(人教版)基因在親子代間的傳遞課件2

第二章空間信息基礎(chǔ)4/1/20241a第二章空間信息基礎(chǔ)3/30/20241aGIS的地學(xué)基礎(chǔ)地球模型坐標(biāo)參考系統(tǒng)地圖投影地圖比例尺地理數(shù)據(jù)特征地圖對(duì)地理現(xiàn)象表達(dá)遙感影像對(duì)地理現(xiàn)象表達(dá)4/1/20242aGIS的地學(xué)基礎(chǔ)地球模型3/30/20242a地球模型地球表面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線地球橢球體4/1/20243a地球模型地球表面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線地球橢球體3/30/2地理空間坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。通過(guò)A點(diǎn)作橢球面的垂線，稱之為過(guò)A點(diǎn)的法線。法線與赤道面的交角，叫做A點(diǎn)的緯度ψ。過(guò)A點(diǎn)的子午面與通過(guò)英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的子午面所夾的二面角，叫做A點(diǎn)的經(jīng)度λ。4/1/20244a地理空間坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。3/坐標(biāo)參考系統(tǒng)—平面系統(tǒng)直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影4/1/20245a坐標(biāo)參考系統(tǒng)—平面系統(tǒng)直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯坐標(biāo)系統(tǒng)—高程系統(tǒng)任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面H′AHA鉛垂線AH′BHBhAB4/1/20246a坐標(biāo)系統(tǒng)—高程系統(tǒng)任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面H′AHA鉛垂線AH′水準(zhǔn)原點(diǎn)1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，72.2604米黃海海面1952-1979年平均海水面為0米4/1/20247a水準(zhǔn)原點(diǎn)1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，黃海海面3/30/20247a地圖投影為什么要進(jìn)行投影？地圖投影實(shí)質(zhì)投影變形投影方法投影選擇所考慮的因素我國(guó)常用的投影方法4/1/20248a地圖投影為什么要進(jìn)行投影？3/30/20248a地圖投影：為什么要進(jìn)行投影將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法，稱為地圖投影地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算地球橢球體為不可展曲面地圖為平面，符合視覺(jué)心理，并易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析4/1/20249a地圖投影：為什么要進(jìn)行投影將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方地圖投影：投影實(shí)質(zhì)4/1/202410a地圖投影：投影實(shí)質(zhì)3/30/202410a地圖投影：投影實(shí)質(zhì)

建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上相應(yīng)經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立地球橢球面上的點(diǎn)的地理坐標(biāo)（λ，φ）與平面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（x，y）之間的函數(shù)關(guān)系：當(dāng)給定不同的具體條件時(shí)，將得到不同類(lèi)型的投影方式。4/1/202411a地圖投影：投影實(shí)質(zhì)建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)和地圖投影：投影變形將不可展的地球橢球面展開(kāi)成平面，并且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。長(zhǎng)度變形面積變形角度變形4/1/202412a地圖投影：投影變形將不可展的地球橢球面展開(kāi)成平面，并且不能有地圖投影：投影分類(lèi)變形分類(lèi)：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；任意投影：角度、面積、長(zhǎng)度均變形投影面：橫圓柱投影：投影面為橫圓柱圓錐投影：投影面為圓錐方位投影：投影面為平面投影面位置：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直

相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割4/1/202413a地圖投影：投影分類(lèi)變形分類(lèi)：3/30/202413a地圖投影：投影選擇因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍制圖比例尺地圖內(nèi)容出版方式4/1/202414a地圖投影：投影選擇因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍3/30地圖投影：GIS中地圖投影GIS以地圖方式顯示地理信息，而地圖是平面，地理信息則在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲(chǔ)時(shí)，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過(guò)投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時(shí)，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過(guò)投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國(guó)家基本地圖系列的比例尺一致時(shí)，一般采用國(guó)家基本系列地圖所用的投影。4/1/202415a地圖投影：GIS中地圖投影GIS以地圖方式顯示地理信息，而地地圖投影：我國(guó)常用地圖投影1：100萬(wàn)：蘭勃投影（正軸等積割圓錐投影）大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也采用蘭勃投影1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1:1萬(wàn)、1：5000采用高斯—克呂格投影。4/1/202416a地圖投影：我國(guó)常用地圖投影1：100萬(wàn)：蘭勃投影（正軸等積割地圖比例尺地圖比例尺反映了制圖區(qū)域和地圖的比例關(guān)系紙質(zhì)地圖：內(nèi)容、概括程度、數(shù)據(jù)精度等GIS：數(shù)據(jù)精度比例尺的含義：制圖區(qū)域較小，采用各方面變形都較小的地圖投影，圖上各處的比例是一致的，故此時(shí)比例尺的含義是圖上長(zhǎng)度與相應(yīng)地面長(zhǎng)度的比例；

制圖區(qū)域較大時(shí)，地圖投影比較復(fù)雜，地圖上長(zhǎng)度因地點(diǎn)和方向的不同而有所變化，這種地圖比例尺一般是指在地圖投影時(shí)，對(duì)地球半徑縮小的比率，稱為主比例尺。地圖經(jīng)過(guò)投影后，體現(xiàn)在圖上只有個(gè)別點(diǎn)線沒(méi)有長(zhǎng)度變形，也就是說(shuō)，只有在這些長(zhǎng)度沒(méi)有變形的點(diǎn)或線上，才可用地圖上注明的比例尺我國(guó)地圖比例尺分級(jí)系統(tǒng)：大比例尺：1：500—1：10萬(wàn)中比例尺：1：10萬(wàn)—1：100萬(wàn)小比例尺：〈1：100萬(wàn)無(wú)級(jí)比例尺概念4/1/202417a地圖比例尺地圖比例尺反映了制圖區(qū)域和地圖的比例關(guān)系3/30/空間對(duì)象（實(shí)體）的地圖表達(dá)點(diǎn)：位置：（x，y）屬性：符號(hào)線：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)屬性：符號(hào)—形狀、顏色、尺寸面：位置：(x1,y1),(x2,y2),…,(xi,yi),…,(xn,yn)屬性：符號(hào)變化等值線

4/1/202418a空間對(duì)象（實(shí)體）的地圖表達(dá)點(diǎn)：位置：（x，y）線：位置：(空間對(duì)象（實(shí)體）的遙感影像表達(dá)遙感傳感器平臺(tái)傳感器4/1/202419a空間對(duì)象（實(shí)體）的遙感影像表達(dá)遙感傳感器平臺(tái)傳感器3/30/空間現(xiàn)象及其描述現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá)4/1/202420a空間現(xiàn)象及其描述現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征觀察選擇測(cè)量空間對(duì)象（實(shí)體）類(lèi)型空間對(duì)象一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類(lèi)劃分點(diǎn)：零維線：一維面：二維體：三維時(shí)間：通常以第四維表達(dá)，但目前GIS還很難處理時(shí)間屬性。空間對(duì)象的維數(shù)與比例尺是相關(guān)的4/1/202421a空間對(duì)象（實(shí)體）類(lèi)型空間對(duì)象一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類(lèi)劃分3/3點(diǎn)實(shí)體

有位置，無(wú)寬度和長(zhǎng)度；抽象的點(diǎn)美國(guó)佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測(cè)站2002年9月該洲可能的500個(gè)地震位置4/1/202422a點(diǎn)實(shí)體有位置，無(wú)寬度和長(zhǎng)度；美國(guó)佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測(cè)站200線實(shí)體

有長(zhǎng)度，但無(wú)寬度和高度用來(lái)描述線狀實(shí)體，通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多度量實(shí)體距離香港城市道路網(wǎng)分布4/1/202423a線實(shí)體有長(zhǎng)度，但無(wú)寬度和高度香港城市道路網(wǎng)分布3/30/2面實(shí)體

具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo)通常用來(lái)表示自然或人工的封閉多邊形一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面中國(guó)土地利用分布圖（不連續(xù)面）4/1/202424a面實(shí)體具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo)中國(guó)土地利用分布圖（不連續(xù)面）3/3空間對(duì)象：面（續(xù)）連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)曲面在空間上曲率變化連續(xù)。不連續(xù)變化曲面，如土壤、森林、草原、土地利用等，屬性變化發(fā)生在邊界上，面的內(nèi)部是同質(zhì)的。4/1/202425a空間對(duì)象：面（續(xù)）連續(xù)變化曲面：如地形起伏，整個(gè)曲面在空間上空間對(duì)象：體有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)通常用來(lái)表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)香港理工大學(xué)校園建筑4/1/202426a空間對(duì)象：體有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)香港理工大學(xué)校園建筑3/30/地理信息數(shù)字化描述方法柵格和矢量結(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。

4/1/202427a地理信息數(shù)字化描述方法柵格和矢量結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)描述空間實(shí)體的地圖的矢量和柵格表示4/1/202428a地圖的矢量和柵格表示3/30/202428a空間對(duì)象的描述要素編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類(lèi)碼和識(shí)別碼。分類(lèi)碼表識(shí)空間對(duì)象的類(lèi)別，而識(shí)別碼對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)行表識(shí)，是唯一的。位置：坐標(biāo)形式給出空間對(duì)象的空間位置類(lèi)型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類(lèi)型，或有那些實(shí)體組成行為：空間對(duì)象所具備的行為和功能屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息說(shuō)明：實(shí)體數(shù)據(jù)來(lái)源、精度等關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系4/1/202429a空間對(duì)象的描述要素編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類(lèi)碼和識(shí)別碼?？臻g對(duì)象的編碼為什么要進(jìn)行編碼？編碼對(duì)象：屬性數(shù)據(jù)編碼方法：層次分類(lèi)編碼多源分類(lèi)編碼編碼標(biāo)準(zhǔn)化4/1/202430a空間對(duì)象的編碼為什么要進(jìn)行編碼？3/30/202430a空間對(duì)象的層次分類(lèi)編碼分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系有明確的分類(lèi)對(duì)象類(lèi)別和嚴(yán)格的隸屬關(guān)系高壓711電線架715管線:7地下電力線與電纜72電力線71地下檢修井74管線73低壓712電桿713電塔714不依比例7142依比例71414/1/202431a空間對(duì)象的層次分類(lèi)編碼分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系高壓711電線空間對(duì)象的多源分類(lèi)編碼按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類(lèi)并進(jìn)編碼代碼之間沒(méi)有隸屬關(guān)系，反映對(duì)象特性具有較大的信息量，有利于空間分析河流特性分類(lèi)與編碼通航情況通航：1不通航：2常年河：1時(shí)令河：2消失河：3<1km：1<2km：2<5km：3<10km：4>10km：5流水季節(jié)河流寬度河流長(zhǎng)度河流深度5~10m：110~20m：220~30m：330~60m：460~120m：5120~300m：6300~500m：7>500m：8<1m：11~2m：22~5m：35~20m：420~50m：5>50m：64/1/202432a空間對(duì)象的多源分類(lèi)編碼按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類(lèi)并進(jìn)編碼河流空間對(duì)象的空間關(guān)系表達(dá)描述空間對(duì)象之間的空間相互作用關(guān)系方法

絕對(duì)關(guān)系:坐標(biāo)、角度、方位、距離等；相對(duì)關(guān)系：相鄰、包含、關(guān)聯(lián)等相對(duì)關(guān)系類(lèi)型拓?fù)淇臻g關(guān)系：描述空間對(duì)象的相鄰、包含等順序空間關(guān)系：描述空間對(duì)象在空間上的排列次序，如前后、左右、東、西、南、北等。度量空間關(guān)系：描述空間對(duì)象之間的距離等。地圖、遙感影象上的空間關(guān)系是通過(guò)圖形識(shí)別的，在GIS中的空間關(guān)系則必須顯式的進(jìn)行定義和表達(dá)?？臻g關(guān)系的描述多種多樣，目前尚未有具體的標(biāo)準(zhǔn)和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法進(jìn)行描述4/1/202433a空間對(duì)象的空間關(guān)系表達(dá)描述空間對(duì)象之間的空間相互作用關(guān)系3/空間對(duì)象的拓?fù)淇臻g關(guān)系

基于點(diǎn)集拓?fù)淅碚撏負(fù)湓兀狐c(diǎn)：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈的連接點(diǎn)線：兩結(jié)點(diǎn)之間的有序弧段，包括鏈、弧段和線段面：若干弧段組成的多邊形基本拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系鄰接：相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系包含：面與其他元素之間的關(guān)系層次：相同拓?fù)湓刂g的層次關(guān)系拓?fù)湓亓恐g的關(guān)系：歐拉公式點(diǎn)、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系4/1/202434a空間對(duì)象的拓?fù)淇臻g關(guān)系基于點(diǎn)集拓?fù)淅碚?/30/20243起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段4點(diǎn):面:弧:4/1/202435a起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段4點(diǎn):面:弧:3/30/鄰接相交重合相離包含點(diǎn)—點(diǎn)點(diǎn)—線點(diǎn)—面線—面面—面線—線4/1/202436a鄰接相交重合相離包含點(diǎn)—點(diǎn)點(diǎn)—線點(diǎn)—面線—面面—面線—線3/歐拉公式：歐拉公式在GIS中有著重要的意義，主要用來(lái)檢查空間拓?fù)潢P(guān)系的正確性，能發(fā)現(xiàn)點(diǎn)、線、面不匹配的情況和多余、遺漏的圖形元素。c+a=n+bn:結(jié)點(diǎn)數(shù)a:弧段數(shù)b:多邊形數(shù)c:常數(shù)，為多邊形地圖特征。若b包含邊界里面和外面的多邊形，則c=2，若b僅包含邊界內(nèi)部多邊形，則c=1n=4，a=4b=1，c=1n=6，a=5b=2，c=1，p=2（圖形數(shù)）n=4，a=5b=2，c=1n=10，a=12b=3，c=14/1/202437a歐拉公式：c+a=n+bn:結(jié)點(diǎn)數(shù)n=4，空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)—關(guān)系表表2-1面域與弧段的拓?fù)潢P(guān)系面域 弧段 P1 a,b,c,-gP2 b,d,f P3 c,f,e P4 g 表2-2結(jié)點(diǎn)與弧段的拓?fù)潢P(guān)系結(jié)點(diǎn) 弧段 A a,c,e B a,d,b C d,e,f D b,f,c E g 表2-3弧段與結(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系弧段 結(jié)點(diǎn) a A,B b B,D c D,A d B,C e C,A f C,D g E,E

表2-4弧段與面域的拓?fù)潢P(guān)系弧段左鄰面右鄰面a P0 P1b P2 P1c P3 P1d P0 P2e P0 P3f P3 P2g P1

4/1/202438a空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)—關(guān)系表表2-1面域與弧段的拓?fù)潢P(guān)系表2-2空間對(duì)象:自相關(guān)特征空間對(duì)象在屬性上存在相關(guān)性，兩空間對(duì)象越接近，其值也越接近，反之亦然。相關(guān)類(lèi)型負(fù)相關(guān)：位置越接近，屬性值相差越遠(yuǎn)正相關(guān)：位置越接近，特征也越接近不相關(guān)：屬性與空間位置無(wú)關(guān)。4/1/202439a空間對(duì)象:自相關(guān)特征空間對(duì)象在屬性上存在相關(guān)性，兩空間對(duì)象越（A）高度空間負(fù)向相關(guān)；（B）無(wú)規(guī)律分布；（C）空間獨(dú)立；（D）空間聚類(lèi)現(xiàn)象；（E）高度正向相關(guān)4/1/202440a（A）高度空間負(fù)向相關(guān)；（B）無(wú)規(guī)律分布；（C）空間獨(dú)立；地理數(shù)據(jù)的特征屬性特征：描述空間對(duì)象的特性，即是什么，如對(duì)象的類(lèi)別、等級(jí)、名稱、數(shù)量等?？臻g特征：描述空間對(duì)象的地理位置以及相互關(guān)系，又稱幾何特征和拓?fù)涮卣?，前者用?jīng)緯度、坐標(biāo)表示，后者如交通學(xué)院與電力學(xué)院相鄰等。時(shí)間特征：描述空間對(duì)象隨時(shí)間的變化4/1/202441a地理數(shù)據(jù)的特征屬性特征：描述空間對(duì)象的特性，即是什么，如對(duì)象地理數(shù)據(jù)的類(lèi)型屬性數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象屬性特征的數(shù)據(jù)，又稱非幾何數(shù)據(jù)，如類(lèi)型、名稱、性質(zhì)等，一般通過(guò)代碼給予表達(dá)幾何數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)，一般用經(jīng)緯度、坐標(biāo)表達(dá)關(guān)系數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，如鄰接、包含、關(guān)聯(lián)等，一般通過(guò)拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)。4/1/202442a地理數(shù)據(jù)的類(lèi)型屬性數(shù)據(jù)：描述空間對(duì)象屬性特征的數(shù)據(jù)，又稱非幾元數(shù)據(jù)“meta”是一希臘語(yǔ)詞根，意思是“改變”，“Metadata”一詞的原意是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述。一般都認(rèn)為元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”。4/1/202443a元數(shù)據(jù)“meta”是一希臘語(yǔ)詞根，意思是“改變”，“Met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(lèi)、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(xiāo)售等方面的信息，便于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