福州大学856地理信息系统2021年考研专业课初试大纲.pdf

根据福州大学2021年硕士研究生入学考试的专业课课程（考试）大纲，地理信息系统作为一门重要的考试科目，其内容涵盖了GIS的基础理论和技术实践。为了帮助考生更好地理解和备考，我们将大纲中的关键知识点进行详细的解读。 ### 一、GIS基本知识 #### 1. GIS基本概念 - **定义**：地理信息系统(Geographic Information System, GIS)是一种通过计算机系统对地理空间数据进行采集、存储、管理、处理、分析和展示的技术系统。 - **特点**：能够将各种地理要素和现象以数字化的方式存储并处理，从而实现对地理空间信息的有效管理和利用。 #### 2. GIS的组成 - **数据输入**：如扫描仪、数字化仪等用于输入地图图像或数据。 - **数据存储**：数据库管理系统用于存储空间数据和属性数据。 - **数据处理**：包括数据转换、格式化等操作。 - **数据输出**：如地图打印、图表生成等。 - **用户界面**：提供友好的交互环境，使用户可以查询、分析和展示地理信息。 #### 3. GIS功能与应用范畴 - **功能**：数据输入、数据存储与管理、空间分析、可视化表达等。 - **应用**：城市规划、资源管理、环境保护、灾害监测等多个领域。 #### 4. GIS与其他学科的关系及发展历程 - **跨学科性**：GIS与地理学、计算机科学、遥感技术等多门学科紧密相关。 - **发展**：从最初的单一功能到现在的集成化、智能化，GIS经历了从桌面GIS到网络GIS再到移动GIS的发展过程。 ### 二、地理空间数学基础 #### 1. 空间数据投影和空间坐标转换 - **投影**：将地球表面的三维坐标转换为二维坐标的过程，常见的有墨卡托投影、兰勃脱投影等。 - **坐标系**：用于确定地球表面点的位置，包括地理坐标系和投影坐标系。 #### 2. 空间尺度与地理格网 - **空间尺度**：指在不同比例尺下地图所表示的空间范围和细节程度。 - **地理格网**：通过经纬度或其他坐标系统构建的网格系统，用于空间数据的管理和分析。 ### 三、空间数据模型 #### 1. 地理空间与空间抽象 - **地理空间**：地球表面及其周围的空间，是GIS研究的对象。 - **空间抽象**：将现实世界中的地理现象简化为便于计算和分析的模型。 #### 2. 空间数据的概念模型与逻辑模型 - **概念模型**：用以描述空间实体及其属性和关系的高级抽象。 - **逻辑模型**：更具体的模型，描述如何在数据库中存储和组织数据。 #### 3. 空间数据与空间关系 - **空间数据**：包括点、线、面等几何要素。 - **空间关系**：如邻接、包含、交叉等，是GIS空间分析的基础。 ### 四、空间数据结构 #### 1. 矢量数据结构与栅格数据结构及其融合与转换 - **矢量数据**：以点、线、面的形式存储地理要素，适用于描述离散对象。 - **栅格数据**：由一系列矩形像素构成，适合表达连续变化的地表现象。 - **融合与转换**：矢量数据与栅格数据之间的相互转换，用于解决不同数据源之间的兼容性问题。 #### 2. 镶嵌数据结构、多维数据结构 - **镶嵌数据结构**：多个栅格数据集的组合，用于描述复杂的地理现象。 - **多维数据结构**：除了传统的空间维度外，还包括时间、属性等维度，用于多维空间数据的管理和分析。 ### 五、空间数据组织与管理 #### 1. 空间数据库设计 - **设计原则**：满足数据完整性、一致性等要求。 - **设计过程**：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计等步骤。 #### 2. 空间数据特征与组织 - **特征**：空间位置、属性信息等。 - **组织**：通过空间索引等方式提高数据访问效率。 #### 3. 空间数据管理与检索 - **管理**：包括数据录入、更新、备份等日常管理工作。 - **检索**：基于空间查询条件快速定位所需数据。 ### 六、空间数据采集与处理 #### 1. 数据采集 - **方法**：实地测量、遥感影像解译等。 - **工具**：GPS接收机、无人机航拍等。 #### 2. 数据编辑与拓扑关系 - **编辑**：修正数据错误、完善数据细节等。 - **拓扑关系**：如节点与弧段之间的连接关系，对于保持数据一致性非常重要。 #### 3. 数学基础变换 - **变换**：如坐标转换、投影变换等，用于确保不同来源数据间的匹配性和可比性。 #### 4. 数据重构、图形拼接、数据压缩 - **重构**：调整数据结构以优化存储或处理效率。 - **拼接**：将多个数据集合并为一个完整的数据集。 - **压缩**：减少数据占用的空间，提高传输速度。 #### 5. 数据质量评价与控制 - **质量评价**：评估数据准确性、完整性、一致性等。 - **控制**：实施数据质量管理策略，确保数据质量符合标准。 #### 6. 数据入库 - **入库**：按照预定的数据模型和规则将数据存入数据库。 ### 七、GIS基本空间分析 #### 1. 空间对象的基本度量方法 - **度量**：如距离、面积、角度等，用于描述空间对象的几何特性。 #### 2. 叠置分析、缓冲区分析 - **叠置分析**：通过两个或多层空间数据的叠加来提取有用的信息。 - **缓冲区分析**：创建一个围绕特定要素的区域，用于分析该区域内其他要素的分布情况。 #### 3. 窗口分析、网络分析 - **窗口分析**：在指定的空间窗口内执行局部运算。 - **网络分析**：在路网等网络结构上进行路径选择、最短路径等分析。 ### 八、DEM与数字地形分析 #### 1. DEM概念 - **DEM**（Digital Elevation Model）：数字高程模型，用于表示地表起伏形态。 #### 2. DEM的获取方法 - **获取方法**：如地形图扫描、遥感影像提取等。 #### 3. DEM的应用 - **应用**：如水文分析、地貌分类等。 ### 九、GIS空间统计分析 #### 1. 探索性空间数据分析 - **探索性分析**：通过可视化等手段发现空间数据的分布特征和潜在规律。 #### 2. 空间数据常规统计与分析 - **统计方法**：如均值、方差等基本统计量的计算。 #### 3. 空间数据插值 - **插值**：根据已知点的数值估计未知点的值。 #### 4. 空间统计分析与空间关系建模 - **分析**：如热点分析、聚类分析等。 - **建模**：建立空间要素之间的关系模型。 ### 十、地理信息可视化 #### 1. 地理信息输出方式与类型 - **输出方式**：如纸质地图、电子地图等。 - **类型**：如专题地图、三维模型等。 #### 2. 可视化的一般原则 - **原则**：清晰性、易读性、美观性等。 #### 3. 可视化表现形式 - **表现形式**：颜色、纹理、符号等元素的运用。 ### 十一、网络GIS与地理信息服务 #### 1. GIS的平台网络化与应用服务化 - **网络化**：通过互联网实现GIS资源和服务的共享。 - **服务化**：将GIS功能封装为Web服务供用户调用。 #### 2. 网络地理信息系统 - **系统**：一种支持Web服务的GIS平台，用户可以通过浏览器访问GIS应用。 #### 3. 地理信息的网络服务 - **服务**：如WMS（Web Map Service）、WFS（Web Feature Service）等，用于提供地图显示、空间数据查询等功能。 ### 参考书目 - 《地理信息系统教程》（第二版），汤国安 著，高等教育出版社，2019 - 《地理信息系统基础与实验教程》（第一版），田永中等编，科学出版社，2010 - 《地理信息系统导论》（第五版），张康聪著，陈健飞，张筱林译，科学出版社，2010 以上是对福州大学2021年硕士研究生入学考试专业课地理信息系统科目的考试大纲的详细解读。考生应重点掌握GIS的基础理论知识，并通过实际操作加深对技术的理解和应用能力。希望这些知识点能帮助考生高效备考。