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第一章 绪论
地理信息系统：
是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表面层（包括大气层）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。 （1）计算机化的技术系统； （2）以空间数据为操作对象；
（3）优势：空间数据的表达、分析和实现地理空间过程的模拟预测； （4）集多学科于一体的边缘学科
1、数据：是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。数据用以载荷信息的物理符号，数据本身并没有意义。
2、信息：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们(或系统)提供新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
3、信息与数据的区别 信息与数据是不可分离的。信息由与物理介质有关的数据表达，数据种所包含的意义就是信息；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。
4、信息的特征：具有客观性、实（适）用性、传输性、共享性 5、地理信息的特征
（1）空间分布性（空间自相关性）：具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布特点；
（2）数据量大：区域大、动态变化、类型多；
（3）信息载体的多样性：地理实体、文字、数字、地图、影像、符号、纸质、磁带、光盘… （4）时间和空间不可分割：任何地理数据都是在特定的区域某个时间点（段）上的特征。 6、信息系统：是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统。 由计算机硬件、软件、数据、用户组成 。
7、地理空间数据：是GIS最重要的组成部分，指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据。GIS通过数据管理系统将空间数据和其他的数据（属性数据）连接, 并且用于组织、维护和管理数据.。 地理空间数据包括：定位、拓扑关系、（定性）属性。
8、山庄选址：
面积为50-80亩---空间查询选择
不能选在有耕地、园地内---空间查询选择
坡度小于15度，高程在以下1930—DEM+选择 距离水源地在300米以内--空间缓冲叠加分析
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第二章 空间信息基础
1、地球椭球体模型：是以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型。
2、地理空间坐标系的建立 建立地理空间坐标系，主要的目的是确定地面点的位置。也就是求出地面点对大地水准面的关系，它包括地面点在大地水准面上的平面位置和地面点到大地水准面的高度。确定地面点的位置，最直截了当的方法就是用地理坐标（纬度、经度）来表示。
3、地图投影：为什么要进行投影？
（1）将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影
（2）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 （3）地球椭球体为不可展曲面
（4）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.
4、地图投影：GIS中地图投影
（1）GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信息则在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。
（2）GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。
（3）GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影.
5、地图对地理世界的描述
在地图学上，把地理空间的实体分为点、线、面三种要素，分别用点状、线状、面状符号来表示。
点状要素:是指那些占面积较小，不按比例尺表示，又要定位的事物。
线状要素:对于地面上呈线状或带状的事物如交通线、河流、境界线、构造线等，在地图上，均用线状符号来表示。
面状要素:面状分布的地理事物很多，其分布状况并不一样，有连续分布的，如气温、土壤等，有不连续分布的，如森林、油田、农作物等；它们所具有的特征也不尽相同，有的是性质上的差别，如不同类型的土壤，有的是数量上的差异，如气温的高低等。
6、拓扑关系：
把满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接关联和包含等关系称之为拓扑关系。
7、地理信息数字化描述方法
栅格数据结构：计算机对地理实体的显式描述也称栅格数据结构。 矢量数据结构：计算机对地理实体的隐式描述也称矢量数据结构。 栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两种最基本的方式。
8、地理数据一般具有三个基本特征 ：空间特征 、属性特征 、时间特征
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9、拓扑关系：邻接：N1/N2 ,N1/N3 ,N1/N4 ;P1/P3 ;P2/P3
关联：N1/е1、е3 、е6 ；P1/е1、е5 、е6 包含：P3与P4
10、拓扑关系的种类：
A、邻接关系:空间图形中同类元素之间的拓扑关系。 例如多边形之间的邻接关系，P2/P3，P1/P2，如结点之间的邻接关系A与D，C与D等。 B、关联关系: 空间图形中不同元素之间的拓扑关系。
例如结点与弧段的关联关系A与e、a、c；多边形与弧段的关联关系P2与e、c、f。 C、包含关系:空间图形中同类但不同级元素之间的拓扑关系。 例如多边形P1中包含有多边形P4。 AP0eP3fCbP2dBDcEaP4gP1
11、元数据：
一般都认为元数据就是“关于数据的数据”。
1）常见的元数据：图书馆卡片、磁盘的标签、地图的制图元素（图名、图例、比例尺、制图单位、制图时间等）等；
2）元数据的内容：对数据集的描述、数据质量的描述、数据处理信息的说明、数据转换方法的描述、数据更新、集成等说明。
12、元数据的作用：（--即：帮助用户理解和使用数据）
（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档
（2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据 （3）提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息
（4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断
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（5）提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据.
13、元数据的内容
对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明
对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等
对数据处理信息的说明，如量纲的转换等 数据转换方法的描述
对数据库的更新、集成方法等的说明.
14、元数据的性质：元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分地开发与利用。
15、空间数据元数据的概念
空间数据用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其边界的信息；空间数据元数据指对这些空间数据的描述和说明。
16、为什么在地理信息系统中使用元数据
（1） 完整性 （2） 可扩展性 （3） 特殊化 （4） 安全性 （5） 差错功能 （6） 浏览功能 （7） 程序生成
空间数据元数据的应用:
帮助用户获取数据：理解和使用数据
空间数据质量控制：约束机制、过程监控 在数据集成中的应用：数据整合、集成使用 数据存储和功能实现：减少数据冗余、提高效率
思考与练习
1、说说地理空间模型是怎样建立的？ 2、GIS中为什么要考虑地图投影？
3、地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？
4、空间数据的基本特征有哪些？地理信息的数字化描述方法有哪些？
第三章 空间数据结构
一、栅格数据
1、栅格数据:栅格数据结构，又称为网格结构或像元结构。实际就是像元阵列，每个像元由行列确定它的位置。（通过灰度值来表示属性信息）
2、栅格数据的特点
（1）离散的量化栅格值表示空间对象。
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