当代gis理论与方法[简]

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1、当代GIS理论与方法1、地理信息系统是一种采集、存储、管理、处理、分析、显示和应用空间数据的计算机系统。GIS的构成:一个完整的GIS主要由四个部分构成第1页共11页当代GIS理论与方法Ø计算机硬件系统Ø计算机软件系统Ø地理空间数据Ø系统开发、管理、操作人员第1页共11页当代GIS理论与方法GIS的基本功能:一个完整的GIS系统的基本功能应包括：第1页共11页当代GIS理论与方法1.空间数据采集与编辑2.空间数据存储与管理3.空间数据处理和变换4.空间查询和分析5.空间数据显示和输出第1页共11页当代GIS理论与方法2、空间元数据（GeospatialMe

2、tadata）：地理数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便用户有效定位、评价、比较、获取和使用地理空间数据.空间元数据作用：l用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。通过它可以在Intranet或Internet上准确地识别、定位和访问空间信息。l帮助数据使用者查询所需空间信息。比如，它可以按照不同的地理区间、指定的语言以及具体的时间段来查找空间信息资源。l组织和维护一个机构对数据的投资。通过空间元数据内容，可以充分描述数据集的详细情况，便于数据使用者得到可靠数据。空间元数据标准的构成Ø空间元数

3、据标准由两层组成，其中第一层是目录层，它所提供的信息主要用于对数据集信息进行宏观描述，适合在数字地球的国家级空间信息交换中心或区域以及全球范围内管理和查询空间信息时使用。Ø第二层是空间元数据标准的主体，它由八个基本内容部分和四个引用部分组成，其中基本内容部分包括标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参考系信息、实体和属性信息、发行信息、以及空间元数据参考信息等八个方面的内容Ø另外四个引用部分包括引用信息、时间范围信息、联系信息以及地址信息。3、空间关系：是指地理空间实体之间的空间相互作用关系。通常将空间关系分为三大类：Ø拓扑空间关系

4、（TopologicalSpatialRelations），是指拓扑变换下的拓扑不变量，用来描述空间实体之间的相邻、包含、相交、重叠等空间关系；Ø顺序空间关系（OrderSpatialRelationship），描述空间实体之间在空间上的排列次序，如实体之间的前后、左右和东、南、西、北等方位关系；Ø度量空间关系（MetricSpatialRelationship），用于描述空间实体之间的距离等关系。第1页共11页当代GIS理论与方法4、空间数据的3个基本特征：Ø空间特征：地理实体的空间位置及其相互关系，表现为多维结构，是地理信息区别于其它类型信息的最显著标

5、志；Ø属性特征：表示地理实体的名称、类型和数量等；Ø时间特征：指实体随时间而发生的相关变化的信息（属性数据或空间数据的变化）。5、四叉树结构的基本思想：是将一幅栅格地图或图像等分为四部分，逐块检查其格网属性值(或灰度)，如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区。这样依次地分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。6、矢量、栅格数据结构的比较l矢量数据结构优点：第11页共11页当代GIS理论与方法（1）它是面向目标的，不仅能表达属性编码，而且容易定义和操作单个空间实体。（2）能完整地描述拓扑

6、关系；（3）表示地理数据的精度较高；第11页共11页当代GIS理论与方法（4）图形输出精确美观；（5）严密的数据结构，数据量小；（6）图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现；第11页共11页当代GIS理论与方法l矢量数据结构缺点：第11页共11页当代GIS理论与方法（1）数据结构复杂；（2）矢量多边形的叠置算法较为复杂；（3）数学模拟比较困难；（4）技术复杂，特别是更加复杂的硬、软件。第11页共11页当代GIS理论与方法l栅格数据结构优点：第11页共11页当代GIS理论与方法1.属性明显，定位隐含：即数据直接记录每个栅格所代表的地理要素或现象的属性，

7、而根据行列号可以计算相应的坐标。2.数据结构简单；3.空间数据的叠置和组合十分容易方便；4.各类空间分析都很易于进行；数学模拟方便。第11页共11页当代GIS理论与方法l栅格数据结构缺点：第11页共11页当代GIS理论与方法1.当分辨率低时，表达的误差大，计算面积、距离等误差大；2.当分辨率高时，数据量大；3.数据组织不是面向实体的，没有表达拓扑关系；4.地图输出不精美。第11页共11页当代GIS理论与方法7、矢栅一体化数据结构的基本概念：无论是点状要素、线状要素、还是面状要素均采用面向目标的描述方法，因而它可以完全保持矢量的特性，而元子空间充填表达建立了

8、位置与要素的联系，使之具有栅格的性质。l每个线状目标除记录原始取样