空间特征与空间问题

空间与地理空间

地理信息系统区别于其他信息系统的独特功能：空间分析处理的对象是地理空间目标，熟识地理空间数据的特征是进行GIS空间分析的前提和基础

本质上GIS是研究如何在数学化环境下进行空间目标获取，表达，存储，管理，分析与应用服务的相关理论，技术和方法

欧式空间是对物理空间的一种数学理解与表达，是GIS中常用的一种重要空间。欧式空间擅长平面二维空间目标的空间方位、规模的表达

点用一组唯一的实数对(x,y)表示

线在笛卡尔平面中，被定义为点集合

面在笛卡尔平面中的面目标也称为多边形。多边形分为：凸多边形、凹多边形及内环多边形

拓扑空间是另一种理解和描述物理空间的数学方法，也是GIS中常用的重要数学空间。而拓扑空间则是描述空间目标宏观分布或目标之间相互关系的有效方法

拓扑关系是不考虑距离和方向的空间目标之间的关系，包括相邻，邻接，关联和包含等

GIS中利用拓扑关系可有效减少数据存储量。在空间分析中利用拓扑可以高效地管理要素间的共同边界

地理空间是指经过投影变换后，在笛卡尔坐标系中的地球表层特征空间

地理空间由地理空间定位框架和连接的地理空间特征组成

GIS采用高度抽象的方法将空间地物或现象抽象成几种基本类型——点、线、面和复合对象。空间地物间的位置关系采用空间拓扑关系来描述。

时空特征、多维结构、多尺度性、不确定性、海量性

空间位置包括绝对位置和相对位置
- 绝对位置通常利用经纬度来确定，另外一个参照点或坐标系中坐标原点的位置
- 相对位置是空间中一目标物相对于其他目标物的方位

空间关系是指分布于不同空间位置的多个对象间的相互作用

时空尺度规定了地理空间观测的广度与深度，同时也表名了对地理空间理解与描述的精度

GIS对地学数据的分析过程

空间分布和格局、资源配置与规划、空间关系与影响、空间动态过程

误差是指测量值与真实值之间的差异

源误差

数据固有误差和数据采集过程中产生的误差。

如：遥感数据误差、地图数字化误差、直接测量数据误差、属性数据误差
处理误差

数据录入后进行数据处理过程中产生的误差

包括计算机处理数据的数字模型和计算精度，处理影像的几何纠正方法，坐标变换和比例变换，投影变换，几何数据的编辑，属性数据的编辑，空间分析，数据压缩或去噪，数据格式转换等过程产生的误差
使用误差

使用误差指空间数据在使用过程中，由于数据的完备程度，时效性，拓扑关系的正确性，缺乏数据的质量报告，应用模型精度等引起的误差

分辨率指最小的可分离单元或最小的可表达单元

对于栅格数据，指图像像元大小
- 分辨率越高，像素越小，每个度量单元具有较多的信息和潜在的细节
- 分辨率越低，就意味着像素越大，每个度量单元的细节就越小，信息密度越低
对于矢量数据，指坐标点的密度程度
- 矢量空间数据库的比例尺主要由分辨率和位置精度决定
对于专题图，分辨率指所表达的最小物体的大小，称为最小制图单元