空间数据的表现功能贯穿于GIS空间数据处理的始终,功能的许多方面, 包括符号、专题信息表达、图幅配置、制图综合等,都来源于地图制图,这也表明 了地理信息系统和制图学的渊源关系。从某种角度上来讲,地理信息系统可以称为 “动态的地图”,它提供了比普通地图更为丰富和灵活的空间数据表现方式,如动 态信息表达、虚拟现实等等。但是,从另外的角度来看,制图学又是一门艺术,单 纯依靠计算机系统是难以制作完美的地图的它需要人工的交互干预,如制图综 合,目前还没有任何GIS软件能够很好地解决这些问题

空间数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任务,它可以有多种实现方 式包括数据转换、遥感数据处理以及数字测量等等,其中已有地图的数字化录入 是目前被广泛采用的手段,也是最耗费人力资源的工作。在GS中,录入的内容 包括空间信息和非空间信息,前者是录入的主体。目前,空间信息的录入主要有两 种方式,即手扶跟踪数字化和扫描矢量化,本章具体介绍了两种方式,以及相关的 算法,如曲线近似拟合,栅格图形细化跟踪等

空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命,在开始阶段,主要是应 用定量(主要是统计)分析手段用于分析点线、面的空间分布模式。后来更多的 是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。 实际上自有地图以来,人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。 如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和 战略决策等,都是人们利用地图进行空间分析的实例,而后者实质上已属较高层次 上的空间分析

对空间数据的处理是GIS的核心功能,GIS中的数据通常描述三部分信息 空间信息(位置,空间关系等等),非空间的属性信息,时间信息。数据按照其测 量尺度,可以分为定名、定比、间隔、比率量四种类型。由于各方面的原因,GIS 数据存在着质量问题,了解数据质量有利于数据的正确使用,避免出现“ Garbage in, Garbage Out”的情形。数据质量可以通过元数据进行描述,简单的说,元数据 是对数据的描述,在GIS应用不断发展、空间数据不断增长的情况下,元数据有 助于数据的共享和有效使用

本章从空间认知的角度讲述了对现实世界进行抽象的过程。空间认知属于行 为地理学的范畴,它研究个体如何对现实世界进行认知,并在意识中编码的过程。 在认识的基础上进行逐步抽象,最后得到数字化的空间数据,这正是 OpenGIS九 层抽象模型前五层所描述的内容。最后是空间数据库模型,进一步强调了该抽象过 程。 本章的内容有助于加深对空间数据和空间信息的理解

DEM和DTM主要用于描述地面起伏状况,可以用于提取各种地形参数, 如坡度、坡向、粗糙度等,并进行通视分析流域结构生成等应用分析。因此, DEM在各个领域中被广泛使用。 DEM可以有多种表达方法,包括网格、等高线、三角网等,本章同时介绍了这些 表达方法之间的相互转换算法,如由三角网生成等高线,网格DEM生成三角网等 等

本章描述的是整个GIS理论中最为核心的内容。为了能够利用信息系统工 具来描述现实世界,并解决其中的问题,必须对现实世界进行建模。对于地理信息 系统而言,其结果就是空间数据模型。空间数据模型可以分为三种: 场模型:用于描述空间中连续分布的现象; 要素模型:用于描述各种空间地物; 网络模型:可以模拟现实世界中的各种网络; 在各种模型中,又介绍了相关的概念,如空间划分,空间关系,以及拓扑关系的形 式化描述9交模型等

本章首先介绍空间数据库、与一般数据库的比较,以及空间数据库的存储方 然后介绍了GIS中两种重要的数据结构:栅格结构和矢量结构,以及其具体的存 储方式,然后比较了两种结构的特点,并给出了其相互转换算法。 最后介绍了空间检索中常用的技术——空间索引,介绍了一些常用的空间索引方 式,如BSP树、R树、CELL树等;以及空间数据的查询功能

本章介绍了地理信息系统的一些最基本的、但又是非常重要的概念,包括信 息、数据、信息系统、空间数据、空间信息和地理信息系统。有些概念,如空间信 息和空间数据,还将得到进一步的阐述,实际上,空间数据也是本书中描述GIS 功能的核心

概论 1.GIS的定义,GIS是什么或者不是什么 2.数据、信息、信息系统 3.GIS的发展历史 4.gis功能概述( Overview) 5.GIs和其他学科的关系