第1章地理信息系統概論1.1信息與信息系統1.1.1信息與數據1.1.2信息系統1.2地理信息與地理信息系統1.2.1地理信息1.2.2地理信息系統1.3地理信息系統的類型與特點1.4地理信息系統的組成1.4.1系統硬件1.4.2系統軟件1.4.3空間數據1.5地理信息系統的功能1.6地理信息系統與其他學科的關系1.7地理信息系統的開展歷史1.8地理信息系統的應用1.9地理信息系統的開展趨勢1.10習題11.1信息與信息系統信息是近代科學的一個專門術語。信息系統能為企業、部門或組織的決策過程提供有用的信息。1.1.1信息與數據信息是用文字、數字、符號、語言、圖像等介質來表示事件、事物、現象等的內容、數量或特征，從而向人們〔或系統〕提供關于現實世界新的事實和知識，作為生產、建設、經營、管理、分析和決策的依據，它不隨載體的物理設備形式的改變而改變。信息來源于數據，是數據的表現形式。數據是一種未經加工的原始資料。數字、文字、符號、圖像都是數據。數據是客觀對象的表示，而信息那么是數據內涵的意義，是數據的內容和解釋。信息具有以下一些根本屬性：①事實性②等級性 ③可壓縮性 ④擴散性 ⑤傳輸性 ⑥分享性或共享性 ⑦增殖性 ⑧轉換性1.1.2信息系統信息系統是具有采集、管理、分析和表達數據能力的系統。在計算機時代信息系統都局部或全部由計算機系統支持，并由計算機硬件、軟件、數據和用戶四大要素組成、另外，智能化的信息系統還包括知識。根據系統所執行的任務，信息系統可分為事務處理系統〔TPS〕，管理信息系統〔MIS〕，決策支持系統〔DSS〕和人工智能和專家系統〔ES〕。1.2地理信息與地理信息系統但凡與空間位置有關的信息都屬于地理信息，在現實生活中所存在的信息有80%是與空間位置有關系的。1.2.1地理信息地理信息是指表征地理系統諸要素的數量、質量、分布特征、相互聯系和變化規律的數字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理信息屬于空間信息，其位置的識別是與數據聯系在一起的，這是地理信息區別于其他類型信息的最顯著的標志。地理信息具有區域性、多維結構特性和動態變化的特性。1.2.2地理信息系統地理信息系統〔GeographicInformationSystem，簡稱GIS〕有時又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。它是以采集、存儲、管理、描述、分析地球外表及空間和地理分布有關的數據的信息系統。它是以地理空間數據庫為根底，在計算機硬、軟件環境的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究、綜合評價、管理、定量分析和決策效勞而建立起來的一類計算機應用系統。

1.3地理信息系統的類型與特點1.3.1地理信息系統的類型地理信息系統按其內容可以分為三類：①專題地理信息系統〔ThematicGIS〕②區域信息系統〔RegionalGIS〕③地理信息系統工具或地理信息系統外殼〔GISTools〕1.3.2地理信息系統的特征地理信息系統具有以下三個方面的特征：①具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態性。②由計算機系統支持進行空間地理數據管理，并由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析方法，作用于空間數據，產生有用信息，完成人類難以完成的任務。③計算機系統的支持是地理信息系統的重要特征，因而使得地理信息系統能以快速、精確、綜合地對復雜的地理系統進行空間定位和過程動態分析。1.4地理信息系統的組成1.4.1系統硬件構成計算機硬件系統的根本組件包括輸入/輸出設備、中央處理單元、存儲器〔包括主存儲器、輔助存儲器硬件〕等，這些硬件組件協同工作，向計算機系統提供必要的信息，使其完成任務；保存數據以備現在或將來使用；將處理得到的結果或信息提供給用戶。圖1-2表示了常見的實現輸入輸出功能的計算機外部設備。1.4.2系統軟件GIS軟件是系統的核心，用于執行GIS功能的各種操作，包括數據輸入、處理、數據庫管理、空間分析和圖形用戶界面等。按照其功能分為：GIS專業軟件，數據庫軟件和系統管理軟件等〔如圖1-3所示〕。1.GIS專業軟件2.數據庫軟件3.系統管理軟件1.4.3空間數據根據地理實體的空間圖形表示形式，它們的數據表達可以采用矢量和柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數據結構和柵格數據結構。地理信息系統中的數據包括兩大類型：1.空間數據用來確定圖形和制圖特征的位置，這是以地球表面空間位置為參照的。2.非空間的屬性數據用來反映與幾何位置無關的屬性，即通常所說的非幾何屬性，它是與地理實體相聯系的地理變量或地理意義，一般是經過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統計等方法得到。1.4.4系統管理和操作人員人是GIS中的重要構成因素，GIS不同于一幅地圖，而是一個動態的地理模型。僅有系統軟硬件和數據還不能構成完整的地理信息系統，需要人進行系統組織、管理、維護和數據更新、系統擴充完善、應用程序開發，并靈活采用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策效勞。一個周密規劃的地理信息系統工程應包括負責系統設計和執行的工程經理、信息管理的技術人員、系統用戶化的應用工程師以及最終運行系統的用戶。1.5地理信息系統的功能由計算機技術和空間數據相結合而產生的GIS這一高新技術，它包含了處理地理信息的各種高級功能，但是它的根本功能是數據的采集、管理、處理、分析和輸出。1.數據采集與編輯2.數據存儲與管理3.數據處理與變換4.空間查詢與分析5.數據顯示與輸出1.6地理信息系統與其他學科的關系

許多不同的學科，包括地理學、地圖制圖學、測量學、數學、統計學、計算機科學以及一切與處理和分析空間數據有關的學科與技術。GIS的相關學科技術如圖1-4所示。

1.7地理信息系統的開展歷史縱觀GIS開展，可將地理信息系統開展分為以下幾個階段：1.20世紀60年代地理信息系統的開拓期2.20世紀70年代地理信息系統的穩固開展期3.20世紀80年代地理信息系統技術大開展時期4.20世紀90年代地理信息系統的應用普及時代1.8地理信息系統的應用隨著信息技術的開展和GIS理論、技術方法的進步，GIS的應用早已滲透到人類生活的許多方面。到目前為此，GIS在如下幾個方面得到了普遍的應用，取得了明顯的經濟效益和社會效益。①專題地圖制圖②礦產資源評價③環境評價與監測④土地、水資源調查與管理

⑤資源開采⑥管網、交通模擬模型⑦導航系統⑧城市規劃⑨教練與模擬⑩輔助決策1.9地理信息系統的開展趨勢GIS發展趨勢網絡GIS——WebGIS

開放式GIS——OpenGIS組件式GIS——ComGIS

虛擬GIS——VGIS

多媒體GIS——MGIS

三維GIS——3DGIS

時態GIS——TGIS

無線通訊與GIS

1.10習題1