(完整版)GIS知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、GIS知識(shí)點(diǎn)總結(jié)地理信息的定義:地理信息是有關(guān)地理實(shí)體和地理現(xiàn)象的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對(duì)表達(dá)地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋，而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的數(shù)字化表示。地理信息的特征:具有空間上的分布性、數(shù)據(jù)量上的海量性、載體的多樣性和位置與屬性的對(duì)應(yīng)性等特征GIS概念：地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem,Geo-InformationSystem,簡(jiǎn)稱GIS）,是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對(duì)整個(gè)或者部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。GIS特征:（1）數(shù)據(jù)

2、的空間定位特征（2）空間關(guān)系處理的復(fù)雜性（3）海量數(shù)據(jù)管理能力GIS基本功能:1、數(shù)據(jù)采集功能2、數(shù)據(jù)編輯與處理3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、組織與管理功能4、空間查詢與空間分析功能5、數(shù)據(jù)輸出功能GIS組成:1、硬件2、軟件3、網(wǎng)絡(luò)4、空間數(shù)據(jù)5、人員與其他相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系：空間尺度：涉及四種尺度：觀測(cè)尺度、操作尺度、比例尺（當(dāng)制圖區(qū)域比較小時(shí)，地圖比例尺指圖上長(zhǎng)度與地面之間的長(zhǎng)度比例；當(dāng)制圖區(qū)域相當(dāng)大時(shí)，地圖比例尺指在進(jìn)行地圖投影時(shí)，對(duì)地球半徑縮小的比率）、分辨率（光譜分辨率時(shí)間分辨率空間分辨率）地理格網(wǎng)：指按一定的數(shù)學(xué)規(guī)則對(duì)地球表面進(jìn)行劃分而形成的格網(wǎng)。按不同的坐標(biāo)系統(tǒng)可以分為：地理坐標(biāo)格網(wǎng)（按經(jīng)緯度坐標(biāo)

3、系統(tǒng)）直角坐標(biāo)格網(wǎng)（按直角坐標(biāo)系統(tǒng)）地理空間實(shí)體概念:對(duì)復(fù)雜地理事物和現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象得到的不可再分割的同類對(duì)象,就是地理空間實(shí)體，簡(jiǎn)稱空間實(shí)體。地理空間實(shí)體具有4個(gè)基本特征:1、空間位置特征2、屬性特征3、時(shí)間特征4、空間關(guān)系空間數(shù)據(jù)模型：包括概念模型（最高層、常胛-R模型）、邏輯數(shù)據(jù)模型（通常所稱的空間數(shù)據(jù)模型其實(shí)是空間數(shù)據(jù)的邏輯模型）、物理數(shù)據(jù)模型（最低）概念模型（對(duì)象、場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)），場(chǎng)模型有6種表示方法。各自的使用情況空間數(shù)據(jù)的類型:1、幾何圖形數(shù)據(jù)2、影像數(shù)據(jù)3、屬性數(shù)據(jù)4、地形數(shù)據(jù)5、元數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的表示：不同類型的空間數(shù)據(jù)都可抽象表示為點(diǎn)、線、面三種基本的圖形要素空間關(guān)系:1、拓?fù)?/p>

4、（包括鄰接、關(guān)聯(lián)、包含、連通）2、順序3、度量實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系:對(duì)于點(diǎn)、線、面三種類型的空間實(shí)體，它們兩兩之間存在著分離、相鄰、重合、包含或覆蓋、相交5種可能的關(guān)系拓?fù)潢P(guān)系的意義:1、拓?fù)潢P(guān)系能清楚地反映實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何坐標(biāo)關(guān)系有更大的穩(wěn)定性，不隨投影變換而變化。2、利用拓?fù)潢P(guān)系有利于空間要素的查詢。3、可以根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系重建地理實(shí)體。例如根據(jù)弧段構(gòu)建多邊形，實(shí)現(xiàn)道路的選取，進(jìn)行最佳路徑的選擇等?？臻g數(shù)據(jù)邏輯模型:包括1、矢量數(shù)據(jù)模型（形式為坐標(biāo)串）2、柵格數(shù)據(jù)模型（適用場(chǎng)模型、概念模型）3、矢量-柵格一體化數(shù)據(jù)模型4、鑲嵌數(shù)據(jù)模型（規(guī)則格網(wǎng)、不規(guī)則:TIN和Voronoi）5

5、、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（核心是技術(shù)和類，面向?qū)ο蠹夹g(shù)將對(duì)象的屬性和方法進(jìn)行封裝，另外還有分類、概括、聚集、聯(lián)合等）6、三維空間數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):是空間數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的組織和編碼形式。它是一種適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理和處理空間數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，是地理實(shí)體的空間排列和相互關(guān)系的抽象描述。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):柵格結(jié)構(gòu)是將地理空間劃分成若干行、若干列，稱為一個(gè)象元陣列，其最小單元稱為象元或象素。每個(gè)象元的位置由行列號(hào)確定，其屬性則以代碼表示。每個(gè)柵格單元只能存在一個(gè)值。以柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的地理空間關(guān)系稱為圖象（image）或格（

6、grid）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：離散的量化柵格值表示空間對(duì)象位置隱含，屬性明顯幾何和屬性偏差數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于遙感數(shù)據(jù)結(jié)合，但數(shù)據(jù)量大面向位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，難以建立空間對(duì)象之間的關(guān)系柵格數(shù)據(jù)的編碼方式：直接編碼（無壓縮）、鏈?zhǔn)骄幋a、游程長(zhǎng)度編碼、塊狀編碼、四叉樹（常規(guī)四叉樹、線性四叉樹一十進(jìn)制Morton碼）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是另一種常乳的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是用一系列有序的x、y坐標(biāo)對(duì)表示地理實(shí)體的空間位置矢量結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：屬性隱含，定位明顯矢量型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為實(shí)體型和拓?fù)湫蛢纱箢?。矢量?shù)據(jù)的編碼方案：實(shí)體式編碼索引式雙重獨(dú)立編碼鏈狀雙重獨(dú)立式拓?fù)涞臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：索引（點(diǎn)構(gòu)成邊，邊構(gòu)成多邊形。優(yōu)點(diǎn)消除了公共邊

7、的冗余）、雙重獨(dú)立式編碼鏈狀：概念：它是從某一起點(diǎn)開始用沿八個(gè)基本方向前進(jìn)的單位矢量鏈來表示線狀地物或多邊形的邊界、構(gòu)建文件兩者差別：鏈狀比雙重多弧段點(diǎn)文件（弧段點(diǎn)的坐標(biāo)文件）洞的弧段前加符號(hào)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：1. 用離散的點(diǎn)描述空間對(duì)象與特征，定位明顯，屬性隱含2. 用拓?fù)潢P(guān)系描述空間對(duì)象之間的關(guān)系3. 面向目標(biāo)操作，精度高，數(shù)據(jù)冗余度小4. 與遙感等圖象數(shù)據(jù)難以結(jié)合5. 輸出圖形質(zhì)量好，精度高矢量柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：數(shù)據(jù)屋定義：數(shù)據(jù)庫是為一定目的服務(wù)，以特定結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合?？臻g數(shù)據(jù)庫定義：空間數(shù)據(jù)庫是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合空間數(shù)據(jù)引擎：能將關(guān)系圖形數(shù)據(jù)

8、放到大型數(shù)據(jù)庫中管理的產(chǎn)品空間索引：空間數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量特別大；屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)聯(lián)合管理；數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍廣泛空間數(shù)據(jù)庫管理方式（文件、全關(guān)系、對(duì)象數(shù)據(jù)庫）文件:shipfilemapinfo全關(guān)系：oracle數(shù)據(jù)模型：是現(xiàn)實(shí)世界在數(shù)據(jù)庫中的抽象，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型的要素：數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)完整性約束數(shù)據(jù)模型的分類：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型數(shù)據(jù)模式：是數(shù)據(jù)模型的一部分，分為3級(jí)：概念模式、外模式、內(nèi)模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫：是以關(guān)系數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn):Data的結(jié)構(gòu)化、共享化、獨(dú)立性、完整性、靈活性、安全性數(shù)據(jù)源按獲取方式分：地圖Data、遙感Dat

9、a、實(shí)測(cè)Data、共享Data數(shù)據(jù)源按表現(xiàn)方式分：數(shù)字化Data、多媒體Data、文本資料Data地圖數(shù)據(jù)源注意：地圖存儲(chǔ)介質(zhì)的缺陷、地圖現(xiàn)勢(shì)性較差、地圖投影的轉(zhuǎn)換遙感數(shù)據(jù)源注意：注意影像的糾正、影像的分辨率、影像的解譯特征等方面的問題數(shù)據(jù)采集流程：屬性數(shù)據(jù)的采集：包括各類調(diào)查報(bào)告、文件、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與野外調(diào)查的原始記錄等新型數(shù)據(jù)獲取方式:車載移動(dòng)數(shù)據(jù)采集、無人機(jī)CCD攝影、航空和地面三維激光掃描(LIDAR)、航天/航空激光測(cè)高技術(shù)、雷達(dá)干涉測(cè)量(INSAR)空間實(shí)體的編碼方式:層次分類編碼法多源分類編碼法矢量數(shù)據(jù)的編輯與處理：非拓?fù)鋽?shù)據(jù)編輯1. 刪除、移動(dòng)、剪切和粘貼2. 分割和合并

10、3. 線條的簡(jiǎn)化、加密和平滑拓?fù)鋽?shù)據(jù)編輯地圖編輯過程始于地圖拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建。這一步確保計(jì)算機(jī)能夠辨認(rèn)地圖上單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形。同時(shí)，在地圖要素之間建立拓?fù)潢P(guān)系的過程能夠消除某些數(shù)字化錯(cuò)誤。第二步是指出地圖上存在的數(shù)字化錯(cuò)誤的類型。第三步是消除數(shù)字化錯(cuò)誤。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)(方法不考)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(4種)、圖形拼接、拓?fù)渖?、?shù)據(jù)壓縮？元數(shù)據(jù)：元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”(對(duì)數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史等的說明、對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述、對(duì)數(shù)據(jù)處理信息的說明，如量綱的轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述、對(duì)數(shù)據(jù)庫的更新、集成方法等的說明)誤差(Error)：表示數(shù)據(jù)與其真值之間的

11、差異測(cè)量誤差:人們對(duì)客觀事物或現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)總會(huì)存在不同程度的誤差，這種誤差在對(duì)變量進(jìn)行觀測(cè)和量測(cè)的過程中反映出來，成為測(cè)量誤差準(zhǔn)確性(Accuracy):即一個(gè)記錄值(測(cè)量或觀察值)與它的真實(shí)值之間的接近程度偏差：不確定性：關(guān)于空間事物、現(xiàn)象的特征和過程不能被準(zhǔn)確地確定的程度空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)：數(shù)據(jù)情況說明(source/lineage)、位置精度(metricaccuracy)、屬性精度(attributeaccuracy)、時(shí)間精度(temporalaccuracy)、邏輯一致性(logicalconsistency)、數(shù)據(jù)完整性(completeness)、數(shù)據(jù)相容性(compatibi

12、lity)、數(shù)據(jù)可得性(accessibility)、表達(dá)形式的合理性(reasonability)評(píng)價(jià)方法：誤差來源：空間數(shù)據(jù)辰-量問題的來源野蚌測(cè)鼓溟址:發(fā)器瀑潼、記錄溟差.迪閭歎棗艮塗;直蚣裁瑕謖垃、來標(biāo)轉(zhuǎn)報(bào).制閣蛛盤屋細(xì)劇黑;-捶寶北煤虧住器溟萬按陸謖嘗車耗系絨罄式持磺溟養(yǎng)I療糕一矢童互撫、二當(dāng)網(wǎng)一等輕裟互換-彭側(cè)膺磁-空同霸度車叢:茶岡謹(jǐn)曲建/犬、礎(chǔ)越那臍圖世元太大;，井類間隔菲合逵:-若層益斎疊加空起的磺蓋共譴;松瞪崖差'姜灤歡鋸綜吉幷祈尊-輸出設(shè)螯不宗羈京起的逞適，檜迫的煤舟車港定造癡的濮墜乂-對(duì)數(shù)據(jù)所包的恭總的豪解:時(shí)敎毬隹懇茲重不當(dāng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法:1傳統(tǒng)的手工方法2

13、元數(shù)據(jù)方法3地理相關(guān)法數(shù)據(jù)入庫流程:空間數(shù)據(jù)杳詢的概念（屬性杳圖形、圖形杳屬性）:在空間數(shù)據(jù)庫中檢索出滿足給定條件或位置的空間對(duì)象或?qū)傩蕴卣鞯囊环N操作內(nèi)容方式筑計(jì)圖發(fā)空間槿養(yǎng)»園性列表空同關(guān)果島亮廈顯不幾何特證空間數(shù)據(jù)查詢與空間分析的關(guān)系：是空間分析的基礎(chǔ)、是GIS空間分析的起始點(diǎn)注：空間查詢不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)集、空間查詢不改變?cè)械臄?shù)據(jù)集空間關(guān)系杳詢主要包括：拓?fù)潢P(guān)系查詢：包括鄰接關(guān)系査詢（鄰接關(guān)系查詢包括點(diǎn)與點(diǎn)、線與線、面與面鄰接關(guān)系查詢，還可以涉及與某個(gè)節(jié)點(diǎn)臨接的線狀地物和面狀地物信息的查詢）、包含關(guān)系査詢（查詢某一面狀地物所包含的某一類地物，或者查詢包含某一地物的面狀地物）、關(guān)聯(lián)

14、關(guān)系査詢（是空間不同元素之間拓?fù)潢P(guān)系的查詢，可以查詢與某點(diǎn)狀地物相關(guān)聯(lián)的線狀地物的信息,也可以查詢與線狀地物關(guān)聯(lián)的面狀地物的信息）緩沖區(qū)查詢：是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的點(diǎn)線面地理實(shí)體，自動(dòng)建立一定寬度范圍的多邊形，表征特定地理實(shí)體對(duì)鄰域的影響范圍。緩沖區(qū)查詢是不破壞原有空間目標(biāo)的關(guān)系，只檢索緩沖區(qū)范圍內(nèi)涉及到的空間目標(biāo)緩沖區(qū)查詢概念（對(duì)照緩沖區(qū)分析）應(yīng)用、空間分析綜合題空間分析定義:空間分析是從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對(duì)象的空間位置、分布、形態(tài)、形成和演變等信息的分析技術(shù)，是地理信息系統(tǒng)的核心功能之一是地理信息系統(tǒng)區(qū)別于一般管理信息系統(tǒng)的主要功能特征。空間分析的種類：疊置分析、緩沖區(qū)分析、窗口分析、網(wǎng)絡(luò)分

15、析疊置分析:更適合柵格數(shù)據(jù)定義：疊置分析是將有關(guān)主題層組成的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，不僅生成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個(gè)數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。適用條件：1、不同數(shù)據(jù)層面所對(duì)應(yīng)的地面范圍必須是一致的2、參與疊置分析的多層面分析數(shù)據(jù)必須有效匹配3、疊置分析的分析模型與分析數(shù)據(jù)必須有效匹配4、需了解疊置分析產(chǎn)生的誤差與不確定性特征，并有相應(yīng)的解決方案矢量數(shù)據(jù)（點(diǎn)線面和多邊形的疊置）、多邊形疊置（破碎多邊形，拓?fù)渚庉嬂镉腥サ羝扑槎噙呅危┚彌_區(qū)分析：更適用柵格數(shù)據(jù)定義：緩沖區(qū)就是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍。在指定距離之內(nèi)的區(qū)域稱為緩沖區(qū)。類型：點(diǎn)線面的

16、緩沖區(qū)分析緩沖條件（固定值或固定屬性）窗口分析:定義：是指對(duì)于柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的一個(gè)、多個(gè)柵格點(diǎn)或全部數(shù)據(jù)，開辟一個(gè)有固定分析半徑的分析窗口，固定分析半徑的分析窗口，并在該窗口內(nèi)進(jìn)行諸如極值、均值等一系列統(tǒng)計(jì)計(jì)算，或與其它層面的信息均進(jìn)行必要的復(fù)合分析，從而實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)有效的水平方向擴(kuò)展分析三個(gè)要素：1、中心點(diǎn)：可能就是一個(gè)柵格點(diǎn)，或者是分析窗口的最中間的柵格點(diǎn)2、分析窗口大小與類型：依據(jù)的單個(gè)窗口中的柵格分布狀況3、運(yùn)算方式：圖層根據(jù)窗口分析類型運(yùn)算，依據(jù)不同的運(yùn)算方式獲得新的圖層，如DEM提取坡度、坡向運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)分析：定義：就是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點(diǎn)與弧段拓?fù)洹⒒《蔚倪B通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間與屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計(jì)算技術(shù)組成和屬性：網(wǎng)絡(luò)層次、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)基本要素（鏈、結(jié)點(diǎn)）、網(wǎng)絡(luò)特殊要素應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)路徑分析4D產(chǎn)品：DEM、DOM、DLG、DRGdem定義：它是地球表面地形地貌離散數(shù)字的一種數(shù)學(xué)表達(dá)結(jié)構(gòu)（規(guī)則格網(wǎng)Grid、不規(guī)則tin、等高線、基于離散點(diǎn)的DEM）內(nèi)插方法、坡度（法線與垂直方向之夾角