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前言
第一章 地理信息系统概述
1-1 GIS概念
1-2 GIS发展
1-3 GIS构成
1-4 GIS功能与应用
1-5 GIS相关学科
信息与数据:
信息是现实世界在人们头脑中的反映,以文字、数字、符号、声音、图形、图像等形式记录下来,
向人们( )提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、管理、分析和决策的依据。
信息特点:客观性、传输性、适用性、共享性。
数据指输入到计算机并能被计算机所处理的文字、数字、符号、声音、图形、图像和视频等符号,
它是对客观现象的表示,本身并没有意义,其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。
信息与数据
地理信息指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理信息系统诸要素的数量、质量、分布
特征、相互联 系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
特性:地域性、多维结构、时序特征
地理数据各种地理特征和地理现象之间关系的符号化表示,包括空间特征、属性特征和时态特征三个
基本部分。
特性:空间特征、属性特征、时态特征
地理信息与地理数据
信息系统:能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的计算机系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
类别:事物处理系统、决策支持系统、人工智能系统
地理信息系统:是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据的采
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。
信息系统与地理信息系统
全球性地理信息系统
区域性地理信息系统
工具型地理信息系统
应用型地理信息系统
按研究区域分
综合地理信息系统
专题地理信息系统
按研究内容分
按功能分
矢量型地理信息系统
栅格型地理信息系统按数据模型分
混合型地理信息系统

5.4.2 焦点函数
焦点函数又称邻域函数/窗口函数, 其核心特征是基于单个像元及其周围相邻像元组成的
焦点窗口( )进行运算,最终输出与输入栅格空间分辨率一致的新栅格。它通过整
合像元的局部空间关联信息,实现对栅格数据的平滑、增强、特征提取等分析,是揭示地理
现象空间连续性( )的关键工具。
计算方法:通过遍历输入栅格的所有网格及以每个栅格为中心的焦点模板位置所对应的
栅格,计算出栅格的数值。通过焦点函数运算得到的输出栅格数值与输入栅格在相同位置的
栅格及输入栅格在改位置的邻域栅格有关。
↖ ↑ ↗
← ● →
↙ ↓ ↘

5.4.1 局部函数
局部函数也称图层函数或局部运算、点运算,是最基础、最常用的栅格分析工具之一。
其核心逻辑是在每个栅格图层中,对每个栅格单元进行操作。即以单个栅格单元为运算对象,
基于该单元自身的属性值进行计算,输出新的单元值。
局部函数的运算结果仅与目标单元及其对应单元相关,与周边其他单元无关。这种单元
级独立运算的特性,使其成为数据预处理( )、多源数据融合( )、条件筛选( )的核心工具。
局部函数的基本运算包括三角函数、指数函数、对数函数运算、逻辑运算。

3、数值解析变换法
当已知新投影的公式,但不知原投影的公式时,可先通过数值
变换求出原投影点的地理坐标
( ),然后代入新投影公式中,求出新投影点的坐标。

2)正解变换法():不需反解出原地图投影点的地理坐标,直接求出两种地图投影点的直角坐标关系式;第五章 空间数据处理 §5-2 坐标转换

1)反解变换法():先解算地图投影点的地理坐标,再将其带入新地图的投影公式中求得其坐标;

3)按球面上得到的数值计算椭球面上的相应数值,即实现从圆球向椭球的过渡。典型解法:贝塞尔大地主题解算特点:解算精度与距离长短无关,它既适用于短距离解算,也适用于 长距离解算。可适应20000km或更长的距离,这对于国际联测,精密 导航,远程导弹发射等都具有重要意义

1.以大地线在大地坐标系中的微分方程为基础,直接在地球椭球面上进行积分运算

4 空间对象之间的方位
相对北方向的方向角 在象限中的角度 在相对4象限的16方向
方位量算的方向基准为正北,但正北在
不同场景中有不同定义,需根据需求选
择:
真北:指地球自转轴的北极方向,是地
理坐标系中方位量算的绝对基准,通过
天文观测或高精度 GIS 坐标( )
计算得出,适用于大范围、高精度场景
( )。
磁北:指地球磁场的北极方向,由指南
针直接指向,受地球磁场变化影响,与
真北存在偏差( ),适用于低精度、便携式场景
( )。
坐标北:指平面坐标系坐标纵轴所指的
北方,是 GIS 软件中默认的方位参考基
准,适用于小范围、平面空间分析( )。
关键提醒:不同基准的正北存在偏差,
方位量算前必须明确基准 —— 若用磁
北计算但误按真北解读,会导致方向判
断偏差,影响实际应用( )

2 常用距离表达
• 棋盘距离
棋盘距离指平面上A、B两点间取x,y两方向中的较大者作为距离,其数学表达式为:
dE( ) = max( )
• 曼哈顿距离
曼哈顿距离也称出租车距离,特别适合于求取矩形城市街区中两点间出租车经过的路程,
它实际是指平面A、B两点间x,y两方向上的距离之和,其数学表达式为:
dE( )=∣xA- xB∣+∣yA-yB∣
第五章 空间数据处理 §5-1 空间度量

4、统一数据库接口:在对空间数据模型有共同理解的基础上,各系统开发专门的双向转换程序,将本系统的内部数据结构转换成统一数据库接口。特点:这种方式的前提是首先对现实世界进行统一的、面向对象的数据理解,这是不易实现的。目前,外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式。地理信息数据更新基本模式地理信息数据更新有三种模式,三种基本模式为:定期更新固定变化程度的更新增量式更新其中定期更新和固定变化程度更新属于批量更新。• 地球旋转椭球面空间• 球面距离:球面上两点之间的最短距离——大圆线;• 椭球面距离:椭球面上两点的最短距离——大地线;• 大地线是主法线与曲面法线处处重合的曲线,在进行测量计算时,以两点间的大地线为依据,将地面上测得的距离和方位,归算为相应大地线的距离和方位。• 一般将基于椭球面的距离和方位计算称为大地主题解算,包括正解算和反解算