地理信息系统概论从现实世界到比特世界

考研-地理信息系统名词解释大全——张纪松导论--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. 地理信息系统（南大95、南大96、南大03、中科院03、中科院04、华东师00、中南03、浙大99）GIS作为信息技术的一种，是以计算机技术为依托，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。

简单地说，GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息，它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体，用于高效地采集、存储、更新、处理、分析和显示各种类型的地理信息。

（李满春、任建武、陈刚、周炎武，《GIS设计与实现》）2. 地理信息（中科院03、北大02、西北99）是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

（黄杏元、马劲松，《地理信息系统概论电子教案》）3. 地理信息科学（南大98、南师99）与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。

地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

（邬伦，《地理信息系统原理、方法和应用》）4. 地理数据（武大04）是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。

（李满春、任建武、陈刚、周炎武，《GIS设计与实现》）5. 地理信息流（武大06）即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。

第一章地理信息系统概论数据与信息信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

信息的特点：客观性（信息与客观事实紧密相关）、实用性(经过信息系统处理可以变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息)、传输性（可以在发送者和接收者之间传播）、共享性（可为多个用户共享而本身无损失）。

数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。

数据的特点：格式依赖计算机系统，可以转换形式，是用以载荷信息的物理符号，本身并无意义。

数据与信息的关系：信息与数据是不可分离的。

信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。

数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。

信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。

数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。

不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。

信息系统:信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用信息。

信息系统的类型：事务处理系统（支持操作层人员的日常活动，处理日常事务）；管理信息系统（为战术层管理者提供信息，包含事务处理系统）；决策支持系统（交互式信息系统，能支持管理者制定决策）;人工智能和专家系统（能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统）。

地理信息系统地理信息系统是一种决策支持系统。

它的定义由两方面组成，一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

重点一空间数据库模型1．空间数据库空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。

2．空间数据库模型空间数据库模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。

一般而言，GIS 空间数据模库型由概念数据库模型、逻辑数据库模型和物理数据库模型三个有机联系的层次所组成。

3．数据库概念模型：( conceptual model)概念模型为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一数据库管理系统支持的数据模型。

人们常常首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换为机器世界。

也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型，而是概念级的模型，称为概念模型。

4．逻辑模型逻辑模型，是指数据的逻辑结构。

在数据库中，逻辑模型有关系、网状、层次，可以清晰表示个个关系。

在管理信息系统中，逻辑模型：是着重用逻辑的过程或主要的业务来描述对象系统，描述系统要“做什么”，或者说具有哪些功能。

1)关系数据模型是把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表格，每个二维表格称为一个关系。

关系模型以记录组或数据表的形式组织数据，便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。

2)关系数据库：是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。

目前主流的关系数据库有oracle 、SQL、access 、db2 等。

3)对象—关系管理模式是指在关系型数据库中扩展，通过定义一系列操作空间对象(如点、线、面)的API 函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。

5．物理模型，在管理信息系统中，物理模型：描述的是对象系统“如何做”、“如何实现”系统的物理过程。

地理信息系统概论地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机技术来捕获、存储、管理、分析和展示地理空间数据的系统。

它与地理学和地理信息科学紧密相连，为我们提供了一种有效的方式来理解和解释地球上的现象和问题。

本文将就地理信息系统的概念、应用范围以及未来发展进行探讨。

地理信息系统是一个包含软件、硬件、数据和人员的综合系统。

它可以通过空间分析、建模和可视化等方式，帮助我们更好地理解和掌握地球上的事物和现象。

地理信息系统是一种跨学科的领域，涉及到地理学、计算机科学、地图学、统计学等多个学科的知识。

它的基本原理是将地理空间数据与属性数据进行关联和整合，通过空间分析来揭示其中的关联和规律。

地理信息系统的应用范围十分广泛。

从城市规划到环境保护，从农业管理到交通规划，从资源管理到灾害预警，地理信息系统都发挥着重要的作用。

在城市规划方面，地理信息系统可以帮助规划师们更好地了解城市的地理特征和人口分布，为城市的合理布局和发展提供科学依据。

在环境保护方面，地理信息系统可以监测环境污染、物种迁徙等现象，为环保决策提供数据支持。

在农业管理方面，地理信息系统可以帮助农民根据土地特征选择合适的农作物种植，并进行水资源和气候的管理。

在交通规划方面，地理信息系统可以辅助分析交通拥堵状况，并提供最佳路线规划。

未来，地理信息系统的发展前景十分广阔。

随着5G技术的发展和数据采集技术的不断改进，地理信息系统将更加强大和智能化。

例如，借助高分辨率遥感技术，我们可以对地球表面进行更加详细的观测和测量。

同时，随着人工智能和机器学习技术的应用，地理信息系统可以对大数据进行更精确和快速的处理，从而为决策者提供更准确的决策支持。

此外，地理信息系统还可以与其他技术进行深度融合，如物联网、区块链等。

通过与物联网的结合，地理信息系统可以获取更精确的实时数据，实现更精细化的管理。

而通过与区块链的结合，地理信息系统可以实现数据的去中心化、不可篡改和共享，提高数据的安全性和可信度。

我们借助于外感官（我们意识的一种性质）表象给我们自己外面的对象，这些对象毫无例外的在空间里面。

这些对象的形状、大小、以及它们相互间的关系是在空间里被规定的或能够在空间里被规定的。

空间不是一个从外部经验得来的经验概念。

因为为使着某种感觉与我以外的某些东西发生关系，以及同样地为着我能把那些感觉表象为互相在外、互相靠近，从而不只是彼此不同，并且是在不同的地方，这样就一定要以空间观念为前提。

康德第二章从现实世界到比特世界导读：本章从空间认知的角度讲述了对现实世界进行抽象的过程。

空间认知属于行为地理学的范畴，它研究个体如何对现实世界进行认知，并在意识中编码的过程。

在认识的基础上进行逐步抽象，最后得到数字化的空间数据，这正是OpenGIS九层抽象模型前五层所描述的内容。

最后是空间数据库模型，进一步强调了该抽象过程。

本章的内容有助于加深对空间数据和空间信息的理解。

从现实世界到人的概念世界，再到数字世界，最后通过用户改造自然的活动反馈到现实世界，这中间三个阶段对应着地球信息科学的三个研究领域，即地理认知模型的研究、地理概念计算方法的研究以及地理信息与社会的研究。

如图2-1所示。

图2-1：地理信息流与地理信息科学三个领域1．对现实世界的地理认知地理环境是复杂多样的，要正确地认识、掌握与应用这种广泛而复杂的信息，需要进行去粗取精、去伪存真的加工，这就要求对地理环境进行科学的认识。

对于复杂对象的认识是一个从感性认识到理性认识的一个抽象过程。

对于同一客观世界，不同社会部门或学科领域的人群，往往在所关心的问题、研究的对象等方面存在着差异，这就会产生不同的环境映象。

1．1认知的含义认知属于心理学的范畴。

认知理论早在70年代就被引入地图学，并用“刺激——反应”的关系模式来研究用图者在读图时的心理——物理反应。

始于90年代的地图制图可视化研究也应用了认知概念，使“刺激——反应”模式的研究向纵深推进了一步，地图制图可视化的实质是探讨地图信息传输过程中人对空间客体的认识。

《地理信息系统基础》课程标准1、课程概述1.1课程标识课程代码：63116015课程名称：地理信息系统基础课程性质：必修课程类别：职业技术基础课程开课学期：第一学期。

授课学时：总学时：32。

其中理论学时：22；实践学时：10。

1.2课程定位《地理信息系统基础》使学生了解和掌握地图为基础管理和分析空间数据的技术，以方便处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息，作为生产、管理和决策的依据。

课程主要内容包括：空间数据模型与数据结构、空间数据获取、空间数据处理、空间数据组织与管理、空间分析的基本方法、数字地形模型及其应用、空间建模与空间决策支持、地理信息系统产品输出及可视化等。

本课程是一门综合性很强的专业基础课，在学习本课程之前应先修：《计算机应用基础》、《测量学》课程；通过本课程的学习，为其后继课程《电子地图原理与应用》、《空间数据库》、《GIS二次开发》的学习奠定基础。

为学生定岗实习、毕业后能胜任岗位工作起到必要的支撑作用。

1.3课程设计思路本课程在内容组织与安排上遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实的工作任务及工作过程为载体，按工作过程组织教学，将工作任务设计成“学习项目”，采用项目化教学，按项目分别采用任务驱动、项目导向等教学模式。

课程教学方法以有利于课程内容的学习和取得良好的教学效果为原则，主要采用多媒体课件演示、自学和讨论、上机实习等形式。

其中多媒体课件主要用于课程要点、难点的讲解，图形图像资料和模拟演示等，预制的课件条理清晰、利于更新，信息量大，效果远远超过传统授课方式，作为课堂授课辅助工具效果明显；自学和讨论要求学生通过网络课件、资料阅读和习题完成非重点难点和描述性内容的学习，自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查；上机实习广泛地采用了网络和计算机辅助教学等现代教育技术，在网上公布所有教学资源，包括教学大纲、中英文教案、多媒体电子教材、网络课程教材、实习教材、实习指导书、习题集等，同时设计了“网上答疑”与“网上讨论”等栏目，为学生提供了多种可供选择的学习方式，充分体现“互动教学”的特点。

说明：本提纲只为复习时使用，很多东西都比较简略的提及，不是只背这个就完事的，要结合书和讲义一起看。

不是投机取巧的工具。

学完了要在心里默念，谢谢师兄：）~~（师妹们尤其应该如此^_^）更重要的是，要认真的学~~第一章地理信息系统概论1.1地理信息系统的基本概念数据：指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。

信息：是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。

（客观性，实用性，传输性，共享性）信息系统：是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。

类型：事物处理系统、管理信息系统、决策支持系统、人工智能和专家系统。

地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。

位置是其最显著的标志。

特征是定位特征、多维结构特征、动态变化特征。

地理数据：各种地理特征和现象间关系的符号化表示。

有空间位置、属性特征、时态特征三部分。

1.2地理信息系统及其类型地理信息系统：是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

三大类型：专题地理信息系统、区域信息系统、地理信息系统工具。

地理信息系统的构成：计算机硬件系统+计算机软件系统+空间数据+系统开发、管理和使用人员计算机硬件系统：输入/输出设备、中央处理单元、存储器等计算机软件系统：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析软件空间数据：某个已知坐标系中的位置、实体间的空间关系、与几何位置无关的属性系统开发、管理和使用人员1.3地理信息系统的功能概述五个核心问题：位置（Locations）：在某个特定的位置有什么。

地理信息系统概论(2012)地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集成了地理学、计算机科学、遥感技术和空间分析等多种学科的技术。

它能够将空间数据（如地图、卫星图像等）与属性数据（如人口统计、土地使用等）结合起来，以便于我们更好地理解和分析地理现象。

GIS可以应用于多个领域，包括城市规划、环境管理、灾害评估、资源勘探等。

它可以帮助我们更好地理解地理空间关系，为决策提供科学依据。

GIS的核心是空间数据模型，它将现实世界中的物体和现象抽象为点、线、面等几何对象，并赋予它们属性信息。

通过空间数据模型，我们可以进行空间查询、空间分析和空间模拟等操作。

GIS的软件工具多种多样，如ArcGIS、QGIS等。

它们提供了丰富的功能，包括数据输入、数据编辑、数据管理和数据分析等。

通过这些工具，我们可以轻松地处理和管理地理空间数据。

GIS的发展已经取得了巨大的进步，随着技术的不断进步，它将继续在各个领域发挥重要作用。

通过GIS，我们可以更好地理解我们的地球，为可持续发展做出贡献。

地理信息系统概论(2012)GIS技术的应用不仅仅局限于专业领域，它也深刻地影响了我们的日常生活。

例如，在交通导航中，GIS技术被广泛应用于路线规划、实时交通监控和路况预测。

当我们使用智能手机上的地图应用时，实际上是在享受GIS技术带来的便利。

在教育领域，GIS技术也被广泛采用。

通过GIS，学生可以更直观地学习地理知识，了解不同地区的自然和人文特征。

同时，GIS也提供了丰富的数据资源，为学术研究提供了支持。

在环境保护方面，GIS技术同样发挥着重要作用。

它可以帮助我们监测和评估环境变化，制定科学的保护措施。

例如，通过分析卫星图像和地面监测数据，我们可以及时发现森林火灾、洪水等自然灾害，并采取相应的应对措施。

GIS技术还在商业领域得到了广泛应用。

企业可以利用GIS技术进行市场分析、选址决策和物流管理。

一、名词解释1.元数据(2005，2007，2011) (黄杏元版P138)(许捍卫版P188)元数据是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。

空间元数据是指描述空间数据的数据，它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。

2.空间数据编码(2005) (黄杏元版P63)(许捍卫版P171)是指将空间数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示。

编码通常由数字或字符组成，或由它们共同组成的混合码，一般情况下，编码通常采用主码和子码来组合。

空间数据编码的目的是提供空间数据的分类与特征描述，便于空间要素的输入、存储、管理，以及满足GIS系统之间的数据交换与共享的需要。

3.投影转换(2005) (黄杏元版P78)(许捍卫版P56)主要研究从一种地图投影变为另一种地图投影的理论与方法。

其实质是建立两平面之间点一一对应的关系。

4.空间数据压缩(2005) (黄杏元版P92)(许捍卫版P137)即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比a，其中：式中：m为曲线的原点数；n为曲线经压缩后的点数。

a的大小，既与曲线的复杂程度、缩小倍数、精度要求、数字化取点的密度等因素有关，又与压缩技术本身有关。

5.时空数据库(2005，2008,2009) (黄杏元版P142)时空数据库是一个包含了时态数据、空间数据和时空数据，并能同时处理数据对象的时间和空间属性的数据库。

时空数据库系统的研究涉及到数据库研究的诸多领域，如时空数据模型、时空查询语言和时空索引算法等等。

它一方面增加了数据库管理的复杂性，另一方面，海量的数据为时间和空间分析提供了极为广阔的舞台。

现实世界中有许多实体具有时空特征，如城市交通网络监控的车辆，森林火灾的火灾区域和动物研究中的候鸟迁移等，都需要使用时空数据库来管理。