1、地理信息系統(tǒng)1、GIS的定義：以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存取、編輯、處理、分析和顯示，并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究、綜合評(píng)價(jià)、管理、定量分析和決策服務(wù)而建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。（或簡(jiǎn)言之：處理地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）2、GIS的基本構(gòu)成：系統(tǒng)硬件；系統(tǒng)軟件；空間數(shù)據(jù)；應(yīng)用人員；應(yīng)用模型3、GIS基本功能：數(shù)據(jù)采集與編輯；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理；數(shù)據(jù)處理與變換；空間分析與統(tǒng)計(jì)；產(chǎn)品制作與顯示；二次開(kāi)發(fā)與編程4、矢量數(shù)據(jù)的常用壓縮方法：間隔取點(diǎn)法；垂距法和偏角法；DouglasPeucker方法5、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)

2、系模型：1）層次模型：表示方法：2）網(wǎng)狀模型表示方法：3）關(guān)系模型：表示方法：關(guān)系模型對(duì)數(shù)據(jù)的組織地圖表 圖形 組成關(guān)系模型對(duì)數(shù)據(jù)的組織多邊形表 多邊形名稱(chēng) 組成關(guān)系模型對(duì)數(shù)據(jù)的組織線表 線名稱(chēng) 組成關(guān)系模型對(duì)數(shù)據(jù)的組織點(diǎn)坐標(biāo)表點(diǎn)坐標(biāo)1x1y12x2y23x3y34x4y45x5t56x6y66、拓?fù)潢P(guān)系主要有：1）相鄰性： 表示兩個(gè)多邊形是否相鄰；2）包含性：表示一個(gè)圖元要素是否包含于某個(gè)多邊形中。3）連通性：表示兩條線段是否相連。 7、空間分析的內(nèi)容與步驟：1）空間分析的內(nèi)容 屬性分析： 數(shù)據(jù)檢索、邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算、重分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)分析等。 拓?fù)渑c屬性的聯(lián)合分析：與拓?fù)湎嚓P(guān)的數(shù)據(jù)檢索、疊置處理、

3、區(qū)域分析、鄰域分析、網(wǎng)絡(luò)分析等。 2）空間分析的步驟 建立分析目的和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)例：建一公園進(jìn)行選址（目的）標(biāo)準(zhǔn)：交通便利、環(huán)境優(yōu)雅；設(shè)計(jì)成環(huán)繞一個(gè)天然小河；可利用面積大、少沼澤地 收集、輸入空間和屬性數(shù)據(jù)：包括地理底圖數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。 做空間位置的處理和分析：作空間位置的處理和分析（包括檢索、提取，緩沖區(qū)分析、疊置分析等）；作屬性數(shù)據(jù)的處理和分析（加所需的屬性項(xiàng)、好地價(jià)）8、面向?qū)ο笕兀?）具有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，以表明其存在的獨(dú)立性；2）具有一組描述特征的屬性，以表明其在某一時(shí)刻的狀態(tài)；3）具有一組表示行為的操作方法，用以改變對(duì)象的狀態(tài)。9、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 對(duì)比：1）柵

4、格數(shù)據(jù)模型：優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 疊加操作易實(shí)現(xiàn) 能有效表達(dá)空間可變性 柵格圖象便于做圖象的有效增強(qiáng)缺點(diǎn)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密不緊湊，需要用壓縮技術(shù)解決這個(gè)問(wèn)題 難以表達(dá)拓?fù)潢P(guān)系 圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需要增加?xùn)鸥駭?shù)量來(lái)克服，但會(huì)增加數(shù)據(jù)量2）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：提供更嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 提供更有效的拓?fù)渚幋a，因而對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行?，如網(wǎng)絡(luò)分析 圖形輸出美觀，接近于手繪缺點(diǎn)：提供更嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 提供更有效的拓?fù)渚幋a，因而對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行?，如網(wǎng)絡(luò)分析 圖形輸出美觀，接近于手繪10、點(diǎn)線柵格化：1）點(diǎn)的柵格化點(diǎn)的變換十分簡(jiǎn)單，只要這個(gè)點(diǎn)落在哪個(gè)網(wǎng)格中就屬于哪個(gè)網(wǎng)格元素，行列坐標(biāo)（i

5、,j）的計(jì)算公式為：2）線的柵格化 首先按點(diǎn)的柵格化方法確定端點(diǎn)1，2所在的行和列號(hào)，并將它們“涂黑”。 求出這兩個(gè)端點(diǎn)的行數(shù)差和列數(shù)差。 若行數(shù)差大于列數(shù)差，則逐行求出本行中心線與過(guò)這兩個(gè)端點(diǎn)的直線的交點(diǎn)，并按上式計(jì)算出其所在柵格，并“涂黑”。 若行數(shù)差小于列數(shù)差，則逐列求出本列中心線與過(guò)這兩個(gè)端點(diǎn)的直線的交點(diǎn)，并按上式計(jì)算出其所在柵格，并“涂黑”。11、柵格數(shù)據(jù)取值方法1）中心歸屬法：每個(gè)柵格單元的值以網(wǎng)格中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的面域?qū)傩灾祦?lái)確定2）長(zhǎng)度占優(yōu)法：每個(gè)柵格單元的值以網(wǎng)格中線（水平或垂直）的大部分長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的面域的屬性值來(lái)確定3）面積占優(yōu)法：每個(gè)柵格單元的值以在該網(wǎng)格單元中占據(jù)最大面積的屬

6、性值4）重要性法：根據(jù)柵格內(nèi)不同地物的重要性程度，選取特別重要的空間實(shí)體決定對(duì)應(yīng)的柵格單元值，如稀有金屬礦產(chǎn)區(qū)，其所在區(qū)域盡管面積很小或不位于中心，也應(yīng)采取保留的原則12、空間實(shí)體的描述空間實(shí)體是指地理空間中客觀存在的具體事物。在GIS中的描述：1）空間位置：主要指位置信息，也包括位置信息的擴(kuò)展，如形態(tài)及實(shí)體的組成（復(fù)合對(duì)象）等；位置用坐標(biāo)表示；2）空間關(guān)系：主要指空間對(duì)象在空間上的聯(lián)系(方向、度量、拓?fù)?；3）非幾何屬性：表示空間特征的非幾何屬性；4）實(shí)體的時(shí)態(tài)、行為及功能特征：實(shí)體的行為，功能特征以及實(shí)體屬性隨時(shí)間的變化。如島嶼的侵蝕、水體污染的擴(kuò)散、建筑的變形等；5）實(shí)體的衍生信息：如一

7、個(gè)實(shí)體有多個(gè)名稱(chēng) 13、矢量數(shù)據(jù)的編碼方式（看一下PPT第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，掌握每個(gè)編碼方法。）1）坐標(biāo)序列法 2）層次索引法 3）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)法(Arc-node數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))14、拓?fù)鋽?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)拓?fù)?、線拓?fù)?、面拓?fù)涞谋硎痉椒āＲ?jiàn)第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是重點(diǎn)，可能會(huì)考圖形分析題。分別寫(xiě)出點(diǎn)拓?fù)?、線拓?fù)?、面拓?fù)?。大家一定要掌握?5、柵格數(shù)據(jù)相關(guān)概念1）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指將分析空間劃分成多個(gè)規(guī)則的、互相相鄰的網(wǎng)格單元（多為矩形區(qū)域,也偶有表示為三角形或六邊形的），然后給各個(gè)格網(wǎng)單元賦以相應(yīng)空間對(duì)象的屬性值，用此多個(gè)格網(wǎng)單元組成的規(guī)則格網(wǎng)（GRID）來(lái)表示地理現(xiàn)象的空間位置和屬性特征。 2）柵格單元：規(guī)

8、則的網(wǎng)格單元叫做單元格(Cell)，每個(gè)單元格都有一定的尺寸和取值，尺寸對(duì)應(yīng)一定的地理空間范圍 16、柵格數(shù)據(jù)編碼方法1）直接?xùn)鸥窬幋a：直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行(或逐列)逐個(gè)記錄代碼。（最簡(jiǎn)單直觀）2）壓縮編碼方法：柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼：用盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息。類(lèi)型：信息無(wú)損編碼；信息有損編碼 目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法：鏈碼，游程長(zhǎng)度編碼，四叉樹(shù)碼（掌握編碼方法）17、手工數(shù)字化過(guò)程1）手工柵格數(shù)字化將圖面劃分成柵格單元矩陣，按地理實(shí)體的類(lèi)別對(duì)柵格單元進(jìn)行編碼，然后依次讀取每個(gè)柵格單元代碼值的數(shù)字化方法。步驟： 確定柵格單元大小 準(zhǔn)備柵格網(wǎng) 對(duì)柵格單元進(jìn)行

9、編碼 讀取柵格單元值數(shù)據(jù)錄入2）手工矢量數(shù)字化讀取地理實(shí)體坐標(biāo)數(shù)據(jù)并按一定格式記錄下來(lái)。步驟：對(duì)地理實(shí)體編碼 量取地理實(shí)體的坐標(biāo) 錄入坐標(biāo)數(shù)據(jù)18、誤差產(chǎn)生的主要原因1）空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性2）空間現(xiàn)象的表達(dá)3）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差4）空間數(shù)據(jù)使用中的誤差19、面的捕捉的過(guò)程實(shí)際上就是判斷光標(biāo)點(diǎn)S(x,y)是否在多邊形內(nèi)，若在多邊形內(nèi)則說(shuō)明捕捉到。判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)的算法主要有垂線法或轉(zhuǎn)角法。垂線法的基本思想是從光標(biāo)點(diǎn)引垂線(實(shí)際上可以是任意方向的射線)，計(jì)算與多邊形的交點(diǎn)個(gè)數(shù)。若交點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)則說(shuō)明該點(diǎn)在多邊形內(nèi)；若交點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則該點(diǎn)在多邊形外。加快速度的方法：找出該多邊形的外接

10、矩形，若光標(biāo)點(diǎn)落在該矩形中，才有可能捕捉到該面，否則放棄對(duì)該多邊形的進(jìn)一步計(jì)算和判斷。20、柵格數(shù)據(jù)矢量化步驟1）柵格線的細(xì)化2）矢量線提取3）拓?fù)潢P(guān)系重建4）點(diǎn)和線的平滑21、空間數(shù)據(jù)庫(kù)概念及特點(diǎn)定義：空間數(shù)據(jù)庫(kù)是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合。特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)量特別大2）屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)聯(lián)合管理22、基于文件和關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的混合空間數(shù)據(jù)模型1）圖形與屬性結(jié)合的各自分開(kāi)處理模式圖形處理的用戶界面和屬性的用戶界面是分開(kāi)的，它們只是通過(guò)一個(gè)內(nèi)部碼連接。通常要同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)，甚至兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)回切換，不方便。2）圖形與屬性結(jié)合的混合處理模式在ODBC(Open DataBase Connectivity,開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連)推出后，GIS軟件商只需開(kāi)發(fā)GIS與ODBC的接口軟件，就可將屬性數(shù)據(jù)與任何一個(gè)支持ODBC的RDBMS連接。這樣用戶可在一個(gè)界面下處理圖形和屬性數(shù)據(jù)。GIS 通過(guò)DBMS提供的高級(jí)編程語(yǔ)言C或Fortran等接口，在C語(yǔ)言的環(huán)境下，直接操縱屬性數(shù)據(jù)，查詢(xún)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，并在GIS的用戶界面下，顯示查詢(xún)結(jié)果。23、DEM：數(shù)字高程模型，是高程關(guān)于平面坐標(biāo)自變量的連續(xù)函數(shù)的一個(gè)有限的離散表示。又叫地形模型。24、網(wǎng)絡(luò)分析主要內(nèi)容：1）路徑分析 ：最短路徑，最佳路徑 2）定位與分配： 定位，分配，定位與分配 3）地址