2023學(xué)年完整版GIS的基本概念

GIS的基本概念一、信息、地理信息1.信息和數(shù)據(jù)信息（Information）是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特征。信息來源于數(shù)據(jù)（Data）。數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料。數(shù)字、文字、符號、圖像都是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，從實(shí)地或社會調(diào)查數(shù)據(jù)中可獲取到各種專門信息；從測量數(shù)據(jù)中可以抽取出地面目標(biāo)或物體的形狀、大小和位置等信息；從遙感圖像數(shù)據(jù)中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。2.地理信息地理信息是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達(dá)地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征（簡稱屬性）及時(shí)域特征三部分?？臻g位置數(shù)據(jù)描述地物所在位置。這種位置既可以根據(jù)大地參照系定義，如大地經(jīng)緯度坐標(biāo)，也可以定義為地物間的相對位置關(guān)系，如空間上的相鄰、包含等；屬性數(shù)據(jù)有時(shí)又稱非空間數(shù)據(jù)，是屬于一定地物、描述其特征的定性或定量指標(biāo)。時(shí)域特征是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)刻/時(shí)段。時(shí)間數(shù)據(jù)對環(huán)境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統(tǒng)學(xué)界越來越多的重視?？臻g位置、屬性及時(shí)間是地理空間分析的三大基本要素。3.地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性，還具有以下獨(dú)特特性：（1）空間分布性。地理信息具有空間定位的特點(diǎn)，先定位后定性，并在區(qū)域上表現(xiàn)出分布式特點(diǎn)，其屬性表現(xiàn)為多層次，因此地理數(shù)據(jù)庫的分布或更新也應(yīng)是分布式。（2）數(shù)據(jù)量大。地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信息還隨著時(shí)間的變化而變化，具有時(shí)間特征，因此其數(shù)據(jù)量很大。尤其是隨著全球?qū)Φ赜^測計(jì)劃不斷發(fā)展，我們每天都可以獲得上萬億兆的關(guān)于地球資源、環(huán)境特征的數(shù)據(jù)。這必然對數(shù)據(jù)處理與分析帶來很大壓力。（3）信息載體的多樣性。地理信息的第一載體是地理實(shí)體的物質(zhì)和能量本身，除此之外，還有描述地理實(shí)體的文字、數(shù)字、地圖和影像等符號信息載體以及紙質(zhì)、磁帶、光盤等物理介質(zhì)載體。對于地圖來說，它不僅是信息的載體，也是信息的傳播媒介。二、信息系統(tǒng)1.信息系統(tǒng)的基本組成信息系統(tǒng)是具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)時(shí)代信息系統(tǒng)都部分或全部由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持，并由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成、另外，智能化的信息系統(tǒng)還包括知識。

計(jì)算機(jī)硬件包括各類計(jì)算機(jī)處理及終端設(shè)備；軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的采集、存貯加工、再現(xiàn)和回答用戶問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)；數(shù)據(jù)則是系統(tǒng)分析與處理的對象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)；用戶是信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象。2.信息系統(tǒng)的類型根據(jù)系統(tǒng)所執(zhí)行的任務(wù)，信息系統(tǒng)可分為事務(wù)處理系統(tǒng)（Transactionprocesssystem）和決策支持系統(tǒng)（Decisionsupportsystem）。事務(wù)處理系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)的記錄和操作，民航定票系統(tǒng)是其典型示例之一。決策支持系統(tǒng)是用以獲得輔助決策方案的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般是由語言系統(tǒng)、知識系統(tǒng)和問題處理系統(tǒng)共同構(gòu)成。三、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念：的物理外殼是計(jì)算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)，它又由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。2.GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，即點(diǎn)、線、面、體這類有三維要素的地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點(diǎn)是每一個(gè)數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點(diǎn)之所在。的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評價(jià)能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實(shí)現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預(yù)測。4.GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實(shí)體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字?jǐn)z影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動(dòng)地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實(shí)時(shí)的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的理論依托。有的學(xué)者斷言，“地理信息系統(tǒng)和信息地理學(xué)是地理科學(xué)第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發(fā)展是地理科學(xué)信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學(xué)的興起和發(fā)展將是打開地理科學(xué)信息革命的一扇大門，必將為地理科學(xué)的發(fā)展和提高開辟一個(gè)嶄新的天地”。GIS被譽(yù)為地學(xué)的第三代語言——用數(shù)字形式來描述空間實(shí)體。GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區(qū)域性的和局部性的；按研究內(nèi)容的不同可分為綜合性