gis原理與應(yīng)用--簡(jiǎn)化-閱讀頁(yè)
2025-05-22 18:07本頁(yè)面
【正文】 間”的概念是 GIS的重要概念。地理空間上至大氣電離層，下至地幔莫霍面。 ? 在 GIS 中，地理空間被定義為絕對(duì)空間和相對(duì)空間兩種形式。 ? 為了表達(dá)地理空間信息，就需要建立地理空間信息的描述模型和方法。根據(jù)大地測(cè)量學(xué)的研究，球表面幾何模型分為四類：地球的自然表面模型、地球的相對(duì)抽象表面模型、地球的旋轉(zhuǎn)橢球體模型和地球的數(shù)學(xué)模型。假設(shè)當(dāng)海水面處于完全靜止的平衡狀態(tài)時(shí)，從海平面延伸到所有大陸下部，且與地球重力方向處處正交的一個(gè)連續(xù)、閉合的水準(zhǔn)面構(gòu)成的地表模型。 地理空間信息的描述方法 地球的旋轉(zhuǎn)橢球體模型 地球的旋轉(zhuǎn)橢球體模型，是為了測(cè)量成果計(jì)算的需要，選用一個(gè)同大地體相近的、可以用數(shù)學(xué)方法來(lái)表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)代替地球，且這個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球是由一個(gè)橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的。凡是與局部地區(qū)（一個(gè)或幾個(gè)國(guó)家）的大地水準(zhǔn)面符合得最好的旋轉(zhuǎn)橢球，稱為參考橢球。 二、地理空間參照系的建立 地理空間參照系是表示地理實(shí)體的空間參照系統(tǒng)，在 GIS 中，所有的空間數(shù)據(jù)都必須納入 統(tǒng)一的地理空間參照系 。 地理坐標(biāo)系 為確定地面點(diǎn)的位置而定義的空間參照系。平面坐標(biāo)系統(tǒng)分為平面極坐標(biāo)系統(tǒng)和平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。它的理論基礎(chǔ)是旋轉(zhuǎn)橢球體和地圖投影變換。在計(jì)算機(jī)顯示和地圖輸出時(shí)，需要將地球球面上的實(shí)體表示在平面上。它是一種透視投影 。投影變形通常包括三種，即長(zhǎng)度變形、角度變形和面積變形。 地理空間信息的描述方法 我國(guó)常用的地圖投影的情況為： ? 我國(guó)基本比例尺地形圖（ 1:100 萬(wàn)、 1:50 萬(wàn)、 1:25 萬(wàn)、 1:10 萬(wàn)、1:5 萬(wàn)、 1:、 1:1 萬(wàn)、 1:5000）除 1:100 萬(wàn)外均采用高斯 — 克呂格投影為地理基礎(chǔ)； ? 我國(guó) 1:100 萬(wàn)地形圖采用了 Lambert 投影，其分幅原則與國(guó)際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國(guó)際百萬(wàn)分之一地圖投影一致。 地理空間信息的描述方法 四、地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 通常是指兩個(gè)地理坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。如從 NAD1927 到 WGS1984 的轉(zhuǎn)換。 地理空間信息的描述方法 轉(zhuǎn)換方法：三參數(shù)法、七參數(shù)法。它是按照一定的 比例 、一定的投影 原則， 有選擇地 將復(fù)雜的三維地理實(shí)體的某些內(nèi)容投影繪制在二維平面媒體上，并用符號(hào)將這些內(nèi)容要素表現(xiàn)出來(lái)。 在地圖學(xué)上，把地理空間實(shí)體分為 點(diǎn)、線、面 三種要素，分別用點(diǎn)狀、線狀、面狀符號(hào) 來(lái)表示。寫真的程度受攝影比例尺的影像，或空間分辨率的影響。表達(dá)地理信息的地理數(shù)據(jù)的幾何空間數(shù)據(jù)主要有三種數(shù)據(jù)類型，即矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。 地理空間信息的描述方法 矢量本身是數(shù)學(xué)上的概念，運(yùn)用到 GIS中，則不同的空間特征具有不同的矢量維數(shù)。在數(shù)學(xué)上，點(diǎn)沒有大小和方向。 線段是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的連線 。但連接點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。 在不支持曲線的 GIS 中，弧段是由弦列近似表達(dá)的。全鏈?zhǔn)强梢燥@式定位其左右多邊形和起結(jié)點(diǎn)、終結(jié)點(diǎn)的鏈，它是一個(gè)二維拓?fù)涿娴慕M成部分（ a）。網(wǎng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)可顯式定位起結(jié)點(diǎn)、終結(jié)點(diǎn)，但不能定位其左右多邊形的鏈，它是網(wǎng)絡(luò)的組成部分。包括 G環(huán)和 GT環(huán)。但弧段不能自身相交。 二維矢量表示地理空間的一個(gè)面狀要素，在二維歐氏平面上是指由一組閉合弧段包圍的空間區(qū)域。面狀要素包括內(nèi)面、 G多邊形、 GT多邊形、廣義多邊形、虛多邊形等。柵格單元的大小代表空間分辨率，表示表達(dá)的精度。 地理空間信息的描述方法 （ 3）數(shù)字高程模型 數(shù)字高程模型是 GIS 表示 維地形數(shù)據(jù)的重要格式。 地理空間信息的描述方法 矢量數(shù)據(jù)除 幾何特征 外，還具有 屬性特征 。第一類特征一般用類型編碼來(lái)表達(dá)，第二類特征用屬性表格來(lái)說明。 矢量數(shù)據(jù)的屬性描述 矢量數(shù)據(jù)的類型和空間關(guān)系 一、矢量數(shù)據(jù)的表示類型 從前面的內(nèi)容知道，表示地理現(xiàn)象的空間矢量數(shù)據(jù)可以表示為點(diǎn)、線、面三類。它們表示的內(nèi)容如下： ? 類型數(shù)據(jù)，如考古地點(diǎn)，道路線、土壤類型等； ? 面域數(shù)據(jù)，如多邊形的中心點(diǎn)，行政區(qū)界線、行政單元等； ? 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，地下管線的設(shè)施、管線網(wǎng)、供水區(qū)域等； ? 樣本數(shù)據(jù)，氣象站、航線、實(shí)驗(yàn)區(qū)等； ? 曲面數(shù)據(jù)，高程點(diǎn)、等高線、等值區(qū)域等； ? 文本數(shù)據(jù)，地名、河流名稱和區(qū)域名稱等； ? 符號(hào)數(shù)據(jù)，點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)和面狀符號(hào)等。是刻畫數(shù)據(jù)組織、查詢、分析和推理的基礎(chǔ)?？臻g關(guān)系的研究，直接影響 GIS 的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用。“拓?fù)洹保?Topology）一詞來(lái)源于希臘文，它的原意是“形狀的研究”。在變換中，圖形的有些屬性會(huì)消失，有的屬性則保持不變。象拉伸、壓縮這樣的變換，稱為拓?fù)渥儞Q。 矢量數(shù)據(jù)的類型和空間關(guān)系 矢量數(shù)據(jù)的類型和空間關(guān)系 矢量數(shù)據(jù)的類型和空間關(guān)系 ? 空間拓?fù)潢P(guān)系用來(lái)描述空間實(shí)體之間的 相鄰 、 包含 、 相交 、相離 和 重合 等空間關(guān)系。同拓?fù)潢P(guān)系的形式化描述類似，也具有面 面、面 點(diǎn)、面 線、線 線、線 點(diǎn)、點(diǎn) 點(diǎn)等多種形式上的空間關(guān)系。這種距離關(guān)系可以定量描述為特定空間中的某種距離?，F(xiàn)在的含義一般認(rèn)為元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”。實(shí)際上，傳統(tǒng)的圖書館卡片、出版圖書的介紹、磁盤的標(biāo)簽、拍攝照片的說明、產(chǎn)品的說明等都是元數(shù)據(jù)。 元數(shù)據(jù)的作用： ? 幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)者有效管理和維護(hù)空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔； ? 提供數(shù)據(jù)生產(chǎn)者對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的說明信息，便于用戶查詢利用空間數(shù)據(jù)； ? 提供通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)查詢數(shù)據(jù)的方法和途徑，便于數(shù)據(jù)交換和傳輸； ? 幫助用戶了解數(shù)據(jù)的質(zhì)量信息，對(duì)數(shù)據(jù)的使用作出正確判斷； ? 提供空間數(shù)據(jù)互操作的基礎(chǔ)。第一階段是根據(jù)建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容設(shè)計(jì) 元數(shù)據(jù) 。第三階段是根據(jù)需要和設(shè)計(jì)，對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行 描述和管理 。
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