卫星海洋学考点整理

卫星海洋学考点整理 1数据:数据是指人类在认识世界过程中，定性或定量描述认识目标的直接记录或原始。 2信息:对人类认识有意义的消息或因素。信息具有客观性、实用性、传输性和共享性。 3地理信息系统:是在计算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、储存、显示、管理和分析的技术系统。 4概念模型:通常把对现实世界的第一层简化和抽象，称为概念模型。概念模型给出所研究的主要事物的概念及其相互联系的框架。 5数据模型:实质上是一组为用户服务的规则，这些规则规定其数据结构如何组织，以及应当允许进行何种操作。 6数据结构:具体指同一类数据元素中各元素之间的相互关系，包括三个组成成分:数据的逻辑结构，数据的存储结构和数据的运算。 7数据库:是以特定结构组织和存储，以便有效管理的相互关联的数据及数据文件的集合。 8数据库管理系统(DBMS):是进行数据库存取和各种管理控制软件，是数据库系统的中心枢纽，用户(及其应用程序)对数据库的操作全部通过DBMS进行。 9空间索引:就是依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包括空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向对象实体的指针。 10元数据:是关于数据的描述性数据，它应当是现代数据库的组成部分，其作用和目的是促进数据集，特别是数据库中数据集的高效利用。 11数据层:集成到一起的面域分布空间数据集，它用于表示一个主体中的实体，或者有一公共属性或属性值的控件对象的联合。 12 VR GIS是一种专门用于研究地球科学，或以地球系统为对象的虚拟现实技术或计算机仿真技术或多媒体技术，是虚拟网络现实与地理信息系统相结合的产物。 ?Data model: A data model is a set of constructs for describing and representing selected aspects of the real-world in a computer. ?Raster data model: The raster data model uses an array of cells, or pixels, to represent real-world objects. The cells can hold any attribute values based on one of several encoding schemes including categories, and integer and floating-point numbers. ?DBMS: A DBMS is a software application designed to organize the efficient and effective storage of and access to data. ?Spatial analysis:spatial analysis is the process by which we turn raw data into useful information, in pursuit of scientific discovery, or more effective decision making. 1数据和信息的关系:信息与数据密不可分，因为数据是信息的载体，但是数据本身并不是信息。数据是人类认识过程的直接记录或原始素材，而信息是对数据的解释，是对数据加工后有认识意义的结果。 2四种信息系统分别是:第一层:事务处理系统，面向具体操作人员的日常活动，负责处理日常事务。第二层:管理信息系统，包含事务处理系统，提供数据层所需要数据和信息。第三层:决策支持系统，能从管理信息系统中获得信息，具有交互式的分析决策模型，用以支持管理者制定决策。第四层:具有人工智能的系统，既能模仿人工决策处理过程的信息系统。 3地理空间数据和信息的三个基本特征:空间位置特征.、属性特征、时态特征 4~区别于一般信息系统的主要特点1地理空间数据和信息的特殊复杂性2必须具备科学可视化功能事实上，从地理信息系统诞生之初，“可视化表达地理信息”这一基点就深深植入其设计思想之中，成为构思地理空间数据模型和机构的出发点之一。3区域性和多层性4数据量大5注重空间分析(空间分析功能是地理信息系统最重要、最本质的功能。) 5~与一般计算图系统的关系和区别:首先在于有无空间分析功能。一般制图系统不挂联地理属性数据，不进行空间查询检索，更不进行空间分析。其次，地理信息系统的图形处理 偏重于地理空间中的自然形态(通常没有解析表达)及其关系;而一般制图系统更擅长规则的、有数学表达的形体的图形处理，因而非常适合于工程设计及工程图绘制。最有代表的计算机制图系统是CAD. 6~的基本功能 1数据采集功能2数据编辑与处理3数据存储、组织与管理功能4空间查询与空间分析功能5数据输出功能 7~的主要组成1地理空间数据和信息 2硬件系统3软件系统4系统开发、管理和使用人员 8有关地理空间数据结构和模型学习1 空间数据结构所做的数据组织工作，比空间数据模型更“基层”一些，它偏重数据表达的物理表现，而空间数据模型涉及到空间数据管理的层次。2 空间数据的命名通常也与相应的空间数据结构相同。例如矢量数据模型对应着数据结构;3 在涉及空间数据结构时，必须考虑到如何模拟和表达地理空间实物和现象，因而必然涉及空间数据模型4在构架空间数据模型时，也必须考虑到具体的操作层次。 9Spaghetti机构的优缺点(选择)优点:简便，易于实现以多边形为单位的运作，数据输入候无需进行大量的编辑整理，即可方便地显示，能适应某些桌面绘图和制图系统的需要。不足:第一:每一条多边形的公共边界线要记录两遍，这将导致较大的数据冗余，及制图时重复绘制的问。第二、不能表达边界和多边形之间，及相邻多边形之间的拓扑空间关系。第三、岛只作为一个单个图形，没有建立与外界多边形的联系。 10栅格的优缺点:优点:1数据结构简单，易于算法实现2空间数据的叠置和组合容易，有利于遥感数据的匹配应用于分析3各类数据分析，地理现象模拟均较为容易4输出方法快速方便，成本低廉。缺点:1图形数据量大，用大象元减小数据量时，精度和信息量受损失2难以建立空间网络连接关系3投影变化实现困难4图形数据质量低，地图输出不精美 11矢量数据的优缺点。优点:1数据结构严密，冗余度笑，数据量小2空间拓扑关系清晰，易于网络分析3面向对象目标的，不仅能表达数据编码，而且能方法地记录每个目标的具体的属性描述信息4能够实现图形数据的恢复，更新和综合5图形显示质量好，精度高。缺点: 1数据结构算法复杂2叠置分析与栅格图组合比较难3数学模拟比较困难4空间分析计算上比较复杂，需要更复杂的软、硬件支持5显示与绘图成本比较高 12关系模型的优点:1结构简单清晰，没有复杂的存取路径，数据修改和更新方便，容易维护和理解，易学易懂。不足:1运作效率不够高2描述对象语义的能力较弱3控制和操纵复杂对象的能力较弱4表达、管理复杂对象的能力不足5可扩充性较差 13第三代(面向对象)数据库模型的基本特征:1第三代数据库系统技术应当支持数据管理、对象管理和知识管理，必须支持面向对象数据模型2第三代数据库系统必须保持和继承第二代数据库系统的技术3第三代数据库系统必须具有良好的开放性:支持数据库语言标准，支持标准网络协议;具有良好的可移植性、可连接性、空扩展性、可操作性。 14传统GIS数据库系统模式的特点。关系数据库与文件系统混合管理的模式要点:1空间数据与属性数据分别组织，管理与检索2两种数据间的关联关系通过唯一标示符进行连接3用关系数据库直接管理属性数据库4利用文件系统来管理空间数据5空间数据通常在水平方向上分幅管理，在垂直方向上分层管理。 15元数据对数据集的描述内容包括:1对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据序代(数据生产历史)等的说明;2对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等;3对数据处理信息的说明，如量纲的转换等;4对数据转换方法的描述;对数据库的更新、集成方法等的说明等 16空间数据元数据的应用及其意义:1元数据可以帮助用户获取数据2可利用元数据进行空间数据质量控制3元数据在数据集成中应用4元数据在数据管理中应用 17影响空间数据质量通常有以下述几个因素1地理空间现象自身存在的不稳定性2人类认知、测量和表达水平的限制导致的误差。3空间数据处理的误差4空间数据使用中的误差 18空间数据质量和精度方面的数据处理工作1重视数据质量的跟踪和工作计算出各项 精度指标数据并作好记录，建立或补充元数据数据文档，包括记录数据处理过程中质量的变 化。2进行空间数据质量的评价，即利用空间数据质量标准，从各种要素，对数据所描述的 空间、专题和时间特征进行评价。3更重要的是，在每一项,，,系统项目和工程中严格把 握质量，进行空间数据质量控制。 19空间数据插值的必要性1部分数据缺失等原因，导致数据分布不完整，部分区域数据缺 失，需要进行空间数据插值。2数据分布不均，部分地区样本过于稀疏，或者整个区域的数 据都比较稀疏也需要插值以加密数据。3人为的数据采样方式不适合该分布规律，4数据当 需要转换数据格式，进行坐标校正，或在应用对象变化等情况下，也可能需要进行数据差值。 20Web GIS的应用及意义Web GIS开拓了地理信息资源利用的新领域，为GIS信息的高度社 会化共享提供了可能，为GIS信息的使用者提供了有效途径，为传统地理信息系统的发展提 供了机遇。它改变GIS数据信息的获取、传输、发布、共享、应用、可视化等过程和方式。 21.VR GIS的特征:1对现实的地理区域的非常真实的表达2用户在所选择的地理带(地理 范围)内外自由移动3三维(立体)数据库的标准GIS功能(查询、选择、空间分析等)4 可视化功能是用户接口的自然整体部分。特点主要表现在:1区域表达的真实性2空间、时 间维的漫游、查询3用户和系统之间的交互作用4信息丰富 ?Architecture of GIS software:From an information systems perspective there are three key parts to a GIS: the user interface, the tools, and the data management system. The user’s interaction with the system is via a graphical user interface (GUI), an integrated collection of menus, tool bars, and other controls. The GUI provides access to the GIS tools. The toolset defines the capabilities or functions that the GIS software has available for processing geographic data. The data are stored in files or databases organized by data management software. In standard information system terminology this is a three-tier architecture with the three tiers being called: presentation, business logic, and data server. ?The advantage of GIS maps?The zoom facility of GIS can allow mapping to be viewed at a range of scales, and detail to be filtered out as appropriate at a given scale.?GIS can provide a seamless medium for viewing space, and users are able to pan across wide swathes of territory.?Most paper maps present a static view of the world whereas conventional paper maps and charts are not adept at portraying dynamics. GIS-based representations are able to achieve this through animation.?3-D visualization is much more effective within GIS which can support interactive pan and zoom operations.?GIS-based mapping allows the supplementation of base-map material with further data. Data layers can be turned on and off to examine data combinations.?GIS users are able to create their own, user-centric, map images in an interactive way. Side-by-side map comparison is also possible in GIS. ?The methods of spatial analysis?Queries are the most basic of analysis operations, in which the GIS is used to answer simple questions posed by the user.?Measurements are simple numerical values that describe aspects of geographic data.? Transformations are simple methods of spatial analysis that change datasets, combining them or comparing them to obtain new datasets, and eventually new insights.?Descriptive summaries attempt to capture the essence of a dataset in one or two numbers.?Optimization techniques are normative in nature, designed to select ideal locations for objects given certain well-defined criteria. 缓冲区分析: 1点的缓冲?选中所有的水井?打开analysis 菜单 点击find distance 生成缓冲区并观察生成的缓冲区 2线的缓冲?选中河流图线，使用 theme 下的query 选中代码为1的河流?用find distance 命令 生成该区域的缓冲区?用query 选中代码为2 的河流并生成这些河流的缓冲区?用analysis 菜单下的map query 选择距代码为1的河流100m以内以及距代码为2 的河流50m以内的区域 3面的缓冲?选中土壤图层，点击select feature 选中某一区域?用find distance 命令生成该区域的缓冲区?重复生成多个区块的缓冲区，并用map query 命令 对上述缓冲区进行复合?选中某一区块，打开属性表，用edit 菜单下的switch selection 进行反向选择然后用find distance 生成刚才选中对象的缓冲区 tin数据的生成和三维显示?打开theme菜单，点击conrert grid to tin 将DEM 转换成 Tin?选中Tin 图层，打开 view菜单，点击3Dscene 在弹出的对话框中点击OK?在3D视图中，双击Tin图层，对3D显示的参数进行调整和设置 可视域分析?点击line of sight 按钮，在弹出的对话框中选中DEM，点击OK，在新的对话框中设置系数,observer offset 观察着高度为1.7、target offset 目标高度为0,，点击OK，在图层上拉一直线，进行点对点的可视性分析，此时会出现一个坡面，其中绿色部分表示可视，红色表示不可视。?点击visibility按钮，选中DEM点击OK，设置相关系数,observer offset 观察着高度为1.7、target offset 目标高度为0、field of vision为120、near distance为0、far distance为5000,然后在图上拉一直线，进行可视性分析?设图中谷地有一公路，试求公路两侧何处设置广告牌最佳?在谷地画出公路，并设置若干观察点?用上述步骤?对上面若干点逐个进行可视域分析，参数设置为,observer offset 观察着高度为0、target offset 目标高度为0、field of vision为360,?将生成的各个可视图转化为栅格?利用map calculater工具将各个栅格图层相加,legend type:graduated color;classification:value,点击apply,，在生成的图层中颜色最深的区域就是广告牌设置最佳地段 水文分析?用create contours生成等高线?打开第一个hydro 菜单点击fill?选中生成新图层，打开第二个hydro菜单，点击flow direction?再选中新生成的图层，打开第二个hydro菜单，点击flow accumulation ?选中新生成的图层，打开第二个hydro，点击stream network as line shape 在弹出的对话框中设置流量阈值为100，并提取相应流量的径流，点击OK，在弹出的对话框中选中how direction ，点击OK?选中flow accumulation 图层，打开第一个hydro菜单，点击properties，在弹出的对话框中第一栏中输入flow direction，第二栏中输入flow accumulation，点击OK?点击工具栏上“W”，可在图上提取任意一点流域