GIS基本概念
地理信息系统(GIS)的基本概念和理论
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2. 信息系统和地理信息系统
信息系统的概念模型可由下图描述：
用户
计算机硬件
计算机软件
知识
数据
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2. 信息系统和地理信息系统
地理信息系统（GIS） 的定义：
是以采集、存储、 管理、分析和描述整个或 部分地球表面（包括大气 层在内）与空间和地理分 布有关的的数据的计算机 空间信息系统。
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2. 信息系统和地理信息系统
测绘学不但为GIS提供各种不同比例尺和精度的定
位数据，而且其理论和算法可直接用于空间数据的
变换和处理。
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3. 地理信息系统的分类
地理信息系统按存储数据的范围大小，可划分为全球的、 区域的和局部的三种。
信息的特征：
客观性 适用性 可传输性 共享性
数据的定义：
是一种未加工的原始资料。用文字、数字、符号、语言、 图象、图形等都是数据。
信息与数据的关系：
数据是信息表示的载体，信息是数据表示的内容。
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1. 信息和地理信息
地理信息的定义：
地理信息是关于地理实体、现象或关系的本质、 特征及其运动状态、规律的表征和一切有用的 知识。
数字系统。”Burrough认为“GIS是属于从现实世界中
采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力
的工具”。俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种
复杂的地理相关问题，以及具a有内部联系的工具集
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2. 信息系统和地理信息系统
与地理信息系统相关的角色（人）
➢ 地图的使用者：他们需要从地图上查找感兴趣的东
地理数据的定义：
各种地理特征、现象和关系的符号化表示。包 括空间位置及其关系、属性特征和时域特征三 部分。称为空间数据的基本特征。
gis的基本概念
gis的基本概念1. GIS的发展历史GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息与属性数据进行整合、存储、分析和展示的技术系统。
它的发展历史可以追溯到20世纪60年代。
当时，GIS主要用于军事和国防领域，用于进行地图制作和军事情报分析。
随着计算机技术的发展，GIS逐渐应用于各个领域，并取得了显著的进展。
2. GIS的基本概念与组成GIS是由硬件、软件、数据和人员组成的系统。
其中，硬件包括计算机设备、显示器、打印机等；软件包括操作系统、数据库管理系统等；数据包括地理空间数据和属性数据；人员则是使用和管理GIS技术的专业人员。
3. 地理空间数据地理空间数据是GIS的核心内容，它包括点、线、面等要素以及与之相关联的属性信息。
点可以代表一个位置或一个事件，线可以代表道路或河流，面可以代表土地利用类型或行政区划等。
这些要素及其属性信息被存储在数据库中，并通过各种操作进行管理和分析。
4. 属性数据除了地理空间数据外，GIS还需要属性数据来描述要素及其特征。
属性数据可以是数字、字符、日期等类型的数据，用于表达要素的属性特征，如房屋的面积、人口数量等。
属性数据可以与地理空间数据进行关联，从而进行更深入的分析和应用。
5. GIS的应用领域GIS在各个领域都有广泛应用。
在城市规划领域，GIS可以帮助规划师进行土地利用分析、交通规划和市政设施布局等工作；在环境保护领域，GIS可以进行自然资源管理、环境监测和生态保护等工作；在农业领域，GIS可以帮助农民进行土壤肥力评估、作物生长监测和农田管理等工作。
6. GIS的分析功能GIS具有强大的空间分析功能。
通过GIS技术，我们可以进行空间查询、缓冲区分析、路径分析和空间插值等操作。
这些功能使得我们能够更好地理解地理现象，并做出科学决策。
7. GIS与遥感技术遥感技术是一种通过航空器或卫星获取地球表面信息的技术手段。
与遥感技术结合使用，可以获取大范围的高质量地理空间数据，并实现对地表特征的监测和分析。
地理信息系统的基本概念和理论
2. 信息系统和地理信息系统
地理信息系统（GIS） 的定义：
是以采集、存储、 管理、分析和描述整个或 部分地球表面（包括大气 层在内）与空间和地理分 布有关的的数据的计算机 空间信息系统。
2. 信息系统和地理信息系统
对地理信息系统 的不同视点
GIS对于不同的部门和不同的应用目的，其定义也不尽 相同。例如，美国学者Parker认为“GIS是一种存贮、 分析和显示空间与非空间数据的信息技术”。 Goodchild把GIS定义为“采集、存贮、管理、分析和 显示有关地理现象信息的综合系统”。加拿大的Roger Tomlinson认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的 数字系统。”Burrough认为“GIS是属于从现实世界中 采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力 的工具”。俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种 复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集 合”。
2. 信息系统和地理信息系统
地理信息系统的特点
➢ GIS的物理外壳是计算机化的技术系统。该系 统又由若干个相互关联的子系统构成，如数据 采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分 析子系统、可视化表达与输出子系统等。这些 子系统的构成直接影响着GIS的硬件平台、系 统功能和效率、数据处理的方式和产品输出的 类型。
2. 信息系统和地理信息系统
与地理信息系统相关的角色（人）
➢ 地图的使用者：他们需要从地图上查找感兴趣的东
西。
➢ 地图生产者：编辑各种专题或综合信息地图。 ➢ 地图出版者：需要高质量的地图输出产品。 ➢ 地图分析员：他们需要根据位置和空间关系完成分
析任务。
➢ 数据录入人员：完成数据编辑。 ➢ 数据库设计者：需要实现数据的存储和管理。 ➢ 开发者：需要实现GIS的软件功能。
GIS简介
(Geographic Information System)
2012.7
主要内容
1.1 GIS的基本概念
1.2 地球信息科学与地理信息系统 1.3 GIS的组成 1.4 GIS功能和应用1.1.1 信息与数据 1.1.2 空间数据与地图 1.1.3 地理信息与地学信息 1.1.4 信息系统和地理信息系统
数据存储和管理
数据输出和显示
数据变换
1.3 GIS的组成
1.3.2 计算机软件系统
3. 数据库软件
数据库软件是GIS软件系统的重要组成部分。作为GIS”血液”的 海量空间数据主要以地图为基础，并借助较为成熟的商业数据库软 件（如Oracle、SQL-Server DB2、Sybase等）进行存储和管理。在数 据处理过程中，既是资料的提供者，也可以是处理结果的归宿处； 在检索和输出过程中，它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。 另外，利用成熟的商业数据库软件可对数据的调度、更新、维护、 并发控制、安全、恢复等提供服务。
1.3 GIS的组成
1.3.3 地理空间数据
空间数据的三个基本特点： 1)数据的空间性
数据的空间性是指这些数据反映现象的空间位置及空间位 置的关系。通常以坐标数据形式来表示空间位置，这些坐标数 据必须具有标准坐标系中的参考位置。 坐标系的选择随具体应用要求而定，但不同的坐标定位系 统之间应能进行转换。通常用空间拓扑信息来表示空间位置的 关系。
1.3.1 计算机硬件系统
1.单机模式
2.局域网模式
GIS广域网模式其系统硬件平台一般采
用UNIX、PC工作站/服务器，采用普通以太
网作为末端类型，通过交换/路由设备与千兆
3.广域网模式
地理信息系统(GIS)的基本概念和理论..
2. 信息系统和地理信息系统
地理信息系统的特点
GIS的物理外壳是计算机化的技术系统。该系 统又由若干个相互关联的子系统构成，如数据 采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分 析子系统、可视化表达与输出子系统等。这些 子系统的构成直接影响着 GIS 的硬件平台、系 统功能和效率、数据处理的方式和产品输出的 类型。
2. 信息系统和地理信息系统
地理信息系统（GIS） 的定义：
是以采集、存储、 管理、分析和描述整个或 部分地球表面（包括大气 层在内）与空间和地理分 布有关的的数据的计算机 空间信息系统。
2. 信息系统和地理信息系统
对地理信息系统 的不同视点
GIS对于不同的部门和不同的应用目的，其定义也不尽 相同。例如，美国学者Parker认为“GIS是一种存贮、 分析和显示空间与非空间数据的信息技术”。 Goodchild把GIS定义为“采集、存贮、管理、分析和 显示有关地理现象信息的综合系统”。加拿大的Roger Tomlinson认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的 数字系统。”Burrough认为“GIS是属于从现实世界中 采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力 的工具”。俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种 复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集 合”。
2. 我国GIS的发展
准备阶段（70年代） ② 试验阶段（80年代） ③ 全面发展阶段（90年代） 国产主流GIS软件
①
GeoStar MapGIS SuperMap CityStar
3. GIS的发展趋势
①
②
③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
GIS与遥感（RS）和全球定位系统 （GPS）进一步结合，构成日趋完 善的技术体系； 空间数据结构与数据管理的研究更 加深入； GIS应用模型开发日趋加强； GIS智能化； GIS网络化； 三维GIS的研究不断深入； 宏观与微观应用进一步加强，并形 成新的产业；
最新GIS基本概念
2.1 系统硬件
GIS硬件用来：存储、处理、传输和 显示地理信息或空间数据。 计算机是GIS硬件的核心。GIS的外部 设备包括输入设备、输出设备。
2.2 系统软件
GIS软件是系统的核心，用于GIS功能 的各种操作，包括：数据输入、处理、 数据库管理、空间分析和图形用户界 面等。
按其功能GIS分为：GIS专业软件，数 据库软件和系统管理软件。
系统特征 整体性 层次性 目的性 开放性 稳定性
信息系统
信息系统：具有处理、管理和分析数据功 能系统（事务处理系统），能为用户的决策 过程（决策支持系统）提供有用的信息。
信息系统特点：在信息系统中，尤其是现 代社会计算机支持下的信息系统，其信息 是以数据为载体的。
1.2地理信息与地理信息系统
（1）地理：泛指地球表面各种自然现象和人文 现象，以及它们之间的相互关系和区域分异。
用 逐步向实用化、业务化、规模化 90年代 户 和专业化发展
以后
时 GIS进入信息高速公路计划和数 代 字地球构想
4.2 GIS发展的面临的问题
孤立的、各自为政的部门 专有的数据, 程式化的编程语言 昂贵的软硬件平台 工具使用艰难
4.3 GIS发展趋势
向非GIS用户发送空间数据 在更大的信息系统中集成空间信息 维护准确的、无缝连接的实时数据 提供快速的数据接入 GIS走向网络化 GIS、GPS、RS一体化 GIS工程化
GIS基本功能
采集
分析
存储
显示
查询
输出
数据采集
纸质地图
480585.5, 3769234 483194.1, 3768432 485285.8, 3768391 484327.3, 3768565
地理信息系统基本概念
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。
GIS基本概念
GIS基本概念一、地理信息系统地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。
地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。
在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
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（Geospatial Database）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。
地理信息系统具有以下三个方面的特征：第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
地理信息系统的外观，表现为计算机软硬件系统；其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。
当具有一定地学知识的用户使用地理信息系统时，他所面对的数据不再是毫无意义的，而是把客观世界抽象为模型化的空间数据，用户可以按应用的目的观测这个现实世界模型的各个方面的内容，取得自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策，这就是地理信息系统的意义。
一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，从视觉、计量和逻辑上对地理系统在功能方面进行模拟，信息的流动以及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真。
GIS基本理论
GIS基本理论之一：GIS的概念、构成结构、功能1 地理信息系统的概念地理信息系统(Geographic Information System 简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型等分析方法，实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。
它的定义主要包含三个方面的内容：①GIS使用的工具：计算机软硬件系统；②GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性；③GIS数据建立过程：采集、存贮、管理、处理、检索、分析和显示。
2 地理信息系统与相关技术(CAD、数字化制图)之间的关系地理信息系统与事务信息系、CAD和数字化制图都有很大的关系，但它们之间又存在着很多的不同点。
与一般的事务信息系统相比，地理信息系统具有以下特征：①地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将二者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法；而事务信息系统只有属性数据库的管理，不能进行有关空间数据的操作；②地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据；③地理信息系统的成功应用不仅仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系；④虽然事务信息系统对地理信息系统的发展起着重要的作用。
但实践证明，人的因素在地理信息系统得发展过程中越来越具有重要的影响作用，地理信息系统的应用问题已经超出了技术的范畴。
CAD是指计算机辅助设计，是采用计算机辅助进行各种设计，广泛用于机械、建筑、工程和产品设计方面。
GIS是在CAD基础上发展起来的一门学科，设计制图同时也是GIS的重要功能。
CAD和GIS的关系密切。
二者都具有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据，也能处理属性数据。
GIS的基本概念
第一章绪论第一节GIS的基本概念一、信息、地理信息1、信息和数据信息（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）。
数据是一种未经加工的原始资料。
数字、文字、符号、图像都是数据。
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。
2、地理信息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。
3、地理信息的特征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。
尤其是随着全球对地观测计划不断发展，我们每天都可以获得上万亿兆的关于地球资源、环境特征的数据。
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。
gis 的基本概念、定义、研究内容
gis 的基本概念、定义、研究内容
GIS（地理信息系统）是指一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术和工具。
它集成了地理学、地理信息科学、地图学、遥感技术、地理信息处理等多个学科的理论和方法。
GIS的定义包括：
1. 地理信息系统（GIS）是一种用于获取、管理、分析、呈现地理数据的信息系统。
2. GIS是一种将空间位置与属性数据相结合的计算机化工具，用于捕捉、存储、检索、组织、分析和展示地理空间数据。
GIS研究内容主要包括以下几个方面：
1. 空间数据获取和数据质量管理：研究如何获取各种类型的地理数据（如地图、卫星影像、遥感数据等），并保证数据的质量和准确性。
2. 空间数据模型和数据库设计：研究如何建立和管理空间数据模型，设计和开发适合存储和查询地理数据的数据库。
3. 空间分析和处理：研究如何对空间数据进行统计分析、模型建立和预测等空间分析技术，并进行空间数据的处理和处理方法研究。
4. 地图制图和可视化：研究如何使用地理信息系统制作和展示地图，以及如何进行空间数据的可视化呈现。
5. 空间决策支持系统：研究如何将GIS技术应用于各种领域的决策支持，包括城市规划、环境管理、交通规划、资源管理等。
综上所述，GIS是一种集成地理学、地理信息科学、地图学、遥感技术等多个学科的技术和工具，用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据。
其研究内容包括空间数据获取和质量管理、空间数据模型和数据库设计、空间分析和处理、地图制图和可视化、空间决策支持系统等。
gis的基本概念
gis的基本概念GIS的基本概念及相关内容概念•GIS全称为地理信息系统（Geographic Information System）。
•GIS是一种将地理空间信息与属性数据相结合并进行管理、分析和可视化的技术系统。
•GIS利用计算机科学、地理学和地图学等知识，用于收集、存储、处理、分析和展示地理空间数据。
•GIS可以帮助人们理解地理现象及其之间的相互关系，支持决策制定和问题解决。
基本概念•空间数据：地理现象的位置和形状等信息。
•属性数据：地理现象的描述和属性等信息。
•数据库管理系统：用于存储、管理和查询地理空间数据的技术系统。
•空间分析：利用GIS功能进行地理空间数据的统计、测量、模拟和模型分析等。
•地图制作：将地理空间数据可视化为地图的过程。
•空间参考系统：用于描述和定义地理空间数据在地球表面上的位置关系的系统。
相关内容•空间数据采集：通过位置感知技术获取地理空间数据的过程。
•数据存储和管理：利用数据库管理系统对地理空间数据进行存储和管理。
•空间数据处理：对地理空间数据进行预处理、清洗和转换等操作。
•空间数据分析：利用GIS功能进行地理空间数据的统计、测量、模拟和模型分析等。
•地图制作与可视化：将地理空间数据转化为地图，并进行可视化展示。
•空间查询与查询语言：利用查询语言对地理空间数据进行查询和检索。
•空间数据共享与发布：通过网络等方式进行地理空间数据的共享和发布。
以上是关于GIS的基本概念及相关内容的简述，GIS作为一种强大的地理空间信息处理工具，正广泛应用于地理学、城市规划、环境保护、农业、交通等领域，为我们带来了诸多便利和洞察力。
gis基本概念
gis基本概念
GIS（地理信息系统）是一种用于获取、存储、处理、分析和
展示地理空间数据的技术系统。
其基本概念包括以下几个方面：
1. 地理空间数据：地理空间数据是指描述地球表面上位置和属性的数据，包括地形、地貌、水域、土地利用等。
它可以是点、线、面或栅格形式的。
2. 数据获取：数据获取是指通过各种手段获取地理空间数据的过程，包括地面调查、卫星遥感、GPS定位、数字地图等。
3. 数据存储：数据存储是指将获取的地理空间数据保存在计算机或数据库中，以便后续的处理和分析。
4. 数据处理：数据处理是指对地理空间数据进行转换、加工、整理等操作，例如地图投影转换、数据融合、数据剪裁等。
5. 数据分析：数据分析是指使用各种统计、空间分析方法对地理空间数据进行分析，以获取有关地理现象、模式和关系的信息。
6. 数据展示：数据展示是指通过地图、图表、报表等方式将经过处理和分析的地理空间数据以可视化形式展示出来，以便用户理解和应用。
GIS技术的应用广泛，包括城市规划、环境保护、交通管理、
资源管理等领域，可以帮助决策者做出更科学、合理的决策。
GIS基本介绍
计算机化的技术系统
空间数据 空间分析能力
GIS与地理学、测绘学等联系紧密
1.2.3 空间数据
【空间数据】
指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的 数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空 间关系等特性。在GIS中，空间数据主要包括包括空间位置、属性特征及时 态特征三部分。
空间位置数据 描述地物所在位置，既可以根据大地参照系定义，
也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的 距离、邻接、重叠、包含等。 的定性或定量指标，即描述了信息的非空间组成部 分，包括语义与统计数据等；
属性数据 又称为非空间数据，是属于一定地物、描述其特征
时态特征 指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。
RS GPS GIS
采集定位信息
提供海量数据
信息大管家
公共气象服务平台
• 河北，黑龙江，江西，广西、云南、山东省气象局
交通气象灾害保障服务系统
• 江苏、辽宁省气象局 • 中国气象局示范推广项目
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电力气象项目
• 浙江省气象局，湖南电科院，南方电网（咨 询项目）
中小河流域（山洪地质灾害）项目
Spatial
Database
野外实测 调查数据 电子数据
数据编辑
• 图形编辑 • 属性编辑
数据存储管理
• 空间信息/ 属性信息一体化存储管理 • 大数据量的管理
“ 全 国 一 张 图 ” 二 调 本 地 数 据 库
国 土 资 源 部
——
45TB
查询统计
• • • • 空间/属性关联查询 空间查询 SQL查询 距离查询
超图软件 成都分公司
GIS基本概念集锦
GIS基本概念集锦1、地理信息系统（geographic information system ，即gis ）——一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
2、比较gis与cad、cac间的异同。
cad——计算机辅助设计，规则图形的生成、编辑与显示系统，与外部描述数据无关。
cac——计算机辅助制图，适合地图制图的专用软件，缺乏空间分析能力。
gis——地理信息系统，集规则图形与地图制图于一身，且有较强的空间分析能力。
3、图层：将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。
4、地理数据采集——实地调查、采样；传统的测量方法，如三角测量法、三边测量法；全球定位系统（gps）；现代遥感技术；生物遥测学；数字摄影技术；人口普查。
5、信息范例——传统的制图方法，称为信息范例，即假定地图本身是一个最终产品，通过使用符号、分类限制的选择等方式交换空间信息的模式。
这个范例是传统的透视图方法，由于原始而受到很多限制，地图用户不能轻易获得预分类数据。
也就是说，用户只限于处理最终产品，而无法将数据重组为更有效的形式以适应环境或需求的变化。
6、分析范例（整体范例）——存储保存原始数据的属性数据，可根据用户的需求进行数据的显示、重组和分类。
整体范例是一种真正的用于制图学和地理学的整体方法。
7、栅格——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。
特点：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身，而所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标，即定位是根据数据在数据集中的位置得到的，在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。
地理信息系统(gis)的基本概念、原理、相关应用及发展趋势的理解。
地理信息系统(gis)的基本概念、原理、相关应用及发展趋势的理解。
地理信息系统(GIS)是一种以空间数据为基础的应用软件系统，通过对地理信息进行收集、存储、处理、展示以及分析，为用户提供准确的、完整的、有效的、及时的地理信息服务。
GIS可以帮助用户实现基于地理环境的智能决策。
GIS的基本概念包括：1、数据：用于视觉或者逻辑运算的GIS主要包含向量数据、栅格数据、模型数据等。
2、空间：GIS一般使用球面坐标系统来代表地球的空间位置。
3、仿真：GIS的功能几何化和空间分析基于物理过程的仿真。
4、建模：GIS模型包括传统的数学模型、智能数据模型和物理模型，结合不同的模型可以解决复杂的问题。
5、数据库：GIS是一种数据库系统，连接地球上的所有信息，能够将多种数据链接起来，统一管理。
GIS的原理基于三个概念：1、地理位置-将地理信息抽象成坐标信息，并通过坐标信息确定位置。
2、空间关系-地理信息的属性有其特定的空间关系，如：相邻关系，拓扑关系。
3、随机性-大多数地理信息具有很强的随机性，即：具有局部性，空间上变化多样。
GIS及相关应用主要有：1、地图制作- 即将GIS空间数据转换为图形信息，用于地图绘制。
2、空间分析- 即对不同数据间的空间关系进行分析，如：距离、范围、交集、邻近等。
3、空间管理- 即通过GIS技术，对地球表面的资源进行整理与管理，如：房地产、环境保护、资源分配等。
GIS的发展趋势：1、增加数据采集精度-通过各种传感器，提高数据采集的精度，使GIS数据具有更高的精度。
2、增强计算处理能力- GIS可以在实践中实现对大数据的快速处理，简化计算复杂性。
3、增强GIS数据共享能力- 为用户提供统一的数据共享接口，使各种GIS服务可以跨平台共享。
4、加强人机交互能力- 不断改善GIS软件的用户界面，使得GIS功能更容易使用。
GIS技术入门概念篇
GIS技术入门---概念篇一、什么是GIS?地理信息系统(GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。
通俗地讲,它是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。
严格地讲，它是反映人们赖以生存的现实世界(资源或环境)的现势与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性，在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应用的技术系统。
它是以采集、贮存、管理、处理分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
这种能力使GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
二、基本概念1、使用GIS系统的环境要求硬件：GIS软件可以在很多类型的硬件上运行。
从中央计算机服务器到桌面计算机，从单机到网络环境。
软件：输入和处理地理信息的工具，数据库管理系统(DBMS) ，支持地理查询、分析和视觉化的工具，容易使用这些工具的图形化界面(GUI) 。
数据：GIS系统中最重要的部件就是数据。
地理数据和相关的表格数据可以自己采集或者从商业数据提供者处购买。
GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起，而且可以使用任何通用的数据库管理系统，来管理空间数据。
2、地理参考系统地理信息包含有明确的地理参照系统，例如经度和纬度坐标，或者是国家网格坐标。
也可以包含间接的地理参照系统，例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。
现在有一种叫做地理编码的自动处理系统可以将间接的参照系统（如地址描述）转变成明确的地理参照系统（如多重定位）。
目前我国采用的坐标系统主要包含两个：54国家坐标系：采用克拉索夫斯基椭球参数，又称北京坐标系。
gis基础
国产主流GIS软件
GeoStar
MapGIS
SuperMap
CityStar
数据模型
GIS数据分类及抽象
点-电线杆、水井、矿井口、烟囱、单棵树， 小比例尺下：工厂、学校、医院等 线-河流、铁路、公路、巷道 面-地块、森林、湖泊、乡村、矿区、城市
数据模型
GIS数据分类
动态性 （时间性）
专题性 （属性）
分布性
随时间而动态变化 （时间维）
地理信息具有专题属性 （属性维）
地理信息分布在不同区域 具有分布性 （网络）
基本介绍—涉及学科
地理学及测量学
空间科学和RS
GIS
计算机科学
数学
软件工程及 项目管理
数据库技术
计算机图形学
人工智能 及ES
网络技术 数据结构
社会－经济 测量
GIS 的基本概念
GIS GPS RS
• 地理信息系统
• Geographic Information System
• 全球定位系统
• Global positioning System
• 遥感
• Remot Sensing
基本介绍—特性
空间性
信息与坐标位置联系在一起， 使信息具有空间维（二维、三维）
数据结构
DEM——数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM），是一定范围内规则格网点的平 面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要 是描述区域地貌形态的空间分布。
DTM——数字地形模型（Digital Terrain Model， 简称DTM) ,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因 子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性 和非线性组合的空间分布
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GIS基本概念●地理資訊系統(Geographic Information Systems，簡稱GIS)是一種處理空間資訊的技術。
●實例：⏹台北市多目標門牌供應管理系統(.tw/)⏹高雄市航測影圖查詢系統(詳附圖)●GIS係由「資料庫」和「功能」二大部份所組成(詳下圖)。
●資料庫由「圖形資料庫」及「屬性資料庫」二部份所組成。
圖形資料庫的資料型式分為「網格式資料」和「向量式資料」二種。
網格式資料包括了航空照片、衛星影像等資料，向量式資料則是由點、線、面等資料型式所構成。
●關聯式資料庫是目前最常見的屬性資料庫結構，階層式和網絡式資料庫目前已經相當少見。
物件式資料庫則是下一世代的資料庫結構，目前已有一些資料庫採用此種資料庫結構。
●關聯式資料庫可以看成是一群表格的組合。
●「圖形資料庫」和「屬性資料庫」之間，存在一些鏈結(link)，如下圖。
透過這些鏈結，可以由圖面查詢其相應的屬性資料，也可以將屬性資料庫的查詢結果，顯示其空間分佈的情形。
●GIS具有CAD所無之以下特點：1.位相關係(topology)2.資料庫管理能力3.空間分析功能4.圖層劃分方式5.地物編碼6.區分「數化」及「繪圖」二個階段。
在「數化」階段，注重其坐標位置；在「繪圖」階段才決定其線型、顏色、指北、比例尺、圖例等問題。
【註：隨著技術的演進，GIS和CAD之間的界線，越來越模糊。
】●測量成果與業務主題圖的差別⏹測量成果經常以CAD呈現◆一圖層一屬性◆屬性資料依附於圖元或以註記方式呈現，而非存於資料庫●如：路名、河川名、建物結構、樓層數⏹測量成果無地物編碼⏹測量成果常以正方圖幅管理圖檔，割裂街廓、建物。
⏹測量成果常以點資料表示停車場、農地、菓園、草地，宜以面式示之。
⏹面式地物之測量成果可能以線型資料表現，並未封閉。
⏹為美化圖面，可能刪去重疊線段(如：道路境界線與建物邊界線之重疊處)。
⏹必須轉換成GIS圖檔，做成業務主題圖。
◆屬性存於資料庫、合併圖層、地物編碼、地物單元、無圖幅圖檔管理、面式資料●上述的GIS架構，並非所有的GIS套裝軟體均全部具備。
不同的GIS套裝軟體公司基於其市場策略，會開發以某些功能為主的套裝軟體。
●不同的(GIS)軟體，有不同的「潛在用戶假設」，適用於不同的作業目的。
所以，難以籠統的說那一個GIS軟體最(較)好，而是必須視其目的而定。
●由於資訊科技的快速發展，GIS軟體技術也歷經了許多世代：主機版、工作站版、個人PC版、網際網路版、PDA版、移動式無線上網版…。
每一個世代，吾人均可發現有一些新的廠商推出新的產品。
GIS的產業市場，不時面臨著重整。
●GIS的發展⏹最早期為自動化製圖及設施管理軟體(Automatic Mapping /FacilityManagement)：以點及線資料主。
⏹土地管理系統(Land Information System)：以面資料為主。
⏹GIS可以結合許多的資訊科技，以發揮更強的功能。
⏹GPS(全球定位系統), RS(遙感探測), WWW, mobile phone, PDA,VR(虛擬實境), AI(人工智能), ES(專家系統), DSS(決策支援系統),ANN(類神經網路), CBR(案例式推理), CA(宮格自動機), Agentbased model (代理者模擬)…名詞解釋●國土資訊系統(National Geographic Information System，簡稱NGIS)：台灣特定的專有名詞。
應用GIS技術所建立的國土資料庫，以做為合理規劃管理國土之基礎。
目前分為十個分組(含九大資料庫)，訂有八大資料標準。
政策研議單位為經建會，綜合規劃幕僚作業單位為內政部資訊中心，各分組召集單位為各相關部會。
詳情請參考.tw/。
●空間資料基礎建設(Spatial Data Infrastructure，SDI)：台灣NGIS也可以說是台灣空間資料的基礎建設。
Global Spatial Data InfrastructureAssociation (/)是這方面的國際組織，交流各國SDI 的推動經驗。
●地理編碼(geo-coding)：依循一定的規則或原則，賦予地物識別碼的過程。
例如：門牌、坐標、地籍地號…均屬之。
●識別碼(identifier，簡稱ID)：每一地物須有唯一的識別碼，俾做為聯結圖形資料庫及屬性資料庫之用。
⏹可分為系統自行編定的「系統識別碼」(system ID)和「使用者識別碼」(user ID)。
系統識別碼由軟體自動產生，做為內部程式使用，使用者不能變更它。
使用者只能賦予使用者識別碼，以區別不同的地物(如：建物、街廓、道路、土地使用分區)。
●圖解地形圖(紙圖) V.S. 數值地形圖●成圖數化(digitization，紙圖→數值地圖)●數值航測●數值地形模型(digital terrain model，簡稱DTM)：學術名詞。
在台灣，有一套涵蓋全島的DTM網格資料，其網格單元大小(解析度)為40公尺見方。
車籠埔斷層沿線、台北市區有解析度更高(約5米見方網格)的DTM資料。
台灣在2007年也將完成全台5米見方解析度之DTM。
●位相(topology)：又稱「拓樸」。
點、線、面的空間關係。
必須先有位相關係的建立才能進行空間分析。
●比例尺(scale)：圖紙上地物長度所代表之實地長度之比例(1/500之比例尺比1/1000大)。
同一圖幅，比例尺越大，所涵蓋的實地範圍越小，但包含之資料項目越多。
紙圖有比例尺、精度及正確度的觀念；但電腦上沒有比例尺的觀念，只有精度和正確度的觀念。
許多數值地圖係由紙圖數化而來。
紙圖本身有比例尺的概念。
對測量而言，不同的比例尺即對應了不同的精度以及資料內容(項目)的要求。
大比例尺通常要求較高之精度(較小之容許誤差)，但正確率可能仍維不變，也可能降低。
實務上，吾人如果提到「1/1000數值地形圖」，這代表二種可能：(1)成圖數化：這份圖是數化1/1000的地形圖而得，除了原圖的精度及正確度之外，數化過程也會降低其精度及正確度。
(2)數值測量：比照1/1000地形測量所要求之精度及正確度的數值測量成果。
●精度(precision)：容許之最大誤差(與量測工具之最小刻度有關)。
較高精度之圖，所容許之誤差較小。
通常容許誤差，在圖紙上為0.2mm-0.5mm 之間。
在影像圖檔，精度的概念與「解析度」或「解像力」(resolution)相同，表示一個像元(pixel)所代表的地面範圍大小。
●正確度(accuracy)：抽檢結果，符合精度要求之比率。
例如，某張地籍圖數化成果之正確度達95%，表示至少有95%的地物其圖示與實地之誤差不超0.2mm。
不同比例尺的圖，雖精度要求不同，然可以有相同的正確度(合格率)，但通常小比例尺的圖之正確率也較低。
就影像資料而言，則可能指以下二者之一：(1)影像糾正之正確度，(2)「判釋的正確度」，亦即正確判釋地表覆蓋(land cover)之像元數的比率。
●土地覆蓋(land cover)：從航空照片或者衛星影像上能夠直接判讀或者分類出來的土地類別；例如：森林、河川、建築物、道路、橋樑…●土地利用(land use)：必須透過實地調查始能瞭解的土地類別。
例如，從航空照片之中，雖然可看出建築物之所在，但是並不能瞭解它是住宅或者商店。
又如：大賣場可能是主體商業建築、停車場、周邊綠地、咖啡座所組成。
是故，一種土地覆蓋可能被再細分成多種土地利用，也可能由多種土地覆蓋組成一種土地利用。
●土地覆蓋和土地利用的分界並非絕對，會隨著判釋能力及各地區空間特性之不同而有所變化。
例如：在台灣地區，多數學校有圍牆，所以，能夠在航空照片上(目前以人工方式，將來可能以自動判釋方式)認出運動場、教室(有某種特殊形式的建築物)、圍牆，便可以在土地覆蓋的類別中區分出「學校」此一類別。
此一方式在美國可能就不管用，許多美國的大學並沒有圍牆，運動場可能在另一校區，並不相鄰，所以可能就分辨不出來。
又如，美國郊區的建築極易判出其為住宅或者購物中心(shopping mall)，但是台灣就不易區分。
●以下有關「實體、物件、圖元、圖徵」之定義，並未完全統一(但逐漸統一)。
應小心使用，或先確認其定義。
⏹實體(entity)：實際物理空間所見之地物。
⏹物件(object)：【測量、數值地形圖】表達實體的數值資料，可帶有空間和時間屬性資料，也可以有相應的空間運算函式(spatialanalysis functio ns)。
符合物件導向式(object-oriented)的觀念，可以由簡單的物件組成複雜的物件。
例如，個別建物可以組成街廓，再進一步組成社區、都市、區域。
⏹圖元(primitive)：數值物件的基本元素(件)。
如：點、線、面、弧…⏹圖徵(feature)：由圖元構成，可以是物件本身或其局部構件。
例如，建物外框可能既是圖徵也是物件，但是有中庭的建物(物件)則是由外框線或內部中庭框線兩個圖徵所組成。
【但是OGC (OpenGeospatial Consortium) 不太區分feature 和object的差別。
】大地坐標系統(coordinates)⏹亦稱｢大地基準｣、｢參考框架｣。
是一個假想的橢球體。
⏹台灣的大地坐標系統有二個國家標準：TWD67和TWD97。
【詳下】⏹參考網站：/features/2000/exploration/projecti ons/index.html⏹國際大地測量學與地球物理學協會（International Union of Geodesyand geophysics 簡稱為IUGG）在1967年及1980年公佈的地球參考橢球體，分別之為GRS67及GRS80。
⏹台灣TWD67(TaiWan Datum 1967)及TWD97(TaiWan Datum1997)分別採用GRS67及GRS80之地球參考橢球體。
⏹TWD67 的坐標基準在埔里，TWD97 的坐標基準在台灣地區的內政部八個追蹤站的坐標值為基準。
TWD67 的坐標基準與WGS84 坐標基準兩者不一致，約相差1公里。
TWD97 的坐標基準與WGS84 坐標基準兩者相差不大，約幾公分至數十公分。
⏹TWD67與TWD97的概略轉換：某點之TWD67 座標，其X（東）加826 米，Y （北）減210 米，Z （高度）加20 米*（但Z 的準確度不如X,Y），可大約得到其TWD97 座標，誤差不會超過5 米。
⏹轉換程式：/geo/taiwan_datums/index_en.html投影(projection)：⏹將「球面」轉成「平面」的方法。
⏹投影方法可以分成三大類：planar, conic, cylindrical。
各類投影方法又可隨著不同的切點或切圓而產生不同的地圖。