RS和GIS復(fù)習(xí)框架教學(xué)文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。RS和GIS復(fù)習(xí)框架-RS第一章遙感技術(shù)具有先進(jìn)性、綜合性和實(shí)用性。構(gòu)成遙感技術(shù)的4個(gè)必不可少的要素是對(duì)象、傳感器、信息傳播媒介和平臺(tái)。對(duì)象：被感測(cè)的事物。遙感器：能感測(cè)事物并能將感測(cè)的結(jié)果傳遞給使用者的儀器。如攝影機(jī)，雷達(dá)等。也稱傳感器，信息傳播媒介：在對(duì)象和傳感器之間起信息傳播作用的媒介。如電磁波，聲波、重力場(chǎng)、磁力場(chǎng)、電力場(chǎng)、地震波等。電磁波來(lái)源：遙感器本身、太陽(yáng)、地物。平臺(tái)：裝載傳感器并使之能有效地工作的裝置。如飛機(jī)、人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)等夠運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)也可叫做運(yùn)載工具。遙感監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)：1監(jiān)測(cè)區(qū)

2、域范圍大，受條件限制少；2多尺度動(dòng)態(tài)重復(fù)獲取數(shù)據(jù)；3、電磁信息豐富，信息表達(dá)形式多樣，獲取信息的手段多，信息量大；4、獲取信息額速度快，周期短，重現(xiàn)性好；5、數(shù)據(jù)可滿足多用途監(jiān)測(cè)，可比性強(qiáng)；6、效益高，精度高，提高工作效率。第二章一般而言，RS指的是電磁波遙感。遙感技術(shù)是建立在物體電磁波輻射理論基礎(chǔ)上的。任何物體本身都會(huì)具有發(fā)射、吸收和反射電磁波的能力，這是物體的基本特征。電磁波：是在真空或物質(zhì)中通過(guò)傳播電磁場(chǎng)的振動(dòng)而傳輸能量的波，也稱為電磁輻射。電磁波的性質(zhì)：電磁輻射在傳播過(guò)程中主要表現(xiàn)為波動(dòng)性，而電磁輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)主要表現(xiàn)為粒子性，稱為電磁波的波粒二象性。電磁波譜：將各種電磁波在真空

3、中傳播的波長(zhǎng)，按其長(zhǎng)短，遞增或遞減排列成圖標(biāo)叫做電磁波譜。太陽(yáng)常數(shù)：不受大氣影響，在距離太陽(yáng)一個(gè)天文單位（日地平均距離，1.496108m）的區(qū)域內(nèi)，垂直于太陽(yáng)輻射方向上單位面積和單位時(shí)間黑體所接收到的太陽(yáng)輻射能量。太陽(yáng)輻射與地球輻射：太陽(yáng)輻射接近于溫度為6000K的黑體輻射，主要集中于波長(zhǎng)較短的部分；地球輻射是指地表自身熱輻射，接近于溫度為300K的黑體輻射，主要集中在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的部分。地物波譜（地物光譜）:各種地物具有的電磁波特性（反射率、發(fā)射率、透射率同波長(zhǎng)的變化規(guī)律）。到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量（I）可分為三部分：反射（R）、吸收(A)、透射（T）。I=R+A+T三種反射狀況：鏡面反射、漫反

4、射、方向反射。地物的反射波譜曲線反應(yīng)地物反射率隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律不同。識(shí)別地物。不同的地物具有不同的波譜特征根據(jù)區(qū)分的地物不同選擇不同波段的遙感影像衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的波譜曲線是地物分類的基礎(chǔ)地面地物反射波譜曲線的測(cè)定是遙感數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)地物波譜數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)地物波譜曲線測(cè)量是遙感的重要內(nèi)容不同地物的反射光譜曲線特征植被分為三段：0.4-0.76m:有一個(gè)小的反射峰，位于綠色波段（0.55m），兩邊（藍(lán)、紅）為吸收帶（凹谷）。0.76-1.3m:高反射，在0.7m處反射率迅速增大，至1.1處有峰值。1.3-2.5m:受植物含水量影響，吸收率增加，反射率下降，形成幾個(gè)低谷。水體：反射主要在藍(lán)綠波段，其它波

5、段吸收都很強(qiáng)，近紅外吸收更強(qiáng)。土壤：沒(méi)有明顯的波峰波谷土質(zhì)越細(xì)反射率越高，有機(jī)質(zhì)含量越高含水量越高，反射率越低。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的影響大氣的反射作用主要發(fā)生在云層頂部，取決于云量和云霧，且波段不同大氣影響不同，削弱了電磁波強(qiáng)度。大氣的吸收作用嚴(yán)重影響傳感器對(duì)電磁輻射的探測(cè)，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射強(qiáng)度衰減；吸收作用越強(qiáng)的波段，輻射強(qiáng)度衰減越大，甚至某些波段的電磁波完全不能通過(guò)大氣；在太陽(yáng)輻射到達(dá)地面時(shí)，形成了電磁波的某些吸收帶。主要吸收帶：水、二氧化碳、臭氧、氧氣大氣的散射作用由于粒子的散射作用使電磁波在原傳播方向上的輻射強(qiáng)度減弱，增加了向其它各方向的輻射。三種散射類型：瑞利散射、米氏散射、非選擇性散射。大

6、氣窗口：電磁波通過(guò)大氣層時(shí)較少被反射、吸收或散射的透過(guò)率較高的波段。大氣窗口的意義折射改變了太陽(yáng)輻射的方向，并不改變太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度；太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣傳輸后，主要是反射、吸收和散射的共同影響衰減了輻射強(qiáng)度，剩余部分即為透過(guò)部分；遙感傳感器只能選擇透過(guò)率較高的波段才有意義。主要的大氣窗口光譜段（5個(gè)）：0.3-1.3m，即紫外、可見(jiàn)光、近紅外波段；1.5-1.8m,2.0-3.5m，即近、短波、中紅外波段；3.5-5.5m，即中紅外波段，物體的熱輻射較強(qiáng)；8-14m，即遠(yuǎn)紅外波段；0.8-2.5cm至更長(zhǎng),即微波波段，由于微波穿云透霧的能力，這一區(qū)間可以全天候工作。第三章遙感平臺(tái)：遙感中搭載遙感器

7、工具的統(tǒng)稱按平臺(tái)距地面的高度大體上可分為三類：地面平臺(tái)（100m）、航空平臺(tái)（30km）、航天平臺(tái)(150km)。衛(wèi)星軌道的種類：地球同步軌道和太陽(yáng)同步軌道遙感衛(wèi)星一般有兩種繞地球飛行方式：靜止軌道和近極地軌道。靜止軌道可以定點(diǎn)觀測(cè)，而極地軌道（圓形）則可定期觀測(cè)。Landsat系列4,5（TM7個(gè)波段的特征和作用）氣象衛(wèi)星（按軌道分）：地球靜止軌道氣象衛(wèi)星和太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星。第四章傳感器類型分類：按電磁波輻射來(lái)源不同分為主動(dòng)式和被動(dòng)式；按成像原理和圖像性質(zhì)不同分為攝像機(jī)、掃描儀、雷達(dá)；按記錄電磁波方式不同分為成像方式傳感器和非成像方式傳感器。傳感器組成：收集器、探測(cè)器、處理器、輸出器。第

8、五章數(shù)據(jù)格式包括，BSQ數(shù)據(jù)格式、BIP數(shù)據(jù)格式、BIL數(shù)據(jù)格式數(shù)字圖像：能夠被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理和使用的圖像。數(shù)字圖像特征：空間分辨率（像素所代表的地面范圍的大?。?；時(shí)間分辨率（對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間采樣的時(shí)間間隔，即采樣頻率、重訪周期）；波普分辨率（傳感器在接受目標(biāo)輻射的波普時(shí)能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。間隔越小，分辨率越高）；輻射分辨率（傳感器接受波普信號(hào)時(shí)，能分辨的最小輻射度差）第六章顏色的性質(zhì)：明度、色調(diào)、飽和度彩色合成方法：加色法、減色法假彩色合成：多波段遙感所選的三個(gè)波段中，如果存在一個(gè)或多個(gè)波段，其光譜響應(yīng)區(qū)間與合成時(shí)所賦予的顏色不相對(duì)應(yīng)，則地物在合成圖像上的顏色與實(shí)際真實(shí)的顏色不相對(duì)應(yīng)，

9、叫做假彩色合成。TM432：TM4、TM3、TM5三個(gè)波段合成時(shí)，分別賦予紅、綠、藍(lán)顏色。TM圖像的這種合成可以突出圖像上地物色調(diào)特征的色彩差別，被稱為標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。輻射畸變：地物目標(biāo)的光譜反射率的差異在實(shí)際測(cè)量時(shí)，受到傳感器本身、大氣輻射等其他因素影響而發(fā)生的改變。影響輻射畸變的因素：傳感器本身的影響，會(huì)導(dǎo)致圖像不均勻，產(chǎn)生條紋和噪音；大氣對(duì)輻射的影響大氣影響的粗略校正：直方圖最小值去除法，回歸分析法幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。幾何畸變是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等作用的結(jié)果。幾何畸變產(chǎn)生的原因：遙感

10、平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響；地形起伏的影響；地球表面曲率的影響；大氣折射的影響；地球自轉(zhuǎn)的影響幾何畸變校正基本思路：把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某種地圖投影的圖像，且要找到新圖像中每一像元的亮度值。具體步驟1）計(jì)算校正后每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)原圖中的位置；2）計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。計(jì)算方法1）建立兩圖像像元點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；2）求出原圖所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的亮度：最近鄰法、雙線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。控制點(diǎn)的選取原則易分辨、易定位的特征點(diǎn)：道路的交叉口，水庫(kù)壩址，河流彎曲點(diǎn)等。特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些。盡可能滿幅均勻選取。第七章目視解譯：指專業(yè)人員通過(guò)直接觀察或借助解譯儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過(guò)

11、程。遙感圖像目視解譯的標(biāo)志直接標(biāo)志：大小、形狀色調(diào)和顏色、陰影、位置、紋理、圖型間接標(biāo)志：水系、地貌、土質(zhì)類、植被、氣候、人類活動(dòng)第八章非監(jiān)督分類：是在沒(méi)有先驗(yàn)類別知識(shí)(訓(xùn)練場(chǎng)地)的情況下，根據(jù)圖像本身的統(tǒng)計(jì)特征及自然點(diǎn)群的分布情況來(lái)劃分地物類別的分類處理，也叫做“邊學(xué)習(xí)邊分類法”監(jiān)督分類：監(jiān)督分類又稱訓(xùn)練場(chǎng)地法或先學(xué)習(xí)后分類法。它是先選擇具有代表性的典型試驗(yàn)區(qū)或訓(xùn)練區(qū)，用訓(xùn)練區(qū)已知地面樣本的光譜特征來(lái)“訓(xùn)練”計(jì)算機(jī)，獲得識(shí)別各類地物的判別模式或判別函數(shù)，并依此模式或判別函數(shù)，對(duì)未知地區(qū)的像元進(jìn)行處理分類，分別歸入到已知的類別中，達(dá)到自動(dòng)分類識(shí)別的目的。監(jiān)督分類步驟：建立模板（訓(xùn)練樣本）評(píng)價(jià)模

12、板確定初步分類結(jié)果檢驗(yàn)分類結(jié)果分類后處理分類統(tǒng)計(jì)特征柵格矢量轉(zhuǎn)換統(tǒng)計(jì)分析非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法比較非監(jiān)督分類主要優(yōu)點(diǎn)：不需要預(yù)先對(duì)所要分類的區(qū)域有廣泛的了解和熟悉，而監(jiān)督分類則需要分析者對(duì)所研究區(qū)域有很好的了解從而才能選擇訓(xùn)練樣本。但是在非監(jiān)督分類中分析者仍需要一定的知識(shí)來(lái)解釋非監(jiān)督分類得到的集群組；人為誤差的機(jī)會(huì)減少，即使分析者對(duì)分類圖像有很強(qiáng)的看法偏差，也不會(huì)對(duì)分類結(jié)果有很大影響。因此非監(jiān)督分類產(chǎn)生的類別比監(jiān)督分類所產(chǎn)生的更均質(zhì)；獨(dú)持的、覆蓋量小的類別均能夠被識(shí)別，而不會(huì)像監(jiān)督分類那樣被分析者的失誤所丟失非監(jiān)督分類主要缺點(diǎn)來(lái)自于對(duì)其“自然”的依賴性非監(jiān)督分類產(chǎn)生的光譜集群組并不一定對(duì)應(yīng)于

13、分析者想要的類別，因此分析者面臨著如何將它們和想要的類別相匹配的問(wèn)題，實(shí)際上幾乎很少有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系；分析者較難對(duì)產(chǎn)生的類別進(jìn)行控制，因此其產(chǎn)生的類別也許并不能讓分析者滿意；圖像中各類別的光譜特征會(huì)隨時(shí)間、地形等變化，不同圖像以及不同時(shí)段的圖像之間的光譜集群組無(wú)法保持其連續(xù)性，從而使其不同圖像之間的對(duì)比變得困難監(jiān)督分類的主要優(yōu)點(diǎn)可根據(jù)應(yīng)用目的和區(qū)域，有選擇地決定分類類別，避免出現(xiàn)一些不必要的類；可控制訓(xùn)練樣本的選擇；可通過(guò)檢查訓(xùn)練樣本來(lái)決定訓(xùn)練樣本是否被精確分類；避免了非監(jiān)督分類中對(duì)光譜集群組的重新歸類。監(jiān)督分類的缺點(diǎn)1、分類系統(tǒng)的確定、訓(xùn)練樣本的選擇，均人為主觀因素較強(qiáng)，分析者定義的類別也

14、許并不是圖像中存在的自然類別，導(dǎo)致多維數(shù)據(jù)空間中各類別間并非獨(dú)一無(wú)二，而是有重疊；分析者所選擇的訓(xùn)練樣本也可能并不代表圖像中的真實(shí)情形2、由于圖像中同一類別的光譜差異，造成訓(xùn)練樣本并沒(méi)有很好的代表性3、訓(xùn)練樣本的選取和評(píng)估需花費(fèi)較多的人力、時(shí)間4、只能識(shí)別訓(xùn)練樣本中所定義的類別，若某類別由于訓(xùn)練者不知道或者其數(shù)量太少未被定義，則不能識(shí)別第九章影響植物光譜的因素：葉綠素、葉子的組織構(gòu)造、葉子的含水量、植物覆蓋度植被指數(shù)：是遙感領(lǐng)域中用來(lái)表征地表植被覆蓋，生長(zhǎng)狀況的一個(gè)簡(jiǎn)單，有效的度量參數(shù)。歸一化植被指數(shù)NDVI：是簡(jiǎn)單比值植被指數(shù)RVI，經(jīng)非線性的歸一化處理后，使所得的比值，限定在-1，1范圍內(nèi)

15、。NDVI介于-1和1之間，負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪等，對(duì)可見(jiàn)光高反射；0表示巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大。NDVI更適用于植被發(fā)育中期或中等覆蓋度植被檢測(cè)。GIS第一章信息：是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)字、符號(hào)、語(yǔ)言、圖象等介質(zhì)來(lái)表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識(shí)，是生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)、管理、分析和決策的依據(jù)。地理信息：有關(guān)地理實(shí)體的性質(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。地理信息特征：空間分布性、數(shù)據(jù)量大、信息載體的多樣性地

16、理信息系統(tǒng)構(gòu)成：從計(jì)算機(jī)的角度看，GIS是由軟件、硬件、數(shù)據(jù)和用戶、應(yīng)用模型組成第二章地球空間模型描述，分為四類：第一類是地球的自然表面；第二類是相對(duì)抽象的面，即大地水準(zhǔn)面；第三類是模型，就是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)建立起來(lái)的地球橢球體模型（克拉索夫斯基橢球體參數(shù)）；第四類是數(shù)學(xué)模型地理空間的實(shí)體分為點(diǎn)、線、面三種要素柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)對(duì)地理實(shí)體的顯式描述矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)對(duì)地理實(shí)體的隱式描述柵格和矢量結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)描述空間實(shí)體的兩種最基本的方式空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時(shí)間特征空間數(shù)據(jù)的類型：類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號(hào)數(shù)據(jù)空間拓?fù)潢P(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系

17、是一種對(duì)空間結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法?？臻g拓?fù)潢P(guān)系描述的是實(shí)體間鄰接關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系和包含關(guān)系點(diǎn)、線、面空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系：點(diǎn)點(diǎn)關(guān)系、點(diǎn)線關(guān)系、點(diǎn)面關(guān)系、線線關(guān)系、線面關(guān)系、面面關(guān)系拓?fù)潢P(guān)系的重要意義：根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種空間實(shí)體相對(duì)于另一種空間實(shí)體的位置關(guān)系。利用拓?fù)潢P(guān)系有利于空間要素的查詢。可以根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系重建地理實(shí)體。元數(shù)據(jù)：元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”。元數(shù)據(jù)的主要作用：幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔。提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)(clearinghouse)及數(shù)據(jù)銷售等方面的信息，便于

18、用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù)提供通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關(guān)的輔助信息幫助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否能滿足其需求作出正確的判斷提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用的數(shù)據(jù)。第三章柵格數(shù)據(jù)結(jié)：在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，整個(gè)地理空間被規(guī)則地分為一個(gè)個(gè)小塊（通常為正方形），地理實(shí)體的位置是由占據(jù)小塊的橫排與豎列的位置決定，小塊的位置則由其橫排豎列的數(shù)碼決定，每個(gè)地理實(shí)體的形態(tài)是由柵格或網(wǎng)格中的一組點(diǎn)來(lái)構(gòu)成。然后在各個(gè)格網(wǎng)單元內(nèi)賦以空間對(duì)象相應(yīng)的屬性值的一種數(shù)據(jù)組織方式。柵格數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式：鏈?zhǔn)骄幋a、游程長(zhǎng)度編碼、游程終止編碼、塊狀編碼四叉樹(shù)編碼矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是

19、利用歐幾里得幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面及其組合體來(lái)表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼方法：實(shí)體式、索引式、雙重獨(dú)立式（DIME）、鏈狀雙重獨(dú)立式雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是對(duì)圖上網(wǎng)狀或面狀要素的任何一條線段，用其兩端的節(jié)點(diǎn)及相鄰面域來(lái)予以定義。鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。在DIME中，一條邊只能用直線兩端點(diǎn)的序號(hào)及相鄰的面域來(lái)表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線段合為一個(gè)弧段（或鏈段），每個(gè)弧段可以有許多中間點(diǎn)。在鏈狀雙重獨(dú)立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有四個(gè)文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點(diǎn)文件。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較第四章空間數(shù)據(jù)庫(kù)與一般數(shù)據(jù)庫(kù)相比

20、，具有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量特別大不僅有地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)應(yīng)用的面相當(dāng)廣數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征：數(shù)據(jù)集中控制特征數(shù)據(jù)冗余度小的特征數(shù)據(jù)獨(dú)立性特征復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)保護(hù)特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)組織一般可以分為四級(jí)：數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)之間的邏輯聯(lián)系主要有三種：1、一對(duì)一的聯(lián)系2、一對(duì)多的聯(lián)系(1：N)3、多對(duì)多的聯(lián)系(M：N)數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域采用的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型和關(guān)系模型，其中應(yīng)用最廣泛的是關(guān)系模型。層次模型的主要特點(diǎn)是將數(shù)據(jù)組織成一對(duì)多關(guān)系的結(jié)構(gòu)層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單清晰性能較高良好的完整性支持缺點(diǎn)：不能直接表示多對(duì)多關(guān)系操作限制多結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，層次命令程序化網(wǎng)絡(luò)模

21、型是具有多對(duì)多類型的數(shù)據(jù)組織方式，結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間沒(méi)有明確的從屬關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系數(shù)據(jù)冗余小缺陷：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，增加了用戶查詢和定位的困難。需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)間聯(lián)系的指針，使得數(shù)據(jù)量增大數(shù)據(jù)的修改不方便（指針必須修改）關(guān)系模型是把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表形式關(guān)系模式的優(yōu)點(diǎn)：1、建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上，能夠以簡(jiǎn)單、靈活的方式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中各種實(shí)體及其相互間關(guān)系，使用與維護(hù)也很方便2、概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用3、關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明關(guān)系模式的缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)效率不夠高。描述對(duì)象語(yǔ)義的能力較弱不直接支持層次結(jié)構(gòu)模型的可

22、擴(kuò)充性較差第五章空間數(shù)據(jù)質(zhì)量：是空間數(shù)據(jù)在表達(dá)空間位置、專題特征以及時(shí)間信息這三個(gè)基本要素時(shí)，所能夠達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)：（GIS數(shù)據(jù)精度可以從哪幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)？并解釋。）數(shù)據(jù)情況說(shuō)明要求對(duì)數(shù)據(jù)的來(lái)源、內(nèi)容、處理過(guò)程做詳盡的說(shuō)明位置精度(定位精度)空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與真實(shí)實(shí)體位置的接近程度，表現(xiàn)為三維坐標(biāo)屬性精度指空間實(shí)體的屬性值與其真實(shí)值相符的程度時(shí)間精度(現(xiàn)勢(shì)性)指數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，通過(guò)數(shù)據(jù)更新的時(shí)間和頻度來(lái)表現(xiàn)邏輯一致性地理數(shù)據(jù)關(guān)系上的可靠性，以及拓?fù)湫再|(zhì)上的內(nèi)在一致性數(shù)據(jù)完整性指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)等方面滿足所有要求的完整度表

23、達(dá)形式的合理性指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達(dá)與真實(shí)地理世界的吻合性第六章模型：所謂模型，就是將系統(tǒng)的各個(gè)要素，通過(guò)適當(dāng)?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則描寫出來(lái)的簡(jiǎn)明的映象。通常表達(dá)了某個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程或發(fā)展結(jié)果。地學(xué)模型：是用來(lái)描述地理系統(tǒng)各個(gè)要素之問(wèn)相互關(guān)系和客觀規(guī)律的，它用信息的、語(yǔ)言的、數(shù)學(xué)的或其它表達(dá)形式，通常反映地學(xué)過(guò)程及其發(fā)展趨勢(shì)或結(jié)果。是在對(duì)系統(tǒng)所描述的具體對(duì)象與過(guò)程，進(jìn)行大量專業(yè)研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出來(lái)的客觀規(guī)律的抽象或模擬。地學(xué)模型也稱為專題分析模型。（地學(xué)模型是利用地理建模的思想和方法，對(duì)自然地理對(duì)象的抽象和概括。具有復(fù)雜性、空間性、時(shí)間性和模糊性。地學(xué)分析模型主要包括邏輯模型、物理模型、數(shù)學(xué)

24、模型、圖像模型）矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析是研究根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形實(shí)體，從而實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴(kuò)展的信息分析方法。它是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。例如，城市的噪音污染源所影響的一定空間范圍、交通線兩側(cè)所劃定的綠化帶，即可分別描述為點(diǎn)的緩沖區(qū)與線的緩沖帶。而多邊形面域的緩沖帶有正緩沖區(qū)與負(fù)緩沖區(qū)之分矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析是研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最好的運(yùn)籌學(xué)基本模型。網(wǎng)絡(luò)分析的主要用途是：選擇最佳路徑；選擇最佳布局中心的位置。所謂最佳路徑是指從始點(diǎn)到終點(diǎn)的最短距離或花費(fèi)最少的路線；最佳布局中

25、心位置是指各中心所覆蓋范圍內(nèi)任一點(diǎn)到中心的距離最近或花費(fèi)最?。痪W(wǎng)流量是指網(wǎng)絡(luò)上從起點(diǎn)到終點(diǎn)的某個(gè)函數(shù)，如運(yùn)輸價(jià)格，運(yùn)輸時(shí)間等?？臻g數(shù)據(jù)內(nèi)插內(nèi)插在已存在觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域范圍之內(nèi)估計(jì)未觀測(cè)點(diǎn)的特征值的過(guò)程推估（外推）在已存在觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域范圍之外估計(jì)未觀測(cè)點(diǎn)的特征值的過(guò)程數(shù)字高程模型（DEM）：是通過(guò)有限的地形高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地形曲面的數(shù)字化模擬，它是對(duì)二維地理空間上具有連續(xù)變化特征地理現(xiàn)象的模型化表達(dá)和過(guò)程模擬。DEM的應(yīng)用：基于DEM的信息提取基于DEM的可視化分析流域水文特征及土木工程地形三維圖的繪制地貌暈渲圖繪制數(shù)字地形分析：是指在數(shù)字高程模型上進(jìn)行地形屬性計(jì)算和特性提取的數(shù)字信息處理技術(shù)?？臻g分

26、析應(yīng)用空間分析的目的是解決某類與地理空間有關(guān)的問(wèn)題，通常涉及多種空間分析操作的組合。一般步驟是：明確分析的目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析操作進(jìn)行結(jié)果分析解釋、評(píng)價(jià)結(jié)果（如有必要，返回步驟1）結(jié)果輸出（地圖、表格和文檔）例1：道路拓寬改建過(guò)程中的拆遷指標(biāo)計(jì)算1）明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)目的：計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的面積和房產(chǎn)價(jià)值；道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是：a)道路從原有的20m拓寬至60m；b)拓寬道路應(yīng)盡量保持直線；c)部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除。2）準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)涉及兩類信息：一類是現(xiàn)狀道路圖；另一類是分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖及相關(guān)的信息；3）進(jìn)行空間操作a)選擇擬

27、拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)。b)將此緩沖區(qū)與建筑物層數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浏B加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物信息。4）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析a)對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去除，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整。b)對(duì)所有需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算。將分析結(jié)果以地圖或表格的形式打印輸出。例2：輔助建筑項(xiàng)目選址1）建立分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)目的：確定一些具體的地塊，作為一個(gè)輕度污染工廠的可能建設(shè)位置。工廠選址的標(biāo)準(zhǔn)包括：a）地塊建設(shè)用地面積不小于10000平方米；b）地塊的地價(jià)不超過(guò)1萬(wàn)元/平方米；c）

28、地塊周圍不能有幼兒園、學(xué)校等公共設(shè)施，以免受到工廠生產(chǎn)的影響。2）從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用于選址的數(shù)據(jù)一類為全市所有地塊信息的數(shù)據(jù)層；另一類為全市公共設(shè)施（包括幼兒園、學(xué)校）的分布圖。3）進(jìn)行特征提取和空間拓?fù)浏B加從地塊圖中提取滿足條件a)b)的地塊，并與公共設(shè)施層數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加。4）進(jìn)行鄰域分析對(duì)疊加結(jié)果進(jìn)行鄰域分析和特征提取，去掉周圍有幼兒園、學(xué)校等公共設(shè)施的地塊，選擇滿足要求的地塊將選擇的地塊及相關(guān)信息以地圖和表格的形式打印輸出。例3、洪水淹沒(méi)損失分析分析目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則估計(jì)住宅用地被洪水淹設(shè)而造成的損失洪水水位的相對(duì)高程為500米損失的大小和居民的財(cái)產(chǎn)、地基的穩(wěn)定性有關(guān)可獲得的資料-數(shù)字化的地塊多

29、邊形地圖。每個(gè)地塊均有土地使用、可遭損失的財(cái)產(chǎn)狀況、不同地基類型等屬性-地塊多邊形屬性表中有地均財(cái)產(chǎn)這一項(xiàng)，地均財(cái)產(chǎn)=估計(jì)財(cái)產(chǎn)/地塊面積。-對(duì)每一類地基，可估計(jì)其穩(wěn)定性，并估計(jì)房屋倒坍的可能性，稱損失系數(shù)-數(shù)字化的等高線地形圖進(jìn)行空間操作-將地塊多邊形和高程多邊形疊合，產(chǎn)生地塊高程多邊形地圖和對(duì)應(yīng)的屬性表。-在地塊高程屬性表中選擇高程小于等于500，土地使用性為住宅(R1、R2)的記錄和地基損失系統(tǒng)對(duì)照表連接，獲得新的地塊高程屬性表。估計(jì)損失=面積地均財(cái)產(chǎn)損失系數(shù)。-可知，當(dāng)洪水淹沒(méi)了500米以下的地區(qū)時(shí)，每個(gè)地塊財(cái)產(chǎn)的大致?lián)p失狀況。-對(duì)地塊高程圖按對(duì)應(yīng)屬性進(jìn)行分類，得到洪水淹沒(méi)損失分布圖。第七章地理信息可視化可視化的一般原則符號(hào)運(yùn)用地圖符號(hào)系統(tǒng)中的視覺(jué)變量包括形狀、大小、紋理、圖案、色相、色值和彩度顏色運(yùn)用色別表示不同類型的空間對(duì)象同類對(duì)象的色彩亮度和飽和度用來(lái)區(qū)分其重要程度色別適合表示定性數(shù)據(jù)，飽和度和亮度表示定量數(shù)據(jù)單色方案：同種顏色的不同亮度和飽和度表示定量數(shù)據(jù)雙端色方案：兩種主色的漸變色。適合表現(xiàn)具有正負(fù)值或增加與減少的數(shù)據(jù)。注記運(yùn)用功能地圖圖形符號(hào)與地理要素聯(lián)系的紐帶模擬功能定位地理對(duì)象質(zhì)量特征地理對(duì)象數(shù)量特征釋義與定位的雙重功能圖面配置：是指圖面內(nèi)容的安排。圖面內(nèi)容包括圖廓，圖名，圖例，比例尺，指北針是，制圖時(shí)間，坐標(biāo)系統(tǒng)，主圖，封號(hào)等信息。地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究