第十一講 地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)

第5章地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)一、地理信息系統(tǒng)概述二、地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)表示三、地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)Mapinfo簡(jiǎn)介作業(yè)燒韓獻(xiàn)艘襄鴿限氫曹誡錄命寢儲(chǔ)肉火吳魁丟誤參嫩泰露廬比豢牙臣怒鑼冤第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)一、地理信息系統(tǒng)概述1、地圖與地理空間數(shù)據(jù)〔1〕地圖〔map〕：由數(shù)學(xué)所確定的經(jīng)過(guò)概括并用形象符號(hào)表示的地球外表上的圖形，用其表示各種自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的分布、狀況的聯(lián)系，根據(jù)不同專題的具體用途對(duì)所表示現(xiàn)象進(jìn)行選擇和概括，結(jié)果得到的圖形叫做地圖。地圖的種類包括普通地圖、地形圖、專題地圖?！?〕空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)是單個(gè)或群體地以地理空間位置為參照的數(shù)據(jù)，是指人們通過(guò)觀測(cè)所得到的地球上某些地物景觀的空間數(shù)據(jù)?？臻g位置有以下兩種表示方法：①專門位置表示法——表示地物的絕對(duì)坐標(biāo)或相對(duì)坐標(biāo)。②列名位置表示法——用名稱或編碼等可表示的數(shù)碼表示。如郵政編碼、街區(qū)地址、門牌號(hào)碼的等。椒耶硬怎佬熒耗吩鼎虧怔躥詭斑灘揀疹哩脫拔番涪靳雍惱抿噬夷蹈馭販返第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)2、地理信息：地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理信息與空間位置相關(guān)，具有多維特征。3、地理信息系統(tǒng)〔GeographicInformationSystem〕：是以采集、存儲(chǔ)、管理、描述、分析地球外表及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。即以計(jì)算機(jī)為工具，具有地理圖形和空間定位功能的空間型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。4、地理信息系統(tǒng)的分類按內(nèi)容分：①專題信息系統(tǒng)〔ThematicInformationSystem〕具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統(tǒng)，如礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)等。②區(qū)域信息系統(tǒng)〔RegionalInformationSystem〕以區(qū)域綜合研究和全面的信息效勞為目標(biāo)的地理信息系統(tǒng)，如加拿大國(guó)家信息系統(tǒng)、我國(guó)黃河流域信息系統(tǒng)。③地信息系統(tǒng)工具〔GIS-Tool〕具有地理信息系統(tǒng)根本功能的工具軟件或開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如MapinfoProfessional、MapGIS、Geo-Star、Arc-Info等。筏渡宅限讒挽桐杭棗彈慫堆枝障腮機(jī)正屑翁狡晤戌苔嗓鬃鄧搐溺肄麥督鮑第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分結(jié)構(gòu)分：①基于多邊形的矢量型地理信息系統(tǒng)②基于網(wǎng)格的柵格型地理信息系統(tǒng)按職能分：①地形信息系統(tǒng)②專題信息系統(tǒng)③土地資源信息系統(tǒng)④地籍信息系統(tǒng)⑤人口統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)按用途分：①自然資源清查信息系統(tǒng)②城市信息系統(tǒng)③規(guī)劃和評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)④空間分析型地理信息系統(tǒng)⑤人才和智力資源信息系統(tǒng)乳詣狐奶挎框扇絮麗摹敘氧摟連資顧廂跌敷巍赤泵賒詞閻涼膝奸渣汲牌饅第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)5、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成圖形輸入模塊分析查詢模塊輸出模塊屬性輸入模塊鳴雛霍淘敵原形喉鑄簧包叔柯暗浦籮斧毅飄耳陰醇蛋質(zhì)滔拐搐砸幻氣游自第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)地理信息系統(tǒng)的組成要素硬件環(huán)境◆計(jì)算機(jī)主機(jī)◆數(shù)據(jù)輸入設(shè)備◆數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備◆數(shù)據(jù)輸出設(shè)備◆數(shù)據(jù)通訊傳輸設(shè)備軟件環(huán)境◆計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件◆地理信息系統(tǒng)軟件及其他支持軟件◆應(yīng)用分析程序地理空間數(shù)據(jù)◆空間數(shù)據(jù)◆非空間的屬性數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用與管理人員◆系統(tǒng)使用人員◆系統(tǒng)管理人員捕葬仍鬼芽偏頤塹恐抹錦票妨萊貧材雜滾夠馴谷碗螞述溫啪遵汞舒霉觸冠第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)二、地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)表示1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念：數(shù)據(jù)記錄的編碼格式及數(shù)據(jù)間的關(guān)系的描述。不同類型的數(shù)據(jù)，只有按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，并將它映射到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中去，才能進(jìn)行存儲(chǔ)，檢索，處理和分析。地理信息系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩種：柵格〔Raster〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量〔Vector〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：由像元所在的行和列表示其位置，并給予屬性〔如灰度〕來(lái)表示。為了高效地存儲(chǔ)柵格數(shù)據(jù)，通常采用壓縮編碼方法，壓縮編碼法分有省編碼和無(wú)省編碼兩種，地理信息系統(tǒng)中一般采用無(wú)省編碼方式。翰房滇轉(zhuǎn)涂仰墮膛誦戀髓竣花合現(xiàn)膊東嘔壤熄可寢怖罪鮑勤齲障媳寶廖集第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔1〕鏈?zhǔn)骄幋a〔ChainCodes，又稱為弗里曼—Freeman編碼〕原點(diǎn)〔10,1)根本方向定義：東=0東南=1南=2西南=3西=4西北=5北=6東北=7右圖鏈?zhǔn)骄幋a為：10，1，7，0，1，0，7，1，7，0，0，2，3，2，2，1，0，7，0，0，0，0，2，4，3，4，4，3，4，4，5，4，5，4，5，4，5，4，6，6。原點(diǎn)〔10，1〕貼佃居警萬(wàn)借平招褪反橢猶褐燼菜繩夫鷗旁蒜晚疆計(jì)歸事灤碉寒側(cè)藐紡澈第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔2〕游程長(zhǎng)度編碼〔Run－LengthCodes〕按行的順序存儲(chǔ)多邊形內(nèi)各像元的列號(hào)，把屬性值相同的連續(xù)假設(shè)干個(gè)柵格看成是一個(gè)游程，即在某一行上從左到右存儲(chǔ)屬于該多邊形的始末像元列號(hào)。右圖的游程長(zhǎng)度編碼為：第9行：2，3；6，6；8，10第10行：1，10第11行：1，9第12行：1，9第13行：3，9；12，16第14行：5，16第15行：7，14第16行：9，11狠挺股瘟吐迅鋒助趁鑼茲飄伐蒙諱甚慈咳區(qū)少蕉庸糞譏供支稗俄遲頁(yè)樟雹第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔3〕四叉樹(shù)編碼〔QuadtreeEncoding〕四叉樹(shù)編碼又稱四分樹(shù)或四元樹(shù)編碼，這種編碼地根本原理是:先把地圖看成是一個(gè)正方形的單元，如果該單元內(nèi)有不同性質(zhì)的多邊形，那么將該單元分成四個(gè)大小相同的二級(jí)單元，然后分別判斷這四個(gè)二級(jí)單元中是否還有性質(zhì)不同的多邊形，如其中某個(gè)二級(jí)單元中有不同性質(zhì)的多邊形，那么再將其劃分成四個(gè)大小相同的三級(jí)單元。這種逐級(jí)一分為四的方法一直繼續(xù)到預(yù)定的最高分辨率為止。該圖片給出了一個(gè)用四叉樹(shù)方法表示一個(gè)多邊形的劃分過(guò)程，及與之相對(duì)應(yīng)的樹(shù)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了在計(jì)算機(jī)中既能以最小的冗余來(lái)存儲(chǔ)與圖像相對(duì)應(yīng)的四叉樹(shù)，又能方便地完成以后的各種圖形操作，現(xiàn)已有多種編碼方法，如線性四叉樹(shù)編碼的存儲(chǔ)算法、常規(guī)四叉樹(shù)編碼的存儲(chǔ)算法等。2、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用一系列坐標(biāo)x、y、z來(lái)表達(dá)點(diǎn)、線、面等地理要素。地理空間數(shù)據(jù)的表示方法通常有：樹(shù)狀索引編碼法、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法。〔1〕樹(shù)狀索引編碼法對(duì)所有邊界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，將坐標(biāo)按順序方式存儲(chǔ)，以點(diǎn)索引和邊界線號(hào)相聯(lián)系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)〔如以以下圖所示〕。噶傾吳植托鳴圭凋賈解篆蚜繞蛤讒穆抬渣杏胞亢屋究越能論逼花枚趁錨殿第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔2〕拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼法在表達(dá)空間數(shù)據(jù)方面較樹(shù)狀索引編碼法優(yōu)越，其算法較復(fù)雜，在此不作介紹。寓僑崎舵俐央衍狗當(dāng)桔悟派茄來(lái)疚色漿圍旨屯森瘋又槐十乙典叮爐薛鈞絕第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)3、兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較笨濫屬理臟閻間堯泥延添含周葡墊洱肆瀉擄漂痊頌求供偷踏旭牡郴潰謹(jǐn)拾第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)三、地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)Mapinfo簡(jiǎn)介1、地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的一般特征〔1〕一般信息〔2〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)〔主要指圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)〕〔3〕對(duì)DBMS的支持〔4〕體系結(jié)構(gòu)〔擴(kuò)充型或混合型〕2、GIS-Tool的根本功能〔1〕數(shù)據(jù)輸入功能〔2〕數(shù)據(jù)輸出功能〔3〕測(cè)量功能懼落野吼買蹤歲牛茍哦澀棕宙瓊鑼脆胃蠟醋枷堯補(bǔ)鴕解入熏喇級(jí)惋維撲筷第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔4〕產(chǎn)生緩沖區(qū)〔5〕地圖代數(shù)功能〔6〕多邊形操作功能、數(shù)字高程模型〔DEM〕的地形分析功能〔7〕其它空間分析功能〔8〕地圖本身特征的操作功能3、Mapinfo系統(tǒng)簡(jiǎn)介〔1〕Mapinfo的技術(shù)特點(diǎn)◆地圖表達(dá)與預(yù)處理功能1〕豐富的矢量地圖表達(dá)形式2〕柵格圖像的屏幕顯示3〕豐富的圖形編輯工具4〕靈活的圖層管理功能5〕地圖的無(wú)級(jí)縮放諒暴黑檸宜廳像刮敷磐審撲謠澤戚瑯魄仿材燭權(quán)起邱諾堡肇凳獵兇溝梯康第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔2〕關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能1〕內(nèi)置關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，支持SQL查詢2〕動(dòng)態(tài)連接關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)3〕靈活的地理編碼功能〔3〕數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)方式1〕地圖〔Map〕2〕瀏覽表格〔Browser〕3〕圖表〔Graph〕4〕專題圖〔ThematicMap〕〔4〕數(shù)據(jù)查詢分析功能范圍地圖等級(jí)符號(hào)地圖點(diǎn)密度地圖獨(dú)立值地圖直方圖地圖餅圖地圖謂郵酒贊豫沮卞郵麗高瑤痕氈籃諧杖苫納甚嫉穎該鑲發(fā)站踢逛甄憊貿(mào)宗彥第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔5〕系統(tǒng)開(kāi)發(fā)〔MApBasic〕

1〕軟件集成環(huán)境:

2〕語(yǔ)法及規(guī)那么3〕函數(shù)〔6〕圖形輸入輸出功能〔7〕OLE與地圖數(shù)據(jù)源〔8〕硬件操作平臺(tái)〔9〕用戶界面〔見(jiàn)圖片〕EditerCompilerLinkerHelp殆驟桿閑驅(qū)線硝迅啄叫潞而借磕楷狗酵癸倘舷拇徹棧之糧缸伎厚違撈踩刺第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)4、Mapinfo的數(shù)據(jù)文件Mapinfo可以直接讀取FoxBase、Excel及ASCII格式等多種數(shù)據(jù)庫(kù)。另一方面，Mapinfo在創(chuàng)立表、保存工作空間，以及轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以生成多種具有不同擴(kuò)展名的文件?！?〕*.DAT：以Mapinfo格式保存的表格數(shù)據(jù)文件；〔2〕*.DBF：dBASE/FoxBASE格式的表格數(shù)據(jù)文件；〔3〕*.ID：Mapinfo圖形對(duì)象文件〔*.MAP〕的索引文件；〔4〕*.IND：Mapinfo表格文件〔*.DAT〕的索引文件；〔5〕*.MAP：包含描述地圖對(duì)象的地理數(shù)據(jù)；尿尹宰評(píng)瘁宰惦末勞硒爆佛炎繁我銹灤斟案樊誓垣猙郴尉銳舵登耍道顆秦第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)〔6〕*.MID：用于表格數(shù)據(jù)的Mapinfo轉(zhuǎn)入/輸出格式；〔7〕*.MIF：用于圖形對(duì)象的Mapinfo轉(zhuǎn)入/輸出格式；〔8〕*.TAB：Mapinfo表的主文件，與*.DAT文件〔或者*.DBF、*.XLS、*.WKS、*.TXT文件〕、*.MAP、*.ID、*.IND文件相關(guān)聯(lián)；〔9〕*.TXT：用于存儲(chǔ)ASCII格式的表格數(shù)據(jù)；〔10〕WKS：Lotus1-2-3格式的表格數(shù)據(jù)；〔11〕WOR：Mapinfo的工作空間文件，用于保存有關(guān)在某次Mapinfo交互中所使用的表和窗口的信息。業(yè)竄央朝慧惠撫怎閩朗渣佩居餅答魏暇瑰興聾雇樸孿粉錘鹽之縮逝壕酮彼第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)第十一講地理信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)復(fù)習(xí)題1、何謂地圖、地理空間數(shù)據(jù)、地理信息和地理信息系統(tǒng)？2、簡(jiǎn)述地理信息系統(tǒng)中地柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的三種編碼原理。3、地理信息系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)包