地理信息系统基础_龚健雅

这是一篇关于地理信息系统基础_龚健雅的思维导图。《地理信息系统基础》主要内容包括地理信息系统的基本概念、空间数据结构、空间数据的输入与编辑、空间数据库、空间查询与分析、GIS应用技术及应用型GIS的设计，另外还介绍了ArcGIS、MapGIS软件应用基础知识。

地理信息系统基础

• 1 绪论
  • 1.1 地理信息系统的起因与发展
  • 1.2 地理信息系统的定义
    • 1.2.1 信息和地理信息
      • 地理信息：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。
    • 1.2.2 信息系统和地理信息系统
      • 地理信息系统
        • 概念：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。
  • 1.3 地理信息系统的基础内容
    • 1 有关的计算机软、硬件2 空间数据的读取3 空间数据的表达及数据结构4 空间数据的处理5 空间数据的管理6 空间数据分析7 空间数据的显示与可视化8 GIS的应用9 GIS的项目管理、开发、质量保证与标准化10 GIS机构设置与人员培训等
  • 1.4 地理信息系统的特性
• 2 地理信息系统的构成
  • 2.1 概述
    • 地理信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户4大要素组成。
  • 2.2 地理信息系统的硬件配置
    • 2.2.1 单机模式
    • 2.2.2 局域网模式
    • 2.2.3 广域网模式
  • 2.3 计算机及网络设备
  • 2.4 存储设备
  • 2.5 输入设备
    • 1 数字化仪
    • 2 扫描仪
    • 3 解析和数字摄影测量仪器
    • 4 全数字摄影测量工作站
    • 5 其他仪器
  • 2.6 输出设备
    • 1 矢量绘图仪
    • 2 栅格式绘图设备
    • 3 图形终端
  • 2.7 地理信息系统的软件构成
    • 1 GIS程序集的软件层次
      • 操作系统系统库标准软件GIS基本功能软件包GIS应用软件包GIS与用户的接口、通讯软件
    • 2 GIS基础软件的五大子系统
      • 1 数据输入子系统
      • 2 图形及属性编辑子系统
        • 图形变换图形编辑图形整饰拓扑关系属性输入
      • 3 空间数据库管理系统
      • 4 空间查询与空间分析子系统
        • 空间查询
          • 位置查询属性查询拓扑查询
        • 空间分析
          • 地形分析网络分析叠置分析缓冲分析决策分析
      • 5 制图与输出子系统
  • 2.8 地理信息系统的功能
    • 数据结构
      • 矢量栅格三维TIN其他
    • 地理坐标
      • 地理经纬度、平面坐标、UTM、用户定义、坐标变换、地图投影、投影变换、其他
• 3 空间数据获取
  • 3.1 概述
    • 1 空间数据的内容
      • 数字线划数据影像数据数字高程模型地物的属性数据
    • 2 空间数据的基本特征
      • 1 空间特征
        • 空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。
      • 2 专题特征
      • 3 时间特征
  • 3.2 野外数据采集
    • 1 平板测量
    • 2 全站仪（电子平板）测量
    • 3 GPS测量
  • 3.3 地图数字化
    • 1 手扶跟踪数字化
    • 2 扫描数字化
  • 3.4 摄影测量
    • 航向重叠度55～65％傍向重叠度30％
    • 解析摄影测量
    • 数字摄影测量
  • 3.5 遥感图像处理
    • 遥感与GIS的结合
      • 最低层次：栅格影像与矢量GIS的线划图叠加，遥感影像或正射影像作为GIS的一个基础层。
      • 第二层次：GIS数据作为辅助信息，进行多光谱遥感的地物分类。
      • 第三层次：GIS辅助遥感或航空影像目标识别。
      • 第四层次：利用遥感和数字摄影策略2技术对GIS进行数字采集，以及GIS数据库更新。
      • 最高层次：遥感和GIS联合空间分析与制图。
  • 3.6 属性数据获取
  • 3.7 空间数据转换
    • 1 空间定位信息2 空间关系3 属性数据
    • 外部数据交换文件
    • 空间数据交换标准
  • 3.8 空间数据质量
    • 1 基本特点：准确度、精读、不确定性、相容性、一致性、完整性、可得性、现势性。
    • 2 误差来源：数据搜集、数据输入、数据存储、数据处理、数据输出、数据使用。
    • 3 误差类型：几何误差、属性误差、时间误差、逻辑误差。
    • 4 几何误差
      • 点误差
      • 线误差
    • 5 属性误差
• 4 空间数据的表达
  • 4.1 地理系统与地理现象
    • 地理系统：自然环境系统，社会经济环境系统。
    • 地理现象
      • 点状分布线状分布面状分布体状分布
  • 4.2 空间对象及其定义
    • 概念：将空间现象进行抽象得到空间对象。
    • 1 零维空间对象
      • 1 实体点 NE2 标号点 NL3 面点标识 NA4 节点 NO，NN
    • 2 一维空间对象
      • 1 线段2 弦列 LS3 弧 AC，AE，AR，AN，AU，AB4 拓扑连线5 链6 全链7 面链8 网链9 环
    • 3 二维空间对象
      • 1 内面2 G－多边形 PG3 GT－多边形 PR，PC4 广义多边形 PU，PW5 虚多边形 PV，PX6 像元7 网络单元
    • 4 三维空间对象
      • 1 体元2 标识体元3 三维组合空间目标4 体空间
    • 5 聚合空间对象
      • 1 图像 GI，GJ，GK，GM2 层3 栅格4 图形5 平面图形6 二维拓扑面7 网络
  • 4.3 空间对象关系
    • 1 点与点：相离，重合。
    • 2 线与线：邻接，相交，相离，包含，重合。
    • 3 面与面：邻接，相交，相离，包含，重合。
    • 4 点与线：邻接，相交，相离，包含。
    • 5 点与面：邻接，相交，相离，包含。
    • 6 线与面：邻接，相交，相离，包含。
  • 4.4 空间对象的矢量表达
  • 4.5 空间对象的栅格表达
    • 4 矢量与栅格数据结构的详细比较
      • 矢量数据结构
        • 优点
          • 1 表示地理数据的精度较高2 严密的数据结构，数据量小3 用网络连接法能完整地描述拓扑关系4 图形输出精确美观5 图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现6 面向目标的，不仅能表达属性编码，还能记录每个目标的具体的属性描述信息。
        • 缺点
          • 1 数据结构复杂2 矢量多边形叠置算法较为复杂3 数学模拟比较困难4 技术复杂，特别是更加复杂的软硬件
      • 栅格数据结构
        • 优点
          • 1 数据结构简单2 空间数据叠置和组合十分容易3 各类空间分析都易于运行4 数学模拟方便
        • 缺点
          • 1 图形数据量大2 用大像元减少数据量时，精读和信息量受损失3 地图输出不精美4 难以建立网络连接关系5 投影变换费时多
  • 4.6 混合数据结构与一体化数据结构
    • 1 矢量栅格混合数据结构
    • 2 矢量栅格一体化结构
      • 多级格网方法
        • 粗格网、基本格网，细分格网。
      • 三个基本约定
        • 点状地物仅有位置，没有形状和面积。线状地图有形状，没有面积。面状地物有形状和面积。
      • 线性四叉树编码
  • 4.7 镶嵌数据结构
    • 1 规则镶嵌数据结构
    • 2 不规则镶嵌数据结构
  • 4.8 四叉树数据结构
    • 1 线性四叉树
      • 基于四进制的Morton码
      • 基于十进制的Morton码
    • 2 二维行程编码
    • 3 典型四叉树数据结构
      • QUILT系统
      • Mark等人的二维行程编码
      • 杨红光的边界四叉树
      • Molenaar与Fritsch的混合数据结构
    • 4 八叉树数据结构
  • 4.9 超图数据结构
    • 1977年由法国数学家布耶提出。
    • 基本单元
      • 类别类别的属性物体物体的属性类别间联系物体间联系
• 5 空间数据处理
  • 5.1 基本算法
  • 5.2 图形编辑
  • 5.3 拓扑关系的自动建立
  • 5.4 图形的裁剪与合并
  • 5.5 图幅接边
  • 5.6 坐标变换
  • 5.7 地图投影与投影变换
  • 5.8 矢量栅格数据的相互转换
  • 5.9 三维空间数据处理
• 6 空间数据管理
  • 6.1 数据与数据文件
  • 6.2 数据库与数据库管理系统
  • 6.3 数据库模型
  • 6.4 空间数据库管理系统
  • 6.5 空间数据的组织
  • 6.6 空间索引
• 7 空间查询与空间分析
  • 7.1 空间查询
  • 7.2 叠置分析
  • 7.3 缓冲区分析
  • 7.4 网络分析
  • 7.5 三维空间分析
  • 7.6 空间统计分析
• 8 空间数据的可视化与地图制图
  • 8.1 普通地图制图
  • 8.2 专题地图制图
  • 8.3 三维空间数据的可视化
  • 8.4 地图注记
  • 8.5 地图排版
  • 8.6 地图输出