地理信息系统导论重点复习

1.地理信息系统:GIS是一个发展的概念。不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有统一的GIS定义。一般采用GIS是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统这一说法。（第5页）

2. GIS的基本组成一般包括（软件），（硬件），（数据），（方法），（人员）五部分。（第10页）

GIS软件（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统，是系统的核心，按其功能分为GIS专业软件，数据库软件和系统管理软件等 。 

GIS硬件（各种设备-物质基础，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间数据，主要包括：GIS主机，GIS外部设备，GIS网络设备等）。数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础，它具体描述实体的空间特征、属性特征和时间特征）。用户（GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户）。

3.GIS的基本功能:空间数据采集、空间数据存储喝管理、空间数据分析、空间数据输出及二次开发。

GIS的核心功能:空间分析功能。

GIS的应用功能:专题地图及空间分析、地理环境资源调查与数据库维护、多媒体可视化或虚拟表达。

GIS的一般功能：叠加分析、缓冲分析(第18页)

4.GIS发展简史：

（1）上世纪60年代: 开拓阶段，加拿大的CGIS (1963年开始实施，1971年建成)

（2）70年代: 巩固阶段，发达国家相继建设各种专题、规模、类型的GIS

（3）80年代: 技术突破阶段，栅格扫描输入、遥感图像处理等技术取得突破

（4）90年代: 社会化阶段，国家级乃至全球性的地理信息系统成为关注焦点，数字地球战略

（5）21世纪以来：网络GIS、移动GIS、… 

（6）地理信息系统→地理信息科学→地理信息服务

随发展进行形成了理论研究、技术开发、工程应用与产业化管理的完善体系。(第26页表1.10)

5.GIS发展趋势：

（1）软硬件发展（IT领域的软硬件向着云计算、高性能和智能化发展）

（2）数据资源日益丰富，共享机制的健全。

（3）GIS学科日益成熟

（4）GIS理论技术研究走向深入

（5）应用领域更为广阔

（6）GIS建设开发走上高效率的技术路线

目前GIS正向着集成化、产业化和社会化发展规律方向迈进。（第25-30页）

第二章

6. GIS的操作对象是（地理实体），它具有描述地理实体的（空间）、（属性）、（时间）特征。（地理空间分析的三大基本要素）第35页

7. 编码代码的区别与联系:  编码:是指确定属性数据的代码的方法和过程。代码:是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。（第37页）

8. 拓扑关系：指满足拓扑几何学原理的空间数据点间的相互关系，即用结点、圆弧和多边形所表示的实体之间的邻接、关联和包含等关系，或指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。

拓扑关系种类

① 关联性：指空间图形的不同类要素之间的空间关系

② 邻接性：指同类元素之间的空间关系，如多边形之间或结点之间，邻接矩阵表达

③包含性：指同类但不同级的元素之间的拓扑关系，面状实体包含了哪些点、弧线或面状实体，分简单包含、多层包含和等价包含三种形式

④连通性：是用于衡量网络的复杂性的量度关系表达。（第39页）

注：第41页图2.12理解

9.我国基本比例尺地形图除1：100万外均采用高斯—克吕格投影；1；100万地形图采用了兰伯特投影。（第47页）

第三章

10.矢量与栅格数据优缺点比较（第51页表3.1）

11.不规则三角网（TIN）数据结构（第56页）

12. 游程编码：按行扫描，将相邻等值的像元合并，并记录代码的值及其重复个数(Ai,Pi)，Ai属性码，Pi游程长度，Ai属性码，Pi游程终点位置，适用于表达二值图像数据。（掌握方法 第63页）

13.栅格网格赋值规则:

中心点法:选取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。

面积占优法:选取占据栅格单元属性值为面积最大者赋值。常用于分类较细、地理类别图斑较小的情景。

重要性法:定义属性类别的重要级别，选取重要的属性值为栅格属性值，常用于有重要意义而面积较小的要素，特别适用于点、线地理要素的定义。

长度占优法:定义每个栅格单元的值由该栅格中段最长的实体的属性来确定。（第62页）

14. 面向对象方法具有（抽象），（封装），（多态）等三特性， 四种（分类），（概括），（聚集），（联合）核心技术。（第67页）

15.典型GIS空间数据文件存储形式（第70页表3.14）

16.传统数据库模型的不足：

(1)以记录为基础的结构不能很好地面向用户和应用。

（2）不能以自然的方式表示客体之间的关系。

(3)语义贫乏。

（4）数据类型太少，难以满足应用需求。（第72页）

第四章

16.GIS数据源：地图数据、遥感数据、文本资料、统计资料（电子和非电子数据）、地表实测数据、野外测量或GPS数据、多媒体数据和已有系统的数据等，其中遥感和GPS是GIS的重要数据源。(第80页)

17.地理编码和代码（第87页）

18.GIS数据处理（第92页）

19.矢量数据转换成栅格数据的主要方法：（第95页）

（1）内部点扩散法

（2）复数积分算法

（3）射线算法和扫描算法

（4）边界代数算法

20.栅格数据向矢量数据转换

①基于图像数据

二值化： 把彩色或灰阶图像转变为B/W二值

细化：只保留单个栅格宽度

跟踪：搜索8个邻域，跟踪相邻点，记录节点坐标

②基于再生栅格数据

是指根据矢量数据生成的栅格数据.目的是为了通过矢量绘图装置输出

方法：边界线追踪；拓扑关系生成；去除多余点及曲线圆滑

21.数据压缩与地图综合的异同：（第97页）

相同之处：都导致信息量的减少，都是为了缩小存储空间和节省计算处理时间而去掉繁杂细节。

不同之处：数据压缩只是几何细节上的较小程度的变换，地图综合则是较大程度的变换，在地理表达层次上获得新的数据表达。

22.数据不确定性：

23. 简述地理信息系统空间数据的误差来源 

（1）空间数据的不完整或重复（2）空间数据位置的不精确（3）空间数据的比例尺不准确（4)空间数据的变形（5）空间属性和数据连接有误（6）属性数据不完整

24.数据误差（第101页）

25. 元数据:是关于数据的数据，是对数据做进一步解释和描述的数据，常用来说明数据的来源、所有者、质量以及对数据处理和转换过程的说明等。（第103页）

26.互操作:指的是异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。（第105页）

第五章

7.缓冲分析（114-116）

28.叠加分析（116-119）

29.最短路径分析算法最著名的是Dijkstra算法。（第119页）

30.矢量领域分析（126-134）

31.几种生成DEM的模型比较。（第145页表5.3）

32.矢量和栅格数据表达的模型比较（第156页表5.4）

第六章

33.GIS应用模型的构建:构建基本流程——确定模型的类别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框图——确定GIS空间操作项目和空间分析方法——模型运行结果验证、修改和输出。(第159页)

34. 构建应用模型的三种方法:GIS环境内模型建造（嵌入式）、GIS外部的模型建造（松散耦合式）、混合型的模型建造。（第160页）

35.GIS应用模型可分为（数学（理论）模型），（经验模型），（混合模型）。（第160页表6.1）

第七章

36. 电子地图:是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能在屏幕上实时显示的可视地图。可以实时显示各种信息，具有漫游、动画、开窗、缩放、增删等功能，并可进行各种量算、数据及图形输出打印，便于人们使用。（第179页）

37. 动态地图:是对实体世界运动变化现象的动态可视化表达，涉及时间、空间两方面的变化，是基于读图角度，可以从中获取关于地理实体空间位置、属性特征运动变化的视觉感受的地图。（第180页）

38.GIS输出（186-190）

第八章

39.工具型GIS与应用型GIS的比较（第191页表8.1）

40.应用型GIS四大特征：区域性、目的性、应用性、专业化与用户化。（第192页）

41.三种开发方法：单纯二次开发、二次开发、集成二次开发。（第193页，理解并掌握案例）

另注：

42.空间分析:基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据只能中获取有关地理对象新的空间信息。

43.空间数据内插

定义：设已知一组空间数据（点或分区），从中找到一个函数关系式，使该关系式能最好地逼近这些数据，并能根据该关系式推求出区域内其他任意点或任意分区的值；通过已知点或分区的数据, 推求任意点或分区数据

分类：点的内插和区域的内插

方法：全局方法和局部方法

（1）趋势面分析：是以数学模型来拟合观测点数据、建立光滑数学曲面的方法。这种数学曲面称为趋势面，根据趋势面可以估算出未知点的值。

（2）反距离加权法（简称IDW）：假设未知值的点受较近控制点影响比较远控制点的影响更大。影响的程度（或权重）用点之间距离乘方的倒数表示

（3）样条函数法：样条函数是模仿手工样条经过一系列数据点绘制光滑曲线的数学方法，也可用于根据一系列观测点内插出一个光滑曲面表示连续分布的面状实体

包括规则样条函数插值和张力样条函数插值。