GIS原理

1.三大新兴产业:地理空间技术、纳米技术、生物技术；2.地理信息系统：用于采集存储、查询管理、编辑处理、分析显示地理空间数据的计算机系统；3.GIS组成：硬件、软件、专业人员、基础设施（数据）、模型与方法；4.GIS应用：土地利用规划、自然灾害评估、野生生物栖息地分析、河滨带监控和管理；实例：国家气象局提供天气数据、编制救急预案、犯罪分析、地籍管理、汽车导航系统等；5.大地水准面：人们设想当海洋静止时，平均海水面穿过大陆和岛屿，形成一个闭合的曲面，该面上的各点与重力方向成正交，这就是大地水准面，所包围的球体叫做大地球体；6.地理空间数据：描述地球表面空间要素的位置和特征的数据；7.地图投影：由地理坐标系统转换成投影坐标系统的过程；按所保留的性质：正形投影、等积投影、等距投影、等方位投影；按投影面：圆柱投影、圆锥投影、方位投影：8.重新投影：从一种投影坐标转换成另一种投影坐标；9.矢量数据模型：采用点及其x、y坐标来表示具有清晰位置和边界的具体空间要素；用于离散现象；优点：数据存储量小，空间位置经度高，空间关系描述全面，对线状、网络状事物分析方便，空间和属性数据综合查询与更新方便，普通地图可直接手工数字化；缺点：数据结构复杂，多种地图叠合分析较困难，边界复杂、模糊的事物难以描述，不能直接处理数字图像信息；10.栅格数据模型：一种用格网和像元来表示要素空间变化的空间数据模型；用于表示连续的现象；优点：数据结构简单，多种地图叠合分析方便，容易描述边界复杂、模糊的事物，便于处理连续三维表面，能直接处理数字图像信息，能直接用栅格状设备输出图形；缺点：数据存储量大，空间位置精度低，难以表达线状、网络状的事物，输出地图不美观，普通地图须按矢量方式数字化；11.地理坐标系统（GCS)：用经纬度表示地面点的球面坐标系；一种地球表面空间要素的位置参照系统；12.投影坐标系统（PCS）：基于地图投影的平面坐标系统；13.方位投影：保持在特定方向上投影精度的一种地图投影，它也指用平面作为投影面的地图投影；14.投影文件：投影文件是一个文本文件，它存储了数据集所基于的坐标系统的信息；用途：用于该数据集的投影或重新投影、输出到基于相同坐标系统的其他数据集；15.大地基准:用于计算一个地点的地理坐标的基础。基准面由椭球体派生而来；16.兰伯特正形圆锥投影：纬线为同心圆弧，经线为放射性直线，正轴等角割圆锥投影，我国1：100万地图采用该投影；17.高斯—克吕格投影：横轴等角切椭圆柱投影，中央经线和赤道为垂直相交的直线，经线为凹向并对称与中央经线的曲线，纬线为凸向并对称与赤道的曲线，无角度变形，采用6度和3度的分带投影的方法；18.椭球体：与地球形状比较接近的一个以椭圆短轴旋转而成的椭球19.我国采用的大地标准：1954北京坐标系，1980国家大地坐标系；20.拓扑：研究在弯曲或拉伸等特定变换下仍维持不变的几何对象性质；21.拓扑关联（不同类要素）、拓扑邻接(同类要素之间关系）、拓扑连通（指对弧段连接的判别）、拓扑包含（面和其他要素之间的关系）；22.拓扑优点：描述点、线、面的空间关系不完全依赖于具体的坐标位置；空间关系信息丰富、简洁，数据冗余小；方便多边形和多边形的叠合；便于检查数据输入过程中的错误；拓扑缺点：拓扑关系建立过程比较复杂；数据结构本身复杂；23.地理关系数据模型：一种GIS数据模型，将空间数据和属性数据存储在俩个分离而又相互联系的文件系统中；24.Coverage(DIME，拓扑型，关系型），Shapefile(.shp，非拓扑型，关系型），Geodatabase(面向对象型，个人.mdb\2GB,文件.gbd\无），TIN(关系型）；25.链状独立式编码：（DIME双重独立地图编码缺点“中间点”“岛”）拓扑关系明确，能表达岛、中间点信息，以弧段为记录单位，满足实际应用需要；26.要素类：相同几何类型的空间要素的数据集；27.要素数据集：具有相同坐标系和区域范围的要素类的集合；28.像元：像元大小决定了栅格数据的分辨率。像元小，分辨率高，数据大，精确度高；29.四D：DEM(数字高程模型），DOQ(数字正射影像），DLG(数字线化地图)，DRG(数字栅格图）；30.栅格数据编码:逐个像元编码、游程编码{逐行（属性，个数）}、四叉树（划象限，看属性是否单调决定是否继续划分）；块状编码（行、列、半径、属性）；31.四叉树优点：可变的分辨率，有区域性质，压缩数据灵活，许多数据和转换运算可以在编码数据上直接实现大大提高了运算效率；四叉树缺点:不稳定性，即同样的原始数据，应用不同算法进行编码可能得到不同的编码结果，不利于数据分析；32.头文件：BIL(逐行）、BIP(逐像元）、BSQ（逐波段）；33.栅格化：矢量数据转换成栅格数据；第一步，建立一个指定像元大小的栅格，该栅格能覆盖整个矢量数据的面积范围，并将所有像元的初始值赋予0；第二步，改变那些对应于点、线或多边形界线的像元值；第三步，用多边形值来填充多边形轮廓线内部；34.矢量化：栅格数据转换成矢量数据；三个基本要素：线的细化、线的提取和拓扑关系的重建；35.数据压缩：无损压缩（保留像元或者像素值，允许原始栅格或者图像被精确重构）；有损压缩(不能完全重构图像，但能有很高的压缩率）；36.小波变换：一种新的图像压缩技术，它将一幅图像看作是一个波，并且逐渐将该波分解为更简单的小波；37.GIS数据源：按获取方式（地图数据、遥感影像、实测数据、共享数据）；按表现方式（数字化数据、多媒体数据、文本资料数据）；38.差分校正：用基站数据校正GPS数据噪声误差的方法；39.全球定位系统（GPS):通过导航卫星系统和接收机获得的、用于地点定位的经纬度和高程数据；40.扫描：将模拟地图转换成栅格格式扫描文件的数字化方法，通过跟踪描绘可将扫描文件转换成矢量格式；41.几何变换：利用一系列控制点和转换方程式在投影坐标上配数字化地图、卫星图像或者航空照片的过程；42.仿射变换：对矩阵对象作旋转、平移、倾斜和不均匀缩放，但保持线的平行性的一种常用几何变换方法；43.仿射变换四步：将控制点更新为真实世界坐标，对控制点进行仿射变换，估算系数和变换方程（求参数），验证；44.控制点的好坏通常用均方根误差来衡量，需控制在一定的容差值内，小于一个像元是可以接受的；45.重采样：指原始图像的像元值或导出值填充新图像的每个像元；46.重采样方法：邻近点插值法，双线性插值法，三次卷积插值法；47.地图叠加：相同坐标系统同一区域至少两个，代表不同对象或同一对象不同时刻进行叠加产生新的图像和属性；48.定位错误是与地图要素位置有关的错误，诸如多边形缺失或与空间要素几何错误有关的线条扭曲，而拓扑错误是与地图要素拓扑关系的错误，与空间要素之间的逻辑不一致有关，诸如悬挂弧段和未闭合多边形等。要修正定位错误，必须改变单个弧段或数字化新的弧段，修正拓扑错误，必须清楚拓扑关系，利用基于拓扑的GIS软件包来帮助完成修正；49.拓扑编辑：对拓扑数据的编辑，目的是使拓扑数据遵循所要求的拓扑关系；类型：Coverage的拓扑编辑、地图拓扑编辑、拓扑规则编辑；50.非拓扑编辑：非拓扑数据的编辑；类型：编辑现有要素、由现有要素创建新要素；51.其它编辑：图幅拼接、线的简化和平滑；52.校核图：用于检查错误的数字化地图的打印图；53.建立缓冲区：一种GIS操作，能生成含有选择要素一定距离范围的分区；角分线法、凸角圆弧法；缓冲区距离可以是变量；54.地图叠置：是将俩个要素图层的几何形状和属性组合在一起，生成新的输出图层；55.面的插值：将一组多边形的数据转换到另一多边形的过程；56.聚合容差：距离容差的一种，当点和线之间的距离小于指定距离时，强行将两者结合到一起；