地理信息系统概论

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1、第1章地理信息系统概论1.1信息与信息系统1.1.1信息与数据1.1.2信息系统1.2地理信息与地理信息系统1.2.1地理信息1.2.2地理信息系统1.3地理信息系统的类型与特点1.4地理信息系统的组成1.4.1系统硬件1.4.2系统软件1.4.3空间数据1.5地理信息系统的功能1.6地理信息系统与其他学科的关系1.7地理信息系统的发展历史1.8地理信息系统的应用1.9地理信息系统的发展趋势1.10习题11.1信息与信息系统信息是近代科学的一个专门术语。信息系统能为企业、部门或组织的决策过程提供有用的信息。1.1.1信息与数据

2、信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。信息来源于数据，是数据的表现形式。数据是一种未经加工的原始资料。数字、文字、符号、图像都是数据。数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。信息具有以下一些基本属性：①事实性②等级性③可压缩性④扩散性⑤传输性⑥分享性或共享性⑦增殖性⑧转换性1.1.2信息系统信息系统是具有采集、管理、分

3、析和表达数据能力的系统。在计算机时代信息系统都部分或全部由计算机系统支持，并由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成、另外，智能化的信息系统还包括知识。根据系统所执行的任务，信息系统可分为事务处理系统（TPS），管理信息系统（MIS），决策支持系统（DSS）和人工智能和专家系统（ES）。1.2地理信息与地理信息系统凡是与空间位置有关的信息都属于地理信息，在现实生活中所存在的信息有80%是与空间位置有关系的。1.2.1地理信息地理信息是指表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总

4、称。地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志。地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性。1.2.2地理信息系统地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时

5、提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统。1.3地理信息系统的类型与特点1.3.1地理信息系统的类型地理信息系统按其内容可以分为三类：①专题地理信息系统（ThematicGIS）②区域信息系统（RegionalGIS）③地理信息系统工具或地理信息系统外壳（GISTools）1.3.2地理信息系统的特征地理信息系统具有以下三个方面的特征：①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。②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

6、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。③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。1.4地理信息系统的组成1.4.1系统硬件构成计算机硬件系统的基本组件包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器（包括主存储器、辅助存储器硬件）等，这些硬件组件协同工作，向计算机系统提供必要的信息，使其完成任务；保存数据以备现在或将来使用；将处理得到的结果或信息提供给用户。图1-2表示了常见的实现输入输出功能的计算机外部设

7、备。1.4.2系统软件GIS软件是系统的核心，用于执行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。按照其功能分为：GIS专业软件，数据库软件和系统管理软件等（如图1-3所示）。1.GIS专业软件2.数据库软件3.系统管理软件1.4.3空间数据根据地理实体的空间图形表示形式，它们的数据表达可以采用矢量和栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构。地理信息系统中的数据包括两大类型：1.空间数据用来确定图形和制图特征的位置，这是以地球表面空间位置为参照的。2.非空间的属性数据用来反映与几

8、何位置无关的属性，即通常所说的非几何属性，它是与地理实体相联系的地理变量或地理意义，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。1.4.4系统管理和操作人员人是GIS中的重要构成因素，GIS不同于一幅地图，而是一个动态的地理模型。仅有系统软硬件和数据还不能构成