:科学计算可视化;空间信息的可视化 科学计算可视化:运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算产生的数据及结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。空间信息的可视化:是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息的数据及结果用可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。空间信息可视化的形式:数字地图;多媒体地图;三维仿真地图;虚拟现实。可视化的技术方法:多媒体技术;因特网技术;虚拟现实技术