地理信息系统课件《武汉大学》 44页PPT文档

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武汉大学GIS地理信息系统第5部分PPT课件

31
4.2.1 数据库的基础理论
数据管理的发展历程数据库的系统结构数据库管理系统数据模型
32
一数据管理的发展历程
程序管理阶段（数据和程序一同存在) 文件管理阶段（数据和程序相独立) 数据库管理阶段（逻辑独立/物理独立) 数据仓库阶段（面向主题组织)
33
二数据库的系统结构
用户A1
用户A2
R 树索引结构
6. CELL树索引
空间数据索引——目标索引
基本思想：
借鉴BSP树和R树的机制，采用凸多边形代替矩形作为划分区域的基本单元；
子空间不允许重叠。
29
空间数据索引——目标索引
CELL树索引示例
30
4.2 空间数据库
数据库的基本理论
空间数据库的基本概念空间数据库的管理模式时间维的表示
1
程序工作区
9 10
系统缓冲区
8
7
6
存储设备
DBMS
5
操作系统
40
应用程序对应的外模式
2
3
模式
4
内模式
四数据库数据模型
层次模型――层次型数据库网络模型――网络型数据库关系模型――关系型数据库面向对象模型――面向对象数据库
41
1. 层次模型
空间图形的层次数据模型表示
42
层次模型的缺陷
1）很难描述复杂的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余；
55
空间数据库的管理模式
二扩展结构管理模式
GIS
属性数据
空间数据
标准RDBMS
56
基本思想
扩展结构管理模式
采用同一DBMS存储空间数据和属性数据

《地理信息系统》课件

发展阶段
20世纪70年代，GIS开始广泛应用于资源调查和环境监测等领域。
成熟阶段
20世纪80年代至今，GIS技术不断成熟，应用领域不断扩大，成为多学科交叉的重要领域。
02
GIS的组成与功能
GIS的硬件设备
计算机主机
用于处理GIS数据和执行GIS应用程序。
输入设备
如鼠标、键盘、触摸屏等，用于输入数据和指令。
显示器
显示GIS地图和相关信息给用户。
输出设备
如打印机、绘图仪等，用于输出地图和报告。
GIS的软件系统
GIS软件
用于创建、编辑、分析和显示地理信息。
数据库软件
用于存储、管理和查询地理数据。
办公软件
用于编辑和展示GIS相关的文档和报告。
编程软件
用于开发GIS应用程序和插件。
GIS的数据
地图数据
包括地形图、交通图、水系图等基础地图数据。
原型化
快速构建GIS的原型，通过迭代方式完善系统功能。
模块化
将GIS划分为多个模块，独立进行设计和开发。
敏捷开发
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化，提高开发效率。
GIS的开发流程与工具
1 2
开发流程
需求分析、设计、编码、测试、部署、维护
需求分析
深入了解用户需求，明确系统的功能和性能要求。
3
可扩展性
确保系统能够适应未来需求的变化和发展。
GIS的设计原则与方法
易用性
提供直观的用户界面和操作方式，降低用户的学习成本。
数据安全性
采取有效的数据加密和备份措施，确保数据的安全与完整性。
设计方法
面向对象、原型化、模块化、敏捷开发

武汉大学遥感院地理信息系统ppt

讲义结构
本章的主题主要内容安排主体内容讲解要点复习及重要概念和术语重现
第一部分引言—GIS与信息时代
社会信息化的发展 NII的概念的概念 SDI的概念及发展的概念及发展数字地球的相关概念 GIS、地球信息科学与数字地球三者间的关、系
第一节社会信息化的发展
工业时代: 工业时代
根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据，根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据，数据在结构上具有综合性；上具有综合性；在时间上包括了从瞬态到区段、在时间上包括了从瞬态到区段、直到全体等不不同时间尺度上的信息；信息；在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据；在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据；实现了面向数据和面向模型的分析方法的统一。和面向模型的分析方法的统一。
数字地球的框架结构
数字地球与SDI的关系
SDI是数字地球的重要基础和建设内容；是数字地球的重要基础和建设内容；是数字地球的重要基础和建设内容 SDI提供了统一的空间载体和定位框架，使提供了统一的空间载体和定位框架，提供了统一的空间载体和定位框架得用户能够按照地理坐标检索和展示各类信息；信息； SDI可以分析各类信息的空间分布特征、运可以分析各类信息的空间分布特征、可以分析各类信息的空间分布特征行状态、变化态势等。行状态、变化态势等。
数字地球的定义
以地理坐标(经纬网) 是一个以地理坐标(经纬网)为依据的，具有多分海量数据的和多维显示的虚拟系统。辨率的、海量数据的和多维显示的虚拟系统。
数字地球是指以地球为对象，数字地球是指以地球为对象，以地理坐标为依据具有多分辨率的，的，具有多分辨率的，海量数据的和多种数据的融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的(即立融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的即立体的和动态的)表达具有空间化、数字化、表达，体的和动态的表达，具有空间化、数字化、智能可视化特征的技术系统。化、可视化特征的技术系统。

地理信息系统课件

交通规划
结合GIS数据和交通流量信息，进行城市交通网络的规划，提高道路通行能力和公共交通效率。
公共设施规划
基于GIS的居民点分布和需求预测，合理规划学校、医院、公园等公共设施的位置和规模。
环境保护
生态保护
通过GIS分析生态敏感区和生态廊道，制定针对性的保护措施，防止生态破坏和环境污染。
污染源监测
人员伤亡和经济损失。
交通管理
交通流量管理
利用GIS技术对交通流量进行实时监测和分析，优化交通流分配，缓解交通拥堵。
交通安全监管
基于GIS的交通安全监管系统，提高道路交通安全水平，减少交通化公共交通线路和班次，提高公共交通服务水平，方便市民出行。
CHAPTER 04
提供数据质量评估和校验的方法，以确保数据的准确性和可靠性。
GIS地图制作与发布
地图符号化
介绍不同类型的地图符号及其应用场景，如点、线、面等符号。
地图编辑与制作
提供地图编辑和制作的技巧和方法，如添加图层、调整样式、添加标注等。
地图发布与共享
说明如何将制作好的地图发布到GIS平台或与其他用户共享。
CHAPTER 06
推动地理科学研究
GIS为地理科学研究提供了强大的工具，有助于深入探索地理现象和规律。
GIS的历史与发展
起源
20世纪60年代，GIS的雏形开始出现，主要用于地图制作和土地资源调查。
发展
未来趋势
随着大数据、云计算等技术的融合， GIS将朝着智能化、网络化、集成化方向发展，为人类生产生活提供更加全面和高效的服务。
03
空间数据库技术采用关系数据库管理系统，通过扩展其功能来支持空间数据的存储和查询。
04

《地理信息系统概论》课件

单击此处添加副标题
地理信息系统概论
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题地理信息系统概述地理信息系统的技术基础地理信息系统的数据输入与处理地理信息系统的空间分析方法地理信息系统的发展趋势与展望
01
添加目录项标题
02
地理信息系统概述
地理信息系统的定义
地理信息系统（GIS）是一种用于管理、分析和显示地理数据的计算机系统。
GIS可以处理和分析空间数据，如地图、遥感图像、地形数据等。
GIS可以用于各种领域，如城市规划、环境监测、灾害管理等。
GIS的核心技术包括空间数据管理、空间分析、空间查询和空间可视化。
地理信息系统的组成
数据源：包括地图、遥感影像、地形图等
数据处理：包括数据采集、数据转换、数据存储等
于理解和决策
数据格式转换
地理信息系统的数据格式：矢量数据、栅格数据、属性
数据等
数据格式转换的目的：便于数据共享、提高数据处理效率、满足不同
应用需求
数据格式转换的方法：数据格式转换工具、编程实现、数据格式转换服
务等
数据格式转换的注意事项：数据丢失、数据精度损失、数据格式兼容
空间插值与模拟
空间插值：根据已知数据点预测未知区域的值
空间插值方法：包括反距离权重法、克里金法、趋势面法等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
空间模拟：模拟地理现象的空间分布和变化
空间模拟方法：包括地理信息系统模型、系统动力学模型等
空间决策支持系统
概念：利用地理信息系统进行空间决策支持的系统功能：提供空间决策支持，如选址、规划、资源管理等特点：集成多种空间分析方法，如缓冲区分析、网络分析等应用：广泛应用于城市规划、交通规划、环境规划等领域

《地理信息系统导论》课件

城市规划：利用GIS进行城市规划，提高城市规划的科学性和准确性
交通管理：利用GIS进行交通管理，提高交通管理的效率和准确性
环境监测：利用GIS进行环境监测，提高环境监测的准确性和实时性
灾害预警：利用GIS进行灾害预警，提高灾害预警的准确性和实时性
农业管理：利用GIS进行农业管理，提高农业管理的科学性和准确性
空间数据采集：通过遥感、
GPS、地形测量等手段获取
地理信息
数据预处理：对采集到的数据进行清洗、转换、整合等
操作
数据存储与管理：将处理后的数据存储在数据库中，便于查询和分析
数据分析与可视化：利用 GIS软件对数
据进行分析，并生成可视化图表，便于理
解和决策
空间查询与分析
空间查询：根据空间位置、属性等条件进行查询
案例分析：结合具体案例，分析GIS技术在资源调查、开发、利用方面的应用效果和价值
交通管理与物流配送
地理信息系统在交通管理中用于实时监控、路线规划和调度。
GIS支持物流配送优化，提高运输效率并降低成本。
通过GIS定位和数据分析，实现精准配送和智能物流。 GIS在交通管理与物流配送中的应用，提高了行业的运营效率和客户服务水平。
旅游规划：利用GIS进行旅游规划，提高旅游规划的科学性和准确性
感谢观看
汇报人：
GIS可以处理和分析空间数据，如地图、遥感图像、地形数据等。
GIS广泛应用于城市规划、交通管理、环境监测、资源管理等领域。
GIS的核心技术包括空间数据管理、空间分析、空间查询和空间可视化。
地理信息系统的组成
数据源：包括地图、遥感影像、地形图等数据处理：包括数据采集、数据转换、数据存储等数据分析：包括空间分析、属性分析、时间分析等数据展示：包括地图显示、图表显示、报告生成等

地理信息系统及其应用 PPT课件

3、对数据的操作与分析对GIS操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是图形、地图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就可应用。
4、GIS的输出
将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出。
二、地理信息系统与城市管理
• 1、位置．即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等：如在一个陌生城市。我们可以利用它调出所在位置附近的地图，查询目标地点。
• 2、条件．即符合某些条件的实体在哪里：如在某个地区寻找面积不小于l 000 M：的不被植被覆盖的。且地质条件适合建大型建筑的区域。
• 3、趋势．即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。
• 4、模式．即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。
• 5、模拟. 即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。
（二）地理信息系统的发展
地理信息系统最初为解决地理问题而出现，但现在它已成为信息产业的一个重要组成部分。
1963年，加拿大测量学家首先提出“地理信息系统”这一概念，并建立了世界上第一个地理信息系统——“加拿大地理信息系统”，用于自然资源的管理与规划。
1、地理数据的输入
将收集好的各种数据资料，经过分类和标准化处理后，就可输入到计算机中。其中对图形数据的输入，常用的方法的扫描纸质地图后进行数字化处理。
纸质地图
扫描图像处理图像拼接
编辑与修改矢量化地图数字化过程
图像地址匹配
图像剪裁
2、数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。

地理信息系统及应用ppt课件

53
采集、存储、管理、分析和描述________有关数
据的空间信息系统 ( )
①地球表面 ②地理分布 ③大气状况 ④宇
宙环境
A．①② B．③④ C．①④
D．②③
50
(2)灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地
理信息系统( )
①查询设备的位置 ②选择最佳转移线路 ③
模拟设备状态 ④输入天气信息
A．②③④
()
A．趋势分析
B．叠图分析
C．风险分析
D．模式分式
47
[解析] 该题主要考查地理信息系统在选址工作流程中的应用。要找到最终选址位置，需要依据选址条件依次做好各个图层分析，图中箭头说明了叠图的整个过程。第(1)题，由最终选址的条件：适宜的地质、低人口密度区、不接近主要道路、非生态保护区，可以判断应选D；而汽车加油站和大型游乐园都应接近主要道路，地下水天然下渗补给区应该有较好的生态环境。第(2)题，由图可知，a为多个图层信息的重合，即应用的是GIS的叠图分析功能。
件
显示地理数据
开发软件、GIS软件等
的功能
20
组成
用途
基础地质、地貌、地 GIS 建立在地理数
数据形数据等
据的基础上，数据
数据
规划、房地产、
专题
交通、环保、公
数据
用事业数据等
组织和处理是GIS 应用系统建设中的关键环节
21
组成
用途
解决不同的问题，要使用不解决各种实
应用同的模型，如人口扩散模型、际问题的数
(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用 _扫__描__法___ 将纸质地图转化为数字地图。
30
(3)2011年5月1日，德国肠出血性大肠杆菌感染疫情发生后，现在欧洲多个国家出现疫情。某人利用健康地图查询该病例的分布状况，属于GIS工作过程中的_操__作__与分析环节。

地理信息系统导论ppt课件

也是一门解决问题的学科和方法。
将GIS作为一种通向科学和解决问题的方法。（所谓的GIS为地理信息系统和“科学”），并且将用于处理地理信息的软件与指导应用的科学原理相结合。
GIS一直以来非常重要。原因是：数据往往为中心坐标，采用处理空间数据的专业技术和空间分析方法，由地理信息（ＧＩ）处理引发很多特殊的管理问题。
8
1.2 GIS与地图
地图是GIS的原型。 GIS以计算机技术为基础。 GIS中地理要素和描述它的属性相联系。地理要素与属性间的联系是动态的。
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9
1.3 地理信息系统与其它系统的区别和联系
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10
（1）、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。
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12
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13
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14
1.4 GIS能解决的问题
定位(Location)：对象在何处？条件(Condition)：哪些地方符合……特定的条件？趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？模拟(Modeling)：如果……将如何？
20
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21
GIS基本构成
方法
虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一专门应用目的的解决，必须构建专门的方法。比如土地利用适宜性、公园选址、洪水预测、水土流失等。

什么是地理信息系统公开课PPT课件

其他数据
如GPS轨迹、社交媒体签到数据等。
数据采集方法与技术
纸质地图数字化
通过扫描仪将纸质地图转换为数字图像，再进行矢量化处理。
外业测量
使用全站仪、GPS等测量仪器进行实地测量。
数据采集方法与技术
01
遥感技术
利用卫星、航空器等平台搭载的传感器获取地面信息。
02
无人机航测
利用无人机搭载相机进行低空航拍，获取高分辨率影像数据
物联网技术的发展将为GIS提供更实时、更精确的数据来源，推动GIS在实时监测和动态分析方面的应用。
拓展学习资源推荐
01
经典教材
《地理信息系统导论》、《空间数据库》、《空间分析》等
。
02
在线课程
Coursera、edX、网易云课堂等在线教育平台上提供的GIS
相关课程。
03
技术博客与论坛
GIS技术网、CSDN博客网等网站上丰富的GIS技术文章和讨
什么是地理信息系统公开课 PPT课件
目录
• 地理信息系统概述 • 空间数据获取与处理 • 空间分析原理与方法 • 地图可视化与表达技巧 • GIS在环境保护领域应用实践
目录
• GIS在智慧城市建设中作用探讨 • 总结回顾与拓展思考
01
地理信息系统概述
定义与发展历程
01
定义
02
发展历程
地理信息系统（GIS）是一种基于计算机技术的空间信息系统，用于采集、存储、管理、分析和呈现地理空间数据。
行业发展趋势预测
时空大数据与GIS的融合
人工智能与GIS的结合
随着时空大数据的快速发展，GIS将更加注重对时空数据的处理和分析能力。
人工智能技术将为GIS提供更强大的数据处理和分析能力，推动GIS向智能化方向发展。

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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。
地理信息系统原理
(Course of Geographic Information System)
GIS
地
前言
理
1、当前时代特点要求
信息一、课程意义
2、GIS发展势头迅速
系
3、专业要求
统原
二、课程安排
理
GIS
三、可选教材
开始学习
前言
地理信息系统原理
GIS
1、信息时代特点
原
[2]地理信息系统基础，龚健雅，科学出版社
理
[3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社
GIS
[4] 地理信息系统原理与方法, 边馥苓 ,测绘出版社
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地理信息系统原理
GIS
前言
二、课程安排
什么是 GIS？
第一章绪论 :GIS概念,与相关学科关系 ,GIS 组成 ,GIS 的功能与应用等
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。
1）信息的巨大物化力量
由于信息爆炸，人们的工作重点从单纯的物质生产转移到对信息的处理上来，因为对信息的合理管理和利用会产生巨大的经济效益。如股市信息
2）信息资源的科学管理和充分利用
由于社会进步，人类开始觉悟到对资源的利用不能简单掠夺，而应当合理地管理利用，把开发和保护结合起来。其表现为：兴起城市规划，污水、环境资源管理与利用，灾害监测系统，三峡工程等。
GIS能作什么？
如何实现？
如何发展？
第二至八章：GIS数据结构、数据输入、数据处理、数据管理和空间分析等
第九章：GIS发展热点
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地理信息系统原理
GIS
第一章绪论
一、例子二、信息与数据
一、国际GIS的发展二、我国GIS的发展
一、GIS功能二、GIS应用
§1-1 GIS概念 §1-2 GIS发展 §1-3 GIS 构成
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地理信息系统原理
GIS
前言
2、地理信息系统发展趋势前所未有
目前，GIS 在科学界、技术界和商业界，在社会、经济和管理部门全面发展和推广应用，其标志为： ---投入使用的GIS系统，每2-3年翻一翻； ---GIS市场的年增长率为35%以上，目前从事GIS的厂家数目急增，主要厂家年销售量增长均在100%以上； ---愈来愈多的地区性和国际性会议以GIS为主题，讨论GIS理论及各种应用； ---愈来愈多的学术刊物和论文采用GIS为标题； ---愈来愈多的学科如地理、工程学、森林学、城乡规划、计算机科学、测量与制图学、航测与遥感学等，将GIS作为其发展方向加以强调； ---愈来愈多的大学增加关于GIS的课程，对GIS感兴趣的人愈来愈多； ---。。。总之，包括GIS在内的信息技术正不断渗入到各行各业，并将彻底改变人们的工作方式、生活环境。
依山傍水；交通方便；较安静……
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
+
道路信息
+
植被信息等
条件1
方案1 条件2
方案2
处理、分析
空间分析
算法
存储
空间数据库
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地理信息系统原理
GIS
第一章绪论 §1-1 GIS概念
二、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
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地理信息系统原理
GIS
前言
3、专业要求
在上述大环境下，社会急需GIS专业人才， GIS专业需要该课程作为主干课程；
接触GIS的程度不同，对GIS的理解不同；为了正确理解GIS，掌握GIS基本理论和方法，共同学习本课程。
返回
前言
地
理信
三、参考教材
息
系
统
[1]地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社
三、地理信息与地学信息
地 1、地理信息理 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、
信
质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
息 2）特点：
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。
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第一章绪论 §1-1 GIS概念
3）信息产业的形成与壮大
信息产业的发展日益迅猛，已成为当代经济发展的重要特点。例如：1990年世界信息产业的产值达1489亿美圆，到90年代中期已突破1万亿美圆，成为跃居传统产业之上的最大产业之一。现代发达国家信息产业的产值率占国民生产总值的 40%-60%，年增长是传统产业的3-5倍。而约80%信息与空间分布有关，使得地理信息系统的发展更为迅猛。
ห้องสมุดไป่ตู้
三、地理信息与地学信息四、信息系统和GIS 一、GIS构成二、硬件配置一三、G软IS件组配成置
§1-4 GIS 功能和应用
§1-5 GIS 相关学科
一、GIS相关学科二、GIS学科树
地理信息系统原理
GIS
§1-1 GIS概念
第一章绪论
一、例子
如何为一公园选择合理
位置？
要求
第一章绪论 §1-1 GIS概念
地理信息系统原理
GIS
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）。