第一章地理信息系統(tǒng)概論信息是向人們或機(jī)器供給關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界的事實(shí)的學(xué)問，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義信息的特點(diǎn)：客觀性來，經(jīng)過處理、轉(zhuǎn)換和分析變?yōu)閷ιa(chǎn)、治理和決策具有重要意義的有用信息；信息的這些特點(diǎn)，使信息成為當(dāng)代社會進(jìn)展的一項(xiàng)重要資源。地理數(shù)據(jù)及其內(nèi)容？GIS息是經(jīng)過地理編碼的：地理信息系統(tǒng)與空間模型分析相結(jié)合的模式有哪些？其爭論可分三類：第一類是地理信息系統(tǒng)外部的空間模型分析，將地理信息系統(tǒng)當(dāng)作一個通用的空間數(shù)據(jù)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(tǒng)內(nèi)部的空間模型分析，試圖利用地理信息系統(tǒng)軟件來供給空間分析模塊以及進(jìn)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(yīng)用，但由于地理信息系統(tǒng)軟件所能供給空間分析功能極為有限，這種嚴(yán)密結(jié)合的空間模型分析方法在實(shí)際地理信息系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)所供給的功能，同時也充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)使用者的能動性。GISGIS反映地理過程本質(zhì)的理化規(guī)律，如地表徑流模型、海洋和大氣環(huán)流模型等；理統(tǒng)計方法和大量觀測試驗(yàn)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。空間查詢與分析及其層次？空間查詢是地理信息系統(tǒng)以及很多其它自動化地理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)具備的最根本的分析功理信息系統(tǒng)應(yīng)用深化的重要標(biāo)志。地理信息系統(tǒng)的空間分析可分為三個不同的層次。空間檢索索的關(guān)鍵技術(shù)，如何有效地從大型的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中檢索出所需信息，將影響地理信息系統(tǒng)的分析力量；另一方面，空間物體的圖形表達(dá)也是空間檢索的重要局部。空間拓?fù)浏B加分析空間拓?fù)浏B加實(shí)現(xiàn)了輸入要素屬性的合并空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源？空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源？從空間數(shù)據(jù)的形式表到達(dá)空間數(shù)據(jù)的生成，從空間數(shù)據(jù)的處理變換到空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在這兩個過程中都會有空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題發(fā)生。1〕空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性程在空間、專題和時間內(nèi)容上的不穩(wěn)定性。表現(xiàn)為其在發(fā)生時間段類認(rèn)知和表達(dá)水平的限制而產(chǎn)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(dǎo)致數(shù)據(jù)測量誤差的產(chǎn)生。不行避開。表達(dá)方式 征與過程的類型很多它們在空間和時間上的表現(xiàn)形式或者為連續(xù)性，或者為離散性，但是，它們最終要以點(diǎn)、線和面這些圖形要素的數(shù)據(jù)形式來描述。某實(shí)體以何種圖形要素和圖形要素的組合來表達(dá)取決于實(shí)體自身的地理特征地圖數(shù)字化和掃描后的矢量化處理；數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換；〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔10〕數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和集中。4〕空間數(shù)據(jù)使用中的誤差計算機(jī)硬件系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理裝置的總稱，可以是電子的、電的、磁的、機(jī)械GIS法甚至軟件都與硬件有極大的關(guān)系，受硬件指標(biāo)的支持或制約。GIS由于其任務(wù)的簡單性和/輸出設(shè)備、中心處理單元、存儲器計算機(jī)軟件系統(tǒng)是指必需的各種程序。對于GIS應(yīng)用而言，通常包括：GISGIS而強(qiáng)有力的組織是系統(tǒng)運(yùn)行的保障。一個周密規(guī)劃的地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計和執(zhí)行的工程經(jīng)理、信息治理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶。空間數(shù)據(jù)是指以地球外表空間位置為參照的自然、社會和人文經(jīng)濟(jì)景觀數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等。它是由系統(tǒng)的建立者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機(jī)或其他系統(tǒng)GIS，GIS容。第五章GIS空間數(shù)據(jù)的類型〕是指空間實(shí)體的位置、拓?fù)潢P(guān)系和幾何特征；〔尺度數(shù)據(jù)〕是指地理實(shí)體的時間變化或數(shù)據(jù)采集的時間；專題屬性數(shù)據(jù)〔非定位數(shù)據(jù)〕是指地理實(shí)體所具有的各種性質(zhì)。測量尺度四個層次：命名量命名量是定性而非定量，不能進(jìn)展任何算術(shù)運(yùn)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(yùn)算；比例量比例量間隔相等，而且有真實(shí)零值，測量尺度與單位無關(guān)。數(shù)據(jù)質(zhì)量精度，即對現(xiàn)象描述的具體程度；空間區(qū)分率，即兩個可測量數(shù)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(shí)之間的差異；元數(shù)據(jù)(Metadata)息。其目的是促進(jìn)數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計算機(jī)關(guān)心軟件工程效勞。：對數(shù)據(jù)集的描述，對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述，對數(shù)據(jù)處理信息的說明，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述，對數(shù)據(jù)庫的更、集成等的說明。元數(shù)據(jù)的作用和意義：于數(shù)據(jù)共享。地圖數(shù)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(diǎn)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(diǎn)，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(shè)小于閾值則將弦作為曲線的近似；假設(shè)大于閾值則用最遠(yuǎn)點(diǎn)將曲線分為兩段，分別進(jìn)展上述處理；當(dāng)全部的曲線都處理完畢后依次連接各個分割點(diǎn)形成折線，即可作為曲線的近似。圖像細(xì)化線細(xì)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(biāo)變換包括：根本坐標(biāo)變換：平移〔將圖形的一局部或全部移動到迪卡爾坐標(biāo)系中另外的位置、縮放〔用于輸出大小不同的圖形、旋轉(zhuǎn)〔投影變換中常用；仿射變換〔。拓?fù)渖赏負(fù)潢P(guān)系需定義的內(nèi)容：區(qū)域、鄰接性和連通性。數(shù)字化后地圖錯誤的表現(xiàn)形式：偽節(jié)點(diǎn)、懸掛節(jié)點(diǎn)、碎屑多邊形和不正規(guī)多邊形。段的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)相連的弧段。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立，需要確定線實(shí)體之間的連通關(guān)系。柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。在位置則依據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)。〔或逐列〕逐個記錄代碼；壓縮編碼，包括鏈碼〔弗里曼鏈碼〕比較適合存儲圖形數(shù)據(jù)；的區(qū)分率。矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的準(zhǔn)確定義。矢量數(shù)據(jù)的編碼方法：對于點(diǎn)實(shí)體和線實(shí)體，直接記錄空間信息和屬性信息；的簡單性和數(shù)據(jù)庫的大小。矢量柵格數(shù)據(jù)的比較優(yōu)點(diǎn)為數(shù)據(jù)構(gòu)造緊湊、冗余度低，有利于網(wǎng)絡(luò)和檢索分析，圖形顯示質(zhì)量好、精度高；缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)構(gòu)造簡單，多邊形疊加分析比較困難。柵格數(shù)據(jù)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)為數(shù)據(jù)構(gòu)造簡潔，便于空間分析和地表模擬，現(xiàn)勢性較強(qiáng)；缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)量大，投影轉(zhuǎn)換比較簡單。兩者比較：柵格數(shù)據(jù)操作總的來說簡潔實(shí)現(xiàn)，矢量數(shù)據(jù)操作則比較簡單；是格外有效的。矢量柵格相互轉(zhuǎn)換算法復(fù)數(shù)積分算法，即由待判別點(diǎn)對多邊形的封閉邊界計算復(fù)數(shù)積分，來推斷兩者關(guān)系；射線算法和掃描算法，即由圖外某點(diǎn)向待判點(diǎn)引射線，通過射線與多邊形邊界交點(diǎn)數(shù)來推斷內(nèi)外關(guān)系；邊界代數(shù)算法，是一種基于積分思想的矢量轉(zhuǎn)柵格算法，適合于記錄拓?fù)潢P(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，方法是由多邊形邊界上某點(diǎn)開頭，順時針?biāo)褜み吔缦蓿闲袝r邊界左側(cè)具有一樣行坐標(biāo)的柵格減去某值，下行時邊界左側(cè)全部柵格點(diǎn)加上該值，邊界搜尋完畢之后即完成多邊形的轉(zhuǎn)換。柵格轉(zhuǎn)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(jié)點(diǎn)向另一個節(jié)點(diǎn)搜尋；拓?fù)潢P(guān)系生成和去處多余點(diǎn)及曲線圓滑。成多邊形的轉(zhuǎn)換。空間量算〔對點(diǎn)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(zhì)心量算和距離量算。緩沖區(qū)重要性。疊加分析：〔數(shù)據(jù)層面〕既可以用矢量構(gòu)造的數(shù)據(jù)表達(dá)，也可以用柵空間關(guān)系的比較，也包含屬性關(guān)系的比較。提取空間隱含信息的手段之一。可以分為以下幾類〔應(yīng)用：〔遙感影象與專題地圖的疊加〕點(diǎn)與多邊形的疊加〔多邊形對點(diǎn)的包含關(guān)系，進(jìn)展屬性查詢，線與多邊形疊加〔比較線上坐標(biāo)與多邊形的關(guān)系，計算河流和路網(wǎng)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(qiáng)度模擬。空間插值有數(shù)據(jù)的不能完全掩蓋所要求的區(qū)域范圍。空間插值方法整體〔邊界內(nèi)插、趨勢面分析，局部插值〔值法、克里金插值法〕數(shù)字高程模型數(shù)字描述。當(dāng)?shù)匦螌傩詾楦叱虝r就是數(shù)字高程模型〔DEM。應(yīng)用：圖，是地理信息系統(tǒng)的根底數(shù)據(jù)，可用于土地利用現(xiàn)狀的分析規(guī)劃、軍事導(dǎo)航和制導(dǎo)。表示方法：的構(gòu)造和細(xì)部，且數(shù)據(jù)量過大，通常要進(jìn)展壓縮存儲；TIN三角面的外形和大小取決于不規(guī)章分布的測點(diǎn)的位置和密度，能夠避開地形平坦時的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點(diǎn)表示數(shù)字高程特征；確定等高線以外的其他點(diǎn)的高程。缺點(diǎn)：計算坡度的效率不高。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)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(fā)丟棄法〔逐次迭代計算漸漸刪除不太重要的點(diǎn)。TINDEM：TINDEM〔最短距離占優(yōu)。DEMDEMTIN空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源？空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源？從空間數(shù)據(jù)的形式表到達(dá)空間數(shù)據(jù)的生成，從空間數(shù)據(jù)的處理變換到空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在這兩個過程中都會有空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題發(fā)生。空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性程在空間、專題和時間內(nèi)容上的不穩(wěn)定性。〔區(qū)〕上的游移性；空間現(xiàn)象在屬性上的不確定性表現(xiàn)為屬性類型劃分的多樣性，非數(shù)值屬性值表達(dá)的不準(zhǔn)確等。空間現(xiàn)象的表達(dá)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題類認(rèn)知和表達(dá)水平的限制而產(chǎn)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(dǎo)致數(shù)據(jù)測量誤差的產(chǎn)生。不行避開。表達(dá)方式 征與過程的類型很多它們在空間和時間上的表現(xiàn)形式或者為連續(xù)性，或者為離散性，但是，它們最終要以點(diǎn)、線和面這些圖形要素的數(shù)據(jù)形式來描述。某實(shí)體以何種圖形要素和圖形要素的組合來表達(dá)取決于實(shí)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(dá)的合理性問題。不合理的空間表達(dá)必定導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。物理介質(zhì)的變化 主要是紙質(zhì)地圖中各種線劃要素隨時間的連續(xù)而產(chǎn)生的肯定變化在轉(zhuǎn)具有了誤差。空間數(shù)據(jù)處理中的誤差。地圖數(shù)字化和掃描后的矢量化處理；數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換；5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔10〕數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和集中。空間數(shù)據(jù)使用中的誤差對數(shù)據(jù)的解釋過程大的差異。處理這類問題的方法是隨空間數(shù)據(jù)供給各種相關(guān)的文檔說明，如元數(shù)據(jù)。缺少文檔樣往往會導(dǎo)致數(shù)據(jù)用戶對數(shù)據(jù)的隨便性使用而使誤差集中開來。第十一章 空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖制圖GIS還不成熟。DEM表示法可以表現(xiàn)傳統(tǒng)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(jìn)展提取、加工、表達(dá)和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)。象；能夠進(jìn)展大面積重復(fù)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(tǒng)的組成：衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、信號接收機(jī)。全球定位系統(tǒng)定位根本原理：利用測距交會確定點(diǎn)位。四顆衛(wèi)星即能測準(zhǔn)接收機(jī)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(guī)劃、監(jiān)控導(dǎo)航〔車輛船只的動態(tài)監(jiān)控。幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇以及分類驗(yàn)證，供給定位遙感信息查詢；GPS+GIS：定點(diǎn)查詢專題信息，供給或更空間點(diǎn)位；GIS+RS：幾何配準(zhǔn)、關(guān)心分類等，供給和更區(qū)域信息。3S3S為多見的是兩兩之間的結(jié)合。WebGISWebGIS/應(yīng)答機(jī)制，可以傳輸并在掃瞄器上顯示多媒體數(shù)據(jù)，用戶通過交互操作，就可以通過網(wǎng)絡(luò)來查找其所需的空間數(shù)據(jù)。WebGISWebWebGISGIS：WebGIS/GIS上。第十四章〔實(shí)例〕GIS三種方式：通過購置實(shí)施〔包括購置通用平臺、購置完整軟件、購置完整系統(tǒng)和購置效勞請軟件開發(fā)商來開發(fā)〔包括承包開發(fā)和合作開發(fā)；由組織內(nèi)部人員開發(fā)。各種模式的優(yōu)劣：見P349表。的生命周期。第十六章〔構(gòu)造化方法和面對對象方法、實(shí)現(xiàn)階段、確認(rèn)活動和軟件維護(hù)。第十七章 息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)GISGISGIS有利于保障