第一章地理信息系統概論信息是向人們或機器供給關于現實世界的事實的學問，是數據、消息中所包含的意義信息的特點：客觀性來，經過處理、轉換和分析變為對生產、治理和決策具有重要意義的有用信息；信息的這些特點，使信息成為當代社會進展的一項重要資源。地理數據及其內容？GIS息是經過地理編碼的：地理信息系統與空間模型分析相結合的模式有哪些？其爭論可分三類：第一類是地理信息系統外部的空間模型分析，將地理信息系統當作一個通用的空間數據庫，而空間模型分析功能則借助于其它軟件；其次類是地理信息系統內部的空間模型分析，試圖利用地理信息系統軟件來供給空間分析模塊以及進展適用于問題解決模型的宏語言，這種方法一般基于空間分析的簡單性與多樣性，易于理解和應用，但由于地理信息系統軟件所能供給空間分析功能極為有限，這種嚴密結合的空間模型分析方法在實際地理信息系統的設計中較少使用；第三類是混合型的空間模型分析，其宗旨在于盡可能地利用地理信息系統所供給的功能，同時也充分發揮地理信息系統使用者的能動性。GISGIS反映地理過程本質的理化規律，如地表徑流模型、海洋和大氣環流模型等；理統計方法和大量觀測試驗建立的模型，如水土流失模型、適宜性分析模型等；閱歷加以確定的不確定性變量，如資源安排模型、位置選擇模型等?？臻g查詢與分析及其層次？空間查詢是地理信息系統以及很多其它自動化地理數據處理系統應具備的最根本的分析功理信息系統應用深化的重要標志。地理信息系統的空間分析可分為三個不同的層次?？臻g檢索索的關鍵技術，如何有效地從大型的地理信息系統數據庫中檢索出所需信息，將影響地理信息系統的分析力量；另一方面，空間物體的圖形表達也是空間檢索的重要局部?？臻g拓撲疊加分析空間拓撲疊加實現了輸入要素屬性的合并空間數據質量問題的來源？空間數據質量問題的來源？從空間數據的形式表到達空間數據的生成，從空間數據的處理變換到空間數據的應用，在這兩個過程中都會有空間數據質量問題發生。1〕空間現象自身存在的不穩定性程在空間、專題和時間內容上的不穩定性。表現為其在發生時間段類認知和表達水平的限制而產生的誤差可以歸為以下幾個方面:空間特征的變量的生疏也可能有很大的差異。變量概念理解的不全都必定導致數據測量誤差的產生。不行避開。表達方式 征與過程的類型很多它們在空間和時間上的表現形式或者為連續性，或者為離散性，但是，它們最終要以點、線和面這些圖形要素的數據形式來描述。某實體以何種圖形要素和圖形要素的組合來表達取決于實體自身的地理特征地圖數字化和掃描后的矢量化處理；數據格式的轉換；〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔10〕數據處理過程中誤差的傳遞和集中。4〕空間數據使用中的誤差計算機硬件系統是計算機系統中的實際物理裝置的總稱，可以是電子的、電的、磁的、機械GIS法甚至軟件都與硬件有極大的關系，受硬件指標的支持或制約。GIS由于其任務的簡單性和/輸出設備、中心處理單元、存儲器計算機軟件系統是指必需的各種程序。對于GIS應用而言，通常包括：GISGIS而強有力的組織是系統運行的保障。一個周密規劃的地理信息系統工程應包括負責系統設計和執行的工程經理、信息治理的技術人員、系統用戶化的應用工程師以及最終運行系統的用戶?？臻g數據是指以地球外表空間位置為參照的自然、社會和人文經濟景觀數據，可以是圖形、圖像、文字、表格和數字等。它是由系統的建立者通過數字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他系統GIS，GIS容。第五章GIS空間數據的類型〕是指空間實體的位置、拓撲關系和幾何特征；〔尺度數據〕是指地理實體的時間變化或數據采集的時間；專題屬性數據〔非定位數據〕是指地理實體所具有的各種性質。測量尺度四個層次：命名量命名量是定性而非定量，不能進展任何算術運算；次序量次序量只按挨次排列，可以比較比例量大小，也不能運算；比例量比例量間隔相等，而且有真實零值，測量尺度與單位無關。數據質量精度，即對現象描述的具體程度；空間區分率，即兩個可測量數值之間最小的可辨識的差異；誤差，即一個所記錄的測量和它的事實之間的差異；元數據(Metadata)息。其目的是促進數據集的高效利用，并為計算機關心軟件工程效勞。：對數據集的描述，對數據質量的描述，對數據處理信息的說明，對數據轉換方法的描述，對數據庫的更、集成等的說明。元數據的作用和意義：于數據共享。地圖數字化方式又分為距離流方式和時間流方式。曲線離散化算法并能在肯定程度上保持原有外形。算法1.在首尾兩點之間連接一條直線段，稱為曲線的弦；得到曲線上離該直線段距離最大的點，并計算其與弦的距離；比較該距離與給定閾值(thresholdvalue)的大小，假設小于閾值則將弦作為曲線的近似；假設大于閾值則用最遠點將曲線分為兩段，分別進展上述處理；當全部的曲線都處理完畢后依次連接各個分割點形成折線，即可作為曲線的近似。圖像細化線細化就是不斷去除曲線上不影響連通性的輪廓像素的過程。坐標變換包括：根本坐標變換：平移〔將圖形的一局部或全部移動到迪卡爾坐標系中另外的位置、縮放〔用于輸出大小不同的圖形、旋轉〔投影變換中常用；仿射變換〔。拓撲生成拓撲關系需定義的內容：區域、鄰接性和連通性。數字化后地圖錯誤的表現形式：偽節點、懸掛節點、碎屑多邊形和不正規多邊形。段的節點，節點相連的弧段。網絡拓撲關系的建立，需要確定線實體之間的連通關系。柵格數據構造物或現象的非幾何屬性特征。在位置則依據行列號轉換為相應的坐標?！不蛑鹆小持饌€記錄代碼；壓縮編碼，包括鏈碼〔弗里曼鏈碼〕比較適合存儲圖形數據；的區分率。矢量數據構造間設為連續，允許任意位置、長度和面積的準確定義。矢量數據的編碼方法：對于點實體和線實體，直接記錄空間信息和屬性信息；的簡單性和數據庫的大小。矢量柵格數據的比較優點為數據構造緊湊、冗余度低，有利于網絡和檢索分析，圖形顯示質量好、精度高；缺點為數據構造簡單，多邊形疊加分析比較困難。柵格數據的優缺點：優點為數據構造簡潔，便于空間分析和地表模擬，現勢性較強；缺點為數據量大，投影轉換比較簡單。兩者比較：柵格數據操作總的來說簡潔實現，矢量數據操作則比較簡單；是格外有效的。矢量柵格相互轉換算法復數積分算法，即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算復數積分，來推斷兩者關系；射線算法和掃描算法，即由圖外某點向待判點引射線，通過射線與多邊形邊界交點數來推斷內外關系；邊界代數算法，是一種基于積分思想的矢量轉柵格算法，適合于記錄拓撲關系的多邊形矢量數據轉換，方法是由多邊形邊界上某點開頭，順時針搜尋邊界限，上行時邊界左側具有一樣行坐標的柵格減去某值，下行時邊界左側全部柵格點加上該值，邊界搜尋完畢之后即完成多邊形的轉換。柵格轉矢量并表示成矢量格式邊界限的過程。步驟包括：多邊形邊界提取，即使用高通濾波將柵格圖像二值化；邊界限追蹤，即對每個弧段由一個節點向另一個節點搜尋；拓撲關系生成和去處多余點及曲線圓滑。成多邊形的轉換?？臻g量算〔對點線面地物有不同含義、外形量算〔空間全都性、多邊形邊界特征描述、質心量算和距離量算。緩沖區重要性。疊加分析：〔數據層面〕既可以用矢量構造的數據表達，也可以用柵空間關系的比較，也包含屬性關系的比較。提取空間隱含信息的手段之一?？梢苑譃橐韵聨最悺矐茫骸策b感影象與專題地圖的疊加〕點與多邊形的疊加〔多邊形對點的包含關系，進展屬性查詢，線與多邊形疊加〔比較線上坐標與多邊形的關系，計算河流和路網密度多邊形疊加〔土地利用分析，柵格圖層疊加〔用于空間模擬如：土壤侵蝕強度模擬?？臻g插值有數據的不能完全掩蓋所要求的區域范圍?？臻g插值方法整體〔邊界內插、趨勢面分析，局部插值〔值法、克里金插值法〕數字高程模型數字描述。當地形屬性為高程時就是數字高程模型〔DEM。應用：圖，是地理信息系統的根底數據，可用于土地利用現狀的分析規劃、軍事導航和制導。表示方法：的構造和細部，且數據量過大，通常要進展壓縮存儲；TIN三角面的外形和大小取決于不規章分布的測點的位置和密度，能夠避開地形平坦時的數據冗余，又能按地形特征點表示數字高程特征；確定等高線以外的其他點的高程。缺點：計算坡度的效率不高。優點：數據量比較小。1.TIN〔泰森多邊形〕2.DEMTIN；〔計算平均值并與閾值比較、啟發丟棄法〔逐次迭代計算漸漸刪除不太重要的點。TINDEM：TINDEM〔最短距離占優。DEMDEMTIN空間數據質量問題的來源？空間數據質量問題的來源？從空間數據的形式表到達空間數據的生成，從空間數據的處理變換到空間數據的應用，在這兩個過程中都會有空間數據質量問題發生。空間現象自身存在的不穩定性程在空間、專題和時間內容上的不穩定性?！矃^〕上的游移性；空間現象在屬性上的不確定性表現為屬性類型劃分的多樣性，非數值屬性值表達的不準確等?？臻g現象的表達中產生的數據質量問題類認知和表達水平的限制而產生的誤差可以歸為以下幾個方面:空間特征的變量的生疏也可能有很大的差異。變量概念理解的不全都必定導致數據測量誤差的產生。不行避開。表達方式 征與過程的類型很多它們在空間和時間上的表現形式或者為連續性，或者為離散性，但是，它們最終要以點、線和面這些圖形要素的數據形式來描述。某實體以何種圖形要素和圖形要素的組合來表達取決于實體自身的地理特征〔包括空間特征，屬性特征〕以及用戶的特別需求，因此，其間必定存在圖形表達的合理性問題。不合理的空間表達必定導致誤差的產生。物理介質的變化 主要是紙質地圖中各種線劃要素隨時間的連續而產生的肯定變化在轉具有了誤差?？臻g數據處理中的誤差。地圖數字化和掃描后的矢量化處理；數據格式的轉換；5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔10〕數據處理過程中誤差的傳遞和集中?？臻g數據使用中的誤差對數據的解釋過程大的差異。處理這類問題的方法是隨空間數據供給各種相關的文檔說明，如元數據。缺少文檔樣往往會導致數據用戶對數據的隨便性使用而使誤差集中開來。第十一章 空間數據表現與地圖制圖GIS還不成熟。DEM表示法可以表現傳統方法無能為力的垂直分布特征如：地貌暈渲圖和三維曲面。3S遙感這些信息進展提取、加工、表達和應用的一門科學技術。象；能夠進展大面積重復觀看；拓寬了人眼所能觀看到的光譜范圍；空間具體程度高。GPS全球定位系統的組成：衛星星座、地面監控系統、信號接收機。全球定位系統定位根本原理：利用測距交會確定點位。四顆衛星即能測準接收機的位置。3S，GISGISGISDEM生成，以及土地利用變化和地圖更。、測量〔土地治理、城市規劃、監控導航〔車輛船只的動態監控。幾何校正、訓練區選擇以及分類驗證，供給定位遙感信息查詢；GPS+GIS：定點查詢專題信息，供給或更空間點位；GIS+RS：幾何配準、關心分類等，供給和更區域信息。3S3S為多見的是兩兩之間的結合。WebGISWebGIS/應答機制，可以傳輸并在掃瞄器上顯示多媒體數據，用戶通過交互操作，就可以通過網絡來查找其所需的空間數據。WebGISWebWebGISGIS：WebGIS/GIS上。第十四章〔實例〕GIS三種方式：通過購置實施〔包括購置通用平臺、購置完整軟件、購置完整系統和購置效勞請軟件開發商來開發〔包括承包開發和合作開發；由組織內部人員開發。各種模式的優劣：見P349表。的生命周期。第十六章〔構造化方法和面對對象方法、實現階段、確認活動和軟件維護。第十七章 息系統標準地理信息系統標準GISGISGIS有利于保障