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⼤地测量学笔记--武⼤⼤地测量学1、垂线偏差同⼀测站点上铅垂线与椭球⾯法线之间的夹⾓u，即是垂线偏差。
u通常⽤南北⽅向分量ζ和东西⽅向分量η表⽰。
垂线同平均地球椭球（或参考椭球）法线之间的夹⾓称为绝对垂线偏差（或相对垂线偏差），统称天⽂⼤地垂线偏差，实际重⼒场中的重⼒向量g同正常重⼒场中的正常重⼒向量γ之间的夹⾓称重⼒垂线偏差。
2、法截⾯、法截线、⼤地线包含椭球⾯上⼀点的法线的平⾯叫法截⾯它是法截⾯与椭球⾯的交截线，也叫法截线⼤地线（geodesic）是指地球椭球⾯上连接两点的最短程曲线。
在球⾯上，⼤圆弧(球⾯上的法截线)是对应的⼤地线。
但在地球椭球体⾯上，除两点均位于⼤地⼦午线或纬线上外，⼤地线均位于它两个端点的正反法截线之间。
3、总（平均）地球椭球与参考椭球⼤地体：⼤地⽔准⾯所包围的形体总地球椭球：顾及地球的⼏何和物理参数，在全球范围内与⼤地体最佳吻合的地球椭球。
参考椭球：具有确定椭球参数，经过局部定位和定向，与某国（或地区）⼤地⽔准⾯最佳拟合的地球椭球。
与某国（或地区）⼤地⽔准⾯最佳拟合的旋转椭球⾯叫参考椭球⾯。
4、⼤地⽔准⾯、似⼤地⽔准⾯瞬时、静⽌的平均海⽔⾯延伸到⼤陆内部，处处与铅垂线相垂直的连续封闭曲⾯称为⼤地⽔准⾯。
（或：把完全静⽌的海⽔⾯所形成的重⼒等位⾯，专称它为⼤地⽔准⾯）似⼤地⽔准⾯：与⼤地⽔准⾯很接近的基准⾯。
5.⽔准⾯上各点的重⼒加速度g随纬度和物质分布不同⽽变化（即⽔准⾯不同点上的重⼒值是不同的）。
使⾼差h不等，因⽽两⽔准⾯不相平⾏。
6、正常重⼒位是⼀个函数简单，不涉及地球形状和密度，便可直接计算得到地球重⼒位近似值的辅助重⼒位。
与此相关的⼒就叫做正常重⼒。
7、正常椭球、⽔准椭球、地球⼤地基准常数正常椭球：正常椭球⾯所包围的形体，是⼤地⽔准⾯的规则形状。
可有多个⽔准椭球：⽔准椭球⾯所包围的形体，是⼤地⽔准⾯的规则形状。
仅有⼀个。
地球⼤地基准常数：地球正常(⽔准)椭球的基本参数，即 ,,,2fM J a8.⼤地基准、⾼程基准、重⼒基准⼤地基准是建⽴国家⼤地坐标系统和推算国家⼤地控制⽹中各点⼤地坐标的基本依据，它包括⼀组⼤地测量参数和⼀组起算数据，其中，⼤地测量参数主要包括作为建⽴⼤地坐标系依据的地球椭球的四个常数，即地球椭球⾚道半径啊，地⼼引⼒常数GM ，带球谐系数J2(由此导出椭球扁率f)和地球⾃转⾓度w ，以及⽤以确定⼤地坐标系统和⼤地控制⽹长度基准的真空光速c ；⽽⼀组起算数据是指国家⼤地控制⽹起算点(成为⼤地原点)的⼤地经度、⼤地纬度、⼤地⾼程和⾄相邻点⽅向的⼤地⽅位⾓。
第一章绪论1.1地理信息系统的概念数据：指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图像等符号信息：信息是现实世界在人们头脑中的反映。
它以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
信息的特性：客观性、适用性、传输性、共享性数据和信息的关系：数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系地理信息：地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
地理信息的特征：空间特征属性特征时序特征地学信息：指与人类居住的地球有关的信息都是地学信息，具有无限性、多样性、灵活性等特点。
地理信息与地学信息的区别：主要在于信息源的范围不同，地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等；地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。
GIS定义：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
GIS的内涵：1.GIS的物理外壳是计算机化的技术系统2.GIS的对象是地理实体3.GIS的技术优势4.GIS的相关学科1.2地理信息系统的组成GIS由系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型五大要素组成1.3.地理信息系统的功能和应用GIS基本功能：1.数据采集与编辑2.数据存储与管理3.数据处理与变换4.空间查询与分析5.数据显示与输出GIS的应用功能：资源管理区域和城乡规划灾害监测环境评估作战指挥交通运输宏观决策1.4地理信息系统的发展国际GIS发展状况：上世纪60年代:开拓阶段—注重空间数据的地学处理70年代: 巩固阶段—注重空间信息的管理80年代:技术突破阶段—注重空间分析与决策支持90年代至今:社会化阶段—注重空间信息的社会化服务我国GIS发展状况：20世纪70年代：准备阶段GIS先驱呼吁，初定理论基础，进行可行性GIS试验20世纪80年代：起步阶段GIS科研人员进行理论探索、规范探讨和试验软件开发20世纪90年代：发展阶段专题研究，GIS应用大发展新世纪至今：产业化阶段国家计划和科研项目，中国信息产业与标准化与国际接轨当代GIS发展动态：1、3S集成技术2、网络GIS更加流行3、三维GIS更富有吸引力第二章地理信息系统的数据结构第一节地理空间及其表达地理空间（Geographic space）：是指物质、能量、信息的存在形式在空间形态、结构过程、功能关系上的分布、格局及其在时间上的延续。
什么是GIS？他与一般的计算机应用有什么异同？GIS：由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划与管理问题。
异同：地理信息系统是空间数据和属性数据的综合体,具有极强的空间分析能力，GIS软件系统一般由计算机系统软件地理系统平台软件和应用分析软件组成，计算机系统软件是GIS 工作所必须的基本软件。
数据：通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料，是客观事物的属性、数量、位置及其相关关系等的抽象表示信息：是像人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是消息中所包含的意义，他不随载体物理形式改变而改变，是通过数据形式来表达的，是加载在数据之上的，是对数据具体含义的解释。
数据与信息的区别与联系：信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。
数据本身并没有意义，数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。
数据处理是对数据进行运算、排序转换、分类、筛选、检索等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。
GIS有哪些特征？（1）公共的空间定位基础。
（2）系统以空间分析模型驱动，具有极强的空间综合分析公和动态预测能力并产生高层次的空间信息。
（3）具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力。
（4）以提供空间信息服务为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。
GIS有哪几个重要部分组成？它的基本功能有哪些？组成：硬件系统、软件系统、地理数据和人员。
功能：（1）数据采集与输入（2）数据处理与更新（3）数据存储与管理（4）空间查询与分析（5）数据显示与输出GIS可应用哪些领域？统计与量算规划和管理预测与监测辅助决策地理信息：地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
信息系统：是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统为什么地理数据的表达过程需要概念、逻辑和物理三个不同层次？（1）GIS首先必须将现实世界描述成计算机可以表达的数据形式，而数据模型是桥梁（2）GIS的建模过程需要一种相对一致的思维过程基本思路为：确定地理空间领域建立概念模型构成既方便人们的认知又适和计算机解释和处理的实现模型。
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。
地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。
例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。
地理信息系统概论（修订版）第一章导论第一章导论§1 地理信息系统基本概念1．1数据与信息数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。
数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。
数据是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。
就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。
信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。
1．2地理信息与地理信息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、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。
地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。
地理信息系统（Geographical Information System）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义）§2 GIS的基本组成GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
2．1系统硬件1、GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站/服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站/服务器成为GIS的主流。
2、GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。
第一章：1.地理信息系统：是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，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，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。
2.地理信息系统的基本功能：数据采集与输入；数据编辑与更新；数据存储与管理；空间查询与分析；数据显示与输出。
3.地理信息特征：(1)属于空间信息 (2)具有多维结构的特征(3)时序特征十分明显（4）载体多样性（5）数据量大(相关性、多样性、区域性、层次性)4.地理信息系统的特征：（1）数据的空间定位特征（2）空间关系处理的复杂性（3）海量数据管理能力5.地理空间分析的三大要素：空间位置、属性、时间6.GIS基本组成：硬件系统、软件系统、地理数据、用户7.三种相互联系的数据类型：几何数据、关系数据、属性数据8.GIS应用领域：测绘、地图制图，资源管理，灾害监测，环境保护，精细农业，电子商务，电子政务，城乡规划与管理，交通运输，人口管理，宏观决策，国防、军事，公安、急救，医疗、卫生第二章1.举例说明何为地理格网？指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。
地图分幅的代名词；“国土控制格网” ；地球特定区域某种属性的统计单位，而常称之为“地理定位格网”。
2.比例尺越小，制图综合程度越大，图形详细程度越小，图形精度越小。
3.如何理解无级比例尺？没有一个具体表现形式，可按比例任意缩小或放大数据。
4.简述80西安坐标和54坐标转换思路：（一是地理坐标基准的变换；二是坐标值的变换。
）1、（B，L）54转换为（X,Y,Z）54，即空间大地坐标到空间直角坐标的转换；2、（X,Y,Z）54转换为（X,Y,Z）80，坐标基准的转换，即参考椭球转换。
七参数或简化三参数法实现3、（X,Y,Z）80转换为（B,L）80，空间直角坐标到空间大地坐标的转换；4、（B,L）80转换为（x,y）80，通过高斯－克吕格投影公式计算出高斯平面坐标值。
武测地理信息系统笔记（制作：武汉大学教学队伍）武测地理信息系统笔记制作：武汉大学教学队伍：胡鹏程雄李建松吴艳兰郭庆胜杜清运游涟第一章绪论§1-1 GIS概念一、信息与数据1、信息1）定义：信息是现实世界在人们头脑中的反映。
它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
2）信息的特性：B、适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。
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，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。
如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。
C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。
D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。
2、数据指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、\符号、声音、图象等符号。
数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。
数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。
3、两者关系（有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。
数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。
只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。
例如“1、”“0”独立的1、0均无意义。
当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了“有”“无”信息，当用它来标识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息。
二、地理信息与地学信息1、地理信息2）特点：A、地域性：（是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志）。
B、多维结构：指在同一位置上可有多种专题的信息结构。
如某一位置上的地理信息包括（例图）C、时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。
第一章：对地理实体和地理现象的特征要素进行获取、处理、分析、应用等的计算机空间或时空信息系统。
地理空间实体：具有地理空间参考位置的地理实体要素，具有相对固定的空间位置和关系，具有特定的属性(静态、动态空间对象，离散、连续特征要素）地理现象:发生在地理空间中的地理事件特征要素,具有空间位置、关系和属性随时间变化的特性。
空间对象：地理空间实体和地理现象在空间或时空信息系统中的数字化表达形式，具有随表达尺度而变化的特性。
（离散、连续对象)联系:空间对象是数字化表达，地理空间实体和地理现象在现实中客观存在。
的五个基本特点：1、以计算机系统为支撑2、操作对象是空间数据3、有对地理空间数据进行空间分析、评价、可视化和模拟的综合利用优势4、具有分布特性5、的成功应用更强调组织体系和人的因素以应用需求为驱动，以技术为引导.为什么需要：1、地理数据维护管理不善，修订更新搜索不易2、制图和统计方法落后,分析不易3、空间数据和信息不准确4、缺乏空间数据恢复和共享服务5、可提高人员生产力和决策管理水平，节省时间资金6、可得到更多地理信息附加产品信息系统:四大要素：硬件、软件（计算机程序)、数据、用户分类：事务处理系统(处理日常事务,民航订票系统）、管理信息系统、决策支持系统（用以获得辅助决策方案),人工智能和专家系统(智能推理）地理信息系统：组成：硬件、软件系统,数据，空间分析（重要功能，为解决各类空间问题提供分析应用工具），人员硬件：包括计算机主机、存储设备、数据输入输出设备等包括单机系统结构模式（一台计算机为核心，单用户使用,单层:一台计算机）、企业内部网系统结构模式（模式，企业或组织内部使用，两层：服务器、客户机）、因特网系统模式(模式,因特网多用户使用,三层：服务器、服务器、客户端浏览器) 软件:下两层系统软件与硬件相关（操作系统，管理、工具软件）,上三层实现功能（基本功能软件、应用软件、用户接口或通信软件),中间为标准软件(数据库系统等）基本软件功能由六大子系统组成:1、空间数据输入与格式转换子系统2、图形与属性编辑子系统：符合数据结构,统一参照系,严格编码和分层3、数据存储与管理子系统:由特定数据模式或结构来描述，由数据库管理，数据模型经历了:层次模型→网络模型→关系模型→地理相关模型(）→地理关系模型（）→面向对象的模型→对象关系模型(地理关系模型)4、空间数据处理与分析子系统5、空间数据输出与表示子系统：地图、表格、决策方案、模拟显示结果等形式6、用户接口：用户和系统交互的工具数据：空间数据，属性数据地理数据:数字线划数据,数字栅格数据,数字高程模型,数字正射影像空间数据质量评定：准确度，精度，不确定性，相容性,一致性，完整性，可得性,现势性地理空间数据库:地理数据的直接组织结果，提供数据库管理系统进行管理。
1地理空间分析的三大要素空间位置属性时间2地理信息的独特特性空间分布性数据量大信息载体的多样性3地理信息系统的概念在计算机硬、软件系统的支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算。
分析、显示和描述的技术系统。
4 GIS的根本标志GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。
空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性核定量的描述。
5完整的GIS组成计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员6GIS的硬件配置计算机主机数据输入设备数据存储设备数据输出设备7大地水准面的概念假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处正交的一个连续、闭合的水准面。
8遥感影像对空间信息的描述通过不同的颜色和灰度来表示9描述空间实体的两种基本方式栅格矢量结构10空间数据的三个基本特征空间特征属性特征时间特征11空间数据的拓扑关系邻接关系关联关系包含关系12元数据的性质及几种常用形式元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多的反映数据集自身的特征规律，以便用户对数据集的准确、高效的充分的利用与开发13空间元数据概念及获取方法概念：对于空间数据的描述或者说明获取：键盘输入、关联表、测量法、计算法、推理法14栅格结构、栅格比例尺的定义栅格：以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织方式，阵列中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征栅格比例尺：栅格大小与地表相应单元大小之比15栅格结构数据的获取途径1目读法 2数字化仪手扶或自动跟踪数字化地图，得到矢量数据结构后，再转换为栅格结构 3扫描数字法 4分类影像输入16确定栅格单元含有多个属性代码的方法中心点法面积占优法重要性法百分比法17栅格数据结构的编码方法分类链式编码游程长度编码块状编码四叉树编码18矢量数据结构的编码方法分类实体式索引式双重独立式链状双重独立式19栅格数据、矢量数据的显著特点是什么栅格：属性明显，定位隐含矢量：位置明显，属性隐含20基于图像数据的矢量化转换的步骤二值化：线划图形扫描后产生栅格数据细化：消除线划横断面栅格数的差异，使得欧线指标刘每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的每个栅格宽度跟踪：将写入数据文件的细化处理后的栅格数据，整理为从节点出发的的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储与特征栅格点中心的坐标。
武测地理信息系统笔记制作：武汉大学教学队伍：胡鹏程雄李建松吴艳兰郭庆胜杜清运游涟本笔记适用于：《地理信息系统基础》（龚建雅编遥感院和重点实验室考试用因为这两个地方考试用的试卷一样），《地理信息系统教程》（胡鹏编资源环境学院考试用）第一章绪论§1-1 GIS概念一、信息与数据1、信息1）定义：信息是现实世界在人们头脑中的反映。
它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
2）信息的特性：A、客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。
B、适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。
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，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。
如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。
C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为―信息高速公路‖。
D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。
2、数据指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、\符号、声音、图象等符号。
数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。
数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。
3、两者关系（有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。
数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。
只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。
例如―1、‖―0‖独立的1、0均无意义。
当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了―有‖―无‖信息，当用它来标识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息。
二、地理信息与地学信息1、地理信息1）定义：指与研究对象的空间地理分布有关的信息。
它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
2）特点：A、地域性：（是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志）。
地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。
B、多维结构：指在同一位置上可有多种专题的信息结构。
如某一位置上的地理信息包括（例图）C、时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。
因此，一实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。
以免过时的信息造成决策的失误或因为缺少可*的动态数据，不能对变化中的地理事件或现象作出合理的预测预报和科学论证。
例如98年龙王庙特大洪水险情正是武汉勘测设计院利用先进的摇感、GPS技术测得实时数据为抗洪决策提供可*依据。
显然，如果用过时数据，这将造成多大的损失，这就是地理信息的时序特征。
2、地学信息与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。
3、两者信息源不同地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等；地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。
它是人们深入认识地球系统、适度开发资源、保护环境的前提和保证。
四、信息系统和地理信息系统1、信息系统( Information System ,IS )1）系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，能完成特定功能的有机整体。
2）信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
3）类型：从适用于不同管理层次角度出发、信息系统分为下列不同类型。
事务处理系统、管理信息系统：主要支持操作层人员的日常事务处理，图书管理，借还书。
决策支持系统：从MIS中获取信息，进行推测，以辅助决策。
人工智能、专家系统：用计算机模仿人类思维过程进行推理，在医学上应用较成功。
为有效地对信息流进行控制，组织、管理、充分利用，就需要建立某种信息系统，那么对地理信息进行管理、利用就需要建立地理信息系统。
2、地理信息系统( Geographic Information System ,GIS)1）定义：不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的A、GIS是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。
B、为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
---美国国家地理信息与分析中心C、是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
D、GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。
--英国教育部2）理解a GIS是一计算机系统，既然是系统，就要具有系统的基本功能，数据采集、管理、分析和表达，所以每个GIS系统都是由若干具有一定功能的模块组成。
b GIS的处理对象是有关的地理分布数据，也就是空间数据，为了能对这些空间数据进行定位，定性和定量的描述，决定了GIS 要对空间数据按统一地理坐标进行编码，这是GIS与其他信息系统不同的根本所在。
3、GIS与其它IS之间的关系和区别1）GIS与其它IS之间的关系（信息系统分类）2）GIS与其它IS的区别A、GIS与一般MIS：GIS离不开数据库技术。
数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心技术。
GIS 对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS （数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
如电话查号台是一个一般MIS ，只能回答用户询问的电话号码，而通信信息系统除了可查询电话号码外，还提供用户的地理分布、空间密度、最近的邮局等空间关系信息。
B 、GIS 与CAD/CAMGIS 与CAD 共同点 GIS 与CAD 不同点都有空间坐标系统； 都能将目标和参考系联系起来； 都能描述图形数据的拓扑关系； 都能处理属性和空间数据 ＣＡＤ研究对象为人造对象—规则几何图形及组合； 图形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对较弱； ＣＡＤ中的拓扑关系较为简单； 一般采用几何坐标系 。
ＧＩＳ处理的数据大多来自于现实世界，较之人造对象更复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化；GIS 的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；GIS 采用地理坐标系 。
GIS 与CAMGIS 与CAM 共同点 GIS 与CAM 不同点都有地图输出、空间查询、分析和检索功能 ＣＡＭ侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有地图辅助设计和产生高质量矢量地图的输出机制； 它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏拓扑关系； 它与数据库的联系通常是一些简单的查询。
CAM 是GIS 的重要组成部分；综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。
§1-2 GIS 发展GIS 起源于人口普查，土地调查和自动制图，1960年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson 提出了把地图变成数字形式的地图，1963年，又提出GIS 这一本术语，并建立了第一个GIS_加拿大GIS ，随后GIS 以燎原之势在全世界迅速发展起来。
一、国际GIS 的发展状况1、60年代，探索时期（GIS 思想和技术方法的探索）人们关注什么是GIS ，GIS 能干什么。
2、70年代，巩固时期，（这时由于计算机技术及其在自然资源和环境数据处理的应用，促进 GIS 迅速发展）。
这期间，发展研究的重点是空间数据处理的算法，数据结构和数据库管理这三个方面。
3、80年代，实破阶段，也是GIS 普遍发展和推广应用阶段，人们把GIS 与RS 解决全球性问题，如全球沙漠化，全球可居住地评价，核扩散问题等。
4、90年代，全面应用，产业化阶段，对GIS 进一步研究，研究的内容集中在：空间信息分析的新模式和新方法，空间关系和数据模型，人工智能引入等。
二、我国GIS 发展我国GIS 起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段：1、 70年代，准备阶段：一些知名人士GIS 先驱看到GIS 的广阔前景和GIS 的重要性，进行极积呼吁，为GIS 在我国的发展奠定了与论准备基础并做了一些可行性实验。
2、 80年代，试验起步阶段:这期间，我国在GIS 理论探索，规范探讨，软件开发，系统建立等方面取得了突破和进展，进行了一些典型，试验专题试验软件开发工作。
3、 90年代，我国GIS 发展阶段：我国改革开放以来，沿海，治江经济开发区的发展土地的有偿使用和外资的引进，急需GIS 为之服务，这也推动GIS 在我国的全面发展。
4、 96年以来，是我国GIS 产业化阶段。
近几年来，我国经济信息化的基础设施和重大信息工程已纳入国家计划，一批国家级和地方级的GIS 相继建立并投入运行，一批专业遥感基地已建立，并进入了产业化运行，一批综合运用―3S‖技术的重点项目已实施，并在自然灾害监测和图土资源调查中发挥效益，一批高等院校开设了与GIS 相关的新专业，培养了一大批从事GIS 研究与开发的高层次人才，具有我国自主版权的GIS 基础软件的研制逐步进入了产业化轨道，等等这些都标志我国GIS 产业已进入新的发展阶段。
§1-3 GIS 构成一、GIS 组成从计算机的角度看，GIS 是由软件、硬件、数据和用户组成。
用户（GIS 服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户）软件（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统）硬件（各种设备-物质基础）数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础）由于计算机的飞速发展和地理信息的时序特征，硬件寿命3-5年，软件（5-15年），数据（1-2年，5-70年不等）GIS需要不断维护、更新，所以用户要不断进行知识更新。
二、硬件配置前面说过，GIS作为技术系统必须具备数据的采集、管理、分析、表达和显示功能，一定功能必须由一定的软件、硬件实现，所以GIS的硬件配置为：输入数字化、解析测图仪、扫描仪遥感处理设备等存贮处理计算机硬盘光盘等存储设备输出打印机绘图仪显示终端等网络服务器、网络适配器、传输介质、调制解调器等网络设备。
随着网络普及，信息共享成为时代要求，GIS要有网络功能三、软件配置1、GIS软件层次有了计算机硬件之后，首先需要OS,DOS,WINDOWS,UNIIX等。
