地理信息系统基本概念共264页

地理信息系统基本概念地理信息系统基本概念GIS原理概述3.1.1 GIS概念地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件⽀持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答⽤户问题等为主要任务的技术系统。

3.1.2 GIS发展1）起始发展阶段(60年代)1963年由加拿⼤测量学家R.F.Tomlinson提出并建⽴的世界上第⼀个地理信息系统是加拿⼤地理信息系统(CGIS)。

1963年美国哈佛⼤学城市建筑和规划师Howard T.Fisher设计和建⽴了SYMAP系统软件。

1966年美国成⽴了城市和区域信息系统协会(URISA)，1968年国际地理联合会(IGU)设⽴了地理数据收集委员会(CGDSP)。

1969年，⼜建⽴起州信息系统国协会(NASIS)。

2）发展巩固阶段(70年代)70年代，GIS朝实⽤⽅向发展。

各国对GIS的研究均投⼊了⼤量⼈⼒、物⼒、财⼒。

不同规模、不同专题的信息系统得到很⼤发展。

从1970年到1976年美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。

GIS受到政府、商业和学校的普遍重视。

3）推⼴应⽤阶段(80年代)80年代，GIS在全世界范围内全⾯推⼴应⽤，应⽤领域不断扩⼤，开始⽤于全球性的问题。

开展GIS⼯作的国家更为⼴泛，国际合作⽇益加强。

GIS软件开发具有突破性的进展，仅1989年市场上有报价的软件达70多个。

代表性的有ARC/INFO（美国）、GENAMAP（澳⼤利亚）、SPANS（拿加⼤）、MAPINFO（美国）、MGE（美国）、System9（瑞⼠/美国）、ERDAS（美国）。

4）蓬勃发展阶段(90年代以后)90年代，随着地理信息产⽣的建⽴和数字化信息产品在全世界的普及，GIS已成为确定性的产业，投⼊使⽤的GIS系统，每2～3年就翻⼀番，GIS市场的年增长率为35%以上，从事GIS的⼚家已超过300家。

G IS已渗透到各⾏各业，涉及千家万户，成为⼈们⽣产、⽣活、学习和⼯作中不可缺少的⼯具和助⼿。

简述地理信息系统的概念地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个涉及地理空间数据的信息系统。

它结合了地理学、地理信息技术和计算机科学，用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据。

GIS系统将地理空间数据与属性数据相结合，从而提供了一种有效的方式来理解和解释地理空间关系。

GIS系统的创建需要多个组成部分。

首先需要收集地理空间数据，这可以通过地面勘测、卫星遥感、GPS测量等方式获取。

然后，这些数据需要被组织和存储在数据库中，以便能够被有效地管理和检索。

接下来，需要进行数据分析，以便从数据中提取出有用的信息和洞察。

最后，这些结果可以通过地图、图表、报告等方式进行展示，以便帮助决策者和利益相关者更好地理解和利用地理空间数据。

GIS系统在许多领域有着广泛的应用。

在城市规划中，GIS可以用于评估土地使用情况、交通网络规划和资源管理。

在环境保护方面，GIS可以用于监测和管理自然资源、生态系统和物种分布。

在应急管理中，GIS可以用于灾害风险评估、紧急救援和资源调配。

在商业和市场研究中，GIS可以用于目标市场定位、销售分析和客户服务。

随着技术的发展和数据的不断增加，GIS系统的应用也在不断扩展。

例如，通过结合传感器技术和实时数据收集，可以实现实时的交通监控和导航系统。

通过使用卫星图像和遥感技术，可以进行全球尺度的地表覆盖和变化监测。

通过结合人工智能和机器学习算法，可以实现更高效的数据分析和决策支持。

总之，地理信息系统是一个强大的工具，可以帮助我们更好地理解和利用地理空间数据。

它在各个领域都有着重要的应用价值，并且随着技术的不断发展，其应用领域还将继续扩展。

1、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。

信息:是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据中所包含的意义。

关系：是信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的意义，是数据的内容。

数据包含原始事实，信息是把数据处理完成有意义和有用的形式。

2、地理数据是表征地理圈或者地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征和规律的数字、文字、图形和图像的总称。

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。

3、地理信息系统是在计算机软件、硬件（工具）支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示（基本功能）空间物体（对象）的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户（服务对象）问题为主要任务的技术系统（吴信才），地理信息系统是一种决策支持系统。

4、地理信息系统的基本构成：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（空间数据）、人员。

5、空间数据：地理信息系统的操作对象是地理数据，地理数据描述的是地理现象的空间特征、属性特征和时间特征，描述空间特征也即是地理现象的空间位置及其相互关系的数据称为空间数据。

6、地理信息系统基本功能：数据采集；数据编辑处理；数据的存储与组织；空间查询与分析；数据输出。

空间数据的分类：空间数据关系：描述空间对象之间的空间相互作用关系拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含、连通和关联等关系。

顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、西、南、北等。

度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。

地图上的拓扑关系的性质是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转、拉伸等）但图形关系不变的性质。

基本拓扑关系关联：不同拓扑元素之间的关系邻接：相同拓扑元素之间的关系包含：面与其他元素之间的关系连通：空间图形中弧段之间的关系拓扑关系的意义(1)根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。

地理信息系统的基本概念（一）数据与信息数据是一种未经加工的原始资料，是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号。

数字、文字、符号、图像都是数据。

信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

信息具有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。

信息来源于数据（Data）。

数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。

例如，从实地或社会调查数据中可获取到各种专门信息；从测量数据中可以抽取出地面目标或物体的形状、大小和位置等信息；从遥感图像数据中可以提取出各种地物的图形大小和专题信息。

（二）地理信息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、图象和图形的总和。

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，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。

而地理数据则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（简称属性）及时域特征三部分。

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，如空间上的相邻、包含等；属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。

时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。

时间数据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的重视。

空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。

地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性：（1）空间分布性。

地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次，因此地理数据库的分布或更新也应是分布式。

（2）数据量大。

地理信息既有空间特征，又有属性特征，另外地理信息还随着时间的变化而变化，具有时间特征，因此其数据量很大。

第一章地理信息系统基本概念第一节几个基本概念1.数据（Data）数据是记录信息的符号，是信息的重要载体，是未加工的原始资料。

内涵：①数据的表达方式有数字、文字、符号、声音、图形、图像、光、电、磁信号等。

②数据一般不等同于信息，人或机器只有理解数据方可获取信息。

③数据只有经过观察、测量、整理与加工可获取2.数据源：能提供某种所需数据的原始媒体称为数据源，目前常用的有：①观测数据：从现场获取的实测数据（野外勘测、台站记录、遥测量算）②分析测定数据：利用物理、化学分析方法测定的数据③图形数据：各种地形图、专题地图等④统计调查数据：各种统计报表、社会调查表⑤遥感数据：由地面航空或航天遥感获得的数据3.信息（Information）有狭义与广义定义：●狭义信息：信息论中将信息定为“两次不定性程度之差”，即用熵增加值度量事物的认知程度。

●广义信息：是宏观世界中主体与外部客体之间相互联系的一种方式，是主客体之间一切有用的消息或知识，是事物运动状态的一种普通反映形式。

内涵：①信息要求有载体支撑②信息需靠介质传递③信息量是可度量的④信息量多少与人的知识经验有关⑤信息是可相互转换的4.数据处理由人或机器对数据进行编码、排序、分类、运算、压缩、增涨、变换等过程通称为数据处理。

5.系统具有特定功能的相互关联的诸多要素构成的整体称为系统。

内涵：①系统的基本特征：结构性、关联性。

②系统的要素可以是子系统、子集合。

③凡涉及到数据处理功能的系统，一般都离不开计算机系统的支持。

系统举例：●社会经济系统●军事系统●地球系统及十三个子系统●资源环境信息系统●生物系统●生命循环系统6.信息系统是指具有数据信息管理、检索、分析、运算、咨询决策功能的计算机系统。

内涵：①组成：硬件、软件、数据、操作员②自动化、可视化、智能化是基本特征7.地理信息①地理数据：各种地理要素特征与现象间关系的符号化表示：A.空间位置；B.属性特征（简称属性）；C.时域特征具体定义：A.描述地物所在的大地经纬度或相对位置关系（相邻、相包）；B.属性特征又称非空间数据，描述地物特征的定性或定量指标；C.时域特征指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。

地理信息系统基本概念GIS原理概述3.1.1 GIS概念地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。

3.1.2 GIS发展1）起始发展阶段(60年代)1963年由加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出并建立的世界上第一个地理信息系统是加拿大地理信息系统(CGIS)。

1963年美国哈佛大学城市建筑和规划师Howard T.Fisher设计和建立了SYMAP系统软件。

1966年美国成立了城市和区域信息系统协会(URISA)，1968年国际地理联合会(IGU)设立了地理数据收集委员会(CGDSP)。

1969年，又建立起州信息系统国协会(NASIS)。

2）发展巩固阶段(70年代)70年代，GIS朝实用方向发展。

各国对GIS的研究均投入了大量人力、物力、财力。

不同规模、不同专题的信息系统得到很大发展。

从1970年到1976年美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。

GIS受到政府、商业和学校的普遍重视。

3）推广应用阶段(80年代)80年代，GIS在全世界范围内全面推广应用，应用领域不断扩大，开始用于全球性的问题。

开展GIS工作的国家更为广泛，国际合作日益加强。

GIS软件开发具有突破性的进展，仅1989年市场上有报价的软件达70多个。

代表性的有ARC/INFO（美国）、GENAMAP（澳大利亚）、SPANS（拿加大）、MAPINFO（美国）、MGE（美国）、System9（瑞士/美国）、ERDAS（美国）。

4）蓬勃发展阶段(90年代以后)90年代，随着地理信息产生的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS已成为确定性的产业，投入使用的GIS系统，每2～3年就翻一番，GIS市场的年增长率为35%以上，从事GIS的厂家已超过300家。

G IS已渗透到各行各业，涉及千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。

《地理信息系统》讲义一、地理信息系统的定义与发展地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）是一种采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。

它将地理空间位置与相关的属性数据相结合，通过计算机软件和硬件的支持，为用户提供各种空间分析和决策支持服务。

GIS 的发展可以追溯到上世纪 60 年代，随着计算机技术的不断进步，GIS 也逐渐从简单的地图数字化发展到如今功能强大、应用广泛的系统。

早期的 GIS 主要用于土地利用规划和资源管理等领域，如今已经广泛应用于城市规划、交通运输、环境保护、农业、林业、水利、地质矿产等众多领域。

二、地理信息系统的组成GIS 主要由以下几个部分组成：1、硬件包括计算机、服务器、存储设备、输入输出设备（如扫描仪、绘图仪等）。

这些硬件设备为 GIS 的运行提供了基础的计算和数据处理能力。

2、软件包括操作系统、GIS 专业软件（如 ArcGIS、SuperMap 等）、数据库管理软件等。

GIS 软件是实现地理数据处理、分析和可视化的核心工具。

3、数据数据是 GIS 的核心组成部分，包括空间数据（如点、线、面等几何图形）和属性数据（如名称、面积、人口等）。

数据的质量和准确性直接影响到 GIS 分析结果的可靠性。

4、人员包括系统开发人员、管理人员、操作人员等。

人员是 GIS 系统能够有效运行和发挥作用的关键因素。

5、方法包括 GIS 数据采集、处理、分析和应用的方法和流程。

合理的方法和流程能够提高工作效率和分析结果的准确性。

三、地理信息系统的数据采集数据采集是 GIS 应用的基础，常见的数据采集方法包括：1、数字化将纸质地图通过数字化仪或扫描仪转化为数字形式。

2、测量通过全球定位系统（GPS）、全站仪等测量设备获取地理空间数据。

3、遥感利用卫星、航空遥感等技术获取大面积的地理信息。

4、社会经济数据收集通过调查、统计等方式获取与地理相关的社会经济数据。

地理信息的特征:空间特征属性特征时序特征地理信息系统是由计算机硬件、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。

地理信息系统的基本概念：地理信息系统首先是一种计算机系统：由若干个相互关联的子系统组成如地理数据采集系统、地理数据管理子系统、地理数据处理和分析子系统、地理数据可视化表达与输出子系统等。

地理信息系统的操作对象：地理数据或空间数据地理信息系统的技术优势：在于他的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能、强大的图形生成和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。

地理信息系统的相关学科：测绘学是研究对地球上各种物体的地理空间分布信息进行采集、处理、管理、更新、和利用的科学和技术。

测绘学不但为地理信息系统提供各种不同比例尺和精度的定位数据，而且其理论和方法可直接用于空间数据的变化和处理。

地理学为地理信息系统提供了有关空间分析的基本观点与方法，成为地理信息系统的基础理论依托之一。

地理信息系统的特点与分类体系：地理信息系统是隶属于信息系统中的一类，属于空间信息系统。

与非空间信息系统的主要区别在于它能够处理空间定位数据，与CAD\CAM的区别在于有空间分析的能力。

地理信息系统的基本构成包括：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。

GIS功能软件分为GIS基础软件平台和GIS应用软件两大类型。

GIS基础软件平台代表产品有ArcGIS等。

GIS基础软件平台的功能：空间数据输入和编辑、空间数据管理、空间数据处理和分析、空间数据输出、图形用户界面、系统二次开发功能。

地理空间只上至大气电离层，下至地壳与地幔交接的莫霍面之间的空间区域。

七件事自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。

地理空间实体包括：点、线、面、曲面、体GIS空间数据的分类：按数据来源分类分为：地图数据、影像数据、文本数据按数据结构分类：矢量数据、栅格数据按数据特征分类：空间定位数据、非空间属性数据按数据几何特征分类：点、线、面、曲面、体按数据发布形式分为：数字线画图（DLG）数据（矢量）、数字栅格图（DRG）数据（栅格）、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）数据。