第一篇：城市管理地理信息系統(tǒng) 半開卷考試知識點總結(jié)A4紙

一,citGLd概念,特征與內(nèi)容(一)什么是citGLcitGL,是以citd長期穩(wěn)定,協(xié)調(diào)發(fā)展和良性運行為目標,以人,財,物,信息等各種資源為GIS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),分析手段,展示手段 以及其他設(shè)施分類:citGL部件分類按照citGL功能歷史文化遺產(chǎn)bh規(guī)劃GL主要GL依據(jù)《中華人民體系劃分大類分類包括:公用設(shè)施類,道路交通類,環(huán)共和國cit規(guī)劃法》《中華人民共和國文物bh法》

衛(wèi)環(huán)保類,園林綠化類,房屋土地類及其它類 對象,對cit運行系統(tǒng)做出d綜合性協(xié)調(diào),規(guī)劃,控制和建設(shè)活動。廣義:是指對cit一切活動進行GL,包括政治d,經(jīng)濟d,社會d和市政dGL。狹義:指市政GL,即與cit規(guī)劃,cit建設(shè)及cit運行相關(guān)聯(lián)dcit基礎(chǔ)設(shè)施,公共服務(wù)設(shè)施和社會公共事務(wù)dGL。(二)現(xiàn)代citGLd特征

1綜合性現(xiàn)代cit是高度復(fù)雜d社會綜合體,社會,經(jīng)濟,環(huán)境資源等系統(tǒng)具有各自d運行規(guī)律和特征,既自成體系,又相互影響,相互制約,并且同外界環(huán)境有著密切d聯(lián)系,從而決定了citGL具有綜合性d特點 2開放性cit是一個開放d大系統(tǒng),它對自然資源d依賴以及產(chǎn)品對市場d依賴迫使cit對外部區(qū)域開放因此,只有開放式dGL,才能增強citd開放性功能 3復(fù)雜性現(xiàn)代cit是子系統(tǒng)繁多d多維度,多結(jié)構(gòu),多層次,多要素間關(guān)聯(lián)關(guān)系高度繁雜d開放d復(fù)雜巨系統(tǒng)?，F(xiàn)代citd復(fù)雜性決定了citGL工作d復(fù)雜性。4動態(tài)性現(xiàn)代cit是一個有機整體,各個子系統(tǒng)d運轉(zhuǎn)是動態(tài)d,因此不能靜止dGLcit各個構(gòu)稱要素。5GL主體d多元性citGLd主體系統(tǒng)向多元化方向發(fā)展 現(xiàn)代城管兩大主體系統(tǒng):cit權(quán)力系統(tǒng)(中共市委,市人大,市政府,cit司法機關(guān));cit非權(quán)力系統(tǒng)(cit非權(quán)力政治系統(tǒng):政協(xié),民主黨派,人民團體,居委會;cit非權(quán)力社會系統(tǒng):社會團體,民間組織,市民個人)(三)citGLd內(nèi)容1,cit規(guī)劃GL2,cit經(jīng)濟GL3,cit社會GL4,cit基礎(chǔ)設(shè)施GL(1)cit能源供應(yīng)設(shè)施(2)cit供水排水設(shè)施(3)cit交通運輸設(shè)施(4)cit郵電通信設(shè)施(5)cit環(huán)保環(huán)衛(wèi)設(shè)施(6)cit防衛(wèi)防災(zāi)設(shè)5,cit公共服務(wù)GL 教育 醫(yī)療 文化等6,cit生態(tài)環(huán)境GL7,cit土地,房地產(chǎn)GL cit規(guī)劃GL 主要內(nèi)容建設(shè)項目選址規(guī)劃GL;建設(shè)用地規(guī)劃GL;建設(shè)工程規(guī)劃GL;臨時建設(shè)和臨時用地規(guī)劃GL;歷史文化遺產(chǎn)bh規(guī)劃GL;cit規(guī)劃行政監(jiān)督檢查GL 建設(shè)項目選址規(guī)劃GL 概念是指cit規(guī)劃主管部門根據(jù)規(guī)劃及其有關(guān)法律法規(guī)對于按照國家規(guī)定需要有關(guān)部門進行批準或核準,以劃撥方式取得國有土地使用權(quán)d建設(shè)項目,進行確認或選擇,保證各項建設(shè)能夠符合cit規(guī)劃d布局安排,核發(fā)建設(shè)項目選址意見書d行政GL工作。

基本程序1申請 劃撥方式取得土地使用權(quán):要申請選址意見書

有償出讓方式取得土地使用權(quán):不需要申請選址意見書

2審核

一是程序性審核;二是實質(zhì)性審核3核發(fā)選址意見書

例1某市有一大型文化設(shè)施圖書館,將從現(xiàn)占用d重點文物bh單位中遷出。經(jīng)計劃行政主管部門批準,需選址新建一座現(xiàn)代化d大型文化設(shè)施,建筑面積控制在5萬平方m以內(nèi)。建設(shè)單位提出d要求是,該設(shè)施應(yīng)有觀眾廳,多功能廳,報告廳和較大d庫房,并要求場地干燥,不能靠近易燃易爆地區(qū),便于市民前往。同時,該市已有一座國家級同類文化設(shè)施,位于citd西北部。

基本方案

cit規(guī)劃行政主管部門根據(jù)這個大型文化設(shè)施d要求和基本情況,又根據(jù)選址d基本原則,在選址時考慮: ①按照cit總體規(guī)劃,該項大型文化設(shè)施應(yīng)在規(guī)劃d公共設(shè)施用地內(nèi)選址;②按照該市有關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定,此類文化設(shè)施d容積率不宜過高,應(yīng)不超過2.0,用地規(guī)模約為3hm2;③建設(shè)項目要求場地干燥,宜選址于排水設(shè)施等市政基礎(chǔ)設(shè)施比較齊全d地區(qū);④應(yīng)遠離化工廠,危險品倉庫等易燃易爆地區(qū);⑤項目直接服務(wù)于市民,應(yīng)靠近居民比較集中d地區(qū),也應(yīng)離高校,文化研究機關(guān)等較近,交通便利d地區(qū)。

例2某境外著名公司擬在某市中心地區(qū)5000平方md規(guī)劃市政設(shè)施用地上建設(shè)40000平方m外銷寫字樓。該用地建筑限高18m。該市政府要求規(guī)劃部門就該公司d選址方案提出意見,供市長辦公會議研究。那么,你作為該市cit規(guī)劃行政主管部門d技術(shù)負責(zé)人,請就上述問題提出規(guī)劃意見。

可參考d規(guī)劃意見①建設(shè)項目d性質(zhì)與規(guī)劃用地性質(zhì)不符;②建設(shè)規(guī)模過大,超過該用地可能d容量;③周邊道路不能有效疏解建設(shè)項目所吸引d交通量;④建設(shè)用地周圍有保密機關(guān),不宜安排涉外建設(shè)項目;⑤建議該建設(shè)項目在規(guī)劃市級商業(yè)金融區(qū)內(nèi)選址建設(shè)

《中華人民共和國文物bh法實施細則》《歷史文化名城bh規(guī)劃編制要求>具體內(nèi)容文物遺跡bhd規(guī)劃GL;歷史建筑bhd規(guī)劃GL;歷史風(fēng)貌區(qū)bhd規(guī)劃GL;規(guī)劃GL原則和方法 文物遺跡bh:完整性原則,不改變文物原狀 歷史建筑bh①建筑本體bh 一般情況:第一,修繕;第二,調(diào)整使用 特殊情況:第一,整體位移;第二,建筑主體保存;第三,意象保存②建筑環(huán)境bh 歷史風(fēng)貌區(qū)bh bhd原則:bh該地區(qū)d歷史真實性,生活真實性和歷史風(fēng)貌d完整性

bh方法:控制,整治,更新利用①控制各項建設(shè),防止破壞傳統(tǒng)風(fēng)貌②加強環(huán)境整治,維護傳統(tǒng)風(fēng)貌③合理更新利用,服務(wù)現(xiàn)代社會 二,我國citGL存在d主要問題(一)citGL觀念落后重建設(shè)輕GL;重經(jīng)濟效益輕社會效益,重cit建設(shè)輕環(huán)境保護,重眼前利益輕長遠利益,重利益主導(dǎo)輕生態(tài)主導(dǎo),規(guī)劃缺乏嚴肅性,權(quán)威性(二)citGL體制落后條塊分割,多頭GL,責(zé)權(quán)不明,職能交叉,關(guān)系不順,造成重復(fù)GL,無人GL,交叉GL綜合癥(三)cit GL機制落后公用事業(yè)單位行業(yè)壟斷,GL不善靠財政補貼,經(jīng)營不善靠漲價,以罰代管,罰而不管,以權(quán)代法,以情代法等現(xiàn)象兼而有之(四)citGL手段落后 GL手段簡單,主要依靠行政手段,忽視法律手段,經(jīng)濟手段和宣傳教育手段d綜合運用,GL方式停留在經(jīng)驗式GL,問題式GL,運動式GL,突擊式GL和粗放式GL上(五)citGL評價標準落后citGL評價指標不夠科學(xué),系統(tǒng),完整,缺乏專業(yè)化d評價機構(gòu) citGLd檢查評比政治化,運動化,形式化 三,如何創(chuàng)新citGL(一)創(chuàng)新citGL,要樹立五種新理念1要樹立抓citGL就是抓生產(chǎn)力dLN2要樹立以人為本dLN3要樹立系統(tǒng)GLdLN4要樹立管治d理念5要樹立法治LN(二)創(chuàng)新citGL,要完成三大轉(zhuǎn)變1從經(jīng)驗式GL向科學(xué)化GL轉(zhuǎn)變2從運動式GL向制度化GL轉(zhuǎn)變3從問題式GL向預(yù)防式GL轉(zhuǎn)變(四)創(chuàng)新citGL,要建立六種機制1要建立cit目標GLJZ2要建立citGL社會參與JZ3要建立citGL市場化運作JZ4要建立citGL績效評價JZ5要建立全方位citGL監(jiān)督JZ6要建立360度和360天citGL作業(yè)JZ 第4章

網(wǎng)格化citGL 網(wǎng)格d概念總d來說,網(wǎng)格就是利用互聯(lián)網(wǎng)將分散在不同地理位置d計算機及相關(guān)資源組合成一個整體,形成一臺虛擬d超級計算機—使得計算資源,數(shù)據(jù)資源,存儲資源,知識資源等在各臺原本獨立d計算機之間實現(xiàn)實時共享網(wǎng)格必須同時滿足三個條件:在非集中控制d環(huán)境中協(xié)同使用資源;使用標準d,開放d和通用d協(xié)議和接口;提供非平凡d服務(wù)意義當(dāng)前dInternet技術(shù)實現(xiàn)了計算機硬件d互聯(lián),Web技術(shù)實現(xiàn)了網(wǎng)頁d互聯(lián),而網(wǎng)格技術(shù)則是要把整個Internet上d各種資源整合成一臺巨大d計算機,實現(xiàn)所有資源共享與協(xié)同工作 網(wǎng)格d根本特征——實現(xiàn)資源共享,消除資源孤島。網(wǎng)格化citGL指借鑒網(wǎng)格GLd思想,以空間網(wǎng)格劃分為基礎(chǔ),依托信息化技術(shù)和協(xié)同工作模式,將citGL職能資源體系和GL對象按照一定d原則劃分成單元網(wǎng)格,通過建立這些網(wǎng)格之間d協(xié)調(diào)機制實現(xiàn)網(wǎng)格格點間資源協(xié)調(diào)調(diào)度和共享,從而形成一套完整d網(wǎng)格化citGL組織結(jié)構(gòu)和精細化cit監(jiān)管體系,最終達到整合GL資源,提高GL效率d一種現(xiàn)代化citGL方式

當(dāng)前階段cit網(wǎng)格化GL模式含義:采用萬m單元網(wǎng)格GL法和cit部件,事件相結(jié)合d方式,應(yīng)用信息化citGL系統(tǒng),研發(fā)“城管通”等城管信息采集設(shè)備,創(chuàng)新citGL,cit監(jiān)督分開d兩個軸心GL體制,再造citGL流程,從而對cit部件,事件實施GLd模式。citGL新模式達到了主動,精確,敏捷,高效dGL效果。萬m單元網(wǎng)格cit市政監(jiān)管信息化所定義d基本GL單位,指在citd1/500或1/1000等大比例尺d地形圖上,根據(jù)實際cit市政監(jiān)管工作d需要,劃分d邊界清晰d,多邊形d,面積約為一萬平方md閉合圖形。部件與事件根據(jù)建設(shè)部標準,數(shù)字城管GLd內(nèi)容主要是“部件”以及圍繞部件所發(fā)生d“事件”。citGL部件 定義:指道路,橋梁,水,電,氣,熱等市政公用設(shè)施及公園,綠地,休閑健身娛樂設(shè)施等公共設(shè)施,citGL事件 定義:指人d行為活動或自然因素導(dǎo)致cit市容環(huán)境和正常秩序受到影響或破壞,需要citGL部門處理并使之恢復(fù)正常d事情和行為d統(tǒng)稱分類:citGL事件分類按照其性質(zhì)和特點劃分。citGL事件大類分類包括:大件廢棄物,環(huán)境衛(wèi)生,宣傳廣告,施工GL,突發(fā)事件,街面秩序,綜合GL。城管監(jiān)督員 在所屬網(wǎng)格責(zé)任區(qū)執(zhí)勤,發(fā)現(xiàn)城管問題d專業(yè)人員。主要職責(zé): 負責(zé)責(zé)任區(qū)域內(nèi)d事件,部件問題查找并及時上報;負責(zé)對社會公眾等渠道上報問題d真實性進行現(xiàn)場核實確認;負責(zé)對專業(yè)部件處理結(jié)果進行現(xiàn)場核查工作;負責(zé)對部分citGL問題d現(xiàn)場執(zhí)法和GL。單元網(wǎng)格d劃分 第一個層面是區(qū),citGLd責(zé)任人是區(qū)政府第二個層面是街道,責(zé)任人是街道辦事處第三個層面是社區(qū),責(zé)任人是社區(qū)居委會第四個層面是網(wǎng)格單元,責(zé)任人是駐地單位和門前三包負責(zé)人 劃分原則①法定基礎(chǔ)原則 應(yīng)基于法定d地形測量數(shù)據(jù)進行,地形測量數(shù)據(jù)比例尺一般以1:500或1:1千為宜,但不應(yīng)小于1:2千②屬地GL原則 單元網(wǎng)格最大邊界為社區(qū)邊界,一般不跨社區(qū)分割劃分③地理布局原則 應(yīng)沿著cit中街巷,院落,公共綠地,廣場,橋梁,河流等自然地理布局進行劃分④現(xiàn)狀GL原則 為強化和實施有效GL,以單位自主GL獨立院落(即使超過1萬平m)單元進行劃分,一般不拆分自然院落⑤方便GL原則 要遵循院落出行習(xí)慣,盡可能使城管監(jiān)督員dGL路徑便捷⑥負載均衡原則 兼顧建筑物,GL部件完整性,單元網(wǎng)格d邊界不應(yīng)拆分建筑物和GL部件,并應(yīng)使得各單元網(wǎng)格內(nèi)d管路部件數(shù)量大致均衡⑦無縫拼接原則 單元網(wǎng)格之間d邊界應(yīng)無縫拼接,不應(yīng)有漏洞,也不應(yīng)重疊⑧相對穩(wěn)定原則 單元網(wǎng)格d劃分一旦確定則應(yīng)長期相對穩(wěn)定 編碼方法單元網(wǎng)格在時間和空間定義上應(yīng)有一個唯一d編碼,編碼可以對單元網(wǎng)格d具體歸屬,所在位置進行唯一確定。具體單元網(wǎng)格d編碼方法為:所有單元網(wǎng)格由14位數(shù)字組成,依次為6位行政區(qū)劃代碼,3位街道代碼,3位社區(qū)代碼和2位單元網(wǎng)格順序碼:

網(wǎng)格化數(shù)字城管信息系統(tǒng) 概念:基于計算機軟硬件,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,集成基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù),單元網(wǎng)格數(shù)據(jù),部件數(shù)據(jù),地理編碼數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)資源,通過多部門信息共享,協(xié)同工作,實現(xiàn)對cit市政工程設(shè)施,市政公用設(shè)施,市容環(huán)境與環(huán)境秩序監(jiān)督GLd一種計算機應(yīng)用系統(tǒng) “網(wǎng)格化”建設(shè)標準作為全國建設(shè)數(shù)字化citGLd建設(shè)依據(jù)四個國家行業(yè)標準《單元網(wǎng)格劃分與編碼規(guī):則》 《GL部件和事件分類,編碼及數(shù)據(jù)要求》《cit市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng) 地理編碼》《cit市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng) 技術(shù)規(guī)范》 網(wǎng)格化citGL系統(tǒng)組成1監(jiān)管數(shù)據(jù)無線采集子系統(tǒng)2監(jiān)督中心受理子系統(tǒng)3協(xié)同工作子系統(tǒng)4數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)5監(jiān)督指揮子系統(tǒng)6綜合評價子系統(tǒng)7地理編碼子系統(tǒng) 8應(yīng)用維護子系統(tǒng)9基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源GL子系統(tǒng)

智慧cit與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 一．當(dāng)前數(shù)字城管d局限有效d監(jiān)督,控制,反饋和評價是現(xiàn)代citGL新機制d重要特征當(dāng)前數(shù)字化citGL存在d問題 “有效信息”缺失市政設(shè)施只是符號表示,缺乏形狀,大小及周邊環(huán)境等有效信息 數(shù)據(jù)缺乏“鮮活性”多種原因造成各種數(shù)據(jù)獲取頻率低, 數(shù)據(jù)缺乏“鮮活性”,難以支持網(wǎng)格化GLd深入 “人工”監(jiān)管效率低 在網(wǎng)格化citGL模式下,監(jiān)督員是發(fā)現(xiàn)問題d主要來源;但因時間和巡查路線固定而導(dǎo)致問題發(fā)現(xiàn)不及時,這種被動d監(jiān)管方式使監(jiān)管效果大打折扣 “公眾參與”沒有體現(xiàn)

迫切需要精細化,智慧化citGL轉(zhuǎn)變

二．物聯(lián)網(wǎng)助力智慧cit 智慧cit概念 智慧cit是以互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng),電信網(wǎng),廣電網(wǎng),無線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)d多樣化組合為基礎(chǔ)。智慧cit是技術(shù)集成,綜合應(yīng)用,高端發(fā)展d網(wǎng)絡(luò)化,信息化,智能化和現(xiàn)代化cit。智慧cit是以智慧技術(shù),智慧產(chǎn)業(yè),智慧人文,智慧服務(wù),智慧GL,智慧生活等為重要內(nèi)容dcit發(fā)展d新模式。智慧cit = 數(shù)字cit+ 物聯(lián)網(wǎng) + 云計算即:智慧cit是在數(shù)字cit建立d基礎(chǔ)框架上,通過物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實cit與數(shù)字cit進行有效融合,自動和實時地感知現(xiàn)實世界中人和物d各種狀態(tài)和變化,由云計算中心處理其中海量和復(fù)雜d計算與控制,為cit運行GL,經(jīng)濟發(fā)展和大眾民生提供各種智能化d服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)概念1999年把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和GL。2010年物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感設(shè)備按照約定d協(xié)議,把各種網(wǎng)絡(luò)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別,定位,跟蹤,監(jiān)控和GLd一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)三個特征 全面感知,即利用RFID,傳感器,二維碼等隨時隨地獲取物體d信息;可靠傳遞,通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)d融合,將物體d信息實時準確地傳遞出去;智能處理,利用云計算,模糊識別等各種智能計算技術(shù),對海量d數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理,對物體實施智能化控制

應(yīng)用1-牲畜二維碼應(yīng)用2-作物種植環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用3-動物棲息環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用4-機場安保和電力GL 三,近幾年主要研究成果 智慧cit中d位置服務(wù) 人流量統(tǒng)計監(jiān)測與統(tǒng)計 在校學(xué)童安全GL系統(tǒng) 實景影像采集和GL,應(yīng)用 基于影像d道路病害檢測 基于影像dTS檢測 報刊亭位置實時監(jiān)測系統(tǒng) 降雨,積水,降雪監(jiān)測 基于二維碼早餐車監(jiān)管

移動道路測量系統(tǒng)d應(yīng)用與開發(fā)

一、移動道路測量系統(tǒng)簡介 產(chǎn)生背景-當(dāng)前d信息需求大信息量高精度可視化 測繪方式d局限

移動測量系統(tǒng)(Mobile Mapping System, MMS),是在機動車上裝配GPS(全球定位系統(tǒng)),CCD(視頻系統(tǒng)),INS(慣性導(dǎo)航系統(tǒng))或航位推算系統(tǒng)等先進d傳感器和設(shè)備,在車輛d高速行進之中,快速采集道路及道路兩旁地物d空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),如:道路中心線或邊線位置坐標,目標地物d位置坐標,路(車道)寬,橋(隧道)高,TS,道路設(shè)施。數(shù)據(jù)同步存儲在車載計算機系統(tǒng)中,經(jīng)事后編輯處理,形成各種有用d專題數(shù)據(jù)成果,如導(dǎo)航電子地圖

主要移動測圖系統(tǒng)VISAT系統(tǒng)是由加拿大卡爾加里大學(xué)和Geofit公司聯(lián)合研制d。研究工作開始于1992年11月,1993年7月首次亮相,1995年正式形成產(chǎn)品。當(dāng)汽車以每小時50-60公里d速度行駛時,在30md通道中,其絕對定位精度達0.3mTruckMap是美國JECA公司于1994年推出d機動制圖系統(tǒng) 它由定位系統(tǒng),成像與測距系統(tǒng),數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3部分組成,實時定位精度達m級和亞m級 公路旁d地物通過激光測距儀測量,200m范圍以內(nèi)目標d測量精度達6厘mGPS Van系統(tǒng)d研制者是美國俄亥俄州立大學(xué)d測圖中心,該研究項目從1989年開始啟動,得到了美國38個州交通部門,NASA, DMA及一些私營部門d資助。根據(jù)GPS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進行絕對定位,利用數(shù)字立體視覺系統(tǒng)來進行相對定位。其公路定位d絕對精度是1-3m,利用視覺系統(tǒng)進行立體觀測定位d精度為5cm MMSd主要功能 位置與角度測量通過GPS/CCD/INSd集成,既可從CCD立體影像對中提取目標點精確d絕對位置坐標,又可進行目標點間相對位置關(guān)系d解算。這一功能可完成d測量任務(wù)有:道路中心線和邊線坐標d測量;電線桿,TS,報警點,下水道出口等點狀地物d坐標量測;房屋角點,街道邊界,鋪裝路面d測量;道路寬度,橋梁涵洞寬度高度d測量等等。同時,還可測量道路坡度,轉(zhuǎn)彎r等 屬性記錄 通過CCD視頻系統(tǒng),連續(xù)全過程地記錄道路及道路兩旁地物屬性,形成閉環(huán)d屬性記錄及檢驗系統(tǒng),保證了地物屬性記錄d完整性和品質(zhì)。作業(yè)員還可通過手寫/語音輸入裝置及鍵盤進行補充屬性錄入。針對TSd記錄,設(shè)計了專門d屬性記錄器,將上百種道路交通標記(紅綠燈,立交橋,加油站等)設(shè)置成直觀醒目d按鈕,作業(yè)時只需輕輕一按,即可將矢量化d屬性錄入車載電腦 3-D圖像獲取

MMS在作業(yè)過程中拍攝d圖像均為連續(xù)可量算d

城市地下管線信息管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)綜合管線三維圖像,能為道路可視化建設(shè),數(shù)字cit,商業(yè)選址管理信息的動態(tài)管理,為城市規(guī)劃和建設(shè)服務(wù),為保等提供真3Dd大比例尺近景圖像資源,尤其對于重證城市地下生命線的安全運轉(zhuǎn)提供技術(shù)保障。應(yīng)用點關(guān)注d線路,地區(qū)和部位,均可將其實景圖像拍攝現(xiàn)代信息技術(shù)建立城市綜合管線管理系統(tǒng)來動態(tài)下來存放在數(shù)據(jù)庫中,以共應(yīng)急之用

管理和維護城市地下管線資料,已成為眾多城市規(guī)數(shù)據(jù)融合與利用用MMS采集d數(shù)據(jù)也可與傳統(tǒng)人劃和建設(shè)管理部門的共識。工測量所得數(shù)據(jù)以及航片,衛(wèi)片資料建立無逢關(guān)聯(lián),城市管線GIS概述

使得原有d數(shù)據(jù)系統(tǒng),現(xiàn)有d航測遙感資料和MMS管線信息系統(tǒng)是在計算機軟件、硬件、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)數(shù)據(jù)能夠融為一體,相互補充,從而形成更全面,更準絡(luò)支持下,利用GIS技術(shù)實現(xiàn)對地下管線及其附屬確和現(xiàn)勢性更強dGIS,此種方式,可稱之為"天地一設(shè)施的空間和屬性信息輸入、編輯、存儲、查詢統(tǒng)體化遙感”

計、分析、維護更新和輸出的計算機管理系統(tǒng)。MMS-優(yōu)點 獨立測成圖系統(tǒng)作為獨立d測成圖系 統(tǒng),無需借助底圖和傳統(tǒng)測成圖方式即可完成道路 電子地圖d測制成果全面準確運用MMS采集到d 數(shù)據(jù)成果包括:空間坐標,矢量數(shù)據(jù)以及連續(xù)d三維 圖象,數(shù)據(jù)鏈全面完整,精度滿足國家規(guī)范要求。有 效融合其他來源數(shù)據(jù):移動測量獲得d數(shù)據(jù)可以通 過后臺處理軟件,與航片,衛(wèi)片以及傳統(tǒng)地形圖進行 有效融合,從而生成信息更為全面d地理信息系統(tǒng) 高效率能以60公里/小時d速度完成外業(yè)測圖工 作。相比傳統(tǒng)導(dǎo)航圖測成圖方式,可將整個測成圖效

率提高10倍乃至數(shù)十倍以上,完全滿足道路電子地為了提高系統(tǒng)的可變性,最有效的方法是采用模塊圖d快速測制與更新需要低成本只需2-3人即可完化設(shè)計,一個模塊只執(zhí)行一種功能,一個功能只用一成測成圖工作,大大降低了人工成本和作業(yè)成本,從個模塊來實現(xiàn),這樣設(shè)計出來的系統(tǒng)才能做到可變而留給用戶較大d增值空間。

性好且具有生命力。將地下管線信息管理系統(tǒng)分成安全舒適:車載方式下d作業(yè),相比傳統(tǒng)d外業(yè)工作,幾個子系統(tǒng)進行設(shè)計,在總體結(jié)構(gòu)下面分別設(shè)計了顯得既安全,又舒適

基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫、地下管線空間信息數(shù)據(jù)庫、地

二、移動道路測量系統(tǒng)應(yīng)用 下管線屬性信息數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)和管線應(yīng)用領(lǐng)域-cit基礎(chǔ)測繪公路普查鐵路測繪 公安應(yīng)信息分析處理子系統(tǒng)。

急空間信息影像服務(wù)實際應(yīng)用

實例：LeadMap領(lǐng)圖科技——管網(wǎng)GIS

國外－數(shù)據(jù)采集Tele Atlas(全球)2004年,全球最大領(lǐng)圖公司研發(fā)出了供水管網(wǎng)GIS信息系統(tǒng)——d數(shù)碼地圖及導(dǎo)航信息供應(yīng)商,在全球提供導(dǎo)Leadmap WaterGIS。系統(tǒng)設(shè)計最大限度的將操作航,LBS和GIS數(shù)據(jù)服務(wù)。NavTech(北美)目前世界設(shè)計的簡單化、直觀化。系統(tǒng)提供了豐富的查詢檢上最主要d導(dǎo)航電子數(shù)據(jù)標準/格式有以下幾索、分析、設(shè)計和制圖功能，能夠很好的實現(xiàn)供水種:GDF(v3.0/ 4.0),KIWI(v1.22),NavTech(v3.0)。

管網(wǎng)設(shè)施的信息化和數(shù)據(jù)化管理。如三維仿真、工國內(nèi)應(yīng)用中國最早應(yīng)用MMS是在1999年-2001程管理、圖檔管理、爆管分析、系統(tǒng)集成等。系統(tǒng)年國家測繪局1:5萬全國道路數(shù)據(jù)庫建庫d項目中,具有很強的可擴展性和對需求變化的自適應(yīng)能力，但當(dāng)時受制于技術(shù)條件d限制,僅在車上裝配了只要通過簡單的設(shè)置就可以與營業(yè)MIS系統(tǒng)、調(diào)度GPS和便攜電腦,沒有配置CCD及視頻裝置。道路系統(tǒng)、客服熱線系統(tǒng)等完成無縫鏈接，達到數(shù)據(jù)的中心線靠行車軌跡來推算,精度在10米左右。屬性共享。

d記錄是靠人工輸入,難免會有人為d誤差。但盡管該系統(tǒng)徹底改變了靠人工記憶和圖紙管理地下管如此,移動道路測量d高效率,低勞動強度d優(yōu)勢還線的方式，依靠信息化手段對管網(wǎng)進行管理、定位、是被充分體現(xiàn)出來,全國1:5萬d建庫任務(wù)按時保質(zhì)設(shè)計、查詢、統(tǒng)計、分析和出圖，使其在管網(wǎng)設(shè)備保量地完成。

管理、資產(chǎn)統(tǒng)計、規(guī)劃設(shè)計、事故搶修、生產(chǎn)調(diào)度、我院主要應(yīng)用成果 我院2006年購進LD2000移營業(yè)收費和用戶服務(wù)等方面業(yè)務(wù)發(fā)揮充分的作用，動測量系統(tǒng),經(jīng)過近5年d消化,吸收,探索,目前已經(jīng)提高管網(wǎng)管理和企業(yè)管理水平。完全掌握了這一測繪界最新技術(shù),并在首都cit規(guī)劃，建設(shè),GL實際應(yīng)用中做了大量d工作,從應(yīng)用層面上有所突破,相繼獲得測繪科技進步二等獎1項,北京市科技進步三等獎1項,華夏建設(shè)科技三等獎1項。三,移動道路測量系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)采集和處理 系統(tǒng)研制

數(shù)據(jù)采集前準備工作 檢查MMS車載系統(tǒng) 車輛狀況檢查 系統(tǒng)啟動檢查 系統(tǒng)精度檢查 架設(shè)參考站GPS接收機 設(shè)置同步器

數(shù)據(jù)采集中考慮d情況

⑴ 道路狀況:高速路,cit主干路,次干路,支路,鄉(xiāng)村路等各個等級⑵ 天氣狀況:晴天,陰天,能見度高,能見度低等;⑶ 光線狀況:順光,逆光,側(cè)光等;⑷ 遮擋情況:樹木遮擋,車輛遮擋;⑸ 建筑狀況:高速無建筑,鄉(xiāng)村低矮房,cit低樓群,高樓林立等;⑹ GPS 信號:從最高10顆星到無信號各種條件;⑺ DR方位角:時間從0到10分鐘不等,直線行駛,拐彎,倒行等;⑻ 曝光度:盡量調(diào)整到最佳;⑼ GPS采集頻率:0.1秒,1秒,5秒,10秒,30秒

開發(fā)工具應(yīng)用插件ArcEngine TrueMapEngine For C/S開發(fā)環(huán)境Visual Studio 2008 C#數(shù)據(jù)庫SQL Server 2005

GIS在城市管線信息管理中的應(yīng)用

第二篇：地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論知識點總結(jié)

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）

陳詩吉（編）

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）

第一章

GIS概述

第一節(jié)

GIS概念

一、數(shù)據(jù)、信息和地理

信息

1、數(shù)據(jù)

（1）定義：數(shù)據(jù)是指某一目標定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像以及它們能轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。

（2）數(shù)據(jù)項可以按目的組織成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

。但數(shù)據(jù)的格式往往與計算機系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。

2、信息

信息源自數(shù)據(jù)，信息是經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)，它對接受者有用，對決策或行為有現(xiàn)實或潛在的價值。

目前，學(xué)術(shù)界對信息尚未形成一致的定義。廣義的認為，信息是物質(zhì)運動狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式，它通過數(shù)字、語音、圖像、文本、圖形等媒體形式來表現(xiàn)，它蘊含著事物相互間聯(lián)系、發(fā)展

趨勢、過程規(guī)律等。

3、信息的基本屬性

包括客觀性、傳輸性、共享性、適應(yīng)性、等級性、可壓縮性、擴散性、增殖性、轉(zhuǎn)換性等。

信息最主要的特點：（1）客觀性：任何信息都是與

客觀事實緊密相關(guān)的，這是信息正確性和精確度的保證。

（2）傳輸性：信息可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設(shè)備（包括遠程終端）和以一定的形式或

格式提供給有關(guān)用戶，也包括信息在系統(tǒng)內(nèi)各個子系統(tǒng)之間的流轉(zhuǎn)和交換。

（3）共享性：信息與實物不同，信息可以傳輸給多個用戶，為多個用戶共享，而其本身并無損失。

（4）適用

性：可為決策提供支持。

4、信息與數(shù)據(jù)既有區(qū)別又有聯(lián)系

（1）信息是與物理介質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)表達；數(shù)據(jù)中所包含的意義就是信息。

（2）數(shù)據(jù)是記錄下來的某種可以識別的符號，具有

多種多樣的形式，也可以由一種數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)形式，但其中包含的信息的內(nèi)容不會改變。

（3）數(shù)據(jù)是信息的載體，但并不就是信息。只有理解了數(shù)據(jù)的含義，對數(shù)據(jù)做出解釋，才能提取數(shù)據(jù)中所包含的信息。

（4）數(shù)據(jù)是原始事實，信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。信息必須是有意義或有用的；使用的信息必須是完整、精確、相關(guān)和及時的。

（5）人的知識、經(jīng)驗作用

到數(shù)據(jù)上，可以得到信息，而獲得信息量的多少，與人原有的知識水平有關(guān)。

5、地理數(shù)據(jù)和地理信息

（1）地理數(shù)據(jù)是對與地球表面位置相關(guān)的地理現(xiàn)象和過程的客觀表示。

（2）地理

信息是指與研究對象的空間地理分布有關(guān)的信息，表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，也是相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。

（3）地理信息主要特性：地域性和

層次性、復(fù)雜性和多維性、動態(tài)性和時序性等。

二、系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和GIS

1、系統(tǒng)

（1）定義：由相互聯(lián)系、相互依存又相互協(xié)調(diào)的事物構(gòu)成的統(tǒng)一體稱為系統(tǒng)。

（2）特征：①總體性

：系統(tǒng)的構(gòu)成元素按照統(tǒng)一性要求而構(gòu)成一個集合。②關(guān)聯(lián)性：系統(tǒng)的各元素相互聯(lián)系、相互作用、相互影響。③功能性（目的性）：系統(tǒng)具有特定功能，為特定目標服務(wù)。④環(huán)境適應(yīng)性：

其他外部元素構(gòu)成系統(tǒng)的環(huán)境，系統(tǒng)與環(huán)境要進行物質(zhì)、能量、信息的交換，系統(tǒng)有適應(yīng)外部環(huán)境變化的功能。

（3）從系統(tǒng)論觀點來看，地球就是一個既有序又復(fù)雜的相互聯(lián)系的系統(tǒng)。

2、信息系統(tǒng)

（1）定義：指具有采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。

（2）類型：從操作、管理的角度來考慮，信息系統(tǒng)可分

為一般管理信息系統(tǒng)（MIS）和空間信息系統(tǒng)（SIS）。由于地理信息系統(tǒng)（GIS）涉及地球空間信息及相關(guān)內(nèi)容，所以有人就把GIS看成SIS。

3、GIS定義

由于研究和應(yīng)用領(lǐng)域的側(cè)重點不同，人們對GIS的理解仍然存在著分歧。從20世紀60年代至今有代表性的定義有：

美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會（FICCDC）關(guān)于GIS的定義：由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該

系統(tǒng)設(shè)計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。

歸納上述定義，可以認為GIS是一個發(fā)展的概念，內(nèi)容主要有兩個部分。其一，地理

信息系統(tǒng)是一門交叉學(xué)科；其二，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)。

總之，GIS是組織、存儲、管理、表達和分析處理空間信息的軟件工具，它以實體的空間位置信息為主線，集經(jīng)濟、社會、環(huán)境、科技、文化等各類信息，為各種應(yīng)用服務(wù)。它一方面可以形成自己的產(chǎn)業(yè)，另一方面又可以推進空間信息應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是空間技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的主要軟件基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前

景。

從GIS概念的提出到現(xiàn)代對GIS概念的理解，是一門不斷發(fā)展、不斷完善的學(xué)科和技術(shù)。從20世紀80年代至今，先后經(jīng)歷了從GISystem（80s-90s）到GIScience（90s-00s）再到

GIService（00s-）的發(fā)展，形成了理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化管理的完善體系，三個不同側(cè)重階段的發(fā)展時期。

三、GIS與相關(guān)學(xué)科

GIS作為傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)

物，為各門涉及空間數(shù)據(jù)分析的學(xué)科提供了新的技術(shù)方法，而這些學(xué)科又都不同程度地提供了一些構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的技術(shù)與方法。與GIS相關(guān)的學(xué)科。

1、GIS與地理學(xué)及地學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

（1）GIS是地理技術(shù)學(xué)科的主要內(nèi)容；地理學(xué)為GIS提供了豐富的空間分析方法。

（2）地學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為地理信息系統(tǒng)提供符合一定標準和數(shù)據(jù)格

式的信息系統(tǒng)，既可作為GIS的外部數(shù)據(jù)處理，為GIS準備數(shù)據(jù)，又可作為GIS內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。

2、GIS與地圖學(xué)及電子地圖

（1）GIS是地圖的一個延續(xù)，脫胎于地圖，并成為地圖信息的又一

種新的載體形式；地圖是GIS的重要數(shù)據(jù)來源之一，地圖學(xué)理論與方法對GIS有重要的影響；地圖強調(diào)的是基于可視化理論對數(shù)據(jù)進行符號化表達，而GIS則注重于信息分析；地圖具有一定的圖

示空間分析功能，但它對信息是一種靜態(tài)的表達；GIS在專業(yè)化地學(xué)分析模型支持下，其空間分析功能要強大，可以方便地與其他數(shù)據(jù)集成，并對信息實現(xiàn)多維動態(tài)表達。

（2）電子地圖系

統(tǒng)（EMS）聲、圖文、多媒體集成；查詢檢索和分析決策功能；圖形動態(tài)變化功能；良好用戶界面、讀者可以介入地圖生成；多級比例尺的相互轉(zhuǎn)換。一個好的電子地圖（制圖）系統(tǒng)應(yīng)具有

GIS的基礎(chǔ)功能。

3、地理信息系統(tǒng)與計算機科學(xué)

（1）GIS與桌面制圖：桌面制圖系統(tǒng)的目的是產(chǎn)生地圖，“地圖”是其數(shù)據(jù)庫，只有極其有限的數(shù)據(jù)管理、空間分析以及個性化能力；桌

面制圖系統(tǒng)是在桌面計算機上進行操作的；GIS的桌面制圖通過編輯器為用戶提供交互式界面對圖形進行操作。

（2）GIS與CAD的區(qū)別和聯(lián)系

（3）GIS與CAM區(qū)別和聯(lián)系

（4）GIS與

DBMS（或MIS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

第二節(jié)

GIS構(gòu)成一般認為構(gòu)成GIS要素應(yīng)具備：①應(yīng)有處理地理數(shù)據(jù)的能力。②在統(tǒng)一的地表定位坐標系統(tǒng)下，以特定的數(shù)據(jù)模型輸入、組織、存儲和管

理地理數(shù)據(jù)，并允許用戶訪問和以可視化的形式表示地理數(shù)據(jù)。③擁有一套特殊的用于處理和分析地理數(shù)據(jù)的基本工具。④要有很強的地理數(shù)據(jù)的輸出功能。

若從人機系統(tǒng)來看，GIS是由硬

件、軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用環(huán)境（即方法和人員）等要素組成。若只從計算機系統(tǒng)來看，GIS則由輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和處理系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。

一、GIS硬件

主要包括計算機、輸入與輸出設(shè)備

以及計算機網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。

二、GIS軟件

1、主要功能

GIS軟件包括執(zhí)行地理數(shù)據(jù)輸入、存儲、管理處理、分析和輸出功能的計算機程序以及用戶接口。

2、典型的GIS軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以

空間數(shù)據(jù)庫為引擎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有三層，即：一為界面層，由圖形用戶界面和應(yīng)用程序接口構(gòu)成；二為工具層，由數(shù)據(jù)輸入和輸出以及數(shù)據(jù)處理與分析軟件構(gòu)成；三為數(shù)據(jù)管理層，包括數(shù)據(jù)存

儲和管理。

三、GIS數(shù)據(jù)

GIS數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析的對象與處理的內(nèi)容。

相應(yīng)的區(qū)域數(shù)據(jù)包括位置數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)。GIS則將把這些數(shù)據(jù)集成在一起統(tǒng)一管理。

四、GIS方法

GIS方法，即GIS應(yīng)用模型，是面向?qū)嶋H應(yīng)用，在較高層次上對基礎(chǔ)的空間分析功能集成并與專業(yè)模型接口、研制解決應(yīng)用問題的模型方法。

GIS應(yīng)用模型是客觀世界到信息世界的映射，它反

映了人類對客觀世界的認知水平，也是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益的所在。

五、GIS人員

一般GIS人員可以分為三類：高級技術(shù)人員（GIS專家或受過GIS基本訓(xùn)練的系統(tǒng)分析員、系

統(tǒng)設(shè)計人員）、一般技術(shù)人員（代碼設(shè)計員、數(shù)據(jù)錄入員、系統(tǒng)管理員）、管理人員（領(lǐng)導(dǎo)決策者、各開發(fā)階段的公關(guān)協(xié)調(diào)人員）。

第三節(jié)

GIS功能

一、GIS基本功能和核心功能

GIS基

本功能包括：空間數(shù)據(jù)/信息采集、空間數(shù)據(jù)/信息處理（包括編輯）、空間數(shù)據(jù)/信息存儲、空間數(shù)據(jù)/信息分析、模型分析及空間數(shù)據(jù)/信息輸出等。

空間分析功能是GIS的核心功能，也是

GIS與其它系統(tǒng)區(qū)別的重要標志。

二、GIS應(yīng)用功能

GIS應(yīng)用模型分析是GIS支持下處理和分析問題的方法體現(xiàn)，也是GIS應(yīng)用深化的重要體現(xiàn)。

GIS典型的應(yīng)用有：專題地圖制圖及空間分析

；地理數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出；多媒體可視化或虛擬表達。

第四節(jié)

GIS類型

一般地，可根據(jù)GIS的研究內(nèi)容、功能和作用等對GIS類型進行劃分。

按功能分為應(yīng)用功能（工具型、應(yīng)用型、大

眾型）、軟件功能（專業(yè)、桌面、手持、組件等）。

按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為矢量GIS、柵格GIS和矢—柵GIS。按維數(shù)分為2DGIS、2.5DGIS、3DGIS、TGIS。

按軟件和支持環(huán)境分為GIS模塊、集成

GIS、核心GIS等。

第五節(jié)

GIS發(fā)展簡史

一、世界GIS發(fā)展簡史

二、中國GIS發(fā)展簡史

三、全球GIS發(fā)展趨勢

當(dāng)前，GIS正向著集成化、產(chǎn)業(yè)化和社會化發(fā)展規(guī)律方向邁進。從單機、二維、封閉向開放、網(wǎng)絡(luò)、多維、動態(tài)的方向發(fā)展。

總的表現(xiàn)為：①GIS已成為一門綜合性技術(shù)，即GIS集成技術(shù)、3S技術(shù)（包括一般GIS、RS和GPS）和地球信息科學(xué)等名詞的出現(xiàn)。②GIS

產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強勁。③GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點。④地理信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。

具體的體現(xiàn)在：①軟、硬件發(fā)展。②數(shù)據(jù)資源日益豐富，共享機制健全。③GIS學(xué)科成熟、④GIS理論技術(shù)研究走向深入。⑤應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。⑥GIS建設(shè)開發(fā)走上高效率的技術(shù)路線。

第二章

GIS的地理基礎(chǔ)

第一節(jié)

地球空間的認知及表達

人類認識地球可以說經(jīng)歷了三次

大飛躍，第一次“地理大發(fā)現(xiàn)”對地球是球體的認識，第二次“哥白尼的日心說”對地球繞日運動的認識，第三次“數(shù)字地球”對地球信息的認識，則有助于人類監(jiān)控地球，人們對地球科學(xué) 的認知走過了艱難的歷程。

從日地關(guān)系來看，地球空間包括被太陽風(fēng)包圍著的、受地球磁場控制的空間區(qū)域，也是各種應(yīng)用衛(wèi)星、空間站和載人飛船運行的主要空間區(qū)域，是地球最重要的

宇宙環(huán)境。

地理學(xué)主要研究地球表層的環(huán)境特點及演變規(guī)律?？臻g實體，是人們用于概括表達對表層（現(xiàn)實世界）有意義的環(huán)境，是對現(xiàn)實世界有意義的東西的統(tǒng)稱。對于空間實體來說，它是有形狀的，可用維度表達。

一、地理實體和地理數(shù)據(jù)

1、地理實體和地理數(shù)據(jù)概念

（1）地理實體：GIS的研究對象是地理實體，即指地球表層自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟要素中不能再分割 的單元，可進一步簡化、抽象分為點、線、面、體等實體類型。

（2）地理數(shù)據(jù)：用于描述空間要素的空間位置。①離散要素：是指觀測值是不連續(xù)的、形成分離的要素，并可單個識別。②

連續(xù)要素：是指觀測值是連續(xù)的要素。

2、地理數(shù)據(jù)與地理實體的關(guān)系 地理數(shù)據(jù)是地理實體的概括，反映地理實體在地表分布的定位數(shù)據(jù)是依據(jù)一定的地表定位參照系統(tǒng)。

地理數(shù)據(jù)是各

種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，反映了實體空間、屬性和時間三個特征，也是地理空間分析的三大基本要素。

（1）空間特征：包括地理位置和空間關(guān)系，定位數(shù)據(jù)描述地物所在位

置，這種位置既可以根據(jù)大地參照系定義，也可以定義為地物間的相對位置關(guān)系。

（2）屬性特征：又稱為非空間特征，是屬于一定地物、描述其特征的定性或定量指標。

（3）時間特征

：是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻或時段，反映時序變化等。

3、地理數(shù)據(jù)與比例尺

用地理數(shù)據(jù)表示現(xiàn)實世界經(jīng)歷了一定的對地理實體的概括和綜合過程的。

在GIS中，地理數(shù)

據(jù)對地理實體概括描述的程度主要以地圖比例尺表示。地圖比例尺定義為地圖上一條直線段的長度與其在地面上相應(yīng)的水平投影長度之比。GIS中常使用圖解式比例尺（隨著顯示在計算機屏幕

上的地圖的放大或縮小，圖解比例尺相應(yīng)地按比例拉長或縮短）。

GIS表達地理實體主要與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)量多少有關(guān)；GIS中地理數(shù)據(jù)的精度及其所表示的地理實體的詳略程度，主要取決

于原始地圖或影像資料的比例尺。

4、地理數(shù)據(jù)的分類與編碼（1）屬性數(shù)據(jù)編碼 在GIS中，通常把與幾何數(shù)據(jù)的表示密切相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)用編碼的形式表示，并與幾何數(shù)據(jù)一起管理。

編

碼是指確定屬性數(shù)據(jù)的代碼的方法和過程。代碼是一個或一組有序的易于被計算機或人識別與處理的符號，是計算機鑒別和查找信息的主要依據(jù)和手段。編碼的直接產(chǎn)物就是代碼，而分類分

級則是編碼的基礎(chǔ)。

（2）分類編碼的原則

分類是將具有共同的屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起，而把不同屬性或特征的事物或現(xiàn)象分開的過程。

分類的基本原則：科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴性、實用性、兼容性、穩(wěn)定性、不受比例尺限制及靈活性等。

（3）分類碼和標識碼

分類碼是直接利用信息分類的結(jié)果制定的分類代碼，用 于標記不同類別信息的數(shù)據(jù)。分類碼一

般由數(shù)字、或字符、或數(shù)字字符混合構(gòu)成。

標識碼是間接利用信息分類的結(jié)果，在分類的基礎(chǔ)上，對某一類數(shù)據(jù)中各個實體進行標識，以便能按實體進行存儲和逐個進行查詢檢索。標識碼

通常由定位分區(qū)和各要素實體代碼兩個碼段構(gòu)成。

二、地理實體類型及空間關(guān)系

1、地理實體空間基本類型及表示方法

按空間分布特征，地理實體類型可劃分為點、線、面、體。相應(yīng)地

實體的維數(shù)就有0、1、2、3維之分。

（1）點狀：包括實體點、注記點、內(nèi)點、角點、節(jié)點等。點有特定位置，不能按比例尺表示。

（2）線狀：包括線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等呈線

狀或帶狀延伸分布。在GIS中，看成具有相同屬性的點的軌跡、線或折線，由一系列的有序集坐標表示，并有實體長度、彎曲度、方向性等特性。

（3）面狀或體狀：即多邊形或多面體，呈

面狀分布，且其分布面積和實際形狀輪廓能按比例表示。

離散型面狀實體呈不連續(xù)的區(qū)域分布，連續(xù)型面狀實體在空間上每一點呈連續(xù)的區(qū)域分布。

復(fù)雜實體可由簡單實體組合來表達。

用點、線、面兩兩之間組合可表達復(fù)雜的空間問題。

在地圖上，通過地圖概括或比例尺改變，實體維數(shù)的表示可以改變。在GIS中，實體維數(shù)的表示是根據(jù)比例尺改變的。

2、地理實體的

空間關(guān)系

（1）拓撲關(guān)系：指滿足拓撲幾何學(xué)原理的空間數(shù)據(jù)點間的相互關(guān)系，即用結(jié)點、圓弧和多邊形所表示的實體之間的鄰接、關(guān)聯(lián)和包含等關(guān)系，或指雖圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但

圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。

種類：依系統(tǒng)元素之間的關(guān)系可分為關(guān)聯(lián)性、鄰接性、連通性、包含性等。①關(guān)聯(lián)性：指不同類要素之間。②鄰接性：指同類元素之間。③連通性：是衡量網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜

性的程度，常用于網(wǎng)絡(luò)分析中確定路徑或分析街道是否相通等。④包含性：指面狀的實體包含了哪些線（?。Ⅻc或面狀實體。

拓撲關(guān)系表達：GIS領(lǐng)域目前對于拓撲關(guān)系的表達普遍采用

Egenhofer的9交叉模型。

意義：①拓撲關(guān)系能清楚地反映實體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它比幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，不隨地圖投影而變化，即使脫離坐標系，也能確定地理實體之間的空

間位置關(guān)系。②拓撲有助于空間要素的查詢，利用拓撲關(guān)系可以解決許多實際問題。③根據(jù)拓撲關(guān)系可重建地理實體，這對于虛擬GIS發(fā)展很有利。

（2）距離關(guān)系：用于描述空間實體之間 的距離等關(guān)系。（3）方向關(guān)系：描述空間實體之間在空間上的排列次序，如前后、左右、上下、東、南、西、北等方位關(guān)系。

三、地理數(shù)據(jù)、地理實體與圖層

在GIS中，地理數(shù)據(jù)是以圖

層為單位進行組織和存儲的。一幅圖層表示一種類型的地理實體，是一個獨立的數(shù)據(jù)集。由于一幅圖層反映某一特定的主題，因此，它又稱為專題數(shù)據(jù)層。圖層表示法是以圖層為結(jié)構(gòu)表示和

存儲綜合反映某一地區(qū)的自然、人文現(xiàn)象的地理分布特征和過程的地理數(shù)據(jù)，這種方法實際上源自傳統(tǒng)的專題地圖表示法。一個圖層

只能用于描述單一地理實體（點、線或面）。

1、地理數(shù)據(jù)或?qū)嶓w分層基本原則和方法

（1）在劃分圖層時遵循基本的原 則：①不同的圖形對象類型存放在不同的圖層。②基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)作為單獨圖層。③依系統(tǒng)對各種數(shù)據(jù)的處理方式不同而分層存放。

（2）實施的方法：①專題分層：每圖層對應(yīng)一個專題，包

含某一種或某一類數(shù)據(jù)或?qū)嶓w。②時間序列分層：把不同時間或不同時期的數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)層。③幾何特征分層：把點、線、面不同的幾何特征數(shù)據(jù)分成不同的層。

2、地理數(shù)據(jù)或?qū)嶓w分

層的目的（1）便于空間數(shù)據(jù)的管理：空間數(shù)據(jù)分為若干數(shù)據(jù)層后，對所有空間數(shù)據(jù)的管理就簡化為對各數(shù)據(jù)層的管理，而一個數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往比較單一，數(shù)據(jù)量也相對較小，管理起

來就相對簡單。

（2）加快空間數(shù)據(jù)查詢速度：對分層的空間數(shù)據(jù)進行查詢時，不需要對所有空間數(shù)據(jù)進行查詢，只需要對某一層空間數(shù)據(jù)進行查詢即可。

（3）增加了空間數(shù)據(jù)顯示的靈

活性：分層后的空間數(shù)據(jù)，便于任意選擇需要顯示的圖層。

（4）有利于進行空間分析：對不同數(shù)據(jù)層進行疊加，可進行各種目的的空間分析，特別有利于地圖的疊加分析。

3、處理數(shù)據(jù)

時應(yīng)注意的問題

（1）某些空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要求把點、線、面實體分別組織、存儲在不同的圖層中。

（2）同一種幾何類型，但功能不同的地理實體應(yīng)分別組織、存儲在不同的圖層中。

（3）反映同一地理實體但具有不同比例尺或不同資料來源的地理數(shù)據(jù)應(yīng)分別組織、存儲在不同的圖層中。

（4）對來源于不同部門或需要經(jīng)常更新的地理數(shù)據(jù)應(yīng)分別組織、存儲在不同 的圖層中。

（5）當(dāng)研究的區(qū)域范圍較廣時，由于地理數(shù)據(jù)量大，應(yīng)注意合理分幅，然后再將各分幅數(shù)據(jù)分別存儲，構(gòu)建所需的圖層。

第二節(jié)

地球形狀與地球空間模型

一、地球的形狀

長期以來，人們對地球形狀的認識常描述為球體、或橢球體、或不規(guī)則的橢球體、或具有高低起伏的扁球體。在研究地球形狀時，主要視精度的需求而定。

對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)表達可以采用

地球空間模型。地圖和GIS其實都是地球模型，地圖以圖形符號來記載和表示地理數(shù)據(jù)；GIS以數(shù)字形式來記載和表示地理數(shù)據(jù)。

二、地球空間模型

1、地球的自然表面：是一個高低起伏、不規(guī)則的表面，包括海陸表面。

2、地球大地水準面：假設(shè)當(dāng)海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時，從海平面延伸到所有大陸下部，而與地球重力方向處處正交的一個連續(xù)、閉合的水準面，也就 是地球引力場的等勢面，稱為大地水準面。

3、地球橢球體模型：以大地水準面為基準建立起來的地球橢球體模型，表面是個規(guī)則的數(shù)學(xué)表面，橢球體的大小通常用兩個半徑——長半徑a（也叫赤道半徑）和短半徑b（也叫極半徑），或由一個半徑和扁率u或偏心率e來決定。

對于旋轉(zhuǎn)橢球體的描述，由于計算年代不同，所用方法不同；測定地區(qū)不同，其描述方法也不同。

一

百多年來，各國研究者對地球橢球體進行了眾多研究，提出了多組地球橢球體參數(shù)。不同的GIS軟件，所提供的旋轉(zhuǎn)橢球體模型種類有不同。

我國于1954年開始采用前蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢球

體作為地球表面幾何模型，即1954年北京坐標系。20世紀70年代末建立了新的1980西安坐標系，采用了國際大地測量與地球物理聯(lián)合會（IUGG）提供的橢球體。1984年后采用了世界大地坐標

（WGS84）橢球體，建立的是國家大地坐標系。

2008年7月1日后啟用2000 國家大地坐標系。它是全球地心坐標系在我國使用的具體體現(xiàn)。同時，國家測繪局公告2000國家大地坐標系與現(xiàn)行國家大地坐標系轉(zhuǎn)換、銜接的過渡期為8至10年。

應(yīng)用GIS技術(shù)來模擬、反

演區(qū)域地理過程或現(xiàn)象是地學(xué)應(yīng)用的重要發(fā)展趨勢，但地表不同區(qū)域參數(shù)的選擇是GIS地學(xué)應(yīng)用模型構(gòu)建的關(guān)鍵。

第三節(jié)

空間參照基礎(chǔ)的坐標系

一、坐標系統(tǒng)

與GIS有關(guān)的坐標系統(tǒng)主

要有：地理坐標，屬于球面坐標系統(tǒng)；投影坐標，屬于平面坐標系統(tǒng)。

1、球面坐標一般模式：由基圈、始圈和終圈構(gòu)成的球面三角。

2、常見的坐標系

（1）地理坐標系：屬于球面坐標

系，它的基圈是赤道，始圈是本初子午線，終 圈是所在地的經(jīng)線，緯線和經(jīng)線相交定點，用緯度（φ）和經(jīng)度（λ）表示，即（φ，λ）。地球表面空間要素的位置是基于用經(jīng)、緯度值表示 的地理坐標系。

（2）平面坐標系：若把地球曲面視為平面，或地球曲面投影后的平面，可用狄卡爾直角坐標系（x，y）表示地面的位置，單位“米”或“千米”。GIS用戶通常是在平面上

對地圖要素進行處理，地球表面空間要素的位置是基于用x軸和y軸表示的平面坐標系。

（3）高程系：如果考慮高度，對應(yīng)于每一個空間點位置，可以用大地坐標系的形式表示，即（φ，λ，h），也可用空間大地直角坐標系表達，即（x，y，z）表示。目前，國內(nèi)常見高程系有黃海高程系和地方高程系。

二、地圖投影

1、地圖投影的基本問題

定義：將地球橢球面上的點映

射到平面上來的方法。每一種投影都與一個坐標系統(tǒng)相聯(lián)系。坐標系統(tǒng)是一套說明某一物體地理坐標的參數(shù)，其中參數(shù)之一就為“投影”。投影關(guān)系說明如何將圖形物體顯示于平面上，而坐

標系統(tǒng)則顯示出地形地物所在的相對位置。

2、地圖投影與GIS 地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)來源，在采集地圖數(shù)據(jù)并輸入GIS的過程中，就要考慮地圖投影的系統(tǒng)配置。為確保GIS在同一系統(tǒng)內(nèi)或

在不同系統(tǒng)之間的信息（或數(shù)據(jù)）能夠?qū)崿F(xiàn)

交換和共享，配準是第一步。否則后續(xù)所有基于GIS的空間分析、處理及應(yīng)用都是不可能的。

可以說地圖投影對GIS的影

響是滲透在GIS建設(shè)的各個方面，下圖可以反映出地圖投影與GIS的關(guān)系。

3、地圖投影在GIS中的作用

（1）GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球面上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。投影是一個GIS項目的首要任務(wù)。

（2）GIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標；而輸

出或顯示時，則要將地理坐標表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換轉(zhuǎn)換成指定投影的平面坐標。

（3）在GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本

地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。

4、統(tǒng)一地圖投影系統(tǒng)

（1）地球曲面轉(zhuǎn)換成平面是應(yīng)用了地圖投影的原理，在空間信息系統(tǒng)中投影系統(tǒng)配置要統(tǒng)一。

（2）空間信息系統(tǒng)中地圖投影配置的一般原則：①所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國家基本圖（基本比例尺地形圖、基本省區(qū)圖或國家大地圖集）投影系統(tǒng)一致。②系統(tǒng)一般只考慮至多

采用兩種投影系統(tǒng)，一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務(wù)于中小比例尺。③為保證不變形或變形少，選用投影以等角投影為宜。④所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)在投影帶中應(yīng)保持完整。

5、統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)的意義

為GIS選擇和設(shè)計一種或幾種適用的地圖投影系統(tǒng)和網(wǎng)格坐標系統(tǒng)，可以為各種地理信息的輸入、輸出及匹配

處理提供一個統(tǒng)一的定位框架，使各種來源的地理信息和數(shù)據(jù)能夠具有共同的地理基礎(chǔ)，并在這個基礎(chǔ)上反映出它們的地理位置和地理空間關(guān)系特征。

6、面向數(shù)字地球的投影問題 數(shù)字地

球是美國前副總統(tǒng)戈爾于1998年提出的，其基本概念是指可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的多分辨率和三維的地球表示，是虛擬地球，是現(xiàn)實地球的模型。

目前，有關(guān)這方面的研究已有一定的進展，典型的成果是球面格網(wǎng)模型的建立（球面四元三角網(wǎng)QTM）及其在全球參考系統(tǒng)中的應(yīng)用。

第四節(jié)

地球時間系統(tǒng)一、時間的本質(zhì)和含義

這種物質(zhì)運動變化的序列和持續(xù)的性質(zhì)，就是

時間的本 質(zhì)。

時間不能完全脫離于空間，而必須和空間結(jié)合在一起，空間目標的表征和現(xiàn)象是隨時間變化而變化的。

時間有時刻和時段兩重含義。

二、量時原則和時間計量系統(tǒng)

時間

是通過物質(zhì)的運動形式來計量表達的，但在選擇不同的物質(zhì)運動形式來表達或計量時間的過程中，必須遵從的三個原則是被時間計量所考察的物質(zhì)運動必須具有周期性、穩(wěn)定性和可測性。

在GIS中，人們經(jīng)常用到的是太陽時系統(tǒng)（以太陽在天穹上的位置來確定一日中的時間），包括平太陽時（簡稱平時）和視太陽時（簡稱視時）。

第三章

GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫

第一

節(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在GIS領(lǐng)域，目前普遍采用了兩種數(shù)據(jù)模型，即基于目標的和基于場的。

常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩種，即基于矢量的和基于柵格的。

一、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法

1、矢量數(shù)據(jù)

模型

（1）基于對象的矢量數(shù)據(jù)簡單模型

矢量數(shù)據(jù)模型是以點為基本單位描述地理實體的分布特征，每一個點用一對（x，y）坐標表示。

點狀實體由一個單獨的點表示；線狀實體由一系

列有序點串或集表示，點的記錄順序稱為線的“方向”；面狀實體由一系列首末同點的閉合環(huán)或有序點集表示；線狀和面狀實體在顯示時分別以直線段將組成它們的點連接成線段鏈和多邊形。

（2）矢量數(shù)據(jù)獲取方式和編碼方法

矢量數(shù)據(jù)模型只需選取和記錄反映地理實體分布形狀特征的點，但點的數(shù)量對地理實體表示有影響。它非常適合于表示線狀實體和面狀實體的范圍邊

界。

獲取方式：①由外業(yè)測量獲得。②由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得。

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）陳詩吉（編）

③由跟蹤數(shù)字化獲得。

編碼方法：①對于點實體和線實體，直接

記錄空間信息和屬性信息。②對于多邊形地物，用樹狀索引編碼法和拓撲結(jié)構(gòu)編碼法。③對于多邊形地物，用坐標序列法，即由多邊形邊界的“x、y坐標對”集合及說明信息組成。

2、矢量

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）簡單矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：空間數(shù)據(jù)按照基本的空間對象（點、線、面或多邊形）為單位進行單獨組織，并以地理實體為單位，將地理實體特征點的坐標存儲到一個數(shù)據(jù)文件中。

每個實體由其編號或識別碼標識，實體的屬性數(shù)據(jù)設(shè)為屬性碼，以表的形式存儲在另一個數(shù)據(jù)文件中，當(dāng)需要查詢、顯示或分析某一實體的屬性數(shù)據(jù)時，GIS以實體編號為關(guān)鍵字從屬性數(shù)據(jù)文

件中將它們讀取出來。

其特點是結(jié)構(gòu)簡單，存取便捷。

（2）拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：除了存儲地理實體的坐標數(shù)據(jù)以外，還以計算機可以識別的方式存儲反映地理實體拓撲特性。

在拓撲數(shù)據(jù)結(jié)

構(gòu)中，點狀實體僅以其編號和一對（x，y）坐標表示和存儲；線狀實體則表示為線段弧，又稱為弧段；面狀實體可看成是由一系列的弧段組成的多邊形。

（3）不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）數(shù)據(jù)結(jié)

構(gòu)：根據(jù)一系列不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點產(chǎn)生的，每個數(shù)據(jù)點由（x，y，z）表示。其中，x、y為點坐標，z為所表示的地理實體在該點的屬性值。

TIN將數(shù)據(jù)點以直線相連形成一個不規(guī)則三角網(wǎng)，網(wǎng)中所有三角形相互鄰接，互不相交，互不重疊。

將不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點連接成三角網(wǎng)的方法最常用的是狄諾里三角形。使用Delaunay三角構(gòu)網(wǎng)法形成的每一個三角形，它的外接圓不含

有除三個頂點以外的其他數(shù)據(jù)點，而這個外接圓的圓心正是與該三角形三個頂點相對應(yīng)的多邊形（也稱泰森多邊形，Thiessen或Voronoi）的公共頂點。泰森多邊形可用于GIS定性分析、統(tǒng)計

分析、鄰近分析等。

泰森多邊形的特性：①每個泰森多邊形內(nèi)僅含有一個離散點數(shù)據(jù)。②泰森多邊形內(nèi)的點到相應(yīng)離散點的距離最近。③位于泰森多邊形邊上的點到其兩邊的離散點的距離

相等。

建立泰森多邊形的步驟：①離散點自動構(gòu)建三角網(wǎng)，即構(gòu)建Delaunay三角網(wǎng)。②找出與每個離散點相鄰的所有三角形的編號，并記錄下來。對已構(gòu)建的三角網(wǎng)中找出具有一個相同頂

點的所有三角形即可。③對與每個離散點相鄰的三角形按順時針或逆時針方向排序，以便下一步連接生成泰森多邊形。④計算每個三角形的外接圓圓心，并記錄之。⑤根據(jù)每個離散點的相鄰

三角形，連接這些相鄰三角形的外接圓圓心，即得到泰森多邊形。對于三角網(wǎng)邊緣的泰森多邊形，可作垂直平分線與圖廓相交，與圖廓一起構(gòu)成泰森多邊形。

TIN是一種拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不僅

存儲每個數(shù)據(jù)點的（x，y，z）三維坐標值，而且存儲三角網(wǎng)的拓撲特性。每個三角形具有三個特性（即面積、梯度（或坡度）和方位），都可以作為TIN的屬性值存儲在一個數(shù)據(jù)文件中，或

在使用TIN時將它們計算出來。

TIN是根據(jù)不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點所構(gòu)建的，很適合表示連續(xù)型面狀實體，尤其對于復(fù)雜的、變化大的面狀實體，表達比較逼真，效果較好。

（4）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模

型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)是指一組相互連接的線狀地理實體。在GIS中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型本質(zhì)上是矢量數(shù)據(jù)模型，它把網(wǎng)絡(luò)看成是由結(jié)點和路徑組成，并以結(jié)點和路徑為單位描述網(wǎng)絡(luò)的幾何、拓撲和

專題特征。

二、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法以規(guī)則網(wǎng)格描述地理實體、記錄和表示地理數(shù)據(jù)。

1、柵格數(shù)據(jù)模型

柵格數(shù)據(jù)模型視地球表面為平面，將其分割為一定大小、形狀規(guī)則的格網(wǎng)，以網(wǎng)格為單位記錄地理實體的分布位置和屬性。

組成格網(wǎng)的網(wǎng)格通常使用正方形。使用這種柵格數(shù)據(jù)模型，點狀地理實體表示為單一的網(wǎng)格或表示為單個像元；線狀地理

實體表示為一串相連的網(wǎng)格或在一定方向上連接成串的相鄰像元的集合；面狀地理實體則由一組聚集在一起且相互連接的網(wǎng)格或由聚集在一起的相鄰像元的集合表示。每個地理實體的形狀特

征表現(xiàn)為由構(gòu)成它的網(wǎng)格組成的形狀特征。每個網(wǎng)格的位置由其所在的行列號表示。

柵格數(shù)據(jù)可以是一組數(shù)據(jù)矩陣，每個數(shù)據(jù)稱為網(wǎng)格值，代表相應(yīng)網(wǎng)格內(nèi)地理實體的屬性。

柵格數(shù)據(jù)不

明確地表示地理實體的拓撲特性，但有些特性可以通過計算獲得。

柵格數(shù)據(jù)的精度在很大程度上取決于網(wǎng)格的大小。網(wǎng)格越大，精度越低；反之，網(wǎng)格越小，精度越高。柵格數(shù)據(jù)的精度對

地理實體幾何形狀特征表示的詳細性和精確性影響很大。一般實體特征愈復(fù)雜，柵格尺寸越小，分辨率愈高。

柵格數(shù)據(jù)量愈大（按分辨率的平方指數(shù)增加），計算機成本就越高，處理速度

就越慢。不管網(wǎng)格有多小，每個網(wǎng)格內(nèi)有關(guān)地理實體屬性變化的細節(jié)會全部丟失，而且柵格數(shù)據(jù)總會在某種程度上會歪曲地理實體的細部特征。

當(dāng)一個網(wǎng)格包含兩種或兩種以上不同類型的

地理實體時，只能將它表示為其中一種類型。

通常使用的網(wǎng)格賦值規(guī)則包括：①中心點法：選取位于柵格中心的屬性值為該柵格的屬性值。②面積占優(yōu)法：選取占據(jù)柵格單元屬性值為面積

最大者賦值。常用于分類較細、地理類別圖斑較小的情景。③重要性法：定義屬性類型的重要級別，選取重要的屬性值為柵格屬性值，常用于有重要意義而面積較小的要素，特別適用于點、線地理要素的定義。④長度占優(yōu)法：定義每個柵格單元的值由該柵格中線段最長的實體的屬性來確定。

2、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組

織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。

（1）柵格矩陣：將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼（也稱直接?xùn)鸥窬幋a）。通常，這個文件具有一個

文件標頭部分，用以存放有關(guān)柵格數(shù)據(jù)模型基本要素方面的數(shù)據(jù)。

柵格矩陣要求存儲所有的網(wǎng)格值，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件的大小取決于網(wǎng)格的行數(shù)和列數(shù)（m×n）。網(wǎng)格的大小對柵格數(shù)據(jù)量

有很大的影響。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲的網(wǎng)格值，冗余度較大。

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）陳詩吉（編）

到第i個觀測點之間的距離，Ai、a、b和c為待定系數(shù)。

評價：①

薄板樣條函數(shù)的主要問題是在數(shù)據(jù)點或觀測點稀少的地區(qū)會產(chǎn)生很大的梯度變化，插值的結(jié)果常比實際情況偏ing）是一種用于空間插值的地有一定的連續(xù)性，但不能以一個單一的平滑變化的

總體趨勢：即現(xiàn)象成連續(xù)面狀分布為半方差圖的統(tǒng)計方的大小取決于觀測點之間的距離。

大。為了糾正這一問題，人們已提出了幾種改進的樣條函數(shù)，包括規(guī)則化樣條函數(shù)和張力薄板樣條

函數(shù)。②樣條函數(shù)比較適合于呈連續(xù)、平滑曲面狀分布的面狀實體。雖由樣條函數(shù)產(chǎn)生的等值線顯得非常平滑，在某些情況下，則可能會產(chǎn)生不切合實際的平滑效果。

4、克里（金）格法

（1）克里（金）格法（Krig學(xué)統(tǒng)計方法。

（2）克里格法使用區(qū)域化變量的概念，這種變量的值隨著地點而變化，具數(shù)學(xué)方程來模擬，許多地形表面、土壤質(zhì)量的區(qū)域變化等都具有這種特

性。

這類現(xiàn)象的空間變化既不是隨機的，也不是確定的，而是由三個部分組成：①的總體結(jié)構(gòu)。②空間自相關(guān)變化：即偏離總體變化趨勢的一些小的變化，這些變化雖然是隨機的，但在空

間上是相互關(guān)聯(lián)的。例如，在地形表面出現(xiàn)的一些小峰谷，它們的高程與周圍地點的高程是呈連續(xù)變化的，即相關(guān)的。③隨機誤差或隨機噪音：它們既與總體變化趨勢無關(guān)，又沒有空間上的

相互關(guān)系。例如地面上突然出現(xiàn)的巨大礫石。

（3）模擬和估算：克里格法對區(qū)域化變量的這三個成分分別采用不同的方法進行模擬和估算。

總體趨勢以模擬變量區(qū)域性變化的數(shù)學(xué)方程表

達和計算；空間自相關(guān)變化和隨機噪音通過使用稱法估算。

半方差是衡量觀測點或樣本點數(shù)據(jù)之間空間依賴性的一個統(tǒng)計量，它觀測點數(shù)據(jù)在距離為h的半方差r（h）定義為所有相距h距離 的觀測點數(shù)據(jù)的方差除以一半。

表達式：。式中，h為觀測點之間的距離，n為相距h距離的觀測點的個為觀測點xi的數(shù)據(jù)值，z（xi＋h）為

與觀測點xi相距h距離的數(shù)模型、高斯模型、插值結(jié)果的方差達到最小，并運用半方差圖估類，即普通克里格法和廣義克里是根據(jù)點狀實體的分布估算它們在一個區(qū)域內(nèi)各地的分布密度。

密

度估算則針對點狀實體。

上，計算位于每個網(wǎng)格的點數(shù)，根據(jù)每個點所代表的 點狀含的所有 觀測數(shù)，z（xi）另一觀測點的數(shù)據(jù)值。半方差應(yīng)隨著距離的增大而增大。利用此曲線可以估算

任何距離的半方差，利用這條擬合曲線可以模擬了區(qū)域變量的自相關(guān)變化。

半方差圖中的擬合曲線通常采用以下五種數(shù)學(xué)曲線模型之一：球形曲線模型、圓環(huán)曲線模型、指線性模型。

克

里格法使用半方差圖來估算插值過程中所需要的已知點權(quán)重值，以使算出插值結(jié)果的方差值。

根據(jù)對區(qū)域化變量分布特性的假設(shè)不同，克里格法可劃分為好幾類，GIS中常用的有兩格法。

5、密度估算

密度估算上述的四種空間插值方法用于估算連續(xù)性面狀實體在每一點的值，而這里的密度估算產(chǎn)生一個面，可以柵格數(shù)據(jù)或等值線的形式輸出。

（1）簡單密度估算：將一個

格網(wǎng)覆蓋在一個點狀實體分布圖實體的個數(shù)計算每個網(wǎng)格所包含的點狀實體的總數(shù)，將這個總數(shù)除以網(wǎng)格的面積即得一個網(wǎng)格的密度。

（2）采用核函數(shù)計算：假想將核的中心（底部圓心）移到待計算點上，以帶寬為搜索半徑，尋找核所包點，根據(jù)各觀測點到待計算點的距離由核函數(shù)估算它們對待計算點影響的權(quán)重，然后用公式估算待計算點的密度：

。式中，（x，y）為待計算測點個數(shù)，h為帶寬，（點的坐標，n為核函數(shù)帶寬范圍內(nèi)觀yi）為帶寬范圍內(nèi)第i個觀測點的坐標，mi為在第i個觀測點影響大于遠距離

點值的影響。

一定 的差用的數(shù)據(jù)模型。

i，觀測到的個體數(shù)目。

所有的空間差值技術(shù)都有一個基本的假設(shè)，即一個點的值受其附近已知點值的空間插值技術(shù)有很多種，不管使用哪一

種方法，通過插值獲取的數(shù)據(jù)都是估算的近似數(shù)據(jù)，它們與實際值會有距，任何根據(jù)內(nèi)插數(shù)據(jù)進行分析的結(jié)果都具有某種程度上的不確定性。因此，在使用內(nèi)插數(shù)據(jù)時必須認識到數(shù)據(jù)的局限

性。

總結(jié)：柵格數(shù)據(jù)模型和矢量數(shù)據(jù)模型是描述地理現(xiàn)象最常見、最通

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）陳詩吉（編）

第六章

GIS應(yīng)用模型

第一節(jié)

GIS應(yīng)用模型概述

一、GIS應(yīng)用

模型的問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu) 勢，類

象的不同分

概念

根據(jù)具體的應(yīng)用目標和使觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息世界中可操作的機理和過程。

二、GIS應(yīng)用模型的分1、根據(jù)所表達空間對

2、根據(jù)研究對象的瞬時狀態(tài)和發(fā)展過程分

格局）半靜態(tài)模型：用于評價應(yīng)用目標的變化影響。趨勢應(yīng)用模型與GIS空間分析

般問題的理論和方法；而G間分析模型

是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與專業(yè)領(lǐng)域的紐帶，必須數(shù)據(jù)的工具，而數(shù)據(jù)的區(qū)別于 管理模型的構(gòu)建

IS求解問題的基本流程。②確定模型就是建立地理信息建模系統(tǒng)（GIMS模型的構(gòu)建方法：①GIS

環(huán)境內(nèi)模型建造（嵌入式第二節(jié)

常用的應(yīng)用模型

從數(shù)理統(tǒng)計角度來看：描述性模型和規(guī)則性模型。、位置規(guī)劃。動→選擇影響因子→確定各影響因問題提出：（1）靜態(tài)模型：用于分析

地理現(xiàn)象及要素相互作用的。

（2（3）動態(tài)模型：用于預(yù)測研究目標的時空動態(tài)演變及。

三、GISGIS空間分析是基本的，是解決一IS應(yīng)用模型是復(fù)雜的，是為解決專門問題的理論和方法。

空以廣泛、深入的專業(yè)研究為基礎(chǔ)。

空間分析模型是綜合利用GIS中大量綜合分析和應(yīng)用主要又通過應(yīng)用模型來實現(xiàn)。

空間分析模型是分析型和輔助決策型GIS，這是型GIS的一個重要

特征，是解決空間分析和輔助決策問題的核心。

三、GIS應(yīng)用一般過程：①明確用G的類別、相關(guān)的變量、參數(shù)和算法，構(gòu)建模型邏輯結(jié)構(gòu)框圖。③確定GIS空間操作項目和空間分析方法。

④模型運行結(jié)果驗證、修改和輸出。

用GIS求解問題的過程），研究如何根據(jù)給定條件自動生成解決問題的整個操作過程。

GIS應(yīng)用）：利用GIS軟件的宏語言發(fā)展各自所需的空間分析模

型。②GIS外部的模型建造（松散耦合式）：基于應(yīng)用GIS 的空間數(shù)據(jù)庫和輸出功能，而模型分析功能則主要是利用其它應(yīng)用領(lǐng)域的軟件。③混合型的模型建造：上述兩者的結(jié)合。

從應(yīng)用角

度來考慮：適宜分析模型、考慮獨立狀態(tài)模型—分配模型、重力模型、改進擴散模型。

一、適宜分析模型

用途：土地利用步驟：確定具體的開發(fā)活子的權(quán)重及度量方法→獲取各因子取值→

按適宜性模型計算各單元適宜程度的分值→劃分適宜性等級。

選址應(yīng)用模型（以森林公園候選地址為例）：①森林公園候選地址。②所需數(shù)據(jù)：公路、鐵路分布圖（線狀地物），森林類型

分布圖（面狀），城鎮(zhèn)區(qū)劃圖（面狀）。③解決方案：構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫，信息提取并建模。④依據(jù)應(yīng)用模型出圖，供決策者參考。

道路拓寬規(guī)劃：①問題提出：道路拓寬改建過程中的拆

遷指性評價模型：建模的關(guān)鍵在于適宜性評價 過程如區(qū)域農(nóng)業(yè)背景的數(shù)標計算。②明確分析的目的和標準。③準備進行分析的數(shù)據(jù)：涉及兩類信息，一類是現(xiàn)狀道路圖；另一類是分析區(qū)域內(nèi)

建筑物分布圖及相關(guān)的信息。④GIS空間操作：選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)；將此緩沖區(qū)與建筑物層數(shù)據(jù)進行拓撲疊加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位

于緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物信息。⑤GIS統(tǒng)計分析：對全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去除，并對道路的拓寬邊界進行

局部調(diào)整；對所有需拆遷的建筑物進行拆遷指標計算。⑥將分析結(jié)果以地圖或表格的形式打印輸出。

建設(shè)用地適宜中指標的選取、標準化和權(quán)重的確定以及如何將GIS和決策過程結(jié)合。以

福州為例，根據(jù)各因子中不同影響因素對建設(shè)用地生態(tài)適宜性重要程度的不同，對其賦予不同的等級值。在GIS空間數(shù)據(jù)庫支持下，利用ArcView 3.3或ArcGIS 9.0的空間分析模塊，對評價因

子進行單因素和綜合生態(tài)適宜性疊加分析，并對其生態(tài)適宜性評價結(jié)果進行分級，即最適宜、比較適宜、勉強適宜、不適宜、很不適等，形成單因子和綜合指標的生態(tài)適宜性系列分級圖。

亞熱帶農(nóng)作物種植區(qū)劃：①收集數(shù)據(jù)：據(jù)、影響農(nóng)作物生長的生態(tài)因子（積溫、光照、土壤pH值、降水量、年均溫、空氣相對濕度等）。②構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫。③建立指標圖層，確定指標等級

（適宜、較適宜、一般適宜、不適宜）。④進行GIS疊加分析適宜性（如下圖）。⑤生成結(jié)果圖，為決策者提供參考意見。

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）陳詩吉（編）

二、地學(xué)模擬模型

用途：分析多種要素之間的關(guān)系，可模

擬或預(yù)測某種地理過程或現(xiàn)象。

以土壤侵蝕評價為例：①確定土壤侵蝕或水土流失的數(shù)值分析模型，即選擇影響土壤流失的主要環(huán)境數(shù)據(jù)，然后建立主要因子圖層，再利用地圖代數(shù)運算，構(gòu)建土壤侵蝕地圖模型A＝R×K×L×S×C×P。②繪制土壤侵蝕或水土流失數(shù)據(jù)處理流程圖，如下圖所示。其中，R為雨量—徑流侵蝕因子；K為土壤侵蝕因子；L為坡長因子；S為坡度因子；C

為作物管理因子；P為侵蝕控制措施因子。③輸出土壤侵蝕圖。

三、發(fā)展預(yù)測模型

用途：運用已有的存儲數(shù)據(jù)和系統(tǒng)提供的手段，對事物進行科學(xué)的數(shù)量分析，探索某一事物在今后的可

能發(fā)展趨勢，并作出評價和估計，以調(diào)節(jié)、控制計劃或行動，如人口預(yù)測，資源預(yù)測、糧食產(chǎn)量預(yù)測以及社會發(fā)展預(yù)測等。

預(yù)測方法：通常分為定性、定量、定時和概率預(yù)測。這種數(shù)量預(yù)

測常用的數(shù)學(xué)方法有移動平均數(shù)法、指數(shù)平滑法、趨勢分析法、時間序列分析法、回歸分析法以及灰色系統(tǒng)理論等模型的應(yīng)用。用GIS模型可以解決區(qū)域時空歷史變化的布局問題。

福建人口

規(guī)模、GDP、經(jīng)濟與人口關(guān)系以及空間聚類相關(guān)分析系列圖：①利用回歸分析方法，選用3個因子（GDP，第二、第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，各行政區(qū)的土地面積），并 設(shè)Y＝總?cè)丝冢琗1＝GDP，X2

＝第二、第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，X3＝各行政區(qū)的土地面積。建立人口與社會經(jīng)濟發(fā)展相關(guān)模型。②再選用三個因子（人均GDP、人口密度、城市化水平），并設(shè)：Y＝人均GDP，X1＝人口密度，X2＝城市化水平，指標采用以10為底的對數(shù)進行無量綱處理后，建立相關(guān)模型則為Y＝－0.937＋1.838X1＋0.812X2。經(jīng)檢驗復(fù)相關(guān)系數(shù)達到0.966，說明該方程的回歸效果顯著。

四、交通

規(guī)劃模型

用途：確定交通目標與設(shè)計達到交通目標的策略和行動的過程，其目的是設(shè)計一個交通系統(tǒng)，以便為將來的各種用地模式服務(wù)。

特點：①要進行快速檢索。②跳躍性的數(shù)據(jù)處理

。③構(gòu)建深入應(yīng)用的輔助決策模型。④注意與相關(guān)軟件的綜合集成。

需解決的GIS問題主要有：空間布局問題、網(wǎng)絡(luò)計算問題、動態(tài)設(shè)置問題、區(qū)域分析問題、時空歷史變化的對照問題。

交通規(guī)劃模型：①交通發(fā)生量預(yù)測模型：該模型采用因果分析法，綜合考慮影響交通量發(fā)生的各因素，用回歸分析法建造多因素相關(guān)回歸方程。②出行分布預(yù)測模型：包括出行方向、出行數(shù)

量以及出行工具的空間分配，主要考慮以居民區(qū)為出發(fā)點的出行分布情況。③交通量最優(yōu)分配規(guī)劃：交通量在交通網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)分配。對于客流，往往采用最短路徑算法；對于貨流，一般采

用線性規(guī)劃中的運輸模型。

構(gòu)建城市紅綠燈智能化模擬系統(tǒng)：紅綠燈調(diào)度系統(tǒng)有三種模式，即固定控制、實時選擇控制、實時生成控制。這里討論在單交叉口模擬“實時生成控制“交通量

模型的實現(xiàn)。假設(shè)條件：通往交叉路口的車輛是隨機的，不考慮混車流的情況；交叉口處不發(fā)生交通事故；所有車輛服從紅綠燈調(diào)度控制；車輛在通過交叉路口的速度是相同的，綠燈時間內(nèi) 的車輛必須順利通過交路口。應(yīng)用模型：第i相位的有效綠燈時間Ti＝T0＋△，目標函數(shù)，其模糊控制流程如圖。

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）陳詩吉（編）

第七章

GIS可視化及其產(chǎn)品輸出

第一節(jié)

地理信息可視化理論

一、可視化定義

可視化是將符號或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)。它的過程是一種轉(zhuǎn)換，它的目的是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質(zhì)地把握住地理空間信息 的基本特征，便于最迅速、形象地傳遞和接收它們。

空間信息的可視化是一門基于科學(xué)計算可視化、地圖學(xué)、GIS和人類認知科學(xué)等，為識別、解釋、表現(xiàn)和傳輸目的而直觀表示空間環(huán)境信

息的工具、技術(shù)和方法的學(xué)科。

空間信息可視化的特征主要體現(xiàn)在交互性、信息載體的多維性、信息表達的動態(tài)性、媒體信息的集成性。

二、地理信息可視化理論

數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)以及ViSC概念的提出，推動了地圖認知、信息傳輸理論的發(fā)展，也促使我們對地理你信息可視化理論進行重新認識。多維與動態(tài)可視化技術(shù)是地學(xué)可視化最

新的發(fā)展趨勢。目前代表的觀點主要有：①Taylor的現(xiàn)代地圖學(xué)認知論（可視化三角形）、②MacEachren的空間表達論（可視化立方體）、③DiBiase的科學(xué)探索工具論、④Kraak的探索論、⑤龔建華等人的認知與交流融合論。

第二節(jié)

地理信息可視化技術(shù)

一、地理信息可視化的概念和形式

地理信息可視化是指將地圖學(xué)與計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、虛擬顯示技術(shù)和圖像

處理技術(shù)相結(jié)合，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號、圖形、圖像，并結(jié)合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示，并進行交互處理的理論、方法

和技術(shù)。

地理信息可視化的形式主要有地圖、多媒體地學(xué)信息、三維仿真地圖、虛擬現(xiàn)實等。它們都可以是GIS的界面。

地理信息可視化技術(shù)方法：①幾何圖形法：通過把三維圖形透視變

換映射成二維圖形，用折線、曲線、網(wǎng)格線等幾何圖形表示數(shù)值的大小。②色彩、灰度表示法：用色彩、灰度來描述不同區(qū)域的數(shù)值。③多媒體表示法：用圖像、聲音、動畫等多媒體聯(lián)合表

示地學(xué)研究中的特殊現(xiàn)象。④虛擬現(xiàn)實可視化：指由計算機和其它設(shè)備組成的高級人機交互系統(tǒng)，以視覺為主，也結(jié)合聽、觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進入真實的地理空間環(huán)

境之中并與之交互作用。

二、地理信息可視化過程

空間信息與可視化的關(guān)系是密切的。首先，從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息。其次，通過預(yù)處理后，從符號庫讀取符號

信息，從字符庫讀取漢字及字符信息，從色彩庫讀取色彩信息，即符號化步驟。

第三，面向不同的應(yīng)用領(lǐng)域輸出各種形式的可視化圖形（包括地圖）。

三、電子地圖

電子地圖是以地圖數(shù)

據(jù)庫為基礎(chǔ)，以數(shù)字形式存儲于計 算機外存儲器上，并能在屏幕上實時顯示的可視地圖（有時也稱為“屏幕地圖”）。

電子地圖與紙質(zhì)地圖相比，最顯著的特征是數(shù)據(jù)的存貯與數(shù)據(jù)的顯示

相分離，由此產(chǎn)生電子地圖的一系列新特點：動態(tài)性、交互探究性、超媒體結(jié)構(gòu)。電子地圖設(shè)計仍要遵循傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的設(shè)計原則，但隨著電子地圖設(shè)計環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境的改變，又具備了如

下一些新的特點：地圖符號視覺變量的擴展；多任務(wù)單圖幅由單任務(wù)多圖幅取代；制圖與讀圖過程的融合。

第三節(jié)

動態(tài)現(xiàn)象可視化

一、動態(tài)地圖概念

動態(tài)地圖是對實體世界運動變化

現(xiàn)象的動態(tài)可視化表達，隨著時間的延展，實體位置移動、形狀改變、屬性變化，這一過程通過地圖表達出來便是動態(tài)地圖。

面向動態(tài)變化現(xiàn)象可視化表達的動態(tài)電子地圖是一種新型的可

視化，它強調(diào)動態(tài)、在線、多維特征，對正在發(fā)生的變化或已經(jīng)發(fā)生的變化通過動畫、動態(tài)符號、模擬飛行等形式可視化顯示，以期揭示現(xiàn)象的時空演變規(guī)律、分析現(xiàn)象的時態(tài)特征。

二、動

態(tài)地圖符號

為了表達動態(tài)特征，需要對地圖符號的參量進行擴展，引入動態(tài)特征描述。定義四個動態(tài)參量：發(fā)生時長、變化速率、變化次序、節(jié)奏。

三、動態(tài)電子地圖分類

根據(jù)變化的主

體，動態(tài)地圖可視化的內(nèi)容可分為專題性質(zhì)變化（如排放污水環(huán)境質(zhì)量超標、航標燈熄滅）、空間位置移動變化（如運鈔車行進、洪水淹沒面擴展、森林大火蔓延、熱帶氣旋移動）。

根據(jù)

運行平臺，電子地圖系統(tǒng)可分為多目標遠程監(jiān)控、當(dāng)前目標實時監(jiān)控。

根據(jù)動態(tài)電子地圖的時態(tài)特性可分為對正在發(fā)生變化的實時監(jiān)控、對已經(jīng)發(fā)生變化的過程再現(xiàn)、對將要發(fā)生變化的模

擬推演。

根據(jù)用戶感知的變化內(nèi)容的真實性，動態(tài)電子地圖可分為實際變化的感知、靜態(tài)現(xiàn)象的模擬感知。

第四節(jié)

GIS輸出

GIS不僅是一個可操作的信息處理系統(tǒng)，同時可以輸出 多種

形式的信息產(chǎn)品。

GIS輸出主要有傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖（集）、以數(shù)字形式存貯的電子地圖（集）以及統(tǒng)計表、文本、圖表、數(shù)字模型等非地圖形式的信息產(chǎn)品。

第八章

GIS設(shè)計方法及應(yīng)用

第一節(jié)

GIS的設(shè)計開發(fā)簡介

一、工具型GIS和應(yīng)用型GIS GIS開發(fā)一般具有兩個方面的含義：①從底層開發(fā)一個通用的工具型GIS。②借助通用的GIS開發(fā)平臺（多為商業(yè)化GIS）進行二次

開發(fā)，完成專用GIS的開發(fā)任務(wù)；或從底 22

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點）

陳詩吉（編）23 層根據(jù)應(yīng)用目的開發(fā)一個專用的GIS。

應(yīng)用型GIS的特點：①

區(qū)域性：一般都針對特定的地理區(qū)域，或者說與特定的地理區(qū)域相聯(lián)系。②目的性：一般都具有更為明確的應(yīng)用目的和使用對象。

核心應(yīng)用模型：應(yīng)用型GIS，特別是專業(yè)性的GIS，一般以

一個或到幾個核心應(yīng)用分析模型作為系統(tǒng)的核心應(yīng)用模型。這些應(yīng)用模型，有的是GIS常規(guī)的應(yīng)用分析方法或模型，但更多的是以這些常規(guī)的應(yīng)用分析方法或模型為基礎(chǔ)，結(jié)合本專業(yè)的新理論

和新技術(shù)而建立的專業(yè)應(yīng)用由于模型。

專業(yè)用戶界面：應(yīng)用型GIS一般都結(jié)合專業(yè)的應(yīng)用問題并針對特定的用戶群體建立完全專業(yè)化和用戶化的系統(tǒng)界面。

二、三種開發(fā)方法簡介

從軟件

編程角度來看，目前GIS平臺開發(fā)方法主要有三種。

1、宏語言開發(fā)

借助于GIS工具軟件所提供的開發(fā)語言，進行系統(tǒng)建設(shè)與開發(fā)，并利用這些宏語言，以原GIS工具軟件為平臺開發(fā)出針對

不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。

這種方法對開發(fā)者來說自主性比較差，對用戶的多方需求也難以實現(xiàn)。

2、獨立開發(fā)

在VB、C或C＋＋等環(huán)境下編程實現(xiàn)的“獨立開發(fā)”，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果的輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨立設(shè)計，在一定操作系統(tǒng)平臺上編程和調(diào)試，以便實現(xiàn)目標。

此方法對開發(fā)者來說雖自主性很強，但需要開發(fā)者有較高的計

算機編程技術(shù)，而且耗時多。

3、集成開發(fā)

通過通用軟件開發(fā)工具或是可視化開發(fā)工具（如Delphi、Visual C＋＋、Visual Basic、Power Builder等）作為平臺，進行二次集成開發(fā)。

第二節(jié)

GIS開發(fā)的系統(tǒng)工程方法

一、GIS工程的概念

運用系統(tǒng)工程的原理、方法研究地理信息系統(tǒng)建設(shè)開發(fā)的方法、工具和管理的一門工程技術(shù)，稱為“GIS工程”。

GIS工程的目標在

于研究一套科學(xué)的工程方法，并與此相適應(yīng)，發(fā)展一套可行的工具系統(tǒng)，解決GIS建設(shè)中的最優(yōu)問題。

二、GIS工程開發(fā)階段劃分及任務(wù)制定

GIS工程的建設(shè)從計劃立項到產(chǎn)品運行涉及到多

個環(huán)節(jié)，參照其他系統(tǒng)的研制過程，用工程化的方式有效地管理GIS建設(shè)的全過程，可分為六個階段，即可行性研究、用戶需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、系統(tǒng)詳細設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)、運行與維護。

這六個階段可看作是GIS工程建設(shè)的生命周期。

三、GIS工程開發(fā)中的組織管理

1、組織機構(gòu)

組織機構(gòu)可分為三個層次：高層是領(lǐng)導(dǎo)小組，中層是總體技術(shù)組，底層是各種工作組。

2、開

發(fā)進程管理

（1）開發(fā)人員的配置：開發(fā)人員可分為三類，即高級技術(shù)人員、一般技術(shù)人員、管理人員。工程建設(shè)的不同階段對各類人員的數(shù)量要求是不一樣的。一般地說，在系統(tǒng)實施階段

人員需求量大于系統(tǒng)規(guī)劃階段，這也是大多數(shù)城市在建設(shè)GIS時多采取技術(shù)承包的原因。

（2）開發(fā)階段的縱向協(xié)調(diào)：GIS工程建設(shè)的生命周期是有序的，前后階段具有銜接性、依賴性，各階

段的工作要不時地反饋協(xié)調(diào)。

（3）各子系統(tǒng)開發(fā)的橫向協(xié)調(diào)：在實際建設(shè)實施中要作管理上的協(xié)調(diào)，對共享數(shù)據(jù)格式、傳遞數(shù)據(jù)形式、功能調(diào)用需要各開發(fā)組不時集中討論協(xié)商。

（4）

取得用戶的密切配合：最好能吸收專業(yè)用戶中熟悉業(yè)務(wù)的專職人員直接參與系統(tǒng)開發(fā)，尤其是在系統(tǒng)建設(shè)前期階段。

3、文檔管理

文檔建設(shè)要與開發(fā)階段相配套，作為階段性成果，一個階 段結(jié)束時相應(yīng)的文檔也應(yīng)提交出來，并作為下一階段的指導(dǎo)性依據(jù)。

第三篇：地理信息系統(tǒng)與城市管理教案

地理信息系統(tǒng)與城市管理教案

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第二單元城市與地理環(huán)境

課題：地理信息系統(tǒng)與城市管理（教案）

一、教材分析

在地理信息時代，教育的目的不應(yīng)僅僅是教會學(xué)生知識，而要以學(xué)生的發(fā)展為本，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在和外在潛能，使其身心得到全面發(fā)展。

二、教學(xué)目標：、了解GIS的基本構(gòu)成。

2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。

3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息。

三、教學(xué)重點難點：

、GIS基本原理

2、了解GIS在城市管理中的應(yīng)用

四、學(xué)情分析

高一的學(xué)生屬于平行分班，沒有實驗班，學(xué)生對地理信息系統(tǒng)了解甚少，有的老師對這部分知識理解也不到位，所以課下應(yīng)多搜集一下相關(guān)知識，講解時應(yīng)多提供一些相關(guān)的圖片。

五、教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)、合作探究學(xué)習(xí)、講解法

六、課前準備

．學(xué)生的學(xué)習(xí)準備：預(yù)習(xí)課本知識，完成學(xué)案。

2．教師的教學(xué)準備：多媒體制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案，地理信息系統(tǒng)的相關(guān)圖片。

3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，準備探究學(xué)習(xí)。

七、課時安排：1課時

八、教學(xué)過程

預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標。

探索活動：問題：GIS是如何做到預(yù)防犯罪的？（學(xué)生答）其操作過程是什么？

（犯罪地點）數(shù)據(jù)采集——數(shù)據(jù)處理、分析（空間分析）——分析犯罪頻率與犯罪模式（哪些地方易發(fā)生哪些案件）——據(jù)分析信息，分配警力

問題：GIS具有哪些功能？空間分析（犯罪的空間分布），模式分析（犯罪案件與其它因素的相關(guān)性），趨勢分析（分析哪些地方可能發(fā)生案件），決策應(yīng)用（分配警力）

（三）合作探究、精講點撥。

一、GIS、概念：依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應(yīng)用的系統(tǒng)。

2、功能：

制作電子地圖

數(shù)據(jù)采集

空間查詢

數(shù)據(jù)分析

空間分析

決策應(yīng)用

模擬空間規(guī)律和發(fā)展趨勢

3、工作流程：

4、構(gòu)成：硬件軟件數(shù)據(jù)人員（其中軟件是核心）

GIS與其它系統(tǒng)的區(qū)別

GIS有別于DBmS。GIS具有以某種方式對空間數(shù)據(jù)進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這是GIS能對空間數(shù)據(jù)進行分析的DBmS,GIS必須包含DBmS。

GIS有別于mIS。GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用。mIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理。

GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫。地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析和提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。

GIS有別于cAD系統(tǒng)。二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但cAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。

GIS：突出空間數(shù)據(jù)，反映的信息為地理信息。

二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題）

、與分布、位置有關(guān)的基本問題

顯示了GIS對信息空間表達的功能，它實際是回答了以下兩個問題：

（1）對象（地物）在哪里？

（2）哪些地方符合特定的條件？

2、趨勢分析：

傳統(tǒng)地圖：某個時間的空間特征與屬性特征。

GIS：可以表示空間特征與屬性特征隨時間變化的過程

因此：可以分析該地物的發(fā)展趨勢，即回答：從何時起發(fā)生了哪些變化？

3、模式問題：[:高考資源網(wǎng)]

對象的分布存在何種空間模式？即揭示各種地物之間的空間關(guān)系。

GIS由許多圖層組成，每圖層都表示不同的地理因素，它們之間的空間關(guān)系的融合表示了各因素之間的相互關(guān)系。

例：三層數(shù)據(jù)：交通、人口密度、商業(yè)網(wǎng)點分布。

通過圖層的融合可以看出三者之間的關(guān)系，其用途：決策商業(yè)網(wǎng)點的布局。

4、模擬問題：利用數(shù)據(jù)及已掌握的規(guī)律建立模型，就可以模擬某個地方如具備某種條件時將出現(xiàn)的結(jié)果。

即回答：如果……將如何？

高程與被淹沒地區(qū)的關(guān)系

溫室效應(yīng)與海平面上漲的關(guān)系。

三、城市管理中的應(yīng)用及功能的應(yīng)用：

電子地圖

空間查詢

空間分析

空間模擬

趨勢分析

決策應(yīng)用、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢

2、規(guī)劃：決策應(yīng)用

3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用

4、抗震防災(zāi)：分析模擬

5、環(huán)境管理：分析、決策

案例：GIS在抗擊非典型肺炎中的應(yīng)用

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。

、下列說法不正確的是否

（）

A、GIS技術(shù)是地圖的延伸

B、RS技術(shù)是地圖的延伸

c、GPS技術(shù)可為用戶提供精確的三維坐標

D、GIS技術(shù)可分析、處理GPS技術(shù)及GPS技術(shù)提供的圖像和數(shù)據(jù)

2、讀以下文字資料，回答問題。

地理信息系統(tǒng)（GIS）與一般信息系統(tǒng)的主要差別是，GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。如目前我國已應(yīng)用GIS對各地區(qū)得時段“非典型肺炎”臨床診斷病例、疑似病例等指標分類匯總，在地圖上進行“地點”、“狀況”的位置標定，每日發(fā)布各地疫情通報，供有關(guān)部門查詢分析，制定相應(yīng)的防治策略。

省區(qū)

累計病例

北京

2456

天津

河北

227

山西

447

河南

陜西

重慶

湖南

⑴根據(jù)我國部分省區(qū)“非典型肺炎”累計臨床診斷病例通報表中的數(shù)據(jù)（截止XX年5月22日10時）在我國部分省區(qū)圖的圖例空框中，設(shè)計區(qū)分各病例數(shù)值段的圖例符號，并在圖上山西、湖南兩省范圍內(nèi)畫出相應(yīng)的圖例符號。

⑵下列課題中，主要是應(yīng)用GIS進行研究的有（）（多項選擇）

A、近50年來，世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化趨勢分析

B、近10年來，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設(shè)相關(guān)性分析

c、浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化特征分析

D、上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)線內(nèi)主要道路交叉點交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點分布的方案設(shè)計

⑶試設(shè)計一項應(yīng)用GIS的課題研究項目：。

答案：

1、B

2、⑴略⑵BcD⑶設(shè)計項目：如“江漢平原某年水稻長勢的監(jiān)測分析”、“中等城市垃圾填埋場選址模式及與交通、環(huán)境關(guān)系的分析”、“油輪在某海域發(fā)生大量漏油事故時，預(yù)測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。

今天這節(jié)課，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了地理信息系統(tǒng)與城市管理，在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分我們農(nóng)村孩子比較熟悉的內(nèi)容，對這節(jié)課有一個感性認識。并完成本節(jié)的課后練習(xí)。

設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。

九、板書設(shè)計

一、GIS、概念：

2、功能：

3、工作流程：

4、構(gòu)成：

二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題）

、與分布、位置有關(guān)的基本問題

2、趨勢分析：

3、模式問題：

4、模擬問題：

三、城市管理中的應(yīng)用：功能的應(yīng)用：

、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢

2、規(guī)劃：決策應(yīng)用

3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用

4、抗震防災(zāi)：分析模擬

5、環(huán)境管理：分析、決策

十、教學(xué)反思

本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等，最后進行當(dāng)堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。

在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!

十一、學(xué)案設(shè)計

第二單元城市與地理環(huán)境

單元活動

地理信息系統(tǒng)與城市管理（學(xué)案）

課前預(yù)習(xí)學(xué)案

一、預(yù)習(xí)目標、了解GIS的基本構(gòu)成

2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用

3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

（一）、地理信息系統(tǒng)

、概念：簡稱

，是指一種以

和

地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。

2、組成：

、、、、。

3、工作過程：主要包括地理數(shù)據(jù)的、，地理數(shù)據(jù)的 和，以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。

建立GIS的首要工作是建立

。對于圖形數(shù)據(jù)的輸入常用的方法是

后進行數(shù)字化處理。

（二）、地理信息系統(tǒng)與城市管理

、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

目前GIS廣泛應(yīng)用于

等人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。

2、GIS在城市建設(shè)與管理中的典型應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)

用

城市規(guī)劃與管理

城市規(guī)劃的、等，也可進行城市管理和輔助決策。

基礎(chǔ)設(shè)施管理

、、。

土地利用與管理

可有效地完成對

的監(jiān)控和管理。

生態(tài)環(huán)境管理

可實現(xiàn)城市

、、的決策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。

三、提出疑惑

同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

疑

惑

點

疑

惑

內(nèi)

容

課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標：、通過圖像、視頻及文字資料，感知地理信息系統(tǒng)的基本流程和構(gòu)成。

2、通過創(chuàng)設(shè)的模擬情景，了解地理信息系統(tǒng)的四大功能。

3、通過親身體驗街頭“數(shù)字北京”的設(shè)施，了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。

4、通過上述活動，掌握瀏覽、操作地理信息系統(tǒng)的技能。

學(xué)習(xí)重點、難點

學(xué)習(xí)重點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。

學(xué)習(xí)難點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。

二、學(xué)習(xí)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計意圖

導(dǎo)入

GIS在抗擊非典型肺炎中的應(yīng)用

觀察圖片、思考問題

激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入新課

講授新課

案例分析，引導(dǎo)學(xué)生體會地理信息系統(tǒng)的含義及構(gòu)成 通過觀察圖象、分析、說出地理系統(tǒng)的含義

了解地理信息系統(tǒng)的含義

分組：城市交通組、餐飲組、奧運場館組、市區(qū)購房組

探究、匯報：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用

從學(xué)生的生活實際出發(fā)，體驗地理信息系統(tǒng)在身邊的應(yīng)用

總結(jié)、拓展

思考、遷移

回歸課標

反饋

略

略

略

三、反思總結(jié)

四、當(dāng)堂檢測

GIS就是地理信息系統(tǒng)，具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫和空間分析等功能。GIS可以像傳統(tǒng)地圖一樣，解決“地點”“狀況”等有關(guān)查詢，具有圖形化、可視化等優(yōu)點，并可以及時更新信息，與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，所表達的內(nèi)容更加豐富、靈活。但GIS還能進行趨勢分析、復(fù)雜的模式分析，還可以用“虛擬模式”進行預(yù)測性分析。據(jù)此分析回答1-3題。

、與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，并不是GIS明顯優(yōu)勢的是（）

A、能及時更新信息

B、表達內(nèi)容更加豐富、靈活

c、攜帶更加方便

D、能進行復(fù)雜的模式分析

2、對地理信息系統(tǒng)特點的敘述，錯誤的是（）

A、地理信息系統(tǒng)可以為地理決策提供信息

B、地理信息系統(tǒng)是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)

c、城市管理是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)最早、最有成效的領(lǐng)域之一

D、其主要功能是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用等

3、如果將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi)，可以（）

A、預(yù)測、判斷引起火災(zāi)的原因

B、預(yù)測森林火災(zāi)的所在地點

c、預(yù)測森林火災(zāi)所造成的后果

D、及時查明火災(zāi)地點、范圍，分析火勢蔓延方向，制定滅火方案

如圖2－4－1所示，GIS中不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上。疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。據(jù)此回答4-5題。

4、城市交通圖層和城市人口分布圖層的疊加，可以（）

A、為商業(yè)網(wǎng)點選址

B、分析建筑設(shè)計的合理性

c、計算城市水域面積

D、估計工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值

5、對1985年與XX年城市土地利用圖層進行分析，能夠（）

A、計算交通流量的變化

B、預(yù)測洪澇災(zāi)害的發(fā)生

c、了解城市地域結(jié)構(gòu)變化

D、預(yù)測城市降水變化趨勢

課后練習(xí)與提高

一、選擇題

、GIS的全稱是

A、地理信息系統(tǒng)

B、文字處理系統(tǒng)

c、全球定位系統(tǒng)

D、地球衛(wèi)星系統(tǒng)

2、下列屬于地理信息系統(tǒng)的硬件的是

①計算機

②程序

③掃描儀

④工人

A、①②

B、③④

c、①③

D、②④

3、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括哪5個部分

A、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型

B、電腦、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型

c、計算機、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖機

D、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、文字、應(yīng)用模型

4、地理信息系統(tǒng)

A、主要是記錄地理事物的計算機系統(tǒng)

B、具有空間分析的能力，沒有動態(tài)預(yù)測能力

c、是地圖繪制系統(tǒng)

D、是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)

5、比傳統(tǒng)地圖高明的是，地理信息系統(tǒng)能通過了解某地物隨時間變化的過程，分析該地物的 A、發(fā)展趨勢

B、地理位置的變化

c、歷史意義

D、區(qū)位特征

6、尋求兩點之間最短、最快或景點最多的路徑等可借助于

A、地理信息系統(tǒng)

B、遙感技術(shù)

c、全球定位系統(tǒng)

D、地球衛(wèi)星系統(tǒng)

二、綜合題

7、地理信息系統(tǒng)是什么樣的系統(tǒng)？有哪幾部分構(gòu)成？

8、地理信息系統(tǒng)在城市管理中有哪些應(yīng)用？

9、下圖1為一幅我國山東某區(qū)域的地理信息空間數(shù)據(jù)圖，每個小方格表示實際長寬各10米，圖中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下圖數(shù)2據(jù)表示相應(yīng)區(qū)域內(nèi)各方格的平均海拔高度，回答下列問題。

該河流的流向是。

該處的森林覆蓋率為。

耕地面積為

米2，其海拔高度為

米。

從地形看，此住房面臨的主要問題是容易遭受

災(zāi)害。

為配合區(qū)域荒山綠化，該地區(qū)準備栽培一批水果。請列舉比較適合的水果品種

第四篇：地理信息系統(tǒng)總結(jié)

第一章緒論

地理數(shù)據(jù)：是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。

地理信息：是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對地理數(shù)據(jù)的解釋。（地理信息的性質(zhì)有：1：空間分布性:2：數(shù)據(jù)量大:3：信息載體的多樣性）。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的。GIS的定義：是在計算機軟硬件的支持下，對地表、地下、大氣層的空間數(shù)據(jù)進行采集存儲管理分析和顯示的技術(shù)系統(tǒng)。

GIS的組成：一個完整的GIS主要由四個部分構(gòu)成，1：計算機硬件系統(tǒng) 2：計算機軟件系統(tǒng)3：地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）4：系統(tǒng)管理操作人員，處于核心的是空間數(shù)據(jù)。GIS的功能：1：數(shù)據(jù)的采集與輸入2：數(shù)據(jù)的處理與更新3：空間查詢與分析5：產(chǎn)品制作與輸出6：二次開發(fā)與編程。

GIS與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系：GIS相關(guān)的學(xué)科有很多，地理學(xué)、遙感、攝影測量、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、測繪科學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)等共同支持了GIS的不同功能的實現(xiàn)。但是關(guān)聯(lián)最緊密的是地理學(xué)、測繪科學(xué)，計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)。其一：地理學(xué)之中的空間分析方法是GIS空間分析的核心，為GIS提供各種空間建模和空間分析方法。其二：測繪學(xué)和其分支為GIS提供快速、實時、高效、廉價的空間信息，其地理投影理論，誤差理論，專題圖制作等理論被GIS直接采用。其三：計算機的發(fā)展直接推動了GIS的進步，其數(shù)據(jù)控技術(shù)和計算機圖形學(xué)理論為GIS的數(shù)據(jù)存儲和顯示提供了理論基礎(chǔ)。其四：數(shù)學(xué)的幾何學(xué)、拓撲學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、圖論等是GIS空間建模與空間分析的基礎(chǔ)。

3S集成技術(shù)：3S即 GIS、RS、GPS，三者取長補短，集成是必然的發(fā)展趨勢。三者之間相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的構(gòu)架，即GPS和RS向GIS提供貨更新區(qū)域信息以及空間定位信息，GIS進行空間分析從大量的空間信息志中提取大量的有用信息并進行綜合集成，是指成為科學(xué)決策的依據(jù)。

數(shù)字地球：即一種可嵌入海量數(shù)據(jù)的、多分辨率、三維顯示的地圖。

網(wǎng)格GIS：是利用現(xiàn)有的網(wǎng)格技術(shù)，空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范形成一個虛擬的空間信息處理與管理環(huán)境，將空間地理分布的，異構(gòu)的系統(tǒng)進行集成為用戶提供一體化的空間信息應(yīng)用服務(wù)的智能化信息平臺。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)：由計算機硬件、軟件以及各種傳感器所構(gòu)成的三維信息人工環(huán)境，即虛擬現(xiàn)實。

移動GIS：是建立在移動計算環(huán)境、有限處理能力的移動終端下，提供移動之中的、分布式的移動地理信息服務(wù)的GIS，是一個集成GIS、GPS、移動通信三大技術(shù)于一體的技術(shù)系統(tǒng)。

第二章地理空間坐標基礎(chǔ)

地圖投影：就是按照一定的數(shù)學(xué)法則將地球橢球上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，建立地面點位的地理坐標與地圖上相對應(yīng)的平面直角坐標之間的一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，并研究其變形問題。

第五篇：半纖維素簡介及知識點總結(jié)[推薦]

第三節(jié)

半纖維素

一、半纖維素的分離與測定

半纖維素存在于各種植物原料中，在牛纖維素基礎(chǔ)理論研究或應(yīng)用機理研究巾，往往需要把半纖維素從原料中分離出來，分離要徹底，并且要盡量減少半纖維素的裂解。但由于中纖維素與木素之間有化學(xué)鍵聯(lián)接，此復(fù)合體簡稱L.C．C，與纖維素雖沒化學(xué)鍵聯(lián)接，但結(jié)合緊密，性質(zhì)近似，所以半纖維素的分離是比較復(fù)雜的。

1．半纖維素的分離

纖維原料中除了三大組成外，還有其它少量組分存在，在半纖維素的分離(抽提)前必須先把這些少量組分除去。通常是采用苯一乙醇或丙酮抽提除去。經(jīng)過抽提后的試料，稱為無抽提物試料。分離提取半纖維素有兩種方法，一是直接抽提法，二是制成綜纖維素后再提取。直接抽提法適用于闊葉木和草類原料，不適用于針葉木，因為針葉木管胞次生壁的木質(zhì)化程度高，使堿不易進入，因而分離出來的半纖維素很少，無實用價值。直接法所得的半纖維素量少，且雜質(zhì)也多，給提純工作增加困難。因此，大多數(shù)是制備綜纖維素，再從綜纖維素中抽提半纖維素，這種做法比較普遍。

2．半纖維素的測定

對半纖維素的測定研究，自60年代以來，所用方法日趨完善?，F(xiàn)在除用部分水解法、高碘酸鹽氧化法及甲基化法外，又增加了Smith降解法，并且用色譜和質(zhì)譜聯(lián)用鑒定技術(shù)等?，F(xiàn)以白樺半纖維素為例，將這些方法的主要原理簡介如下：

(1)部分水解法。將半纖維素水解，得到糖的復(fù)合物，主要含木糖和糖醛酸。用陰離子交換樹脂將這兩種糖分離，而糖醛酸又可用色譜法分成三種。(2)高碘酸鹽氧化法。高碘酸鹽氧化法可以測定聚糖還原性末端基的數(shù)目和支鏈情況，因此可以通過高碘酸鹽的消耗量和形成的甲酸量計算末端基和支鏈的數(shù)目。

(3)Smith降解法。它是目前用得最多的辦法，是在高碘酸鹽氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的方法。其基本原理是：聚糖經(jīng)過高磺酸的氧化后用硼氫化鈉還原，然后進行酸水解、還原，最后用色譜鑒定所得產(chǎn)物，藉以了解聚糖結(jié)構(gòu)情況。

二、半纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1．結(jié)構(gòu)單元

用色譜分析水解半纖維素得知，半纖維素的結(jié)構(gòu)單元有如式2—25所示的6種。

從上式可以看出，有六碳糖基，也有五碳糖基。2．單元之間的化學(xué)鍵

半纖維素和纖維素相似，也是鏈狀分子結(jié)構(gòu)，但鏈較短，且有支鏈。形如，支鏈的數(shù)量用分支度表示。單元之間的化學(xué)鍵和纖維素—樣也是甙鍵。但通常主鍵是1—4甙鍵，個別是1—3甙鍵，而支鏈可以是1—

2、l—

3、1—6甙鍵，每個畢纖維素分子含有兩個或兩個以上不同的糖基，因此半纖維素是由兩個或兩個以上結(jié)構(gòu)單元以1—4甙鍵組成的復(fù)合多糖。

3．半纖維素的命名 主要有兩種方法：

第—種，將所有的不均—聚糖基都列出，支鏈糖基在前，主鏈糖基在后，并在最前面加“聚”字、以下式為例，這半纖維素可稱為聚C糖-A糖-B糖。

(C)支鏈

--------------（A）——————（A）-----------（B）--------（B）-----

主鏈

這種命名比較全面，目前應(yīng)用較廣。第二種，這種叫法比較簡單，用“聚”字為首,后加主鏈糖基名稱,支鏈的糖基不予寫上。

4.半纖維素的分類

從上述可知，半纖維素的糖基不均—，因此它是一群物質(zhì)的總稱。—種植物中半纖維素有多種結(jié)構(gòu)，不同原料的差異更大。半纖維素可大致分為二類。常見的有以下幾種結(jié)構(gòu)：

1)聚戊糖

以木糖為線狀分子的主鏈，其它的單糖基、糖醛酸，甚至乙酰基以支鏈形式存在，聚戊糖中的戊是指“五碳”的意思。

(1)聚4—氧—甲基糖醛酸—木糖，其示意式如下：

上式中，“—→”表示β甙鍵；數(shù)字表示成鍵的位置；“α”表示結(jié)構(gòu)為α型，其形成的甙鍵為α-甙鍵；(X)表示失水木糖；GA表示失水葡萄糖醛酸；AC表示乙?；籑e表示甲氧基。

將以上示意式寫成分子結(jié)構(gòu)式，如式2—26所示。

上式中，4-O-甲基葡萄糖醛酸指的是支鏈上的糖基的稱呼。這個糖基是以α-甙鍵聯(lián)接到主鏈木糖的2、3位上的。這種鍵能抗酸水解。至于乙?；暮恳曉戏N類而異，在闊葉木中含3％～5％，而針葉木不含此基。乙?；顾?，但不抗堿。(2)聚4-O-甲基葡萄糖醛酸一阿拉伯糖--木糖。

它和上(1)比，是在結(jié)構(gòu)中多了五碳環(huán)的阿拉伯糖，它出現(xiàn)在支鏈上。結(jié)構(gòu)示意式如下：

……(X)1→4(X)1→4(X)1→4(X)1—→*4(X)1—→+4(X)1…… ↑3(2)

↑2 1

l(A)F

Me-4(GA)該式中(A)代表阿拉伯糖；F代表五碳環(huán)。

大致是l～2個葡萄糖酸基和l～3個阿拉伯糖基對10個木糖基單位。這種結(jié)構(gòu)的半纖維素主要存在于草類原料中，針葉木含少量。2)聚已糖

這是一類以六碳糖基為主鏈組成的半纖維素，已在這里是“六碳”的意思。(1)聚葡萄糖—甘露糖。其示意式如下：

……(M)1→+4(M)1→4(G)1→+4(M)…… ↑ 1(M)式中(M)代表失水甘露糖，(G)代表失水葡萄糖。

這種結(jié)構(gòu)中，葡萄糖：甘露糖＝l:(1～4)。這種結(jié)構(gòu)的半纖維素的聚合度很低，約100左右。

(2)聚分解乳糖—甘露糖。示意式如下：

式中(Gal)代表失水分解乳糖。

甘露糖和葡萄糖為主鏈，以1，4-β甙鍵聯(lián)接。針葉木大致是0.3個分解乳糖側(cè)鏈基對10個主鏈基單位，與主鏈以1—6a配糖鍵聯(lián)接。

(3)阿拉伯分解乳糖。

’ 示意式如下：

主鏈是分解乳糖，以l,3-β甙鍵聯(lián)接。阿拉伯糖和分解乳糖與主鏈以1,6-β甙鍵聯(lián)接。阿拉伯糖之間則以l,3-β甙鍵相聯(lián)。大致是2個阿拉伯糖基對10個分解乳糖基。聚合度在200～600，但由于具有高度的分枝，易溶于水中，僅在落葉松中發(fā)現(xiàn)有較大的含量。

5．各類原料半纖維素比較

一般來講，針葉木半纖維素的平均含量均20％，闊葉木為20％一30％，草類原料為20％～30％，草類和闊葉木纖維素的含量比較高。半纖維素的組成情況，各類原料也是不同的，大致情況見表2-1。

注：“極大”表示基本上僅發(fā)現(xiàn)這一種多糖：“很大”表示占非纖維素多糖的80％～90％；“大量”表示，與60％～70％；“中等”表示占15％～30％；“少量”表示占1％～5％；“痕跡”表示占0.1％～1％；“？”氣表示尚未發(fā)現(xiàn)或不清楚。

從表中可以看出，針葉木中半纖維素主要是聚甘露糖類；闊葉木主要是聚木糖類；草類也是聚木糖類，但其支鏈與闊葉木的情況有所不同，而且不同植物中半纖維素分子的特性也不同。幾種禾本科植物的半纖維素結(jié)構(gòu)簡述如下。

1)小麥稈

小麥稈的半纖維素主要是阿拉伯糖一葡萄糖醛酸—木糖，即以木糖為主鏈，以甙鍵聯(lián)接，阿拉伯糖基和葡萄糖醛酸構(gòu)成支鏈，分子上還有醋酸基。

2)竹

竹材的半纖維素以木糖為主鏈，并有支鏈，由阿拉伯糖基，4—O一甲基葡萄糖醛酸或葡萄糖醛酸基聯(lián)在主鏈上。

3)稻草

稻草的牛纖維素主要成分是聚阿拉伯糖—葡萄糖醛酸一木糖。以木糖基構(gòu)成主鏈，阿拉伯糖、D—葡萄糖醛酸聯(lián)接到木糖基上構(gòu)成支鏈。

4)蘆葦

蘆葦?shù)陌肜w維素主要成分是阿拉伯糖一葡萄糖醛酸一木糖。主鏈由木糖，支鏈由阿拉伯糖和葡萄糖醛酸構(gòu)成。

三、半纖維素的物理性質(zhì)

1．溶解度

半纖維素中有一小部分易溶于水，大部分不溶于水。如聚阿拉伯糖一分解乳糖易溶于水，一般聚合度愈低，分枝度越大的越易溶于水。通過分離得到的半纖維素要比天然的半纖維素的溶解度高。某些半纖維易溶于堿液中，而某些則易溶于酸液中。

2．聚合度

半纖維素的平均聚合度在200左右，一—般分布在100～300，比纖維素的小得多，并且半纖維素有支鏈，這是半纖維素和纖維素的主要區(qū)別。

四、半纖維素的化學(xué)性質(zhì)

從牛纖維素的組成特征來看，基環(huán)間的聯(lián)接是甙鍵，含還原性末端基，基環(huán)上也具有羥基，因此，與纖維素相似，易發(fā)生酸性水解、剝皮反應(yīng)，也可以進行氧化、還原、酯化和醚化反應(yīng)。由于牛纖維素的聚合度低，且有支鏈，支鏈不能

形成緊密的結(jié)合，而使無定形區(qū)增大，試劑可及度增大，因而溶解度、化學(xué)活性、化學(xué)反應(yīng)速度都比纖維素大。

半纖維素中存在著多種組成和結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性質(zhì)也存在著一定的差異，因而不同的制漿方法漿中殘留的半纖維素的組成也不同。例如，葡萄糖醛酸抗酸水解但易堿裂解，因而在酸法漿殘留有較多的葡萄糖醛酸，而堿法漿中則沒有。相反，五碳環(huán)的阿拉伯糖易被酸水解，因而酸法漿中殘留的半纖維素中沒有阿拉伯糖，而堿法漿中卻存在。甙鍵在酸中易水解，所以酸法漿中殘留的半纖維素比堿法漿的要低。例如某種針葉木原料在不同pH值下的亞硫酸鹽和堿法蒸煮中，所得漿中半纖維素的組成各異，其變化如下式2—27所示漿中殘留的半纖維素組成不同，對紙漿性質(zhì)有不同的影響。酸性亞硫酸法漿比堿法漿易打漿，其原因之一就是因為含有較多的糖醛酸和半纖維素聚合度較低。

燒堿法和硫酸鹽法的制漿過程中易發(fā)生聚木糖被紙漿吸附的現(xiàn)象。這可能是在制漿過程中，除去了甲基葡萄糖醛酸、阿拉伯糖或乙?；戎ф?，使半纖維素變成近似纖維素的直鏈分子，由于表面氫鍵結(jié)合力吸附在纖維表面，而變成抗堿抽出的部分。

五、半纖維素與制漿造紙的關(guān)系

從造紙的角度上看，在制漿的過程中應(yīng)盡量保留紙漿中的半纖維素，這樣不僅可以提高漿的得率，而且可以縮短打漿時間，減少打漿電耗，提高成紙的物理強度，這在生產(chǎn)實踐中已被證明。因為牛纖維素是無定形的，排列不規(guī)則，聚合度低，并有支鏈，因而吸水和保水能力強，使纖維易潤脹，在打漿過程中纖維柔軟易于細纖維化。成紙時，半纖維素增加了纖維的表面積，提高了單位表面積的結(jié)合界面，增加了纖維與纖維的結(jié)合強度，經(jīng)干燥后強度增大。

顯然，由于半纖維素上述的性質(zhì)，使含牛纖維素高的草類原料紙漿的保水值高，濾水性差，給漿料洗滌和網(wǎng)部脫水帶來一定的困難。打漿度升得快，會妨礙纖維分絲帚化。成紙的緊度大、透明度大，紙質(zhì)硬而脆。所以半纖維素含量高也有不利的一面。草漿的聚戊糖含量與紙張物理強度有如下關(guān)系，當(dāng)(纖維素/聚戊糖)=2.5—3.0時，漿潤脹可能性、裂斷長和耐折度最大，而松厚度與撕裂度最小。當(dāng)該系數(shù)為6～9時，則撕裂度最大，松厚度最好。半纖維素的化學(xué)性質(zhì)不如纖維素穩(wěn)定，長期貯存易受空氣中的氧氧化而使紙張返黃。因而需長期保存的紙張，則需用半纖維素含量低，甚至是不含半纖維素的棉麻制造。

半纖維素是無定形的，在紙頁烘干：廠燥時易發(fā)生角質(zhì)化，使水和—般溶劑不易達到。因此用烘干的漿板可增加紙的不透明度和松厚度，但結(jié)合強度低。這一角質(zhì)化作用，在廢紙制漿中，是使廢紙漿劣化的原因之一。

在制造纖維素衍生物時，如硝化纖維素、人造絲等，半纖維素比纖維素更快地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這不僅增加制造困難，而且也增加化學(xué)藥品消耗，使成品質(zhì)量下降，因而必須盡量除去牛纖維素，要求a--纖維素含量大于90％，這種情況常采用亞硫酸鹽法或預(yù)水解硫酸鹽法制漿。