讲 义
课程名称：理信息系统概
系 ：城市资源学系
教师姓名：
职 称： 讲 师
授课班级：
XX学理学院
理信息系统概教学纲
课程类：专业基础课（必修） 课程代码：
总学时：72 学分：4
适专业：理教育理信息系统资源环境城乡规划理
先修课程：图学
课程位性质务
理信息系统（GIS）集计算机科学理科学测绘学遥感学环境科学空间科学信息科学理科学等学科体新兴边缘学科20世纪60年代问世已跨越40春秋始终发展迅猛理信息系统全球定位系统（GPS）遥感（RS）相结合构成三S集成系统CAD媒体通信特网办公动化虚拟现实等种技术相结合构成综合信息技术理信息系统概作全国高等学校理类专业公核心课程介绍理信息系统基础理技术体系应方法通课程学理类专业学生掌握理信息系统基础理知识课程教学应学生掌握理信息系统基概念基础理方法时理信息系统概门实践性较强课程通实践教学学生更直观掌握理信息系统构成理信息系统产品制作解理信息系统软件常信息检索方法学生实践力创新力定培养
二 课程教学基求
通课程学学生牢固掌握理信息系统基概念：数信息理信息系统理信息系统空间数库等学生掌握理信息系统基础理方法数结构空间分析原理方法常应模型等学生解理信息系统相关知识空间数处理产品制作显示总通学课程学生掌握理信息系统基概念基础理应方法专业课程软件学坚实基础
三 理教学容学时分配
第1章 导（8学时）
掌握数信息理信息理信息系统概念掌握理信息系统基构成基功解理信息系统应功解理信息系统发展概况基础理
教学重点难点：理信息系统基概念理信息系统基构成合基功
第2章 理信息系统数结构（8学时）
掌握理空间概念空间实体表达空间数集特征矢量数结构栅格数结构空间数分类编码栅格数图形数字化方法解四叉树结构矢量栅格体化数结构空间数结构建立程
教学重点难点：矢量数机构中拓扑数机构拓扑编辑功栅格数结构中游程编码结构冗余度计算
第3章 空间数处理（8学时）
掌握投影转换方法区域数插方法相邻图幅识方法解空间数结构转换意义数压缩概念压缩计算面域邻接险段删方法
教学重点难点：区域数插方法——叠置法重法
第4章 理信息系统空间数库（12学时）
掌握空间数库概念空间数库设计步骤原空间数库实现掌握三种传统数模型表示检索方法掌握实体—联系模型概念表示方法掌握空间数库逻辑设计步骤解空间数库相关设计运行维护解三种传统数模型足
教学重点难点：三种传统数模型（层次模型关系模型网状模型）表示检索方法实体—联系模型概念表示方法
第5章 空间分析原理方法（12学时）
掌握空间分析概念分类空间叠合分析概念分类空间缓区分析概念模型方法路径分析方法解数字面模型概念常形子网络图空间网络空间数集合分析查询
教学重点难点：空间缓区分析概念模型方法路径分析方法（短路径搜索法）
第6章 理信息系统应模型（12学时）
掌握适宜性分析模型解理信息系统应模型分类构建发展预测模型
教学重点难点：适应性分析模型般形式应值标准化法
第7章 理信息系统设计评价（8学时）
掌握系统设计目生命周期设计法阶段容理信息标准化容解系统设计模式生命周期设计法原型化设计法优缺点制定理信息标准化机构
教学重点难点：系统设计目生命周期设计法理信息标准化容
第8章 理信息系统产品输出设计（4学时）
掌握理信息系统产品输出形式数字图优点解数字球般概念
教学重点难点：常规图概念形式数字图概念优点
四 课程教学方法手段
采取讲授课讨课实践课等方法讲授程中实际例子注重学生动手力训练
五 课程考核办法成绩构成
1 考核办法：采时考核期末闭卷考试相结合方式
2 时考核求形式：时作业（15％）考勤（5％）
3 期末闭卷考试占总成绩80％
六 课程教材参考书
教材：黄杏元马劲松汤勤 编著 理信息系统概
北京：高等教育出版社200112
参考书：
1陈述彭等 理信息系统导 北京：科学出版社1999
2张超 理信息系统实教程 北京：高等教育出版社1999
3张新长等 城市理信息系统 北京：科学出版社2001
4毛锋等 ArcGIS 8 开发实践 北京：科学出版社2002
5ICIMOD Training Manual on Application of GIS and RS to Integrated Mountain Development1998
执笔：
教学进度表
周次
篇章
课程进度安排
1
第章
导
第节 GIS基概念 第二节 GIS基构成
2
第三节 GIS功简介 第四节 GIS发展透视
3
第二章
GIS数结构
第节 理空间表达 第二节 理空间数特征
4
第三节 空间数结构类型 第四节 空间数结构建立
5
第三章
空间数处理
第节 空间数坐标变换 第二节 空间数结构转换
第三节 源空间数融合
6
第四节 空间数压缩综合 第五节 空间数插方法
第六节 图幅数边匹配处理
7
第四章
GIS空间数库
第节 空间数库概述
8
第二节 空间数库概念模型设计
9
第三节 空间数库概念模型设计
10
第四节 空间数库逻辑模型设计物理设计
11
第五章
空间分析原理方法
第节 DTM分析 第二节 空间叠合分析
12
第二节 空间缓区分析
13
第三节 空间网络分析
14
第六节 空间数集合分析查询
14
第六章
GIS应模型
第节 GIS应模型概述
15
第二节 适宜性分析模型
16
第三节 发展预测模型
16
第七章
GIS设计评价
第节 GIS设计概述
17
第二节 GIS设计
18
第三节 理信息标准化 第四节 GIS评价
18
第八章
GIS产品输出形式
第节 GIS产品输出形式
常英文缩略语注释
GIS：geographical information system 理信息系统
RS：remote sensing 遥感
GPS：global positionization system 全球定位系统
GUIgraphical user interface 图形户界面
DBMSdatabase management system 数库理系统
IDidentity 标识码
SQL structural query language 结构查询语言
SDEspatial database engine 空间数库引擎
DEMdigital elevation model 数字高程模型
DTMditigal terrain model 数字面模型
ER modelentityrelationship model 实体联系模型
CACcomputer aid cartography 计算机辅助制图
CADcomputer aid design 计算机辅助设计
理信息系统概讲义
第1章 导
第2章 理信息系统数结构
第3章 空间数处理
第4章 理信息系统空间数库
第5章 空间分析原理方法
第6章 理信息系统应模型
第7章 理信息系统设计评价
第8章 理信息系统产品输出设计
第1章 导
教学基求：
1掌握数信息理信息理信息系统概念
2掌握理信息系统基构成基功
3解理信息系统发展概况基础理
教学点：
1数信息概念
2理信息理信息系统概念
3理信息系统基构成
4理信息系统基功应功
5理信息系统发展概况
6理信息系统基础理
教学重点：
1理信息系统基概念
2理信息系统基构成基功
教学方式：课堂讲授 学时：8
教学容：
第1节 理信息系统基概念
1数信息(data and information)
11数信息定义
数信息表达未加工原材料数通数字化记录鉴符号仅数字数文字符号图数数身没意义
信息数容数解释运解算
数解释意义成信息
质言数客观象表示信息数涵意义
12数处理——数中获取信息重环节
谓数处理指数进行收集筛选排序转换存储检索计算分析模拟预测等等操作
数处理目：
（1）转换成便处理应形式
（2）加工成正确理决策数
（3）便存储供断
13信息特点
A客观性——信息客观事实紧密相关信息正确性精确度保证
B适性——信息决策十分重
C传输性——信息信息发送者接收者间传输
D享性——信息户享身损失（信息实物）
2理信息理信息系统
21理信息
概念：
理信息指表征理圈理环境固素物质数量质量分布特征联系规律等数字文字图图形等总称
特征——区域性层次动态变化特征：
A：理信息属空间信息——位置识数紧密联系
B：具维结构——二维空间基础实现专题第三维信息结构
C：时序特征十分明显
22理信息系统
Britain geographical information system
Germany geoinformation system
Canada & Australia land information system
China resources and environment information system
理信息系统定义强调技术涵强调应功
美国联邦数字图协调委员会（FICCDC）定义：理信息系统计算机硬件软件方法组成系统该系统支持空间数采集理处理分析建模显示便解决复杂规划理问题
第2节 理信息系统基构成
包括5部分：系统硬件系统软件空间数应员应模型
1系统硬件——理信息系统物质外壳
11理信息系统机
UnixNT两类型
12外部设备
输入设备：数字化仪扫描仪CDRSGPS等
输出设备：绘图仪印机等
13理信息系统网络设备
网络设备计算机通信线路设计成理信息系统硬件环境重组成部分
2系统软件——理信息系统核心
功分：理信息系统专业软件数库软件系统理软件
21理信息系统专业软件——处理理信息
包括6核心模块：
数输入编辑
空间数理
数处理分析
数输出
户界面
系统二次开发力
22数库软件
专门理信息系统数库
23系统理软件
计算机操作软件：DOSWindowsUNIX
——关系理信息系统软件开发语言效性
3空间数——理信息系统操作象
空间数理实体数表达形式理实体具空间特征属性特征时间特征点线面三种形式空间数般矢量数栅格数两种形式
4应员——理信息系统成败关键
包括系统开发员理信息系统终户应员专业素质专业知识理信息系统工程应成败关键
5应模型——理信息系统相关专业连接纽带
应模型构建般程：明确求解问题基流程——构建模型逻辑结构图——确定GIS空间操作项目空间分析方法——模型验证修改输出
第3节 理信息系统功简介
包括基功应功
1基功
11数采集编辑——theme layer
12数存储理——数库
13数处理变换
数变换：种数学状态种数学状态
数重构：种形态种形态
数抽取：全集子集提取
14空间分析统计
拓扑叠合：图层叠合——便条件查询
缓区建立：确定素空间接度邻性
数字形分析：功模块
空间集合分析
15产品制作显示
图图形形式输出
16二次开发编程
2应功
21资源理——清查理分析
22区域规划——高度综合性
23国土监测——RS结合
森林火灾洪水土利动态变化环境评估
24辅助决策
第4节 理信息系统发展透视
1发展概况——计算机发展紧密联系
20世纪60年代
40—50年代计算机科学图学航空摄影测量技术发展理信息系统出现奠定基础
世界第GIS——CanadaGIS
机助制图力强学分析功较简单
许关组织机构建立
20世纪70年代——第三代计算机
迅速发展时期
商业软件理
GIS国际讨会
学重视——GIS实验室
20世纪80年代——第四代计算机
突破性阶段
DBMS系统软件工具应软件工具研制
数处理开始数学模型模拟等决策工具相结合
GIS解决全球性问题
国GIS发展——国家重点实验室
20世纪90年代——
GIS应发展GIS户时代GIS产业化集成化社会化
GIS已成门综合技术
GIS产业化势头强劲
GIS网络化
理信息科学产生发展
2基础理
理学——GIS父（Parker）GIS理托
测绘学分支学科——提供空间数误差理
计算机科学
数学——许分支学科
作业：
1数信息区？
2理信息概念特点
3理信息系统概念
4简述理信息系统基构成
5理信息系统功
6简介绍理信息系统发展
第2章 GIS数结构
教学基求：
1掌握理空间表达掌握理空间特征实体概念
2掌握空间数基特征
3掌握拓扑数结构游程编码数结构
4掌握空间数分类编码国基础理信息编码结构
5解简单数结构栅格矩阵结构
6解矢量数结构栅格数结构较
教学点：
1理空间理空间特征实体概念
2理空间表达
3拓扑数结构拓扑编辑功
4游程编码数结构冗余度计算
5空间数分类概念目原
6空间数编码概念目国基础理信息编码结构
教学重点：
1理空间表达
2拓扑数结构
3栅格数结构
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
第1节 理空间表达
1理空间概念
11概念
理空间气层电离层幔莫霍面生命程活跃场宇宙程球影响区域
般包括理空间位框架联结特征实体
理空间定位框架测量控制民控制网高程控制网组成
12国测量控制
理椭球选择——采1975国际测量协会推荐国际椭球
赤道半径a6378140m
极半径b63567552881575287m
球扁率f(ab)a1298257
原点——西安原点位陕西省泾阳县永乐镇
坐标——高斯克吕格面直角坐标
高程控制——1985国家高程基准高前黄海基面29mm
2空间实体表达
21理空间特征实体
指具形状属性时序特征空间象理实体包括点线面曲面体构成球圈层间复杂理综合体
22特征实体数表达——便计算机识处理
空间点理空间特征实体基元素
矢量表示法：采没精确位置点表示基点元素
栅格表示法：采固定精确位置点表达基点元素
第2节 理空间数特征
1GIS空间数
空间数GIS核心血液
11根数源类型
图数
影响数
形数
属性数
元数
12根表示象
类型数
面域数
网络数
样数
曲面数
文数
符号数
2空间数基特征
21空间数基特征概括空间特征属性特征
空间特征定位特征数拓扑特征数反映属性特征属性特征数时间特征数反映
22空间数拓扑关系
A拓扑邻接：存空间图形类元素间拓扑关系
B拓扑关联：存空间图形元素间拓扑关系
C拓扑包含：存空间图形类级元素间拓扑关系简单包含层包含等价包含三种
23拓扑关系GIS数处理空间分析意义：
A简便确定理实体间空间位置关系
B利空间数查询
C拓扑数工具重建理实体
3空间数计算机表示
31数结构——GIS核心技术
组织建立起空间数间联系便计算机存储操作成数结构
32计算机表示——ArcInfo例
逻辑划分专题层——专题素分解点线面弧段作基存储目标——目标进行数字表示
第3节 空间数结构类型
1矢量数结构
利欧里德学中点线面组合体表示理实体空间分布种数组织形式
优点：逼现实数精度高数存储冗余度低便网络分析
缺点：层空间数叠合分析较困难
11简单数结构——spaghetti（面条结构）
空间数基空间象单元进行单独组织含拓扑关系
A数组织简单数编排直观数字化操作简单
B边形闭合线段存储公边界数字化两次造成数字冗余致
C包含拓扑关系点线边形间关联
D岛作单图形没外界边形联系
12拓扑数结构
A点相互独立点连成线线构成面
线（弧段）：纪录起结点（FN）终结点（TN）左边形（LP）右边形（RP）
结点：两条弧段相交点
岛：条弧段组成边形
简单边形复杂边形——含岛否
B弧段数组织基象
弧段纪录：ID FN TN LP RP
结点纪录：ID 坐标 连接弧段
边形纪录：ID 组成弧段ID 相关属性
C拓扑数结构重技术特征贡献——具拓扑编辑功
边形连接编辑
结点连接编辑
13曲面数结构
规三角网——TIN
表示形降水温度等连续变化现象点插
2栅格数结构
网格应种属性位置行列识
网格边长决定栅格数精度
信息丢失——通保证边形精度确定网格合理尺寸合理网格尺寸确定H(min{Ai})122
优点：直观易实现元数叠合操作便RS图扫描数相匹配
缺点：占空间数冗余度难进行网络分析
21栅格矩阵结构
面域栅格矩阵结构
全栅格阵列空间数组织形式
存贮空间——栅格数压缩栅格数结构解决首务
22游程编码结构（Run Length Encoding）
A游程（Run Length）：称步长指相邻值网格数量
B游程编码逐行相邻值网格合纪录合网格值游程（Ai Pi）
C效压缩数量消冗余特适二值图表示
D数冗余度计算
Re1Qmn
m——网格行数
n——网格列数
Q——图层相邻属性值变化次数累积
Re〉15时游程编码结构效进行数压缩
3矢量数结构栅格数结构较
优点
缺点
矢量数结构
l 便面现象数表示
l 数结构紧凑冗余度低
l 利网络分析
l 图形显示质量精度高
l 数结构复杂
l 软件硬件技术求较高
l 边形分析较困难
l 显示绘图成高
栅格数结构
l 数结构简单
l 空间分析理现象模拟均较容易
l 利遥感数匹配应分析
l 输出方法快速成较低廉
l 图形数量
l 投影转换较困难
l 栅格图图形质量较低
l 现象识效果矢量方法
第4节 空间数结构建立
空间数结构建立指根确定数结构类型形成该数结构相适应GIS空间数空间数库建立提供物质基础
1空间数结构建立基程
教材第62页图238：数结构建立基程
2系统功数间关系
数功间具密切联系确定类型数系统功决定
3空间数分类编码
31空间数分类
概念：指根系统功国家规范标准具属性特征素区分开程
目：便逻辑空间数组织信息层数采集存储理查询享提供
原：首先根图形原空间数分点线面三种类型次根象原理象划分存储层
国基础理信息数分8类：测量控制点水系居民交通线垣栅境界形土质植
32空间数编码
概念：指数分类结果种易计算机识符号系统表示出程
目：提供空间数理分类特征描述时便理素输入存储理系统间数交换享需
国基础理信息数分类码结构：编码6位中第1位类码第2位类码第34位级代码第5位二级代码第6位识码（户定义供扩充）
4矢量数输入编辑
结合实理解
5栅格数输入编辑
栅格数获取方法：单位格网交点属法单位格网面积占优法单位栅格长度占优法
作业：
7空间数基特征
8国测量控制系统
9空间数拓扑关系GIS数处理空间分析意义
10图247（P70）写出弧段文件113进行边形连接编辑3进行结点连接编辑
11图进行游程编码计算冗余度
12名词解释：理空间理空间特征实体空间数分类空间数编码
13矢量数结构栅格数机构较
14空间数结构建立般程
15空间数分类方法
16国基础理信息数分类码结构
第3章 空间数处理
教学基求：
1掌握投影转换方法
2掌握区域数插方法：叠置法重法
3掌握相邻图幅识方法
4解空间数结构转换目
5解点数插方法
6解相属性边形公界线删方法
教学点：
1投影转换方法
2区域数插方法
3空间数压缩综合概念
4相邻图幅识
教学重点：
1空间数插方法：叠置法重法
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
数处理涉容广泛取决原始数特点户具体需求般包括数变换数重构数提取等容
数变化指数种数学状态种数学状态变换包括纠正投影转换辐射纠正等解决空间数配准数重构指数种格式种格式转换包括结构转换格式变换类型换等解决空间数结构格式类型统实现源异构数联接融合数提取指数进行某种条件提取包括类型提取窗口提取空间插等解决户数特定需求
数处理针数身完成操作涉容分析空间数处理称数形式操作
第1节 空间数坐标变换
空间数坐标变换实质建立两面点间应关系包括纠正投影转换空间数处理基容
1纠正
目：实现数字化数坐标系转换图纸变形误差纠正
方法：仿射变换相似变换二次变换
2投影转换
目：种投影数字化数转换需投影坐标数
方法：
正解变换：通建立种投影变换种投影严密似解析关系式直接种投影数字化坐标xy变换种投影直角坐标XY
反解变换：种投影坐标反解出理坐标（xy——BL）然理坐标代入种投影坐标公式中（BL——XY）实现种投影坐标种投影坐标变换（xy——XY）
数值变换：根两种投影变换区干名数字化点采插值法限差分法等实现种投影坐标种投影坐标变换
第2节 空间数结构转换
矢量数结构栅格数结构优缺点般应原：数采集采矢量数结构利保证空间实体精度拓扑特性描述空间分析采栅格数结构利加快系统数运行速度分析应进程数处理阶段常进行两种数结构相互转换
1矢量栅格转换
目：通限工作存储区矢量栅格数间避免读写操作限制短时间范围
基弧段数文件边形数文件分采方法
2栅格矢量转换
目：栅格数分析结果通矢量绘图装置输出数压缩需量面状栅格数转换少量数表示边形边界目动扫描仪获取栅格数加入矢量形式数库
转换处理时基图数文件生栅格数文件分采算法
第3节 源空间数融合
1RSGIS数融合
助RS技术获信息具周期动态性信息丰富获取效率高等优势GIS具高效空间数理灵活空间数综合分析力两者数融合利增强重数复合力改善RS信息提取时性性便利RS影辅助GIS空间数获取更新效提高类数率
RSGIS数融合常方法：
11RS图图形融合
正射纠正遥感影数字图信息融合产生影图种影图具定数学基础丰富光谱信息信息行政界线属性信息直接提高户视化效果
12RS数DEM融合
助实施遥感影校正配准消遥感图中形起伏造成元位移提高遥感图定位精度时DEM参遥感图分类改善分类精度
13RS图图扫描图融合
遥感图中快速发现已发生变化区域进实现GIS数库动半动快速更新
2格式数融合
种GIS软件特定数模型造成数存储格式结构
21基转换器数融合
种模式数转换般通交换格式进行目前GIS系统数融合方法
存问题：数转换程复杂转换次数频繁系统部数格式需公开转换采技术公开等
22基数标准数融合
采种空间数转换标准实现源GIS数融合
种转换方法处理数集转换次数少系统容数格式需公开转换采技术需公开
23基公接口数融合
称数互操作模式
独立具体台转换技术高度抽象数格式需公开代表着数享技术发展方
24基直接访问数融合
直接访问指GIS软件中实现软件数格式直接访问户单GIS软件存取种数格式直接数访问仅避免繁琐数转换GIS软件中访问某种软件数格式求户拥该数格式宿软件更需该软件运行源数融合提供更实便捷支持
第4节 空间数压缩综合
1空间数压缩
11数压缩意义
意义：
l 节省存储空间处理时间
l 着处理空间数例尺发生变化样存数压缩需
数压缩概念：取数集合S中抽取子集A子集作新信息源规定精度范围逼原集合取压缩
设曲线原点序A：{A1A2…An}通压缩处理获新子序A’：{As1As2…Asm}压缩a：
amn<1
12曲线点压缩
般采特征点筛选法信息丢失代价换取空间数容量缩
13面域栅格数压缩
栅格数量越数分辨率越高栅格数分辨率栅格数量间呈方指数率函数关系
游程编码法
2空间数综合
进行专门数分析时常需数库中提取数作定处理包括数属性重新分类空间图形化简图形特征插构成数新形式
面域邻接线段删——图323：
原始属性数——重新分类属性数——邻接线段删数——属性压缩数
面域间界线动删算法——图325
第5节 空间数插方法
通已知点分区数推求意点分区数方法称空间数插
根已知点分区数空间数插分点插核区域插
1点插
点插研究具连续变化特征现象数值插方法
根插精度点插分精确概略两类
点插般数取样数处理数记录三程数取样指数点选取坐标确定数处理数点作控制基础某数学模型模拟表面进行插加密计算确定三角网格网节点处特征值数记录建立节点特征值记录存储器供分析
2区域插
区域插研究根组分区已知数推求区组分区未知数插方法
组已知数分区称源区需插组分区称目标区
21叠置法
目标区叠置源区首先确定两者面积交集ats然利式计算目标区分区t插值v1：
vtΣUsatsσs
式中：t目标区分区序号
s源区分区序号
Us分区s已知统计数
atst区s区相交面积
σss区面积
22重法
根滑密度函数原理源区统计数质性改变非质性非质性代表着般社会济现象普遍特点
程：
A源区叠置网格（尺寸应保证具足够插精度）
B源区分区值赋相应分区格网点
C公式计算相邻四网点均值：Zij(Zi1j+Zi+1j+Zij1+Zij+1)4
D分区格网点值相加设Us’计算系数PUsUs’格网点值P调整分区格网点值
E程继续直Us’Us值接者相应分区格网点值较致时便计算目标区插值：vtv1+v2+…+vn
第6节 图幅数边匹配处理
1识检索相邻图幅数
相邻图幅数集中起首先识通图幅编号分幅数字化数联系起方法解决便计算机处理图幅常编号：十位数指示图幅编号横序位数指示图幅编号序
图幅数边匹配处理针跨越相邻图幅线段弧言般提取图幅边界2cm范围数作处理匹配目标
2相邻图幅边界点坐标数匹配
常追踪拼接法：右追踪左追踪追踪追踪
符合述条件两条线段弧匹配衔接：
A相邻图幅边界两条线段弧左右码相相反
B相邻图幅名边界点坐标某许定值范围（<05mm）
3相属性边形公边界删
图幅数通边匹配处理组成较区域连续图幅数常常伴例尺缩属性类型合需具相属性边形公边界线予删删方法见章第4节
作业：
17投影转换种方法
18空间数结构转换两种？目什？
19数压缩意义概念
20图分叠置法重法进行区域数插
21识两图幅否相邻？
第4章 理信息系统空间数库
教学基求：
1掌握空间数库概念设计程设计原实现维护
2掌握三种传统空间数库概念模型
3掌握实体联系模型
4掌握空间数库逻辑设计步骤
5解面象数模型
6解空间数库相关设计
教学点：
1空间数库概念设计程设计原实现维护
2三种传统空间数库概念模型
3实体联系模型
4空间数库逻辑设计步骤
教学重点：
1三种传统概念模型
2实体联系模型
教学方式：课堂讲授 学时：16
教学容：
第1节 空间数库概述
空间数库理信息系统中空间数存储场
项目工作程中空间数库发挥着核心作表现：户决策程中通访问空间数库获空间数决策程完成决策结果存储空间数库中
空间数库布局存取力GIS功实现工作效率影响极
1空间数库概念
11数库系统——简称数库
完整数库系统包括数库（DatabaseDB）数库理系统（Database Management SystemDBMS）数库应系统（DBUS）三组成部分
DB：定结构组织起相关数集合
DBMS：提供数库建立理工具软件系统
DBUS：具DB访问功应软件提供户访问操作特定DB户界面
12空间数库系统
述三部分组成
空间数库指理信息系统计算机物理存储介质存储应相关理空间数总般系列特定结构文件形式组织存储介质
空间数库理系统够物理介质存储理空间数进行语义逻辑定义提供必需空间数查询检索功够空间数进行效维护更新套软件系统
空间数库应系统理信息系统空间分析模型应模型组成软件系统通全面理空间数运空间数进行分析决策
空间数库理系统实现建立常规DBMS完成常规DBMS必备功外需提供特定针空间数理功空间数库理系统实现方法二：
A直接常规DBMS进行功扩展加入定数量空间数存储理功
B常规DBMS添加层SDE（spatial database engine）获常规DBMS功外空间数存储理功
2空间数库设计
空间数库设计实质理空间客体定组织形式数库系统中加表达程理信息系统中空间客体数模型化问题
21空间数库设计程
理现象程
概念模型
逻辑模型
存储模型
抽象
概念模型包括理现象程等客体特征描述关系分析程模拟等容容抽象概括数结构定义数模型建立专业应模型构建等容
理空间三维空间空间特性表现四基客体类型点线面体相互间存联系构成属层次维数视角例尺变化相互转化
空间客体联系包括空间联系时间联系属性联系
22空间数库数模型设计
目：揭示空间客体质特征进行抽象化转化计算机够接受处理数形式
空间数模型衡量GIS功优劣素
23空间数库设计原步骤技术方法
原：
A节省存储空间——减少冗余
B稳定数结构
C高效查询
D反映空间数复杂性
E应适应性
技术：
A数分析技术——分析户数语义
B技术设计技术——数分析结果转化数库
需求分析
概念设计
逻辑设计
物理设计
数库
逻辑模型
概念模型
存储模型
步骤：
3空间数库实现维护
31空间数库实现
根空间数库逻辑设计物理设计结果计算机创建起实际空间数库结构装入空间数测试运行程空间数库实现程包括：
A建立实际空间数库结构
B装入试验性空间数应程序进行测试
C装入实际空间数（加载）建立起实际运行空间数库
32相关设计
设计工作包括加强空间数库安全性完整性控制保证致性恢复性等总牺牲数库运行效率代价
A组织设计
B障恢复方案设计
C安全性考虑
D事务控制
33空间数库运行维护
A维护安全性完整性：需时调整授权密码转储恢复数库
B监测改善数库性：分析评估存储空间相应时间必时进行数库组织
C增加新功：现功户需求进行扩充
D修改错误：包括程序数
第2节 空间数库概念模型设计——传统数模型
数模型作现实世界规格化说明
传统数模型指层次网状关系三种模型
1层次数模型
11层次关系
描述类客体客体类间联系
客体类双亲客体类双亲客体类子女客体类：双亲子女间形成谓层次关系记录表示树型结构节点
拥双亲客体必然数库中重复出现——性质客体间数存储时会形成数冗余
12层次数结构
表示：矩形框表示客体类型双亲客体指子女客体线段表示双亲子女间联系
13层次数结构数存取
A数遍历法
客体某种树遍历序检索通常采前序遍历法采种方法检索时先检索某双亲节点子女节点然检索双亲节点级双亲节点
B通选择法
赖客体数结构中序根确定选择条件结构中选择某特定客体
2网状数结构
系结构基础——数学中集合
21基概念
系结构——首耦合系
系值——首客体类客体属客体类干（包含0）组成
系类——系系值组合系类系类中系值具列性质：A系中首客体属首客体类B系中属客体属属客体类
22网状数结构
表示：首属客体类矩形框表示联系条首客体类属客体类线段表示
限制客体类系类数限制客体类间属关系某客体类作系类首客体作系类属客体某客体出现系类系值中属首客体首客体分属系类
系结构扩展：A允许定系类属客体客体类B允许系类首客体属客体类C系值首属客体类客体类
23网状数模型实现
记录基存储结构客体实现记录结构客体类作记录型系类作系型
24网状数模型数库记录存取
导航——存取网状模型客体出发着系指针达客体
利种方法网状结构点出发利系型首属记录联系找相关客体
3关系数模型
关系模型中特强调关系表现形式关系计算机中实现方法间相互独立关系模型户数视图终物理实现分割开关系模型层次模型网状模型更利数库设计
31基概念
关系：关系二维表表行应元组表列应域域名称称属性
关键字：关系中某属性组值唯标识元组称该属性组候选关键字关系中候选关键字选定关键字该关键字诸属性称属性余属性做非属性
关系模式：关系描述称关系模式包括关系名属性名属性域映射属性间赖关系里指关系模式仅前三部分组成关系模式确定关系二维表框架
关系数库：系列关系集合构成关系数库
关系完整性：指关系正确性相容性效性关系完整性三类：实体完整性参完整性户定义完整性
32空间数库关系数模型概念设计逻辑设计
4三种传统数模型较
教材第126页表41
第3节 空间数库概念模型设计——语义数模型面象数模型
三种传统数模型存许足：
A记录基础结构面户应——传统数模型基结构记录类现实世界认识某事物概念单位互相区事物概念统称客体客体记录定相应记录组成计算机实现角度加考虑定反映现实世界认识利建立数概念模型
B然方式表示客体间联系
C语义贫乏
D数类型太少难满足应需
1语义数模型
语义模型模型结构干种抽象组成抽象描述客体基语义特性根语义模型结构规抽象机组织起
常模型实体联系模型（entityrelationship model ER 模型）
11实体联系模型基概念
实体：客观存起独立作客体种抽象般矩形符号表示实体实体名称标注矩形符号
联系：客体间意义相互作应关系般分联系（1：1）联系（1：N）联系（M：N）三种类型联系菱形符号表示联系名称标注菱形中
属性：实体联系特征描述属性关联域属性椭圆形表示属性名称标注椭圆中属性实体联系间线段连接
12采ER模型进行数库概念模型设计步骤
A设计局部ER模型——完成局部结构范围确定定义属性实体联系属性分配等
B设计全局ER模型——局部ER模型图综合成单全局ER图设计全局ER模型程中首先需确定公实体类型然反复进行两局部ER图合检查消突直局部ER模型合成完整全局ER模型解决三类突：属性突包括类型取值范围取值单位突结构突作实体作联系属性实体属性成分等命名突包括实体类型名联系类型名间异名义异义名等
C全局ER模型优化——反映户需求外应满足列条件：实体类型少属性少联系少
13ER模型评价
具明显优点接思想易理解时计算机具体实现关种数库概念设计方法正计算机具体实现关没数库理系统直接支持ER模型实现般ER模型设计数库概念模型然逻辑设计阶段ER模型转换成计算机够实现数模型关系数模型层次数模型网状数模型等
2面象数模型
象实体样客体种抽象描述
21基概念
I象
l 现实世界中客体模型化（记录元组等概念相似更复杂）具惟名称标识身状态功封装起
l 象状态通域描述称私存储单元——象封装性特征表现私存储单元功进行处理
II消息
l 象间相互请求相互协作惟途径——象间惟通信形式
l 象实现赖身状态接受消息
l 消息分公消息私消息公消息象间互相发送私消息象身发送消息
III类实例
l 类实例抽象具体关系实例某类具体抽象类实例抽象综合
l 类组象抽象描述该组象具特征集中起说明该组象力性质
22继承类间层次关系
I继承
l 继承现实世界中象间种独特关系某类象然拥外类象某特征功
l 继承性极简化数模型设计
l 继承性具双重作：方面减少代码冗余方面通协调性简化象类相互间接口界面
l 继承分单继承继承
II类层次结构
l 继承关系形成类层次关系继承类称超类基类继承类象类称子类派生类超类子类划分相
l 类层次结构描述组织世界事物种简单效工具
23功重载态
面象系统中消息传递实现重载态支撑
功重载意味着实现特定功方法仅名称区分带参数区
台消息根发送消息象采种行方式
24概括聚集
概括组具相特征操作象类纳更般超类中质概括形成子类超类间种称isa语义联系
聚集反映嵌套象概念嵌套象象组成描述更高层次象种形式
25空间数库象模型
运述概念方法建立象数模型
第4节 数库逻辑模型设计物理设计
1空间数库逻辑设计步骤容
11初始模式形成
ER模型转变数库理系统（DBMS）支持纪录类型
12子模式设计
子模式应程序数库接口允许效访问数库破坏安全性
13模式评价
逻辑数库结构（模型）根定量分析性测算做出评价
14优化模式
利DBMS性修改数库信息
作业：
22空间数库概念组成
23空间数库设计原步骤
24空间数库实现
25层次数结构表示检索方法
26网状数结构表实际检索方法
27关系数模型纪元组域属性关键字关系模式关系完整性含义
28三种传统数模型较
29ER模型实体联系属性含义ER模型优缺点
30面象数模型基概念：象消息类继承重载态
31空间数库逻辑设计步骤容
32ER模型转换关系数模型
第5章 空间分析原理方法
教学基求：
1掌握空间分析概念目分类
2掌握空间叠合分析概念类型
3掌握空间缓区分析概念模型方法
4掌握网络图基概念短路径搜索法
5解数字面模型概念形子
6解空间数集合分析查询
教学点：
1空间分析概念目分类
2空间叠合分析类型
3空间缓区分析概念模型方法
4短路径搜索法
教学重点：
1空间缓区分析
2短路径搜索法
教学方式：课堂讲授+课堂讨 学时：14
教学容：
空间分析GIS区类型系统功特征类综合性学分析模型基础构件
空间分析分两类：产生式分析（product mode）——获取新信息尤综合性信息咨询式分析（query mode）——回答问题
空间分析根目：通空间数深加工分析获取新信息
空间分析定义：基空间数分析技术学原理托通分析算法空间数中获取关理象理位置空间分布空间形态空间形成空间演变等信息
第1节 数字面模型分析
1数字面模型（DTM）
数字面模型定义二维区域限项量序列离散分布面点模拟连续分布形
DTM{Zij}
i123…m
j123…n
Z面属性数
属性海拔高程时DTMDEM
2形子
21坡度slop [00900]
坡度简单理解坡面水面夹角度量
坡度百分表示
坡度分级表示法：
坡度范围
坡度等级
0——10
I级
11——20
II级
21——50
III级
51——100
IV级
22坡aspect
坡简单理解坡面
N
S
W
E
NE
NW
SE
SW
坡综合表
θ
坡
坡合
代码
缓坡
缓坡
1
0
[π20]
[0π2]
S
WS
ES
阳坡
2
32π
π2
W
E
半阳坡
3
π
[π32π]
[π2π]
N
WN
EN
阴坡
4
θ正北方夹角
23曲面面积
24表糙度
放映表起伏变化侵蚀程度指标般定义表单元曲面面积投影面积
3表形态动分类
DEM数文件基础进行形动分类首先根区域形特点拟定形分类决策表然动提取形类型信息程便获区域形类型分类系统输出形类型图
4学剖面绘制分析
研究学剖面线代面概括研究区域势质水文特征包括区域貌形态轮廓形态绝相高度质构造斜坡特征表切割强度侵蚀素等理剖面动绘制表示区域栅格数应容理信息系统分析工具组成部分区域理数处理立条件分析提供种效手段
第2节 空间叠合分析
1空间叠合分析概念分类
11概念
空间叠合分析（spatial overlay analysis）指统参系统条件次区两理象土层进行叠合产生空间区域重属性特征（空间合成叠合）建立理象间空间应关系（空间统计叠合）
12分类
根叠合象图形特征分三种：
点变形叠合pointinpolygon overlay
线变形叠合lineinpolygon overlay
变形变形叠合polygononpolygon overlay
(1)点边形叠合
点边形叠合确定图层点落图层边形便图层点建立新属性
铅垂线算法
点号
属性1
属性2
边形号
属性5
1
A
2
B
3
C
4
D
（2）线变形叠合
线边形叠合确定图层弧段落图层边形便图层条弧段建立新属性
线号
原线号
边形号
1
1
B
2
1
C
3
2
C
4
3
C
（3）边形边形叠合
具广泛应空间叠合分析类型
Aunion
进行边形叠合输出层保留原两输入图层边形
Bintersect
进行边形叠合输出层保留原两输入图层边形
Cidentity
进行边形叠合输出层保留中输入图层控制边界边形
Derase
进行边形叠合输出层保留中输入图层控制边界外边形
Eupdate
进行边形叠合输出层删处理图层新特征图层进行合结果
Fclip
进行边形叠合输出层图层边界图层容素进行截取结果
2基矢量数叠合分析
两图层素均矢量数——数存储量较少运算程较复杂
3基栅格数叠合分析
两图层素均栅格数——数存储量较运算程较简单
第3节 空间缓区分析
1空间缓区分析模型
11概念
空间缓区分析（spatial buffer analysis）指根分析象点线面实体动建立周围定距离带状区识实体体邻象辐射范围影响度便某项分析决策提供
12问题三类素
A体：分析目标般分点线面源三种类型
B邻象：表示受体影响客体
C作条件：表示体邻象施加作影响条件强度
13根体邻作性质采三种分析模型
A线性模型
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈线性形式衰减时
Fif0(1ri)
ridid0 0B二次模型
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈二次形式衰减时
Fif0(1ri)2
ridid0 0C指数模型
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈指数形式衰减时
Fif0(1ri)
ridid0 02空间缓区分析方法
教材第166页例题
I计算道路综合规模标准化指数f0——值标准化法
II计算道路影响距离d0——d0S2L
III实施缓区操作
两种路径
3建立分析缓区时应注意问题
31缓区发生重叠时处理
特征缓区间重叠
特征缓区图形重叠
32特征规定缓区宽度时处理
根特征属性确定缓区宽度
33复杂图形
缓区非缓区进行标示处理
34需缓区图形原输入图形作较分析时处理
利理信息系统制图功
第4节 空间网络分析
网络点线二元关系构成系统通常描述某种资源物质空间运动
1网络图基概念
11基概念
I图
图抽象形式表达确定事物事物间否具备某种特定关系数学系统
图构成：Gd（V(G)E(G)）
V(G)——顶点E(G)——边弧
II图图
设Gd（V(G)E(G)）图ekViVj顶点ViVj边ek结点Vi起始结点Vj终止结点ViVj邻接ViVj≠VjVi
设Gd（V(G)E(G)）图ViVjVjVi
III环行边
两端点重合边称环行边称重边两条边端点相连接称行边
IV简单图
含行边喝环图称简单图
V限图限图
顶点边限集合图限图
顶点边限集合图限图
VI路回路
图中首尾相接串边集合称路
行闭合路称回路
VII连通图树
意两点间存条路图称连通图
存回路连通图称树树中条边称树枝
12图矩阵表示
I邻接矩阵D（G）
II关联矩阵A（G）
2空间网络类型结构
21类型
空间网络般分面网络非面网络面网络分道路型树型环网型细胞型4种前3种线型流系统第4种线型栅格系统非面网络交错型网络称线型立体系统
22结构
空间网络构成素包括：
结点：网络中意两条线段路径交点
链弧段：连接两结点弧段路径网络中资源运移通道
障碍：资源通结点网络中唯表示属性元素
拐角：网络结点处资源运移方发生改变链结点转链
中心：网络中具链接受发送资源力结点
站点：网络中装卸资源结点
3空间网络分析法——路径分析
短路径搜索法——Dijkstra算法
A距离矩阵权矩阵确定
B确定起点
C标定起点
D逐级确定结点定标
E定标起点该结点短路径
教材第177178页图543例
第6节 空间数集合分析查询
空间数集合分析查询指定条件空间数库中检索满足条件数回答户提出问题称咨询式分析
通常GIS属性数分数字型字符型两种形式前者包括数量等级等表述理实体定量特征者包括名称分类等表述理实体定性特征字符型数般采逻辑关系进行运算数字型数进行加减方等数学运算产生新属性值
1空间集合分析
空间集合分析两逻辑子集定条件进行逻辑运算基原理布尔代数运算符号算子包括ANDORXORNOT组合等逻辑运算结果真假
空间集合分析然基矢量GIS基栅格GIS中完成基栅格系统容易快捷
2空间数查询
21概念
空间数查询般定义数库中找出满足属性约束条件空间约束条件理象
属性约束条件般带较运算符逻辑表达式描述空间约束条件带空间谓词逻辑表达式描述
空间查询作库体函数返回户请求容属咨询式分析
22GIS中空间查询致分3类：
A针空间关系查询
B针非空间属性查询
C结合空间关系非空间属性查询
23空间查询4种方法
A基关系查询语言扩充空间查询方法
B视化空间查询方法
表达空间查询
C基然语言查询
适某专业领域作统查询语言
D超文查询方法
作业：
33空间分析定义分类目
34DTM概念
35简说明种常形子
36空间叠合分析概念分类
37空间缓区分析概念模型
38空间缓区分析时问题包含三类素
39设某实体影响度Fi距离ri呈指数率变化已知该实体影响半径d0分级指标值f0试述该实体进行缓区分析步骤方法
40概念：环重边简单图路回路连通图树
41图：1）写出图矩阵表示2）图时V7起点进行短路径搜索3）图时V1起点进行短路径搜索
42图示逻辑运算结果
第6章 理信息系统应模型
教学基求：
1掌握GIS应模型概念作分类
2掌握适宜性分析模型应
3解发展预测模型
4解GIS应模型构建途径
5解适宜性分析模型般形式
教学点：
1GIS应模型概念作分类
2适宜性分析模型应
3发展预测模型
教学重点：
1GIS应模型概念作分类
2适宜性分析模型
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
第1节 GIS应模型概述
1GIS应模型概述
11概念
GIS应模型根具体应目标问题助GIS身技术优势观念世界中形成概念模型具体化信息世界中操作机理程
12GIS应模型作
定程度简化抽象通逻辑演绎握理系统素间相互关系质特征视化显示
13分类
A根表述空间象分：
理模型（数学模型）——数学表达式——表径流模型
验模型——基数理统计方法量观察实验——水土流失模型
混合模型——基原理验——位置选择模型资源分配模型
B根研究象瞬时状态发展程分
静态模型：理现象素相互作格局
半静态模型：评价应目标变化影响
动态模型：预测研究目标时空动态演变趋势
2GIS应模型构建
21求解问题程
目导（goaldriven）分析
数导（datadriven）分析
问题定义
问题
问题实质
问题概念
解决问题数
数库
源数收集
问题数子集
问题求解
问题答案
目导分析
数导分析
22三种构建GIS应模型途径
AGIS环境模型建造
利GIS软件宏语言
充分利GIS软件身资源建造开发效率高
BGIS外部模型建造
基GISSDB输出功模型分析功利领域软件
运行效率受影响实现软件嫁接具广泛适性
C混合模型建造
AB结合
利GIS提供功限度减少户行开发压力失具外部建模法灵活效果
第2节 适宜性分析模型
适宜性分析：指土针某种特定开发活动分析
建立适宜性分析模型程：首先确定具体开发活动次选择影响子然评判子该开发活动适宜程度作土利规划决策
1般形式
设某评价目标开发活动T该T应组影响素X1X2…Xm素应组参评子x1x2…xl子组属性v1v2…vm素应属性集Vi：
Vi[v11…vjk…vnl]
i12…m j12…n k12…l
素属性集指定T优劣全序集满足：
V1l>Vjl>…>Vnl
参评子属性值取值数库提取GIS空间分析软件生成素属性集优劣列矩阵表示：
W1P11…WiP1i…WmP1m
… … …
R W1P11…WiP1i…WmP1m
… … …
W1P11…WiP1i…WmP1m
式中：PXiT贡献函数值WXiT权重值
P值确定方法：子适宜指标值定贡献函数值100子适宜指标值定贡献函数值0间指标值函数值线性关系计算确定
述矩阵数GIS功支持求取基栅格单元评价分值： ——教材第198页62
然根（教材第198页63）值时P应j求某T适宜级Sj限制性子计算公式（教材第198页64）
2应实例
（1）评价象
玉米种植土适宜性评价通评奖研究区分出适宜性等级：S1（适宜）S2（次适宜）S3（界适宜）N（适宜）
（2）评价方法
基GIS土质量评价法
（3）评价程
A评价象生态条件调查
B确定评价象影响素子
C利GIS生成影响素数
D计算素权重贡献函数
E计算机适宜性评级
第3节 发展预测模型
1般介绍
11概念
运已存储数系统提供手段事物进行科学数量分析探索某事物发展趋势作出评价估计调节控制计划行动
12预测方法
通常分定性定量定时概率预测信息系统中般采定量预测方法
2应实例
21口预测模型
PtP0e(ru)
Pt——第t年口数
P0——基年口数
r——口出生率
u——口死亡率
t——时间（年份）
22劳动力预测模型
L（t）LR（t）•L（t1）+LW（t）
L（t）——第t年劳动力状态量
LW（t）——第t年劳动力迁移量
LR（t）——劳动力存留系数矩阵
作业：
43理信息系统应模型概念作分类
44构建应模型途径优缺点
45什适宜性分析？建立适宜性分析模型般程
46试某城市郊区蔬菜种植进行适宜性分析
47什发展预测？预测方法种？
48口预测模型劳动力预测模型表达式
第7章 理信息系统设计评价
教学基求：
1掌握系统设计目应型GIS特点
2掌握生命周期设计法原型化设计法特点
3掌握理信息标准化容
4掌握系统评价容
5解系统设计阶段容
6解空间数库相关设计
7解制定理信息标准机构
教学点：
1系统设计目应型GIS特点
2生命周期设计法原型化设计法特点
3理信息标准化容
4系统评价容
教学重点：
1系统设计目应型GIS特点
2理信息标准化容
教学方式：课堂讲授 学时：8
教学容：
第1节 GIS设计概述
1系统设计目
11系统设计目
工具型理信息系统基础开发应型GIS——系统设计指应型理信息系统设计
12应型理信息系统特点
理信息系统功容分两类：工具型GIS应型GIS
应型GIS指工具型GIS基础二次开发建立满足专门户解决类类实际问题理信息系统
应型GIS具特点：
A特定户应目
B特定理空间实体数库应模型
C继承工具型GIS开发台提供部分功软件
D专门户界面
13应型GIS分类
根应层次高低应性GIS分：
A空间事务处理系统 STPS——传统事务计算机处理
B空间理信息系统 SMIS——专业模型应
D空间决策支持系统 SDSS——决策领域应广泛
2系统设计模式
21早设计模式
Calkins1972年提出称结构化系统设计模式包括4组成部分
A通访问户调查户需求数源确定系统目求规定
B描述评价系统设计程关资源限定素现硬件软件关政治法律等素
C说明评价拟定系统系统够满足规定求
D拟定系统作评价中选择运行系统
特点：强调户调查系统功需求分析阶段写成关文件便进行评价户参系统设计
22改进GIS设计模式
设计思想：强调现组成部分（hardware software DB）进行深入认真评价研究满足系统功程度保证设计系统实效处理数周期长等求
容：
A目务
目务说明非常详细
B概念定义
介绍系统组成部分
C功求
I该系统必须具功——系统真正求
II希具功
III意义功
功应规定：
I输入
II输出
III功需处理步骤
IV实现功条件
V功生成数
D性测定
测试容：硬件软件模块数库质量控制等
测试应考虑条件：
I系统正常操作条件
II重点测试——坏情况极端操作条件
III逻辑测试——检查逻辑条件
IV线路测试
整系统设计程中开发员户进行效交流
3系统设计流程
31生命周期设计法
包括4阶段：系统分析系统设计系统实施系统运行维护
优点：分阶段进行便开发工作组织理
足：开发程长新系统实际效果见性差户反馈迟容易握户需求变化
32原型化设计法
根户提出需求户开发员商定中重基开发目标选择试验区——初步方案——户试——反馈——修改
特点：户参性强更快系统实际效果系统开发风险低
般言户新系统功需求十分明确时直接采生命周期法利开发费开发时间控制
第2节 GIS设计——生命周期设计法
1系统分析
11基思想
系统观点出发事物进行分析综合找出种行方案系统设计提供
12务
系统户进行需求调查行性分析提出新系统目标结构方案
13户需求调查容
Awho——户
Bwhat——功
Cwhy——原
Dwhere——需资源源
Equality——指具体技术指标性求性求
14户调查方法程
般采访问座谈等方法
调查前——拟定需求调查提纲
调查中——重点弄清户开发系统功数容应范围等方面求相信考察户原业务范围工作流程部门间联系
调查——撰写户需求调查报告进行行性分析关部门进行审批立项然进行步工作
2系统设计
21总体设计——逻辑设计
务：根系统研制目标规划系统规模确定系统组成部分说明整系统中作相互关系确定系统软硬件配置规定系统采技术规范作出费预算时间安排保证系统总体目标实现撰写系统总体设计方案作重技术文件提供证审批
容：
A户需求
户构成——户系统求——系统应具备功
B系统目标
——该系统应目标
C总体结构
——系统划分干子系统功模块构成系统总体结构图
D系统配置——系统运行设备环境
——硬件软件
遵循原：技术稳定投资少见效快立足现顾发展
E数库设计——系统核心
信息容分：基础数库专题数库
数类型分：空间数库属性数库
——确定数理模式
F系统功
——关键解决户需特定功应性GIS特殊功应基础型GIS基功开发实现
G费理
22详细设计——实际设计
务：根总体设计确定目标阶段开发计划紧密结合特定硬件基础软件规范标准进行子系统数库详细设计具体指导系统开发
容：
A子系统设计
——户需求进步详细调查分完成子系统逻辑设计DB设计功模块设计户界面设计等子系统设计容体类似总体设计容应更详细具体
BDB设计
C功模块设计
——详细描述功模块容实现技术算法输入输出数项格式等
D户界面设计
户界面机话工具功模块应菜单式命令式表格式界面三种
户界面设计应：友美观易学易懂易掌握
23系统实施
系统设计原指导详细设计方案确定目标容方法分阶段分步骤完成系统开发程
容：
A系统硬件软件引进调试
B系统数库建立
C应理系统开发
D系统测试联调
E系统验收鉴定——文档软件数库
24系统运行维护
系统运行——指系统调试验收交付户
系统维护——保证系统正常工作采取切措施步骤
第3节 理信息标准化
1理信息标准化容
11统名词术语涵
测绘基术语摄影测量遥感术语图制图术语等
12统数采原
级统计部门数基数部门提供数矛盾时统计部门准
统计部门未进行统计指标直接业务部门提供数准
采集数应具权威性科学性现势性等
13统空间定位框架
统空间定位框架种数信息输入输出匹配处理提供理坐标基础
理坐标网络坐标投影坐标——数源时必须统三种坐标基础
国GIS配置投影应国家基图系列采投影相致：
1：10000——1：500000图幅——高斯克吕格投影
1：1000000更图幅——等角圆锥投影
高斯克吕格投影幅图范围成角度变形
14统数分类标准
数分类目——计算机存储编码检索等需
分类体系划分否合理直接影响GIS数组织系统间数连接传输享GIS产品质量系统设计数库建立项极重基础工作
国信息分类体系采宏观全国分类系统详细专业系统间相递分类方案——低级分类系统必须综合高级分类系统中
首先：第层——社会环境然环境资源源三类
次：第二层——根环境素资源类特征差异划分14二级类
第三：二级类包括容作第三级类
：区域理特点户需求拟定区域分类系统专业类型具体分类标准
15统数编码系统
般求：
A执行已国家编码规范标准
B分类相致
C编码宜长
D编码标准化：统码位长度致码位格式明确代码含义
16统数组织结构
数结构理实体数组织形式相互关系抽象描述
描述理实体空间数应包括空间位置拓扑关系属性三方面容
17统数记录格式
数记录格式指GIS原始数输出数磁性介质记录方式
GIS采数记录包括矢量影合格网三种空间数原数记录格式
18统数质量含义
数质量指该数特定途分析操作应适宜程度
容包括：
A数完整性：指素完整性属性完整性
B数致性：逻辑致性拓扑致性
C位置精度
D时间精度：数现势性
E属性精度
2理信息标准化制定
21目前正制定标准规范重单位
AISOTC211：国际标准化组织TC211专题组
BFGDC：美国联邦理数委员会
CCENTC28T：欧洲标准化委员会
DOGC：美国OpenGIS协会
EMEGRIN：欧洲图事务组织
FCGSD：加标准委员会
22国
国家质量技术监督局负责国家测绘局牵头吸收生产科研教育部门参加成立全国基础理信息标准化技术委员会
第4节 GIS评价
系统评价指技术济两方面设计GIS进行评定
基做法运行着系统预期目标进行较考察否达系统设计时预定效果
容：
A系统效率
种职指标技术指标济指标
B系统性
指系统运行时稳定性
C扩展性
增加功模块——留接口
D移植性
环境适应力型号设备
E系统效益
济效益
社会效益
作业：
49系统设计目什？
50应型理信息系统特点分类
51早系统设计模式分部分？特点什？
52改进系统设计模式设计思想容
53生命周期设计法分阶段？优点足什？
54什原型化设计法？特点什？
55系统设计阶段务容什？
56理信息标准化容？
57国际制定理信息标准规范机构？国理信息标准制定什机构进行？
58什系统评价？理信息系统评价项目？
第8章 GIS产品输出设计
教学基求：
1掌握GIS输出形式
2掌握数字图概念优点
教学点：
1GIS输出形式
2常规图分类
3数字图优点
教学重点：
1GIS输出形式
2数字图优点
教学方式：课堂讲授 学时：2
教学容：
第1节 GIS产品输出形式
GIS产品指系统处理分析直接供专业规划员决策员种图图表图数报表文字说明
GIS产品载体言分常规静态纸张图动态数字图等类型
1常规图——纸张图
线划颜色符号注记等表示形物
根GIS表达容分：全素形图类专题图遥感影图统计图表数报表
11全素形图
容：水系貌植居民交通境界独立物
特点：统控制图投影分幅编号统例尺系统统编制范围图式符号——国家基例尺形图
作：编制类专题图基础
12类专题图
——突出表示种种然社会济现象图理基础专题容两部分组成
——专题容般包括空间分布时间变异数量质量特征三方面
——表示方法：定点符号法线状符号法质底色法等值线法定位图表法范围法点值法分级值法分区图表法动线法等
13遥感影图
遥感——GIS重数源
RS图进行纠正基础定数学法运特定图符号结合表示面特征图RS图编制成RS影图
遥感影图具RS图形图双重优点：包括RS图丰富信息容保证形图整饰精度
容分普通影图（包括等高线等形容素）专题影图（反映专题素）两种
14统计图表数报表
属性数——关系（表）
表示方法：专题图统计图表数报表
2数字图
核心：数字形式记录存储图
优点：
A存储介质磁盘磁带信息存储量体积易携带
B计算机识数字代码系统反映类理特征计算机软件支持助高分辨率显示器实现图俄显示
C便RS信息GIS相结合实现图快速更新便层次信息复合分析
数字球——嵌入海量数分辨率真实球三维描述核心思想数字化手段统处理球问题限度利信息资源
数字图成数字球基础
作业：
59理信息系统产品输出形式？
60数字图优点
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讲 义
课程名称：理信息系统概
系 ：城市资源学系
教师姓名：
职 称： 讲 师
授课班级：
XX学理学院
理信息系统概教学纲
课程类：专业基础课（必修） 课程代码：
总学时：72 学分：4
适专业：理教育理信息系统资源环境城乡规划理
先修课程：图学
课程位性质务
理信息系统（GIS）集计算机科学理科学测绘学遥感学环境科学空间科学信息科学理科学等学科体新兴边缘学科20世纪60年代问世已跨越40春秋始终发展迅猛理信息系统全球定位系统（GPS）遥感（RS）相结合构成三S集成系统CAD媒体通信特网办公动化虚拟现实等种技术相结合构成综合信息技术理信息系统概作全国高等学校理类专业公核心课程介绍理信息系统基础理技术体系应方法通课程学理类专业学生掌握理信息系统基础理知识课程教学应学生掌握理信息系统基概念基础理方法时理信息系统概门实践性较强课程通实践教学学生更直观掌握理信息系统构成理信息系统产品制作解理信息系统软件常信息检索方法学生实践力创新力定培养
二 课程教学基求
通课程学学生牢固掌握理信息系统基概念：数信息理信息系统理信息系统空间数库等学生掌握理信息系统基础理方法数结构空间分析原理方法常应模型等学生解理信息系统相关知识空间数处理产品制作显示总通学课程学生掌握理信息系统基概念基础理应方法专业课程软件学坚实基础
三 理教学容学时分配
第1章 导（8学时）
掌握数信息理信息理信息系统概念掌握理信息系统基构成基功解理信息系统应功解理信息系统发展概况基础理
教学重点难点：理信息系统基概念理信息系统基构成合基功
第2章 理信息系统数结构（8学时）
掌握理空间概念空间实体表达空间数集特征矢量数结构栅格数结构空间数分类编码栅格数图形数字化方法解四叉树结构矢量栅格体化数结构空间数结构建立程
教学重点难点：矢量数机构中拓扑数机构拓扑编辑功栅格数结构中游程编码结构冗余度计算
第3章 空间数处理（8学时）
掌握投影转换方法区域数插方法相邻图幅识方法解空间数结构转换意义数压缩概念压缩计算面域邻接险段删方法
教学重点难点：区域数插方法——叠置法重法
第4章 理信息系统空间数库（12学时）
掌握空间数库概念空间数库设计步骤原空间数库实现掌握三种传统数模型表示检索方法掌握实体—联系模型概念表示方法掌握空间数库逻辑设计步骤解空间数库相关设计运行维护解三种传统数模型足
教学重点难点：三种传统数模型（层次模型关系模型网状模型）表示检索方法实体—联系模型概念表示方法
第5章 空间分析原理方法（12学时）
掌握空间分析概念分类空间叠合分析概念分类空间缓区分析概念模型方法路径分析方法解数字面模型概念常形子网络图空间网络空间数集合分析查询
教学重点难点：空间缓区分析概念模型方法路径分析方法（短路径搜索法）
第6章 理信息系统应模型（12学时）
掌握适宜性分析模型解理信息系统应模型分类构建发展预测模型
教学重点难点：适应性分析模型般形式应值标准化法
第7章 理信息系统设计评价（8学时）
掌握系统设计目生命周期设计法阶段容理信息标准化容解系统设计模式生命周期设计法原型化设计法优缺点制定理信息标准化机构
教学重点难点：系统设计目生命周期设计法理信息标准化容
第8章 理信息系统产品输出设计（4学时）
掌握理信息系统产品输出形式数字图优点解数字球般概念
教学重点难点：常规图概念形式数字图概念优点
四 课程教学方法手段
采取讲授课讨课实践课等方法讲授程中实际例子注重学生动手力训练
五 课程考核办法成绩构成
1 考核办法：采时考核期末闭卷考试相结合方式
2 时考核求形式：时作业（15％）考勤（5％）
3 期末闭卷考试占总成绩80％
六 课程教材参考书
教材：黄杏元马劲松汤勤 编著 理信息系统概
北京：高等教育出版社200112
参考书：
1陈述彭等 理信息系统导 北京：科学出版社1999
2张超 理信息系统实教程 北京：高等教育出版社1999
3张新长等 城市理信息系统 北京：科学出版社2001
4毛锋等 ArcGIS 8 开发实践 北京：科学出版社2002
5ICIMOD Training Manual on Application of GIS and RS to Integrated Mountain Development1998
执笔：
教学进度表
周次
篇章
课程进度安排
1
第章
导
第节 GIS基概念 第二节 GIS基构成
2
第三节 GIS功简介 第四节 GIS发展透视
3
第二章
GIS数结构
第节 理空间表达 第二节 理空间数特征
4
第三节 空间数结构类型 第四节 空间数结构建立
5
第三章
空间数处理
第节 空间数坐标变换 第二节 空间数结构转换
第三节 源空间数融合
6
第四节 空间数压缩综合 第五节 空间数插方法
第六节 图幅数边匹配处理
7
第四章
GIS空间数库
第节 空间数库概述
8
第二节 空间数库概念模型设计
9
第三节 空间数库概念模型设计
10
第四节 空间数库逻辑模型设计物理设计
11
第五章
空间分析原理方法
第节 DTM分析 第二节 空间叠合分析
12
第二节 空间缓区分析
13
第三节 空间网络分析
14
第六节 空间数集合分析查询
14
第六章
GIS应模型
第节 GIS应模型概述
15
第二节 适宜性分析模型
16
第三节 发展预测模型
16
第七章
GIS设计评价
第节 GIS设计概述
17
第二节 GIS设计
18
第三节 理信息标准化 第四节 GIS评价
18
第八章
GIS产品输出形式
第节 GIS产品输出形式
常英文缩略语注释
GIS：geographical information system 理信息系统
RS：remote sensing 遥感
GPS：global positionization system 全球定位系统
GUIgraphical user interface 图形户界面
DBMSdatabase management system 数库理系统
IDidentity 标识码
SQL structural query language 结构查询语言
SDEspatial database engine 空间数库引擎
DEMdigital elevation model 数字高程模型
DTMditigal terrain model 数字面模型
ER modelentityrelationship model 实体联系模型
CACcomputer aid cartography 计算机辅助制图
CADcomputer aid design 计算机辅助设计
理信息系统概讲义
第1章 导
第2章 理信息系统数结构
第3章 空间数处理
第4章 理信息系统空间数库
第5章 空间分析原理方法
第6章 理信息系统应模型
第7章 理信息系统设计评价
第8章 理信息系统产品输出设计
第1章 导
教学基求：
1掌握数信息理信息理信息系统概念
2掌握理信息系统基构成基功
3解理信息系统发展概况基础理
教学点：
1数信息概念
2理信息理信息系统概念
3理信息系统基构成
4理信息系统基功应功
5理信息系统发展概况
6理信息系统基础理
教学重点：
1理信息系统基概念
2理信息系统基构成基功
教学方式：课堂讲授 学时：8
教学容：
第1节 理信息系统基概念
1数信息(data and information)
11数信息定义
数信息表达未加工原材料数通数字化记录鉴符号仅数字数文字符号图数数身没意义
信息数容数解释运解算
数解释意义成信息
质言数客观象表示信息数涵意义
12数处理——数中获取信息重环节
谓数处理指数进行收集筛选排序转换存储检索计算分析模拟预测等等操作
数处理目：
（1）转换成便处理应形式
（2）加工成正确理决策数
（3）便存储供断
13信息特点
A客观性——信息客观事实紧密相关信息正确性精确度保证
B适性——信息决策十分重
C传输性——信息信息发送者接收者间传输
D享性——信息户享身损失（信息实物）
2理信息理信息系统
21理信息
概念：
理信息指表征理圈理环境固素物质数量质量分布特征联系规律等数字文字图图形等总称
特征——区域性层次动态变化特征：
A：理信息属空间信息——位置识数紧密联系
B：具维结构——二维空间基础实现专题第三维信息结构
C：时序特征十分明显
22理信息系统
Britain geographical information system
Germany geoinformation system
Canada & Australia land information system
China resources and environment information system
理信息系统定义强调技术涵强调应功
美国联邦数字图协调委员会（FICCDC）定义：理信息系统计算机硬件软件方法组成系统该系统支持空间数采集理处理分析建模显示便解决复杂规划理问题
第2节 理信息系统基构成
包括5部分：系统硬件系统软件空间数应员应模型
1系统硬件——理信息系统物质外壳
11理信息系统机
UnixNT两类型
12外部设备
输入设备：数字化仪扫描仪CDRSGPS等
输出设备：绘图仪印机等
13理信息系统网络设备
网络设备计算机通信线路设计成理信息系统硬件环境重组成部分
2系统软件——理信息系统核心
功分：理信息系统专业软件数库软件系统理软件
21理信息系统专业软件——处理理信息
包括6核心模块：
数输入编辑
空间数理
数处理分析
数输出
户界面
系统二次开发力
22数库软件
专门理信息系统数库
23系统理软件
计算机操作软件：DOSWindowsUNIX
——关系理信息系统软件开发语言效性
3空间数——理信息系统操作象
空间数理实体数表达形式理实体具空间特征属性特征时间特征点线面三种形式空间数般矢量数栅格数两种形式
4应员——理信息系统成败关键
包括系统开发员理信息系统终户应员专业素质专业知识理信息系统工程应成败关键
5应模型——理信息系统相关专业连接纽带
应模型构建般程：明确求解问题基流程——构建模型逻辑结构图——确定GIS空间操作项目空间分析方法——模型验证修改输出
第3节 理信息系统功简介
包括基功应功
1基功
11数采集编辑——theme layer
12数存储理——数库
13数处理变换
数变换：种数学状态种数学状态
数重构：种形态种形态
数抽取：全集子集提取
14空间分析统计
拓扑叠合：图层叠合——便条件查询
缓区建立：确定素空间接度邻性
数字形分析：功模块
空间集合分析
15产品制作显示
图图形形式输出
16二次开发编程
2应功
21资源理——清查理分析
22区域规划——高度综合性
23国土监测——RS结合
森林火灾洪水土利动态变化环境评估
24辅助决策
第4节 理信息系统发展透视
1发展概况——计算机发展紧密联系
20世纪60年代
40—50年代计算机科学图学航空摄影测量技术发展理信息系统出现奠定基础
世界第GIS——CanadaGIS
机助制图力强学分析功较简单
许关组织机构建立
20世纪70年代——第三代计算机
迅速发展时期
商业软件理
GIS国际讨会
学重视——GIS实验室
20世纪80年代——第四代计算机
突破性阶段
DBMS系统软件工具应软件工具研制
数处理开始数学模型模拟等决策工具相结合
GIS解决全球性问题
国GIS发展——国家重点实验室
20世纪90年代——
GIS应发展GIS户时代GIS产业化集成化社会化
GIS已成门综合技术
GIS产业化势头强劲
GIS网络化
理信息科学产生发展
2基础理
理学——GIS父（Parker）GIS理托
测绘学分支学科——提供空间数误差理
计算机科学
数学——许分支学科
作业：
1数信息区？
2理信息概念特点
3理信息系统概念
4简述理信息系统基构成
5理信息系统功
6简介绍理信息系统发展
第2章 GIS数结构
教学基求：
1掌握理空间表达掌握理空间特征实体概念
2掌握空间数基特征
3掌握拓扑数结构游程编码数结构
4掌握空间数分类编码国基础理信息编码结构
5解简单数结构栅格矩阵结构
6解矢量数结构栅格数结构较
教学点：
1理空间理空间特征实体概念
2理空间表达
3拓扑数结构拓扑编辑功
4游程编码数结构冗余度计算
5空间数分类概念目原
6空间数编码概念目国基础理信息编码结构
教学重点：
1理空间表达
2拓扑数结构
3栅格数结构
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
第1节 理空间表达
1理空间概念
11概念
理空间气层电离层幔莫霍面生命程活跃场宇宙程球影响区域
般包括理空间位框架联结特征实体
理空间定位框架测量控制民控制网高程控制网组成
12国测量控制
理椭球选择——采1975国际测量协会推荐国际椭球
赤道半径a6378140m
极半径b63567552881575287m
球扁率f(ab)a1298257
原点——西安原点位陕西省泾阳县永乐镇
坐标——高斯克吕格面直角坐标
高程控制——1985国家高程基准高前黄海基面29mm
2空间实体表达
21理空间特征实体
指具形状属性时序特征空间象理实体包括点线面曲面体构成球圈层间复杂理综合体
22特征实体数表达——便计算机识处理
空间点理空间特征实体基元素
矢量表示法：采没精确位置点表示基点元素
栅格表示法：采固定精确位置点表达基点元素
第2节 理空间数特征
1GIS空间数
空间数GIS核心血液
11根数源类型
图数
影响数
形数
属性数
元数
12根表示象
类型数
面域数
网络数
样数
曲面数
文数
符号数
2空间数基特征
21空间数基特征概括空间特征属性特征
空间特征定位特征数拓扑特征数反映属性特征属性特征数时间特征数反映
22空间数拓扑关系
A拓扑邻接：存空间图形类元素间拓扑关系
B拓扑关联：存空间图形元素间拓扑关系
C拓扑包含：存空间图形类级元素间拓扑关系简单包含层包含等价包含三种
23拓扑关系GIS数处理空间分析意义：
A简便确定理实体间空间位置关系
B利空间数查询
C拓扑数工具重建理实体
3空间数计算机表示
31数结构——GIS核心技术
组织建立起空间数间联系便计算机存储操作成数结构
32计算机表示——ArcInfo例
逻辑划分专题层——专题素分解点线面弧段作基存储目标——目标进行数字表示
第3节 空间数结构类型
1矢量数结构
利欧里德学中点线面组合体表示理实体空间分布种数组织形式
优点：逼现实数精度高数存储冗余度低便网络分析
缺点：层空间数叠合分析较困难
11简单数结构——spaghetti（面条结构）
空间数基空间象单元进行单独组织含拓扑关系
A数组织简单数编排直观数字化操作简单
B边形闭合线段存储公边界数字化两次造成数字冗余致
C包含拓扑关系点线边形间关联
D岛作单图形没外界边形联系
12拓扑数结构
A点相互独立点连成线线构成面
线（弧段）：纪录起结点（FN）终结点（TN）左边形（LP）右边形（RP）
结点：两条弧段相交点
岛：条弧段组成边形
简单边形复杂边形——含岛否
B弧段数组织基象
弧段纪录：ID FN TN LP RP
结点纪录：ID 坐标 连接弧段
边形纪录：ID 组成弧段ID 相关属性
C拓扑数结构重技术特征贡献——具拓扑编辑功
边形连接编辑
结点连接编辑
13曲面数结构
规三角网——TIN
表示形降水温度等连续变化现象点插
2栅格数结构
网格应种属性位置行列识
网格边长决定栅格数精度
信息丢失——通保证边形精度确定网格合理尺寸合理网格尺寸确定H(min{Ai})122
优点：直观易实现元数叠合操作便RS图扫描数相匹配
缺点：占空间数冗余度难进行网络分析
21栅格矩阵结构
面域栅格矩阵结构
全栅格阵列空间数组织形式
存贮空间——栅格数压缩栅格数结构解决首务
22游程编码结构（Run Length Encoding）
A游程（Run Length）：称步长指相邻值网格数量
B游程编码逐行相邻值网格合纪录合网格值游程（Ai Pi）
C效压缩数量消冗余特适二值图表示
D数冗余度计算
Re1Qmn
m——网格行数
n——网格列数
Q——图层相邻属性值变化次数累积
Re〉15时游程编码结构效进行数压缩
3矢量数结构栅格数结构较
优点
缺点
矢量数结构
l 便面现象数表示
l 数结构紧凑冗余度低
l 利网络分析
l 图形显示质量精度高
l 数结构复杂
l 软件硬件技术求较高
l 边形分析较困难
l 显示绘图成高
栅格数结构
l 数结构简单
l 空间分析理现象模拟均较容易
l 利遥感数匹配应分析
l 输出方法快速成较低廉
l 图形数量
l 投影转换较困难
l 栅格图图形质量较低
l 现象识效果矢量方法
第4节 空间数结构建立
空间数结构建立指根确定数结构类型形成该数结构相适应GIS空间数空间数库建立提供物质基础
1空间数结构建立基程
教材第62页图238：数结构建立基程
2系统功数间关系
数功间具密切联系确定类型数系统功决定
3空间数分类编码
31空间数分类
概念：指根系统功国家规范标准具属性特征素区分开程
目：便逻辑空间数组织信息层数采集存储理查询享提供
原：首先根图形原空间数分点线面三种类型次根象原理象划分存储层
国基础理信息数分8类：测量控制点水系居民交通线垣栅境界形土质植
32空间数编码
概念：指数分类结果种易计算机识符号系统表示出程
目：提供空间数理分类特征描述时便理素输入存储理系统间数交换享需
国基础理信息数分类码结构：编码6位中第1位类码第2位类码第34位级代码第5位二级代码第6位识码（户定义供扩充）
4矢量数输入编辑
结合实理解
5栅格数输入编辑
栅格数获取方法：单位格网交点属法单位格网面积占优法单位栅格长度占优法
作业：
7空间数基特征
8国测量控制系统
9空间数拓扑关系GIS数处理空间分析意义
10图247（P70）写出弧段文件113进行边形连接编辑3进行结点连接编辑
11图进行游程编码计算冗余度
12名词解释：理空间理空间特征实体空间数分类空间数编码
13矢量数结构栅格数机构较
14空间数结构建立般程
15空间数分类方法
16国基础理信息数分类码结构
第3章 空间数处理
教学基求：
1掌握投影转换方法
2掌握区域数插方法：叠置法重法
3掌握相邻图幅识方法
4解空间数结构转换目
5解点数插方法
6解相属性边形公界线删方法
教学点：
1投影转换方法
2区域数插方法
3空间数压缩综合概念
4相邻图幅识
教学重点：
1空间数插方法：叠置法重法
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
数处理涉容广泛取决原始数特点户具体需求般包括数变换数重构数提取等容
数变化指数种数学状态种数学状态变换包括纠正投影转换辐射纠正等解决空间数配准数重构指数种格式种格式转换包括结构转换格式变换类型换等解决空间数结构格式类型统实现源异构数联接融合数提取指数进行某种条件提取包括类型提取窗口提取空间插等解决户数特定需求
数处理针数身完成操作涉容分析空间数处理称数形式操作
第1节 空间数坐标变换
空间数坐标变换实质建立两面点间应关系包括纠正投影转换空间数处理基容
1纠正
目：实现数字化数坐标系转换图纸变形误差纠正
方法：仿射变换相似变换二次变换
2投影转换
目：种投影数字化数转换需投影坐标数
方法：
正解变换：通建立种投影变换种投影严密似解析关系式直接种投影数字化坐标xy变换种投影直角坐标XY
反解变换：种投影坐标反解出理坐标（xy——BL）然理坐标代入种投影坐标公式中（BL——XY）实现种投影坐标种投影坐标变换（xy——XY）
数值变换：根两种投影变换区干名数字化点采插值法限差分法等实现种投影坐标种投影坐标变换
第2节 空间数结构转换
矢量数结构栅格数结构优缺点般应原：数采集采矢量数结构利保证空间实体精度拓扑特性描述空间分析采栅格数结构利加快系统数运行速度分析应进程数处理阶段常进行两种数结构相互转换
1矢量栅格转换
目：通限工作存储区矢量栅格数间避免读写操作限制短时间范围
基弧段数文件边形数文件分采方法
2栅格矢量转换
目：栅格数分析结果通矢量绘图装置输出数压缩需量面状栅格数转换少量数表示边形边界目动扫描仪获取栅格数加入矢量形式数库
转换处理时基图数文件生栅格数文件分采算法
第3节 源空间数融合
1RSGIS数融合
助RS技术获信息具周期动态性信息丰富获取效率高等优势GIS具高效空间数理灵活空间数综合分析力两者数融合利增强重数复合力改善RS信息提取时性性便利RS影辅助GIS空间数获取更新效提高类数率
RSGIS数融合常方法：
11RS图图形融合
正射纠正遥感影数字图信息融合产生影图种影图具定数学基础丰富光谱信息信息行政界线属性信息直接提高户视化效果
12RS数DEM融合
助实施遥感影校正配准消遥感图中形起伏造成元位移提高遥感图定位精度时DEM参遥感图分类改善分类精度
13RS图图扫描图融合
遥感图中快速发现已发生变化区域进实现GIS数库动半动快速更新
2格式数融合
种GIS软件特定数模型造成数存储格式结构
21基转换器数融合
种模式数转换般通交换格式进行目前GIS系统数融合方法
存问题：数转换程复杂转换次数频繁系统部数格式需公开转换采技术公开等
22基数标准数融合
采种空间数转换标准实现源GIS数融合
种转换方法处理数集转换次数少系统容数格式需公开转换采技术需公开
23基公接口数融合
称数互操作模式
独立具体台转换技术高度抽象数格式需公开代表着数享技术发展方
24基直接访问数融合
直接访问指GIS软件中实现软件数格式直接访问户单GIS软件存取种数格式直接数访问仅避免繁琐数转换GIS软件中访问某种软件数格式求户拥该数格式宿软件更需该软件运行源数融合提供更实便捷支持
第4节 空间数压缩综合
1空间数压缩
11数压缩意义
意义：
l 节省存储空间处理时间
l 着处理空间数例尺发生变化样存数压缩需
数压缩概念：取数集合S中抽取子集A子集作新信息源规定精度范围逼原集合取压缩
设曲线原点序A：{A1A2…An}通压缩处理获新子序A’：{As1As2…Asm}压缩a：
amn<1
12曲线点压缩
般采特征点筛选法信息丢失代价换取空间数容量缩
13面域栅格数压缩
栅格数量越数分辨率越高栅格数分辨率栅格数量间呈方指数率函数关系
游程编码法
2空间数综合
进行专门数分析时常需数库中提取数作定处理包括数属性重新分类空间图形化简图形特征插构成数新形式
面域邻接线段删——图323：
原始属性数——重新分类属性数——邻接线段删数——属性压缩数
面域间界线动删算法——图325
第5节 空间数插方法
通已知点分区数推求意点分区数方法称空间数插
根已知点分区数空间数插分点插核区域插
1点插
点插研究具连续变化特征现象数值插方法
根插精度点插分精确概略两类
点插般数取样数处理数记录三程数取样指数点选取坐标确定数处理数点作控制基础某数学模型模拟表面进行插加密计算确定三角网格网节点处特征值数记录建立节点特征值记录存储器供分析
2区域插
区域插研究根组分区已知数推求区组分区未知数插方法
组已知数分区称源区需插组分区称目标区
21叠置法
目标区叠置源区首先确定两者面积交集ats然利式计算目标区分区t插值v1：
vtΣUsatsσs
式中：t目标区分区序号
s源区分区序号
Us分区s已知统计数
atst区s区相交面积
σss区面积
22重法
根滑密度函数原理源区统计数质性改变非质性非质性代表着般社会济现象普遍特点
程：
A源区叠置网格（尺寸应保证具足够插精度）
B源区分区值赋相应分区格网点
C公式计算相邻四网点均值：Zij(Zi1j+Zi+1j+Zij1+Zij+1)4
D分区格网点值相加设Us’计算系数PUsUs’格网点值P调整分区格网点值
E程继续直Us’Us值接者相应分区格网点值较致时便计算目标区插值：vtv1+v2+…+vn
第6节 图幅数边匹配处理
1识检索相邻图幅数
相邻图幅数集中起首先识通图幅编号分幅数字化数联系起方法解决便计算机处理图幅常编号：十位数指示图幅编号横序位数指示图幅编号序
图幅数边匹配处理针跨越相邻图幅线段弧言般提取图幅边界2cm范围数作处理匹配目标
2相邻图幅边界点坐标数匹配
常追踪拼接法：右追踪左追踪追踪追踪
符合述条件两条线段弧匹配衔接：
A相邻图幅边界两条线段弧左右码相相反
B相邻图幅名边界点坐标某许定值范围（<05mm）
3相属性边形公边界删
图幅数通边匹配处理组成较区域连续图幅数常常伴例尺缩属性类型合需具相属性边形公边界线予删删方法见章第4节
作业：
17投影转换种方法
18空间数结构转换两种？目什？
19数压缩意义概念
20图分叠置法重法进行区域数插
21识两图幅否相邻？
第4章 理信息系统空间数库
教学基求：
1掌握空间数库概念设计程设计原实现维护
2掌握三种传统空间数库概念模型
3掌握实体联系模型
4掌握空间数库逻辑设计步骤
5解面象数模型
6解空间数库相关设计
教学点：
1空间数库概念设计程设计原实现维护
2三种传统空间数库概念模型
3实体联系模型
4空间数库逻辑设计步骤
教学重点：
1三种传统概念模型
2实体联系模型
教学方式：课堂讲授 学时：16
教学容：
第1节 空间数库概述
空间数库理信息系统中空间数存储场
项目工作程中空间数库发挥着核心作表现：户决策程中通访问空间数库获空间数决策程完成决策结果存储空间数库中
空间数库布局存取力GIS功实现工作效率影响极
1空间数库概念
11数库系统——简称数库
完整数库系统包括数库（DatabaseDB）数库理系统（Database Management SystemDBMS）数库应系统（DBUS）三组成部分
DB：定结构组织起相关数集合
DBMS：提供数库建立理工具软件系统
DBUS：具DB访问功应软件提供户访问操作特定DB户界面
12空间数库系统
述三部分组成
空间数库指理信息系统计算机物理存储介质存储应相关理空间数总般系列特定结构文件形式组织存储介质
空间数库理系统够物理介质存储理空间数进行语义逻辑定义提供必需空间数查询检索功够空间数进行效维护更新套软件系统
空间数库应系统理信息系统空间分析模型应模型组成软件系统通全面理空间数运空间数进行分析决策
空间数库理系统实现建立常规DBMS完成常规DBMS必备功外需提供特定针空间数理功空间数库理系统实现方法二：
A直接常规DBMS进行功扩展加入定数量空间数存储理功
B常规DBMS添加层SDE（spatial database engine）获常规DBMS功外空间数存储理功
2空间数库设计
空间数库设计实质理空间客体定组织形式数库系统中加表达程理信息系统中空间客体数模型化问题
21空间数库设计程
理现象程
概念模型
逻辑模型
存储模型
抽象
概念模型包括理现象程等客体特征描述关系分析程模拟等容容抽象概括数结构定义数模型建立专业应模型构建等容
理空间三维空间空间特性表现四基客体类型点线面体相互间存联系构成属层次维数视角例尺变化相互转化
空间客体联系包括空间联系时间联系属性联系
22空间数库数模型设计
目：揭示空间客体质特征进行抽象化转化计算机够接受处理数形式
空间数模型衡量GIS功优劣素
23空间数库设计原步骤技术方法
原：
A节省存储空间——减少冗余
B稳定数结构
C高效查询
D反映空间数复杂性
E应适应性
技术：
A数分析技术——分析户数语义
B技术设计技术——数分析结果转化数库
需求分析
概念设计
逻辑设计
物理设计
数库
逻辑模型
概念模型
存储模型
步骤：
3空间数库实现维护
31空间数库实现
根空间数库逻辑设计物理设计结果计算机创建起实际空间数库结构装入空间数测试运行程空间数库实现程包括：
A建立实际空间数库结构
B装入试验性空间数应程序进行测试
C装入实际空间数（加载）建立起实际运行空间数库
32相关设计
设计工作包括加强空间数库安全性完整性控制保证致性恢复性等总牺牲数库运行效率代价
A组织设计
B障恢复方案设计
C安全性考虑
D事务控制
33空间数库运行维护
A维护安全性完整性：需时调整授权密码转储恢复数库
B监测改善数库性：分析评估存储空间相应时间必时进行数库组织
C增加新功：现功户需求进行扩充
D修改错误：包括程序数
第2节 空间数库概念模型设计——传统数模型
数模型作现实世界规格化说明
传统数模型指层次网状关系三种模型
1层次数模型
11层次关系
描述类客体客体类间联系
客体类双亲客体类双亲客体类子女客体类：双亲子女间形成谓层次关系记录表示树型结构节点
拥双亲客体必然数库中重复出现——性质客体间数存储时会形成数冗余
12层次数结构
表示：矩形框表示客体类型双亲客体指子女客体线段表示双亲子女间联系
13层次数结构数存取
A数遍历法
客体某种树遍历序检索通常采前序遍历法采种方法检索时先检索某双亲节点子女节点然检索双亲节点级双亲节点
B通选择法
赖客体数结构中序根确定选择条件结构中选择某特定客体
2网状数结构
系结构基础——数学中集合
21基概念
系结构——首耦合系
系值——首客体类客体属客体类干（包含0）组成
系类——系系值组合系类系类中系值具列性质：A系中首客体属首客体类B系中属客体属属客体类
22网状数结构
表示：首属客体类矩形框表示联系条首客体类属客体类线段表示
限制客体类系类数限制客体类间属关系某客体类作系类首客体作系类属客体某客体出现系类系值中属首客体首客体分属系类
系结构扩展：A允许定系类属客体客体类B允许系类首客体属客体类C系值首属客体类客体类
23网状数模型实现
记录基存储结构客体实现记录结构客体类作记录型系类作系型
24网状数模型数库记录存取
导航——存取网状模型客体出发着系指针达客体
利种方法网状结构点出发利系型首属记录联系找相关客体
3关系数模型
关系模型中特强调关系表现形式关系计算机中实现方法间相互独立关系模型户数视图终物理实现分割开关系模型层次模型网状模型更利数库设计
31基概念
关系：关系二维表表行应元组表列应域域名称称属性
关键字：关系中某属性组值唯标识元组称该属性组候选关键字关系中候选关键字选定关键字该关键字诸属性称属性余属性做非属性
关系模式：关系描述称关系模式包括关系名属性名属性域映射属性间赖关系里指关系模式仅前三部分组成关系模式确定关系二维表框架
关系数库：系列关系集合构成关系数库
关系完整性：指关系正确性相容性效性关系完整性三类：实体完整性参完整性户定义完整性
32空间数库关系数模型概念设计逻辑设计
4三种传统数模型较
教材第126页表41
第3节 空间数库概念模型设计——语义数模型面象数模型
三种传统数模型存许足：
A记录基础结构面户应——传统数模型基结构记录类现实世界认识某事物概念单位互相区事物概念统称客体客体记录定相应记录组成计算机实现角度加考虑定反映现实世界认识利建立数概念模型
B然方式表示客体间联系
C语义贫乏
D数类型太少难满足应需
1语义数模型
语义模型模型结构干种抽象组成抽象描述客体基语义特性根语义模型结构规抽象机组织起
常模型实体联系模型（entityrelationship model ER 模型）
11实体联系模型基概念
实体：客观存起独立作客体种抽象般矩形符号表示实体实体名称标注矩形符号
联系：客体间意义相互作应关系般分联系（1：1）联系（1：N）联系（M：N）三种类型联系菱形符号表示联系名称标注菱形中
属性：实体联系特征描述属性关联域属性椭圆形表示属性名称标注椭圆中属性实体联系间线段连接
12采ER模型进行数库概念模型设计步骤
A设计局部ER模型——完成局部结构范围确定定义属性实体联系属性分配等
B设计全局ER模型——局部ER模型图综合成单全局ER图设计全局ER模型程中首先需确定公实体类型然反复进行两局部ER图合检查消突直局部ER模型合成完整全局ER模型解决三类突：属性突包括类型取值范围取值单位突结构突作实体作联系属性实体属性成分等命名突包括实体类型名联系类型名间异名义异义名等
C全局ER模型优化——反映户需求外应满足列条件：实体类型少属性少联系少
13ER模型评价
具明显优点接思想易理解时计算机具体实现关种数库概念设计方法正计算机具体实现关没数库理系统直接支持ER模型实现般ER模型设计数库概念模型然逻辑设计阶段ER模型转换成计算机够实现数模型关系数模型层次数模型网状数模型等
2面象数模型
象实体样客体种抽象描述
21基概念
I象
l 现实世界中客体模型化（记录元组等概念相似更复杂）具惟名称标识身状态功封装起
l 象状态通域描述称私存储单元——象封装性特征表现私存储单元功进行处理
II消息
l 象间相互请求相互协作惟途径——象间惟通信形式
l 象实现赖身状态接受消息
l 消息分公消息私消息公消息象间互相发送私消息象身发送消息
III类实例
l 类实例抽象具体关系实例某类具体抽象类实例抽象综合
l 类组象抽象描述该组象具特征集中起说明该组象力性质
22继承类间层次关系
I继承
l 继承现实世界中象间种独特关系某类象然拥外类象某特征功
l 继承性极简化数模型设计
l 继承性具双重作：方面减少代码冗余方面通协调性简化象类相互间接口界面
l 继承分单继承继承
II类层次结构
l 继承关系形成类层次关系继承类称超类基类继承类象类称子类派生类超类子类划分相
l 类层次结构描述组织世界事物种简单效工具
23功重载态
面象系统中消息传递实现重载态支撑
功重载意味着实现特定功方法仅名称区分带参数区
台消息根发送消息象采种行方式
24概括聚集
概括组具相特征操作象类纳更般超类中质概括形成子类超类间种称isa语义联系
聚集反映嵌套象概念嵌套象象组成描述更高层次象种形式
25空间数库象模型
运述概念方法建立象数模型
第4节 数库逻辑模型设计物理设计
1空间数库逻辑设计步骤容
11初始模式形成
ER模型转变数库理系统（DBMS）支持纪录类型
12子模式设计
子模式应程序数库接口允许效访问数库破坏安全性
13模式评价
逻辑数库结构（模型）根定量分析性测算做出评价
14优化模式
利DBMS性修改数库信息
作业：
22空间数库概念组成
23空间数库设计原步骤
24空间数库实现
25层次数结构表示检索方法
26网状数结构表实际检索方法
27关系数模型纪元组域属性关键字关系模式关系完整性含义
28三种传统数模型较
29ER模型实体联系属性含义ER模型优缺点
30面象数模型基概念：象消息类继承重载态
31空间数库逻辑设计步骤容
32ER模型转换关系数模型
第5章 空间分析原理方法
教学基求：
1掌握空间分析概念目分类
2掌握空间叠合分析概念类型
3掌握空间缓区分析概念模型方法
4掌握网络图基概念短路径搜索法
5解数字面模型概念形子
6解空间数集合分析查询
教学点：
1空间分析概念目分类
2空间叠合分析类型
3空间缓区分析概念模型方法
4短路径搜索法
教学重点：
1空间缓区分析
2短路径搜索法
教学方式：课堂讲授+课堂讨 学时：14
教学容：
空间分析GIS区类型系统功特征类综合性学分析模型基础构件
空间分析分两类：产生式分析（product mode）——获取新信息尤综合性信息咨询式分析（query mode）——回答问题
空间分析根目：通空间数深加工分析获取新信息
空间分析定义：基空间数分析技术学原理托通分析算法空间数中获取关理象理位置空间分布空间形态空间形成空间演变等信息
第1节 数字面模型分析
1数字面模型（DTM）
数字面模型定义二维区域限项量序列离散分布面点模拟连续分布形
DTM{Zij}
i123…m
j123…n
Z面属性数
属性海拔高程时DTMDEM
2形子
21坡度slop [00900]
坡度简单理解坡面水面夹角度量
坡度百分表示
坡度分级表示法：
坡度范围
坡度等级
0——10
I级
11——20
II级
21——50
III级
51——100
IV级
22坡aspect
坡简单理解坡面
N
S
W
E
NE
NW
SE
SW
坡综合表
θ
坡
坡合
代码
缓坡
缓坡
1
0
[π20]
[0π2]
S
WS
ES
阳坡
2
32π
π2
W
E
半阳坡
3
π
[π32π]
[π2π]
N
WN
EN
阴坡
4
θ正北方夹角
23曲面面积
24表糙度
放映表起伏变化侵蚀程度指标般定义表单元曲面面积投影面积
3表形态动分类
DEM数文件基础进行形动分类首先根区域形特点拟定形分类决策表然动提取形类型信息程便获区域形类型分类系统输出形类型图
4学剖面绘制分析
研究学剖面线代面概括研究区域势质水文特征包括区域貌形态轮廓形态绝相高度质构造斜坡特征表切割强度侵蚀素等理剖面动绘制表示区域栅格数应容理信息系统分析工具组成部分区域理数处理立条件分析提供种效手段
第2节 空间叠合分析
1空间叠合分析概念分类
11概念
空间叠合分析（spatial overlay analysis）指统参系统条件次区两理象土层进行叠合产生空间区域重属性特征（空间合成叠合）建立理象间空间应关系（空间统计叠合）
12分类
根叠合象图形特征分三种：
点变形叠合pointinpolygon overlay
线变形叠合lineinpolygon overlay
变形变形叠合polygononpolygon overlay
(1)点边形叠合
点边形叠合确定图层点落图层边形便图层点建立新属性
铅垂线算法
点号
属性1
属性2
边形号
属性5
1
A
2
B
3
C
4
D
（2）线变形叠合
线边形叠合确定图层弧段落图层边形便图层条弧段建立新属性
线号
原线号
边形号
1
1
B
2
1
C
3
2
C
4
3
C
（3）边形边形叠合
具广泛应空间叠合分析类型
Aunion
进行边形叠合输出层保留原两输入图层边形
Bintersect
进行边形叠合输出层保留原两输入图层边形
Cidentity
进行边形叠合输出层保留中输入图层控制边界边形
Derase
进行边形叠合输出层保留中输入图层控制边界外边形
Eupdate
进行边形叠合输出层删处理图层新特征图层进行合结果
Fclip
进行边形叠合输出层图层边界图层容素进行截取结果
2基矢量数叠合分析
两图层素均矢量数——数存储量较少运算程较复杂
3基栅格数叠合分析
两图层素均栅格数——数存储量较运算程较简单
第3节 空间缓区分析
1空间缓区分析模型
11概念
空间缓区分析（spatial buffer analysis）指根分析象点线面实体动建立周围定距离带状区识实体体邻象辐射范围影响度便某项分析决策提供
12问题三类素
A体：分析目标般分点线面源三种类型
B邻象：表示受体影响客体
C作条件：表示体邻象施加作影响条件强度
13根体邻作性质采三种分析模型
A线性模型
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈线性形式衰减时
Fif0(1ri)
ridid0 0
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈二次形式衰减时
Fif0(1ri)2
ridid0 0
体邻象影响度（Fi）距离（ri）增呈指数形式衰减时
Fif0(1ri)
ridid0 0
教材第166页例题
I计算道路综合规模标准化指数f0——值标准化法
II计算道路影响距离d0——d0S2L
III实施缓区操作
两种路径
3建立分析缓区时应注意问题
31缓区发生重叠时处理
特征缓区间重叠
特征缓区图形重叠
32特征规定缓区宽度时处理
根特征属性确定缓区宽度
33复杂图形
缓区非缓区进行标示处理
34需缓区图形原输入图形作较分析时处理
利理信息系统制图功
第4节 空间网络分析
网络点线二元关系构成系统通常描述某种资源物质空间运动
1网络图基概念
11基概念
I图
图抽象形式表达确定事物事物间否具备某种特定关系数学系统
图构成：Gd（V(G)E(G)）
V(G)——顶点E(G)——边弧
II图图
设Gd（V(G)E(G)）图ekViVj顶点ViVj边ek结点Vi起始结点Vj终止结点ViVj邻接ViVj≠VjVi
设Gd（V(G)E(G)）图ViVjVjVi
III环行边
两端点重合边称环行边称重边两条边端点相连接称行边
IV简单图
含行边喝环图称简单图
V限图限图
顶点边限集合图限图
顶点边限集合图限图
VI路回路
图中首尾相接串边集合称路
行闭合路称回路
VII连通图树
意两点间存条路图称连通图
存回路连通图称树树中条边称树枝
12图矩阵表示
I邻接矩阵D（G）
II关联矩阵A（G）
2空间网络类型结构
21类型
空间网络般分面网络非面网络面网络分道路型树型环网型细胞型4种前3种线型流系统第4种线型栅格系统非面网络交错型网络称线型立体系统
22结构
空间网络构成素包括：
结点：网络中意两条线段路径交点
链弧段：连接两结点弧段路径网络中资源运移通道
障碍：资源通结点网络中唯表示属性元素
拐角：网络结点处资源运移方发生改变链结点转链
中心：网络中具链接受发送资源力结点
站点：网络中装卸资源结点
3空间网络分析法——路径分析
短路径搜索法——Dijkstra算法
A距离矩阵权矩阵确定
B确定起点
C标定起点
D逐级确定结点定标
E定标起点该结点短路径
教材第177178页图543例
第6节 空间数集合分析查询
空间数集合分析查询指定条件空间数库中检索满足条件数回答户提出问题称咨询式分析
通常GIS属性数分数字型字符型两种形式前者包括数量等级等表述理实体定量特征者包括名称分类等表述理实体定性特征字符型数般采逻辑关系进行运算数字型数进行加减方等数学运算产生新属性值
1空间集合分析
空间集合分析两逻辑子集定条件进行逻辑运算基原理布尔代数运算符号算子包括ANDORXORNOT组合等逻辑运算结果真假
空间集合分析然基矢量GIS基栅格GIS中完成基栅格系统容易快捷
2空间数查询
21概念
空间数查询般定义数库中找出满足属性约束条件空间约束条件理象
属性约束条件般带较运算符逻辑表达式描述空间约束条件带空间谓词逻辑表达式描述
空间查询作库体函数返回户请求容属咨询式分析
22GIS中空间查询致分3类：
A针空间关系查询
B针非空间属性查询
C结合空间关系非空间属性查询
23空间查询4种方法
A基关系查询语言扩充空间查询方法
B视化空间查询方法
表达空间查询
C基然语言查询
适某专业领域作统查询语言
D超文查询方法
作业：
33空间分析定义分类目
34DTM概念
35简说明种常形子
36空间叠合分析概念分类
37空间缓区分析概念模型
38空间缓区分析时问题包含三类素
39设某实体影响度Fi距离ri呈指数率变化已知该实体影响半径d0分级指标值f0试述该实体进行缓区分析步骤方法
40概念：环重边简单图路回路连通图树
41图：1）写出图矩阵表示2）图时V7起点进行短路径搜索3）图时V1起点进行短路径搜索
42图示逻辑运算结果
第6章 理信息系统应模型
教学基求：
1掌握GIS应模型概念作分类
2掌握适宜性分析模型应
3解发展预测模型
4解GIS应模型构建途径
5解适宜性分析模型般形式
教学点：
1GIS应模型概念作分类
2适宜性分析模型应
3发展预测模型
教学重点：
1GIS应模型概念作分类
2适宜性分析模型
教学方式：课堂讲授+课堂练 学时：8
教学容：
第1节 GIS应模型概述
1GIS应模型概述
11概念
GIS应模型根具体应目标问题助GIS身技术优势观念世界中形成概念模型具体化信息世界中操作机理程
12GIS应模型作
定程度简化抽象通逻辑演绎握理系统素间相互关系质特征视化显示
13分类
A根表述空间象分：
理模型（数学模型）——数学表达式——表径流模型
验模型——基数理统计方法量观察实验——水土流失模型
混合模型——基原理验——位置选择模型资源分配模型
B根研究象瞬时状态发展程分
静态模型：理现象素相互作格局
半静态模型：评价应目标变化影响
动态模型：预测研究目标时空动态演变趋势
2GIS应模型构建
21求解问题程
目导（goaldriven）分析
数导（datadriven）分析
问题定义
问题
问题实质
问题概念
解决问题数
数库
源数收集
问题数子集
问题求解
问题答案
目导分析
数导分析
22三种构建GIS应模型途径
AGIS环境模型建造
利GIS软件宏语言
充分利GIS软件身资源建造开发效率高
BGIS外部模型建造
基GISSDB输出功模型分析功利领域软件
运行效率受影响实现软件嫁接具广泛适性
C混合模型建造
AB结合
利GIS提供功限度减少户行开发压力失具外部建模法灵活效果
第2节 适宜性分析模型
适宜性分析：指土针某种特定开发活动分析
建立适宜性分析模型程：首先确定具体开发活动次选择影响子然评判子该开发活动适宜程度作土利规划决策
1般形式
设某评价目标开发活动T该T应组影响素X1X2…Xm素应组参评子x1x2…xl子组属性v1v2…vm素应属性集Vi：
Vi[v11…vjk…vnl]
i12…m j12…n k12…l
素属性集指定T优劣全序集满足：
V1l>Vjl>…>Vnl
参评子属性值取值数库提取GIS空间分析软件生成素属性集优劣列矩阵表示：
W1P11…WiP1i…WmP1m
… … …
R W1P11…WiP1i…WmP1m
… … …
W1P11…WiP1i…WmP1m
式中：PXiT贡献函数值WXiT权重值
P值确定方法：子适宜指标值定贡献函数值100子适宜指标值定贡献函数值0间指标值函数值线性关系计算确定
述矩阵数GIS功支持求取基栅格单元评价分值： ——教材第198页62
然根（教材第198页63）值时P应j求某T适宜级Sj限制性子计算公式（教材第198页64）
2应实例
（1）评价象
玉米种植土适宜性评价通评奖研究区分出适宜性等级：S1（适宜）S2（次适宜）S3（界适宜）N（适宜）
（2）评价方法
基GIS土质量评价法
（3）评价程
A评价象生态条件调查
B确定评价象影响素子
C利GIS生成影响素数
D计算素权重贡献函数
E计算机适宜性评级
第3节 发展预测模型
1般介绍
11概念
运已存储数系统提供手段事物进行科学数量分析探索某事物发展趋势作出评价估计调节控制计划行动
12预测方法
通常分定性定量定时概率预测信息系统中般采定量预测方法
2应实例
21口预测模型
PtP0e(ru)
Pt——第t年口数
P0——基年口数
r——口出生率
u——口死亡率
t——时间（年份）
22劳动力预测模型
L（t）LR（t）•L（t1）+LW（t）
L（t）——第t年劳动力状态量
LW（t）——第t年劳动力迁移量
LR（t）——劳动力存留系数矩阵
作业：
43理信息系统应模型概念作分类
44构建应模型途径优缺点
45什适宜性分析？建立适宜性分析模型般程
46试某城市郊区蔬菜种植进行适宜性分析
47什发展预测？预测方法种？
48口预测模型劳动力预测模型表达式
第7章 理信息系统设计评价
教学基求：
1掌握系统设计目应型GIS特点
2掌握生命周期设计法原型化设计法特点
3掌握理信息标准化容
4掌握系统评价容
5解系统设计阶段容
6解空间数库相关设计
7解制定理信息标准机构
教学点：
1系统设计目应型GIS特点
2生命周期设计法原型化设计法特点
3理信息标准化容
4系统评价容
教学重点：
1系统设计目应型GIS特点
2理信息标准化容
教学方式：课堂讲授 学时：8
教学容：
第1节 GIS设计概述
1系统设计目
11系统设计目
工具型理信息系统基础开发应型GIS——系统设计指应型理信息系统设计
12应型理信息系统特点
理信息系统功容分两类：工具型GIS应型GIS
应型GIS指工具型GIS基础二次开发建立满足专门户解决类类实际问题理信息系统
应型GIS具特点：
A特定户应目
B特定理空间实体数库应模型
C继承工具型GIS开发台提供部分功软件
D专门户界面
13应型GIS分类
根应层次高低应性GIS分：
A空间事务处理系统 STPS——传统事务计算机处理
B空间理信息系统 SMIS——专业模型应
D空间决策支持系统 SDSS——决策领域应广泛
2系统设计模式
21早设计模式
Calkins1972年提出称结构化系统设计模式包括4组成部分
A通访问户调查户需求数源确定系统目求规定
B描述评价系统设计程关资源限定素现硬件软件关政治法律等素
C说明评价拟定系统系统够满足规定求
D拟定系统作评价中选择运行系统
特点：强调户调查系统功需求分析阶段写成关文件便进行评价户参系统设计
22改进GIS设计模式
设计思想：强调现组成部分（hardware software DB）进行深入认真评价研究满足系统功程度保证设计系统实效处理数周期长等求
容：
A目务
目务说明非常详细
B概念定义
介绍系统组成部分
C功求
I该系统必须具功——系统真正求
II希具功
III意义功
功应规定：
I输入
II输出
III功需处理步骤
IV实现功条件
V功生成数
D性测定
测试容：硬件软件模块数库质量控制等
测试应考虑条件：
I系统正常操作条件
II重点测试——坏情况极端操作条件
III逻辑测试——检查逻辑条件
IV线路测试
整系统设计程中开发员户进行效交流
3系统设计流程
31生命周期设计法
包括4阶段：系统分析系统设计系统实施系统运行维护
优点：分阶段进行便开发工作组织理
足：开发程长新系统实际效果见性差户反馈迟容易握户需求变化
32原型化设计法
根户提出需求户开发员商定中重基开发目标选择试验区——初步方案——户试——反馈——修改
特点：户参性强更快系统实际效果系统开发风险低
般言户新系统功需求十分明确时直接采生命周期法利开发费开发时间控制
第2节 GIS设计——生命周期设计法
1系统分析
11基思想
系统观点出发事物进行分析综合找出种行方案系统设计提供
12务
系统户进行需求调查行性分析提出新系统目标结构方案
13户需求调查容
Awho——户
Bwhat——功
Cwhy——原
Dwhere——需资源源
Equality——指具体技术指标性求性求
14户调查方法程
般采访问座谈等方法
调查前——拟定需求调查提纲
调查中——重点弄清户开发系统功数容应范围等方面求相信考察户原业务范围工作流程部门间联系
调查——撰写户需求调查报告进行行性分析关部门进行审批立项然进行步工作
2系统设计
21总体设计——逻辑设计
务：根系统研制目标规划系统规模确定系统组成部分说明整系统中作相互关系确定系统软硬件配置规定系统采技术规范作出费预算时间安排保证系统总体目标实现撰写系统总体设计方案作重技术文件提供证审批
容：
A户需求
户构成——户系统求——系统应具备功
B系统目标
——该系统应目标
C总体结构
——系统划分干子系统功模块构成系统总体结构图
D系统配置——系统运行设备环境
——硬件软件
遵循原：技术稳定投资少见效快立足现顾发展
E数库设计——系统核心
信息容分：基础数库专题数库
数类型分：空间数库属性数库
——确定数理模式
F系统功
——关键解决户需特定功应性GIS特殊功应基础型GIS基功开发实现
G费理
22详细设计——实际设计
务：根总体设计确定目标阶段开发计划紧密结合特定硬件基础软件规范标准进行子系统数库详细设计具体指导系统开发
容：
A子系统设计
——户需求进步详细调查分完成子系统逻辑设计DB设计功模块设计户界面设计等子系统设计容体类似总体设计容应更详细具体
BDB设计
C功模块设计
——详细描述功模块容实现技术算法输入输出数项格式等
D户界面设计
户界面机话工具功模块应菜单式命令式表格式界面三种
户界面设计应：友美观易学易懂易掌握
23系统实施
系统设计原指导详细设计方案确定目标容方法分阶段分步骤完成系统开发程
容：
A系统硬件软件引进调试
B系统数库建立
C应理系统开发
D系统测试联调
E系统验收鉴定——文档软件数库
24系统运行维护
系统运行——指系统调试验收交付户
系统维护——保证系统正常工作采取切措施步骤
第3节 理信息标准化
1理信息标准化容
11统名词术语涵
测绘基术语摄影测量遥感术语图制图术语等
12统数采原
级统计部门数基数部门提供数矛盾时统计部门准
统计部门未进行统计指标直接业务部门提供数准
采集数应具权威性科学性现势性等
13统空间定位框架
统空间定位框架种数信息输入输出匹配处理提供理坐标基础
理坐标网络坐标投影坐标——数源时必须统三种坐标基础
国GIS配置投影应国家基图系列采投影相致：
1：10000——1：500000图幅——高斯克吕格投影
1：1000000更图幅——等角圆锥投影
高斯克吕格投影幅图范围成角度变形
14统数分类标准
数分类目——计算机存储编码检索等需
分类体系划分否合理直接影响GIS数组织系统间数连接传输享GIS产品质量系统设计数库建立项极重基础工作
国信息分类体系采宏观全国分类系统详细专业系统间相递分类方案——低级分类系统必须综合高级分类系统中
首先：第层——社会环境然环境资源源三类
次：第二层——根环境素资源类特征差异划分14二级类
第三：二级类包括容作第三级类
：区域理特点户需求拟定区域分类系统专业类型具体分类标准
15统数编码系统
般求：
A执行已国家编码规范标准
B分类相致
C编码宜长
D编码标准化：统码位长度致码位格式明确代码含义
16统数组织结构
数结构理实体数组织形式相互关系抽象描述
描述理实体空间数应包括空间位置拓扑关系属性三方面容
17统数记录格式
数记录格式指GIS原始数输出数磁性介质记录方式
GIS采数记录包括矢量影合格网三种空间数原数记录格式
18统数质量含义
数质量指该数特定途分析操作应适宜程度
容包括：
A数完整性：指素完整性属性完整性
B数致性：逻辑致性拓扑致性
C位置精度
D时间精度：数现势性
E属性精度
2理信息标准化制定
21目前正制定标准规范重单位
AISOTC211：国际标准化组织TC211专题组
BFGDC：美国联邦理数委员会
CCENTC28T：欧洲标准化委员会
DOGC：美国OpenGIS协会
EMEGRIN：欧洲图事务组织
FCGSD：加标准委员会
22国
国家质量技术监督局负责国家测绘局牵头吸收生产科研教育部门参加成立全国基础理信息标准化技术委员会
第4节 GIS评价
系统评价指技术济两方面设计GIS进行评定
基做法运行着系统预期目标进行较考察否达系统设计时预定效果
容：
A系统效率
种职指标技术指标济指标
B系统性
指系统运行时稳定性
C扩展性
增加功模块——留接口
D移植性
环境适应力型号设备
E系统效益
济效益
社会效益
作业：
49系统设计目什？
50应型理信息系统特点分类
51早系统设计模式分部分？特点什？
52改进系统设计模式设计思想容
53生命周期设计法分阶段？优点足什？
54什原型化设计法？特点什？
55系统设计阶段务容什？
56理信息标准化容？
57国际制定理信息标准规范机构？国理信息标准制定什机构进行？
58什系统评价？理信息系统评价项目？
第8章 GIS产品输出设计
教学基求：
1掌握GIS输出形式
2掌握数字图概念优点
教学点：
1GIS输出形式
2常规图分类
3数字图优点
教学重点：
1GIS输出形式
2数字图优点
教学方式：课堂讲授 学时：2
教学容：
第1节 GIS产品输出形式
GIS产品指系统处理分析直接供专业规划员决策员种图图表图数报表文字说明
GIS产品载体言分常规静态纸张图动态数字图等类型
1常规图——纸张图
线划颜色符号注记等表示形物
根GIS表达容分：全素形图类专题图遥感影图统计图表数报表
11全素形图
容：水系貌植居民交通境界独立物
特点：统控制图投影分幅编号统例尺系统统编制范围图式符号——国家基例尺形图
作：编制类专题图基础
12类专题图
——突出表示种种然社会济现象图理基础专题容两部分组成
——专题容般包括空间分布时间变异数量质量特征三方面
——表示方法：定点符号法线状符号法质底色法等值线法定位图表法范围法点值法分级值法分区图表法动线法等
13遥感影图
遥感——GIS重数源
RS图进行纠正基础定数学法运特定图符号结合表示面特征图RS图编制成RS影图
遥感影图具RS图形图双重优点：包括RS图丰富信息容保证形图整饰精度
容分普通影图（包括等高线等形容素）专题影图（反映专题素）两种
14统计图表数报表
属性数——关系（表）
表示方法：专题图统计图表数报表
2数字图
核心：数字形式记录存储图
优点：
A存储介质磁盘磁带信息存储量体积易携带
B计算机识数字代码系统反映类理特征计算机软件支持助高分辨率显示器实现图俄显示
C便RS信息GIS相结合实现图快速更新便层次信息复合分析
数字球——嵌入海量数分辨率真实球三维描述核心思想数字化手段统处理球问题限度利信息资源
数字图成数字球基础
作业：
59理信息系统产品输出形式？
60数字图优点
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