第五讲地球系统科学是研究地球系统的科学。地球系统，是指由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈（包括人类自身）等四大圈层组成的作为整体的地球。它包括了自地心到地球的外层空间的十分广阔的范围，是一个复杂的非线性系统。地球信息科学是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流的科学，或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信息流的科学。就地球信息科学的技术特征而言，它是记录、测量、处理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据学科领域的科学。地理信息科学是信息时代的地理学，是地理学信息革命和范式演变的结果。它是关于地理信息的本质特征与运动规律的一门科学，研究对象是地理信息，是地球信息科学的重要组成成分。地理信息系统（GeographicInformationSystems）是地球空间信息科学的重要内容之一。它更多地强调在技术层面对地球空间信息的存储、处理和空间分析利用。因而人们认为将地理信息系统称之为一门空间信息管理和分析的技术更为合适。第2章GIS的基础理论第2章GIS的基础理论第3章GIS概论基本概念基本概念GIS的构成与功能第4章GIS的技术基础第4章GIS的技术基础第4章GIS的技术基础第5章地理空间信息基础地理空间信息的描述方法矢量数据元数据6.1地理空间数据模型的概念地理空间数据模型是人们在对地理空间的充分认识与完整的地理空间认知模型（或概念模型）的基础上，并用计算机能够识别和处理的形式化语言来定义和描述现实世界地理实体、地理现象及其相互关系的逻辑模型。地理空间数据结构是地理空间数据模型的物理描述；地理空间数据模型是定义地理空间数据结构的基础，地理空间数据结构是地理空间数据模型的具体实现。就某一建模角度来讲，地理空间数据模型是相对独立存在的，而地理空间数据结构则随定义它的空间数据库及数据库管理系统的改变而改变。地理空间认知模型、地理空间数据模型、地理空间数据结构，构成了对地理实体、现象及其关系，从地理现实世界到计算机世界的三个表达层次。地理空间数据模型概念地理空间数据的基本特征和描述内容空间数据的分类空间数据的分级空间数据的分类编码分层：地理空间数据可按某种属性特征形成一个数据层，通常称为图层。图层是描述某一地理区域的某一（有时也可多个）属性特征的数据集。分层方法：按专题分层，每个图层对应一个专题；按时间序列分层，即按不同时间数据分层；按实体几何类型（点、线、面）分层；按实体属性结构分层。分区：在GIS的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为工作区（Workspace）。工作区的边界形状可是规则的格网，也可是多边形。工作层是空间数据处理的一个工作单元，在平面上可能与工作区范围一致，在垂直方向，不同的GIS软件的定义存在区别。空间数据的空间索引一、传统数据模型：层次模型、网络模型和关系数据模型。二、面向对象的地理数据库模型1、基本概念：对象、对象类、方法、消息2、面向对象的特性：抽象性、封装性、多态性等特性。3、面向对象数据模型的四种核心技术：分类、概括、聚集、联合。4、面向对象数据模型的核心工具：继承、传播。5、面向对象地理数据模型的特点：可充分利用现有数据模型的优点、具有可扩充性、可以模拟和操纵复杂对象。6、面向对象的数据模型：点状、线状、面状对象。四、栅格数据模型：栅格数据是分层建模的五、三维空间的数据模型：V＝f（x,y,z），矢量数据：点、线、面、体、栅格数据：体元（立方体、四面体、非规则形状）第7章地理空间数据结构栅格数据和数字高程模型数据结构四叉树和八叉树数据结构第8章地理空间数据库数据库的系统结构数据库管理系统的功能、组成、管理模式第9章地理空间数据获取10.1图形数据的编辑一、结点的编辑：结点是线（弧段）目标的端点，在GIS中有着重要地位。编辑相当部分是针对结点进行的。通过移动结点或结点粘合，可以解决等问题。二、线（弧）的编辑：直线悬空相交问题，在面向对象的系统中，可不处理。删除角点、增加结点均会改变线形状。跑线问题则需要重新数字化。三、多边形编辑：碎多边形问题一般需要重新数字化，不严重时，可取中线。奇异多边形需要先打断弧段，再删除多余部分。对于多余小多边形，删除即可。总之，编辑遇到的图形问题可能是复杂的，它们并不能明显被区分是点、线或面的问题，需要一系列的操作才能解决。图形数据纠正、拼接和拓扑第11章空间数据的处理方法空间数据的拓扑关系自动生成空间数据的压缩编码方法空间数据的格式转换矢量数据的栅格化栅格数据矢量化第12章地理空间数据的质量GIS的数据质量的内容和类型GIS数据质量的研究方法数字化地图的质量第13章空间信息分析模型关于模型的一般知识GIS的空间分析模型第14章空间查询与统计方法空间数据的查询空间数据的查询属性数据的查询统计第15章空间