MapInfo教程第1章-地理信息系統(tǒng)概論

第1章地理信息系統(tǒng)概論1.1信息與信息系統(tǒng)1.1.1信息與數(shù)據(jù)1.1.2信息系統(tǒng)1.2地理信息與地理信息系統(tǒng)1.2.1地理信息1.2.2地理信息系統(tǒng)1.3地理信息系統(tǒng)的類型與特點(diǎn)1.4地理信息系統(tǒng)的組成1.4.1系統(tǒng)硬件1.4.2系統(tǒng)軟件1.4.3空間數(shù)據(jù)1.5地理信息系統(tǒng)的功能1.6地理信息系統(tǒng)與其他學(xué)科的關(guān)系1.7地理信息系統(tǒng)的開展歷史1.8地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用1.9地理信息系統(tǒng)的開展趨勢1.10習(xí)題11.1信息與信息系統(tǒng)信息是近代科學(xué)的一個(gè)專門術(shù)語。信息系統(tǒng)能為企業(yè)、部門或組織的決策過程提供有用的信息。1.1.1信息與數(shù)據(jù)信息是用文字、數(shù)字、符號(hào)、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(shí)，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。信息來源于數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料。數(shù)字、文字、符號(hào)、圖像都是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息那么是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。信息具有以下一些根本屬性：①事實(shí)性②等級性 ③可壓縮性 ④擴(kuò)散性 ⑤傳輸性 ⑥分享性或共享性 ⑦增殖性 ⑧轉(zhuǎn)換性1.1.2信息系統(tǒng)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)都局部或全部由計(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(shí)。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)〔TPS〕，管理信息系統(tǒng)〔MIS〕，決策支持系統(tǒng)〔DSS〕和人工智能和專家系統(tǒng)〔ES〕。1.2地理信息與地理信息系統(tǒng)但凡與空間位置有關(guān)的信息都屬于地理信息，在現(xiàn)實(shí)生活中所存在的信息有80%是與空間位置有關(guān)系的。1.2.1地理信息地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理信息屬于空間信息，其位置的識(shí)別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，這是地理信息區(qū)別于其他類型信息的最顯著的標(biāo)志。地理信息具有區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)特性和動(dòng)態(tài)變化的特性。1.2.2地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)〔GeographicInformationSystem，簡稱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)”。它是以采集、存儲(chǔ)、管理、描述、分析地球外表及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為根底，在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究、綜合評價(jià)、管理、定量分析和決策效勞而建立起來的一類計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

1.3地理信息系統(tǒng)的類型與特點(diǎn)1.3.1地理信息系統(tǒng)的類型地理信息系統(tǒng)按其內(nèi)容可以分為三類：①專題地理信息系統(tǒng)〔ThematicGIS〕②區(qū)域信息系統(tǒng)〔RegionalGIS〕③地理信息系統(tǒng)工具或地理信息系統(tǒng)外殼〔GISTools〕1.3.2地理信息系統(tǒng)的特征地理信息系統(tǒng)具有以下三個(gè)方面的特征：①具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性。②由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。③計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息系統(tǒng)能以快速、精確、綜合地對復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過程動(dòng)態(tài)分析。1.4地理信息系統(tǒng)的組成1.4.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的根本組件包括輸入/輸出設(shè)備、中央處理單元、存儲(chǔ)器〔包括主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器硬件〕等，這些硬件組件協(xié)同工作，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供必要的信息，使其完成任務(wù)；保存數(shù)據(jù)以備現(xiàn)在或?qū)硎褂?；將處理得到的結(jié)果或信息提供給用戶。圖1-2表示了常見的實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。1.4.2系統(tǒng)軟件GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面等。按照其功能分為：GIS專業(yè)軟件，數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)管理軟件等〔如圖1-3所示〕。1.GIS專業(yè)軟件2.數(shù)據(jù)庫軟件3.系統(tǒng)管理軟件1.4.3空間數(shù)據(jù)根據(jù)地理實(shí)體的空間圖形表示形式，它們的數(shù)據(jù)表達(dá)可以采用矢量和柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包括兩大類型：1.空間數(shù)據(jù)用來確定圖形和制圖特征的位置，這是以地球表面空間位置為參照的。2.非空間的屬性數(shù)據(jù)用來反映與幾何位置無關(guān)的屬性，即通常所說的非幾何屬性，它是與地理實(shí)體相聯(lián)系的地理變量或地理意義，一般是經(jīng)過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統(tǒng)計(jì)等方法得到。1.4.4系統(tǒng)管理和操作人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素，GIS不同于一幅地圖，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地理模型。僅有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴(kuò)充完善、應(yīng)用程序開發(fā)，并靈活采用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策效勞。一個(gè)周密規(guī)劃的地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和執(zhí)行的工程經(jīng)理、信息管理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶。1.5地理信息系統(tǒng)的功能由計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合而產(chǎn)生的GIS這一高新技術(shù)，它包含了處理地理信息的各種高級功能，但是它的根本功能是數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出。1.數(shù)據(jù)采集與編輯2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理3.數(shù)據(jù)處理與變換4.空間查詢與分析5.數(shù)據(jù)顯示與輸出1.6地理信息系統(tǒng)與其他學(xué)科的關(guān)系

許多不同的學(xué)科，包括地理學(xué)、地圖制圖學(xué)、測量學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及一切與處理和分析空間數(shù)據(jù)有關(guān)的學(xué)科與技術(shù)。GIS的相關(guān)學(xué)科技術(shù)如圖1-4所示。

1.7地理信息系統(tǒng)的開展歷史縱觀GIS開展，可將地理信息系統(tǒng)開展分為以下幾個(gè)階段：1.20世紀(jì)60年代地理信息系統(tǒng)的開拓期2.20世紀(jì)70年代地理信息系統(tǒng)的穩(wěn)固開展期3.20世紀(jì)80年代地理信息系統(tǒng)技術(shù)大開展時(shí)期4.20世紀(jì)90年代地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用普及時(shí)代1.8地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用隨著信息技術(shù)的開展和GIS理論、技術(shù)方法的進(jìn)步，GIS的應(yīng)用早已滲透到人類生活的許多方面。到目前為此，GIS在如下幾個(gè)方面得到了普遍的應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。①專題地圖制圖②礦產(chǎn)資源評價(jià)③環(huán)境評價(jià)與監(jiān)測④土地、水資源調(diào)查與管理

⑤資源開采⑥管網(wǎng)、交通模擬模型⑦導(dǎo)航系統(tǒng)⑧城市規(guī)劃⑨教練與模擬⑩輔助決策1.9地理信息系統(tǒng)的開展趨勢GIS發(fā)展趨勢網(wǎng)絡(luò)GIS——WebGIS

開放式GIS——OpenGIS組件式GIS——ComGIS

虛擬GIS——VGIS

多媒體GIS——MGIS

三維GIS——3DGIS

時(shí)態(tài)GIS——TGIS

無線通訊與GIS

1.10習(xí)題1