地信概论1.0 思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

绪论

几个概念

信息

数据是信息的表达，信息是数据的内容

系统

系统是相互联系，相互作用的诸多元素的综合

地理信息

地理信息是地理空间分布的信息，包括地表物体和环境固有的质量，数量，分布特征，联系和规律的图形，文字，数字，图像等的总称

特征：区域性，多维性，动态性

地理信息系统

信息系统是一种针对输入的数据加工，处理产生数据和信息来解决某些特定的问题

GIS属于信息管理系统中空间管理系统的范畴

地理信息系统含义

是计算机化的系统

研究对象是地理实体

优势是空间分析

与地学等学科有着密切关系

是空间数据与属性数据的联合体

地理信息系统的发展

国外

罗杰.汤姆森开发了加拿大地理信息系统（CGIS）

发展阶段

60年代产生阶段

70年代发展阶段

80年代普及阶段

90年代GIS科学形成

21世纪产业化阶段

国内

发展阶段

70年代准备阶段

80年代试验阶段

90年代发展阶段

21实际产业化阶段

当代GIS发展

WebGIS

3S(RS,GNSS,GIS)

Virtual GIS

Wireless GIS

GIS的组成

硬件

输入设备、

处理设备

输出设备

软件

数据

空间数据（地理实体的空间位置及相互变化）

属性数据（非空间的）

时间数据

应用人员

应用模型

GIS的功能

数据的采集与编辑

数据的储存与管理

数据的转化与处理

空间的统计与分析

空间查询

叠加分析

缓冲区分析

网络分析

地形分析

产品的制作与显示

二次开发及编程

GIS的应用

资源管理

城乡规划

环境评估

宏观决策

空间数据组织

地理空间及表达

地理空间信息及描述

大地水准面：包围整个地球的闭合水准面，包围的球体为大地体

地图投影：地球表面与投影平面的点一一对应

等角投影’

等积投影

任意投影

地理空间参照系的建立

大地坐标系

平面直角坐标系

高斯平面直角坐标系

影响对空间实体的描述

信息的描述主要是通过不同的颜色和灰度来表示

GIS对空间实体的表达

栅格模型

矢量模型

地理空间数据及特征

空间数据的基本特征

空间特征（数据反应的空间位置）

属性特征（描述实际现象）

时间特征（空间特征和属性特征随时间而变化）

空间数据的分类

点状实体

线状实体

面状实体

立体状实体

实体类型组合

地理信息的空间关系

地理信息空间关系

方向关系

度量关系

拓扑关系

概念：指空间实体中点线面的位置关系

定义：指图形保持连续性变形，但图形关系不发生改变

拓扑的种类：拓扑关联，拓扑包含，拓扑邻接

表达：面-链，链-面，链-结点，结点-面

意义：

能够能清楚的反映实体之间的逻辑结构关系，比几何关系更稳定，不受投影变化的影响

有助于空间要素的查询，解决许多实际问题

可以重建地理实体

空间实体的拓扑关系

弧段-结点

节点-弧段

多边形-弧段

弧段-多边形

地理信息的空间数据结构

概念

空间数据结构

空间数据适合于计算机的储存，管理与处理的逻辑结构

矢量数据结构

表示方法

用（x,y）坐标及坐标串来表示实体要素的点线面的位置和空间关系的一种数据结构

特点：定位明显，属性隐含

编码方法

索引式

双重独立式

链状双重独立式

拓扑关系明确，也能表达岛信息，而且以弧段为记录单位，满足实际应用需要。

实体式

优点：简单直观

缺点：信息冗余，无拓扑关系

栅格数据结构

定义：将空间分割为相同面积的网格单元，然后在各个单元格内赋予相应的空间对象属性的一种数据结构

特点：属性明显，定位隐含

栅格属性值的确定

一个点表示一个像元，每个像元的行列号表示其位置，属性值表示其代表的地物

数据的获取方式

遥感数据

矢量数据的转化

图片的扫描

人工输入

编码方式

行政编码

链码

块码

四叉树

栅格矩阵法

矢量数据与栅格数据的特点比较

矢量数据

用离散的线或点来描述地理特征

用拓扑关系来描述关系

面向目标操作

数据复杂难处理

难以结合遥感数据据

栅格数据

离散的量化栅格数据值表示空间实体

区域明确简单，容易实现数据共享

属性简单，容易与遥感数据结合

难以拓扑

图形质量低，数量多

失栅一体化数据结构

将矢量面向对象的方法和栅格像元填充的方法结合起来

空间数据的采集与处理

数据源的种类

概念

数据源

建立地理信息库所需的各种数据的来源

种类

地图

遥感图像

立本及立法资料

实验及实测数据

网络数据

系统基本数据

统计资料

2020珠峰高程测量意义

测量所得的GNSS，水准，重力等测量结果，可服务于地政，冰川等方向的研究

测量服务于国民经济和社会发展的各个领域，有助于经济规划，国土资源规划与利用，预防灾害等方面。

空间数据的采集

空间数据的编码

概念

在数据结构的指导下，把空间数据和属性数据经过分类，量化和组织，转化成计算机能够接受的形式。

编码的原则

一致性

通用性

可用性

标准性

科学性

空间数据的采集方法

野外数据采集

图像数字化

摄影测量方法

遥感图像采集

其他采集方法如数据格式转化，鼠标键盘录入

空间数据的编辑与处理

误差与错误的剪辑与编辑

误差

数据的不完整

比例尺不准确

位置的不准确

数据变形

数据和属性连接有问题

检查方法

叠合比较法

目视检查法

逻辑检查法

坐标变换

几何纠正

二次变换（5对）

仿射变换（4对）

高次变换（6对）

地图投影变换

解析变换法

数值变换法

图形编辑

图形编辑概念

对地图数据化后的资料进行加工编辑，在改正地图差错的同时，也改正数字化资料的误差

是一种交互处理的过程

数据检查与清理

数据的检查

是检查拓扑关系是否合理正确，检查是否有伪结点，是否有悬架弧段等，需要系统能将错误之处用不同颜色标注出来

数据的清理

用自动的方法清理误差

空间插值

内插

在已观测的区域内估算未观测点区域的过程

外插

在已观测的区域外估算为观测区域的过程

边界内插

原理：

未知点的最佳值由最邻近的观测点代替

泰森多边形法

趋势面分析

原理：多项式表示线或面，按最小二乘法原理对数据点进行拟合拟合时假定数据点的空间坐标X、Y 为独立变量，而表示特征值的Z坐标为因变量。

局部内插

利用局部范围内的已知采样点的 数据内插出未知点的数据。

线性内插

双线性多项式内插

多三次多项式内插

移动平均法

在局部范围（或称窗口）内计算多个数据点的平 均值

数据质量的评价与控制

GIS数据质量内容及来源

内容

属性精度

位置精度

逻辑统一性

完备性

现势性

来源

数据采集

数据输入

数据储存

数据操作

数据输出

用户使用

评价方法

直接

间接

非定量

数据处理中数据质量的评价

数字高程模型的精度

矢量数据栅格化的误差

多边形叠置产生的误差

空间数据库

数据库的概述

概念

数据库

长期储存在计算机内的，可组织的，可管理的数据的集合

空间数据库

是地理信息系统在计算机物理储存，介质储存和相关应用的空间数据的总和

空间数据库的主要特征

空间数据库描述现实中地物和实体的数据必须经过抽象处理

空间数据库的数据复杂，多样

一种地物对应一种属性数据

在当前通用的关系数据库管理中，数据记录是结构化的

数据库的模型

一个数据库的模型包含的三方面

数据结构

数据操作

数据的完整性约束

传统数据模型

层次

关系

网状

面向对象数据模型

基本思想

通过对问题领域进行自然的分割，用更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型，并进行结构模拟和行为模拟，从而使设计出的软件能尽可能地直接表现出问题的求解过程。

四种核心技术

分类

概括

聚合

联合

空间数据模型

概念数据模型

对象模型

场模型

网络模型 

物理数据模型

逻辑数据模型

矢量数据模型

栅格数据模型

面向对象数据模型

空间设计索引

空间数据库的索引

概念

空间数据索引

就是在储存空间数据时按照空间对象的位置，形状或关系来以一定顺序来排列的一种数据结构

目的

在GIS系统中快速定位所需要的空间要素，提高空间操作的速度和效率

类型

四叉树

简单网格型

cell型索引

R型、R*型

二叉树

空间数据库的设计

概念

在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的过程

过程

需求的分析

概念设计

物理设计

逻辑设计

数据库的建立

数据库的运行和维护

空间查询与空间分析

空间查询与量算

空间数据的查询

属性查图形

图形查属性

结合空间关系和非 空间属性的查询

空间数据的量算

空间维与空间量测

几何参数量测

形状量算

质心量算

缓冲区分析

概念

根据分析对象的点线面实体，自动建立距离他们周围一定距离的带状区域，                                                                                                        以便识别这些主题或实体对邻近对象的辐射、影响范围，以便为某种分析或决策提供依据

作用

求地理实体的邻近度问题

矢量缓冲区的建立

栅格缓冲区的建立

距离问题

缓冲区的组成要素

主题

邻近对象

作用条件

叠置分析

空间叠置分析的概念

统一空间参照系统条件下，把同一个地区不同地理对象的图层叠合在一起，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。

类别

矢量数据叠合

点与多边形

判断点是否在多边形内

线与多边形

线的多边形裁剪

多边形与多边形

两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形

多 边形范围内的属 性特性的统计分 析

栅格数据叠合

拓扑

叠合

重建拓扑

删除多余叠合

网络分析

网络分析的概念

对交通网络、各种网线、电力线、电话线、 供排水管线等进行地理分析和模型化，然后再从模 型中提炼知识指导现实。

理论

图论

数据结构

非线性图数 据结构

基本要素

结点

链

转弯

停靠站

中心

障碍

重要属性

阻碍强度

资源在网络中运移时所受阻力的大小，如花费的时间、费用等。

资源需求量

网络中与弧段和停靠点相联系资源的数量

资源容量

指网络中心为了满足各弧段的需求，能够容纳或提供的资源总数量

网络分析的应用

路径分析

资源分配

优化配置网络资源的问题

最佳选址

选址功能是指在一定约束条件下、在某一指定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配分析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、仓库等的最佳位置的确定。在网络分析中的选址问题一般限定设施必须位于某个节点或某条链上，或者限定在若干候选地点中选择位置。

数字地形模型与地形分析

数字地形模型（DTM）

实在空间数据库中储存并管理空间地形数据集合的总称

数字高程模型（DEM）

DTM中属性为高程的要素,地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示

DSM

地物表面的模拟，包括植被表面、房屋的表面

表示方法

等高线法

TIN法

利用所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点（各三角形的顶点） 连接成相互连续的三角面

规则格网法

DEM表示成高程矩阵，此时， DEM来源于直接规则矩形格网采样点或由不规则离散数据点内插产生

数字地形分析

信息提取

可视化

数字流域分析

空间分析模型

定义

指用于GIS空间分析的数学模型，是在GIS空间数据基础上建立起来的模型，是通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，对一个空间决策过程进行的模拟

意义

联系GIS应用系统与专业领域的纽带，必须以广泛、深入的专业研究为基础

综合利用GIS中大量数据的工具，数据的综合分析 和应用主要通过模型来实现

分析型和辅助决策型GIS区别于管理型GIS的一个 重要特征，是解决空间分析和辅助决策问题的核心

GIS中常用的分析模型