环境信息系统

第一章：环境信息系统

信息：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。

信息的特点：信息的客观性—与客观事物紧密相联系的；

信息的适用性—信息对决策是十分重要；

信息的传输性—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)，和以一定形式提供给有关用户，也包括信息在系统内各子系统之间的传输和交换。

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

数据：是一组可识别的符合、包括字母、数字、图像、声音或其他符号。

在计算机化的环境信息系统中，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。

数据的特点：（1）数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。（2）环境信息系统的建立，首先是收集数据，然后对数据进行处理，即对数据进行运算、排序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。对同一数据每个人的解释可能不同，因而获得信息量的多少与人的知识水平和经验有关。（3）信息与数据是不可分离的，即信息是数据的内涵，而数据是信息的表达。也就是说数据是信息的载体。

系统：一系列相互作用以完成某个目标的元素或组成部分的集合。系统也可以是指由相互联系、相互作用又相互依存的若干单元所组成的，具有一个共同目标的有机整体。

系统的特点：目的性，关联性，结构性（层次性），整体性。

信息系统：指输入数据，经过加工处理，输出信息的系统。

信息系统的构成：对象的处理模型，信息处理模型，系统实现的物质基础。

环境信息系统：将一切用于环境管理、环境科学研究等与环境保护相关的信息系统。

环境信息系统的功能：（1）从功能上：环境信息系统指一个获得、存取、编辑、处理、分析和显示环境数据的系统。（2）从内容上：环境信息系统指一个包含了计算机软件、计算机硬件、环境数据和专业人员

的系统。

环境信息系统的特点：（1）内容上的跨学科、方法上的高新技术集成；（2）数据量大，数据种类复杂，且具有严格的时空意义；（3）数据精度要求高；用户界面要求高。

EIS的基本功能：输入；查询；编辑；分析；输出。

环境信息系统的应用：（1）人们应用EIS对地球表层环境状况和自然资源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状况和环境要素的空间分布、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及环境综合治理的依据，从而为区域经济发展服务。（2）环境虚拟与模拟；环境状况调查与管理；环境规划；环境监测；环境保护；环境地理信息系统；环境影响评价；宏观决策支持。

第二章：环境空间数据库

数据库系统：由计算机软、硬件资源组成的系统，它实现了有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问。

数据库的特点：（1）有效地组织数据，即对数据进行合理设计，以便计算机存取；（2）方便地将数据输入到计算机中；根据用户的要求将数据从计算机中抽取出来。

数据库的组成：用户——数据库管理系统——储存设备上的数据——计算机硬件。

数据库系统的特点：A、数据共享性：所有用户可以同时存取数据；数据库不仅可以为当前的用户服务，也可以为将来的用户服务；可以使用多种语言完成与数据库的接口。B、数据独立性：物理数据独立；逻辑数据独立。C、减少数据冗余度。D、数据的一致性。

空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。

空间数据库（系统）组成：包括3部分：（1）空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。（2）空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件（3）数据库应用系统：应用模块。

常规数据库管理系统扩展：直接对常规数据库管理系统进行扩展，

加入一定数量的空间数据存储与管理功能。

空间数据库引擎：在常规数据库管理系统上加一层空间数据库引擎，实现空间数据的存储与管理。

空间数据库的设计过程：①人类对客体的认识、抽象，建立概念模型。②将概念模型转换为计算机能够接受的形式，即数据模型。

地理空间是一个三维空间，有四个基本实体：点实体；线实体；面实体；体实体

地理空间实体间的联系：（1）空间联系：空间位置，空间分布，空间形态、空间相关等

空间信息反映了空间分析所能揭示的信息，彼此互有联系（2）时间联系：通过实体变化过程来反映。（3）属性联系：实体间的属性主要体现为属性多级分类体系中的从属关系、聚类关系和相关关系。

数据库的模型：实体模型：客观事物在人们头脑中的反映；数据模型：客观事物在计算机系统中的描述

实体：客观事物在信息世界中称为实体。

实体集：性质相同的同类实体的集合称为实体集。

属性：实体有许多特性，每一特性在信息世界中都称为属性。

实体联系：一对一；一对多；多对多。

数据模型：实体模型的数据化。

字段：对应实体的属性，也称数据项。

记录：字段的有序集合称为记录，它用来描述一个实体，是相应于这一实体的数据

表：同一类记录的集合

关键字：能唯一标识表中每一个记录的一个或多个字段的最小组合称为关键字。

常见数据模型：层次模型——层次数据库；网状模型——网状数据库；关系模型——关系数据库。

层次数据库模型：将数据组织成一对多（或双亲与子女）关系的结构。特点为：（1）有且仅有一个结点无双亲，这个结点即树的根；（2）其它结点有且仅有一个双亲。

层次模型的优点：层次和关系清楚，检索路线明确。层次模型的缺点：不能表示多对多的联系。在GIS中若采用这种层次模型将难以顾及公共点、线数据共享和实体元素间的拓朴关系，导致数据冗余度增加，而且给拓朴查询带来困难。

关系模型：二维表格中每一列中的元素是类型相同的数据；行和列的