地理信息系统组成
从系统论和应用的角度出发，地理信息系统被分为四个子系统，即计算机硬件和系统软件，数据库系统，数据库管理系统，应用人员和组织机构。
从系统论和应用的角度出发，地理信息系统被分为四个子系统(图(a)），即计算机硬件和系统软件，数据库系统，数据库管理系统，应用人员和组织机构。
(1)计算机硬件和系统软件：这是开发、应用地理信息系统的基础。其中，硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪；系统软件主要指操作系统。
(2)数据库系统：系统的功能是完成对数据的存储，它又包括几何（图形）数据和属性数据库。几何和属性数据库也可以合二为一，即属性数据存在于几何数据中。
(3)数据库管理系统：这是地理信息系统的核心。通过数据库管理系统，可以完成对地理数据的输入、处理、管理、分析和输出。
(4)应用人员和组织机构：专业人员，特别是那些复合人才（既懂专业又熟悉地理信息系统）是地理信息系统成功应用的关键，而强有力的组织是系统运行的保障。
从数据处理的角度出发，地理信息系统又被分为数据输入子系统，数据存储与检索子系统，数据分析和处理子系统，数据输出子系统(图(b))。
(1)数据输入子系统：负责数据的采集、预处理和数据的转换。
(2)数据存储与检索子系统：负责组织和管理数据库中的数据，以便于数据查询、更新与编辑处理；
(3)数据分析与处理子系统：负责对数据库中的数据进行计算和分析、处理。如面积计算，储量计算，体积计算，缓冲区分析，空间叠置分析等。
(4)数据输出子系统：以表格、图形、图象方式将数据库中的内容和计算、分析结果输出到显示器、绘图纸或透明胶片上。
地理信息系统主要由五部分组成：硬件设备；GIS软件；地理数据；GIS人员；应用模型。
硬件设备是地理信息系统的骨架，主要有计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备和存储设备；GIS软件提供存储、分析、显示地理数据的功能；地理数据是GIS 的基础，根据内容不同，可以分为基础数据和专题数据；GIS人员包括从事GIS系统开发的专业人员，也包括采用GIS完成工作的用户；应用模型是解决各种实际问题的专业程式，解决不同的问题GIS要使用相应的模型，如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等。
第一章：绪论 1，阐述GIS定义： 地理信息系统（GIS）是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、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。 2、GIS在信息系统中的地位与分类。 由于地球是人类赖以生存的基础，所以GIS是与人类的生存、发展和进步密切关联的一门信息学科与技术，受到人们越来越广泛的重视。 GIS按其范围大小可以分为全球的、区域的和局部的三种。 3、简述GIS与相关学科的关系。 1）GIS与CAD,CAM之间的关系： ◆坐标参考系统； ◆处理图形、非图形数据； ◆空间对象空间相关关系的建立和处理； ◆CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标 ◆变换； ◆CAD处理多为规则图形，而GIS为非几何图形； ◆CAD图形功能强而属性处理能力若，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且 专业化特征比较强； ◆GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复杂，数据之间联系紧密； ◆CAD不具备地理意义上的查询和分析能力。 2）GIS与管理信息系统的关系：υ对属性数据进行管理和处理； ?对图形数据进行存储； ?GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用； ?MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有联系； ?管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。3）GIS与遥感信息处理系统的关系： ●遥感强调信息提取，是GIS的重要信息源，； ●反之，GIS可以为遥感数据的分类等处理提供参考依据； ●遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调 对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等；?面向位置的特征?遥感图象处理系统不能看作是GIS。 4） GIS与机助制图，地图数据库的关系： ?CAC是GIS的主要技术基础；λ强调空间数据的处理、显示与表达；
“地理信息系统原理”课程考试试题一参考答案 一、名词解释 1.地理信息系统的定义是由两个部分组成的。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的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 2.TIN 即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。 TIN 模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。 3.元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。元数据的内容包括对数据集的描述、对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。 4.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。 二、简答题 1.地理信息系统的组成。 一个完整的 GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映 GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 （1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是 GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。 （2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于 GIS 应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。 （3）系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。 （4）空间数据：它是由系统的建立者输入 GIS ，是系统程序作用的对象，是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。 2.简述栅格数据及其主要编码方式。 栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。 栅格数据的主要编码方式包括： （1）直接栅格编码：这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。 （2）压缩编码方法：目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。 a）链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据。 b）游程长度编码：栅格图像常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取
地理信息系统详细教案 【篇一：地理信息系统教案】 第三章第一节地理信息系统（gis ）及其应用（一） 广东省佛山市顺德区龙江中学刘小彬 【教案背景】 本内容是在新课标的基础上出现的内容，就是为适应新时期信息技术在地理的应用而出现。内容必须结合信息技术和网络来呈现，而且重在能应用地理信息系统解决问题。所以设计本节结合网络教学，学生对这内容还是很有兴趣，也达到了预期的教学效果。 【课标要求及分析】 课标要求“运用有关资料，了解地理信息系统（gis ）在城市管理中的功能”。要求是了解功能，所以重在应用其功能，当然了解地理信息系统是前提。 【学情分析】我们这里属于经济发达地区，学生虽然对地理信息系统很陌生，但对网络还是很熟悉，电子地图也步陌生，所以利用熟悉的感兴趣的网络进行教学是可行的。 【教材分析】 本节是由理论、案例及应用等内容组成，其中以一个传统地图实践应用的案例引入正文，这样编写点出地图独特的功能，引出被喻为电子地图的信息系统在类似实践应用中将有更为灵活强大的功能。本节内容在了解地理信息系统内容的同时，更应该关注它的实践应用，所以这节课的重点在同学生一起利用网络进行实践应用。 gis 的概念、应用，尤其是与城市管理 【教学难点】 gis 的工作原理及过程 【教学方法】 查询资料、自学讨论、讲练结合 【教学时数】1 课时 【教学过程】 一地理信息系统 1、地理信息系统的概念（学生看书理解） 网络搜索： （学生活动）看书自学完成下边填空2、3 点 2、地理信息系统的发展
20 世纪60 年代至今，gis 经历了四个发展阶段： 60 年代70 年代80 年代90 年代 期期期时代3 、地理信息系统的组成五部分硬件设备gis 人员 4 、地理信息系统的工作过程用幻灯片解释“分层存储技术” （学生活动）分组讨论 （1）、地理信息系统与一般的信息系统的区别？ （2）、普通地图与电子地图的主要区别有哪些？教师解析 （1）、地理信息系统与一般的信息系统的区别利用互联网演示两个系统功能的区别。 一、登入火车票查询/lvyou?tn=huoche ，输入“北京”“哈尔滨”等信息，查询得如下车次。 二．点开“d27详情”显示如下详细信息/lvyou?tn=huoche 学生归纳两种系统在查询服务上得区别。 一般的信息系统：只有文字信息地理信息系统：用地图显示路线，还有文字说明，图文结合更直观适用 （2）、普通地图与电子地图的主要区别 5 、地理信息系统的应用范围地理信息系统可以解决四类问题（连线）（1）与分布、 位置有关的问题（2）趋势分析 （3）模式分析 （4）模拟问题a、北京20 年来的人口分布变化b 、查找龙江中学 c、海面上升10 米哪些地区将会淹没d 、什么地区适合苹果种植 二、地理信息系统与城市管理（案例分析）（下节课分析）知识归纳总结： 一、地理信息系统 1、地理信息系统的概念 2、地理信息系统的发展 3、地理信息系统的组成 4、地理信息系统的工作过程 5、地理信息系统的应用范围 【教学反思】 本节课的教学设计是在新课标的基础上出现的内容，内容本身就是为适应新时期信息技术在地理的应用而出现。内容必须结合信息技术和网络来呈现，而且重在能应用地理信息系统解决问题。所以设计本节内容，学生对这内容还是很有兴趣，也达到了预期的教学效果。不足
一、名词解释 第一章 1．数据：是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。 2．信息：是向人们或机器提供的关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理形式的改变而改变。 3．地理信息系统：是由两个部分组成的。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的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 第二章 4．对象模型：也称为要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立对象分布在该空域中。 5．场模型：也称域模型，是把地理现象作为连续变量或体来看待，如大气污染度、地表温度、土壤湿度和地形地貌等。 第四章 6．数据处理：就是对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据形式进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。7．空间内插：是一种通过已知点数据推求同一区域其他未知点数据的计算方法。8．空间外推：则是通过已知区域数据，推求其他区域数据的方法。 9．元数据：是关于数据的描述性数据信息，说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。其目的是促进数据集的高效利用，并为计算机辅助软件工程服务。 第五章 10．数据库：是以一定的组织形式存储在一起的互相有关联的数据集合。11．数据模型：就是表达实体与实体之间的联系方式，数据库中的数据结构、操作集合和完整性规则集合组成数据库的数据模型。 第六章 12．空间数据的查询：一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性条件和空间约束条件的地理对象。 13．缓冲区分析：是GIS的基本空间操作功能之一，是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。 14．叠置分析：是将有关主题层数据层面进行叠加，产生新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠置分析不仅包含空间关系的比较，还包括属性关系的比较。 综合 15．DEM的概念：是用数值矩阵对地表起伏变化的一种连续表示方法，它是地表单元的高程集合，是国家空间地理信息的重要组成部分。 16．数字地球：是用数字化的形式对地球表层及其空间甚至于地表以下某些特征的一种抽象描述的模型，是地球诸要素信息的数字集合。 17．空间信息可视化：是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法
名词解释 1、信息: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、数量和特征。信息具有客观性、适用性、传输性和共享性。 2、数据：具有某一目的定性定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像等形式。 信息和数据的关系：数据是客观对象的表示，信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。 3、地理信息：指表征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数字、文字、图像和图形等的总称。 4、地理数据：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、属性特征及时态特征三部分。 5、空间实体：地理信息系统中不可再分的最小单元现象 6、信息系统: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。 7、地理信息系统：GIS是在计算机软硬件系统的支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布与之相关的属性数据，并回答用户一系列问题为主要的计算机系统。 8、 9、专题地图：把专题现象或普通地图的某些要素在地理底图上显示的特别完备和详细，而将其余要素列于次要地位，或不予表示，从而使内容专题化的地图。 10、区域地理信息系统 11、地图：地图是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形以传递它们在数量、质量在空间和时间傻瓜的分布规律和发展变化。： 12、专家系统： 13、空间模型： 14、矢量数据结构： 15、栅格数据结构： 16、拓扑关系： 17、游程长度编码： 18、四叉树编码： 19、空间数据结构： 20、拓扑属性； 21、内部数据结构: 22、数据库：为一定的目的服务，以特定数据存储相关联的数据集合，按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库 23、数据仓库：面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合，用以支持管理决策。 24、空间数据库：某一地域内关于一定地理要素特征的数据集合。 25、空间数据模型: 26、场模型: 在地理信息系统中用来表示数据在二维或者三维空间中连续变化的空间数据模型称为场模型。 27、空间变换：为了满足特定空间分析的需要，需对原始图层及其属性进行一系列的逻辑或代数运算，（2分）以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性。（1分） 28、曼哈顿距离：平面上两点间所有相邻拐点坐标间的横坐标之差与纵坐标之差的和，称为曼哈顿距离。（3分） 29、地理信息的不确定性：是关于空间过程和空间特征不能被准确确定的程度，实际上就是
地理信息系统概论课后习题部分答案 第一章 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？ （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。 3、试说明地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么？ 答：地理信息系统分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出的结构，这些规律和参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型和风力强度计算模型等。但应用模型很多是专业领域的模型，其表现可以是参数表格也可以是图标或计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊的可视化效果的信息分析与表达。因此要构建适合于地理信息分析和表达的应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息想连接的模型应用于分析。 4、根据你的了解，阐述地理信息系统的相关学科及关联技术，并就地理信息系统基础理论的简历和发展问题，发表你的意见和观点？ 答：地理信息系统与其他相关学科系统间的关系（1）GIS 与地图学GIS 是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。GIS 是地图学理论、方法与功能的延伸，GIS 与地图学一脉相承，它们都是空间信息处理的学科，地图学强调图形信息传输，而GIS 则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS 之间的联系是通过地图可视化工具与他们的潜力来增强GIS 的数据综合和分析能力。（2）GIS 与一般事务数据库GIS 离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理和检索，但一般没有空间概念，GIS 恩能够处理空间数据。（3）GIS 与计算机地图制图计算机地图制图技术的发展对GIS 的产生起了有力的促进作用，的出现又反过来为地图GIS 制图提供了现代化的先进技术手段。数字地图是GIS 的数据源，也是GIS 的表达形
新疆大学2010 年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 一、概念题：（本大题共5小题，每题6分，共30分） 1、游程长度压缩编码 2、矢量数据 3、图层 4、图形的拓扑性质 5、信息 二、简述题：（共4题30分） *答案绝对不允许比概念题字数少，若少于概念题，最多只能得该题分值的一半 1、你从K45B001002得到什么信息？（7分） 2、不同格式的GIS数据融合一般是基于转换器的数据融合，举出2种数据用这种方法进行融合的例子。（7分） 3、什么是关系型数据库？（8分） 4、数字高程模型（DEM）的主要应用。（8分） 三、论述题（本大题共2小题，每题15分，共30分） 1、国内外主要的GIS软件有哪些（国内、国外各至少两种）？各有什么主要特点？ 2、为什么要对地图进图幅数据边缘匹配处理？ 四、分析、简单计算题（仅一小题，30分） 1、已知一组有关高程的栅格数据（如下图），试用游程长度压缩编码方法对高程数据进行压缩编码。 5 10 1011 12 13 5 5 10 20 20 10 10 10 10 10 20 20 20 50 20 20 40 40 30 30 20 20 20 20 40 40 20 20 20 20 20 20 40 40 10 20 50 20 20 60 67 40 20 10 50 20 107 60 20 20 10 127 40 40 20 10 10 10 五、设计题（仅一题，30分） 现有一幅某城市的旅游地图，请分析并写出可能产生的属性库的文件及其数据项和类型。（原是给出西藏的旅游地图，因原件不清晰，照片效果不佳，故没有将其贴吧上。此题为开放性试题，你可以参看任一城市的旅游地图来做答）
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。 3.1.3 GIS组成 1）数据输入和检验 2）数据存储和管理 3）数据变换 4）数据输出和表示 5）用户接口 3.1.4 GIS功能 1）数据采集与输入 数据采集与输入，即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。主要有图形数据输入，如管网图输入；栅格数据输入，如遥感图像的输入；测量数据输入，如全球定位系统（GPS）数据的输入；属性数据输入,如数字和文字的输入。2）数据编辑与更新 数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。数据更新即以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中相对应的数据项或记录，它是通过删除、修改、插入等一系列操作来实现的。 3）数据存贮与管理 属性数据管理一般直接利用商用关系数据库软件，如ORACLE、ACCESS、FoxBase、FoxPro等进行管理。
绪论 简述GIS的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案 GIS的概念 GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、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是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：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； 理解2：表征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数字、文字、图像和图形等的总称； 理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成 ①系统硬件 GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ②系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件 ③空间数据是GIS的血液 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④管理人员 GIS的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。 GIS的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。 举例说明GIS可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询 GIS的地学基础 GIS中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影 投影变形性质：等角投影、等积投影、任意投影 常见变形性质的确定 ①同纬度带内梯形面积不等的投影肯定不是等积投影 ②经纬网不是处处正交的投影肯定不是等角投影
第一章导论 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，对空间相关数据 进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并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而建立起来的计算机技术系统。 2、地理空间数据：是地理信息系统的操作对象与管理内容，也是地理信息系统的核心。它是 指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，这些数 据可以是数字、文字、表格、图像和图形等。 3、地理信息系统具有的特征： （1）GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 （2）GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体等这类有三维要素的地理实体。 （3）GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以产生常规方法或普遍信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。 4、GIS的基本功能：对空间信息及其相关的属性信息的处理 基本功能：（1）数据采集与编辑；（2）数据存储与管理； （3）数据处理和变换；（数据变换；数据重构；数据抽取） （4）空间分析和统计；（叠合分析；缓冲区分析；数字地形模型） （5）产品制作与显示；（6）二次开发和编程 应用功能：资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策；定位服务 5、地理信息系统的类型: （1）按内容分：①专题地理信息系统②区域地理信息系统③地理信息系统工具 （2）按数据结构分： ①基于多边形的，即矢量型地理信息系统，如Mapinfo； ②基于格网的，即栅格型地理信息系统，如Idrisi等； ③基于混合型的，如ArcGis 6、GIS的基本构成： （1）系统硬件：由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。 （2）系统软件：由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。 （3）空间数据库：由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。 （4）应用模型：由数学模型、经验模型和混合模型组成，用于解决某项实际应用问题，获取
地理信息系统组成 从系统论和应用的角度出发，地理信息系统被分为四个子系统，即计算机硬件和系统软件，数据库系统，数据库管理系统，应用人员和组织机构。 从系统论和应用的角度出发，地理信息系统被分为四个子系统(图(a)），即计算机硬件和系统软件，数据库系统，数据库管理系统，应用人员和组织机构。 (1)计算机硬件和系统软件：这是开发、应用地理信息系统的基础。其中，硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪；系统软件主要指操作系统。 (2)数据库系统：系统的功能是完成对数据的存储，它又包括几何（图形）数据和属性数据库。几何和属性数据库也可以合二为一，即属性数据存在于几何数据中。 (3)数据库管理系统：这是地理信息系统的核心。通过数据库管理系统，可以完成对地理数据的输入、处理、管理、分析和输出。 (4)应用人员和组织机构：专业人员，特别是那些复合人才（既懂专业又熟悉地理信息系统）是地理信息系统成功应用的关键，而强有力的组织是系统运行的保障。 从数据处理的角度出发，地理信息系统又被分为数据输入子系统，数据存储与检索子系统，数据分析和处理子系统，数据输出子系统(图(b))。 (1)数据输入子系统：负责数据的采集、预处理和数据的转换。 (2)数据存储与检索子系统：负责组织和管理数据库中的数据，以便于数据查询、更新与编辑处理； (3)数据分析与处理子系统：负责对数据库中的数据进行计算和分析、处理。如面积计算，储量计算，体积计算，缓冲区分析，空间叠置分析等。 (4)数据输出子系统：以表格、图形、图象方式将数据库中的内容和计算、分析结果输出到显示器、绘图纸或透明胶片上。
地理信息系统主要由五部分组成：硬件设备；GIS软件；地理数据；GIS人员；应用模型。 硬件设备是地理信息系统的骨架，主要有计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备和存储设备；GIS软件提供存储、分析、显示地理数据的功能；地理数据是GIS 的基础，根据内容不同，可以分为基础数据和专题数据；GIS人员包括从事GIS系统开发的专业人员，也包括采用GIS完成工作的用户；应用模型是解决各种实际问题的专业程式，解决不同的问题GIS要使用相应的模型，如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等。
第一章 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？ （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。 3、试说明地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么？ 答：地理信息系统分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出的结构， 这些规律和参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型和风力强度计算模型等。 但应用模型很多是专业领域的模型，其表现可以是参数表格也可以是图标或计算公式，不 利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊的可视化效果的信息分析与表达。 因此要构建适合于地理信息分析和表达的应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变 或者结合地理信息做成与空间信息想连接的模型应用于分析。 4、根据你的了解，阐述地理信息系统的相关学科及关联技术，并就地理信息系统基础理论的简历和发展问题，发表你的意见和观点？ 答：地理信息系统与其他相关学科系统间的关系（1）GIS与地图学GIS是以地图数据 库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也是地图，因此它与地图有着极密切的关系。GIS是地图学理论、方法与功能的延伸，GIS与地图学一脉相承，它们都是空间信息处 理的学科，地图学强调图形信息传输，而GIS则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS 之间的联系是通过地图可视化工具与他们的潜力来增强GIS的数据综合和分析能力。 （2）GIS与一般事务数据库GIS离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理和
实验一地理信息系统的组成与功能 一、实验的目的 熟悉GIS的组成及功能 二、实验内容 了解GIS在硬件、软件、数据、人员等方面的组成情况，以及ArcGIS软件五类功能 1）数据获取：采集、检验与编辑 2）数据操作：格式化、转换、概化 3）数据集成：存储与组织 4）数据分析：查询、检索、统计、计算、空间分析与模型分析 5）产品制作与显示、输出：屏幕显示、硬拷贝 （二次开发与编程） 三、实验的原理与方法 实验的原理：GIS由硬件、软件、空间数据、模型和人组成；GIS具有数据获取、数据操作、数据集成、数据分析及产品制作与显示、输出等方面功能。 实验方法：通过实际操作了解GIS的组成，以ArcGIS为基础，通过打开各类工具条、工具箱或菜单，了解GIS的基本功能。 四、实验实验数据 实验1文件夹内江苏省基础地理数据 五、实验步骤 1、认识GIS软件 打开ArcGIS桌面软件的ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox，认识ArcGIS桌面软件的构成；然后在ArcCatalog或ArcMap的帮助菜单下点击ArcGIS Desktop Help，打开帮助文档如图4，了解ArcGIS的基本情况。 启动ArcCatalog，执行菜单命令：开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcCatalog，如图1 图1
启动ArcMap ， 执行菜单命令：开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcMap 。如图 2 图2 可以通过标准工具条中的“显示/隐藏 ArcToolbox 窗口”按钮 或通过单击地理处理 > ArcToolbox 来打开 ArcToolbox 窗口。如图2 2、ArcGIS 数据 在ArcCatalog 左边的窗口中，选择以数据，在右边的窗口中，对所选的数据进行浏览。 3、认识GIS 的主要功能 1）数据获取：在ArcMap 中打开Editor 工具条（View>>Toolbars>>Editor ），了解该工具条的主要功能。 2）数据操作：在ArcToolbox 中打开Conversion Tools 工具箱，了解该工具条的主要功能。 3）数据集成：在ArcCatalog 中选择E:\地理信息系统\ArcGIS 实验\02\江苏省基础地理数据如图1，对其中的数据进行浏览。了解空间数据的存储与组织。