地理信息系统原理

地理信息系统原理

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。同时也是一种特定的空间信息系统，与其他信息系统最大的区别是，能够把地图的视觉效果和数据分析功能与一般的数据库操作有机的结合起来，对有空间属性的信息进行统计分析，而且其存储和分析的数据是经过地理编码的，把地理位置属性及与相关属性信息结合在一起，对数据信息进行更深入挖掘。

1、地理信息系统的组成

GIS主要由四个部分组成：

（1）硬件系统：其主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的设备等等，用于存储、处理、传输和显示空间数据；

（2）软件系统：主要包括计算机软件系统、地理信息系统软件和其他软件支持和应用分析程序，用于对具有空间属性的数据进行操作；

（3）地理空间数据：其包含的信息有已知坐标体系的位置、实体间的空间关系和与几何位置无关的属性三个方面；

（4）系统开发、管理和是用人员。

2、地理信息系统的功能

（1）数据采集与输入：数据采集是指将实体图型数据和属性数据输入到计算机中，数据输入的方式有多种；

（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。大多数的地理处于动态的发展状态，会随着时间的推移而发生变化，数据的更新是修改原有数据用新数据代替或补充，这样就可以保持数据的时效性。

（3）数据的存储与管理：数据的存储与管理涉及空间与属性数据的存储、修改等功；

（4）空间数据分析与处理：空间分析功能主要包括缓冲区分析、叠置分析等，是GIS的核心功能；

（5）数据与图形的交互显示：建立GIS首先是将图形数据和与之相对应的属性数据输入到数据库中，同时根据用户的需要编制各种图件。

3、基于GIS的空间分析

空间分析是GIS的核心功能之一，也是GIS与其它系统区别的主要特色，同时也在地理数据的应用中发挥着重要的作用（石树中等，2000）。空间统计分析是在经典统计分析上加载空间信息如面积、长度、空间关系等，以研究与空间位置相关的事物和现象的空间关系，从而揭示要素的空间分布特征，及变化趋势。空间分析的目的在于空间信息的提取和传输，其功能包括常规统计分析、空间自相关分析、回归分析、趋势分析等。通过空间分析还可以发现隐藏在空间数据之后的更重要的信息，甚至是有关空间问题的一般性规律。空间统计分析可以帮助我们定量的了解空间分布、空间聚集或分散、空间关系；空间空间分布特征也可以识别研究区域人口各族群的聚居分布中心

的位置，以及空间间隔区域的范围等；空间分布模式可以分析经济等因素对聚集区域的影响，富裕和贫困区的过渡界限位置，以及随着时间的推移贫富居住地是更为集聚还是分散。空间关系建模可以分析研究区域某个疾病发病率高的影响因素，以及造成疾病发病率地区差异的影响因素。