GIS重点

第八章空间分析 1.空间分析:空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。根据作用的数据性质不同,可以分为:基于空间图形数据的分析运算;基于非空间属性的数据运算;空间和非空间数据的联合运算。 2.空间查询定义:在GIS中根据一定的图形条件或属性条件或两者的结合条件,检索出对应的空间对象的属性或图形的一种工具。 3.空间查询类型:按属性信息的要求来查询定位空间位置,称为“属性查图形”。根据对象的空间位置查询有关属性信息,称为“图形查属性”。该查询通常分为两步:首先借助空间索引,在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间实体,根据空间实体与属性的连接关系即可得到所查询空间实体的属性列表。 4.查询方式:1)基于空间关系查询:空间实体间存在着多种空间关系,包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能2)基于空间关系和属性特征查询3)地址匹配查询:根据街道的地址来查询事物的空间位置和属性,利用地理编码,输入街道的门牌号码,就知道大致的位置和所在的街区。 4.空间量算:几何量算,形状量算——两个基本考虑:1)空间一致性问题,即有孔多边形和破碎多边形的处理;2)多边形边界特征描述问题。一致性最常用指标是欧拉函数,计算多边形的破碎程度和孔的数目。欧拉函数的结果是欧拉数。欧拉函数的计算公式为:欧拉数=(孔数)-(碎片数-1)。质心量算,距离量算——欧式距离,曼哈顿距离,非欧式距离。 5.空间变换:为满足特定空间分析的需要,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。基于矢量或基于栅格。 6.基于栅格结构的空间变换三种方式:1)单点变换:只考虑单个点的属性值进行运算。 2)邻域变换:在计算新图层图元值时不仅考虑原始图层上相应图元本身的值,还考虑 与该图元有邻域关联的其它图元值的影响。3)区域变换:在计算新图层属性值时,要 考虑整个区域的属性值,即通过一个函数对某一区域内的所有值进行综合,再计算。 7.再分类:通过分类找出隐藏信息。地图上的数据是经过专门分类和处理过的,而地理 信息系统存储的数据则具有原始数据的性质,故能根据需要对数据再进行分类和提取。 7.邻近度:描述了地理空间中两个地物距离相近的程度,其确定是空间分析的一个重要 手段。缓冲区:就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。方法:角平分线法, 凸角圆弧法。岛屿与重叠判别:岛屿左边线逆时针,右边线顺时针。 8.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。分类:视觉信息叠加,点与多边形叠加,线与多边形叠加,多边形叠加,栅格图层叠加。 8.网络分析:是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划一项网络工 程如何安排,并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配,从一地到另一地的运输 费用最低等。网络数据结构基本组成:链,结点。 空间插值:常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面,以便与其它空 间现象的分布模式进行比较。包括空间内插(同一区域已知点求未知点)和空 间外推(已知区域求其他区域)。空间插值方法可以分为整体插值和局部插值方 法两类。整体插值方法:用研究区所有采样点的数据进行全区特征拟合;局部插 值方法:是仅仅用邻近的数据点来估计未知点的值。 9.多变量统计分析:主要用于数据分类和综合评价。数据分类方法是地理信息系统重要 的组成部分。在大多数情况下,首先是将大量未经分类的数据输入信息系统数据库, 然后要求用户建立具体的分类算法,以获得所需要的信息。有主成分分析,层次分析 法,系统聚类分析,判定分析。 第九章数字地形模型与地形分析 1.DTM:数字地形模型,是地形表面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。地形表面形态的属性信息一般包括高程,坡度,坡向等。DEM:数字高程模型是一定范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,它主要是描述区域地貌形态的空间分布。DEM可以导出坡度等信息。 2.DEM的表示法:数学方法(整体拟合,局部拟合),图形方法(线模型,点模型)。 3.规则网格:通常是正方形,也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素,对应一个高程值。 4.等高线:通常被存成一个有序的坐标点对序列,可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。 5.规则格网DEM在存在的问题:在地形平坦的地方,存在大量的数据冗余;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;在某些计算,如通视问题,过分强调网格的轴方向。 6.不规则三角网(TIN):另一种表示数字高程模型的方法,既减少规则网格方法带来的数据多余,同时在计算效率上优于纯粹基于等高线的方法。 7.层次地形模型:可表达多种不同精度水平;大多是基于不规则三角网模型。 8.不规则点集生成TIN:最常用Delaunay三角,Delaunay三角剖分方法:1)利用P中点集的平面坐标生成Delaunay三角网,2)给三角形中节点赋予高程值。 9.网格DEM转成TIN:保留重要点法(重要性通过它的高程值与8邻点高程的内插值比较,超过阀值留下),启发丢弃法。1方法在保留关键网格点方面(顶点、凹点)最好;2方法在每次丢弃数据点时确保信息丢失最少,但要求计算量大。 10.格网DEM应用:地形曲线拟合,立体透视图,通视分析,流域特征地貌提取与地形自动分割,DEM计算地形属性。 11.三角网内插:给定一点的平面坐标P(x,y),要基于TIN内插该点的高程Z。主要分检索P所在三角形格网和高程内插两步:1)格网点的检索2)高程内插。 12.等高线追踪:基于TIN绘制等高线直接利用原始观测数据,避免了DTM内插的精度损失,因而等高线精度较高;对高程注记点附近的较短封闭等高线也能绘制;绘制的等高线分布在采样区域内而并不要求采样区域有规则四边形边界。 第十一章空间数据表现与地图制图 1.地图上的形状、尺寸和颜色是构成符号的三个基本要素。 2.地图注记:地图上的文字和数字总称为地图注记,它是地图内容的重要部分。包括:名称注记;说明注记:用来说明各种事物的种类、性质或特征,用于补充图形符号的不足,它常用简注表示;数字注记:用来说明某些事物的数量特征,如高程等。 3.空间信息可视化: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、视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。 4.空间信息可视化的特征:交互性,信息载体的多维性,信息表达的动态性,媒体信息的集成性。 5.地图综合:是对制图区域客观事物的取舍和简化。经过概括以后可以显示出主要的事物和本质的特征。 第十二章3S集成技术:GIS,RS和GPS三者集成利用,构成为整体的实时的和动态的对地观测,分析和应用的运行系统,提高了GIS的应用效率。RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位,GIS进行相应的空间分析。 第十三章WebGIS:定义1:基于Web的GIS。 定义2:指在Internet/Intranet网络环境下,基于TCP/IP和WWW 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ,以支持 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 Html的浏览器为统一的客户端,通过Web Server向GIS Server提出GIS服务请求的一种技术。 WebGIS实现方式:1)客户端浏览器的扩展技术2)利用WWW服务器端的功能。 第一章地理信息系统概论 1.地理信息系统:是集计算机科学、信息科学、测绘科学、地理科学、空间科学、环境科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科,是当今信息技术的重要组成部分,也是智慧地球的重要基础设施。 2.GIS: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.选址:现实世界条件》获取数据》管理数据》数据处理与分析》 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 输出。 4.信息: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、图像等形式 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 下来,进行传递和处理,为人们的生产,建设,管理等提供依据。特性:客观性、适用性、可传输性和共享性。 5.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总称。 6.地理数据:用以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数字、文字、图像、声音等的总称。 6.地理信息特性:地域性,多维结构,时序特征。 7.信息系统:具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统,它能够为某决策过程提供有用的信息。 8.地理信息系统(GIS):是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点;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;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。 9.专题地理信息系统:是具有有限目标和专业特点的地理信息系统,为特定的专门目的服务。 10.区域信息系统:主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标。 11.空间数据:是以地球表面空间位置为参照的自然社会和人文经济景观数据。GIS中,空间信息主要包括:1)某已知坐标系中的位置2)实体间的空间关系3)与几何位置无关属性。 第二章空间数据模型 1.场模型:用于描述空间中连续分布的现象;要素模型:用于描述各种空间地物;网络模型:模拟现实世界中各种网络。 2.地理数据:也称为空间数据,就是以不同的方式和来源获得的数据,这些数据都具有能够确定空间位置的特点。 3.栅格数据模型:是基于连续覆盖的,它是将连续空间离散化,即用二维覆盖或划分覆盖整个连续空间。(规则和不规则的)是特殊的场模型。 4.欧氏空间中三类地物要素:点,线,多边形对象。 5.要素模型:基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象(Object)或实体(Entity)。一个实体必须符合三个条件:可被识别,重要(与问题相关),可被描述(有特征)。 6.矢量模型:强调了离散现象的存在,由边界线(点,线,面)来确定边界,因此可以看成基于要素的。 7.拓扑学:拓扑学是几何学的一个分支,它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性拓扑属性。 8.方向关系:描述方向关系又称为方位关系、延伸关系,它定义了地物对象之间的方位。 9.MBR(Minimum Bounding Rectangle)指的是空间目标的外切矩形。由于MBR的简单、实用性,MBR广泛应用于空间目标数据结构表示以及空间数据查询中。 10.区域空间指标:1)几何指标2)自然地理参数3)人文地理指标。 11.地理空间中两点间的距离度量表现:大地测量距离,曼哈顿距离,旅行时间距离,词典编纂距离。12.网状模型:将数据组织成有向图结构。 13.静态GIS只涉及地理信息的两个方面,空间维度和属性维度,时态GIS:能够同时处理时间维度的GIS。 14.时空数据模型:的核心问题是研究如何有效地表达、记录和管理现实世界的实体及其相互关系随时间不断发生的变化。 15.三维数据模型:分为栅格(以体元(V oxel)模型为代表,这种体元模型的特点是易于表达三维空间属性的非均衡变化,其缺点是所占存储空间大、处理时间长)和矢量(用一些基元及其组合去表示三维空间目标)。 16.八叉树三维数据模型:四叉树在三维空间的推广,也可以是用三维体素阵列表示形体方法的改进。灰节点:部分占据,白节点:无内容,黑节点:全部占据。 第五章GIS中的数据 1.空间元数据:数据质量可以通过元数据进行描述,元数据是对数据的描述,是关于数据的数据。 2.空间数据的三个特征空间特征:属性特性(非定位数据)表示实际现象或特征;空间特征(定位数据);时间特征(时间尺度)。 3.空间特征数据:是GIS区别于其它的软件的根本特征,是由于地物或现象的空间分布所带来,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。 4.数据的测量的尺度:对属性数据的分类参考标准,大致可以分成四个层次:命名量,次序量,间隔量,比率量。 5.空间数据质量反应在:准确性,精度,空间分辨率,比例尺,误差,不确定度。 6.数据误差的类型:逻辑误差,几何误差(点误差,线误差),属性误差,时间误差。 7.元数据:是关于数据描述性数据信息,它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律,以便于用户对数据集的准确,高效与充分的开发与应用。作用:通过元数据可以检索,访问数据库,可以有效利用计算机的系统资源,可以对数据进行处理和二次开发。 8.使用元数据的原因:性能上的原因(完整性,可扩展性,特殊性,安全性),功能上的原因(查错功能,浏览功能,程序生成)。 9.空间数据质量问题的来源:空间自身存在不稳定性,空间现象的表达,空间数据处理中的误差,空间数据使用中的误差。 第六章空间数据获取与处理 1.地图数据类型:1)空间数据(图形数据)2)语义数据(属性数据)。 2.数字化仪器数字化:手扶跟踪数字化,曲线离散化算法。 3.道格拉斯普克法(对曲线进行采样简化):1)在曲线AB之间连接一条直线段AB,叫弦;2)得到曲线上离该直线段距离最大的点C,并计算其余AB的距离d;3)比较d与预定给的阈值大小,如果小于阈值则将直线作为曲线近似;4)如果大于阈值,则将AB分为两段,继续进行1—3步;5)当处理完毕以后,以此连接各个分割点形成的折线,即可作为近似。 4.将栅格图形转换为矢量地图的步骤:1)图像二值化,从原始图像得到黑白二值图像2)平滑,去除随机噪声3)细化,把线细化为一个像素宽4)链式编码,转化为点链的集合5)矢量线提取。 5.图像细化预处理二值图像平滑:去除毛刺用3乘3模板过程:按点阵格式扫描图像每一个像素,只要图像相应区域与模板匹配,则判定毛刺,对应像素点为0。去除孔洞及凹陷噪声:只要图像对应区域与模板匹配,区域中心点数数值变为1。 6.图像细化:1)N(p)为p的邻点的数值的和,2)图像像素联接数T(p),T(p)是p周围8个点从0变成1的次数,它反映了像素邻点的联接的块数,3)pW,pE,pS,pN分别指像素左侧、右侧、下边、上边邻点的数值。算法:对于栅格图像中的每个点p,进行如下操作:如果2≤N(p)≤6并且T(p)=1并且pNpSpE=0并且pWpEpS=0则标志p点;将所有被标志的栅格点赋值为0,如果没有被标志的点,则算法结束;对于栅格图像中的每个点p,进行如下操作:如果2≤N(p)≤6并且T(p)=1并且pNpSpW=0并且pWpEpN=0则标志p点;将所有被标志的栅格点赋值为0,如果没有被标志的点,则算法结束;转到第一步 7.链码(弗里曼码):链码是由弗里曼(Freeman)提出的用曲线出发点坐标和线的斜率来描述二值线图形的一种方法。(3,0)21100066567。 8.投影变换:当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时,需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。 9.仿射变换:如果综合考虑图形的平移、旋转和缩放,后者被称为二维的仿射变换,仿射变换在不同的方向可以有不同的压缩和扩张,可以将球变为椭球,将正方形变为平行四边形。 10.拓扑生成:在图形数字化完成后,需要建立拓扑,以正确判别地物之间的拓扑关系。拓扑元素:点,线,面。拓扑关系:拓扑关联-指存在在空间图形中的不同拓扑元素之间的关系。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。 11.造成数字化错误的具体原因包括:1)遗漏某些实体2)某些实体重复录入3)定位的不准确。 12.GIS中引入拓扑关系的优缺点,优点:描述点、线、面的空间关系不完全依赖于具体的坐标位置。空间关系信息丰富、简洁,数据冗余小。方便多边形和多边形的叠合。便于检查数据输入过程中的错误。缺点:拓扑关系建立过程比较复杂。数据结构本身复杂。 第七章空间数据管理 1.GIS与一般管理信息系统的比较:在硬件上,为了处理图形和图像数据,系统需要 配置专门的输入和输出设备。如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等。在软件上 要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件,这些算法和软件又直接和数据 的结构及数据库的管理方法有关。在信息处理的内容和采用目的方面地理信息系统除了 基本的信息检索和统计分析外,主要用于分析研究资源的合理开发利用等功能。 2.两者共同处:以计算机为核心的信息系统,具有数据量大和数据关系复杂的特点,和数据库技术的发展同发展。 3.数据库:以特定的数据存储的相关联的数据集合,它是数据管理的高级阶段,是从文 件管理系统发展而来的。 4.地理信息数据库(空间数据库):是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。 5.空间数据库特点:1)数据量特别大2)不仅有地理属性数据还有大量空间数据3)数据 应用广泛。 6.数据库管理系统(DBMS):是一个软件,用以维护数据库、接受并完成用户对数据库的一切操作;数据库模型:层次模型,网络模型,关系模型。 7.数据组织分级:数据库中的数据组织一般可以分为四级:数据项,记录,文件,数据库。 8.数据间逻辑联系:一对一,一对多,多对多。 9.常用文件组织方式:顺序文件,索引文件,直接文件,倒排文件。 10.矢量数据模型:采用点、线或面表达地理现象,每一个实体的位置是用它们在坐标参考 系统中的空间位置(坐标)定义。 11.栅格数据模型:空间被规则地划分为栅格(通常为正方形)。地理实体的位置和状态是用它们占据的栅格的行、列来定义的。每个栅格的大小代表了定义的空间分辨率。 12.栅格结构的显著特点是:属性明显;定位隐含;易于存储;算法简单;地表是不连续,是量化和近似离散的数据。 13.决定栅格单元代码的方式:中性点法,面积占优法,重要性法,百分比法。 14.栅格编码方法:直接栅格编码,压缩栅格编码(链码,游程长度编码,块码,四叉树)。 1)链码的压缩效率较高,已经近矢量结构,对边界的运算比较方便,但不具有区域的性质,区域运算困难; 2)游程长度编码既可以在很大程度上压缩数据,又最大限度地保留了原始栅格结构,编码解码十分容易; 3)块码和四叉树码具有区域性质,又具有可变的分辨率,有较高的压缩效率,四叉树编码可以直接进行大量图形图像运算,效率较高,是很使用较广泛的方法。 15.矢量结构特点:定位明显,属性隐含,运算复杂,某些运算便利。 16.矢量编码方法:1)坐标序列法2)树状索引编码法3)拓扑结构编码法。 17.栅格数据与矢量数据比较:栅格结构:属性明显,位置隐含,数据操较容易。 矢量结构:位置明显,属性隐含,数据操作则比较复杂。 18.栅格格式向矢量格式转换步骤:1)多边形边界提取:采用高通滤波将栅格图像二值化或以特殊值标识边界点;2)边界线追踪:对每个边界弧段由一个结点向另一个结点搜索,通常对每个已知边界点需沿除了进入方向的其他7个方向搜索下一个边界点,直到连成边界弧段;3)拓扑关系生成:对于矢量表示的边界弧段数据,判断其与原图上各多边形的空间关系,以形成完整的拓扑结构并建立与属性数据的联系;4)去除多余点及曲线圆滑。 19.空间索引:是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,其中包含空间对象的概要信息,如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。包括:格网性空间索引,BSP树空间索引,KDB树空间索引,R树和R+树, CELL树。 选址问题:一,获取题中所给的相关信息,将其转换为数据;二,进行数据特征的提取和空间拓扑叠加;三,进行领域分析,利用缓冲区进行分析;四,将符合条件的地块及相关信息以地图和表格打印出来。