第一章：地理信息系统概说
数据与信息
数据（data）：是未经过加工的原始材料，是客观对象的表示。
信息（information）：是对数据的解释、运用与解算，是数据内涵的意义。
信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。
数据处理：对数据进行收集、筛选、排序、归并转换、存储、检索、计算、分析、模拟和预测等操作。
地理信息：是表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。
地理信息的特征体现在区域性、多层次性和动态变化上：
空间位置：通过公共地理参考来描述地物所在位置，如大地参照系、地物间的相对位置。多维结构：在二维空间的基础上，实现多专题的第三维的信息结构。
时序特征：指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。
地理信息系统：由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
物理外壳：计算机化的技术系统
操作（处理）对象：空间数据。
技术优势：在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段、以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。
对GIS的三种认识：
地图观点：强调GIS作为信息载体与传播媒介的地图功能。
数据库观点：强调数据库系统在GIS中的重要作用。
分析工具的观点：强调GIS的空间分析与模型分析功能，认为GIS是一门空间信息科学，这是其有别与其它系统的唯一特征。
GIS概念框架和构成
---数据库建立和数据库输入
用户界面----系统和数据库管理---空间数据处理和分析
---产品生成和输出
地理信息系统的分类
GIS的基本构成：硬件；软件；数据；人员；方法
硬件：计算机是GIS硬件的核心，GIS软件可以在从中央服务器到桌面计算机，从单机到网络环境上运行。
GIS的外部设备包括；；输入、输出设备，数据存储和传输设备，网络设备。
它能影响到处理的速度，使用的便捷性和可用的输出类型。
软件：GIS软件是系统的核心，它提供GIS所需的存储、分析和显示地理信息的功能和工具。
主要的组分有：1输入和处理地理信息的工具2数据库管理系统(DBMS) 3支持地理查询、分析和视觉化的工具4容易使用这些工具的图形化界面(GUI)
软件不仅包括GIS软件，还包括各种数据库、绘图、统计、图象以及其它软件。
数据
GIS系统中最重要的部件就是数据，它也是GIS的操作对象。地理数据和相关的表格数据可以自己采集或者购买商业数据。GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起，而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系统，来管理空间数据。
数据的可用性和精确性将最终影响到分析或查询的结果。
地理数据的组成要素
几何位置表示地理要素与现实世界位置的联系，地理要素抽象为点、线、面。
属性表示地理要素的描述性信息。
行为取决于用户定义的环境，表示可以对地理要素进行某些编辑、显示、分析操作。
人员
这是GIS最重要的要素，人必须开发程序，定义GIS任务，人们经常会克服GIS其它要素的不足。但事实上，世界上最好的软件和硬件都有无法弥补的缺憾。
GIS技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题，将没有什么价值。GIS的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家，到那些使用该系统并完成他们每天工作的人员。
GIS组织数据的方法
GIS以专题分层的方式存贮信息，各层可以按地理特征联系起来。
各层具有相同的地理范围；每层具有相似的属性。
1.3 GIS的基本功能
数据采集（Capture data）
GIS提供多种地理数据和属性数据的输入方法，可用的数据方法越多，则
GIS的通用性越广。
地理数据库是昂贵和生存期最长的GIS要素。
数据存储（Store data）
GIS能够用矢量和栅格两种格式存储地理数据。
数据查询（Query data）
GIS必须提供根据位置或属性值确定某些特定要素的工具。
数据分析（Analyze data）
GIS能够回答有关各种数据集之间空间关系的问题。
最常见的两种：邻近分析（Proximity analysis）叠加分析（Overlay analysis）
数据显示（Display data）
GIS提供以各种颜色符号可视化显示地理要素的工具。
数据输出（Output data）
显示的结果将能够以各种格式，如地图、报表、图表的形式输出。
1.4与GIS相关的科学与技术
ＧＩＳ是传统科学与现代技术的结合。
地图学与GIS的区别：地图强调的是数据载体、符号化与显示，而GISs则注重于信息分析。同时，地图学理论与方法对GISs的发展有重要的影响，并成为GISs发展的根源之一。
1.5 GIS的主要应用领域
世界各国的政府部门、商业机构、学术团体已广泛采用GIS 。
美国三里岛核事故中，USGS应用GIS及时作出判断与决策.
加拿大应用CGIS于70年代完成全国土地资源潜力的评价。
GIS可应用于任何涉及空间数据分析处理的领域，尤其是资源与环境的调查、规划
和管理方面。
资源调查与分析是GIS应用最广泛的领域和趋于成熟的方面
?野生动植物保护、洪泛平原、湿地、农田蓄水层、森林等管理。
?视域分析；
?有毒或有害设施定址；
?地下水模拟和有害物质跟踪；
?野生动物栖息地分析、迁移路线规划。
全球信息化是社会发展的必然趋势，地理信息是各种信息中最重要的基础信息，关
系到经济建设、国防建设、人们的生活质量和社会可持续发展。GIS系统可广泛应用于：
?土地管理、城市规划、智能化交通、精准农业
?环境污染、土地荒漠化及其时空变化
?海洋、河流与水资源、森林、草场等自然资源现状及变迁情况
?地下矿藏的空间结构、储量，如何开采这些矿藏最有利于可持续发
展
?南水北调选线方案等国家重大基础建设项目的三维仿真
?军用三维电子地图、远程精确制导、打击效果评估······
1.6 GIS发展历史的回顾-国外
六十年代：与计算机图形学的关系，应用主要针对城市和土地利用，局部的算法研
究
七十年代：应用的发展，软件的成熟，与遥感的结合；1969年ESRI和Intergraph
成立
八十年代：DBMS成熟与GIS的结合，各方面的算法完善，微机GIS
九十年代：社会化阶段，3S集成应用，网络发展
1.7 GIS可以回答的问题
位置（LOCATION）：What is at...?
要找出在某一特定的位置上存在什么。这个位置可以是地名、邮政编码、地
理坐标等。
条件（CONDITION）：Where is it ...?
要找出在什么地方有满足某些条件的东西。它是第一个问题的变换，要求通
过空间分析加以回答。如：找出在某一公路100米以内，土壤条件适合建筑，
面积大于2000m2的无林地。
趋势（TRENDS）：What has changed since...?
这一问题同前两个问题都有关，它是要寻求发现某一范围在时间上的变化。
第二章地理空间参照系统与地图投影
2.1 地理空间
―空间‖（Space）概念：
●物理学：空间是指宇宙在三个相互垂直方向上所具有的广延性。
●天文学：空间是指时/空连续体的一部分。
●地理学：空间（Geographic space）是指物质、能量、信息的存在形式在空
间形态、结构过程、功能关系上的分布、格局及其在时间上的延续。
地理空间的概念
●GIS中的空间概念常用―地理空间‖来表达。
地理空间上至大气电离层、下至地幔莫霍面。它是人类活动频繁发
生的区域，是人地关系最为复杂、紧密的区域，是地球上大气圈、
水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，地球上最复杂的
物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在这里。
●地理空间既可以是具有属性描述的空间位置的集合（由一系列的空间坐标值
组成）；也可以是具有空间属性特征的实体的集合（由不同实体之间的空间
关系构成）。
●地理空间的表达是地理数据组织、存储、运算、分析的理论基础。
地图—传统的地理信息表达方式
?现实地理世界抽象模型
点（位置）
高程点, 控制点, 三角点, 地形特征点
水井位, 水泉位, 油井位, 钻井位
站台, 车站, 水文站, 气象站, 天文台, 地震台
乡镇驻地
线：由点与点之间步长、方向确定
交通线: 铁路线, 公路线, 高速公路线, 道路线
水系: 干流, 支流, 渠系
等值线: 等高线, 等温线, 等压线, 等径流线
边界线: 国界线, 省界线, 流域线, 海岸线, 岸边线
临界线: 区域界线, 自然地带分界线, 经济带分界线
阈值线: 植物生长阈值线……
多边形：由线封闭的面积, 构成地理类型或地理区域
土地利用: 耕地, 园地, 草地, 林地, 水域, 城镇, 荒地……
地貌类型: 高原, 山地, 丘岭, 平原……
植被类型: 针叶林, 阔叶林, 混交林……
土壤类型: 棕壤, 褐土, 黄壤, 红壤……
流域面积: 小流域……
区域面积: 行政区, 经济区, 自然保护区, 特区……
表面（场）
? 地图描述地理信息的方式
1.符号和注记
2.空间关系隐含 ? 基本地图比例尺
比例尺等级(有级)
1:100, 1:200, 1:500, 1:1 000, 1:2 000, 1:5 000 1:10 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000 1:500 000, 1:1000 000, 1:2000 000, 1:4000 000 1:8000 000, 1:10 000 000, 1:20 000 000, 1:50 000 000 1:100 000 000(全世界一览无遗) 2.2 地球椭球体基本要素
地球的形状（大地测量学将地球表面的几何模型分四类）:
● 地球的实际表面：最自然的面。地球自然表面起伏不平、十分不规则，无法
用数学公式表达和运算，不适宜数字建模，所以在量测与制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。
● 大地水准面：相对抽象的面。地球表面的72％被流体状态的海水所覆盖。
假设，当海洋处于完全静止的平衡状态时，一个静止的平均海水面延伸到所有陆地下部，与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。
大地水准面所包围的形体，叫大地球体。由于地球体内部质量分布不均，引起重力方向的变化，导致大地水准面成为一个形状十分复杂，不能用数学表达的不规则曲面。
从整体来看，大地水准面起伏微小，是一个很接近于绕自转轴（短轴）旋转的椭球体，通常称地球椭球体。
模型：以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型，三轴椭球体模型在数学上可行，又十分接近大地水准面。
椭球体的大小，通常用长/短半径a/b ，或由一个半径和扁率来决定。扁率为：α=（a-b ）/a 。 由于地球椭球体的基本元素a 、b 、α等的推求年代、使用方法以及测定地区不同，故地球椭球体的参数值有多种。
三轴椭球体模型
c —椭球体短轴半径，表示从极地到地心的距离； A 和b —椭球体长轴和中轴上的半径，表示赤道面上的两个主轴。 基于大地水准面建立地球三轴椭球体模型
● 数学模型：数学上定义的地球是由一个椭圆绕着其短轴旋转而成的椭球体。
它是一个较为接近地球形状的几何模型。用于解决其它一些大地测量学问题。
地球的形状与椭球的大小
地球的形状
● 地球体、大地体、椭球体
椭球的大小
● 长半径 a （赤道半径）；短半径 b （极半径）
1
22
2222=++c z b y a x
●扁率 =(a-b)/a
我国的椭球
●中国在1952年以前采用海福特（Hayford）椭球体，从1953-1980年采用克
拉索夫斯基（Krasovsky）椭球体。也采用IAG75椭球体。
2.3 坐标系
坐标系包含两方面的内容：
●一是在把大地水准面上的测量成果换算到椭球体面上的计算工作中，所采用
的椭球的大小；
●二是椭球体与大地水准面的相关位置不同，对同一点的地理坐标所计算的结
果将有不同的值。
选定了一个一定大小的椭球体，并确定了它与大地水准面的相关位置，就确定了一
个坐标系。
地理空间坐标系的建立
●地理坐标系：用经度和纬度表示地球表面特征的位置。
●笛卡儿平面直角坐标系（二维欧几里德（Euclidean）空间)：用于距离、方
向、面积等参数的计算。
●GIS中的地理空间通常是指经过投影变换后放在笛卡儿坐标系中的地球表
层特征空间，它的理论基础在于旋转椭球体和地图投影变换。
地理坐标
地球表面空间要素的定位参照系统。由经线和纬线组成地理格网。
地理坐标以经度坐标（Longitude）/纬度坐标（Latitude）表示。
坐标原点为本初子午线与赤道的交点。
高程
绝对高程：地面点到大地水准面的高程。P0P0‘为大地水准面，地
面点A和B到P0P0’的垂直距离HA和HB为A、B两点的绝对高
程。
相对高程：地面点到任一水准面的高程。A、B两点至任一水准面P1P1‘的垂直距离
HA’和HB‘为A、B两点的相对高程。
地面点的坐标系统
?大地坐标系/地理坐标系与我国的大地坐标系
?1954年北京坐标系
?1980年国家大地坐标系(西安大地坐标系)
?高程系和中国的高程系
?1956年黄海高程系:高程起算面是黄海平均海水面。
?1985年国家高程基准
?1956年黄海高程系比1985国家高程基准上升29毫米。
?地理坐标系
?平面直角坐标系(用于绘制地图)
?平面极坐标系(用于地图投影计算)
?地图坐标系统的建立
?由投影几何特征建立平面直角坐标系;
?自行规定坐标系(原点/横、纵轴).
2.4 地图投影
由于地球是近似椭球的，故从椭球面到平面必须经过数学变换，这个数学变换称为地图投影（projection）。
按变形性质可以分为三类：
●等角投影、等积投影和任意投影
按构成方法可以分为两大类：
●几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影
●非几何投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影
按照投影面与地球相割或相切分类：
●割投影、切投影
标准线：投影面与参考椭球的切线。对于圆柱和圆锥投影，相切（割）时有一（两）
中心线定义地图投影的中心或原点。通常它与标准线不同。
横坐标（x）坐标东移，纵坐标（y）北移。
●用于改变地图投影原点，避免坐标出现负值。
X-平移，y-平移。
●减少坐标读取位数。
地图投影的基本问题就是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平
在GIS中使用地图投影保证了空间信息在地域上的联系和完整性，在各类GIS的建
地图投影的变形
1长度变形2面积变形3角度变形
地图投影的选择
选择制图投影主要考虑以下因素：制图区域的范围、形状和地理位置，地图的用途、
世界地图常用正圆柱、伪圆柱和多圆锥投影。墨卡托投影绘制世界航线/交通/时区
●我国出版的世界地图多采用等差分纬线多圆锥投影。
东、西半球图常选用横轴方位投影；南、北半球图常选用正轴方位投影；水、陆半
对于其他中、小范围的投影选择，须考虑其轮廓形状和地理位置，最好是使等变形
线与制图区域的轮廓形状基本一致。
●圆形地区一般适于采用方位投影，在两极附近则采用正轴方位投影，以赤道
为中心的地区采用横轴方位投影，在中纬度地区采用斜轴方位投影。
●在东西延伸的中纬度地区，一般多采用正轴圆锥投影，如中国与美国。在赤
道两侧东西延伸的地区，则宜采用正轴圆柱投影，如印度尼西亚。在南北方
向延伸的地区，一般采用横轴圆柱投影和多圆锥投影，如智利与阿根廷。常用的一些地图投影
各大洲地图投影
●亚洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。
●欧洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。
●北美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。
●南美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、桑逊投影。
●澳洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。
●拉丁美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影。
中国各种地图投影
●全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位投影、彭纳投影、伪方
位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割圆锥投影。
●分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正
轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投影（宽带）。
●大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期）、等角割圆锥投影（兰
勃特投影）（解放前）、高斯-克吕格投影（解放后）。
高斯—克吕格投影
高斯投影是一种横轴等角切椭圆柱投影，其条件为：
●中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对称轴；
●等角投影；
●中央经线上没有长度变形。
由公式可分析出高斯投影变形具有以下特点：
●中央经线上无变形
●同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；
●同一条经线上，纬度越低，变形越大；
●等变形线为平行于中央经线的直线。
6度带从0度子午线起，自西向东，全球分为60带。
3度带从1度30分的经线起，自西向东，全球分为120带。
正轴圆锥投影
Lambert投影（正轴等角割圆锥投影）。
投影变换与坐标转换
●地图投影对大范围、小比例尺的地图，在某些部位（一般是边缘）失真很明
显。
●在设计GIS数据库时，依当地情况或标准来选择投影方式和坐标系。
统一的坐标系统是地理信息系统建立的基础
各国家的地理信息系统所采用的投影系统与该国的基本地图系列所用的投影系统
一致；
各比例尺的地理信息系统中的投影系统与其相应比例尺的主要信息源地图所用的
投影一致；
各地区的地理信息系统中的投影系统与其所在区域适用的投影系统一致；
各种地理信息系统一般以一种或两种投影系统为其投影坐标系统，以保证地理定位
框架的统一。
地理信息系统中地图投影配置的一般原则为：
所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本地图投影系统一致；
系统一般地只考虑至多采用两种投影系统，一种服务于大比例尺的数据处理与输入
输出，另一种服务于中小比例尺；
所用投影以等角投影为宜；
所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带中应保持完
整。
地图投影的设置
ArcToolbox中的Project Wizard可以设置投影和坐标系统。
我国GIS中常用的地图投影配置与计算
我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：
2.5万、1：1万、1：5000）除1：100万外均采用高斯-克吕格投影为地理基础；
我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全
球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致；
我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同
一投影系统的Albers投影；
Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离表现为近于直线，这有利于地理信
息系统中的空间分析和信息量度的正确实施。
地形图的分幅和编号
国家基本比例尺地形图有1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：20万、1：
50万和1：100万七种。
●普通地图通常按比例尺分为大、中、小三种：
●大比例尺地图：≥1：10万比例尺的地图；
●中比例尺地图：1：10万至1：100万的地图；
●小比例尺地图：< 1：100万的地图。
对于一个国家或世界范围来讲，测制成套的各种比例尺地形图时，通常这是由国家
主管部门制定统一的图幅分幅和编号系统。
我国以1：100万地形图为基准，按照相同的经差和纬差定义更大比例尺地形图的
分幅。百万分之一地图在纬度0o—60o之间的图幅，图幅大小按经差6o，纬差4o 分幅；在60o—76o之间的图幅，其经差为12o，纬差为4o；在76o—80o之间图幅的经差为24o，纬差为4o。
分幅编号
1：100万地图的编号
例如北京所在的一幅百万分之一地图的编号为J-50。1：50万、1：20万、1：10万地形图的编号
1：50万地图编号为：如J-50-乙。
1：20万地图表示为：如J-50-（28）。
1：10万地图表示为：如J-50-28。
比
例尺
（万）
图幅大小图幅间的数量关系
经度纬度
1：1006度4度1
1：503度2度41
1：201度40分3691
1：1030分20分1443641
1：515分10分5761441641
1：2.57.5分5分2304576641641 1:13分45秒2.5分9216230425664164
1：5万、1：2.5万、1：1万地形图的编号
以1：10万地形图的编号为基础，将一幅1：10万地图划分四幅1：5万地图，分别用甲、乙、丙、丁表示，其编号是：如J-50-32-甲。
再将一幅1：5万地图划分四幅1：2.5万地形图，分别用1、2、3、4表示，其编号是：如J-50-32-甲-1。
以一幅1：10万地形图划分为64幅1：1万地形图，编号分别以带括号的（1）—（64）表示，其编号是：，如J-50-32-（10）。
一幅1：1万地形图划分为4幅1：5000地形图，分别用a、b、c、d表示，其编号：如J-50-32-（10）-a。
大中比例尺地形图坐标系
?>1：50万为高斯－克吕格投影；
?中央经线和赤道投影后互为垂直的直线，作为直角坐标轴；
?两种坐标网格：经纬网和公里网
2.5 地理空间距离度量
地球表面特征度量，最直截方法是用经、纬度来表示，这种方法有利于空间物理位置的精确测定，但难以进行有关空间距离、方向、面积等应用性参数的计算。这些参数计算的理想环境是笛卡儿平面直角坐标系，即二维欧几里德（Euclidean）空间。
用经度、纬度表示的地球旋转椭球体（φ,λ）与平面直角坐标系（χ,у）之间的转换关系：
F:（φ,λ）→（χ,у）
这个空间转换关系F就是地图投影。
地图投影变换必然引起地理空间立体要素在平面形态上的变化（变形），包括在长度、方向和面积上的变化。但是，平面直角坐标系（χ,у）却能建立对地理空间良好的视觉感，并易于进行距离、方向、面积等空间参数的量算，以及进一步的空间数据处理和分析。
GIS中的地理空间，一般就是指经过投影变换后放在笛卡儿平面坐标系中的地球表层特征投影空间，它的理论基础在于旋转椭球体和地图投影变换。
1. 欧几里德距离
在相对较小的地理空间中，采用笛卡儿坐标系，定义地理空间中所有点的集合，组成笛卡
χj,уj）间的欧几里德距离d（i，j）如下：
地理空间中所有点间的欧几里德距离函数组成度量空间s。度量空间具有如下特点：（1）如i和j代表不同的点，则，d(i，j)≥0的条件在欧几里德空间中总得到满足。
（2）对称性，即，d(i，j) =d(j，i)。
（3）三角不等性，即，给定s中的任意3个距离m，n，l，则存在如下关系式：
m＋n≥l
2. 曼哈顿距离
曼哈顿距离是指两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离，即：
曼哈顿距离又称为出租车距离。曼哈顿距离的度量性质与欧氏距离的性质相同，保持对称性和三角不等式成立。
曼哈顿距离只适用于讨论具有规则布局的城市街道的相关问题
3. 时间距离
时间距离（旅行时间距离）是根据从空间中一点到达另一点所需时间进行度量的。时间距离不具有前述欧几里德距离和曼哈顿距离的度量空间性质，即其对称性，三角形不等式不一定成立。
第三章矢量数据模型
3.1 数据涵义与数据类型
数据是信息的载体。其具体形式多种多样，如文本、图像、声音等。在信息系统中，
数据的格式随着载荷它的物理设备的形式而改变。
数据处理就是获得数据中所包含的信息的过程。
在GIS中，输入、存储的各种专题地图和统计图表是数据；系统软件中所包含的代
码是计算机系统中的二进制数据；用户对地理信息系统发出的各种指令也是数据。
因此，GIS的建立和运行，就是信息或数据按一定的方式流动的过程。
数据的类型
?原始数据（Primary data）
?次生数据(Secondary data)
原始数据经过GISs和RSIPS（遥感影像处理系统）处理后都可以转化为次生数据。原始数据主要包括各种地图数据、表格数据和影像数据。对于大多数地理信息系统的应用来说，它们常用的是各种类型的次生数据。
当原始数据经过解释、编辑和处理后，它们将转化为次生数据。常用的次生地球科学数据主要表现为诸如地图、表格以及空间信息的地学编码等形式。
地理数据（空间数据）的基本特征
地理数据一般具有三个基本特征：
空间特征或几何特征（定位数据）：表示现象的空间位置或现在所处的地理
位置。一般以坐标数据表示，例如笛卡尔坐标等。
属性特征（非定位数据），表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特
征和名称等。
时间特征（时间尺度）：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短
期的、短期的、中期的、长期的等。
空间数据的类型
空间特征数据记录空间实体的位置、拓扑关系和几何特征，这是GIS区别于其他数
据库管理系统的标志。
空间特征指空间物体的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻物体的拓
扑关系。这是地理信息系统所独有的。
空间位置可由不同的坐标系统来描述，如经纬度、地图投影坐标或直角坐标
等。
拓扑关系确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间位置关系，如一所学校
位于哪个路口或哪条街道。
专题特征指地理实体所具有的各种性质，以数字、符号、文本和图像等形式表示，
可被其它类型的信息系统存储和处理，如地形坡度、某地年降雨量、土地类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。
时间属性是指地理实体的时间变化或数据采集的时间等。
空间数据的表示方法
类型数据：考古地点、道路线和土壤类型的分布等；
面域数据：随机多边形的中心点、行政区域界线和行政单元等；
网络数据：道路交点、街道和街区等；
样本数据：气象站、航线和野外样方的分布区等；
曲面数据：高程点、等高线和等值区域；
文本数据：地名、河流名称和区域名称；
符号数据：点状符号、线状符号和面状符号（晕线）等。
3.2 地理空间的矢量表达
矢量表达法主要表现空间实体的形状特征。
0维矢量：空间中的一个点（point），在二维、三维欧氏空间中分别用(x,y)
和(x,y,z)来表示。在数学上，点没有大小、方向。
●点包括如下几类实体：实体（Entity）点、注记（Text）点、内点（Label）、
结点（Node）、角点(Vertex)或中间点。
一维矢量：表示空间中的线划要素，它包括线段、边界、弧段、网络等。在
二维（见（2-1）式）、三维（见（2-2）式）欧氏空间中用有序的坐标对表
示：
一维矢量的空间关系主要有如下几种：
(1)坐标序列中的首点（x1，y1）和末点（xn，yn）统称为结点（首结点和末结点）。位于首尾结点间的点（x1，y1），（x2，y2），…，（xn-1，yn-1）为拐点或中间点或角点（见图
(a)）；
(2)首尾结点可以重合，即弧段首尾相接。相应的数学表达式为(图(b))：x1 = xn，y1= yn
（3）弧段不能与自身相交。如果相交，需以交点为界把弧段分为几个一维矢量（见图(c)）。在图(c)中，弧段数为3，而不是1。三个弧段分别为AK,KBCDEFGHK,KIJ。
一维矢量的主要参数有：
?长度：从起点到终点的总长。
?弯曲度：表示像道路拐弯时弯曲的程度。
?方向性：开始于首结点，结束于末结点。如河流中的水流方向，高
速公路允许的车流方向等等。
二维矢量（又称多边形）：表示空间的一个面状要素。
在二维欧氏平面上指由一组闭合弧段所包围的空间区域,见图(a)。
在三维欧氏空间中二维矢量为空间曲面。目前通过二维矢量对空间曲面的表
达主要有等高线和剖面法两种，见图(b)(c)。
?等高线通过设置等间距，把具有相同高程值的点连接起来形成等高
线（一维矢量），来描述空间曲面。
?剖面是按一定的间距和剖面方向切割空间曲面，切割而成的多组剖
面就完成了对空间曲面的描述。
二维矢量的主要参数如下：
●面积：指封闭多边形的面积。对于三维欧式空间中的空间曲面而言，
还包括其在水平面上的投影面积。
●周长：如果形成多边形的弧段为折线，那么，周长为各折线段长度
之和；多边形由曲线组成，则计算方法较为复杂，如积分法。
●凹凸性：用于二维矢量的形态描述。凸多边形是指多边形内所有边
之间的夹角小于180。反之，则为凹多边形。
●走向、倾角和倾向：在描述地形、地层特征要素时常使用这些参数。地理空间的拓扑
―拓扑‖（Topology）一词源于希腊文，它的原意是―形状的研究‖。拓扑学是几何学
的一个重要分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性----拓扑属性。
理解拓扑变换和拓扑属性：
假设在欧氏平面中一块高质量的橡皮，表面上有由结点、弧段、多边形组成
的任意图形。若只对橡皮进行拉伸、压缩，而不进行扭转和折叠，则在橡皮
形状变化过程中，图形的一些属性将继续存在，一些属性将发生变化。例如，
如果多边形中有一点A，那么，点A和多边形边界间的空间位置关系不会
改变，但多边形的面积会发生变化。这时，称多边形内的点具有拓扑属性，
而面积则不具有拓扑属性，拉伸和压缩这样的变换称为拓扑变换。
拓扑属性
一个点在一个弧段的端点
一个弧段是一个简单弧段（弧段自身不相交）
一个点在一个区域的边界上
一个点在一个区域的内部
一个点在一个区域的外部
一个面是一个简单的面（面上没有岛）
一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点可以完全在面的内部沿任意路径走向
另一点）
非拓扑属性
两点间的距离
一个点指向另一点的方向
弧段的长度
区域的面积和周长
弧段在结点处的相互联接关系。每个弧段都有一个起始端点和一个终止端点，从起始端点到终止端点表示了弧段的方向，而所有弧段的端点序列则定义了弧段与结点的拓扑关系，空间拓扑关系分析就是通过在端点序列中寻找弧段之间的共同结点来判断弧段与弧段之间是否存在连接性。
多个弧段首尾相连构成多边形的内部域。在矢量模型中，多边形区域是由一系列弧段序列组成的。
根据弧段的方向性及其左右边来判断弧段左右多边形的邻接性。
弧段的左与右的拓扑关系（Left-right topology）表现了邻接性。一个具有方向性的弧段，沿弧段方向有左边和右边之分。空间拓扑关系分析正是依据弧段的左边与右边的关系来判断位于该弧段两边多边形的邻接性。
二意性组合图问题
基于结点—弧段—多边形（Node-arc-polygon）的拓扑分析，描述了空间实体之间的连接性和邻接性。但是，它对于两种不同的空间配置仍有可能给出相同的拓扑关系描述，组合图理论解决了这一空间配置的二意性组织问题。
为解决组合图问题，定义由结点和弧段形成的组合图边界网络遵守如下规则：
弧段具有方向性，若沿着弧段运动时，由弧段组成的多边形对象总是位于弧段的右边，弧段的这一运动方向就是弧段的正方向；当弧段运动至某个结点时，以结点为轴按反时针方向旋转，选取尚未走过的弧段正方向离开结点的几个弧段中的第一个弧段；由上规则跟踪完所有弧段为止。
空间关系
地理空间实体对象之间的空间相互作用关系。
空间关系分为三大类：
拓扑空间关系（Topological Spatial Relationship）：描述空间实体之间的相邻、
包含和相交等空间关系。
度量空间关系(Metric Spatial Relationship)：描述空间实体的距离或远近等关
系。距离是定量描述，而远近则是定性描述。
顺序空间关系（Order Spatial Relationship）：描述空间实体之间在空间上的排
列次序，如实体之间的前后、左右和东南西北等方位关系。
目前对前两者的研究较成熟，算法也较简单；后者的判别方法较复杂，尤其在三维
欧氏空间中。
拓扑关系
拓扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质。
在图论中，拓扑是指用图表或图形来研究几何对象排列及其相互关系。
拓扑关系明确表达了实体/要素之间的空间相互关系。
结点、弧段、多边形间的拓扑关系主要有如下三种：
拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。
空间数据的拓扑关系
拓扑邻接：存在于空间图形的同类图形实体之间的拓扑关系。如结
点间的邻接关系和多边形间的邻接关系。左图中，结点N1与结点
N2、N3、N4相邻，多边形P1与P2、P3相邻。
拓扑关联：存在于空间图形实体中的不同类图形实体之间的拓扑关
系。如弧段在结点处的联结关系和多边形与弧段的关联关系。N1结
点与弧段A1、A5、A3相关联，多边形P2与弧段A3、A5、A6相
关联。
拓扑包含：不同级别或不同层次的多边形图形实体之间的拓扑关系。
下图的a、b、c分别有2、3、4个层次。
空间数据的拓扑关系在GIS数据处理和空间分析中的作用：
?根据拓扑关系，不需要利用坐标和距离就可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的空间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出空间实体间的
逻辑结构关系，而且这种关系较之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图
投影而变化。
?利用拓扑数据有利于空间数据的查询。例如判别某区域与哪些区域邻接；某条河流能为哪些居民区提供水源，某行政区域包括哪些土地利用类型等等。
?利用拓扑数据进行道路的选取，进行最佳路径的计算等。
3.3 矢量数据模型
模型：对现实世界的简化表达。
●一幅地图是一个符号模型，存贮数字地图的文件是一种符号模型。
数据模型：根据一定的方案建立的数据逻辑组织方式。
空间数据结构是对空间数据进行合理的组织，以便于计算机的处理。数据结
构是数据模型和文件格式之间的中间媒介，是数据模型的具体实现。
数据建模：指把反映现实世界的数据，按某种逻辑组合方式组织为有用，且能反映世界现实规律的数据集的过程。
数据建模具体有三步：
●选择一种数据模型来对现实世界的数据进行组织；
●选择一种数据结构来表达该数据模型；
●选择一种适合于记录该数据结构的文件格式。
例如，表示地表高程的空间数据可以：
选用栅格模型进行组织，栅格模型选用游程编码数据结构进行表达，处理后
的数据则以诸如后缀名为.COT的文件进行存储；
可用矢量模型来组织，即以等高线来表示，数据以POL YVRT的拓扑结构进
行安排，以DLG(Digital Line Graph)文件格式存储；
不规则三角网（TIN）模型也能很好地表达高程数据。
对一种空间数据进行建模可能有几种可选的数据模型来描述，而每一种数据模型则
可能有若干种数据结构来表达，而每一种数据结构又可能有多种文件格式进行存储。由此可见，只有同时理解了存储数据的数据模型和数据结构，用户才能够更好地使用数据。
矢量数据模型：用点及其x，y坐标来构建空间要素。
构建矢量数据模型的一般方法：
用简单的几何对象（点、线和面）来表示空间要素；
在GIS的一些应用中，明确地表达空间要素之间的相互关系；
数据文件的逻辑结构必须恰当，使计算机能够处理空间要素及其相互关系；
陆地表面数据、重叠的空间要素和路网适于用简单几何对象的组合来表示。
几何对象
点、线、面这三种类型的几何对象由维数和特征来区别。点是零维的，只有
位置特征，线是一维的，有长度特征，面是二维的，有面积和边界特征。
点及其坐标是矢量数据模型的基本单元。
线要素由点定义。面要素由线定义，其边界把区域分成了内部区域和外部区
域，它既可以是单独的，也可以是连续的。
矢量数据的表示受比例尺制约。
矢量模型非常适于表达图形对象和进行高精度制图。在矢量模型中，包围多边形面的线是由一系列相连的点或中间点（Vertices）组成，每个中间点也就是一个空间坐标对（见下图）。
在矢量模型中，空间实体的拓扑属性，如邻接性、包含关系（Containment）和连接性不会随着诸如移动、缩放、旋转和剪切等变换而改变，而空间坐标，还有一些几何属性（如面积、周长、方向等）会受到影响。矢量模型能方便地进行比例尺变换、投影变换。
矢量模型数字设备：数字化仪，笔式绘图仪等。
矢量数据存贮结构比栅格的复杂，且以矢量形式进行图形叠加的算法也很复杂。栅
格和矢量模型最根本的不同在于它们如何表达空间概念。矢量模型用边界或表面来表达空间目标对象的面或体要素，通过记录目标的边界，同时采用标识符（Identifier）表达它的属性来描述对象实体。
一般GISs都支持矢量和栅格两种模型，以充分利用两种数据结构的优点。
三维矢量：用于表达三维空间中的现象和物体，是由一组或多组空间曲面所包围的空间对象，它具有体积、长度、宽度、高度、空间曲面的面积、空间曲面的周长等属性。
不规则三角网的表达方法
第一章：地理信息系统概说 数据与信息 数据（data）：是未经过加工的原始材料，是客观对象的表示。 信息（information）：是对数据的解释、运用与解算，是数据内涵的意义。 数据处理：对数据进行收集、筛选、排序、归并转换、存储、检索、计算、分析、模拟和预测等操作。 信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。 地理信息：是表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 地理信息的特征体现在区域性、多层次性和动态变化上： 空间位置：通过公共地理参考来描述地物所在位置，如大地参照系、地物间的相对位置。多维结构：在二维空间的基础上，实现多专题的第三维的信息结构。 时序特征：指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。 地理信息系统：由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 物理外壳：计算机化的技术系统 操作（处理）对象：空间数据。 技术优势：在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段、以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。 对GIS的三种认识： 地图观点：强调GIS作为信息载体与传播媒介的地图功能。 数据库观点：强调数据库系统在GIS中的重要作用。 分析工具的观点：强调GIS的空间分析与模型分析功能，认为GIS是一门空间信息科学，这是其有别与其它系统的唯一特征。 GIS概念框架和构成 ---数据库建立和数据库输入 用户界面----系统和数据库管理---空间数据处理和分析 ---产品生成和输出 地理信息系统的分类
第一章绪论： 1. 基本概念 地理数据：各种地理特征和现象间关系的数字化表示。（地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像和图形的总称。） 地理信息：有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释（特征：空间、时间、属性） 地理信息系统：在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2. GIS的定义：即地理信息系统（Geographic Information System或Geo—Information system， GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 3. GIS由哪几部分组成? ①硬件系统：输入设备、处理设备、存储设备和输出设备 ②软件系统：GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件 ③网络：局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet；主要作用信息传输 ④空间数据：是指地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据⑤人员 4. GIS的主要功能有哪些 ①空间数据的采集和输入②空间数据的编辑与管理③空间数据的处理与转换 ④空间查询与空间分析⑤空间数据的显示与输出 应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策 第二章
自然地理学家可以担任水资源和其他资源分析师、气象气候学家、土壤学家等工作。最近有一个需求量很大的领域是环境管理人员和技术人员。以环境研究为专业的地理学家在公共机关和私人机构都可以找到工作。他们的工作包括对拟建项目对于空气、水质和濒危物种的环境影响进行评估，以及编写动工所必需的环境影响报告。 地理学关注的领域就业机会 制图学与地理信息系统联邦政府各个部门（例如国防制图局、美国 地质勘探局、环境保护署）私营部门的制图 师（例如环境系统研究所、ERDAS公司、 Itergraph公司、或本特利公司）地图管理员； 为规划师、土地开发师、房地产局、设备公 司、地方政府服务的地理信息系统专家、遥 感分析师、测量师 自然地理学天气预报员、户外向导、海岸岛管理员、水 文学家、土壤保护与农业推广员 环境研究环境管理员、林业技术员、公园保护员、有 毒废料规划师 文化地理学社区开发师、美国和平部队志愿者、卫生保 健分析师 经济地理学企业和工业选址分析师、市场研究员、交通/ 路线调动管理员、房地产中介/经纪人/评估 师，经济开发研究员 城市与区域规划城市与区域规划师、交通运输规划师、住房、 公园与休闲规划师、医疗保健规划师 区域地理学联邦政府区域专家、国际业务代表、旅行社、 旅行作家 地理教育小学、初中教师，普通地理学高校教授，海 外教师 地理学家使用空间一词作为框定问题和构成概念的修饰语。他们说：地理学是一门空间科学，它关注的是空间分布的现象、区域的空间范围、人类的空间行为、地球表面各个地方之间的空间关系，以及那些行为和关系后面的空间过程。地理学家利用空间数据界定空间格局和分析空间系统、空间交互、空间扩散，以及从一个地方到另一个地方的空间变化。 对于世界农业格局的研究可能涉及到全球的气候状况、文化上对事物的偏爱、以及经济发展水平和世界贸易格局。 一个地方的自然特征是指这样一些自然面貌：气候、土壤、供水情况、矿物资源和地形特点等等。这些自然景观的属性提供了人类社会发生的背景条件。他们有助于形成----而不是支配---人类的生活方式。例如，资源基础是受自然决定的，但资源如何被认识利用是受文化决定的。 人类活动那些可见的印记称为文化景观。 空间扩散就是一种观念或食物从一个来源中心向比较遥远的各个地点的扩散，这种扩散，的速度和规模还受到分隔新观念或新技术的来源地与最终接受地之间的距离的影响。扩散的速度还受到如人口密度、交通方式、新发明的优势、以及始发节点的重要性或声望等因素的影响。
绪论 简述GIS的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案 GIS的概念 GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识； 理解2：表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称； 理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成 ①系统硬件 GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ②系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件 ③空间数据是GIS的血液 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④管理人员 GIS的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。 GIS的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。 举例说明GIS可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询 GIS的地学基础 GIS中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影
第一章总论 1什么是测绘学？它是研究什么的？ ?测绘学的概念是以地球为研究对象，对他进行测定和描绘的科学 ?测绘学是研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务的科学与技术 2测绘学包含几个子学科？每个子学科的基本概念是什么？ ?大地测量学：研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状，大小和重力场，地球整体与局部运动，以及它们的变化的理论和技术的学科 【几何法（三角测量-水平控制网；水准测量-高程控制网） 物理法（大地水准面差距、扁率等）】 ?摄影测量学：利用摄影或遥感的手段获取目标的影像数据，研究影像的成像规律，对所获取影像进行量测、处理、判读，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达测绘成果的学科 【航空摄影、航空摄影测量（地形图）、地面摄影测量（近景摄影测量）】 ?地图制图学：研究地图制作的基本理论，地图设计、地图编制和制印的技术方法及其应用的学科 【地图设计、地图投影、地图编制（制图资料的分析与处理、地图原图的编绘及图例、表示方法、色彩、图型和制印方案等编图过程的设计）、地图制印、地图应用】 ?工程测量学：研究在工程建设和自然资源开发各个阶段进行测量工作的理论和技术的学科。是测绘学在国民经济、社会发展和国防建设中的直接应用，因此包括【规划设计阶段的测量、施工建设阶段的测量、运行管理阶段的测量 高精度工程测量（毫米级）】 ?海洋测绘学：研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制理论和方法的学科3测绘学中发展了哪些新技术？这些新技术对测绘学科发展有何影响？ 由于传统测绘学的相关理论与测量手段的相对落后，是的传统测绘学具有很多的局限性。随着空间技术、计算机技术和信息技术以及通信技术的发展及其在各行各业中的不断渗透和融合，测绘学这一古老的学科在这些新技术的支撑和推动下，出现了一“3s”技术为代表的现代测绘科学技术，从而使测绘学科从理论到手段发生了根本性的变化。 ?卫星导航定位技术GNSS（global navigation satellite system）。目前世界上正在运行的有美国的GPS（Global positioning System）、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗，另外欧盟的伽利略Galileo正在研制中。 ?航天遥感技术RS（remote sensing） ?数字地图制图技术DC（digital cartography） ?地理信息系统技术GIS ?3S集成技术integration of GPS、RS and GIS technology）
概论 一、基本概念 数据：是指对某一目标定性、定量描述的原始数据。包括数值，字符，图像，图形，视频等，在计算机中数据按符号进行存储和处理。 信息：狭义的信息指两次不定性之差，即人们在获取信息前后对事物认识的差别；广义的信息是指主体与客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的信息或知识，是表征事物性质、特征和状态的一种普遍形式。 信息和数据不可分离。信息是数据的内涵，而数据是信息的一种表达方式，数据是客观对象的表示，数据在得到解释后才能成为信息。 系统：相互联系的若干要素构成的具有特定功能的整体。系统不仅指计算机信息系统，而且还包括其他系统，比如一个学校就是一个系统。 信息系统：是指具有处理、管理和分析数据能力，能够为决策提供有用信息的系统，信息系统不一定是计算机信息系统。 GIS以地理空间数据库为基础在计算机软、硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策而建立起来的计算机技术系统。 地理信息系统的类型：工具型(GIS开发平台，供其它系统调用或二次开发)、应用型(专题GIS和区域GIS)、大众型GIS. GIS的设计方法原型化（优：需求表示清楚，用户满意度较高；降低开始风险和开发成本；缺：不适合开发大型的信息系统；系统难于维护；带有一定盲目性）、面向对象（优：加强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员的交流；对需求的变化具有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有利于用户参与。缺：需要一定的软件支持环境；不太适应大型的mis开发）、结构化程序设计（优：组成清晰，层次分明，便于调试和修改，是系统研制较为理想的工具；缺：结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构化分析的前提是：面临静态需求） GIS二次开发模式自、委、联，开发方式：独、宿、集。 GIS设计内容系统总体设计、数据模型设计、数据库设计、系统功能设计、应用模型设计、输入/输出设计 GIS设计过程系统分析｛需求分析（需求调查[用户情况、数据源、数据评价，方式：面谈、电话访谈、现场参加、调查问卷、索取资料、GIS专题报告等]、需求分析、需求文档编写[包括表和清单]）、可行性分析（经济因素[效益分析、经费问题]、技术因素[技术水平]、社会因素[有关部门和用户的支持程度]）、进度预测｝、系统设计、系统实施、运行维护第二章 GIS系统分析 需求分析的过程实际上是一个继承与发展的过程。 系统分析工具数据流程图、数据字典 数据字典的内容：数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理过程、外部实体。 功能：①给管理者和用户提供关于可利用数据的线索；②为系统分析人员提供数据是否存在的信息；③为编程工作提供数据格式及数据位置。 第三章应用型GIS总体设计 系统设计过程中确定目标的原则：针对性；实用性；预见性；先进性。 系统总体设计的原则:完备性、标准化、系统性、兼容性、通用性、可靠性、实用性、可扩充性。 系统组网方案：B/S模式(浏览器/服务器)、C/S（客户/服务器）模式、混合模式。C/S：系统维护要求高、操作复杂；对网络要求高。B/S：胖服务器、瘦客户端。（表示层、应用层、数据层）。目前一般都采用以B/S为主，C/S为辅的网络结构模式。 地理编码：在地理数据分类基础上，以易于计算机和人识别的代码来唯一地标识地理实
简述GIS 的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息 解决方案 GIS 的概念 GIS 是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据 采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 GIS 是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、 管理和地理相关问题，例如城市规划、商业 选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识； 理解2:表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图 像和图形等的总称； 理解3： 一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体， 具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征 多维性：单点多重属性信息 动态性（时间性）：随时间动 态变化 数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息" （Geographically Referenced Information ） 或者，“与地理位置有关的信息" GIS 的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示 和输 出地理数据功能的计算机软硬件系统。 地理信息系统是一 种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS 的组成 ① 系统硬件 GIS 主机：大型、中型、小型机，工作站 /服务器、微型计 算机 GIS 外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数 字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图 形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动 硬盘、U 盘、MP3等 GIS 网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理 设备和输出设备构成 适用于小型GIS 建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部 GIS 建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ② 系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的 驱动软件，目前流行的有 DOS 、Windows98/Nnt/2000/XP 、UNIX 等。系统软件关系到 GIS 软件和开发语言使用的有效性，是 GIS 中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参 数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、 面 积等量算和各种空间分析 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面 展 开为平面时必然产生破裂或褶皱。 地图投影”就是要解决球面 不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标 （经度、纬度）表示， 而平面上是用直角坐标（纵坐标、横坐标）或者极坐标（极径、极 角）表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上， 必须采用 一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之 投影变形性质：等角投影、等积投影、任意投影 常见变形性质的确定 ① 同纬度带内梯形面积不等的投影肯定不是等积投影 ② 经纬网不是处处正交的投影肯定不是等角投影 ③ 投影为直线的经线（中央经线）上纬距不等的投影肯定不是等距投影 地理空间实体 的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？ 点：由单个栅格表达。 线：由沿线走向有相同属性取值的一串相邻栅格表达。 面：聚集在一起的具有相同属性取值的一片栅格表达。 空间数据的基本特征有哪些 属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。 空 间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前 者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。 时间特征：描述空间对象随时间的变化 地理坐标：采用经纬度（0，入）来确定地球表面上任意一点的 平面直角坐标系：首先定义一个原点（0,0）及x ，y 轴方向， 然后通过（x,y ）值确定某个地理实体的位置。 常用地图投影 中国图 全国图：正轴圆锥投影 海图：墨卡托投影 地 形图：高斯一克吕格投影（分带） 大洲图：亚洲图：斜轴方位投影 欧洲图：彭纳投影 半球图：南北半球（或两极）图：正轴方位投影 东西半 绪论 GIS 软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有 Oracle 、Sybase Informix 、DB2、SQL Server 、Ingress 等。 Oracle 、Informix 、Ingress 等关系数据库管理软件都相继增加 了空间 数据类型。而 ESRI 公司的 SDE （ Spatial Database Engine ） 也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS 软件中图形处理平台。如 AutoDesk 公司开发的基 于 AutoCAD 的 AutoMap GIS 软件、In tergraph 公司的基于 MicroStation 的 MGE GIS 软件 ③ 空间数据是GIS 的血液 GIS 的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④ 管理人员 GIS 的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是 GIS 工程及应用成功的关键。 不但对GIS 的技术和功能有足够的了解， 而且要具备组织 管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档 管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出 空间查询：位 置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索 空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、 统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件， 建立缓冲区多边形图，然 后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS 中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算， 产生 新的空间图形和属性的过程。 GIS 的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家 Tom linson 创造了 GIS 系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年 代产业化阶 段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS 的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和 分析；生成报表。 举例说明GIS 可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用 GIS 对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息 进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、 空间结构、空间联系和 空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据， 从而为区域经济发展 服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、 AVHRR 、城市土地利用信息系统、电信资源管理、 GIS 的地学基础 间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的 数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要 的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影
第一章ArcCatalog简介 欢迎使用ESRI ArcCatalog 软件，它将使地理数据访问和管理更为容易。首先，将所操作的地理数据连接添加到Catalog中，可以连接本地磁盘上的文件夹、网上的共享文件夹和数据库，或地理信息系统（GIS）服务器。建好Catalog后，就可以用不同视图查找所需要的数据和浏览查找的结果。ArcCatalog对不同格式数据的处理方法是一样的。它提供的一些工具可以帮助用户组织和维护数据。对于一个制图者来讲，确保将正确的数据加入地图中一直都不容易。但是，无论是分析管理个人数据，还是管理大型机构的数据，ArcCatalog 都可以使工作简化。 第二章快速入门教程 ArcCatalog可用于浏览和管理数据。连接数据后，即可使用Catalog浏览其内容。当找到想要使用的数据后，可以将其添加到地图中。通常获取到项目所需数据后，不能立即使用它，可能需要改变它的投影或格式，修改属性，或者将其他表中存储的属性与地理要素进行链接。数据最终准备完毕后，需要把数据内容和所作修改存档。这些数据管理的工作可以采用Catalog中提供的工具来完成。 第三章Catalog基础 无论是查找指定地图，归档其内容，还是修改一个coverage，都可以在ArcCatalog 中完成。在开始工作前，请阅读本章内容。主要包括：ArcCatalog启动后可以看到什么，如何使用它浏览手头现有数据，解释如何使用在线帮助（提供了解ArcCatalog窗口中每个元素的信息）。此外，帮助主题还提供逐步指导功能，为用户演示怎样完成任务。 第四章Catalog内容 ArcCatalog集中了所有要用到数据的连接。选中一个连接后，可以访问它链接的数据。连接可以访问本地磁盘上的文件，网络上的数据库或一个ArcGIS服务器。总的来说，这些连接创建了地理数据源的目录。在目录中，单个的文件夹和Coverages都是数据项。如果使用过ArcInfo Workstation，当提到一个coverage属性时，习惯使用术语item（数据项）。本书中，item仅指Catalog树中的一个元素，例如文件夹。本章简要描述了Catalog 中缺省显示的数据项。要了解数据格式以及这些数据如何模型化地球表面要素的更多信息，参阅《Modeling Our World》一书。ArcCatalog 支持的数据源可由程序员来扩充，以包含更多的数据格式，关于这方面的信息，可参阅《Exploring ArcObjects》。 第五章创建Catalog 当用户首次打开ArcCatalog时，就会看到文件夹连接（folder connections）, 它能让用户访问计算机本地磁盘上的数据。不过，通常用户需要的数据不一定在本地计算机上。用户可以通过连接到其它磁盘或网络上的文件夹，以及添加到数据库和互联网服务器的连接来建立自己的地理数据目录。也可以添加文件类型和隐藏暂时不需要的数据项（item）。当所有数据都集中在一个地方时，所能获得的就不只是一个清单。它使查找数据更加简单。因为用户可以用同一方式操作所有类型的地理数据源，而不管这些数据的格式，所以数据
武测地理信息系统笔记（制作：武汉大学教学队伍） 武测地理信息系统笔记 制作：武汉大学教学队伍： 胡鹏程雄李建松吴艳兰郭庆胜杜清运游涟 第一章绪论 §1-1 GIS概念 一、信息与数据 1、信息 1）定义： 信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。 2）信息的特性： A、客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。 B、适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。信息系统将地理空间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。 如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。 C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。 D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。 2、数据 指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、\符号、声音、图象等符号。 数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。 3、两者关系（有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。 数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。
只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。 例如“1、”“0”独立的1、0均无意义。 当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了“有”“无”信息，当用它来标识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息。 二、地理信息与地学信息 1、地理信息 1）定义：指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。 2）特点： A、地域性：（是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志）。 地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。 B、多维结构： 指在同一位置上可有多种专题的信息结构。如某一位置上的地理信息包括（例图） C、时序特征： 时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。因此，一实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。以免过时的信息造成决策的失误或因为缺少可靠的动态数据，不能对变化中的地理事件或现象作出合理的预测预报和科学论证。例如98年龙王庙特大洪水险情正是武汉勘测设计院利用先进的摇感、GPS技术测得实时数据为抗洪决策提供可靠依据。显然，如果用过时数据，这将造成多大的损失，这就是地理信息的时序特征。 2、地学信息 与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。 3、两者信息源不同 地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等； 地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。它是人们深入认识地球系统、适度开发资源、保护环境的前提和保证。 四、信息系统和地理信息系统 1、信息系统( Information System ,IS )
GIS知识点总结
GIS知识点总结 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、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。 地理信息的特征：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征 GIS概念：地理信息系统（Geographical Information System，Geo-Information System，简称GIS），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数据进 行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS特征：（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力 GIS基本功能：1、数据采集功能 2、数据编辑与处理 3、数据存储、组织与管理功能 4、空间查
空间数据模型：包括概念模型（最高层、常用E-R 模型）、逻辑数据模型（通常所称的空间数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6种表示方法。各自的使用情况 空间数据的类型：1、几何图形数据 2、影像数据 3、属性数据 4、地形数据 5、元数据 空间数据的表示：不同类型的空间数据都可抽象表示为点、线、面三种基本的图形要素 空间关系：1、拓扑（包括邻接、关联、包含、 连通） 2、顺序 3、度量 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、重合、包含或覆盖、相交5 种可能的关系 拓扑关系的意义：1、拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有
地理信息系统重点总结
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第一章地理信息系统概论 导读:本章介绍了地理信息系统的最基本的概念。 1.信息:向人们或机器提供关于现实世界新的事 实的知识,是数据、消息中所包含的意义， 它不随载体的物理设备形式的改变而改变。 2.信息的特点：客观性，实用性,传输性,共享性。 3.数据：通过数字化或直接记录下来的可以被鉴 别的符号。数据是信息的载体，不是信息。4.地理数据：表征地理圈或地理环境固有要素或 物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的 数字、文字、图像和图形的总称。 5.地理信息:有关地理实体的性质、特征、和运 动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理 数据的解释。 6.地理信息的特性：区域性、多维结构特性、动 态变化的特性。 7.地理数据（或空间数据）的特征：属性特征、 几何特征、时态特征。 8.信息系统的类型：事务处理系统、管理信息系 统、决策支持系统、人工智能和专家系统。9.地理信息系统：以采集、储存、管理、分析和 描述整个或部分地球表面空间和地理分布有 关的空间信息系统。 10.地理信息系统特征:１>.具有采集、管理、分析 和输出多种信息的能力,具有空间性和动态性。 2>.由计算机系统支持进行空间地理数据管理 并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分 析方法。3>.地理信息系统的重要特征是计算 机系统的支持。 11.地理信息系统分类:１）按范围：全球，区域， 国家,城市GIS;２)按维度：二维,三维,四维,时 态GIＳ;３）按内容：综合,专题。 12.地理信息系统构成：计算机硬件系统，计算机 软件系统,地理数据,系统管理操作人员。 13.地理信息系统核心问题：位置、条件、变化趋 势、模式、模型。 14.地理信息系统功能:数据采集、监测与编辑;数 据处理；数据存储与组织；空间查询与分析; 图形与交互显示。 15.我国地理信息系统方面的工作自8０年代初开 始,以1９80年中国科学院遥感应用研究所成 立的全国第一个地理信息系统研究室为标志。
研究生课程读书报告 院系名称城市与环境学院 课程名称典型区域生态规划案例分析 任课教师曹明明邱海军 专业环境工程 学号201331500 姓名王姣姣 日期2014年6月17日 西北大学研究生院制
读《区域生态规划理论与方法》 一、基本结构框架 学科内涵、发展简介、研究框架、研究内容 二、报告内容 1.学科内涵 统筹人与自然和谐发展，处理好经济建设、人口增长与资源利用、生态环境保护的关系，坚持可持续发展，是当前我国实施科学发展观的重要内容。如何推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，如何根据我国人口众多、资源相对不足、生态环境脆弱的基本国情，寻求与自然和谐的资源开发与经济发展之路需要包括生态学在内的科学理论和方法的支持。 生态规划是指在深入分析人与自然相互关系的基础上，合理规划人类活动，建立与自然和谐的资源利用与开发方式、经济发展方式与人的生活方式。简而言之，借用生态规划奠基者之—Marsh的话，生态规划就是与自然共同设计人类活动(design with nature)，实现人类社会经济的发展与自然过程的协同进化。 生态规划具有如下几个方面的特点。 第一，生态规划认为人是自然的一员，人类活动对自然的干扰与破坏，最终将通过自然所特有的复杂生态反馈关系，作用于人类自身。因此生态规划注重协调人与自然的关系，使之达到与自然和谐共处。 第二，生态规划强调在规划过程中，需充分认识人类活动与自然过程的关系，深入分析自然环境与自然资源的潜力与局限性。 第三，生态规划要求保护与维持生态过程与生态系统的服务功能，寓自然环境保护于开发与社会经济发展之中。 第四，生态规划的目标是增强可持续发展的能力，既要促进社会经济的发展，又要维护及改善区域自然环境的持续性与生态功能的完整性。 2.发展简介 通过生态规划的途径来协调人与自然及资源利用的关系，可追溯到20世纪末的生态学思想家与区域规划的先驱者George Marsh、Patrick Geddes及John的著作及规划实践，并曾在二战前得到较大的发展，20世纪60年代以来，随着环境问题的加剧，生态规划重新受到人们的重视，尤其I．McHarg及其同事的杰出
《地理信息系统概论》笔记 黄杏元自己看吧 第一章导论 第一节地理信息系统基本概念 1 学科特点 GIS是一门典型的交叉性学科 因此，学生要学好GIS，首先必须要做好“GIS” Gentlemanlike, Intelligence, Smile。 GIS是一门实践性很强的学科 因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基础GIS软件的操作和使用。 GIS是一门迅速发展中的学科 因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自己的能力。 2 数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；数据是信息的表达，信息则是数据的内容。 3 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 4 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。 第二节GIS的基本构成及功能 1系统硬件由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。 2系统软件由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。 3空间数据库由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。
地理信息系统名词解释大全 地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种，是在计算机硬、软件的支持下，以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。简单地说，GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息，它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。地理信息系统属于空间型信息系统。 地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 地理信息科学与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。 地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。 地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。 数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。 信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。 四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n，且n ≥1），直到子象限的数值单调为止。凡数值（特征码或类型值）呈单调的单元，不论单元大小，均作为最后的存储单元。这样，对同一种空间要素，其区域网格的大小，随该要素分布特征而不同。 不规则三角网模型简称TIN，它根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。 拓扑关系拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的位置关系，拓扑数据也有利于空间要素的查询。 拓扑结构为在点、线和多边形之间建立关联，以及彻底解决邻域和岛状信息处理问题而必须建立的数据结构。这种结构应包括以下内容：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值）。 游程编码是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网