GIS基本概念
gis技术
gis技术GIS技术(地理信息系统技术)是一种地理学、计算机科学和信息技术的综合应用技术。
通过将地理信息与数据库技术、网络技术和软件工程技术等相结合,可以构建出以地球表面上的地理空间信息为基础,以数据挖掘、空间分析、模拟和可视化技术为支撑的信息系统。
GIS不仅可以为人们提供更为准确和丰富的地理空间信息,还能为人类社会的可持续发展提供有力的科技支持。
一、 GIS技术的基本概念GIS技术是一个复杂的技术系统,其中包含众多的术语、工具和方法。
为了更好地理解GIS技术,我们需要了解以下几个基本概念。
1)地理信息地理信息(Geographic Information)是指用来表达地球表面特征的数据,一般包括地形、地貌、气候、生态、社会经济等各种自然和人文方面的信息。
地理信息最基本的单位是地理位置,即三维坐标系中的经度、纬度和高度。
GIS技术就是将这些地理位置信息与其他属性信息相结合,构建出多维度、多角度的地理信息体系。
2)GIS数据GIS数据是指按一定的格式和规则组织、描述、存储和处理的地理信息数据。
GIS数据按照其空间关系可以分为矢量数据和栅格数据两类。
矢量数据以点、线和面等基本图形作为要素,用坐标、属性和拓扑关系等信息来描述地物的空间特征。
矢量数据适用于精细的空间分析和图形表示。
栅格数据则将地图像素化,将地图上的对象分成许多小块(单元格),用数值来表示地物属性。
栅格数据适用于面积计算、图像分析和数字地形模型等领域。
3)GIS功能GIS功能包括数据管理、空间分析、数据查询、数据可视化等多项服务。
GIS数据管理主要包括数据输入、存储、编辑、更新、转换等。
空间分析应用各种统计和数学方法,通过对数据表格进行计算、分析、汇总和预测,探索数据之间空间关系和地理现象发生的原因。
数据查询是指针对用户需要进行数据检索和筛选,用户可以根据自己的需求选择所需的数据信息。
数据可视化则主要是通过图表、地图、场景等展示手段,将地理信息数据以人类可以感知的形式,直观地一、二、三维地进行展示,更好的理解空间和地理现象。
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。
地理信息服务的基本概念
地理信息服务(Geographic Information Service,GIS)是指通过计算机技术、数据库和网络等手段,对地球表面或其它空间实体进行描述、分析、处理和管理的一种信息服务。
GIS 以地图为基础,依托于地图数据,为用户提供了包括地图浏览、查询、分析、编辑、发布和共享等多种功能。
地理信息服务的基本概念包括:
1.地图:GIS的核心是地图,地图是对地球表面或其它空间实体的可视化呈现,通常采
用栅格图像或矢量图形的形式。
2.数据库:GIS中存储地图数据的方式通常是通过数据库管理系统。
数据库是一种结
构化的数据存储和管理方式,可以存储地图数据、属性数据、元数据等各种类型的数据。
3.空间分析:空间分析是GIS的重要功能之一,它可以根据地图数据进行空间关系的
计算和分析。
常见的空间分析包括缓冲区分析、交叉分析、路径分析、空间插值等。
4.服务发布:GIS可以将地图数据和空间分析结果以服务的形式发布到互联网上,让
用户通过标准的Web浏览器访问和使用这些服务。
5.应用开发:GIS可以通过API(Application Programming Interface)开放给开发者
使用,开发者可以基于GIS开发各种地理信息应用程序。
总之,地理信息服务是一种以地图为基础,以数据库、空间分析和网络技术等为支撑的综合性信息服务,具有广泛的应用前景。
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
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
GIS的一些基本概念
GIS的一些基本概念GIS的一些基本概念一个好的、完整的GIS 系统,存储了该地区或该目标的众多空间信息,这些信息能随时方便地从数据库中调用,能快速地以图形、图象、表格或文本形式在屏幕上显示,或者打印、绘制出来,并且可以对这些信息进行综合分析、提取有用信息,通过计算来模拟真实世界,进而提出相应的决策意见,它是规划、管理和决策的有效工具。
图2.1表明了GIS的这么一个性能。
从GIS这个功能可看出,一个GIS 系统应有三个主要的组成部分:(1)计算机及其外围设备,这是其硬件基础;(2)一系列的应用软件模块,包括数据和图形的输入/输出、图形和图象处理、图形和图象的显示、数据库管理、统计分析、模拟计算以及实际应用模式等;(3)组织有序的信息内容,即数据库中要有充分的与地理位置有关的信息。
这些信息的含义与表达方式有其独自的特点,下面就它们的一些基本概念作一些说明。
2.1 地图和专业图早在古代文明时期,地图已用来描述地表信息了。
很早以前,在埃及发现了公元前2300年左右的粘土板,在板上刻有一些土地图形,这是世界上描述土地特征最早的样本,而在古墓中也发现几乎与此同年代的印制的地图。
一些资料表明,古巴比伦和古埃及时期,人们就试图把土地的形状和大小作为统一体表达出来。
在古希腊时期之前,地理学家就开始对地球的自然性质加以推测和总结。
在罗马时代,土地测量和地图制作成为政府的一项重要工作。
随着人们对大自然的探索和认识, 地图和专业图件越来越多地被用来记录和表达世界的真实地理信息。
从某种意义上讲,地图本身就是一种信息系统,它是在平面介质上表达的,具有一定比例尺的图件。
在图上可以标出与地表有关的、选定的物体的性质。
如同数学上常用图形这个形式来表达数据一样,制图家把地表的信息转移到图纸上,它也可广义地定义为信息的可视性表达,尤其是对一些信息的概括性的图解表达。
2.1.1 图件的类型除了地图之外,随着科学技术和社会生产发展的需要,又出现了不少专业图件,以满足专业活动的要求,例如:航海图:沿海地区和海域的地图,它提供有关导航的信息。
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。
地理信息系统知识:GIS在建筑智能化中的应用
地理信息系统知识:GIS在建筑智能化中的应用随着信息技术的不断发展,建筑智能化已经成为一个不可逆转的趋势,建筑智能化的核心是建筑物自动化系统和智能化系统共同组成的建筑智能化平台。
而在建筑智能化平台中,地理信息系统(GIS)的出现为建筑智能化提供了更多的可能性。
本文将详细介绍GIS在建筑智能化中的应用,为你讲述GIS与建筑智能化的契合之处。
一、GIS的基本概念及其应用GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是一种集成了计算机技术、地理学、拓扑学和数据处理技术的空间信息处理系统。
GIS可以对从不同来源、不同时间的数据进行整理、处理、存储、查询、分析和显示,解析和处理出空间上的各种关系和规律。
GIS广泛应用在城市规划、环境保护、地理信息管理、军事防御、商业分析、交通运输、土地利用、自然资源管理等领域。
通过GIS,人们可以方便地从地图上获取信息,同时也可以将地图上的信息进行分析和处理,从而为决策提供依据。
二、GIS在建筑智能化中的应用(一)空间信息处理技术在建筑智能化中,GIS可以利用空间信息处理技术解析出建筑物空间关系,并将处理结果导入建筑智能化系统,从而实现建筑物的智能化管理。
例如,当管理员需要查找某个区域内的摄像头信息时,GIS可以通过查询数据库中的地理信息数据,确定该区域内的位置,并向管理员提供相关的摄像头信息。
(二)场所信息管理技术GIS还可以实现建筑物内部场所信息的管理。
在建筑物完成智能化改造之后,各种传感器、摄像头、安全控制器等设备都需要被准确的管理。
通过GIS对设备进行定位、设备属性信息的管理,可以与建筑物的智能化系统相连,并与建筑物的管理系统进行集成,从而实现对建筑物内部场所的精细管理。
(三)数据挖掘技术GIS是一种基于数据挖掘技术的高效处理数据的工具,而且对比常规的数据处理方式,GIS具备较强的信息处理和决策支持能力。
在建筑智能化方面,GIS可以充分挖掘建筑物内部设备和场所信息,整理分析后生成数据,为建筑物的可视化控制提供坚实的大数据支撑,也为建筑物智能化管理提高了效率和准确性。
GIS概念
GIS基本概念集锦GIS概念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。
GIS有以下子系统:数据输入子系统,数据存储和检索子系统,数据操作和分析子系统,报告子系统.信息系统非空间的空间的管理信息系统非地理学的GISCAD/CAM 其他GIS LIS社会经济,人口普查基于非地块,基于地块的GIS概念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。
GIS概念3、图层:将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。
GIS概念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。
GIS概念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。
GIS概念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。
GIS概念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。
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
41
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
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。
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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。
gis有以下子系统:数据输入子系统,数据存储和检索子系统,数据操作和分析子系统,报告子系统.1、定义:不同领域、不同专业对GIS的理解不同,目前没有完全统一的被普遍接受的A、GIS是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科,它将地理环境的各种要素,包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析,并在管理、规划与决策中应用。
B、为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
---美国国家地理信息与分析中心(NCGIA)C、是在计算机软硬件支持下,以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
D、GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。
--英国教育部2、理解A、GIS是一计算机系统,既然是系统,就要具有系统的基本功能,数据采集、管理、分析和表达,所以每个GIS系统都是由若干具有一定功能的模块组成。
B、GIS的处理对象是有关的地理分布数据,也就是空间数据,为了能对这些空间数据进行定位,定性和定量的描述,决定了GIS要对空间数据按统一地理坐标进行编码,这是GIS与其他信息系统不同的根本所在。
信息系统非空间的空间的管理信息系统非地理学的 giscad/cam 其他gis lis社会经济,人口普查基于非地块,基于地块的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。
8、矢量――它假定地理空间是连续,通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体,坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。
对于点实体,矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码;对于线实体,用一系列坐标对的连线表示;多边形是指边界完全闭合的空间区域,用一系列坐标对的连线表示。
9、“拓扑”(topology)一词来源于希腊文,它的原意是“形状的研究”。
拓扑学是几何学的一个分支,它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性――拓扑属性(拓扑属性:一个点在一个弧段的端点,一个点在一个区域的边界上;非拓扑属性:两点之间的距离,弧段的长度,区域的周长、面积)。
这种结构应包括:唯一标识,多边形标识,外包多边形指针,邻接多边形指针,边界链接,范围(最大和最小x、y坐标值)。
地理空间研究中三个重要的拓扑概念(1)连接性:弧段在结点处的相互联接关系;(2)多边形区域定义:多个弧段首尾相连构成了多边形的内部区域;(3)邻接性:通过定义弧段的左右边及其方向性来判断弧段左右多边形的邻接性。
10、矢量的实体错误――伪节点:即需要假节点进行识别的节点,发生在线和自身相连接的地方(如岛状伪结点――显示存在一个岛状多边形,这个多边形处于另一个更大的多边形内部),或发生在两条线沿着平行路径而不是交叉路径相交的地方(节点――表示线与线间连接的特殊点)。
摇摆结点:有时称为摇摆,来源于3种可能的错误类型:闭合失败的多边形;欠头线,即结点延伸程度不够,未与应当连接的目标相连;过头线,结点的线超出想与之连接的实体。
碎多边形:起因于沿共同边界线进行的不良数字化过程,在边界线位置,线一定是不只一次地被数字化。
高度不规则的国家边境线,例如中美洲,特别容易出现这样的数字变形。
标注错误:丢失标注和重复标注。
异常多边形:具有丢失节点的多边形。
丢失的弧。
11、空间分析方法――1、空间信息的测量:线与多边形的测量、距离测量、形状测量;2、空间信息分类:范围分级分类、邻域功能、漫游窗口、缓冲区;3、叠加分析:多边形叠加、点与多边形、线与多边形;4、网络分析:路径分析、地址匹配、资源匹配; 5、空间统计分析:插值、趋势分析、结构分析;6、表面分析:坡度分析、坡向分析、可见度和相互可见度分析。
12、欧拉数――最通常的空间完整性,即空洞区域内空洞数量的度量,测量法称为欧拉函数,它只用一个单一的数描述这些函数,称为欧拉数。
数量上,欧拉数=(空洞数)-(碎片数-1),这里空洞数是外部多边形自身包含的多边形空洞数量,碎片数是碎片区域内多边形的数量。
有时欧拉数是不确定的。
13、函数距离――描述两点间距离的一种函数关系,如时间、摩擦、消耗等,将这些用于距离测量的方法集中起来,称为函数距离。
14、曼哈顿距离――两点在南北方向上的距离加上在东西方向上的距离,即d(i,j)=|xi-xj|+|yi-yj|。
对于一个具有正南正北、正东正西方向规则布局的城镇街道,从一点到达另一点的距离正是在南北方向上旅行的距离加上在东西方向上旅行的距离因此曼哈顿距离又称为出租车距离,曼哈顿距离不是距离不变量,当坐标轴变动时,点间的距离就会不同。
15、邻域功能――所谓邻域是指具有统一属性的实体区域或者焦点集中在整个地区的较小部分实体空间。
邻域功能就是在特定的实体空间中发现其属性的一致性。
它包括直接邻域和扩展邻域。
16、缓冲区分析――是指根据数据库的点、线、面实体基础,自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体,从而实现空间数据在水平方向得以扩展的空间分析方法。
缓冲区在某种程度上受控于目前存在的摩擦表面、地形、障碍物等,也就是说,尽管缓冲区建立在位置的基础上,但是还有其他实质性的成分。
确定缓冲区距离的四种基本方法:随机缓冲区、成因缓冲区、可测量缓冲区、合法授权缓冲区。
17、统计表面――表面是含有z值的形貌,z值又称为高度值,它的位置被一系列x和y坐标对定义且在区域范围内分布。
z值也常被认为是高程值,但是不必局限于这一种度量。
实际上,在可定义的区域内出现的任意可测量的数值(例如,序数、间隔和比率数据)都可以认为组成了表面。
一般使用的术语是统计表面,因为在考虑的范围内z值构成了许多要素的统计学的表述(robinson et al., 1995)。
18、dem――数字高程模型(digital elevation model)。
地形模型不仅包含高程属性,还包含其它的地表形态属性,如坡度、坡向等。
dem通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示,广义的dem还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。
在地理信息系统中,dem是建立数字地形模型(digital terrain model)的基础数据,其它的地形要素可由dem直接或间接导出,称为“派生数据”,如坡度、坡向。
19、空间插值――空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面,以便与其它空间现象的分布模式进行比较,它包括了空间内插和外推两种算法。
空间内插算法:通过已知点的数据推求同一区域未知点数据。
空间外推算法:通过已知区域的数据,推求其它区域数据。
20、泰森多边形――通过数学方法定义、平分点间的空间并以直线相连结,在点状物体间生成多边形的方法。
21、线密度――用所有区域内的线的总长度除以区域的面积。
22、连通性――连通性是衡量网络复杂性的量度,常用γ指数和α指数计算它。
其中,γ指数等于给定空间网络体节点连线数与可能存在的所有连线数之比;α指数用于衡量环路,节点被交替路径连接的程度称为α指数,等于当前存在的环路数与可能存在的最大环路数之比。
23、图形叠加――将一个被选主题的图形所表示的专题信息放在另一个被选主题的图形所表示的专题信息之上。
24、栅格自动叠加――基于网格单元的多边形叠加是一个简单的过程,因为区域是由网格单元组成的不规则的块,它共享相同的一套数值和相关的标注。
毫无疑问,网格单元为基础的多边形叠加缺乏空间准确性,因为网格单元很大,但是类似于简单的点与多边形和线与多边形叠加的相同部分,由于它的简单性,因此可以获得较高的灵活程度和处理速度。
25、拓扑矢量叠加――如何决定实体间功能上的关系,如定义由特殊线相连的左右多边形,定义线段间的关系去检查交通流量,或依据个别实体或相关属性搜索已选择实体。
它也为叠加多个多边形图层建立了一种方法,从而确保连结着每个实体的属性能够被考虑,并且因此使多个属性相结合的合成多边形能够被支持。
这种拓扑结果称作最小公共地理单元(lcgu)。
26、矢量多边形叠加――点与多边形和线与多边形叠加使用的主要问题是,线并不总是出现在整个区域内。
解决该问题的最强有力的办法是让软件测定每组线的交叉点,这就是所谓的结点。
进行矢量多边形的叠加,其任务是基本相同的,除了必须计算重叠交叉点外,还要定义与之相联系的多边形线的属性。
27、布尔叠加――一种以布尔代数为基础的叠加操作。