地理信息笔记

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地理信息技术入门第一步

以下是我今天所学的内容，我是一枚小白，但也希望有更多的人能了解这行业，大家一起勉励，互相学习。

笔记一

1、地理信息技术：研究地理信息采集、分析、存储、管理、显示、传播与应用，及研究地理信息流产生、传输和转化规律的一门科学。

2、地理信息系统：地理信息系统是一种采集、存储、管理、处理、分析、显示和应用的地理数据的计算机系统。

3、空间数据模型：空间数据模型是关于现实世界空间实体及其相互间联系的概念。大白话：现实世界空间实体与空间实体之间的联系。

4、为（空间数据的组织与设计空间数据库模式）提供“方法”。空间数据模型主要由概念数据模型，逻辑数据模型和物理数据模型的层次组成。

5、 空间数据质量：在表达现实世界空间实体的空间位置、时间特征、属性特征时，能够（使三大要素）达到一定的准确性，一致性以及完整性的程度。

6、空间元数据：地理数据和信息资源的描述性信息（数据），描述性数据。通过对地理数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述说明。作用：便于用户对比、评价、定位、获取数据。

7、空间索引：即空间访问方法，依据空间对象的位置，形状，以及空间对象之间的空间关系）。按一定的顺序排序的一种数据结构。对象的标识，最小外包矩形。

8、最小外包矩形：

9、网格索引：通过（规则矩形或者正方形将索引区域）划分为不重叠的许多网格单元，
同类的网格单元（多个）=》一数据桶 =》磁盘页 。

10、四叉树索引/八叉树索引：一种对空间进行递归分解的空间索引结构 。

11、R树索引：R-tree是基于（空间数据（对象）分割）的空间索引方法。采用最小外包矩形来近似表达控件对象。

12、地理编码：含有“地址”的表格数据（唯一性和坐标）与相关图层之间建立联系。表与图。把地理坐标分配给相应的地址表格记录上（图->表）并创建点要素图层。

11、线性参考：一种沿"线要素"的相对位置来存储地理位置的一种方法。线要素位置通过“线性系统”来决定的。

12、空间叠加分析：叠加分析是将同一个地区的两组或者两组以上的要素进行叠加。产生行的要素的分析方法。主要是矢量叠加和栅格叠加。

13、网络分析：运筹学的基本模型。根本谜底在于研究、筹划一项网络工程安排其运行效果最好。最佳的路径分析等

14、数字高程模型：DEM通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示。广义上DEM还包括等高线，三角网等多有表达高程的数字。DEM->DTM的基础数据。地形要素可由DEM直接导出，称为派生数据：坡度坡向

15、TIN:不规则三角网是一组连续而不重复的三角形逼近地形表面。

16、影像金字塔：根据用户需求以不同的分辨率进行存储与显示，形成由分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。

17、terrain dataset（地形数据集）：terrain可由一个多分辨率，以tin为基础的表面，他从存储在gdb中的z值来构建。

18、移动互联网：是指互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术相结合。

19、物联网:…

20、云计算:…
saas:一种通过因特网来提供软件的模式。软件及服务
paas:一种把服务器平台作为一种服务提供给用户的模式。平台及服务，阿里云
iaas：一种基础架构交付的模式，arm公司

21、serviceGIS是gis中的功能封装成服务，用户可以调用服务提供的接口就可以完成一些功能。大大提高了代码的重用率以及效率

22、WEBGIS:就是建立web技术上的地理信息系统。

23、mobilegis：移动gis

24、cors：连续运行卫星定位综合服务系统，北斗系统

25、GML:地理标识语言。用来标识地理空间的属性数据和空间数据。

26、LBS：基于位置服务，通过典型英东运营的无线电通讯网络或外部定位方式来获取英东终端用户的地理信息。（通过移动运营商或gps来提供定位的服务）

27、矢量表达：用x和y来确定点线面
用0维来表示点状要素
用一维来表示线状要素
用二维来表示面状要素
用三维来表示体状要素

28、栅格表达：用规则的像元阵列表示实体和现象：每个网格单元代表像元或者像素：像元是栅格数据最基本的单元，位置由行和列决定。值就是
点实体：一像元
线实体：某一方向上连续成串的相邻像元集合
面实体：聚集一起的相邻像元集合

29、tin表达：将地面一系列的离散点，按照一定的规则和条件构成不相交的三角网。

30、矢量表达优点：
（1）面向目标，不仅表达属性编码，而且容易操作和定义一个实体
（2）精度高
（3）精确美观
（4）严密的数据结构，数据量小
（5）图形数据和属性数据的恢复、更新能实现
缺点：
（1）数据结构复杂
（2）多边形叠置算法复杂
（3）建模复杂
（4）技术复杂，高配的设备和复杂的程序

31、栅格表达优点：
（1）属性明显，定位隐含，1. 数据直接记录每个栅格所代表的地理要素或现象的属性，而根据行列号可以计算相应的坐标。
（2）数据结构简单
（3） 空间叠置和组合容易
（4）易于空间分析，数学建模简单

缺点：
（1）分辨率高，数据量大
（2）分辨率低，误差大
（3）不面向实体，没有拓扑关系
（4）输出不精美

32、空间数据质量标准：
（1）数据情况说明
（2）位置精度：为空间实体的坐标数据与真实位置的接近程度，空间三维坐标数据精度，数字基础精度，平面精度，高程精度， 接边精度，等
（3）时间精度：指的是数据的现势性，数据更新时间与频率来表示
（4）属性精度：空间实体的属性值与其真实值的相符程度。
（5）逻辑一致性：指地理数据关系上的可靠性。包括了数据结构，数据内容以及拓扑性质上的内在一致性。
（6）数据完整性：指地理数据在范围，内容及结构等方面满足要求的完整程度。面向需求。

33、空间数据质量问题主要来源：
（1）空间现象自身存在不稳定性
1、空间位置分布不确定性
2、发生的时间段上的游移性
3、属性类型多样化，非数值型的属性值表达不精确
（2）空间误差：
1、空间过程和认知上的误差
2、数据采集采用的测量仪器，导致其误差
3、不同表达方式，不合理表达产生误差
4、制图过程产生误差
（3）空间数据处理误差：投影变换、地图数字化和扫描后的矢量化处理、数据格式转换、数据抽象、建立拓扑关系、与主控数据层的匹配、数据叠加操作和更新、数据集成处理、数据的可视化表达、数据处理过程中误差的传递和扩散。
（4）空间数据使用中的误差：
1、对数据解释的过程；
2、缺少文档

34、空间数据采集方法
（1）大地测量法
1、gps测量
2、全站仪测量
3、平板仪测量
4、光学经纬仪测量
（2）摄影测量法
1、解析、数字摄像测量
（3）遥感
1、现有数据地形图数字化
2、数据格式转换

35、arcgis使用步骤
1、arcmap打开editor\edgematch.mxd
2、打开spatial adjustment工具条
3、启动编辑
4、设置捕获环境
5、设置接边数据源
6、设置变换方法
7、设置匹配参数
8、使用工具类
9、使用编译工具选择要匹配的要素
10、评价
11、adjust变换

36、空间数据结构：描述空间数据库的组成对象，以及对象之间的联系
空间数据操作：对空间数据库中各种对象的实例值允许执行的操作以及有关操作的规则。增删改查

完整性规则的集合：
完整的规则：给定数据模型中的数据以及其联系所具有的约束和存储规则

用以限定数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的争取有效，正确，相容

geodatabase地理数据库模型，主要的空间数据集：

要素类，是具有相同属性，相同行为和规则的空间对象集合
对象类，是具有相同属性集，相同行为和规则的非空间对象集合

规则：要素类和对象类的行为和取值加以约束的规则

关系类：定义两个不同的要素类或者对象类之间的关联关系

属性域：描述一个指字段类型的合法值规则，用于限制在表、要素类、或者子类型的任何具体属性字段内允许的值。（定义了属性值的范围）

子类型：当一个要素类或者表中的对象使用不同的属性域。对象就是子类型

集合网络数据集：是点要素和线要素的集合，记录拓扑关系

几何网络：一种特殊的特征要素类，主要有点要素和线要素组成，研究网络的状态及模拟和分析资源在网络的流动与分配。

空间参考：gis的骨架，能够将数据定位到相应的位置。

schematic dataset 示意图数据集，

survey dataset -测量数据集，arcgis的测量分析，是在地理信息系统中存储和处理测量数据的解决方案

raster catalog -栅格数据目录，

总结:
实体完整性
参照完整性
关系类
子类型
网络数据集、几何网络
地形数据集
宗地结构
域完整性：属性域
规则约束：拓扑关系及拓扑处理工具、连接规则、其他规则

37、拓扑关系和拓扑处理：

拓扑规则=>拓扑关系（适用范围：同一要素数据集中的不同要素类或者同一要素类中的不同要素

数据库其实不保存拓扑关系，要素之间的关系都是编辑后动态监测出来的

拓扑关系和拓扑处理的处理思想：空间数据需要满足拓扑关系约束，关系约束：相邻关系，连接关系，覆盖关系，相交关系，重叠关系。可定义一个拓扑关系类，即可给数据拓扑关系约束
，还可以修改拓扑关系类，从而改变拓扑关系约束，拓扑规则。带来了灵活性。拓扑关系类包括拓扑规则，要素类，容限值，精度。
topology工具用于拓扑关系正确检查，打开拓扑查看器来查看拓扑出错记录。
拓扑错误处理：（1）用编辑工具改掉错误（2）暂不处理错误（3）忽视错误(像throw掉异常)

38、常见的矢量数据结构：
实体式数据结构：实体作为单位来组织空间数据。对多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织，边界坐标数据与多边形实体单元一一对应，各个多边形边界都单独编码和数字化。
索引式数据结构采用树状图以减少数据的冗余并间接增加邻域信息。
双重独立式数据结构是用网状或者线状要素的任何一条线段，用两个结点和相邻的面域来表示。
面向对象的数据结构以地理要素为单元组织空间数据

39、常见的栅格数据结构（四叉树数据结构）
链式编码：线状要素和面状要素的边界，他把线状要素的边界表示：有某起始点开始并按基本方向确定单元矢量链。
游程编码：只要各行各业数据代码发生变化是依次记录其代码和代码重复个数。
块状编码：每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置(行、列号)和半径(方形区域的边长)，再加上记录单元的代码组成。
四叉树编码：将衣服栅格地图或者图像等分为四个部分。逐块检查其属性值或者灰度，如果自取所有的网格单元都具有相同的值。那么子区不必划分。（八叉树编码,是沿伸）

40、矢量栅格一体化思想，无论点状要素、线状要素，还是面状要素均采用面向实体的方法，子空间填充表达建立位置与要素的联系,使得具有栅格的性质。
另外，每个线状目标除了记录原始取样点外，还会记录所有包含中间的栅格；每个面状要素除了记录他多边形周边以外，还记录中间的面域栅格；任然基于栅格的限制，可以利用细分网格法调高点线面要素的精度。

42、空间数据存储管理方法：
基于文件管理数据库系统，将各个地理数据系统应用在对应各个空间数据文件以及属性数据文件。
文件与关系数据库混合管理系统：用文件系统来管理几何数据或者图形数据，用商用关系形数据库管理系统来管理属性数据。
全关系型空间数据库管理系统:图像数据以及属性数据都采用关系数据库管理系统来管理。
对象一一关系数据库管理系统：用二进制来存储非结构化的数据，还可以对关系型数据进行扩展，提供其简单的索引和操作。
面向对象空间数据库管理系统：利用面向数据对象模型对数据进行管理和表达。

43、databasemessager数据库管理系统俗称：DBMS
主要功能有：数据定义功能，数据操作功能，数据组织，存储和处理，数据库的事务管理和运行管理，数据库建立与维护。
除了常规的DBMS的功能，SDBMS还提供：
1. 空间数据和空间关系的定义和描述
2. 空间操作算子
3. 空间数据索引
4. 空间数据查询语言
5. 几何完整性约束
6. 长事务管理
7. 海量空间数据的存储和组织
8. 空间数据的可视化

44、空间索引(三种索引的基本思想方法)是指依据空间对象的位置、形状以及空间对象之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构。

45、R-tree是基于空间数据对象分割的空间的索引方法。它采用了最小外包矩形来近似表达空间对象。具有至少50%的空间利用率。但可能会导致索引次数和存储空间大量增加。

46、数据处理变换
空间数据坐标变换：
不同来源的空间数据，可能需要坐标变换。
几何纠正
相似变换
仿射变换
二次多项式变换
投影变换
解析变换法
数值变换法
数值解析变换法
空间数据插值方法。

47、数据插值法
内插：在已观测点上的区域内估算未测量的点的过程
局部内插分析：利用局部范围内的已知采样点的数据内插出未知采样点的数据。
外推：在已观测点上的区域外估算未测量的点的过程
趋势面的分析：是一种多项式回归分析的技术，多项式回归的基本思想。

48、缓存区分析
点缓存区，选择一组点状地物，或一类点状地物或一层点状地物，根据给定的缓冲区距离，形成缓冲区多边形图层。
线缓存区，选择一类或一层线状空间地物，根据给定缓存区的距离，形成线缓存多边形。
面缓存区，选择一类或者一层面状地物，根据给定缓存区的距离，形成线缓存多边形。
空间叠置分析
同一个地区两组或两组以上的要素进行叠加，形成新的要素。
点与多边形叠加：将一个点图层叠加在一个多边形图层上，已确定每个点落在那个多边形内
线与多边形叠加：线与多边形叠加，首先计算多边形和线的交点。把改线打断成一根根弧线，并将原线和多边形的属性信息一起赋值给新的弧线。
多边形叠加：多边形叠加将两个或者多个多边形图层进行叠加产生新的多边形图层。
叠加过程称为几何求交与属性分配。