地理信息系統(tǒng)重點總結(jié)

地理信息系統(tǒng)概論導(dǎo)讀：本章介紹了地理信息系統(tǒng)的最基本的概念。信息：向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。信息的特點：客觀性，實用性，傳輸性，共享性。數(shù)據(jù)：通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號。數(shù)據(jù)是信息的載體，不是信息。地理數(shù)據(jù)：表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形的總稱。地理信息：有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征、和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對地理數(shù)據(jù)的解釋。地理信息的特性：區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)特性、動態(tài)變化的特性。地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）的特征：屬性特征、幾何特征、時態(tài)特征。信息系統(tǒng)的類型：事務(wù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、人工智能和專家系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)：以采集、儲存、管理、分析和描述整個或部分地球表面空間和地理分布有關(guān)的空間信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)特征：1>.具有采集、管理、分析和輸出多種信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。2>.由計算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理并由計算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法。3>.地理信息系統(tǒng)的重要特征是計算機(jī)系統(tǒng)的支持。地理信息系統(tǒng)分類：1）按范圍：全球，區(qū)域，國家，城市GIS；2）按維度：二維，三維，四維，時態(tài)GIS；3）按內(nèi)容：綜合，專題。地理信息系統(tǒng)構(gòu)成：計算機(jī)硬件系統(tǒng)，計算機(jī)軟件系統(tǒng)，地理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理操作人員。地理信息系統(tǒng)核心問題：位置、條件、變化趨勢、模式、模型。地理信息系統(tǒng)功能：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與編輯；數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)存儲與組織；空間查詢與分析；圖形與交互顯示。我國地理信息系統(tǒng)方面的工作自80年代初開始，以1980年中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立的全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室為標(biāo)志。第三章空間數(shù)據(jù)模型導(dǎo)讀：為能利用地理信息系統(tǒng)工具描述現(xiàn)實世界并解決問題，必須對現(xiàn)實世界進(jìn)行建模，結(jié)果就是空間數(shù)據(jù)模型。本章主要講述了數(shù)據(jù)模型的三大類型，在各種模型里面有介紹了相關(guān)的概念。最后還有學(xué)術(shù)前沿的一些模型概念。地理空間：物質(zhì)、能量、信息的存在形式在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關(guān)系上的分布方式和格局及在時間上的延續(xù)。它分為絕對空間和相對空間。空間數(shù)據(jù)模型的類型：基于對象的模型（強(qiáng)調(diào)了離散對象），網(wǎng)絡(luò)模型（表示特殊對象之間的交互），場模型（表示連續(xù)變化的數(shù)據(jù)）?？臻g數(shù)據(jù)模型前沿：時空數(shù)據(jù)模型、三維空間數(shù)據(jù)模型、分布式空間數(shù)據(jù)模型。場的特征：空間結(jié)構(gòu)特征和屬性域；連續(xù)的、可微的、離散的；各向同性和各向異性；空間自相關(guān)。柵格數(shù)據(jù)模型：將連續(xù)空間離散化，用二維鋪蓋劃分整個連續(xù)空間。要素模型中的三類地物要素：點對象；線對象；多邊形對象；（P54）一個實體必須符合三個條件：可被識別；重要（與問題相關(guān)）；可被描述（有特征）；矢量方法強(qiáng)調(diào)了離散現(xiàn)象的存在，由邊界點線面來確定邊界，因此可以看成是急于要素的?；谝氐目臻g關(guān)系包括：拓?fù)潢P(guān)系，方向關(guān)系，度量關(guān)系。地理要素之間的拓?fù)潢P(guān)系包括：點點關(guān)系，點線關(guān)系，點面關(guān)系，線線關(guān)系，線面關(guān)系，面面關(guān)系。拓?fù)淇臻g關(guān)系分析：拓?fù)鋵傩?--在拓?fù)渥儞Q下能保持不變的集合屬性。方向空間關(guān)系分析：地物對象之間的方位。度量空間關(guān)系分析：空間指標(biāo)量算：定量量測區(qū)域空間指標(biāo)和區(qū)域地理景觀間的空間關(guān)系是地理信息系統(tǒng)特有的能力。區(qū)域空間指標(biāo)包括：幾何指標(biāo)，自然地理參數(shù)，人文地理指標(biāo)。地理空間的距離度量：1.大力測量距離：沿著地球大圓經(jīng)過兩個城市中心的距離。2.曼哈頓距離：緯度差加上經(jīng)度差。3.旅行時間距離：從一個城市到另一個城市的最短距離可以用一系列指定的航線來表示。4.詞典距離：在一個固定的地名冊中一系列城市中它們位置之間的絕對值。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型：地物被抽象為鏈，節(jié)點，等對象，同時要關(guān)注其連通關(guān)系。第五章GIS中的數(shù)據(jù)導(dǎo)讀：對空間數(shù)據(jù)的處理時GIS的核心功能。GIS通常描述三部分信息即空間信息，非空間的屬性信息，時間信息。本章主要敘述了數(shù)據(jù)的類型，測量尺度，數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題，質(zhì)量的描述，質(zhì)量的控制等。1.數(shù)據(jù)處理：指對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)換、篩選、排序、歸并、檢索、計算以及分析、模擬和預(yù)測的操作，目的就是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于觀察、分析、傳輸或進(jìn)一步處理的形式；把數(shù)據(jù)加工成對正確管理和決策有用的數(shù)據(jù)；把數(shù)據(jù)編輯后存儲起來，以供不斷使用。2.地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）的特征：屬性特征、幾何特征(空間特征)、時態(tài)特征。3.空間數(shù)據(jù)類型：空間特征數(shù)據(jù)（記錄的是空間實體的位置、拓?fù)潢P(guān)系和幾何特征）、時間屬性數(shù)據(jù)（指的是地理實體所具有的各種性質(zhì)）、專題屬性數(shù)據(jù)（指的是地理實體的時間變化或數(shù)據(jù)采集的時間）。4.空間數(shù)據(jù)的表示方法：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)、符號數(shù)據(jù)。5.數(shù)據(jù)測量的尺度：對特定現(xiàn)象的測量就是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對其賦值或打分。尺度的四個層次：命名量，次序量，間隔量，比率量。6.衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量的幾個方面：①準(zhǔn)確性（與真值的接近程度）；②精度（對現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度）；③相容性（兩個來源的數(shù)據(jù)在同一應(yīng)用中使用的難易程度）；④一致性（對同類現(xiàn)象表達(dá)的一致程度）；⑤不確定性（某一現(xiàn)象不能被準(zhǔn)確測定的程度）。7.空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源：空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性；空間現(xiàn)象的表達(dá)；空間數(shù)據(jù)處理中的誤差；空間數(shù)據(jù)使用中的誤差；（數(shù)據(jù)處理整個過程中誤差在每一步的來源P99）8.誤差類型：邏輯誤差，幾何誤差（包括點、線誤差）。第一類線誤差主要產(chǎn)生于測量和對數(shù)據(jù)的后處理，第二類是在確定界限時的誤差，又稱解譯誤差。9.地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題：地圖固有誤差，材料變形誤差，圖像數(shù)字化誤差。10.空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：傳統(tǒng)手工方法，元數(shù)據(jù)方法，地理相關(guān)法。11.元數(shù)據(jù)：關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息（就是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)）。目的：促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效10.空間插值：常用于將離散點的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面。（包括空間內(nèi)插和外推）內(nèi)插是通過已知點的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其他未知點數(shù)據(jù)的計算方法；外推則是通過已知區(qū)域的數(shù)據(jù)推求其他區(qū)域數(shù)據(jù)的方法。11.必須做空間插值的情況：1）現(xiàn)有的離散曲面的分辨率，像元大小或方向與所要求的不符；2）現(xiàn)有的連續(xù)曲面的數(shù)據(jù)模型與所需的數(shù)據(jù)模型不符；3）現(xiàn)有的數(shù)據(jù)不能完全覆蓋所要求的區(qū)域范圍。12.空間插值的方法：分為整體插值和局部插值。整體法用研究區(qū)所有采樣點的數(shù)據(jù)進(jìn)行全區(qū)特征擬合；局部法用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的值。整體法主要是用來檢測不同于總趨勢的最大偏離部分，在去除了宏觀地物特征后，可用剩余殘差來進(jìn)行局部差值。13.整體插值方法：邊界內(nèi)插方法（假設(shè)任何重要的變化發(fā)生在邊界上，邊界的變化是均勻的，同質(zhì)的，即在個方向都是相同的）；趨勢面分析（只根據(jù)采樣點的屬性數(shù)據(jù)與地理坐標(biāo)的關(guān)系，進(jìn)行多元回歸分析得到光滑數(shù)學(xué)平面方程的方法。利用多項式回歸分析，這是描述長距離漸變特征的最簡單方法，基本思想是用多項式表示線、面，按最小二乘法原理對數(shù)據(jù)點進(jìn)行擬合。）。14.局部插值（重要）：步驟：1）定義一個鄰域；2）搜索落在此鄰域范圍的數(shù)據(jù)點；3）選擇表達(dá)這有限個點的空間變化的數(shù)學(xué)函數(shù)；4）為落在規(guī)則格網(wǎng)單元上的數(shù)據(jù)點賦值，并重復(fù)這個步驟直到格網(wǎng)上所有點賦值完畢。需注意的方面：所使用的插值函數(shù)；鄰域的大小、形狀和方向；數(shù)據(jù)點的個數(shù)；數(shù)據(jù)點的分布方式規(guī)則與否。15.局部插值的方法（P183）：1）最近鄰點法——泰森多邊形法：采用了一種極端的邊界內(nèi)插方法，只用最近的單個點進(jìn)行區(qū)域插值。2）移動平均插值方法——距離倒數(shù)插值3）樣條函數(shù)插值方法4）空間自協(xié)方差最佳插值方法——克里金插值16.空間統(tǒng)計分類分析：主要應(yīng)用于分類和綜合評價。常用方法：主成分分析，層次分析，系統(tǒng)聚類分析，判別分析。數(shù)字地形模型（DTM）與地形分析導(dǎo)讀：DEM和DTM主要用于描述地面起伏狀況，可以用于提取各種地形參數(shù)，并進(jìn)行通試分析、流域結(jié)構(gòu)生成等應(yīng)用分析。本章多看書吧.1.高程模型是高程Z關(guān)于平面坐標(biāo)X,Y兩個自變量的連續(xù)函數(shù)，數(shù)字高程模型只是他的一個有限的離散表示。2.DEM的表示方法：數(shù)學(xué)方法（采用整體擬合法，局部擬合方法）；圖形方法（線模式，點模式）。3.DEM的主要表示模型：規(guī)則格網(wǎng)模型，等高線模型，不規(guī)則三角網(wǎng)（T