地理信息

是有關地理實體的性質、特征和運動狀態的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現象之間關系的地理數據的解釋。4地理數據與地理信息地理數據

是各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時域特征三部分。第一節GIS基本概念

第一節GIS基本概念

二、信息系統信息系統是具有數據采集、管理、分析和表達數據能力的系統，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。一個基于計算機的信息系統包括計算機硬件、軟件、數據和用戶四大要素。英文名稱：GeographicInformationSystem，簡稱GIS

由于研究和應用領域的不同，人們對地理信息系統的定義仍存在分歧。一般可分為3種觀點：1、地圖觀：

來自于制圖學派，強調GIS是一個地圖處理和顯示系統。在系統中，每個數據集被看成一張地圖，或者一個圖層（Layer），或者一個專題（Theme），或者覆蓋（Coverage），利用GIS的相關功能對數據集進行操作和運算，就可以得到新的地圖。三、地理信息系統第一節GIS基本概念

定義：

GIS是由計算機軟硬件、地理數據和用戶組成，通過對地理數據的采集、輸入、存儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理數據，從而為工程設計、土地利用、資源管理、海洋規劃管理、環境監測、管理決策等應用服務的計算機系統。

第一節GIS基本概念

四、GIS與一般信息系統的區別信息系統非空間信息系統空間信息系統管理信息系統非地理信息系統地理信息系統綜合地理信息系統專題地理信息系統CAD第一節GIS基本概念

管理信息系統：只有屬性數據的管理，既使存儲了圖形，也往往以文件形式來存儲，不能進行有關的空間數據操作，如空間查詢、檢索、相鄰分析等，更無法進行復雜的空間分析。非地理信息系統：具有處理空間信息的能力，但仍然不能進行復雜的空間分析。地理信息系統：在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據，并通過數據庫管理系統將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用；不同信息系統之間的關系第一節GIS基本概念

GIS的基本構成第二節

地理信息系統的基本構成

計算機硬件系統計算機軟件系統地理數據（空間數據）系統操作人員應用模型GIS的基本構成存儲設備網絡主機數字化儀掃描儀圖象處理設備GPS測繪儀打印機顯示器繪圖儀輸入設備管理設備輸出設備1、硬件系統第二節地理信息系統的基本構成

第二節地理信息系統的基本構成2、軟件系統系統軟件數據庫軟件

GIS專業軟件

主要指計算機操作系統，包括Windows、Unix和Linux系列；空間數據庫管理軟件；屬性數據庫管理軟件：Oracle，Sybase，SQLSever；數據輸入和編輯、空間數據管理、數據處理和分析、數據輸出、用戶界面、系統二次開發能力、系統管理軟件以及分析軟件。軟件系統第二節地理信息系統的基本構成空間特征：是指地理實體的空間位置及相互關系；屬性特征：表示地理實體的名稱、類型和數量等；時間特征：指實體隨時間而發生的相關變化。3、空間數據

地理信息系統的操作對象是地理數據，它具體描述地理實體的空間特征、屬性特征和時間特征。

根據地理實體的空間圖形表示形式，可將空間數據抽象為點、線和面三類元素，它們的數據表達可以采用矢量或者柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數據結構和柵格數據結構。包括系統開發人員，GIS技術的最終用戶。

應用模型的構建和選擇是系統應用成敗的重要因素，雖然GIS為解決各種現實問題提供了有效的基本工具，但對于某一個專門應用問題的解決，仍然必須通過構件專門的應用模型。如：魚場魚區模型，公園選址模型，洪水預測模型等。第二節地理信息系統的基本構成5、應用模型4、應用人員第三節地理信息系統的功能

第三節地理信息系統的功能

2、數據存儲與管理這是數據集成的過程，涉及到空間數據和屬性數據的組織。(1)空間數據組織方式

矢量模型

柵格模型柵格/矢量混合模型(2)屬性數據組織方式

關系數據結構層次結構網狀結構

在空間數據組織與管理中，其關鍵是如何將空間數據和屬性數據融合為一體。一般將兩者分開存儲，利用標識碼來連接。第三節地理信息系統的功能

3、數據處理與變換（1）數據變換指對數據從一種數學狀態轉換為另一種數學狀態，包括投影變換、比例尺縮放、誤差改正和處理等；（2）數據重構指對數據從一種幾何狀態轉換為另一種幾何狀態，包括數據拼接、數據截取、數據壓縮、結構轉換等；（3）數據抽取指對數據從全集到子集的條件提取，包括類型選擇、窗口提取、布爾提取和空間內插等。第三節地理信息系統的功能

4、空間查詢與分析（1）空間數據幾何量測包括長度、面積、分布中心等的計算。（2）空間檢索空間位置檢索空間物體及其屬性和從屬性條件集檢索空間物體。（3）疊加分析通過將同一地區的兩個不同圖層的特征相疊合，不僅建立新的空間特征，而且能將輸入的特征屬性予以合并，易于進行多條件的查詢檢索、地圖裁剪、地圖更新和應用模型分析等。第三節地理信息系統的功能

（4）緩沖區分析根據數據庫的點、線、面實體，自動建立各種要素的緩沖多邊形，用以確定不同地理要素的空間接近度或鄰近性。（5）網絡分析等對地理網絡（交通網絡）、城市基礎設施網絡（電力線、電話線）進行地理分析和模型化。（6）數字地形分析

GIS提供了構造數字高程模型及有關地形分析的功能模塊，包括坡度、坡向、地表粗糙度、立體圖和透視分析等，為地學研究、工程設計和輔助決策提供重要的基礎屬性數據。（7）空間數據統計垂直拉伸前的原圖垂直拉伸后的圖第五節GIS與相關學科GIS與CAD與CAM的區別在于：

CAD不能建立地理坐標系和完成地理坐標轉換；

GIS的數據量比CAD、CAM大的多，結構更為復雜，數據間聯系緊密，這是因為GIS涉及的區域廣泛，精度要求高，變化復雜，要素眾多，相互聯系，單一機構難以完整描述；

CAD和CAM不具備GIS具有地理意義的空間查詢和分析功能。四與遙感、攝影測量遙感作為空間數據采集手段，已成為GIS的主要信息源和更新途徑。大地測量為GIS提供了精確定位的控制信息，特別是GPS技術可快速、廉價地獲取地表特征的數字位置信息，更具發展潛力。航空航天數字立體攝影測量技術是GIS主要的地形數據來源。第五節GIS與相關學科1、國外GIS產品美國：ESRI公司的ARCGIS：第一個產品1978年推出。澳大利亞：NenasysⅡ的Genamap。美國：Intergraph公司的MGE（MocularGISEnvironment)。最近又推出新軟件—GeoMedia.美國：Mapinfo公司的Mapinfo：中小型的桌面GIS。四、GIS主要商品化軟件第六節GIS的發展透視2、國內GIS產品：北大與三秦信息技術有限公司：城市之星（Citystar)，是spaceman的升級換代。可以把3S結合在一起。