地理信息系统

这是一篇关于地理信息系统860plus(1)(1)的思维导图，定义：是在计算机软硬件支持下，以采集 存储 管理 检索 分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。

信息系统

• 第一章——绪论
  • 地理信息系统(Geographic Information System,GIS)
    • 定义
      • 是在计算机软硬件支持下，以采集 存储 管理 检索 分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统
    • GIS含义
      • 是计算机硬件、软件和不同方法组成的系统
      • 该系统设计用来以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示
      • 以便于解决复杂的规划和管理问题
      • GIS是空间数据和属性数据的综合体
    • GIS特征
      • 1.物理外壳是计算机化的技术系统
      • 2.主要优势是强大的空间分析能力和可视化表达手段
      • 3.GIS的处理对象是地理实体
      • 4.GIS与其他学科密切相关
    • GIS构成
      • 1.系统硬件
        • 概述：是各种设备的物质基础
        • 1.输入设备
          • 数字化仪
          • 扫描仪
          • 全站仪
          • GIS
        • 2.输出设备
          • 绘图仪
          • 打印机
          • 终端
          • 高分辨率显示装置
        • 3.存储和传送设备
          • 磁带机
          • 光盘机
          • 活动硬盘
          • 磁盘阵列
        • 4.网络设备
          • 布线系统
          • 网桥
          • 路由器
          • 交换机
      • 2.软件
        • 概述：支持数据采集 存储 加工 回答用户问题的计算机程序系统
        • 1.专业软件
          • 1.数据输入和检验
          • 2.数据存储和管理
          • 3.数据处理和分析
          • 4.数据显示和输出
          • 5.用户界面
          • 6.系统二次开发能力
        • 2.数据库软件
          • DB2 SQLSerVer Ingress等
        • 3.系统管理软件
          • 1.操作系统
          • 2.汇编程序
          • 3.编译程序
          • 4.服务程序
        • 4.国内比较主流的软件
          • 武大吉奥 GeoStar
          • 中地数码 MapGIS
          • 北京超图 SuperMap
          • 北京灵图 VRMap
        • 5.国外主流GIS软件
          • ARC/INFO
            • ArcView
            • ArcObject
            • ArcIMS
          • GENAMAP
          • MGE
            • Modular GIS Environment
            • GeoMedia
          • MapInfo
            • MapInfo Proserver
            • MapX
            • MapXtreme
            • Spatical Ware
          • ERDAS
      • 3.用户人员
        • 1,是GIS的服务对象
        • 2.分为一般用户和从事建立 维护 管理和更新的高级用户
        • 3.包括系统开发人员和GIS技术的最终用户
      • 4.空间数据
        • 概念
          • 是GIS系统分析和处理的对象，构成系统的应用基础，具体描述地理实体的空间特征，属性特征和时间特征
        • 特征
          • 1.空间特征
            • 地理实体的空间位置及相互关系
          • 2.属性特征
            • 地理实体的名称 类型和数量等
          • 3.时间特征
            • 地理实体随时间而发生的相关变化
        • 连接 查询和管理空间数据与属性数据方式
          • 1.混合式
          • 2.扩展式
          • 3.开放式
      • 5.应用模型
        • 虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对某一专门应用目的的解决，必然通过构造专门的应用模型
          • 1.土地利用适宜性模型
          • 2.选址模型
          • 3.洪水预测模型
          • 4.人口扩散模型
          • 5.森林增长模型
          • 6.水土流失模型
          • 7.最优化模型
          • 8.影响模型
    • GIS功能
      • 基本功能
        • 1.数据的采集与输入
          • 1.GIS数据通常抽象为不同的专题或层
          • 2.数据采集编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为X Y坐标及对应的代码输入到计算机中
        • 2.数据的编辑和更新
        • 3.数据的处理与变化
          • 数据处理的任务和操作内容
            • 1.数据变换
              • 指对数据从一种数学状态 转换为另一种 包括
                • 1.投影变换
                • 2.辐射纠正
                • 3.比例尺缩放
                • 4.误差改正和处理
            • 2.数据重构
              • 指对数据从一种几何状态 转换为另一种 包括
                • 1.数据拼接
                • 2.数据截取
                • 3.数据压缩
                • 4.结构转换
            • 3.数据抽取
              • 指对数据从全集合到子集的条件提取，包括
                • 1.类型选择
                • 2.窗口提取
                • 3.布尔提取
                • 4.空间内插
        • 4.数据存储和管理
          • 1.数据库是数据存储与管理的最新技术
          • 2.是一种先进的软件工程
          • 3.GIS数据库是区域内一定地理要素特征以一定组织方式存储在一起的相关数据的集合
        • 5.空间的分析与统计
          • 1.拓扑叠加
          • 2.缓冲区分析
          • 3.数字地形分析
          • 4.空间集合分析
          • 5.空间查询
          • 6.网络分析
        • 6.产品的制作和显示
          • 1.GIS产品是指经由系统处理和分析，产生具有新的概念和内容
          • 2.可以直接输出供专业规划和决策人员使用的各种地图 图像或文字说明
          • 3.其中地图图形输出是GIS产品的主要表现形式 包括各种类型
            • 1.符号图
            • 2.动线图
            • 3.点值图
            • 4.晕线图
            • 5.等值线图
        • 7.二次开发与编程
      • 应用功能
        • 1.资源管理
        • 2.区域和城乡规划
        • 3.灾害监测
        • 4.环境评估
        • 5.作战指挥
        • 6.交通运输
        • 7.宏观决策
    • GIS的发展
      • 1.国际发展状况
        • 1.起步阶段（60年代）
          • 总述
            • 人们关注什么是GIS，GIS能干什么。注重空间数据的地学处理
          • 1963年
            • 加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先踢出GIS这一术语，建立加拿大地理信息系统（CGIS）
          • 1969年
            • ESRI(环境系统研究所)建立
            • Integraph公司建立
        • 2.发展阶段（70年代）
          • 总述
            • 计算机技术在自然环境和环境数据处理的应用 GIS迅速发展
            • 这期间，发展研究重点
              • 1.空间数据处理算法
              • 2.数据结构
              • 3.数据库管理
          • 1978年
            • ERDAS成立
        • 3.推广应用阶段（80年代）
          • 总述
            • 人们把GIS和RS解决全球性问题，如全球沙漠化，全球可居住地评价,核扩散问题等
            • 注重空间决策支持分析
          • 1981年
            • ESRI ARC/INFO GIS分布
          • 1985年
            • GPS成为可运行系统
          • 1986年
            • MapInfo建立
          • 1987年
            • 地理信息系统的国际杂志出版
          • 1988年
            • 美国人口调查局第一次公开发布TIGER
            • GIS World首次发行
          • 1989年
            • Ingegraph发布MGE
        • 4.用户时代（90年代后）
          • 总述
            • 对GIS进一步研究，研究的内容集中在
              • 1.空间信息分析的新模式和新方法
              • 2.空间关系和数据模型
              • 3.人工智能引入等
            • 注重对GIS的社会应用与服务
            • GIS技术迅猛发展
            • 控件式GIS成为GISTools的发展方向
            • WebGIS蓬勃发展
            • 三维GIS崭露头角
        • 5.互联网(+)时代
          • 1.互联网 物联网 云计算等新兴信息技术为GIS应用扩展提供支持
          • 2.基于多源异构时空大数据的地理信息分析 数据挖掘和多行业应用
      • 2.国内发展状况
        • 1.准备阶段（70年代）
          • 70年代初，我国开始探讨计算机在测量 地图制图和遥感领域的应用
          • 1977年 诞生我国第一张全要素数字地图
        • 2.试验阶段（80年代）
          • 1.地理信息系统这一新技术在我国正式进入全国试验阶段
          • 2.我国在GIS理论探讨 规范探讨 实验技术 软件开发 系统建立方面取得了突破和进制
          • 3.进行了一些典型 试验专题试验软件开发工作
        • 3.发展阶段（90年代，86~95年前后）
          • 1.我国GIS随着社会主义市场经济的发展走上了全面发展道路
          • 2.由于沿海 沿江经济开发区的发展，土地的有偿使用和外资引进，继续GIS为之服务，推动了GIS的发展与应用
          • 3.GIS研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关项目，开始有计划 有组织 有目标地进行理论研究和应用建设
          • 4.全国许多行业部门和部分省市积极发展各自专业的GIS和区域GIS
        • 4.产业化阶段（96年以来）
          • 1.我国GIS技术在技术研究 成果应用 人才培养 软件开发等方面进展迅速，并力图将GIS从初步发展时期的研究实验 局部应用推向实用化 集成化 工程化 为国民经济发展提供辅助分析和决策依据
          • 2.GIS在研究和应用 过程中走向产业化道路，成为国民经济建议普遍使用的工具，并在各行各业发挥重大作用
        • 5.当代GIS发展动态
          • 1.面向对象技术和GIS集合
            • 1.面向对象GIS能统一管理图形数据和属性数据的数据模型
            • 2.面向对象技术将现实世界的实体都抽象为对象
            • 3.利用分类 概括 联合 聚集技术 构建复杂的地理实体
            • 4.利用继承和传播这两种数据抽象工具将所有实体对象构建成一个分层结构，
            • 5.如SMall world GIS ARC/INFO 7,0 SYSTEM 9
          • 2.真三维GIS和时空GIS
            • 1.真三维GIS
              • 1.采用二维或者2.5维来表现现实三维现象
              • 2.通常将三维分量Z值看做一个属性值，如DEM，不利于进行滴地学分析
              • 3.真三维GIS的应用成为GIS发展的一个热点，主要研究方向包括
                • 1.三维数据结构的研究
                  • 1.数据有效存储
                  • 2.数据状态的表示
                  • 3.数据可视化
                • 2.三维数据的生成和管理
                • 3.地理数据的三维显示
                  • 1.三维数据的空间操作和分析
                  • 2.表面处理
                  • 3.栅格图像
                  • 4.全息图像显示
                  • 5.层次处理
            • 2.时空GIS
              • 1.主要研究时空模型 时空数据的表示 存储 操作 查询和时空分析
              • 2.在现有数据模型基础上扩充
                • 1.如关系模型的元组中加入时间
                • 2.如在对象模型中引入时间模型
          • 3.GIS应用模型的发展
            • 总述
              • 根据某种应用目标或任务要求，从相应专业或学科出发，对客观世界进行深入分析研究，并借助GIS技术的支持，建立GIS应用模型，是GIS解决实际问题的能力，效率及产生社会经济效益关键所在
            • 实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型结合的三种途径
              • 1.松散耦合式
                • 1.也称外部空间模型法
                • 2.在GIS环境外部借助其他软件或计算机高级语言建立专用模型，其与GIS之间采用数据通讯方式联系
              • 2.嵌入式
                • 也称内部空间模型法
              • 3.混合型
                • 是松散耦合式和嵌入式的结合，尽可能利用GIS功能，最大限度减少用户自行开发的工作量和难度，又保护外部空间模型法的灵活性
          • 4.Internet与GIS结合
            • 概述
              • Internet GIS是利用Internet在Web上发布出版空间数据，为用户提供空间数据浏览，查询，制作专题图和分析功能
            • 研究热点
              • 1.组件式GIS
                • 将已有的巨型GIS分解为 若干 可互操作的自我管理 相互独立的组件
                  • 1.数据管理组件
                  • 2.空间查询组件
                  • 3.数据获取组件
                  • 4.专题制图组件
                  • 5.显示组件
              • 2.Open GIS
                • 是开放式地理信息系统，是为了使不同的GIS软件之间具有良好的互操作性，以及在异构数据库中实现信息共享的途径
          • 5.GIS与专家系统 神经网络结合
            • 1.专家系统是利用计算机模拟人类专家推理思维过程
            • 2.将GIS与专家系统结合，发展智能GIS或者专家GIS，是解决复杂地学问题的重要途径
          • 6.GIS与虚拟现实技术(VR)的结合
            • 虚拟现实（Virtual Reality- VR）
              • 1.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
            • 结合的好处
              • 1.将VR技术引入GIS将使GIS更具吸引力，采用VR中的可视化技术，在三维空间中模拟和重建逼真的，可操作的地理三维实体
              • 2.GIS用户可以在客观世界的虚拟环境中更有效地管理 分析空间实体数据
          • 7.3D/4D GIS
            • 国内主流GIS软件
          • 8.3s集成
            • 意义
              • GPS是空间实体快速 精密定位的现代化工具，GIS是空间信息分析 处理的有力武器，RS是空间信息最迅速 覆盖面最大的采集手段，三者集合简称3S集成
  • 信息
    • 信息的含义
      • 1.是现实世界在人脑中的反映
      • 2.以文字、数字、图像、图形、声音等方式记录下来，用以传递和处理
      • 3.成为人们生产、管理、建设的依据
      • 4.他不随载体的物理形式改变而改变
    • 信息的特征
      • 1.实用性
      • 2.客观性
      • 3.传输性
      • 4.共享性
  • 数据
    • 1.数据是能输入到计算机并且能够被识别和处理的文字、数字、图像、图形、声音等符号
    • 2.数据是对客观现象的表示，数据本身没有意义
    • 3.数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随着载荷它的物理设备的形式改变而改变
  • 信息与数据的关系
    • 1.信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达和载体，信息是数据的内涵，两者是形与质的关系
    • 2.数据只有对实体行为产生了具体影响才能成为信息
    • 3.数据只有经过解释才有意义，才能成为信息
  • 地理数据
    • 含义
      • 地理数据是各种地理特征与其地理现象之间关系的符号化表示
    • 分类
      • 空间位置数据
        • 描述地物所在位置
      • 属性数据
        • 是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标
      • 时态特征
        • 是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段
  • 地理信息
    • 地理信息的含义
      • 1.地理信息是地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互之间的联系以及变化规律的数字、文字、图像、图形等的总称
      • 2.是地理数据的解释
    • 地理信息的特征
      • 1.属于空间信息
        • 它通过利用经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识
      • 2.具有多维结构特征
        • 在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构(即在同一位置上可以有多种专题的信息结构)
      • 3.时态特征明显，可以用时间尺度划分地理信息
        • 比如可以将地理信息划分为
          • 1.超短期的
            • 比如台风地震
          • 2.短期的
            • 比如江河洪水 秋季低温
          • 3.中期的
            • 如土地利用 作物估产
          • 4.长期的
            • 如城市化 水土流失
          • 5.超长期的
            • 如地壳变动 全球气候变化
  • 信息系统（Information System,IS）
    • 信息系统的含义
      • 1.信息系统是能够对空间数据进行采集、存储、加工和再现并且能够回答用户一系列问题的系统
      • 2.它具有空间信息数据的采集、管理、处理、分析、表达数据的能力
    • 信息系统的分类
      • 1.事务处理系统
        • 主要支持操作层人员的日常事务处理，图书管理 借还书
      • 2.信息管理系统
        • 主要支持操作层人员的日常事务处理，图书管理 借还书
      • 3.决策支持系统
        • 从MIS中获取信息，进行推测，以辅助决策
      • 4.人工智能
        • 用计算机模仿人类思维过程进行推理，在医学上应用较为成功
      • 5.专家系统
        • 用计算机模仿人类思维过程进行推理，在医学上应用较为成功
    • 系统
      • 由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，能完成特定功能的有机整体
• 第二章——空间数据结构和数据库
  • 地理实体（空间实体）
    • 地理实体含义
      • 1.地理实体是GIS的处理对象
      • 2.指自然界现象和社会经济事件中不可再分割的最小单元
      • 3. 是一种具有复杂性、概括性、相对意义的概念
    • 地理实体特征
      • 1.概括性
        • 地理实体能够概括所表示地理现象的内容和属性
        • 包括空间属性，类别属性，性质属性等内容
      • 2.复杂性
        • 1.地理实体内容复杂，包含众多的属性与内容
        • 2.地理实体之间关系复杂
        • 3.地理实体的表达方式复杂
    • 地理实体空间特征
      • 1.空间维数
        • 有0、1、2、3维，表示点 线 面 体
      • 2.空间特征类型
        • 1.点状实体
        • 2.线状实体
        • 3.面状实体
        • 4.立体状实体
    • 地理实体的描述
      • 1.描述内容
        • 1.位置 形状 尺寸(大小)
        • 2.时间
        • 3.识别码（名称） 实体的角色 功能 行为 实体的衍生信息
        • 4.测量方法 编码方法 空间参考系
      • 2.基本特征
        • 空间特征
        • 时间特征
        • 属性特征
      • 3.数据类型
        • 1.几何数据（空间数据，图形数据）
        • 2.关系数据（实体间的领接 关联包含等相互关系）
        • 3.属性数据
        • 4.元数据
      • 4.数据结构
        • 1.矢量 栅格 TIN(专用于地表或者特殊造型)
        • 2.RDBMS属性表
          • 采用MIS较成熟
        • 3.空间元数据
  • 空间数据结构
    • 空间数据结构定义
      • 1.空间数据结构是指适合于计算机存储、管理、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化描述
      • 2.是对数据的一种理解和解释，不说明数据结构的数据，用户和计算机都无法理解或处理
      • 3.对同一组数据，按不同数据结构处理，得到的内容也不同
      • 4.空间数据结构是GIS沟通信息的桥梁，只有充分理解GIS所采用的特定数据结构，才能正确使用系统
    • 好的数据结构
      • 1.组织的数据结构能够表示要素之间的层次关系，便于不同的数据连接和覆盖
      • 2.能够反映出地理实体的空间排列方式和各实体之间的相互关系
      • 3.便于存储和检索
      • 4.节省存储空间，减少数据冗余
      • 5.存取速度快
      • 6.具有足够的灵活性，数据组织应具有数据插入，删除或者修改等基本操作功能
    • 矢量数据结构
      • 定义
        • 矢量数据结构是通过记录坐标值，尽可能准确的表示点、线和多边形等地理实体，空间坐标设为连续，允许任意位置、长度、面积的精确定义
          • 1.点
            • 由一对X Y坐标表示
          • 2.线
            • 由一串有序的X Y坐标对标识
          • 3.面
            • 由一串或几串有序的首尾坐标相同的X Y坐标及面标识表示
      • 基本形式
        • 1,点的矢量数据结构
        • 2.线的矢量数据结构
          • 标识码|坐标对数n|X Y坐标
        • 3.面的矢量数据结构
          • 标识码|链数n|链标识码集
      • 特点
        • 1.定位明显，属性隐含
        • 2.在计算长度、面积和形状以及图形编辑、几何变化等操作的过程中具有较高的精度和效率，但是在叠加运算、领域区域搜索等操作中十分困难
        • 3.矢量数据结构的图形运算的算法要比栅格数据结构复杂的多，有时甚至难以实现
      • 获取方式
        • 1.外业测量
          • 利用测量仪器自动记录测量成果（常称电子手薄）然后转到地理数据库中
        • 2.栅格数据转化
          • 利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转化为矢量数据
        • 3.跟踪数字化
          • 用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据
      • 注意问题
        • 1.矢量数据结构自身的存储和处理问题
        • 2.与属性数据的联系
        • 3.矢量数据之间的拓扑关系
      • 编码方式
        • 实体式数据结构
          • 优点
            • 结构简单，易于实现多边形为单位的运算和显示
          • 缺点
            • 1.多边形间公共边界被存储和数字化两次，由此产生冗余和碎屑
            • 2.每个多边形自成体系而缺少领域处理，如消除两个多边形之间共同边界
            • 4.拓扑错误不易检查 只适合于简单的粗精度制图系统
            • 5.组织方式 实体式存储只记录空间对象的位置坐标和属性信息 不记录拓扑关系
              • 存储
                • 1.独立存储
                  • 空间对象位置直接跟随空间对象
                • 2.点位字典
                  • 点坐标独立存储，线 面由点号组成
        • 树状索引编码法
          • 优缺点
            • 子主题
    • 栅格数据结构
      • 定义
        • 1.栅格数据结构是以规则的网格阵列来表示空间地物和地理现象分布的数据结构，阵列中的每一个数据表示地物和现象的属性特征
        • 3.岛只作为一个单个图形的建造，没有与外包多边形联系
        • 2.栅格数据结构是一种像元阵列，其中每一个像元元素的行列号用来确定位置，每一个像元元素的值用来表示实体的类型、等级等属性
      • 基本形式
        • 1.点实体
          • 表示为一个像元
        • 2.线实体
          • 表示为一定方向上连续成串的相邻像元集合
        • 3.面实体
          • 表示为聚集在一起的相邻像元集合
      • 比例尺
        • 指栅格（像元）大小与地表相应单元的大小之比，当像元所表示的面积较大时，对长度 面积等量测有较大误差
      • 获取方式
        • 1.来自于遥感数据
          • 1.通过遥感手段获得的数字图像就是一种栅格数据
          • 2.它是遥感传感器在某个特定的时间，对一个区域地面 景象的辐射和反射能量的扫描抽样
          • 3.并按照不同的光谱段分光并量化后，以数字形式记录下来的像素值序列
        • 2.来自于对图片的扫描
          • 通过扫描仪对地图或其他图形的扫描
          • 可把资料转换为栅格形式的数据
        • 3.由矢量数据转换而来
        • 4.手工方法获取
          • 在专题中均匀划分网络，逐个网络地确定其属性代码的值，最后形成栅格数据文件
            • 1.中心归属法
            • 2.长度占优法
            • 3.面积占优法
            • 4.重要性法
        • 5.格网DEM获取
      • 组织与建立
        • 组织方法？
        • 建立过程
          • 1.建立途径
            • 1.手工获取
            • 2.扫描仪扫描
            • 3.矢量数据转化
            • 4.遥感影像数据
            • 5.格网DEM数据
          • 2.确立栅格系统
            • 1.确定栅格坐标系
            • 2.确定栅格单元大小尺寸
          • 3.确定栅格代码
            • 确定属性值
              • 1.中心点法
              • 2.长度占优法
              • 3.面积占优法
              • 4.重要性法
      • 编码方式
        • 1.直接栅格编码
          • 逐行记录代码数据
            • 1.每行都从左到右记录 1212111122221111
            • 2.奇数行从左到右，偶数行从右到左，蛇形
          • 特点
            • 最直接 最基本的网格存储结构，没有进行任何压缩数据
        • 2.链式编码
          • 优点
            • 能够有效存储和压缩栅格数据结构，便于面积、长度、转折方向和边界、线段凹凸度的计算
          • 缺点
            • 1.不易进行边界合并，插入和修改操作困难，如果局部修改，将会改变整体结构
            • 2.区域空间分析困难，相邻区域的边界被重复存储
          • 也称Freeman链码 边界链码
            • 将栅格数据（线状地物面域边界）表示为矢量链记录
        • 3.行程编码
          • 编码方式
            • 1.按（属性值，个数）编码
            • 2.按（位置，属性值）编码
            • 3.按（起位，止位，属性值）编码
          • 1.这种游程长度编码，区域越大，数据相关度越强，则压缩越大
          • 2.适合于类型区域面积较大的专题图，不适合于类型连续变化或者类型区域较为分散的分类图，图形的复杂程度和压缩率成反比
          • 3.行程编码在栅格加密过程中，数据量增加不明显，压缩率高且最大限度的保留原始栅格数据结构，编码解码运算简单，易于进行检索，叠加运算，合并等操作，这种编码方式被广泛运用
        • 4.块状编码
          • 1.具有可变的分辨率，当空间属性变化小时图块大
          • 2.对于大图斑，记录单元大，分辨率低，压缩比高
          • 3.对于小图斑，记录单元小，分辨率高，压缩比低
          • 4.和行程编码类似，随着图形复杂程度提高会降低分辨率
        • 5.四叉树编码
          • 一种可变分辨率的非均匀网格系统
          • 1.指针不仅增加了数据的存储量，还增加了操作的复杂度
          • 2.例如，层次数必须由父节点移动到根节点的次数来确定。结点所对应的图块位置必须由根节点开始逐步推算出来
          • 3.四叉树编码常常不用于数据存储，其价值在于建立索引文件，便于数据检索
    • 矢量与栅格的比较
      • 矢量数据结构
        • 优点
          • 1.数据结构严密，数据冗余小，数据量小
          • 2.空间拓扑关系清晰，便于网络分析
          • 3.面向对象数据目标，不仅能表达属性编码，而且方便记录每个对象目标的具体属性，描写信息
          • 4.能够实现图形数据的恢复，更新与综合，图形显示质量好，精度高
        • 缺点
          • 1.数据结构处理算法复杂
          • 2.叠置分析和栅格图组合比较难
          • 3.数学模拟比较困难
          • 4.空间分析技术上比较复杂，需要更复杂的软硬件支持
          • 5.显示图形 制图绘图成本高
      • 栅格数据结构
        • 优点
          • 1.数据结构简单，易于算法实现
          • 2.空间数据的叠置和组合操作容易，有利于与遥感数据的匹配应用和分析
          • 3.各类空间分析和地理现象的模拟比较容易
          • 4.输出方式快速简易，成本低廉
        • 缺点
          • 1.图像数据量大，当大像元减去小数据量时，图像的精度和信息量损失大
          • 2.空间网络连接建立较为困难
          • 3.投影变化较为困难
          • 4.图形数据质量低，地图输出不精美
    • 空间数据结构的转换
      • 矢量转栅格
        • 点转换
          • 转换实质
            • 点的转换实质就是将点的矢量坐标转化为栅格数据中的行列值，以此确定所在栅格元素的具体位置
          • 公式
            • 行值i=1+Integer[(Ymax-Y)/△Y]
            • 列值j=1+Integer[(X-Xmin)/△X]
        • 线转换
          • 转换实质
            • 线的转换就是完成相邻两点之间直线的转换
          • 步骤
            • 1.利用点转换法 将点A(X1,Y1)和B(X2,Y2)转换为栅格数据，求出栅格数据中的行列值
            • 2.利用行列值求出该直线所在范围的行列值范围，若行差大于列差，则求取行号
            • 3.确定直线所在的栅格中间点。若从直线两端开始，则起始行号为i1,末尾行号为im-1.
              • 问题：利用该行号求出与相交直线的列号
                • 1.求出相应行号i中心处与直线相交的列值j
                • 2.利用直线公式求出对应y值的x值
                • 3.从x y值按公式求出行值i 列值j
          • 方法
            • DDA法
            • Bresenham算法
        • 面
          • 面的边界
            • 使用线的栅格化方法 同时也要解决面域数据填充问题
          • 面域数据填充问题
            • 1.种子填充法（内部点扩散法）
              • 概述
                • 一个内部的种子点，向其4个方向的相邻点扩散
                • 判断新加入的点是否在多边形边界上
                  • 1.如果是，不作为种子点，
                  • 2.如果不是，则当做新的种子点，直到区域填满，无种子点为止
              • 特点
                • 该算法比较复杂
                • 而且可能造成阻塞使扩散不能完成
                • 此外，当多边形不完全闭合时，会扩散出去
            • 2.扫描线填充法
              • 概述
                • 按扫描线的顺序，计算多边形与扫描线的相交区间，再用相应的属性值填充这些区域
              • 特点
                • 缺点是计算量比较大
            • 3.边填充法（边界填充法）
              • 概述
                • 对于每一条扫描线和每条多边形边上的交点
                • 将该扫描线上交点右方的所有像素取原属性值的补集
                • 多边形的每条也作此处理，多边形的方向任意
              • 特点
                • 算法简单 但对于复杂图形
                • 每一像元可能被访问多次，增加了运算量
                • 为了减少边填充算法访问像素的次数，可引入栅栏
      • 栅格转矢量
        • 方法
          • 1.实际应用中，通常采用人工矢量转化法，比如扫描矢量化。问题是操作量大，容易成为GIS输入 更新的瓶颈问题之一
          • 2.程序转换转化（自动/半自动）
            • 1.边界提取
            • 2.二值化
              • 1.由于扫描后的图像是以不同灰度级存储的，为了进行栅格转矢量，需要压缩为两级（0和1），这就是二值化
              • 2.关键是在灰度级的最大值和最小值之间选取一个阈值，当灰度级小于阈值时取值为0，当灰度级大于阈值时取值为1
            • 3.二维图像预处理
              • 1.由于原稿不干净，扫描的图幅总是会有一些飞白 污点
              • 2.线划边缘凹凸不平现象，除依靠图像编辑功能进行人机交互互处理外，还可以通过一些算法进行处理
            • 4.细化
              • 1.剥皮法
              • 2.骨架法
              • 概述
                • 1.将二值图像像元阵列，逐步剥除轮廓边缘的点，使之成为线划宽度只有一个像元的骨架图像
                • 2.既保留了原图像的绝大部分特征，又便于下一步跟踪处理
              • 基本过程
                • 1.确定需要细化的像元集合
                • 2.移去不是骨架的像元
                • 3.重复1,2 直到仅剩骨架像元
            • 5.跟踪
              • 把骨架转化为矢量图像的坐标序列
            • 6.拓扑化
              • 1.找出线的端点和结点，以及孤立点
              • 2.在追踪时加上这些信息后，就可以形成结点和弧散
              • 3.然后可用矢量数据自动拓扑方法进行拓扑化
    • 空间插值的概念
    • 如何选择矢量和栅格数据结构（单考则先说优缺点，再加这个）
      • 1.根据应用目的要求，实际应用特点，可能获得的数据精度以及GIS软硬件适配情况来选择
      • 2.矢量数据量小，更节省存储空间，易于构建相互连接的线网络或多边形网络，有利于网络分析（交通网，供 排水网，电缆等）和制图利用
      • 3.栅格数据适用于遥感影像处理，与制图物体空间分布特征有着简单，直观而严格的对应关系，为应用机器视觉提供可能性，利于探测物体之间位置关系
      • 4.栅格数据适用于大范围小比例尺的自然资源 环境 农业等区域问题研究，城市总体规划阶段战略性的布局研究，矢量数据适用于城市分区，详细规划 土地管理等应用
  • 空间数据
    • 定义
      • 空间数据实质上是指以地球表面空间位置为参照，用来描述空间实体的位置 形状 大小及其分布特征诸多方面信息的数据
      • 空间数据是对现实世界中空间特征和过程的抽象表达，用来描述现实世界的目标，它记录地理空间对象的位置，拓扑关系 几何特征和时间特征
    • 获取方式
      • 1.数字化仪矢量化
      • 2.扫描数字化
      • 3.遥感数据获取
      • 4.外业测量数据获取
      • 5.全球定位系统数据获取
      • 6.数字摄影测量数据获取
      • 7.已有数据的获取与转换
    • 包含的数据内容 特征
      • 1.属性特征（非定位数据）
        • 表示实际现象或特征
        • 例如，级别和空间 相互关联的数量特征和名称
      • 2.空间特征（定位数据）
        • 表示现象的空间位置或 现在所处地理位置
        • 又称几何数据 定位特征 一般以坐标数据来表示
      • 3.时间特征（时间尺度）
        • 指现象或物体随着时间变化 其变化的周期有超短期 短期，中期 长期等 如人口数量年变化
    • 特征
      • 1.空间特征
      • 2.非结构化特征
      • 3.空间关系特征
      • 4.分类编码特征
      • 5.海量数据特征
    • 表达形式 类型(分类)
      • 1.按照空间数据的特征进行分类
        • 1.属性数据
          • 描述空间数据的属性特征，也称非几何数据
            • “是什么”
        • 2.几何数据
          • 描述空间数据的空间特征，也称位置数据、定位数据
            • “在那里”
        • 3.关系数据
          • 描述空间数据的空间关系，主要指拓扑关系
      • 2.按照数据来源划分
        • 1.地图数据
        • 2.地形数据
        • 3.属性数据
        • 4.元数据
        • 5.影像数据
      • 3.按照表示对象划分
        • 1.类型数据
        • 2.区域数据
        • 3.网络数据
        • 4.样本数据
        • 5.曲面数据
        • 6.文字数据
        • 7.符号数据
      • 4.按照不同数据结构存储方式进行划分
        • 1.属性数据
          • 二维关系表格形式进行存储
        • 2.元数据
          • 特定的空间元数据格式进行存储
        • 3.空间特征数据
          • 以矢量数据结构和珊格数据结构进行存储
        • 是根据空间对象的位置和形 状或者空间对象之间的某种空间关系 并且按照一定的顺序排列的数据结构，可以提高空间操作的效率和速度
  • 拓扑关系
    • 拓扑关系的概念
      • 拓扑性质
        • 是指双向连续且1-1对应的变换下 图形不变的性质
      • 拓扑关系
        • 是两个以上的拓扑元素间的拓扑性质
      • 概念
        • 拓扑关系是网结构元素结点 弧段 面域之间的空间关系
        • 根据拓扑关系 不需要利用坐标或者距离 就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的位置关系 拓扑数据也有利于空间要素的查询
    • 拓扑关系的种类
      • 1.关联性
        • 不同类要素之间关系 结点和链
      • 2.领接性
        • 同类元素之间的关系 多边形与多边形
      • 3.连通性
        • 指对弧段链接的判别，拓扑元素之间通达关系，如用于网络分析中确定路径 街道是否相通
      • 4.方向性
        • 一条弧段的起点，终点确定了弧段的方向，如河流流向
      • 5.包含性
        • 同类不同级元素之间关系，面状实体包含了哪些线 点 面状实体
      • 6.区域定义
        • 多边形由一组封闭的线来定义
      • 7.层次关系
        • 相同的拓扑元素之间等级关系，例如武汉市由各个区组成
    • 主要的拓扑关系
      • 1.拓扑关联
        • 不同类元素之间的拓扑关系
      • 2.拓扑领接
        • 同类元素之间的拓扑关系
      • 3.拓扑包含
        • 同类不同级的元素之间的拓扑关系
    • 拓扑关系的表达
      • 1.面-链关系
        • 面 | 构成面的链
        • 链 | 链两端点的结点
        • 结点 | 通过该结点的链
        • 链 | 左面 | 右面
      • 2.链-结点关系
      • 3.结点-链关系
      • 4.链-面关系
    • 拓扑关系的意义
      • 总体来说：拓扑关系对于数据处理和GIS空间分析具有重要意义
      • 1.拓扑关系能够有效的反映地理实体之间的逻辑关系，比几何关系更具有稳定性，不会随地图投影变化而变化
      • 2.有助于空间要素的查询，利用拓扑关系能够切实解决许多实际问题
      • 3.利用拓扑关系能够重建地理实体
    • 欧拉公式
      • L+2=A+P
        • P 表示图上点数 point
        • L 表示图上线数 line
        • A 表示图上面数 area
        • 2 为欧拉示性数
  • 空间数据库
    • 空间索引
      • 定义
    • 空间数据库
      • 空间数据库(Spatial Database System) -SDBS
        • 是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总和
      • 空间数据库管理系统(Spatiali Database Managment System
        • SDBMS
          • 是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上定义，提供必须的空间数据查询，检索和存取功能，能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统
      • 空间数据库应用系统(Spatiali Database Application System
        • SDBAS
          • 提供给用户访问和操作空间数据库的用户界面，是应 用户数据处理需求而建立的具有数据库访问功能的应用软件，（一般需要二次开发）
      • 数据库管理系统（Database Management System
        • DBMS
    • 空间数据模型
      • 数据模型
        • 定义
          • 1.是描述实体及其相互关系的数学描述，是空间数据库建立的逻辑模型（记这个）
          • 2.是对现实世界部分现象的描述
          • 3.它描述了数据的基本结构和相互之间的关系赫尔在数据上的各种操作
          • 4.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
          • 5.以抽象的形式描述和反映一个部门或者系统的业务活动和信息流程
        • 三要素
          • 1.数据结构
            • 指数据的组织形式，在计算机存储 管理和处理的数据逻辑结构
          • 2.数据操作
          • 3.数据的约束条件
        • 类型
          • 1.独立于计算机之外，如实体——关系模型、语义模型等
          • 2.直接面向计算机，如层次模型 网状模型 关系模型等
        • 数据结构和数据模型的关系
          • 1.混合交叉关系，并不一 一对应，世界多样性，确定数据模型，确保实用性（便于模型化 存储 检查 分析） 并不基于空间数据结构
          • 2.数据模型是对现实世界的抽象 分概念上 逻辑上 物理上三个层面 而数据结构是对数据模型的一种实现
      • 数据结构
        • 定义
          • 数据结构是数据的组织形式，是计算机存储 管理 处理的数据逻辑结构
      • 数据结构和数据模型的关系？
        • 1.混合交叉关系，并不一 一对应，世界多样性，确定数据模型，确保实用性（便于模型化 存储 检查 分析） 并不基于空间数据结构
        • 2.数据模型是对现实世界的抽象 分概念上 逻辑上 物理上三个层面 而数据结构是对数据模型的一种实现
      • 传统的数据模型
        • 1.层次模型
          • 层次数据库模型是将数据组织成一对多（或双亲与子女）关系的结构 其特点为
            • 1.有且仅有一个结点无双亲（无父节点），改结点为树的根结点
            • 2.其他结点又且仅有一个双亲
          • 优缺点
            • 优点
              • 1.适用类型：适用于文献目录 土壤分类 部门结构等分级数据的组织
              • 2层次和关系清晰 检索路线确定
            • 缺点
              • 无法表示多对多的联系
        • 2.网络模型
          • 各记录类型间可具有任意多连接的联系
          • 特点
            • 1.一个子结点可以有多个父节点
            • 2.可以有一个结点以上无父节点
            • 3.父节点和某个子结点记录 记录之间可以有多种联系
              • 1.一对多
              • 2.多对一
              • 3.多对多
          • 优缺点
            • 优点
              • 1.适用于数据间相互关系非常复杂的情况
              • 2.不仅适用于图形数据，不同企业部门的生产 消耗联系也非常适合用网状结构来表示
            • 缺点
              • 1.由于数据间的联系是用指针来表示，指针的数据域使得数据量大幅增加，当数据关系非常复杂时，指针会占用大量的数据库储存空间
              • 2.修改数据库数据时 必修修改数据指针 因此数据库的指针建立和维护成为相当大的格外负担
          • 层次模型和网络模型的区别
            • 1.层次模型中从子女到双亲的联系是唯一的，而网状模型可以不唯一
            • 2.层次模型不允许有复合链，而网状模型允许
        • 3.关系模型
          • 概述
            • 用二维表形式表示实体间联系
              • 1.每一列对应一个属性
              • 2.每一行形成一个由多种属性组成的多元组（或元组），与一特定实体相对应
              • 3.实体间联系和各二维表间联系采用关系描述或者通过关系直接运算建立
            • 关系模型中常用的
              • 1.元组（记录）
                • 由一个或者多个属性（数据项）来标识
              • 2.主关键字
                • 一个或一组属性称为关键字，一个关系表的关键字称为主关键字
              • 3.元属性
                • 各关键字中的属性
              • 4.关系框架
                • 关系模型可由多张二维表形式组成，每张二维表头即为关系框架
                • 2.关系表可表示多边形和边界及传点之间关系
                  • 1.面-链
                  • 2.链-结点
                  • 3.点 号
          • 优点
            • 1.结构灵活，可以满足所有的布尔逻辑运算和数字运算规则组成的询问要求
            • 2.关系数据可以进行搜索组合和比较不同类型数据
            • 3.插入和删除数据都非常方便
    • 三大模型在GIS中的局限性
      • 1.层次模型
        • 优点
          • 是描述空间数据的层次关系，简单明了，易于理解，并在一定程度上支持数据的重构
        • 局限性
          • 1.难以描述复杂的实体之间的联系，描述多对多关系时，会导致物理存储的冗余
          • 2.对空间任意对象的查询都需要从层次结构的根节点开始，对于低层次的对象查找效率低，而且很难实现反向查询
          • 3.数据独立性差，数据的更改涉及指针，数据插入和删除操作十分困难，对父节点的删除将会删除其下层所有的子节点
          • 4.层次命令过程性特征明显，要求用户熟悉数据的物理结构，并在数据操纵命令中显式的给出数据的存取路径
          • 5.不具备演绎功能和操作代数基础
      • 2.网络模型
        • 优点
          • 反映 地理世界中常见的多对多关系，支持数据重构，有一定的数据独立性和数据共享性，运行效率高效
        • 局限性
          • 1.网状结构复杂，增加了用户查询的定位困难，要求用户熟悉数据的逻辑结构，明白自己所在的位置
          • 2.网状数据操作命令过程性明显，和层次模型有着相同的问题
          • 3.不直接支持层次结构数据的表达
          • 4.不具备演绎功能和操作代数基础
      • 3.关系模型
        • 背景
          • GIS分析中，常常要综合运用实体之间的空间关系和属性数据，要求GIS数据库能对实体的属性数据和空间数据进行综合管理
        • 局限性
          • 1.无法用嵌套或者递归的方式来表达复杂关系的层次关系和网状关系，模拟和操作复杂地理对象的能力弱
          • 2.用关系模型来表示本身具有复杂结构或者含义的地理实体时，需要对地理实体进行不自然的分解，会导致存储模式，查询途径及操作等方面语义不甚合理
          • 3.由于概念模式和存储模式本身具有的相互独立性，实现之间的联系需要执行系统开销比较大的链接操作，运行效率不高
    • 4,RDBMS和DBMS
      • 现象
        • 属性数据RDBMS可以很好的管理，但是空间数据DBMS具有很大的局限性
      • 局限性
        • 1.空间数据的长度是变长的，而RDBMS存储的长度为固定长度，此外，DBMS很难存储和管理空间数据的拓扑关系
        • 2.一般的RDBMS很难对空间数据进行关联，联通，包含，叠加等运算
        • 5.GIS管理的是具有内部高度联系的数据，为了保证地理数据的完整性，需要一个安全复杂的维护系统，完整性约束条件必须和空间数据储存在一起，因此，需要地理数据库来保证系统数据的完整性，否则，一条记录的修改将会错误而又相互矛盾的数据存在、一般的RDBMS很难支持这一功能
        • 3.DBMS很难支持GIS需要的空间复杂图形
        • 4.RDBMS不支持表达复杂地理对象，因为每个地理对象的表达需要多个文件和多条记录，包括大地网，特征数据，属性数据，拓扑关系和非空间专题属性数据等多方面
    • 面向对象
      • 其他包含概念
        • 类
          • 是共享同一属性和操作方法的所有对象的集合构成类
        • 对象
          • 定义
            • 含有数据和操作方法两个独立模块，可以认为是数据和操作的统一体
          • 特点
            • 具有唯一表示和描述特征的属性，描述行为的操作方法
        • 实例
          • 是抽象化的对象，是类中具体的对象
        • 消息
          • 是对象之间的请求和操作
        • 方法
          • 是对对象的所有操作，比如对对象数据的函数指令和行程等
      • 面向对象的方法
        • 1.以接近人类通常思维方式的思想，将客观世界的一切实体模型化为对象
        • 2.每一种对象都有格子的内部状态和运动规律
        • 3.不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统
      • 面向对象定义
        • 面向对象：是指无论多么复杂的事例都可以准确的用一个对象来表示，对象是包含数据集和操作集的实体，因此说，数据模型是具有封装的特征
      • 面向对象特性
        • 1.抽象
          • 1.是对现实世界的简化表示
          • 2.形成对象的关键是抽象，对象是抽象思维的结果
          • 3.比如可以将长江 黄河抽象为河流类 也可以进一步抽象为面状要素
        • 2.封装
          • 1.将方法和数据放于一对象中，以使数据的操作只可以通过该对象本身方法来进行
          • 2.是把对象状态和操作方法集成化，以避免外界干扰
          • 3.如司机将火车刹住了，刹车这一个动作应分配给火车，司机刹车只是给火车发了一个信息，通知火车调用内部离合器 刹车片等执行刹车动作
        • 3.多态
          • 1.是同一个消息，被不同人接收，可以解释为不同的含义
          • 2.如摇尾巴这动作被猫和狗同时接收则是完全相反的意思
      • 四种核心技术
        • 1.分类
          • 1.是把具有相同属性结构和操作方法的对象概括或者映射为同一个公共类的过程
          • 2.如城镇建筑可以分为行政区 商业区 住宅区等若干类
        • 2.概括
          • 1.是把具有相同特征和操作的类进一步抽象化为更高层次和更具有一般意义的超类
          • 2.一个类可能是超类的子类，也可能是好几个子类的超类，概括具有任意层次性
          • 3.概括技术可以很好的避免说明和存储上的冗余
          • 4.概括需要一个能从超类的属性和方法中获取子类的属性和方法的机制，即继承机制
          • 5.例如 将GIS中地物抽象为点状对象 线状对象 面状对象以及由这三种对象组成的复杂对象 则四种类型可作为GIS中各种地物类型的超类
          • 6.又例如 建筑物是饭店的超类，饭店类可以进一步分为小餐馆 宾馆 招待所 酒店等
        • 3.聚集
          • 1.是把几个不同类型性质的对象组合为一个更高层次的复合对象的过程
          • 2.每个不同特征的对象是该复合对象的一部分，他们有自己的属性描述数据和操作，这些不能为复合对象公用，但复合对象考研从他们哪里派生得到一些信息
          • 3.例如，弧段聚集成线状地物或者面状地物，简单地物组成复杂地物
        • 4.联合
          • 1.是把相似对象抽象组合成为一个集合，集合的操作是成员对象的操作集合
          • 2.例如 一个农场主有三个水塘，使用同样养殖方法 养殖同样水产品 故可以联合成一个包含这三个属性的集合对象
      • 核心工具
        • 1.继承
          • 定义
            • 一类对象可以继承另一类对象的特征与能力
          • 特点
            • 子类可以继承父类的共性
            • 继承不仅可以把父类的特征继承给中间子类，还可以继承给中间子类的子类
          • 作用
            • 1.减少代码的冗余
            • 2.减少相互之间的接口和界面
          • 分类
            • 1.单重继承和多重继承
            • 2.全部继承和部分继承
            • 3.取代继承和包含继承
        • 2.传播
          • 定义
            • 1.传播和继承是一堆
            • 2.作用于聚集和联合
            • 3.是复杂对象的某些数据不能单独存放在数据库中，需要用子对象进行派生的提取，将子对象的属性信息强制传输到综合复杂对象中。
            • 4.成员对象的数据只能保存一次，以保证数据的唯一性和减少冗余
            • 5.如武汉市总人口存储在各成员对象中的各区人口总和
        • 3.继承和传播的区别
          • 1.继承是服务于概括，传播是作用于聚集和联合
          • 2.继承是自上而下，作用于类 传播是自下而上，作用于对象
          • 3.继承是包含属性和操作的，传播只包含属性
          • 4.继承是一个隐含信息机制，只要说明父类和子类的关系，父类的特征一般会自动继承给子类。而传播是一个强制性工具，需要从复合对象中显式的定义其成员对象，并且需要说明需要传播的属性值
    • 面向对象数据模型
      • 含义
        • 面向对象数据模型是为了有效描述复杂事务和现象，需要更高层次的整合利用多种数据结构和数据模型，并用面向对象的方法进行统一抽象
      • 实现方法
        • 面向对象数据模型的具体实现方法是面向对象的数据结构
      • 面向对象地理数据模型核心
        • 核心
          • 是对复杂对象的模拟与操纵
        • 复杂对象的概念
          • 复杂对象是指具有复杂结构和操作的对象，可能是由不同关系聚集抽象而来，也可能是不同类型的对象构成，具有复杂的嵌套关系
      • 面向对象数据模型特点
        • 面向对象数据模型最适合于空间数据的表达与管理
        • 不仅支持变长记录，而且支持对象的嵌套，信息的聚集和管理
        • 允许用户自定义对象和对象的数据结构及其操作方法
      • 拓扑关系与面向对象模型
        • 不仅很好的解决了数据共享问题，而且建立了段和结点之间的拓扑关系
        • 面状地物向弧段的聚集方式也和数据共享，几何拓扑关系建立达到一致
      • 面向对象属性数据模型
        • 如果采用面向对象数据模型，不仅会使得语义更加丰富，同时层次关系也会更加清晰
        • 面向对象数据模型是在包含关系型数据库管理系统的功能基础之上，增加了面向对象模型的封装、继承、信息传播等功能
      • 面向对象地理数据模型的优点
        • 1.可以充分利用现有的数据模型的优点
        • 2.具有可扩充性，由于对象之间具有相互独立性，因此加入对象变得相对容易，同时对不同类型的对象有统一的管理机制
        • 3.可以模拟和操作复杂对象。传统的数据模型面向简单数据，不支持直接模拟和操作复杂实体，面向对象模型具有模拟和操作复杂对象的能力
    • 空间数据库
      • 定义
        • 是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和运用的地理空间数据的总和
      • 特征
        • 1.数据量大
        • 2.数据种类多
        • 3.数据应用面广泛
      • 要求
        • 1.能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义
        • 2.能够提供必须的空间数据的查询 检索和存取功能
        • 3.能够对空间数据进行更新和维护的一条软件系统
      • 空间数据库系统应用的三层体系
        • 1.概念模式
          • 1.亦称模式，是数据库的总框架
          • 2.是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性 基本操作和目标-目标及目标-操作的关系和依赖性描述
          • 3.对数据的安全性，完整性等方面的定义
          • 4.由概念描述语言DDL描述
        • 2.外模式（子模式）
          • 1.亦称子模式，是数据库用户的数据视图，属于概念模式的一部分
          • 2.描述用户数据的结构 类型 长度等
          • 3.所有的应用程序都是根据外模式对数据的描述而不是根据概念模式对数据的描述而编写的
          • 4.一个外模式可以编写多个应用程序，但一个应用程序只能对应一个外模式
          • 5.由外模式描述语言SDDL描述
        • 3.内模式（存储模式）
          • 1.亦称存储，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述
          • 2.规定数据在存储介质上的物理组织方式，记录寻址技术，定义物理存储块的大小，溢出处理方法等
          • 3.与概念模式相对应， 内模式由数据存储描述语言DSDL进行描述
      • 空间数据库设计
        • 实质
          • 是对地理空间对象以一种组织方式在数据库中加以表达，类似于地理信息系统中的空间实体的模型化
        • 空间数据库设计
          • 1.需求分析
            • 意义
              • 需求分析是空间数据库设计和建立的基础
            • 特点
              • 需要对数据源进行选择和对不同的数据集进行评价
                • 一般评价
                • 空间评价
                • 属性评价
            • 步骤
              • 1.调查用户需求
                • 了解用户特点和要求，取得设计者与用户对需求的一致看法
              • 2.需求数据的收集与分析
                • 1.信息需求（内容 特征等）
                • 2.信息加工处理要求
                • 3.完整性和安全性要求
              • 3.编制用户需求说明书
                • 包括需求分析的目标 任务 具体说明 系统功能性能 运行环境等
              • 4.完成数据源选择和对各种数据集评价
          • 2.结构设计（关键）
            • 含义
              • 结构设计是空间数据结构设计 结果是返回一个合理的空间数据模型
            • 主要任务
              • 1.概念模型
                • 是通过对复杂的现实世界进行认识和抽象，最终形成数据库系统和其应用系统所需要的模型
                  • E-R模型来表示 即实体-联系模型
              • 2.逻辑模型
                • 逻辑模型的设计是以概念模型结构转换为具体的可以被DBMS处理的数据库的逻辑结构，包括确定数据项，记录和记录之间的联系，安全性，一致性，完整性约束等
                  • E-R模型转换为关系模型（二维表）的主要过程（步骤）
                    • 1.确定各实体的主关键字
                    • 2.确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式（函数依赖关系），即某一数据项决定另外的数据项
                    • 3.把经过消冗处理（规范化处理）的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字
                    • 4.根据2.3步骤形成新关键字
                    • 5.完成转换后，进行分析，评价，优化
              • 3.物理设计
                • 将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上进行有效实现，确定数据在介质上的物理存储结构，其结果是导出地理数据库的存储模式
                • 评价标准
                  • 要求尽可能的占用较小的存储空间和有尽可能快的处理速度
          • 3.数据层设计
            • GIS数据可以通过空间数据的逻辑关系和专业属性，分为各种逻辑数据层和专业数据层，原理类似于图片的叠置
          • 4.数据字典设计
            • 1.用于描述数据库的整体结构 数据内容和定义等
            • 2.一个好的数据字典可以说是一个数据的标准规范
            • 3,可以使数据库的开发者依此来实施数据库的建立 维护和更新
            • 内容包括
              • 1.数据库的总体组织结构
              • 2. 数据库总体设计
              • 3.各数据层详细内容的定义及结构
              • 4.数据命名的定义
              • 5.元数据
                • 有关数据的数据，是对数据集内容 质量 条件及操作规程等描述
      • 空间数据库建立
        • 1.建立空间数据库结构
          • 通过DBMS提供的描述语言来描述逻辑设计和物理设计的结果，获得概念模式和外模式
          • 编写功能软件，通过编译和运行形成目标模式，逐步确定实际的空间数据库结构
        • 2.数据装入
          • 一般通过编写的数据装入软件或者DBMS提供的应用程序来完成
          • 在装入数据之前需要做许多准备工作，如对数据的整理 分类 编码和数据格式转换
          • 要确保装入数据的准确性和一致性
        • 3.调试运行
          • 数据装入之后，要对实际的数据库应用软件进行运行
          • 执行各功能的模块操作
          • 对地理数据库系统的功能和性能进行全面测试
      • 空间数据库维护
        • 1.空间数据库的重组织
          • 在不改变空间数据库的逻辑结构和物理结构的前提下
        • 2.空间数据库的重构造
          • 局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构
            • 改变数据的存储位置，使数据重新组织与存放
          • 数据库重构就是通过对概念模式的内模式重写进行
        • 3.空间数据库的完整性和安全性控制
          • 完整性
            • 定义
              • 是指 数据的正确性 有效性 一致性
            • 方法
              • 主要是通过后映像日志完成
              • 是一种备份机制 如果系统出现故障或者介质出现故障 通过它对数据库进行恢复
          • 安全性
            • 定义：安全性是指对数据的保护
            • 方法
              • 1.权限授予
              • 2.审计跟踪
              • 3.数据的卸出与装入
      • 数据库
        • 概念
          • 1.是与现实世界有一定相似性的模型
          • 2.是认识世界的基础
          • 3.是集中、统一的存储和管理某个领域信息的系统
          • 4.根据数据间的自然联系而构成，具有较高的数据独立性
        • 构成
          • 1.数据集
            • 1.一个结构化的相关数据的集合体
            • 2.包括数据本身和数据间的联系
            • 3.数据集独立于应用程序而存在，是数据的核心和管理对象
          • 2.物理存储介质
            • 1.值计算机外存储器和内存储器
            • 2.外存储器存储数据 内存储器存储操作系统和数据库管理系统
            • 3.并有一定数量的缓冲区，用于数据处理，以减少内外存交换次数，提高数据存取效率
          • 3.数据库软件
            • 1.核心是数据库管理系统（DBMS）
            • 2.主要任务是对数据库进行管理和维护
            • 3.具有对数据进行定义 描述 操作和维护等功能
            • 4.接受并完成用户程序和终端命令对数据库的请求，负责数据库的安全
        • 数据库的系统结构/结构层次
          • 1.概念模式
            • 1.亦称模式，是数据库的总框架
            • 2.是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和特性 基本操作和目标-目标及目标-操作的关系和依赖性描述
            • 3.对数据的安全性，完整性等方面的定义
            • 4.由概念描述语言DDL描述
          • 2.外模式
            • 1.亦称子模式，是数据库用户的数据视图，属于概念模式的一部分
            • 2.描述用户数据的结构 类型 长度等
            • 3.所有的应用程序都是根据外模式对数据的描述而不是根据概念模式对数据的描述而编写的
            • 4.一个外模式可以编写多个应用程序，但一个应用程序只能对应一个外模式
            • 5.由外模式描述语言SDDL描述
          • 3.内模式
            • 1.亦称存储，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述
            • 2.规定数据在存储介质上的物理组织方式，记录寻址技术，定义物理存储块的大小，溢出处理方法等
            • 3.与概念模式相对应， 内模式由数据存储描述语言DSDL进行描述
        • 主要特征
          • 1.数据集中控制
          • 2.数据独立
          • 3.数据共享
          • 4.减少数据冗余
          • 5.数据结构化
          • 6.统一的数据保护功能
        • 发展阶段
          • 1.人工管理阶段
          • 2.文件系统阶段
          • 3.数据库阶段
• 第三章——空间数据的获取
  • GIS数据来源
    • 1.地图数据
      • 概述：地图的种类不同，研究对象不同，应用部门不同，图件编制内容不同，按内容分可以分为普通地图和专题地图
      • 分类
        • 1.普通地图
        • 2.专题地图
          • 1.重点反映某一种或者几种专门的要素
          • 2.对于各种不同比例尺的专题地图，常有地质 地貌 土壤 植被 土地利用等原始资料
      • 获取方式
        • 地图数据的主要来源是通过地图的跟踪数字化和扫描数字化
      • 表达方式
        • 地图数据通常用点 线 面和记注来表示地理实体和实体之间的关系
    • 2.遥感数据
      • 遥感数据是GIS重要的数据来源，是一种大面积，动态的，实时的数据源
      • 遥感技术是GIS数据更新的重要手段
    • 3.文字资料
      • 1.文字说明资料是建立地理信息系统的主要依据
      • 2.需具有准确性和完整性 可以用于研究地理信息权势性 可靠性和内容完整性 以决定其分类和使用
    • 4.统计资料
      • 1.统计资料是GIS属性数据的重要来源
      • 2.国家和军队许多部门和机构都拥有不同领域（如人口，基础设施，兵要地志等）的大量统计资料
      • 3.如《统计年鉴》
    • 5.测量数据
      • 通过野外测量 实地测量的数据可以通过转换 直接进入地理信息系统的地理数据库 以便于实时分析和进一步应用 GIS所获取数据也是重要的数据源
    • 6.多媒体数据
      • 内容
        • 包括声音 录像等通常可以通过通讯工作传入GIS的地理数据库中
        • 主要功能是辅助GIS的分析和查询
      • 功能
        • 1.辅助GIS的分析
        • 2.获取现有系统的数据
      • 拓展
        • 还可以从别的信息系统和数据库获取相对应的数据
    • 7.已有系统数据
      • 1.从已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据
      • 2.由于规范化 标准化推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强
      • 3.拓展了数据可用性 增加了数据潜在价值
  • 空间数据采集的任务
    • 是把现有的地图、外业测量成果，遥感图像，航空像片和文字数据等转化为GIS可以处理和接收的数字形式，主要通过验证 编辑和修改等处理
  • 地理空间概念
    • 地理空间是物质 能量 信息的存在形式在概念 结构过程 关系功能上的分布方式和格局以及时间上的延续，具体包括地球上的大气圈 水圈 生物圈 岩石圈和土壤圈的交互作用区域
  • 坐标系概念
    • 指确定地面点或空间目标位置所采用的参考系 分为
      • 1.地理坐标系
        • 概述
          • 用经纬度来表示地面点的位置，记为M
          • 常用1980年国家大地坐标系
        • 优缺点
          • 优点
            • 有利于进行空间定位
          • 缺点
            • 难以进行距离 方向 面积量算
      • 2.平面坐标系
        • 概述
          • 将椭球面上的点通过投影的方法 投影到平面上，分为
            • 1.平面极坐标系
            • 2.平面直角坐标系
        • 优缺点
          • 优点
            • 便于量算和进一步的空间数据处理和分析
  • 高程概念
    • 概述
      • 高程系是指描述空间点在垂直高度上的特性——高程
    • 高程
      • 由高程基准面起算的地面点高度（绝对高程 海拔）
    • 高差
      • 地面点之间的高程之差 称为相对高程
    • 常用
      • 1956黄海高程系
      • 1985年国家高程基准
  • 地图投影概念
    • 将地球椭球面这个不可展曲面上的点映射到平面上，形成地图的方法
  • 地理基础
    • 概述
      • 是地理信息数据表示格式和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
  • 统一的地图投影系统的意义
    • 1.为地理信息系统选择或者设计 一种或者多种 适用的 投影系统和网格坐标系统
    • 2. 为地理信息的输入输出 匹配处理 提供一种统一的定位框架
    • 3.为各种来源的地理信息和数据能够有共同的地理基础，从基础上反映地理位置和地理关系的特征
  • 投影变形分为
    • 1.长度变形
    • 2.角度变形
    • 3.面积变形
  • 投影变形概念（为什么会产生投影变形）？
  • 投影分类
    • 1.等角投影
      • 保证了投影后任意点的 由任意网格做分段构成的角度不产生变形，形状不变，又称正形投影
    • 2.等面积投影
      • 投影前后 面积保持不变 对微分面积和整个区域较大的面积亦如此
    • 3.任意投影
      • 1.投影前后 既不保持 角度不变，又不保持 面积不变
      • 2.同时存在长度 角度和面积变形
      • 3.若存在某一方向长度不变 称之为等距离投影
  • 我国常用的地图投影情况
    • 1.我国基本比例尺地形图
      • 1. 1:100万
      • 2. 1:50万
      • 3. 1:25万
      • 4. 1:10万
      • 5. 1:5万
      • 6. 1:2.5万
      • 7. 1:1万
      • 8. 1:5000
      • 注意
        • 除1:100万外均采用高斯-克吕格投影为地理基础
    • 2.Lambert投影
      • 1.我国1:100万地形图采用了Lambert投影
      • 2.其分幅原则和国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一的地图投影保持一致
      • 3.Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离（即大周航线）表现为近于直线，这有利于地理信息系统中和空间分析量度的正确实施
    • 3. 6°分带
      • 1. 1:2.5万至1:50万的地形图均采用6°分带方案
      • 2.即从格林尼治零度经线起算，每6°为一个投影带，全球共分为60个投影带
      • 3.我国领土位于东经72°和136°之间，共包括11个投影带（13带~22带）
    • 4. 3°分带
      • 1:1万及更大比例尺地形图采用3°分带方案，全球共分为120个投影带
  • 高斯——克吕格投影
    • 内容
      • 1.是一种横幅等角切椭圆柱投影
      • 2.是将以椭圆柱横切于地球椭球体上
      • 3.该椭圆煮面与椭球体面的切线为一经线，投影中将其成为中央经线
      • 4.然后根据一定的约束条件即投影条件，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱上
    • 条件
      • 1.中央经线和地球赤道投影为直线且为投影的对称轴
      • 2.等角投影
      • 3.中央经线上没有长度变形
  • 空间数据的地理参照系和数据编码
    • 投影与坐标系
      • 1.每一个投影都和一个坐标系相对应
      • 2.坐标系是说明某一物体地理坐标的参数，参数之一是投影
      • 3.投影关系着如何将图形物体展开在平面上
      • 4.坐标系表现地形地貌的相对位置
    • 三种空间参照系
      • 1.经纬度坐标系
        • 优点
          • 便于空间定位
        • 缺点
          • 对于方向 面积 距离的量算十分困难
      • 2.笛卡尔坐标系
        • 便于量算
        • 可以很方便的对空间数据进一步的处理和分析
      • 3.高程坐标系统
        • 是指空间点在垂直高度上的特征
        • 高程
          • 概念
            • 由高程基准面起算的地面点高度
    • 地理坐标系 平面坐标系 高程系统的描述
  • 地理目标和地理实体
    • 概念
      • 地理实体
        • 是地理数据库中的实体，是一种在现实世界中不能再划分为同类现象的现象（不记 仅仅了解，以二单元描述为准）
      • 地理目标
        • 1.实体在地理数据库中的表示，它的表示方法随着比例尺目的的变化而变化
        • 2.例如 对于城市这个地理实体 在小比例尺可以作为一个点目标 在大比例尺上将作为一个面目标
    • 类型
      • 1. 0维
        • 有位置无长度的目标 如点
      • 2. 1维
        • 有长度的目标
          • 一般有两个或多个维目标组成 如线
      • 3. 2维
        • 有长度和宽的目标
          • 如多边形
      • 4. 3维
        • 有长 宽 高的目标
          • 如三维立体
      • 因此 地理实体可以根据地理目标的类型分为点 线 面 体 4种类型
  • 地理实体分类和数据编码
    • 地理目标数据的分层
      • 图层概念
        • 空间数据按照某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层
        • 图层：描述某一地理区域的某一地理区域的某一（或多个）属性特征的数据集
        • 图层是描述某一地域区域的某一属性特征的集合
        • 原则上图层的数量是无限制的，但实际上要受到GIS数据结构 计算机存储空间等的限制
      • 分层依据（分层种类）
        • 1.按主题分层 （专题分层）
          • 每个图层对应一个主题 包含某一种或某一类数据，如地貌层 水系层 道路层等
        • 2.按时间序列分层
          • 即把不同时间或者不同时期的数据分别构成各个数据层
        • 3.地面垂直高度分层
          • 把不同高度的数据作为一个数据层
      • 空间数据分层的目的
        • 概括
          • 便于空间数据的管理、查询、显示与分析
        • 1.管理
          • 所有的空间数据分为若干个空间数据层，对所有空间数据的管理简化为对各个空间数据层的管理，数据层往往数据结构比较单一，数据量小，管理相对简单
        • 2.查询
          • 对分层的空间数据进行查询，不需要对所有的空间数据进行查询，只需要对某一特定的数据层进行查询，大大增加了查询速度
        • 3.显示
          • 分层的空间数据，可以任意选择显示的图层，在图层显示上具有很大的灵活性
        • 4.分析
          • 不同的数据层进行叠置，可以进行不同目的的空间分析
  • 空间数据采集
    • 几何数据和属性数据概念
      • 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
      • 属性数据
        • 概念
          • 属性数据是实体数据的属性特征的数据
        • 属性数据分类分级
          • 分类
            • 将具有共同的属性或者特征的事务或者现象归并在一起
            • 而把不同属性或特征的事务或现象分开的过程
          • 分级
            • 对事务或现象的数量或特征进行等级划分，主要包括分级数和分级界线
    • 数据输入概念
      • 数据输入是对GIS所管理、处理的数据进行必要编码和写入数据库的操作过程
    • 空间数据输入的误差
      • 1.几何数据不完整或者重复
      • 2.几何数据的位置不正确
      • 3.比例尺不正确
      • 4.变形
      • 5.几何数据和属性数据的连接有误
      • 6.属性数据错误
    • 几何数据和属性数据采集和关联的方法（空间数据采集）
      • 概述
        • 将几何和属性数据输入到地理数据库中
      • 几何数据的采集
        • 地图数字化
          • 概念
            • 1.指把传统的纸质或其他材料上的地图（模拟信号）转换为计算机可识别的图形数据（数字信号）的过程，以便进一步在计算机中进行存储 分析和输出
          • 方法
            • 1.手工数字化
              • 概念
                • 指不借用任何数字化设备对地图进行数字化，即手工读取并录取地图的地理坐标数据
              • 分类
                • 1.手工矢量数字化
                  • 是指直接读取地理实体坐标数据并按一定格式记录下来
                • 2.手工栅格数字化
                  • 是指将图面划分成栅格单元矩阵，按地理实体的类别对栅格单元进行编码，然后以此读取每个栅格单元代码值的数字化方法
            • 2.数字仪数字化（跟踪数字化）
              • 1.通过记录数字化板上点的平面坐标来获取矢量数据
              • 2.数字化精度受数字化仪误差，数字化方式，操作人员人为误差，编程原图误差等影响
            • 3.扫描矢量化（今后数字化发展方向）
              • 概念
                • 经由扫描仪快速将栅格数据的图形 图像输入计算机系统
              • 现状
                • 目前扫描数字化软件是半自动化，还需要做相当一部分人机交互工作
            • 4.其他方式
              • 1.影像处理和信息提取方式
              • 2.数据通讯方式
              • 3.现有数据格式转化
                • （除本单位 部门现成资料，常用 通用的数据供社会共享已成为一种趋势）
      • 属性数据采集
        • 1.键盘输入，有时也可以辅助于字符识别软件
        • 2.程序批量输入
        • 3.当属性数据量较小时，可在输入几何数据的同时，用键盘输入，数据量大，就分别输入
      • 标识码获取方法
        • 1.手工输入
        • 2.由系统自动生成（用顺序号代表标识符，OID）
    • 空间数据输入有哪几种方法？如何各自进行操作？
      • 1.键盘输入
        • 将图形元素 点 线 面实体的地理位置数据[各种坐标系中的坐标] 通过键盘输入数据文件或者程序中去
      • 2.手扶跟踪数字化输入
        • 点方式
          • 只要将游标十字丝交点对准数字化原图上要数字化的点，按下游标上相应的按键，记录该点x y坐标值。每记录一次坐标，操作员需要按键一次
        • 流方式
          • 将游标十字丝交点沿曲线从起点移动到终点，让它以等时间间隔或者等距离间隔方式记录曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即可
      • 3.扫描数字化仪输入
        • 扫描数字化的前准备
          • 1.原图准备
          • 2.选择数据记录格式
          • 3.选择光孔的孔径
          • 4.计算坐标差
      • 4.栅格扫描数据到矢量数据的转化
        • 1.手工编辑
        • 2.矢量线化
        • 3.数据识别
        • 4.手工编辑
      • 5.现有数据转换
        • 在技术上必须解决分类 编码 格式等标准化问题
    • 数据输入软件获取的图形数据在进入地理数据库时要进行的处理
    • 标识码和分类码
      • 标识码
        • GIS标识码是一种在要素分类的基础上,用以对某一类数据中某个实体进行唯一标识的代码
      • 分类码
        • GIS分类是一种用以标识不同类别的数据的代码
  • GIS的数据质量
    • 空间数据质量
      • 概念
        • 1.空间数据质量是指GIS空间数据（由几何数据和属性数据构成）的可靠性
        • 2.通常用空间数据误差来度量
        • 3.在某些情况下，由于多种原因，计算机分析结果会比手工分析的误差更大
      • 标准
        • 通常用空间数据的误差来度量
      • 空间数据质量研究目的
        • 1.是建立一套空间数据的分析和处理系统
        • 2.在未来推广GIS产品时，附加GIS产品的质量指标
        • 3.建立一种GIS的合格证制度
      • 空间数据质量研究作用
        • 1.对于评价GIS的算法 减少GIS设计开发的盲目性 有重要意义
        • 2.精度越高 代价越大 GIS数据质量对于保证GIS产品的可靠性具有重要意义
    • GIS数据质量的基本内容
      • 1.微观方面
        • 1.定位精准
          • GIS的空间坐标数据与其真实的地面位置之间的误差，分为偏差大小和偏移分布
            • 1.偏差
            • 2.偏移量
        • 2.属性精度
        • 3.逻辑一致性
          • 裂片
            • 当两个数据集合在位置存在微小不同，进行重合时，这种微小差别在缝隙处产生了一个非常小的区域，称为裂片
        • 4.分辨率
          • 1.栅格型空间数据库，分辨率越高，像素就越小
          • 2.矢量空间数据库库比例由分辨率和位置精度决定
      • 2.宏观方面
        • 1.完整性
          • 1.数据层完整性
          • 2.分类完整性
          • 3.检索完整性
        • 2.时间性
          • 数据资料的现势性
        • 3.地域性
          • 地域间数据精度和分类标准不同
        • 4.数据档案
          • 关于数据的数据，对数据的收集 转入 处理有文档资料的记录和说明
    • 误差
      • 具体来源
        • 1.数据采集
          • 1.实测误差
          • 2.地图制图误差（制作地图的每一过程都有误差）
          • 3.航测遥感数据分析误差（获取，判读，转换，人工判读（识别要素，误差））
        • 2.数据输入
          • 数字化过程中操作员和设备造成的误差，某些地理属性没有明显边界引起的误差（地类界）
        • 3.数据存储
          • 1.数据存储有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度，双精度类型）
          • 2.空间精度不能满足
        • 4.数据操作
          • 1.类别间的不明确
          • 2.边界误差（不规则数据分类引起）
          • 3.多层数据叠加误差
          • 4.多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形）
          • 5.各种内插引起的误差
        • 5.数据输出
          • 1.比例尺误差
          • 2.输出设备误差
          • 3.媒质不稳定（比如图纸伸缩）
        • 6.成果使用
          • 1.用户错误理解信息
          • 2.不正确使用信息
      • 产生原因
        • 1.空间现象自身存在不稳定性
          • 1.空间现象在空间位置分布上的不确定性变化
          • 2.在发生时间段上的游移性
          • 3.属性类型划分的多样性
          • 4.非数值属性值表达的不精确性
        • 2.空间现象的表达方式
          • 1.投影变换误差
          • 2.仪器误差和操作误差
        • 3.空间数据处理产生的误差
          • 1.地图数字化处理和扫描仪的矢量化处理中产生的误差
          • 2.数据格式转换中产生的误差
          • 3.与主控数据层匹配过程中产生的误差
          • 4.数据叠加操作和更新中产生的误差
          • 5.数据集成处理产生的误差
          • 6.数据的可视化表达中产生的误差
        • 4.空间数据使用的误差
          • 对数据的解释过程中产生的误差，在缺乏对空间数据的说明的情况下，对数据的随意使用而产生的误差
    • 评价数字化误差的方法
      • 1.自动回归法
        • 由于跟踪数字化不仅是一个随机序列，而且是一个时间序列
        • 因此可用于数理统计中的时间序列分析法来确定数字化的误差
      • 2.&-Band法
        • 1.又称误差带法，即在一条数字化线的两侧，各定义宽为 的范围，作为该数字化线的误差带
        • 2.也就是用 的值来说明误差的范围，以及处理多边形叠置等的误差
        • 3.该方法适用于任何模型的GIS数据，关键是如何给出合理的 值
      • 3.对比法
        • 1.把数字化后的数据用绘图机绘出
        • 2.与原图进行叠合，选择明显地物点进行量测，以确定误差
        • 3.除了几何精度外，属性精度，完整性，逻辑一致性等也可以用对比法进行对照检查
    • GIS数据质量的评价方法
      • 1.数据采集中的数据质量的评价
        • 1.直接评价法
          • 1.用计算机程序自动检测
            • 1.某些类型的错误可以用计算机软件自动发现
            • 2.数据中不符合要求的数据项的百分率或平均质量等级也可以由计算机软件算出
            • 3.还可以检测文件格式是否符合规范，编码是否正确，数据是否超出范围等
          • 2.随机抽样检测
            • 在确定抽样方案时，应考虑数据的空间相关性
        • 2.间接评价法
          • 概念
            • 1.指通过外部知识或者信息进行推理来确定空间数据的质量的方法
            • 2.用于推理的外部知识或信息如用途 数据历史记录 数据源的质量 数据生成方式 误差 传递模型等
        • 3.非定量描述法
          • 通过对数据质量的各组成部分的评价结果进行的综合分析来确定数据的总体质量的方法
      • 2.数据处理中的数据质量的评价
        • 1.数字高程模型DEM的精度
          • 1.DEM来源是多种多样的，建立DEM的技术也不一样
          • 2.常用的方法是利用解析立体测图仪从立体航空像对上测得高程
          • 3.或者是利用数字化的地图等高线进行内插获得
        • 2.矢量数据栅格化的误差
          • 包括属性误差和几何误差两种
            • 1.属性误差
              • 在矢量数据转换为栅格数据后，栅格数据中的每个像元只含有一个属性数据值，它是像元内多种属性的一种概括。像元越大，属性误差越大
            • 2.几何误差
              • 几何误差是指在矢量数据转化为栅格数据后引起的位置误差，以及由位置误差引起的长度，面积，拓扑匹配等的误差。几何误差的大小和像元大小成正比
        • 3.多边形叠置产生的误差
          • 概述
            • 先计算单层图的误差，再计算叠置图的误差，会产生拓扑匹配误差和属性误差
          • 分类
            • 1.拓扑匹配误差
              • 1.当不同类型 不同比例尺地图 不同图层进行叠置时，同一条边界线往往是不同的数据，则会出现一系列无意义的多边形，所叠置多边形的边界越精确，越易产生无意义多边形
              • 2.多边形叠置所形成的多边形的数量和原多边形边界的复杂程度有关，若多边形之间具有统计独立性，产生中等数量多边形。若高度相关，则产生大量无意义多边形，需要进行合并
                • 合并无意义多边形的方法
                  • 1.用人机交互的方法把无意义多边形合并到大多边形中
                  • 2.根据无意义多边形的临界值，自动合并到大多边形中
                  • 3.用拟合后的新边界进行合并
            • 2.几何误差
              • 新边界可能会偏离已制图的边界位置（或真实位置）
              • 2.为了保证人们习惯上认为重要的边界线的精度，如境界，河流 主要道路等
              • 3.处理时必须应对这些边界上的点 加权使他们尽可能地不被移动
            • 3.属性误差
              • 1.实际上每个进行叠置的多边形本身的属性就是有误差的
              • 2.因为属性值是分类的结果（如把植被分为不同的类别）
              • 3.而分类就会产生误差，多幅图叠置会使得误差急剧增加，以至于叠置出的结果不可信
    • 数字化过程中的误差类型（空间数据输入的误差有）
      • 1.几何数据的不完整或重复
      • 2.几何数据的位置不正确
      • 3.比例尺不正确
      • 4.变形
      • 5.几何数据与属性数据的连接有误
      • 6.属性数据错误，不完整
  • 空间数据标准
    • 空间数据标准
      • 概念
        • 空间数据标准是空间数据的名称 代码 分类编码 数据结构 精度 单位 格式的标准形式
      • 现象
        • 每个地理信息系统都必须有与之相对应的一个空间数据标准
    • 空间元数据（spatial metadata）
      • 空间元数据的概念
        • 1.空间元数据是地理数据和信息资源的描述性说明
        • 2.它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 以便人们可以使用定位 评价 获得与地理相关的数据
        • 元数据
          • 数据的数据，是关于数据和信息资源的描述性信息
      • 空间元数据的作用
        • 1.组织和管理空间现象，挖掘空间信息资源
        • 2.帮助数据资源使用者查询对应的空间数据
        • 3.建立和维护一个机构对数据的投资
        • 4.组织和建立空间信息的数据目录和数据交换中心
        • 5.提供数据转化方向的相关性信息
      • 空间元数据分类
        • 1.高层元数据（数据集序列）
          • 描述数据库文件内容和数据项共性
        • 2.中层元数据（数据集）
          • 描述个别数据项特性
        • 3.底层元数据（要素 属性的类型和实例 metadata）
          • 描述个别数据值特征
      • 空间元数据的内容（分类）
        • 1.对空间元数据的一般内容进行层次化和范式化，从中选择具有参考性和遵守的空间元数据标准的内容框架
        • 2.第一层是目录层，主要用于对空间数据的宏观描述。
          • 适用于数字地球的国家空间信息交换中心及区域或者全球范围内管理和查询空间信息的使用
        • 3.第二层是空间数据标准的主体 由八个基本内容和四个准则
    • 空间数据的互操作
      • 概念
        • 指异构环境下，两个或者两个以上的实体，尽管实现的语言 执行的环境和基于的模型不同，但是可以互相通信协作，完成一定的特殊任务。这种实体包括程序 对象和系统运行环境
        • 互操作地理信息处理
          • 是指可以自由交换地理空间信息和协作运行空间信息处理的软件
      • GIS的互操作类型
        • 1.软件互操作
          • 强调软件功能模块间的相互调用
        • 2.数据互操作
          • 强调数据集之间相互透明的访问
        • 3.语义互操作
          • 强调信息的共享，在一定语义约束人（对地理现象共同的理解下）的互操作
    • 互操作方法
      • 1.OpenGIS规范
        • 概述
          • 指由开放地理信息系统（open gis consortiam 简称OGC）指定的一系列开发标准和接口，通过规定统一的系统设计和开发软件工具的框架
        • 描述
          • 1.OGC由商业部门 政府机构 用户以及数据提供商等多个领域的成员组成
          • 2.是OGC规范最高层次 即有关地理处理互操作的完整定义
          • 3.开发地理数据互操作规范（OGIS）是利用软件表示地理数据和地理处理的规范系统
      • 2.构件（组件）技术，组件式GIS（COMGIS）
        • 可将GIS某功能包装成独立的组件，使之可以在不同的系统环境下调用
    • open GIS概念
    • 组件化GIS概念
  • 地理空间的分类
    • 1.绝对空间
      • 绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，是由一系列坐标组成
    • 2.相对空间
  • GIS 投影设计和配置的一般原则
    • 1.配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图的投影系统相一致
    • 2.系统一般只考虑两种投影系统，一种是应用于大比例尺的数据处理的输入输出，另一种则是服务小比例尺
    • 3.投影系统主要是等角投影为宜
    • 4.投影系统应与网格坐标系统相适应，网格系统特别是一级网格在投影带中保持完整性
  • 地理实体的描述
    • 1.属性
    • 2.行为
    • 3.类型
    • 4.编码
    • 5.位置
    • 6.说明关系
  • 地理实体时间维的描述
    • 1.如果只是地理实体的属性数据变化，则可以把不同时间段的数据属性记录下来，作为该实体的属性数据
    • 相对空间是指具有空间属性特征的实体集合，是由不同实体之间的空间关系组成
    • 2.如果地理实体的空间位置随时间变化，则必须把地理实体的空间特征记录下来，同时对地理实体进行时间标记
• 第四章 空间数据的处理
  • 数据处理概念
    • 数据处理
    • 数据变换
    • 数据重构
    • 数据提取
  • 矢量数据（多边形）拓扑关系的自动建立（应用题）
    • 链的组织
      • 1.找出链的中间相交的情况，自动切成新链
      • 2.把链按一定顺序存储，并把链按顺序编号
    • 节点匹配
      • 1.把一定限差内的链从端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值
      • 2.对结点的顺序编号
    • 检查多边形时都闭合
      • 通过判断一条链的端点是否有与之匹配的端点来进行
      • 多边形不闭合的原因
        • 1.由于结点匹配限差的问题，造成应匹配的端点未匹配
        • 2.由于数字化误差较大，或者数字化错误，这些可以通过图形编辑和重新确定匹配限差来确定
        • 3.还可能这条链本事就是悬挂链，不需参加多边形拓扑，这种情况下可以作一标记，使之不参加下一阶段的拓扑建立多边形的工作
    • 建立多边形
      • 概念
        • 1.顺时针方向构建多边形，指在多边形左链的右侧
        • 2.最靠近右边的链，指从链的一个端点出发，在这条链的方向最右边的第一条链，实质上它也是左边最近链
      • 基本过程
        • 1.顺序取一个结点为起始结点，取完为止，取过该结点的任一条链作为起始链
        • 2.取这条链的另一个结点，找这个结点上靠这条链最右边的链，作为下一条链
        • 3.是否回到起点，
          • 1.是，已形成一多边形，记录之并转4
          • 2.否，转2
        • 4.取起始点上开始的，刚才所形成多边形的最后一条边作为新的起始链，转2 若这条链已经用过2次，即已成为两个多边形的边 转1
    • 岛的判断
    • 多边形属性的确定
      • 在追踪出每个多边形坐标后，将原始矢量数据的内点属性赋值于多边形
  • 矢量数据的图形编辑（捕捉）
    • 一个地图数据可能被处理的程度是衡量一个数据结构价值的重要标志
    • 图形编辑-点的捕捉
      • 设置捕捉半径比较
    • 图形编辑-线的捕捉
      • 光标点到每个直线段的距离和捕捉半径进行比较
    • 图形编辑-面的捕捉
      • 光标点引出垂线与多边形的交点数量，奇数在内，偶数在外
    • 栅格数据的编辑方式
  • 属性数据的编辑
    • 1.删除 修改 拷贝 增加
    • 2.属性数据与图形数据相连
  • 空间索引
    • 概念
      • 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，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，作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，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与效率
    • 目的
      • 为了在GIS系统中快速定位到选中的空间要素，从而提高空间操作的速度和效率，空间索引的技术和方法是GIS关键技术之一，是快速 高效的查询 检索和显示地理空间数据的重要指标，它的优劣直接影响空间数据库和GIS系统的整体性能
    • 方法
      • 1.格网索引法
        • 1.把空间数据所涉及的地理区域划分为mxn的矩形格网
        • 2.格网大小可根据空间数据的数据量情况确定
        • 3.然后用格网对所有空间数据进行扫描，以每个格网为索引单元，记录通过该格网的点线面
        • 4.即可根据光标坐标可以迅速算出在哪个格网，通过索引就可以知道该格网中点线面内容，只对这些内容进行编辑和搜索，即可大大加快图形编辑的响应速度
      • 2.四叉树索引
  • 坐标空间数据的坐标变换变换
    • 坐标变化实质
      • 坐标变化的实质是建立两个平面点之间一一对应的关系，包括几何纠正和投影转换
    • 分类
      • 1.几何纠正
        • 1.高次变换
        • 2.二次变换
        • 3.仿射变换
          • 1.仿射变换是地图变形之后实际的比例尺在x y轴方向都不相同进行对图纸变形的纠正
          • 2.仿射变换在不同的方向有不同的压缩与扩大，可以将球变成椭球，将正方形变成平行四边形
        • 具体方法
          • 1.平移
            • 将图形的一部分或者整体移动到坐标中另外的位置
          • 2.缩放
            • 也称比例变换 可用于输出大小不同的图形
          • 3.旋转
          • 4.仿射变换
            • 1.仿射变换是地图变形之后实际的比例尺在x y轴方向都不相同进行对图纸变形的纠正
            • 2.仿射变换在不同的方向有不同的压缩与扩大，可以将球变成椭球，将正方形变成平行四边形
      • 2.投影变化
        • 1.正解变换
          • 建立一种投影变换为另一种投影严密的或者近似的解析关系式，直接用一种投影变换的数字化坐标x y转换为另一种投影的直角坐标X Y
        • 2.反解变换
          • 由投影坐标x y 解出地理坐标B L，再将地理坐标B L代入另一套坐标系统x y，从而实现一种投影坐标到另一个投影坐标的转换
        • 3.数值变换
          • 是根据两种投影在变换区的同名数字化点，利用插值法，有限元法，有限等差法，待定系数法等，从而实现一种投影的坐标到另一种投影坐标的转换
  • 数据编辑
    • 概念
      • 也叫数字化编辑，就是指对地图资料数字化后的数据进行编辑和加工
    • 目的
      • 在改正数据错误的同时，也相应的改正数字化资料对应的图形
  • 数据检查
    • 指拓扑关系的检查，结点是否匹配，是否存在悬挂弧段，多边形是否封闭，是否有假结点
  • GIS 图形编辑系统
    • 分类
      • 1.图形编辑
      • 2.属性编辑
      • 3.窗口的显示与操作
    • 特征
      • 交互过程是GIS图形编辑的特点
  • 窗口操作
    • 1.裁剪技术
      • 对点线面的选取
        • 线的选取
          • 1.分区编码
          • 2.判断
          • 3.求交点
          • 4.重复
        • 面的选取
          • 选取方法和线的选取类似
          • 区别是对显示的矫正
            • 将窗口边界的有关线段加入显示部分的多边形的边 以便于形成一个封闭的值
    • 2.二维视见变换技术
      • 三种坐标系
        • 1.世界坐标系
          • 也称用户坐标系 原始坐标系
        • 2.规则化数据库坐标系
        • 3.设备坐标系
          • 物理设备显示时的坐标
  • 数据压缩
    • 数据简化（数据压缩）
      • 将大量的原始数据转换为有用的 有条理的 精炼而简单的信息 这个转换过程被称为数据简化/压缩
    • 曲线光滑（数据光滑）
      • 概念
        • 将压缩的数据恢复其本来的面目，并对其进行光滑处理
      • 曲线光滑方式
        • 1.插值方式
          • 特点：曲线经过给定的离散点
          • 举例：朗格朗日插值 三次样条曲线插值
        • 2.逼近方式
          • 特点：曲线逼近给点的离散点
          • 举例：贝塞尔和B样条曲线
    • 数据压缩方法
      • 矢量数据压缩方法
        • 1.间隔取点法
          • 概述
            • 每隔K个点或每隔一定距离取一点，保留首末点
          • 方法简单 但不一定能够恰当的保留曲率上显著变化的点
        • 2.Douglas_Peucker
          • 压缩算法好，但必须在对曲线完成数字化之后才能进行，且计算量比较大
          • 概述
            • 又称道格拉斯-普克法
            • 对每一条曲线的首末点虚连一条直线，求所有点与直线的距离，并找出最大距离dmax
            • 2.用dmax与限差D相比，
              • 1.若dmax<D,这条曲线上的中间点全部社区
              • 2.若dmax>=D,保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，对这两部分重复使用该方法
        • 3.垂距法
          • 概述
            • 每次顺序取曲线上的三个点，计算中间点与其他两点连线的垂线距离d
            • 用d与限差D相比
              • 1.若d<D,中间点都舍去
              • 2.若d>=D 保留中间点
            • 然后顺序取下三个点继续处理，直到这条线结束
          • 压缩算法好，可以在数字化的同时进行实时处理，可以判断下一个数字化的点，且计算量比较小
        • 4.光栏法
          • 概述
            • 定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形内还是外，确定舍去还是保留
          • 算法简单，速度快，但是有时会导致曲线的弯曲极值点p被抹去而导致失真
      • 栅格数据压缩方法
        • 1.直接栅格编码法
        • 2.游程编码
        • 3.四叉树编码
  • 空间插值
    • 空间插值方法
      • 整体插值
        • 概念
          • 用于研究区域所有采样点的数据进行全区特征拟合
        • 分类
          • 边界内插
            • 前提
              • 假定所有重要的变化都集中在边界上，边界内的变化则是俊均匀的，同质的
            • 内容
              • 泰森多边形法
                • 一个未知点的最佳值往往是由最邻近的预测值产生的
                • 基本原理
                  • 1.由加权产生未知点最佳值，即由邻近的各泰森多边形属性值与他们对应未知点泰森多边形权值的加权平均得到
                  • 2.未知点的最佳值由最邻近的观测值产生
          • 趋势面分析
            • 概述
              • 1.是一种多项式回归分析技术
              • 2.由多项式表示线或曲面
              • 3.按最小二乘法原理对数据点进行拟合
              • 3.拟合时假定数据点空间坐标x y为独立变量，而表示特征值的坐标z为因变量
            • 分类 当数据为
              • 一维
                • 线性回归和二次或者高次多项式
              • 二维
                • 二元二次和高次多项式
        • 优点
        • 缺点(5点)
          • 1.整体内插函数保凸性较差
          • 2.不容易得到稳定的数值解
          • 3.多项式系数物理意义不明显
          • 4.解算速度慢而且对计算机容量要求高
          • 5.内插区域不能显示局部地形特征
      • 局部插值
        • 概述
          • 只使用邻近点数据来估计未知点值
        • 步骤
          • 1.定义一个邻域或者搜索范围
          • 2.搜索落在此邻域范围内的数据点
          • 3.选择一个可以表达这有限个点空间关系的数学函数
          • 4.为落在规则格网单元上的数据点进行赋值，重复此步骤，直到所有落在格网上的数据点赋值完毕
        • 类型
          • 1.线性内插
            • 将内插点周围的3个数据点的数据值带入多项式
          • 2.双线性多项式内插
            • 将内插点周围4个数据点的数据值带入多项式
          • 3.双三次多项式内插
            • 将内插点周围16个数据点的数据值带入多项式
          • 4.逐点内插
            • 以内插点为中心，确定一个领域范围，用落在领域范围内的采样点计算内插点的高程值
          • 5.移动平均法
            • 在局部范围（窗口）内计算各个数据点的平均值
          • 克里金插值法
        • 优点
        • 缺点
      • 方法的选择
        • 1.一般来说，大范围的地形往往比较复杂，如果选择采用整体内插法
          • 问题
            • 1.若选取的参考点数量较少，则不足以表达整个地形
            • 2.若选取的参考点数量过多，则整体内插函数容易出现振荡现象，难以取得稳定解
          • 结论
            • 空间曲面内插通常不采用整体内插法
        • 2.相对于整体内插，分块内插可以更好的保留地物细节，并且通过块间的一定重叠范围可以保留内插曲面的连续性
        • 3.分块内插方法
          • 主要问题
            • 分块大小的确定
              • 目前为止，没有一种可以运用智能法和自适应法对地形特征进行扫描并自动确定分块大小，进行高程内插的算法
          • 次要问题
            • 需要解复杂的方程组，给应用带来不便
        • 4.逐点内插法方法
          • 优点
            • 计算简单，应用较为灵活，是较常用的一类的空间内插方法
          • 主要问题
            • 内插点邻域的确定
              • 1.关系空间内插的精度
              • 2.关系空间内插的速度
    • 空间插值概念
      • 将离散点的测量数据转化为连续的数据曲面，以便与其他空间现象的分布模式进行比较，包括内插和外插
        • 1.内插
          • 在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程
        • 2.外插
          • 在已观测点的区域外估算未观测点的数据的过程（预测）
  • DEM
    • 概述
      • 数字高程模型，也称数字地面模型DTM
      • 是一种对空间起伏变化的连续表示方法
      • 由于DTM隐含地形景观，故常用DEM单纯表示高程
    • 表示方法
      • 1.拟合法
        • 1.值用数字方法对表面进行拟合
        • 2.主要利用连续的三维函数（如傅里叶级数，高级多项式等）
        • 3.但对于复杂的表面，进行整体的拟合是不可行的，一般采用局部拟合法
      • 2.等值线法
        • 最常用，但并不适合与精度计算等地形分析工作，也不适用于 作晕渲图，立体图等
      • 3.格网DEM
        • 概述
          • 1.用高程矩阵的方法表示，每个像元值是高程值
          • 2.高程值可由解析立体测图仪获取，也可由规则或者不规则的离散数据内插产生
        • 优缺点
          • 优点
            • 1.数据结构简单，便于管理
            • 2.有利于地形分析，制作立体图
          • 缺点
            • 1.格网点高程的内插会损失精度
            • 2.格网过大会损失地形的关键特征，如山泽，洼地等
            • 3.如不改变格网大小，不能使用于起伏度不同的地区
            • 4.地形简单的地区存在大量冗余数据
  • 不规则三角网DEM（TIN）
    • 概述
      • 1，直接利用原始采样点进行地形表面的重建，由连续的相互联结的三角面组成
      • 2.三角面形状 大小 取决于不规则分布的观测点的密度和位置
    • 优缺点
      • 优点
        • 1.能充分利用地貌的特征点 线 较好的表示复杂地形
        • 2.可根据不同地形 选取合适的采样点数
        • 3进行地形分析和绘制立体图也很方便
      • 缺点
        • 1.由于数据结构复杂，因而不便于规范管理，难以与矢量和栅格数据进行联合分析
  • 遥感
    • 概述
      • 是一种远离目标，通过非直接接触而判定 测量并且分析目标性质的技术
  • RS与GIS
    • RS与GIS结合方式
      • 1.分开但平等的结合
        • 各系统有不同用户界面，不同工具库，不同数据库，RS与GIS之间传送数据
      • 2.表面无结合
        • 有统一用户界面，不同工具库和数据库
      • 3.整体结合
        • 同一用户界面，工具和数据库（未来理想模式）
    • RS用GIS空间数据的更新（两者结合的意义）
      • 1.RS与GIS的结合具有重要意义和价值
        • 1.GIS生命力取决于空间数据库的现势性
        • 2.遥感数据是GIS重要信息源和数据更新的手段，可快速提取地面目标空间和属性信息
        • 3.大约每1-2年TM图像可覆盖我国国土一次，其现势性比常规地图资料好
      • 2.RS与GIS结合可以有效改善遥感分析
        • 1.随着高分辨率和多种传感器 遥感图像出现
        • 2.GIS为RS技术应用达到要求提供良好技术环境
        • 3.利用GIS中信息提高遥感图像的分类精度，引导对图像中的目标进行空间搜存和提取
      • 3.利用GIS空间数据可以提高遥感数据分类精度
        • 1.在利用RS级别地物目标时，由于主要通过光谱特性间接反映各种地物差异，常出现 同物异谱和异物同谱现象，直接影响了分类的精度
        • 2.而GIS中数据可以作为RS处理辅助信息源，以提高RS图像分类的可信度，由于可信度提高，又推动GIS数据快速更新实现
      • 4.GIS中高程 坡度 坡向 土地利用等信息是遥感分类采用数据
        • 1，仅用RS数据无法分辨不同高度，阴阳破种树，须把高程和坡向在地理位置上和RS图像中像元一一对应分析
  • GPS（全球定位系统）
    • Globol Positing System
  • NAVSTAR（Navigation Satellite Timing and Ranging）
    • 导航卫星测时
  • GIS与遥感直接的关系和结合方式 p143 五点
    • 格网DEM 优点缺点
• 第五章 空间查询与空间分析
  • 空间分析
    • 空间分析概念
      • 定义
        • 空间分析是基于空间数据的分析技术，是以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置，空间分布，空间形态，空间形成和空间演变等信息
    • 包括
      • 空间分析技术
        • 1.空间图形数据的拓扑运算
        • 2.非空间属性数据运算
        • 3.空间与非空间数据的联合运算
  • 空间查询
    • 空间查询概念
      • 1.是空间分析的基础，任何空间分析都开始于空间查询
      • 2.用于回答简单问题，不改变空间数据库数据，也不产生新的空间实体和数据，空间查询技术由简单到复杂
    • 空间查询的主要方式
      • 1.扩展关系数据库查询语言（SQL）
      • 2.可视化空间查询
      • 3.超文本查询
      • 4.自然语言空间查询
    • 空间查询类型（种类）
      • 1.几何参数查询
        • 概述
          • 包括点的位置坐标，两点间距离，一个或一段线目标的长度，一个面目标的周长或者面积
        • 实现
          • 查询属性库或者空间计算
      • 2.空间坐标查询
        • 概述
          • 给定一个点或一个几何图形，检查该图形范围内的控空间对象以及其属性
          • 1.按点查询
            • 给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性-点捕捉
          • 2.开窗查询
            • 按矩形 圆 多边形查询 分为窗口和包含和穿过的区别
        • 实现
          • 1.根据空间索引，检查可能位于该窗口的对象
          • 2.然后根据点线面在查询开窗内的判别计算，检存到目标（空间运算）
      • 3.空间关系查询
        • 3检索
          • 1.相邻分析检索
            • 1.面-面
              • 检索多边形与弧段关联表，找出关联弧段
              • 从弧段关联左右多边形表中，找出与这些弧段关联的多边形
            • 2.线-线
              • 从线状地物表中，查找组成A所有弧段及关联的结点
              • 从结点表中，查询与结点关联的弧段
          • 2.相关分析检索
            • 1.线-面
              • 我国边境线总长
            • 2.点-线
              • 与自来水阀门相关的水管
            • 3.点-面
              • 气象站在某区域分布情况
          • 3.边沿匹配检索
            • 多幅地图时
        • 4查询
          • 1.包含关系查询
            • 1.查询某个面状地物所包含的空间对象
            • 2.同层包含，某省下属地区
            • 3.不同层包含，某省湖泊分布，叠置分析检索
          • 2.穿越查询
            • 相交
          • 3.落入查询
          • 4.缓冲面查询
            • 在点线面附近一定距离生成的缓冲区内查询空间实体
      • 4.属性数据查询
        • 1.属性表差图形 高亮
          • 实现
            • 1.执行数据库查询语言，根据需求找到对应记录，得到目标标识
            • 2.再通过目标标识在图形数据文件中找到对应对象并显示
        • 2.SQL查询
          • 概念
            • select 属性项 From 属性表 where 条件 or 条件 and 条件
          • 实现
            • 1.交互式选择各项，输入后，系统再转换为SQL，由数据库系统或ODB语言执行，得到结果，提取目标标识，在图形文件中找到空间对象并显示
        • 3.拓展SQL
          • 概述
            • 1.即在数据库查询语上加入空间关系查询
            • 2.需增加空间数据类型（点线面体）和空间操作算子（求长度 面 叠加等）
            • 3.给定查询条件时也需含有空间概念，如距离 邻近 叠加
          • 表现形式
          • 优缺点
            • 优点
              • 1.保留SQL网格
              • 2.便于用户掌握
              • 3.通用性好，易于与关系数据库连接
            • 缺点
              • 若要将属性和空间关系整体统一，从底层进行查询优化，有一定困难
      • 5.其他查询方法
        • 1.可视化查询
        • 2.超文本查询
        • 3.自然语言空间查询
  • 属性数据集中特征数
    • 1.频率 频数
    • 2.平均数
    • 3.数学期望
    • 4.中数
    • 5.众数
  • 属性数据离散特征数
    • 1.极差
    • 2.离差
      • 平均离差
      • 离差平方和
    • 3.方差 标准差
    • 4.变差系数（无量纲）
  • 空间分析的步骤
  • 统计分析
    • 掌握一般属性数据的统计方法
      • 表示集中的特征数
        • 1.频数
        • 2.频率
        • 3.平均数
        • 4.数学期望
        • 5.众数
        • 6.中数
      • 表示离散的特征数
        • 1.离散
        • 2.极差
        • 3.平均离差
        • 4.离差平方
        • 5.方差
        • 6.标准差
        • 7.变差系数
    • 掌握一般的sql语言
  • 统计数据分类分级方法
    • 1.系统聚类法
    • 2.最优分级分割法
  • 叠置分析
    • 叠置分析定义定义
      • 叠置分析是将同一地区两组或者两组以上的要素进行叠置，从而产生新特征(新的空间图形和空间位置上新属性过程)的分析方法
    • 基于矢量数据的叠置分析
      • 内容
        • 1.点与多边形的叠置
          • 概述
            • 计算多边形对点包含关系，得到多边形内点的数量和属性信息，通常不直接产生新数据层
          • 例子
            • 1.例如一个中国政区图（多边形）和全中国矿产分布图（点）
            • 2.二者叠加后，特征图有关属性加到矿产图中
            • 3.通过属性查询，可以查询指定省有多少种矿产，产量多少，指定类型矿产在具体省的分布
          • 表现形式
            • 1.相交
              • 落在多边形内点要素
            • 2.判别
              • 所有点要素（落在不同多边形结果）
            • 3.相减
              • 多边形以外 点要素
          • 点层与面层的叠置，叠加结果是一串带有附加属性的点要素，点所在的多边形的属性被连接到点的属性中
          • 核心算法是 判断点是否在多边形内，可用重线法或转角法来实现
        • 2.线与多边形的叠置
          • 概述
            • 1.比较线上坐标与多边形坐标的关系，即线是否落在多边形内
            • 2.计算过程是计算多边形和成交点，若相交，产生一个新节点，将原线打断成一条条弧段，并将原线属性和多边形属性赋予新弧段
            • 3.产生新的数据层
          • 例子
            • 如道路图和边境图叠置，可得到每个政区中各种等级道路的里程
          • 表现形式
            • 1.相交
              • 穿过多边形线要素部分
            • 2.判别
              • 所有线要素（被多边形切断）
            • 3.相减
              • 多边形以外线要素
          • 把一幅图中的多边形的特征加到另一幅图的线上，叠加结果是一些弧段，这些弧段具有他们在多边形的属性
          • 核心算法是线的多边形裁剪
        • 3.多边形与多边形的叠置
          • 指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根据两组多边形的交点来建立具有多重属性的多边形(合成叠置)，或进行多边形范围内的属性特征的统计分析(统计叠置)
          • 合成叠置
            • 多重属性 指进行不同多边形的属性合并，属性合并的方法可以是简单的加减乘除，也可以取平均值 最大值 最小值 或取逻辑运算的结果等
          • 统计叠置
            • 值确定一个多边形中含有其他多边形的属性类型的面积等，即把其他图上的多边形的属性信息提取到本多边形中
            • 如土壤类型图+城市功能分区图，商业区中具有不稳定土壤结构的地区
          • 表现形式
            • 1.合并
              • 保留两个输入数据层中的所有多边形（并集）
            • 2.相交
              • 保留公共区域（交集）
            • 3.相减
              • 从一个数据层中剔除另一个数据集的全部区域（补集）
            • 4.判别
              • 将一个层作为模板，而将另一个输入层叠加于上，落在模板层边界内要素保留，外则剪切
          • 核心算法是多边形对多边形的裁剪
          • 多边形叠加可以用来对数据进行一定地理区域的裁剪
        • 4.多边形对点分析
          • 相减
          • 相交
        • 5.点对线分析
          • 点与线距离
    • 基于栅格数据的叠置分析
      • 1.单层栅格数据分析
        • 1.布尔逻辑运算
          • 逻辑选择过程
            • 1.and
            • 2.or
            • 3.XOR
            • 4.NOT
        • 2.重分类
          • 将属性数据类别合并或转换成新类
          • 即对原数据中的多种属性类型安卓一定原则进行重分析
        • 3.滤波运算
          • 1.值通过一移动的窗口，对整个栅格数据进行过滤处理
          • 2.使窗口最中央的像元的新增定义为窗口中像元值的加权平均值
        • 4.特征参数运算
          • 可以计算区域的周长，面积，重心，线长，点坐标
        • 5.相似计算
          • 按某种相似性度量来搜索与给定物体相似的其他物体运算
      • 2.多层栅格数据的叠置分析
        • 1.多幅图叠置分析属性可由原属性值加减乘除或平均值值，最值或逻辑运算 运算结果或者更复杂的方法计算出
        • 2.如新属性值不仅与对应属性值相关，且与原属性值所在区域长度，面积，形状相关
  • 公园选址及道路拓宽改建过程中拆迁指标计算 辅助建筑项目选址？？
  • 缓冲区
    • 缓冲区定义
      • 缓冲区是地理空间目标的一种服务范围或者影响范围，具体是指在点 线 面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形
    • 缓冲区左右
      • 求地理实体的影响范围，即邻近度问题
    • 缓冲区分析定义？？
      • 缓冲区分析就是在点 线 面 实体（缓冲目标）周围自动建立一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向上得以扩展的信息分析方法
      • 换言之，任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层
      • 它是GIS的基本空间操作功能之一，一般应用于求地理实体的影响范围，即邻近度问题，其类型有 点 线 面缓冲区
    • 基于矢量数据的缓冲区建立（以线为例）
      • 1.对线进行重采样，对线进行简化，以加快缓冲区建立的速度，比如采用线的矢量数据压缩算法
      • 2.建立线缓冲区，在线的两端点按照一定距离绘出平行线，并在线的端点处绘半圆，以此连成缓冲区多边形
      • 3.重叠处理，对缓冲区的边界求交，并判断每个交点是入点还是出点，以此判断交点之间线段保留或者删除 这样就得到了一个岛状缓冲区
  • 网络数据模型
    • 网络数据模型是现实世界中网络系统(交通网，通讯网等)的抽象表示
  • 网络分析
    • 网络分析的基础？？
    • 网络分析
      • 基本概念
        • 1.网络
          • 由若干线性实体互联而成的一个系统，资源经由网络来运输，实体间的联络也经由网络来达成
        • 2.网线
          • 是构成网格的线性实体，是资源运输或通讯联络的通道（链）
          • 如公路 河流 铁路等
        • 3.结点
          • 网线的端点或汇合点
          • 如中转站，交叉路口等
        • 4.站点（stop）(停靠点)
          • 路径分析中用来表示途径地点，可以进行资源装卸的结点
        • 5.中心（enter）
          • 在资源分配中用来表示资源发散或汇聚地点的结点
        • 6.障碍（barrier）
          • 对资源传输或通讯联络其阻碍作用
      • 特殊附属元素
        • 1.网线阻碍强度
          • 为了实施路径分析和资源分配，网络数据包含正反两个方向上的阻碍强度，比如流动时间 耗费
        • 2.网线的资源需求量
          • 学生人数 水流量 顾客量
        • 3.结点转角数据
          • 从某一网线经由结点转另一网线所受阻碍强度
      • 与中心相联系的数据
        • 1.中心资源客量
          • 能容纳/提供的资源总数，如学生数
        • 2.阻碍强度
          • 即资源流出或者流向中心所能克服的最大累计阻碍
        • 3.延迟量
          • 表达该中心相对于其他中心进行资源分配的优先程度
    • 网络分析功能
      • 1.路径分析
        • 最佳路径？？
          • 1.在指定网络中两结点间找一条阻碍强度最小的路径
          • 2.最佳路径产生取决于网线和结点转角的阻碍强度（可变）
          • 3.根据不同需求，阻碍强度（因素）不同，如救护车-时间，游客-费用
        • 最短路径 p181例题？？
          • 主要问题
            • 求两点之间权值最小的路径
          • 核心算法
            • 地杰斯特拉算法
          • 概述
            • 1.当网线在顺逆两个方向上的阻碍强度都是设网线长度（一种，不变）
            • 2.而结点无转角数据（结点 转角数据为0）时，最佳路径就成为最短路径
        • 网线最佳游历方案？？
          • 给定一个网线集合和一个结点，求解最佳路径，使之有指定结点出发至少经过xx条网线一次而回到起始结点，如警察需了解巡查完他负责的各个接到的最有效路径
        • 结点最佳游历方案？？
          • 给定一个起始结点，一个终止结果和若干结点，求解最佳路径，由起点出发遍历全部中间结点而达终点
      • 2.连通分析
        • 求从某一结点或网线出发能到达的全部结点或网线，这类问题被称为连通分量来解
      • 3.流分析
        • 1.流
          • 资源在结点间的传输
        • 2.流分析
          • 按照某种优化标准（时间最少，费用最低，路程最短或运送量最大等）设计资源的运送方案
        • 3.最小费用最大流量
          • 不仅要考虑使网络上流量最大，且使运送流的费用或者代价最小
      • 4.资源分配
      • 5.选址
  • 最小生成树
    • 概述
      • 图的极小连通子图
    • 例如
      • 问题
        • 在n个城市间建立通信网
      • 步骤
        • 1.图的顶点是城市，边代表两城市间的线路，边上权值为代价
        • 2.对n个顶点的图可以建许多生成树，每棵树是一个通信网
        • 3.若要使通信网造价最低，需要构造图的最小生成树
  • 空间决策支持
    • 用空间分析的手段对空间数据进行处理变换
    • 以提取隐含于空间数据中的某些事实和关系
    • 并以图形和文字的形式加以直观的表示
    • 为现实世界中各种应用提供科学合理的支持
  • 空间分析模型
    • 空间分析模型概念
      • 是用于GIS空间分析的数学模型
      • 是在GIS空间数据基础之上建立的模型
      • 是通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序的 交互的空间分析操作命令
      • 对一个空间决策过程进行的模拟
    • GIS中常用的空间分析模型（种类）
      • 1.相关分析模型
        • 用来分析各种地理现象之间相互关系的一种有效手段
        • 如用于分析某地经济发展的影响因素
      • 2.趋势面分析模型
        • 是用来将现象的空间分布特征和区域的变化趋势模拟出来
        • 如研究某地土地利用状况及变化趋势
      • 3.预测模型
        • 反映地理要素的动态发展规律并进行预测分析
          • 常用回归模型
        • 预测某区域未来土地利用变化情况
      • 4.聚类模型
        • 描述各地理要素数据之间的近似程度，相似的可以进行合并
        • 如进行监督分类和非监督分类
    • 空间分析模型的意义
      • 1.空间分析模型是联系GIS应用系统和专业领域的纽带，必须以深入 广泛的专业研究为基础
      • 2.空间分析模型是综合利用GIS大量数据的工具，数据的综合利用和应用是通过模型来实现
      • 3.空间分析模型是分析型和辅助决策性GIS，这是区别于管理型GIS的一个重要特征，是解决空间分析和辅助决策问题的核心
    • 地理信息建模系统
      • 研究如何根据给定的条件（给定的数据和约束条件）自动生成解决问题（如确定候选地址）的整个操作过程
    • GIS空间分析功能与其他的各种领域专用模型的结合途径？？
    • 回归模型建立的方法和过程？？
    • PPT554的题？？
    • GIS解决空间问题的一般步骤+PPT563两道例题
      • 1.确定目的 要求
      • 2.收集数据并建库
      • 3.确定GIS空间分析步骤
      • 4.输出结果
  • 泰森多边形？？
    • 概念
      • 每个顶点是采样点连成三角形的外接圆圆心
    • 特性
      • 1.每个泰森多边形内仅含一个离散点数据
      • 2.泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近
      • 3.位于泰森多边形边上的点到其两边离散点的距离相等
    • 建立步骤
      • 1.离散点自动构建三角网，即构建Delaunay三角网并编号
      • 2.找出与每个离散点相邻所有三角形编号，并记录
      • 3.对每个离散点相邻三角形按顺/逆时针排序
      • 4.计算每个三角形的外接圆圆心，并记录
      • 5.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，得到泰森多边形
    • 三角网建立的方法
• 第六章 空间可视化
  • 空间信息可视化
    • 可视化概念
      • 将符号或数据转化为直观的图形 图像技术
    • 空间信息的可视化概念
      • 是指利用地图学 计算机图形学 图像处理技术
      • 将地学信息的输入 处理 查询和预测的数据和结果 用图形符合 图像 图形，并结合图表 文字 表格和视频等可视化手段显示
      • 并能够进行交互处理的一种方法 理论 技术
    • 拷贝
      • 硬拷贝
        • 低质或其他介质地图
      • 软拷贝
        • 屏幕上的电子地图
    • 空间信息可视化的形式
      • 地图
        • 1.硬拷贝
        • 2.软拷贝
      • 多媒体地学信息
        • 综合形象表现 使用文本 表格 图像 声音等各种形式联结并集
      • 三维仿真地图
      • 虚拟现实（VR）
  • 空间信息基本特征
    • 1.属性特征
      • 质量和数量特征
    • 2.时间特征
      • 随时间变化，具有不同生命周期，如洪涝灾害
    • 3.空间特征
      • 概述
        • 是区别地理信息与其他一般信息的根本标志
      • 分类
        • 1.几何特征
          • 位置 形状 大小 方向 纹理 图学
        • 2.拓扑特征
          • 点 线 面 及其关系 欧拉公式
    • 4.多媒体特征
      • 图形，图像，动画，电视，声音等多种形式媒体
  • 空间信息可视化过程（流程）
    • 1.在GIS数据库检索出要素 特征 定位信息
    • 2.进行预处理
    • 3.进行符号化
    • 4.地图输出
  • 地图及地图语言
    • 地图
      • 地图是种信息传输工具，实现了从制图地理环境到用图者认识的地理环境之间的信息传递
    • 地图语言
      • 地图语言就是地图信息传输工具不可缺少的媒介
  • 色彩=属性
    • 1.色相（红 黄 青 绿）
    • 2.亮度（明暗程度）
    • 3.纯度（饱和度）
  • GIS图形表示流程
    • 1.从GIS数据库中检索出要素，特征及定位信息
    • 2.预处理
      • 主要解决大量的空间数据的投影变换，数据压缩，数据转化（格式） 几何数据光滑的问题
    • 3.符号化
      • 1.从符号库读取符号信息，色彩库读取色彩信息，从字符库读取字符信息
      • 2.利用空间数据库得到分级分类编码及相应符号和实体抽象后得到的定位中心轴线坐标数据。
      • 3.以形成有限可见空间内的图形符号模型的过程
    • 4.地图输出
      • 屏幕显示 绘图机显示
  • 电子地图
    • 电子地图概念
      • 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
      • 能够在屏幕上实时显示的可视点图
      • 又称屏幕地图 瞬时地图
    • 电子地图和GIS的区别
      • 1.电子地图包含GIS的主要功能，但不包含全部功能
      • 2.电子地图偏向可见实体的显示，其较为完善的空间信息可视化功能和地图距离测算功能是一般GIS所不具备的
      • 3.相对而言，一般电子地图难以使其可视子空间具有统一的空间数学基础，因此空间分析弱于GIS，这也是两者的分水岭
  • 动态地图
    • 概念
      • 能够集中 形象地表示空间信息的时空变化状态和过程的电子地图，其产生和发展是时空GIS发展的必要基础和前提
    • 特征和作用
      • 可以直观而又逼真的显示地理实体运动变化的规律和特点
  • 符号化概念
    • 利用空间数据库得到的分级分类编码及其相似符号和实体抽象后得到的定位中心轴线坐标数据，以形成有限可见空间内的图形符号模型的过程，这个可见空间，我们定义它为地图空间
    • 符号化定义为由目标的质数时空数据决定的，将符号从符号空间到地图空间的一个变换即将数据库内质数时空数据华为图形数据符号模型
    • 符号化 根据绘图方式的不同 可以分为 矢量符号化和栅格符号化
    • 按照符号库的构造方法可以分为信息块方法和 程序块方法
  • 地图符号
    • 本质
      • 是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征‘
    • 两个基本功能
      • 1.指出目标和种类及其数量和质量特征
      • 2.能确定对象的空间位置及现象的分布
    • 内容
      • 是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。
      • 它是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征
      • 使用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，而且通过他们的联系和组成，还能反映出制图对象的空间分布和结构及其动态化特征
    • 补充
      • 地图符号是符号的子集，具有可视性，用物质的对象来代替一个抽象的概念，以一种易为心灵了解和便于记忆的形式将制图对象的抽象 概念 呈现在地图上
    • 构成
      • 1.形状
      • 2.尺寸
      • 3.方向
      • 4.亮度
      • 5.密度
      • 6.色彩
    • 分类
      • 点状符号
      • 线状符号
      • 面状符号
    • 设计
      • 三要素
        • 形状
        • 尺寸
        • 色彩
      • 设计原则
        • 1.符号要简明 形状要图案化
        • 2.符号应具有概括性和表现力
        • 3符号应有独立性和逻辑系统性
        • 4.符号色彩要有象征性
        • 5.符号总体要有艺术性
  • VR技术 虚拟现实概念
    • 虚拟现实技术
      • 1.是计算机硬件 软件 传感 人工智能 心理学及地理科学发展的结晶
      • 2.是通过计算机生成一个逼真的环境世界，人可以与此虚拟的现实环境进行交互的技术
      • 3.是一种最有的模拟人在自然环境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
  • 三库概念
    • 符号库
      • 即是符号的集合
      • 设计原则
        • 1.对于国家基本比例尺地图，图形符号颜色 图形 符号含义和匹配比例尺应尽可能的符合国家规定图示
        • 2.对于专题地图部分，尽可能采用国家及整个符号部门标准，有益于标准化 符号化
        • 3.新设计符号应遵循图案化及整个符号系统逻辑性 统一性 准确性 对比性 色彩象征性 制图与印刷可能性等一般原则
    • 汉字库
      • 各种包括汉字 外文字母 数字等信息的注记库 简称汉字库
    • 色彩库
      • 为了优化色彩表现手段，便于再生和批量复制
      • 必须把色彩进行数字表达并建立色彩数据库
  • 地图符号库的组成原理和地图符号 注记 颜色的配置原则
• 第七章 数字高程模型
  • 数组高程模型
    • 是以数字的形式按照一定的结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的数字模型，也是地形形状大小起伏的数字描述
  • 数字地形模型（DTM）
    • 是地表形态属性信息的数字化表达，是空间位置特征和地形属性特征的数字描述
  • 数字高程模型（DEM）
    • 高程Z是关于平面坐标系X Y 两个自变量的连续函数，数字高程模型只是它的一个有限的离散表示
    • 当DTM的属性为高程时，DTM就是DEM DEM是DTM的一部分
  • DEM表示方法
    • 数学方法
      • 整体
        • 傅里叶级数
        • 高次多项式
      • 局部
        • 规则数学分块
        • 不规则数学分块
    • 图形方法
      • 点数据
        • 规则
          • 密度一致
          • 密度不一致
        • 不规则
          • 三角网
          • 邻近网
        • 典型特征
          • 山峰 坑洼
          • 隘口 边界
      • 线数据
        • 水平线
        • 垂直线
        • 典型线
          • 海岸线
          • 谷底线
          • 山脊线
          • 坡度变换线
  • DEM数据 按其空间分布分为
    • 格网网状数据
    • 离散数据
  • DEM数据源
    • 1.航空航天遥感图像作为数据源
    • 2.以地形图为数据源
    • 3.地面实际测量记录作为数据源
    • 4.其他数据源
  • DEM的采样方法
    • 1.选择采样法
    • 2.适应采样法
    • 3.先进采样法
  • DEM的应用
    • 1.基于DEM的信息提取（坡度，坡向，地表粗糙程度，高程变异分析）
    • 2.等高线的绘制
• 第八章 GIS的发展趋势和应用
  • WebGIS的特点
    • 1.全球化的客户和全球化的服务器应用
    • 2.真正大众化的GIS
    • 3.良好的可扩展性
    • 4.跨平台特性
  • GIS发展的趋势
    • 1.3S集成系统
      • 1.实时空间定位
      • 2.一体化数据管理
      • 3.语义和非语义信息的自动提取理论与方法
      • 4.数据通信和交互
      • 5.可视化技术理论和方法
      • 6.设计方法 CAE工具的研究
      • 7.基于客户机/服务器的分布式网络集成环境
    • 2.WebGIS
      • 特点
        • 1.全球化的客户/服务器应用
          • 全球范围内任意一个www结点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务
          • 甚至可以进行全球范围内的GIS数据更新
        • 2.真正大众化的GIS
          • 浏览 查询 额外的插件（plug-in） Active.X控件和Java Applet通常都免费，降低了终端用户的经济和技术负担
        • 3.良好的可扩展性
          • 应用集成
        • 4.跨平台特性
          • 产品
            • 武汉大学 Internet GeoStar/ ESRI公司 IMS
          • 结构组成
            • 1.WebGIS浏览器（Browser）
            • 2.WebGIS信息代理（Information Agent）
            • 3.WebGIS服务器（serve)
            • 4.WebGIS编辑器（Editor）
    • 3.组件化地理信息系统（组件化GIS）
      • 指采用组件技术编制地理信息基础平台及应用系统（软件可复用技术）
      • COMGIS 组件式GIS
    • 4.3D/4D GIS
    • 5.互操作GIS
  • WebGIS的构成
    • 1.WebGIS浏览器
    • 2.WebGIS信息代理
    • 3.WebGIS服务器
    • 4.WebGIS编辑器
  • WebGIS与传统GIS的区别
    • 1.WebGIS是一个基于网络的cilent和servert系统，不是单独的单机系统
    • 2.WebGIS利用Internet技术进行客户和服务器之间的信息交换，而传统的GIS即使能作为服务器，其服务器和客户之间的信息交换也往往局限在单机或者局限网内
    • 3.WebGIS是一个分布式系统，客户和服务器可以位于不同地区和不同的计算机平台之上
  • 软件复用的意义
    • 1.可以充分利用现有软件的成果，避免重复劳动
    • 2.可以避免重新开发所带来的新问题
    • 3.从而可以提高软件开发的效率和速度
  • GIS与其他技术的结合
    • 1.GIS与RS结合
      • 1.GIS是管理和分析空间数据的有力工具，而GIS是一种快速进行大区域空间数据采集和分类的有效手段
        • 两者操作对象都是空间实体 相互之间的联系支持，互联补充，两者的结合，是技术上的必需
      • 2.RS是GIS重要的数据源，有效地数据更新手段
        • 1.GIS之所以有效，是因为它的数据是新鲜的有效的
        • 2.遥感手段能够迅速准确 综合性 大范围的采集环境和资料数据
        • 3.同时遥感数据具有多光谱和动态多时相的特点，为GIS数据更新提供了全方位的手段和动态数据源
      • 3.GIS也可以为遥感分析提供有用的辅助信息和手段
        • 1.GIS中确定的实体位置以及DEM可以显著提高遥感的定位精度及分类精度
        • 2.从而提高整个遥感的应用水平
      • 4.在城市分析方面
        • 1.自1980年设立特区后，研究采用CityStar基础地理信息系统
        • 2.遥感数据采用1996年3月3日深圳TM图形，利用缓冲分析 城市用地外向分布和扩展
        • 3.利用线缓冲分析城市用地沿交通线的轴向分布和扩展
        • 4.RS与GIS结合，对于大范围空间实体动态变化分析十分有效 方便
    • 2.GIS与GPS结合
      • 1.GPS是以卫星为基础的无线电测时定位导航系统
        • 1.可以为航空 航天 洼地 海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据
        • 2.对于运动物体（车 船 机 星 禅）的全球精准定位被用于监控 救援 排险 导航等十分重要的场合
      • 2.结合形式
        • 1.单台移动式
          • 1.即在用户设备上直接配备GIS工具软件
          • 2.把接收机天线接收的定位数字信息直接输入GIS系统
        • 2.集中监控式
          • 多台接收机，控制中心和基站组成
      • 3.例子
        • 黄冈地运钞车GPS实时监控系统，
          • 1.采用多基站集中监控方式的系统
          • 2.移动站具有数 话 兼容功能
          • 3.技能传输GPS定位数据，又能进行无线和有线 无线和无线间的语言通讯等功能
    • 3.GIS与人工智能结合
      • 1.用计算机模拟人的只能行为属于人工智能范畴，包括
        • 1.专家系统
          • 1.是具备知识库且具有学习能力，能对知识库动态修改以增进能力
          • 2.并用一定策略的推理机制，能够解决适度规模专家级问题的计算机软件系统
        • 2.知识库系统
        • 3.决策支持系统
        • 4.模式识别
        • 5.自动程序设计
        • 6.智能机器人等
      • 2.例子
        • 1994年底利用“地震预报智能决策支持系统”
          • 1.将人的经验形式化存入知识库中
          • 2.同时把有关的数据成异常信息存入数据库中后进行推理
          • 3.结果1995年在全发生的5级以上的地震有80%落在该系统所预报的范围内
  • GIS的规划应用
    • 优势
      • 1.收集资料的全面性，详尽性
      • 2.分析上的全面性，客观性，有效性
      • 3.规划资料，分析信息，最后结果的可视化及制图质量优势及便利性
      • 4.规划资料管理及实施上的便利和有效
    • 实例
      • 淄博市规划咨询信息系统
        • 1.采用GIS技术，结合淄博市规划建设技术咨询中心业务
        • 2.在Intergraph的MGE平台上建立的以规划管理工作咨询为目的的系统（系统硬件配置采用服务器，多台微机联网的工作模式）
        • 3.GIS软件服务于系统的数据维护并直接作用于规划工作
    • 特点
      • 1.采用模块化的管理运行方式，便于系统集成 分解 功能扩充
      • 2.目标定位明确，合理，准确
      • 3.对图像 属性数据 任意交互式查阅，显示，输出
      • 4.三维导致模型初步建立
  • GIS的决策应用
    • 要求
      • 1.具有3S集成空间技术（见前3S集成意义）
        • 空间信息才具有广泛性
      • 2.完整性，现势性
      • 3.网络技术支持，尤其分布式网络
        • 不同区域 专业 特点
• 主题
• 浮动主题