1、1 GIS定义定义地理信息系统地理信息系统 （ Geographical Information System)， GIS是是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交六十年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。叉的产物。GIS是在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采是在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存取、编辑、处理、分析和显示的集、存取、编辑、处理、分析和显示的 计算机应用系统计算机应用系统 。用户使用 GIS时，面对的是空间数据组成的客观世界的一个 抽象模型。 它比地图所表达的自然世界模型更为 丰富和灵活 ，用户可以按应用的目的观测
2、这个现实世界模型的各方面的内容，也可以提取这个模型所表达现象的各种空间尺度指标，更为重要的是，它可以将自然发生或人为规划的过程加在这个数据模型上，取得自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策。GIS技术技术GIS的基本概念可以从下面几个方面来把握：的基本概念可以从下面几个方面来把握：(1)GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数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、图像处理子据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统
3、的优劣、系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着结构直接影响着 GIS的硬件平台、功能、效率、数据处的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。理的方式和产品输出的类型。(2) GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是定位、定性和定量的描述、这是 GIS区别于其它类型信区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其
4、技术难点之所在。息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。(3)GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。(4) GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为遥感技术为 GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精中的空间实体提供各种
5、不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、度的定位数；电子速测仪、 GPS全球定位技术、解析全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为的数字信息产品，为 GIS提供丰富和更为实时的信息源提供丰富和更为实时的信息源，并促使，并促使 GIS向更高层次发展。地理学是向更高层次发展。地理学是 GIS的理论依的理论依托。有的学者断言，托。有的学者断言， “地理信息系统和信息地理学是地地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要
6、工具和手段。如果说理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说 GIS的兴的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地新的天地 ”。 GIS被誉为地学的第三代语言被誉为地学的第三代语言 用数字用数字形式来描述空间实体。形式来描述空间实体。u 从 GIS的外部来看，它表现为计算机软硬件系统；u 从功能上看 ， GIS-获取、存取、编辑、处理、分析和显示地理数据
7、的系统；u 从内容上看， G1S-一个包含了计算机软、硬件、地理数据和专业人员的系统。u GIS-数字制图技术和数据库技术的结合；u GIS-一种以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球 (包括大气层在内 )空间和地理分布有关的数据的空间信息系统；GIS具有以下三个方面的特征：具有以下三个方面的特征： 具有采集、管理、分析和输出多种地理实间信息的能力，具有采集、管理、分析和输出多种地理实间信息的能力，具有空间性和动态性；具有空间性和动态性； 以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产
8、生具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；高层次的地理信息； 由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计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空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。 地理信息统从外部来看，它表现为计算机软硬件地理信息统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成系统；而其内涵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，是一个逻辑缩小的、高度信息的地理空间
9、信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。化的地理系统。(1)数据输入、预处理(2)数据编辑(3)数据存储与管理(4)数据查询与检索(5)数据分析(6)数据显示与结果输出(7)数据更新2 GIS的功能(1)数据输入、预处理 u 空间数据只有加工为适合的形式才能被 GIS利用，将空间数据输入计算机的过程称为数字化。u 最新扫描技术使大规模自动数字化成为可能，中小型作业仍可使用手工数字化；u GIS软件提供强大的数据转换功能，可从CAD(DMG文件格式 )、文本、关系数据库等各种形式转人数据。(2)数据编辑 数据编辑主要包括属性编辑和图形编辑。u 属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成。u
10、 图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整理、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。(3)数据存储与管理 u 数据存储就是将数据以某种格式记录在计算机内部或外部存贮介质上。u 其存储方式与数据文件的结构相关，关健在于建立记录的逻辑顺序。u GIS既能采用普通文件结构构造数据，又能通过大型数据库系统进行有效严格的组织管理。u 在关系型数据库中，不同表格间通过主码与外码相互连接，提供 GIS高度的可扩展性和灵活的配置能力 。(4)数据查询与检索 u 数据查询与检索就是指从数据文件、数据库或存储装置中，查找和选取所需数据。u 其中查询是指根据用户提出的问题确定查找方向和步骤，从而得到需要的信息；u 检索是指从数据文件中，提取所需要的数据。
