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地理信息系统的理论基础和应用案例一、地理信息系统的理论基础地理信息系统（Geographic Information System）是一种用来存储、管理、处理、分析和显示地理信息的计算机系统。
地理信息系统的理论基础主要包括地理信息科学、计算机科学、地图学等。
地理信息科学作为地理信息系统的主要支撑学科，研究地球表面空间信息及其数据组织、管理和分析处理的理论和方法。
1、地理信息科学地理信息科学是研究地球表面空间信息及其数据组织、管理和分析处理的学科。
在地理信息系统中，地理信息科学主要处理采集、存储、处理和分析地理信息数据的问题。
2、计算机科学地理信息系统是一种基于计算机技术的系统，计算机科学对地理信息系统的建设有很大影响。
计算机科学的发展与技术的进步，为地理信息系统提供了更为有效的技术支撑，如数据库技术、网络技术、图形图像处理技术、数据挖掘技术等。
3、地图学地理信息系统中的地图图像的制作、处理和分析是一个重要的问题。
地图学的研究为地理信息系统提供了很多的理论和方法，如地图规划、图形图像处理等。
二、地理信息系统的应用案例地理信息系统在不同领域有着广泛的应用。
下面以城市规划、环境监测和资源管理为例，介绍地理信息系统的应用案例。
1、城市规划城市规划是城市建设工作的重要组成部分。
地理信息系统对城市规划的实现起着重要作用。
地理信息系统通过将城市建设规划与实际情况相结合，进行数字化的模拟，提高城市规划设计的准确性。
例如，在城市规划中涉及到道路交通状况分析、公共资源分配等问题，地理信息系统可以帮助规划者分析交通流量、公共资源分布等情况，为城市规划提供科学的决策依据。
2、环境监测环境监测是保护环境的重要手段。
地理信息系统通过对环境监测数据的采集、存储和分析，提高了环境监测的水平和效率。
例如，在水质监测中，地理信息系统可以帮助监测人员在地图上标注各个水质采样点，记录水质检测结果，绘制水质分布图等。
这样，监测人员可以实时了解到各个水质采样点的水质情况，并及时采取相应措施。
测绘工程技术专业地理信息系统（GIS）学习指南一、引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用来存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术。
在测绘工程技术专业中，GIS已经成为不可或缺的工具。
本文将为测绘工程技术专业的学生提供一个学习指南，来帮助他们更好地掌握GIS技术。
二、GIS的概述GIS是一种将地理空间数据与非地理属性数据相结合的信息系统。
它可以用来处理和分析地理空间数据，同时还可以进行数据的可视化呈现。
GIS主要包括数据输入、数据管理、数据分析和数据输出等基本功能。
三、GIS的基础知识1. 地图投影：地图投影是将地球上的三维地理信息转化为二维平面地图的过程。
学习GIS的同学需要了解不同的地图投影方法以及投影的应用场景。
2. 坐标系统：坐标系统是GIS中用来表示地理空间位置的方法。
学习GIS的同学需要了解不同的坐标系统，包括经纬度坐标和投影坐标系统。
3. 空间数据类型：GIS中的空间数据有点、线、面等不同类型。
学习GIS的同学需要了解不同的空间数据类型及其在地理信息系统中的应用。
4. 数据获取与处理：学习GIS的同学需要学会获取地理空间数据，并对数据进行处理和清理，以保证数据的准确性和完整性。
四、GIS的应用领域GIS在许多领域都有广泛的应用。
以下是GIS在测绘工程技术专业中的几个重要应用领域：1. 地图制图：GIS可以用来制作各种类型的地图，包括道路地图、土地利用地图和地形图等。
学习GIS的同学需要具备地图制作和编辑的能力。
2. 空间分析：GIS可以进行空间分析，帮助分析空间数据之间的关系，并提供决策支持。
学习GIS的同学需要学会使用GIS软件进行空间数据的分析和建模。
3. 土地规划：GIS可以用来进行土地规划和土地管理。
通过GIS，可以对土地资源进行有效的管理和利用。
4. 环境保护：GIS可以用来进行环境监测和环境评估。
通过GIS，可以对环境污染和自然资源的变化进行监测和分析。
第一章地理信息系统概论信息的含义：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。
信息具有以下特点：客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息正确性和精确度的保证；实用性：信息对决策是十分重要的，信息系统将地理空间的巨大数据流收集、组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息；传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输；共享性：信息与实物不同，信息可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。
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、图像以及它们能转换成的数据等形式。
与数据相比，信息具有以下特征：数据是原始事实，信息是数据处理的结果；对一个人是信息对其他人可能是数据；信息必须是有意义或有用的；使用的信息必须是完整、精确、相关和及时的。
地理数据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。
地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性：1）区域性是通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识；2）多维结构特性即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构；3）地理信息的时序特征十分明显，可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的、短期的、中期的、长期的、超长期的等。
地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。
空间位置数据描述地物所在位置，这种位置既可以根据大地参照系定义，如大地经纬度坐标，也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的距离、邻接、重叠、包含等；属性数据又称为非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标，即描述了信息的非空间组成部分，包括语义与统计数据等；时态特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，时态数据对环境模拟分析非常重要，越来越受到地理信息系统学界的重视。
GIS理论与实践学习报告一、GIS理论1.GIS根本概念GIS全称Geographic Information System，中文名地理信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或局部地球表层〔包括大气层〕空间中的有关地理分布数据进展采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学、信息科学和管理科学等为一体的边缘学科，其核心是计算机科学，根本技术是地理空间数据库、地图可视化和空间分析。
2.GIS的开展（1）GIS的开拓期〔60年代〕：1963年，加拿大测量学家首先提出了GIS这一术语，并建立了世界上第一个实用的GIS——加拿理信息系统，用于自然资源的管理和规划。
这一时期，GIS开展的另一显著标志，是许多有关的组织和机构纷纷建立，例如1966年美国成立城市和区域信息系统协会，1969年又建立州信息系统全国协会，国际地理联合会于1968年设立了地理数据收集和处理委员会。
这些组织和机构的建立，对于传播GIS的知识和开展GIS的技术，起了重要的指导作用。
（2）GIS的稳固开展期〔70年代〕：由于计算机技术及其在自然资源和环境环境数据处理中的应用，促使GIS迅速开展并得以稳固。
（3）GIS技术大开展时期〔80年代〕：由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输时效得到极大的提高。
GIS的应用领域迅速扩大，从资源管理、环境规划到应急反响，从商业效劳区域划分到政治选举分区等，涉及到了许多的学科与领域。
（4）GIS的应用普及时代〔90年代〕：国家级乃至全球性的GIS已成为公众关注的问题，例如GIS已列入美国政府制定的"信息高速公路〞方案，美国副总统戈尔提出的"数字地球〞战略也包括GIS。
毫无疑问，GIS将开展成为现代社会最根本的效劳系统。
地理信息技术专业地理信息科学深入了解地理信息技术专业地理信息科学的理论和方法地理信息技术专业地理信息科学的理论和方法地理信息技术是应用地理学、计算机科学和信息技术相结合的一门学科，旨在获取、存储、管理、分析和可视化地理信息。
地理信息科学是地理学与信息科学的交叉学科，研究地理信息的获取、处理、应用和传播的原理和方法。
在地理信息技术专业中，掌握地理信息科学的理论和方法对于开展地理信息相关工作至关重要。
一、地理信息科学的基本概念和原理地理信息科学是一门涵盖地理学、数学、计算机科学、地图学等多学科知识的交叉学科。
它以地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）为核心工具，通过采集、整理、存储和分析地理数据，并将其可视化为地图，以便于研究人员和决策者进行地理问题的分析和决策。
地理信息科学的基本原理包括数据采集、空间数据模型、数据库管理、空间分析和地图制作等。
1. 数据采集：地理信息科学通过各种技术手段获取地理数据，如遥感、卫星影像、GPS定位等。
这些数据能够提供地理信息的基础，是地理信息科学研究的重要数据来源。
2. 空间数据模型：地理信息科学使用空间数据模型来描述和组织地理现象的位置和属性。
常见的空间数据模型包括点、线、面等，用来表示不同尺度的地理要素。
3. 数据库管理：地理信息科学需要将获取的地理数据存储在数据库中，以便于查询和管理。
地理信息系统能够对大量的地理数据进行集成和管理，提高数据的可访问性和利用价值。
4. 空间分析：地理信息科学利用空间分析技术对地理数据进行统计、分析和建模，以揭示地理现象之间的关系。
例如，通过空间插值方法可以构建地理现象的分布模型，通过缓冲区分析可以研究地理现象的空间接触关系等。
5. 地图制作：地理信息科学利用地图制作技术将地理数据可视化为地图，以便于人们理解和使用地理信息。
地图制作需要考虑地图的符号化、色彩搭配、比例尺选择等方面的技术要求。
GIS基本理论之一：GIS的概念、构成结构、功能1 地理信息系统的概念地理信息系统(Geographic Information System 简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型等分析方法，实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而建立起来的计算机技术系统。
它的定义主要包含三个方面的内容：①GIS使用的工具：计算机软硬件系统；②GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性；③GIS数据建立过程：采集、存贮、管理、处理、检索、分析和显示。
2 地理信息系统与相关技术(CAD、数字化制图)之间的关系地理信息系统与事务信息系、CAD和数字化制图都有很大的关系，但它们之间又存在着很多的不同点。
与一般的事务信息系统相比，地理信息系统具有以下特征：①地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将二者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法；而事务信息系统只有属性数据库的管理，不能进行有关空间数据的操作；②地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据；③地理信息系统的成功应用不仅仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系；④虽然事务信息系统对地理信息系统的发展起着重要的作用。
但实践证明，人的因素在地理信息系统得发展过程中越来越具有重要的影响作用，地理信息系统的应用问题已经超出了技术的范畴。
CAD是指计算机辅助设计，是采用计算机辅助进行各种设计，广泛用于机械、建筑、工程和产品设计方面。
GIS是在CAD基础上发展起来的一门学科，设计制图同时也是GIS的重要功能。
CAD和GIS的关系密切。
二者都具有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据，也能处理属性数据。
1、地理信息系统（geographic information system ，即gis ）——一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
2．栅格——栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
特点：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身，而所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标，即定位是根据数据在数据集中的位置得到的，在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。
3.矢量——它假定地理空间是连续，通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。
对于点实体，矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；对于线实体，用一系列坐标对的连线表示；多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。
4. “拓扑”（topology）一词来源于希腊文，它的原意是“形状的研究”。
拓扑学是几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性（拓扑属性：一个点在一个弧段的端点，一个点在一个区域的边界上；非拓扑属性：两点之间的距离，弧段的长度，区域的周长、面积）。
这种结构应包括：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小x 、y 坐标值）。
gis 的基本概念、定义、研究内容
GIS（地理信息系统）是指一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术和工具。
它集成了地理学、地理信息科学、地图学、遥感技术、地理信息处理等多个学科的理论和方法。
GIS的定义包括：
1. 地理信息系统（GIS）是一种用于获取、管理、分析、呈现地理数据的信息系统。
2. GIS是一种将空间位置与属性数据相结合的计算机化工具，用于捕捉、存储、检索、组织、分析和展示地理空间数据。
GIS研究内容主要包括以下几个方面：
1. 空间数据获取和数据质量管理：研究如何获取各种类型的地理数据（如地图、卫星影像、遥感数据等），并保证数据的质量和准确性。
2. 空间数据模型和数据库设计：研究如何建立和管理空间数据模型，设计和开发适合存储和查询地理数据的数据库。
3. 空间分析和处理：研究如何对空间数据进行统计分析、模型建立和预测等空间分析技术，并进行空间数据的处理和处理方法研究。
4. 地图制图和可视化：研究如何使用地理信息系统制作和展示地图，以及如何进行空间数据的可视化呈现。
5. 空间决策支持系统：研究如何将GIS技术应用于各种领域的决策支持，包括城市规划、环境管理、交通规划、资源管理等。
综上所述，GIS是一种集成地理学、地理信息科学、地图学、遥感技术等多个学科的技术和工具，用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据。
其研究内容包括空间数据获取和质量管理、空间数据模型和数据库设计、空间分析和处理、地图制图和可视化、空间决策支持系统等。
第一章1、地理信息系统的基本概念：用于采集、存储、查询、分析和显示地理参照数据的计算机系统/2、空间位置、属性及时间数据是地理空间分析的三大基本要素，不可分割3、GIS五个主要组成部分：硬件系统（GIS的物理外壳，数据输入设备、数据存贮设备、数据输出设备）、软件系统（SuperMap（超图软件）、GeoStar （武大吉奥）、MapGIS（中地数码））、地理空间数据（地理空间数据是地理信息系统操作的对象，遥感影像、地图、野外采样、水文气象、社会统计数据）、专业人员（系统开发、系统管理以及使用人员）、地理信息模型4、GIS基本功能（解决以下五大问题：位置、条件、趋势、模式、模型和模拟）：数据采集与输入、空间数据分析与处理、地图制图与数据输出应用功能：空间数据的可视化、统计与量算、规划与管理、预测与监测、辅助决策5、GIS主要应用领域：测绘与地图制图、资源管理、灾害监测、环境保护、城市与区域规划、宏观决策、国防6、GIS与其它学科技术的关系：GIS是传统科学与现代技术相结合的产物，为各门涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法，体现出多学科交叉的特点，这些交叉的学科包括地理学、测量学、地图制图学、摄影测量与遥感学、计算机科学、数学、统计学以及一切与处理和分析空间数据有关的学科。
GIS与遥感：遥感是GIS重要的数据源，可以提取空间信息，专题要素和属性信息、遥感图像处理是实现遥感数据向地理信息转变的关键之一、可以基于高分辨率卫星遥感影像采集和更新GIS信息、GIS 可以为遥感图像处理和信息解译提供地学参照数据、辅助信息和分析判据、遥感和GIS的集成GIS与测绘：测绘学本质上是一门关于地球空间信息的学科，从20世纪90 年代开始，国际上将测绘学（Surveying and Mapping）更改为Geomatics （地球空间信息学）、测绘学和遥感技术不但为GIS 提供了快速、可靠、多时相和廉价的多种信息源，而且其许多理论和算法可直接用于空间数据的变换、处理GIS与地图：GIS脱胎于地图，并成为一种新的测绘学和地理学的信息载体，同样具有存储、分析、显示和传输的功能、地图仍是目前GIS的重要数据来源之一，其最终产品之一也是地图、二者也有一定的差别：地图强调的是数据分析、符号化和显示，而GIS则注重于空间信息分析思考题1. 地理信息系统概念及其理解2. 地理信息系统的构成及主要功能3. 地理信息系统与一般的管理信息系统的区别第三章1、地理实体的几何抽象：点（point）：零维、线（line）：一维、面（polygon）：二维、体（volume）：三维2、地理空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征3、GIS中的地理空间数据=空间特征数据+属性特征数据空间特征数据=定位数据+空间关系数据属性特征数据=专题属性数据+时间数据4、地理空间数据的来源：地图数据、影像数据、地形数据、属性数据、元数据5、GIS三个抽象层次：概念模型、逻辑数据模型、物理数据模型6、空间数据的计算机表示：（1）将地理要素或实体抽象为点、线、面类型（2）逻辑上抽象为不同的专题或图层（3）相同区域的若干个图层构成图幅，若干个图幅构成完整的数据库7、地理空间数据的空间关系：现实生活中的实体大多都不是孤立存在的。
