2025年GIS核心概念与技能要点精粹

知识点总结GIS地理信息的定义:地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、特性和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对体现地理特性与地理现象之间关系的地理数据的解释，而地理数据则是多种地理特性和现象间关系的数字化表达地理信息的特性:具有空间上的分布性、数据量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特性概念:地理信息系统（GIS GeographicalInformation System,Geo-Information简称）是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布System,GIS,数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统特性:（）数据的空间定位特性（）空间关系处理的复杂性（）海量数据管理能力GIS123基本功能:、数据采集功能、数据编辑与处理、数据存储、组织与管理功能、空间查GIS1234询与空间分析功能、数据输出功能5构成:、硬件、软件、网络、空间数据、人员GIS12345与其他有关学科的联络空间尺度:波及四种尺度观测尺度、操作尺度、比例尺（当制图区域比较小时，地图比例尺指图上长度与地面之间的长度比例；当制图区域相称大时，地图比例尺指在进行地图投影时，对地球半径缩小的比率）、辨别率（光谱辨别率时间辨别率空间辨别率）地理格网:指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网按不一样的坐标系统可以分为地理坐标格网（按经纬度坐标系统）直角坐标格网（按直角坐标系统）地理空间实体概念:对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的不可再分割的同类对象，就是地理空间实体，简称空间实体地理空间实体具有个基本特性:、空间位置特性、属性特性、时间特性、空间关系41234空间数据模型:包括概念模型（最高层、常用模型）、逻辑数据模型（一般所称的空间数E-R据模型其实是空间数据的逻辑模型）、物理数据模型（最低）概念模型（对象、场、网络），场模型有种表达措施各自的使用状况6空间数据的类型:、几何图形数据、影像数据、属性数据、地形数据、元数据12345空间数据的表达:不一样类型的空间数据都可抽象表达为点、线、面三种基本的图形要素空间关系:、拓扑（包括邻接、关联、包括、连通）、次序、度量123实体之间的拓扑关系:对于点、线、面三种类型的空间实体，它们两两之间存在着分离、相邻、重叠、包括或覆盖、相交种也许的关系5拓扑关系的意义:、拓扑关系能清晰地反应实体之间的逻辑构造关系，它比几何坐标关系有1更大的稳定性，不随投影变换而变化、运用拓扑关系有助于空间要素的查询、可以根据23拓扑关系重建地理实体例如根据弧段构建多边形，实现道路的选用，进行最佳途径的选择等空间数据逻辑模型:包括、矢量数据模型（形式为坐标串）、栅格数据模型（合用场模型、12概念模型）、矢量-栅格一体化数据模型、镶嵌数据模型（规则格网、不规则和）34TIN Voronoi、面向对象数据模型（关键是技术和类，面向对象技术将对象的属性和措施进行封装，此外5尚有分类、概括、汇集、联合等）、三维空间数据模型6数据构造:数据构造即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑构造空间数据构造:是空间数据在计算机内的组织和编码形式它是一种适合于计算机存储、管理和处理空间数据的逻辑构造，是地理实体的空间排列和互相关系的抽象描述栅格数据构造:栅格构造是将地理空间划提成若干行、若干列，称为一种象元阵列，其最小单元称为象元或象素每个象元的位置由行列号确定，其属性则以代码表达每个栅格单元只能存在一种值以栅格数据构造表达的地理空间关系称为图象（）或格（）image grid栅格数据构造的特点:离散的量化栅格值表达空间对象位置隐含，属性明显几何和属性偏差数据构造简朴，易于遥感数据结合，但数据量大面向位置的数据构造，难以建立空间对象之间的关系栅格数据的编码方式直接编码（无压缩）、链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树（常规四叉树、线性四叉树一十进制码）Morton矢量数据构造:是另一种常见的图形数据构造，它是用一系列有序的、坐标对表达地理实体x y的空间位置矢量构造的特点:属性隐含，定位明显矢量型数据构造可分为实体型和拓扑型两大类矢量数据的编码方案实体式编码索引式双重独立编码链状双重独立式拓扑的数据构造:索引（点构成边，边构成多边形长处消除了公共边的冗余）、双重独立式编码链状概念它是从某一起点开始用沿八个基本方向前进的单位矢量链来表达线状地物或多边形的边界、构建文献两者差异链状比双重多弧段点文献（弧段点的坐标文献）洞的弧段前加符号矢量数据构造的特点用离散的点描述空间对象与特性，定位明显，属性隐含

1.用拓扑关系描述空间对象之间的关系

2..面向目的操作，精度高，数据冗余度小

3.与遥感等图象数据难以结合4,输出图形质量好，精度高5矢量栅格数据构造优缺陷对比数据库定义:数据库是为一定目的服务，以特定构造存储的有关联的数据的集合空间数据库定义空间数据库是某一区域内有关一定地理要素特性的数据集合空间数据弓擎:能将关系图形数据放到大型数据库中管理的产品I空间索引空间数据库特点:数据量尤其大；属性数据和空间数据联合管理；数据应用范围广泛空间数据库管理方式（文献、全关系、对象数据库）文献全关系ship oracle数据模型:是现实世界在数据库中的抽象，也是数据库系统的关键和基础数据模型的要素:数据操作、数据构造、数据完整性约束数据模型的分类:层次模型、网状模型、关系模型数据模式:是数据模型的一部分，分为级概念模式、外模式、内模式3关系数据库:是以关系数据模型为基础的数据库系统关系数据库的特点:的构造化、共享化、独立性、完整性、灵活性、安全性Data数据源按获取方式分:地图、遥感、实测、共享Data Data Data Data数据源按体现方式分:数字化、多媒体、文本资料DataDataData地图数据源注意:地图存储介质的缺陷、地图现势性较差、地图投影的转换遥感数据源注意:注意影像的纠正、影像的辨别率、影像的解译特性等方面的问题数据采集流程:属性数据的采集包括各类调查汇报、文献、记录数据、试验数据与野外调查的原始记录等新型数据获取方式车载移动数据采集、无人机摄影、航空和地面三维激光扫描（）、CCD LIDAR航天/航空激光测高技术、雷达干涉测量（）INSAR空间实体的编码方式:•层次分类编码法•多源分类编码法矢量数据的编辑与处理非拓扑数据编辑删除、移动、剪切和粘贴L分割和合并

2..线条的简化、加密和平滑3拓扑数据编辑地图编辑过程始于地图拓扑关系的构建这一步保证计算机可以识别地图上单独的节点、弧段和多边形同步，在地图要素之间建立拓扑关系的过程可以消除某些数字化错误第二步是指出地图上存在的数字化错误的类型第三步是消除数字化错误数学基础变换、数据重构措施不考、数据格式转换4种、图形拼接、拓扑生成、数据压缩？元数据:元数据就是“有关数据的数据”对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的阐明、对数据质量的描述、对数据处理信息的阐明，如量纲的转换等数据转换措施的描述、对数据库的更新、集成措施等的阐明误差表达数据与其真值之间的差异Error测量误差:人们对客观事物或现象的认识总会存在不一样程度的误差，这种误差在对变量进行观测和量测的过程中反应出来，成为测量误差精确性即一种记录值测量或观测值与它的真实值之间的靠近程度Accuracy偏差不确定性:有关空间事物、现象的特性和过程不能被精确地确定的程度空间数据质量评价指标:数据状况阐明、位置精度、属性精度source/lineage metricaccuracy、时间精度、逻辑一致性、数据完整性attribute accuracytemporal accuracylogical consistency、数据相容性、数据可得性、体现形式的合理性completeness compatibilityaccessibilityreasonability评价措施误差来源空间数据质量问题的来源数据处理过程误差来源•野外测量误差:仪器误差、记录误差;数据采集.遥感数据误差:辐射和几何纠正误差、信息提取误差;.地图数据误差:原始数据误差、坐标转换、制图综合及印刷等:•数字化误差:仪器误差、操作误差;数据输入・不同系统格式转换误差:栅格一矢量互换、三角等值线互换・数值精度不够:数据存储.空间精度不够:格网或图像太大、地区最小制图单元太大:•分类间隔不合理:数据处理.多层数据通加引起的误差传播:插值误差、多源数据综合分析等.比例尺太小引起的误差;•输出设备不精确引起的误差;数据输出・输出的媒介不稳定造成的误差:•对数据所包含的信息的误解:.对数据信息使用不当;数据使用数据质量控制措施:老式的手工措施•元数据措施.地理有关法L23数据入库流程:空间数据查询的概念（属性查图形、图形查属性）在空间数据库中检索出满足给定条件或位置的空间对象或属性特性的一种操作空间数据查询与空间分析的关系:是空间分析的基础、是空间分析的起始点GIS注空间查询不产生新的数据集、空间查询不变化原有的数据集空间关系查询重要包括:•拓扑关系查询:包括邻接关系查询（邻接关系查询包括点与点、线与线、面与面邻接关系查询，属还可性以波及与某个节点临接的线状地物和面状地物信息的查询）、包括关系查询查图形图形查属性（查询某一面状地物所包括的某一类地物，或者查询包括某一地物的面状地物）、关联关系查询（是空间不一样元素之间拓扑关系的查询，可以查询与某点状地物有关联的线状地物的信息，也可以查询与线状地物关联的面状地物的信息）•缓冲区查询:是根据数据库中的点线面地理实体，自动建立一定宽度范围的多边形，表征特定地理实体对邻域的影响范围缓冲区查询是不破坏原有空间目的的关系，只检索缓冲区范围内波及到的空间目的缓冲区查询概念（对照缓冲辨别析）应用、空间分析综合题空间分析定义:空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的关键功能之一,是地理信息系统区别于一般管理信息系统的重要功能特性空间分析的种类:叠置分析、缓冲辨别析、窗口分析、网络分析叠置分析:更适合栅格数据定义叠置分析是将有关主题层构成的各个数据层面进行叠置产生一种新的数据层面，不仅生成了新的空间关系，并且还将输入的多种数据层的属性联络起来产生了新的属性关系合用条件、不一样数据层面所对应的地面范围必须是一致的、参与叠置分析的多层面分析12数据必须有效匹配、叠置分析的分析模型与分析数据必须有效匹配、需理解叠置分析产生34的误差与不确定性特性，并有对应的处理方案矢量数据（点线面和多边形的叠置）、多边形叠置（破碎多边形，拓扑编辑里有去掉破碎多边形）缓冲辨别析:更合用栅格数据定义缓冲区就是地理空间目的的一种影响范围或服务范围在指定距离之内的区域称为缓冲区类型点线面的缓冲辨别析缓冲条件（固定值或固定属性）窗口分析:定义是指对于栅格数据系统中的一种、多种栅格点或所有数据，开辟一种有固定分析半径的分析窗口，固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列记录计算，或与其他层面的信息均进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析三个要素、中心点也许就是一种栅格点，或者是分析窗口的最中间的栅格点、分析窗口12大小与类型根据的单个窗口中的栅格分布状况、运算方式图层根据窗口分析类型运算，3根据不一样的运算方式获得新的图层，如提取坡度、坡向运算DEM网络分析定义就是根据网络拓扑关系（结点与弧段拓扑、弧段的连通性），通过考察网络元素的空间与属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特性进行多方面的分析计算技术构成和属性网络层次、网络数据构造、网络基本要素（链、结点）、网络特殊要素应用网络途径分析产品、、4D DEMDOM DLGDRG定义它是地球表面地形地貌离散数字的一种数学体现dem构造（规则格网、不规则、等高线、基于离散点的）Grid tinDEM内插措施、坡度（法线与垂直方向之夹角）、坡向（法线在水平面投影与正北方向之夹角）差值、内插、线性内插地理信息可视化非重点定义（按内容、按维数）、可视化的体现形式（等高线、分层设色、晕瑁）设计流程GIS系统分析

1..总体设计系统目的和任务、模块子系统设计、计算机系统选择、软件设计、代码设计、2界面设计,数据库设计包括概念设计、逻辑设计、物理设计和数据模型选择

3.系统功能设计总体功能设计、图形与属性功能构造设计

4.应用模型与措施设计

5.顾客界面（输入、输出）设计6实行过程GIS、系统分析

1、系统设计

2、系统实行

3、系统运行与维护4。