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地理信息系统的原理与方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、整理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
它结合了遥感、地图学、数据库、计算机科学等多个学科，可广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理、农业等领域。
本文将介绍地理信息系统的原理与方法，并讨论其在实际应用中的意义。
一、地理信息系统的原理地理信息系统的原理包括数据输入、数据存储、数据处理和数据输出。
1. 数据输入地理信息系统的数据输入主要通过遥感技术和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）获取地理空间数据。
遥感技术可利用卫星、飞机等平台获取地表特征、植被分布、地形等数据，而GPS可提供准确的地理位置信息。
这些数据经过获取和处理后，被输入到地理信息系统中。
2. 数据存储地理信息系统采用数据库管理系统存储地理空间数据。
数据库管理系统能够有效地组织和管理大量数据，并保证数据的完整性和一致性。
地理信息系统中的数据通常以矢量数据和栅格数据两种形式存储。
矢量数据以点、线、面等几何对象表示，适用于描述具体地理要素的位置和形状；栅格数据以像元（像素）形式表示，适用于描述连续变化的地理现象。
3. 数据处理地理信息系统的数据处理涉及数据编辑、数据分析、数据模型等多个方面。
数据编辑用于修正和更新地理空间数据，确保其准确性和时效性；数据分析通过空间统计、网络分析、空间插值等方法，从地理数据中提取有用的信息；数据模型则用于模拟地理现象的空间关系和动态变化。
4. 数据输出地理信息系统的数据输出通过地图制作、空间查询、专题分析等方式实现。
地图制作可将地理数据可视化展示，帮助人们更好地理解地理现象；空间查询则用于在地理数据库中检索和提取特定的地理要素；专题分析则基于地理数据进行特定的分析和研究，如土地利用评价、洪涝灾害风险评估等。
二、地理信息系统的方法地理信息系统的方法包括数据收集、数据处理、数据分析和数据可视化。
《GIS 的基本工作原理》讲义一、什么是 GISGIS，全称为Geographic Information System，也就是地理信息系统。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
那它到底能做什么呢？简单来说，GIS 能把地理空间数据和相关的属性数据整合在一起，然后通过各种分析和处理，为我们提供有用的信息和决策支持。
比如说，我们想要规划一个新的城市公园，GIS 就能帮助我们分析哪里的土地适合，周边的人口分布如何，交通是否便利等等。
又或者，当我们要应对自然灾害，比如洪水，GIS 可以预测洪水可能淹没的区域，帮助制定疏散计划。
二、GIS 的组成部分要理解 GIS 的工作原理，先得知道它由哪些部分组成。
一般来说，GIS 主要包括五个部分：硬件、软件、数据、人员和方法。
硬件就像是 GIS 的身体，包括计算机、服务器、存储设备、输入输出设备等等。
这些硬件为 GIS 的运行提供了基础的物理支持。
软件则是 GIS 的大脑，像 ArcGIS、SuperMap 这些都是常见的 GIS软件。
它们负责处理数据、进行分析、生成地图等各种操作。
数据是 GIS 的血液，没有数据，GIS 就无法工作。
这些数据包括地理空间数据，比如地形、地貌、河流、道路等，还有属性数据，比如土地的用途、建筑物的高度等。
人员是 GIS 中最关键的因素，因为是由人来决定如何收集数据、分析数据、使用结果。
方法则是指如何运用 GIS 来解决实际问题的流程和技术。
三、GIS 的数据获取GIS 工作的第一步就是获取数据。
数据的来源多种多样，有通过测绘得到的，比如用全站仪、GPS 等设备进行实地测量；有从遥感图像中提取的，像卫星影像、航空照片等；还有从现有的地图数字化得到的。
获取到数据后，还需要对数据进行预处理。
这包括对数据的检查、修正错误、统一格式等。
比如说，不同来源的数据可能有不同的坐标系，需要统一转换到一个标准的坐标系下，这样才能进行后续的分析和处理。
第一章导论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。
（美国联邦数字地图协调委员会，FICCDC）。
1.2 地理信息系统的基本构成GIS的基本构成一般包括5个部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
系统硬件包括输入设备、处理设备和输出设备。
处理设备包括：个人电脑、工作站、主机系统和客户/服务器。
数据输入设备的作用是将地理数据转换成数字的形式存入计算机，以便进行处理和分析计算等工作。
主要的输入设备有：图形手扶跟踪数字化仪、工程扫描仪和数字测量设备等。
图形手扶跟踪数字化仪简称数字化仪，由3个部分组成：电磁感应板、游标和电子线路。
工程扫描仪通常采用滚筒式或平推式的方法将大幅面地图卷入扫描仪进行扫描，生成高分辨率、真彩色的数字图像。
再经过GIS软件屏幕数字化或矢量化，得到地理空间数据。
数字测量设备主要是地理数据的采集设备，通常有数字摄影测量工作站和全球定位系统（GPS）。
数据输出设备主要有：绘图仪、打印机、显示器和屏幕投影仪。
它们的作用是为GIS 软件提供用户操作的界面，并把GIS的最终成果展现给用户。
系统软件按照功能可以分为GIS功能软件、基础支撑软件和操作系统软件。
GIS基础软件平台的代表性产品，国外：ArcGIS、MGE、MapInfo、Idrisi和GRASS；国内：SuperMap、MapGIS和GeoStar等等。
基础支撑软件主要包括系统库软件和数据库软件。
系统库软件提供基本的程序设计语言以及数学函数库等用户可编程功能，如C++运行库和编译系统等。
数据库系统提供空间数据的存储和管理功能，如Oracle®、Microsoft® SQL Server、IBM® D B2和MySQL等。
操作系统是计算机系统中支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件。
地理信息系统概论讲义第一章绪论第一节gis基本概念一、地理信息系统的基本概念一、信息和数据（一）信息1.定义：信息是指以数字、文字、符号、语言、图像等媒介表达的事件、事物和现象的内容、数量或特征，为人们（或系统）提供真实世界的新事实，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：与客观事实密切相关（2）信息的适用性：信息对决策非常重要（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）和以某种形式或格式提供给相关用户的信息，以及系统中各子系统之间的信息流动和交换。
（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，而其本身并无丧失信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。
（二）数据（data）定义：数据是可以通过数字记录识别的符号。
它是用于负载信息的物理符号。
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.数据的特征：数据只有在对实体行为产生影响时才会成为信息。
3.获得的信息量与人们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：地理信息是指土地征用管理圈或地理环境的内在要素或物质的数量、质量、分布特征和联系系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。
另一方面，所有与空间位置相关的信息称为地理信息。
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这是最显著的标志之一。
地理信息是在定位之后定义的。
（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，而各个专题或实体类型之间的连接是通过属性代码来实现的，这为地理系统各个循环的综合研究提供了可能。
第一章GIS概述1、GIS的定义：GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对与空间相关的数据进行采集、输入、处理、组织管理、操作、分析、模拟显示和输出，并采用地理模型分析方法，实时提供地理信息，为复杂的规划、管理和决策服务而建立起来的计算机技术系统2、地理数据、地理信息与地图：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、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。
具有区域性、多维结构特性和时序特征。
地图是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并经过制图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量的空间分布和联系以及随时间的发展变化情况。
3、地理信息系统的构成：计算机硬件系统，计算机软件系统，地理数据，人员，（系统管理操作人员，用户），应用模型计算机系统是核心，空间数据反映GIS的地理内容，管理人员和用户决定系统的工作方式和信息表达方式。
5、GIS的产生GIS起源于地图自动制图、土地调查和人口普查计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用，以及政府部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过对数据的分析来为管理和决策服务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；1963年又提出GIS这一术语，并于1971年建立了第一个GIS－－加拿大GIS（CGIS）随后GIS以燎原之势在全世界迅速发展起来6、地理信息系统的核心问题位置，条件，变化趋势，模式，模型7、GIS的发展趋势（从最终用户的角度）：8、GIS是全球影像分析卫星的缩写第二章空间数据基础和数据模型9、地理空间的定位GIS中的空间概念常用“地理空间”来表述，一般包括地理空间定位框架及其所连接的空间对象地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成坐标类型：大地坐标（L,B,H）、空间直角坐标（参心和地心）（x,y,z）、平面直角坐标国内使用的三种坐标系：54北京坐标系、80国家大地坐标系、CGCS2000坐标系。
