地理信息系统〔空间信息系统〕.docx

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1、地理信息系统空间信息系统古往今来，几乎人类所有活动都是发生在地球上，都与地球外表位置即地理空间位置息息相关，随着计算机技术的日益发展和普及，地理信息系统GeographyInformationSystem，GIS以及在此基础上发展起来的“数字地球、“数字城市在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。GIS能够分为下面五部分：人员，是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。熟练的操作人员通常能够克制GIS软件功能的缺乏，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。数据，准确的可用的数据能够影响到查询和分析的结果。

2、硬件，硬件的性能影响到软件对数据的处理速度，使用能否方便及可能的输出方式。软件，不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。地理信息系统的组成经过，GIS要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。GIS属于信息系统的一类，不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描绘地球外表(包括大气层和较浅的地表下空间)空间要素的位置和属性，在GIS中的两种地理数据成分：空间数据，与空间要素几何特性有关；属性数据，提供空间要素的信息。地理信息系统GIS与全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)合称3S系统。地理信息系统(GIS)是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理

3、系统。在严格的意义上,这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如，根据在数据库中的位置对数据进行识别。实习者通常也以为整个GIS系统包括操作人员以及输入系统的数据。地理信息系统GIS技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和道路规划。例如，一个地理信息系统(GIS)能使应急计划者在自然灾祸的情况下较易地计算出应急反响时间，或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。地理数据和地理信息结合Google和网页功能的地理资讯系统架构什么是信息Information？1948年，美国数学家、信息论的创始人香农ClaudeElwoodShannon在题为（

4、通讯的数学理论）的论文中指出：“信息是用来消除随机不定性的东西；1948年，美国著名数学家、控制论的创始人维纳NorbertWiener在（控制论）一书中，指出：“信息就是信息，既非物质，也非能量。狭义信息论将信息定义为“两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差异；广义信息论以为，信息是指主体人、生物或机器与外部客体环境、其别人、生物或机器之间互相联络的一种形式，是主体与客体之间的一切有用的消息或知识。我们以为信息是通过某些介质向人们或系统提供关于现实世界新的事实的知识，它;于数据且不随载体变化而变化，它具有客观性、实用性、传输性和分享性的特点1。信息与数据既有区别，又有联络。数据是

5、定性、定量描绘某一目的的原始资料，包括文字、数字、符号、语言、图像、影像等，它具有可识别性、可存储性、可扩大性、可压缩性、可传递性及可转换性等特点。信息与数据是不可分离的，信息;于数据，数据是信息的载体。数据是客观对象的表示，而信息则是数据中包含的意义，是数据的内容和解释。对数据进行处理运算、排序、编码、分类、加强等就是为了得到数据中包含的信息。数据包含原始事实，信息是数据处理的结果，是把数据处理成有意义的和有用的形式。地理信息作为一种特殊的信息，它同样;于地理数据。地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，是指表征地理环境中要素的数量、质量、分布特征及其规律的数字、文字、图像等的总和。

6、地理数据主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据三个部分。空间位置数据描绘地理对象所在的位置，这种位置既包括地理要素的绝对位置如大地经纬度坐标，也包括地理要素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，是描绘特定地理要素特征的定性或定量指标，如公路的等级、宽度、起点、终点等。时域特征数据是记录地理数据收集或地理现象发生的时刻或时段。时域特征数据对环境模拟分析非常重要，正遭到地理信息系统学界越来越多的重视。空间位置、属性及时域特征构成了地理空间分析的三大基本要素。地理信息是地理数据中包含的意义，是关于地球外表特定位置的信息，是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表

7、征和一切有用的知识。作为一种特殊的信息，地理信息除具备一般信息的基本特征外，还具有区域性、空间层次性和动态性特点。当今社会，人们非常依靠计算机以及计算机处理过的信息。在计算机时代，信息系统部分或全部由计算机系统支持，因而，计算机硬件、软件、数据和用户是信息系统的四大要素。其中，计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备；软件是支持数据信息的收集、存贮加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统；数据则是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；用户是信息系统所服务的对象。从20世纪中叶开场，人们就开场开发出很多计算机信息系统，这些系统采用各种技术手段来处理地理信息，它包括：数字化技术：输入地理数据，将

8、数据转换为数字化形式的技术；存储技术：将这类信息以压缩的格式存储在磁盘、光盘、以及其他数字化存储介质上的技术；空间分析技术：对地理数据进行空间分析，完成对地理数据的检索、查询，对地理数据的长度、面积、体积等的量算，完成最佳位置的选择或最佳途径的分析以及其他很多相关任务的方法；环境预测与模拟技术：在不同的情况下，对环境的变化进行预测模拟的方法；可视化技术：用数字、图像、表格等形式显示、表达地理信息的技术。这类系统共同的名字就是地理信息系统GIS,GeographicInformationSystem，它是用于收集、存储、处理、分析、检索和显示空间数据的计算机系统。与地图相比，GIS具备的先天优势

9、是将数据的存储与数据的表达进行分离，因而基于一样的基础数据能够产生出各种不同的产品。由于不同的部门和不同的应用目的，GIS的定义也有所不同。当前对GIS的定义一般有四种观点：即面向数据处理经过的定义、面向工具箱的定义、面向专题应用的定义和面向数据库的定义。Goodchild把GIS定义为“收集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合技术系统。Burrough以为“GIS是属于从现实世界中收集、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，以及具有内部联络的工具集合。面向数据库是定义则是在工具箱定义的基础上，愈加强调分析工具和数

10、据库间的连接，以为GIS是空间分析方法和数据管理系统的结合。面向专题应用的定义是在面向经过定义的基础上，强调GIS所处理的数据类型，如土地利用GIS、交通GIS等；我们以为地理信息系统它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层包括大气层空间中的有关地理分布数据进行收集、储存、管理、运算、分析、显示和描绘的技术系统。它和其他计算系统一样包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。只不过GIS中的所有数据都具有地理参照，也就是讲，数据通过某个坐标系统与地球外表中的特定位置发生联络。地理信息系统简称GIS，多数人以为是GeographicalInformationSystem地理信息系统，也

11、有人以为是Geo-informationSystem地学信息系统等等。人们对GIS理解在不断深化，内涵在不断拓展，“GIS中，“S的含义包含四层意思：一是系统System，是从技术层面的角度阐述地理信息系统，即面向区域、资源、环境等规划、管理和分析，是指处理地理数据的计算机技术系统，但更强调其对地理数据的管理和分析能力，地理信息系统从技术层面意味着帮助构建一个地理信息系统工具，如给现有地理信息系统增加新的功能或开发一个新的地理信息系统或利用现有地理信息系统工具解决一定的问题，如一个地理信息系统项目可能包括下面几个阶段：1定义一个问题；2获取软件或硬件；3收集与获取数据；4建立数据库；5施行分析

12、；6解释和展示结果。这里的地理信息系统技术Geographicinformationtechnologies是指采集与处理地理信息的技术，包括全球定位系统GPS、遥感RemoteSensing和GIS。从这个含义看，GIS包含两大任务，一是空间数据处理；二是GIS应用开发。二是科学Science，是广义上的地理信息系统，常称之为地理信息科学，是一个具有理论和技术的科学体系，意味着研究存在于GIS和其它地理信息技术后面的理论与观念GIScience。三是代表着服务Service，随着遥感等信息技术、互联网技术、计算机技术等的应用和普及，地理信息系统已经从单纯的技术型和研究型逐步向地理信息服务层面

13、转移，如导航需要催生了导航GIS的诞生，著名的搜索引擎Google也增加了GoogleEarth功能，GIS成为人们日常生活中的一部分。当同时阐述GIS技术、GIS科学或GIS服务时，为避免混淆，一般用GIS表示技术，GIScience或GISci表示地理信息科学，GIService或GISer表示地理信息服务。四是研究Studies，即GIS=GeographicInformationStudies，研究有关地理信息技术引起的社会问题societalcontext，如法律问题legalcontext，私人或机密主题，地理信息的经济学问题等。因而，地理信息系统GeographicInforma

14、tionSystem,GIS是一种专门用于收集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统，它既是表达、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具，可以看作是人们用于解决空间问题的“资源，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术1。地理信息系统史前15,000年前，在拉斯考克Lascaux附近的洞穴墙壁上，法国的CroMagnon猎人画下了他们所捕猎动物的图案。与这些动物图画相关的是一些描绘迁移道路和轨迹线条和符号。这些早期记录符合了当代地理资讯系统的二元素构造：一个图形文件对应一个属性数据库。地理信息系统18世纪18世纪地形图绘制的当代勘测技术得以实现，同时还出现了专题绘图的早期版本，

15、例如：科学方面或人口普查资料。约翰斯诺在1854年，用点来代表个例，描绘了伦敦的霍乱疫情，这可能是最早使用地理方法的位置。他对霍乱分布的研究指向了疾病的;-一个位于霍乱疫情爆发中心区域百老汇街的一个被污染的公共水泵。约翰斯诺将泵断开，最终终止了疫情爆发。地理信息系统20世纪初期20世纪初期将图片分成层的“照片石印术得以发展。它允许地图被分成各图层，例如一个层表示植被和另一层表示水。这技术十分用于印刷轮廓-绘制，这是一个劳力集中的任务，但他们有一个单独的图层意味着他们能够不被其他图层上的工作混淆。这项工作最初是玻璃板上绘制，后来，塑料薄膜被引入，具有更轻，使用较少的存储空间，柔韧等等的优势。当所有的图层完成，再由一个巨型处理摄像机结合成一个图像。彩色印刷引进后，层的概念也被用于创立每种颜色单独的印版。尽管后来层的使用成为现代地理信息系统的主要典型特征之一，刚刚所描绘的摄影经过本身并不被以为是一个地理信息系统-由于这个地图只要图像而没有附加的属性数据库。地理信息系统60年代早期