数据与信息的关系可以表述为：
数据是信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。
地理信息：
表征地理圈和地理环境的固有要素和物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的文字、数字、图像和图形的总称
地理信息系统定义：
由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题
地理信息系统优势：
1空间数据结构和有效的数据集成
2独特的地理空间分析能力
3快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能
4强大的图形生成和可视化表达手段
5地理过程的演化模拟和空间决策支持能力
地理信息系统基本功能：
1数据的采集与编辑：地理要素转化坐标及属性代码输入计算机
2数据存储与管理：图属一体化存储与管理
3数据处理和变换：数据变化、重构、抽取
4空间分析与统计：空间查询分析、叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析、空间统计分析
5产品制作与演示：专题图、统计表、图像
6二次开发和编程：组件式开发
数据处理的任务、操作：
1数据变换：对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、几何纠正、比例尺缩放、误差改正和处理
2数据重构：数据从一种几何状态转换成另一种几何状态，数据拼接、裁剪、压缩、结构转换
3数据抽取：对数据从全集到子集的条件提取、类型选择、窗口提取、空间内插
空间数据基本特征：
1空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等
2属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等称为属性数据
3时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况称为时态数据
拓扑关系类型、意义：
定义：空间实体间的关系与联系
类型：1拓扑邻接：空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系
2拓扑关联：空间图形的不同类型空间元素间的拓扑关系
3拓扑包含：空间图形的相同类型不同等级的元素之间的拓扑关系
为什么引入拓扑：
1根据拓扑关系，不需要利用坐标系或计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系
2利用拓扑关系有利于空间要素的查询
3可以把拓扑数据作为工具，重建地理实体
空间数据计算机表示的方法：
1空间分幅：将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要表达的子空间
2属性分层：将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表示
3时间分段：将有时间特征的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据，再逐一表示
空间数据分类：
按数据来源分类：地图数据、影像数据、文本数据
按数据结构分类：矢量数据、栅格数据
按数据特征分类：空间定位数据、非空间属性数据
按数据几何特征分类：点、线、面、曲面、体
按数据发布形式分类：数字线划图（DLG）数据、数字栅格图（DRG）数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正摄影像（DOM）数据
矢量数据：用欧氏空间的点、线、面等几何元素来表达空间实体的几何特征的数据
栅格数据：将空间分割成有规划的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表达空间实体的一种数据组织形式
矢量数据优点：
1便于面向对象
2数据结构紧凑、冗余度低
3拓扑结构有利于网络分析、空间查询等
4图形显示质量好、精度高
矢量数据缺点：
1数据结构复杂
2软件硬件的技术及要求比较高
3多边形叠合等分析比较困难
4显示与绘图成本比较高
栅格数据优点：
1数据结构相对简单
2空间分析较容易实现
3有利于遥感数据的匹配应用和分析
栅格数据缺点：
1数据量大、冗余度高、需要压缩处理
2定位精度比矢量低
3拓扑关系难以表达
矢量数据结构分类：
1实体数据结构：描述点线面直观数据结构
2拓扑数据结构：描述点线面之间的拓扑关系
栅格数据结构类型：
1栅格矩阵结构
2游程（行程）编码结构
3四叉树编码结构
4八叉树编码结构
5链码
6块码
表达曲面的方法：
不规则三角网（TIN） 规则格网（Grid）
矢量数据输入与编辑：
跟踪数字化、扫描矢量化、数字测图仪、数据结构转换
栅格数据输入与编辑：
图像扫描、遥感解释、数据结构转换
屏幕数字化的过程：
1打开栅格图像文件：将图像文件在系统中打开
2图像配准：设置投影方式，选定坐标单位。在图像上选择3个以上控制点，并输入地图理论坐标，建立图像坐标系与地图理论坐标系的对应关系
3输入空间数据：在打开的数据层中用鼠标依次输入空间实体坐标数据
4输入属性数据：用键盘在属性表里输入实体的属性数据
矢量栅格应用原则：
数据采集采用适量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特征的描述，空间分析主要采用栅格数据结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用进程
面的栅格化方法：
基于弧段的栅格化：扫描线算法
基于多边形的栅格化：内点填充法、边界代数法、包含检验法
栅格转化成矢量：
1二值化：线画图形扫描后产生图像栅格数据
2细化：消除线画横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度
3跟踪：目的是将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标
基于矢量的压缩方法：
间隔取点法、道格拉斯-佩克法、垂距法、光栏法
基于栅格的压缩方法：
游程编码、四叉数编码、块码
空间数据内插：
通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点活多边形分区数据的方法
分块内插：
（1）线性内插：先将所有已知数据连成三角形形成的空间平面的幸好地，使用靠近内插点的3个已知数据点，来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面，求出该内插点在平面中的高程值，Z=a+bX+cY。
（2）双线性内插：常用在规则分布的已知数据点时，使用最靠近已知点的4个已知数据点著称一个四边形确定一个双线性多项式来内插其中点高程：Z=a+bX+cY+dXY。
（3）二元样条函数内插法：4个已知数据点，在分块插值区用双三次多项式即样条函数模拟地表面，待定点高程：略
逐点内插法：
（1）移动拟合法：对每一个待插值点用一个多项式曲面拟合该点附近的表面，从而计算出该点的高程值，去待插值点为圆心，R为半径的圆，称搜索圆，内各数据点来计算多项式的待定系数。
（2）加权平均法：原理同上一个，使用加权平均值求解曲面函数！
应用型GIS设计流程：
系统分析：使设计达到合理、优化的重要步骤，其工作深入与否，直接影响到将来新系统的设计质量和实用性。系统设计：分为总体设计和详细设计。
系统实施：在系统设计的原则指导下，按照详细设计方案的目标、内容和方法，分阶段、分步骤完成系统开发的过程。
系统运行与维护：系统运行是指系统经过调试和验收以后交付用户使用。系统维护是为了保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤。
GIS产品输出类型：
按载体的不同进行分类：常规地图和数字地图 按输出的内容分类：全要素地形图、各类专题地图、遥感影像地图、统计表、数据表等
图形输出系统设计：
1图形坐标系统
2颜色模型
3输出组织形式
4可视化
空间数据库设计的过程与步骤：
现实世界-信息世界-计算机世界。
1需求分析：系统的观点分析与某一特定的空间数据库应用有关的数据集合
2概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来
3逻辑设计：把信息世界中的概念模型利用数据局库管理系统所提供的工具映射为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来
4物理设计：将数据库逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库
空间数据查询功能分类：
1针对空间关系的查询
2针对非空间属性的查询
3结合空间关系和非空间属性的查询
空间索引：依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。
常见的空间索引：
1范围索引：在记录每个空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标
2格网空间索引：将区域划分大小相等的格网，记录每个格网内所包含的空间实体在数据库中的地址
3四叉树索引：将区域进行若干层的划分，每个层次是将上层分成四个相等的子区域，判定空间实体在哪一层，哪一子区域，用子区域编码记录空间实体
空间元数据：
在空间数据库中用于描述空间数据库的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式的特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一
空间元数据的主要作用：
帮助空间数据的使用者查询所需的空间信息，进行空间数据的共享，并进一步处理空间数据。
空间分析：
基于空间数据的分析技术的地球科学原理为依托，通过分析算法从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分析、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息
数字地形分析：
地理信息系统中地形起伏的数字化表达和存储形式
地形因子：
坡度、坡向、曲面面积，曲面曲率、体积、地表粗糙度、高程变异、凹凸系数、分维以及谷脊特征等与地形有关的信息。
坡度：
局部地表面与周围的地表面间最大的高程变化率。坡向是这个最大变化率所在方向
拟合曲面法：
采用二次曲面来拟合局部地形表面，用3*3的格网来计算中心格网点的坡度和坡向。
空间叠合分析：
相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据相叠加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系
空间缓冲区分析：
点、线或面等不同实体周围建立一定宽度的缓冲多边形，以确定不同地理要素的空间邻近性或其影响范围
Voronoi多边形特征：
1所有多边形都是凸多边形
2顶点是相邻已知点构成的三角形外接圆圆心
3所有这些外接圆内部不包含已知点
空间网络分析：
通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况对网络结构及资源等的优化问题进行研究的一种分析方法
最短路径：
设最短距离确定为红点集，其他的为蓝点集，初始时红点集只用源点，按路径长度递增顺序产生各蓝点的最短路径，从蓝中选择点扩充到红点集，每扩充一个剩余的蓝点路径按新红点作为中间顶点进行修正，如加入新红使某蓝路径最短则该点加入红，直到所需蓝已扩充到红
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