第一章 导论(地理信息系统概论)

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。

地理信息系统概论课后习题答案第一章导论1、什么是地理信息系统（GIS）？它与一般计算机应用系统有哪些异同点？答：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脱胎于地图学，是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。

但是，地理信息系统与这学科和系统之间既有联系又有区别：（1）GIS与机助制图系统机助制图是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。

地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。

一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

（2）GIS与DBMS(数据库管理系统) GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。

因此，GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。

（3）GIS与CAD系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

（4）GIS与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。

它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。

这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2、地理信息系统有哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个基础地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较异同点？主要有五个组成部分：（1）系统硬件：包括各种硬件设备，是系统功能实现的物质基础；（2）系统软件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；（3）空间数据：系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）应用人员：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；（5）应用模型：解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在。

《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。

地理信息系统概论复习要点第一章、导论1、数据：数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。

2、信息：信息使用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们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。

3、数据与信息的关系：数据是信息的表达方式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。

数据只有通过解释才有意义，才能成为信息。

4、数据处理：所谓数据处理，是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析模拟和预测等操作。

数据处理的目的：（1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；（2）把数据加工成对正确管理和决策有用的数据（3）把数据编辑后存储起来，以供后续使用。

5、地理信息和地理数据：地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、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。

6、地理信息的特征（1）空间特征：空间特征是指地理现象的空间位置及其相互关系，其数据成为空间数据；（2）属性特征：属性特征表示地理现象的名称、类型和数量等，其数据成为属性数据；（3）时序特征：时间特征指地理现象随时间而发生的变化，其数据称为时态数据；地理空间数据的三要素缺一不可。

7、地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和现实，以便解决复杂的规划和管理问题。

8、地理信息系统的分类体系(P6图)9、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。

一、系统硬件：1、数据处理设备：例如大型机、图形工作站、服务器和个人计算机，主流采用C/S（客户机/服务器）模式；2、数据输入设备：图形手扶跟踪数字化仪、图形扫描仪、数字测量设备；3、数据输出设备：绘图仪、打印机、计算机显示器和大屏幕投影仪等；二、系统软件：1、GIS功能软件：GIS功能软件可分两大类型：①GIS基础软件平台：国外的有ESRI公司的ArcGIS（包括ArcInfo和ArcView GIS等）、Intergraph公司的GeoMedia、MapInfo公司的MapInfo；国内的有超图公司的SuperMap、中地公司的MapGIS和吉奥公司的GeoStar等； GIS基础软件平台功能：（1）空间数据输入和编辑（2）空间数据管理（3）空间数据处理和分析（4）空间数据输出（5）图形用户界面（6）系统二次开发功能；2、基础支撑软件：主要包括系统库软件和数据库软件（P16）3、操作系统软件：如windows、UNIX、Linux等。

地理信息系统概论第一章导论数据与信息的关系：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。

数据（）是信息()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。

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。

数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

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，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息系统（）：地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。

其技术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。

的基本构成：一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软1 / 11件、空间数据、应用人员和应用模型。

1、系统硬件：（1）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∕服务器成为的主流。

（2）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）。

（3）网络设备：包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。

《地理信息系统概论》电子教案第一章：地理信息系统概述1.1 课程介绍1.2 地理信息系统的定义1.3 地理信息系统的组成1.4 地理信息系统的发展历程1.5 地理信息系统在各领域的应用第二章：地理信息系统的技术基础2.1 遥感技术2.2 地图学基础2.3 计算机科学2.4 数据库管理系统2.5 网络技术第三章：地理信息系统的数据3.1 数据类型与分类3.2 数据获取方法3.3 数据处理与存储3.4 数据质量评价3.5 数据安全管理第四章：地理信息系统的软件与应用4.1 常见GIS软件介绍4.2 GIS软件的操作与应用4.3 地理信息系统在实际项目中的应用案例4.4 地理信息系统与相关软件的集成4.5 地理信息系统的未来发展趋势第五章：地理信息系统的编程与开发5.1 编程语言的选择5.2 常见GIS开发框架5.3 地理信息系统的二次开发5.4 基于Web的地理信息系统开发5.5 移动端地理信息系统开发第六章：空间数据的采集与处理6.1 空间数据采集的方法与工具6.2 空间数据的处理流程6.3 坐标系统与地图投影6.4 空间数据的标准化与质量控制6.5 空间数据的更新与维护第七章：地理数据库与管理7.1 地理数据库的类型与结构7.2 地理数据库的设计与管理7.3 空间数据库引擎（如ArcGIS Server, PostGIS）7.4 地理数据库的访问与共享7.5 地理数据库的安全性与隐私保护第八章：空间分析方法与应用8.1 空间分析的基本概念8.2 空间查询与空间统计8.3 空间分析算法与模型8.4 空间分析在实际项目中的应用案例8.5 空间分析的未来发展趋势第九章：地理信息系统可视化9.1 可视化的基本原则与技术9.2 地理信息系统中的可视化方法9.3 地图设计与制作9.4 三维可视化与虚拟现实9.5 可视化分析与决策支持第十章：地理信息系统的应用领域10.1 城市规划与管理10.2 环境监测与灾害管理10.3 土地管理与资源评估10.4 交通规划与导航系统10.5 农业与地理信息系统应用第十一章：地理信息系统的集成与interoperability 11.1 系统集成的重要性11.2 数据互操作性标准与协议11.3 系统集成技术及其挑战11.4 集成不同来源和格式的数据11.5 未来集成趋势与技术发展第十二章：Web GIS 与云计算12.1 Web GIS 的基本概念12.2 基于Web 的GIS 应用开发12.3 云计算在GIS 中的应用12.4 GIS 服务的部署与分发12.5 移动GIS 与跨平台应用第十三章：地理信息系统的项目管理13.1 项目管理的基本原则13.2 GIS 项目的生命周期13.3 项目规划与管理工具13.4 团队协作与沟通技巧13.5 GIS 项目风险管理与质量保证第十四章：地理信息系统的法律、伦理与社会问题14.1 地理信息的法律框架14.2 数据版权、隐私与合规性14.3 地理信息伦理问题14.4 社会影响与公众参与14.5 地理信息公平获取与社会正义第十五章：地理信息系统的未来发展15.1 技术进步与创新15.2 大数据与在GIS 中的应用15.3 实时GIS 与物联网15.4 地理信息系统的教育与培训15.5 地球观测与空间数据的未来重点和难点解析本文档为《地理信息系统概论》电子教案，涵盖了地理信息系统的基本概念、技术基础、数据处理、软件与应用、编程开发、空间数据采集与处理、数据库与管理、空间分析方法与应用、可视化、集成与互操作性、Web GIS 与云计算、项目管理、法律伦理与社会问题，以及未来发展趋势等知识点。

地理信息系统概论第一章导论数据与信息的关系：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。

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。

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。

数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

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，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息系统（Geographical Information System）：地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。

其技术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的基本构成：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。

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）。

地理信息系统概论讲义第一章绪论第一节 GIS基本概念一、地理信息系统基本概念一、信息和数据（一）信息1、定义：信息是用数字、文字、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，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实，作为生产、建设、管理、分析和决策的依据。

2、特点：（1）信息的客观性：与客观事实紧密相关（2）信息的适用性：信息对决策十分重要（3）信息的可传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端）和以一定的形式或格式提供给有关用户，也包括信息在系统内各个子系统之间的流转和交换。

（4）信息的共享性：信息与实物不同，可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。

信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。

（二）数据（Data）定义：数据是通过数字化记录下来可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号。

1、在计算机的化的地理信息系统中，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。

2、数据的特点：数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。

3、获得信息量的多少与人的知识水平和经验有关。

4、信息与数据是不可分离的，信息是数据的内涵，数据是信息的表达，即数据是信息的载体；。

信息=数据+说明二、地理信息1、定义：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。

或定义为：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、图像和图形等的总称。

从另一角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。

2、特点：（1）空间分布性：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。

地理信息是先定位后定义。

（2）多维结构的特征：在二维空间的基础上，实现多专题的第三维的信息结构，而各个专题或实体型之间的联系是通过属性码进行的，为地理系统各圈层的综合性研究提供了可能性。