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    GIS简介什么是GIS

    2013-07-02 13:50:35来源: 测绘论坛
    聊聊

     

            地理信息系?#24120;?/span>GISGeographic Information System是一种基于计算机的工具它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能一般的数据库操作例如查询和统计分析等集成在一起这种能力使GIS与其他信息系统相区别从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件预测结果规划战略等中具有实用价值
          我们当今面临世界的最主要的挑战是——人口过多环境污染森林破坏自然疾病等这些都与地理因素有关
          不论是从事一?#20013;?#30340;职业还是寻找生长香蕉的最合适的土壤或是为?#28982;?#31574;划计算最?#35757;?#34892;车路线这些本地问题也都有地理因素
          地图制作和地理分析已不是新鲜事但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快而且在GIS技术出?#31181;?#21069;只有很少的人具有地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力
          今天GIS已是一个全球拥有数十万的人员和数十亿美元的产业GIS已在全世界的中学学院大学里被讲授在每个领域里的专家不断地意识到按地理的观点来思考和工作所带来的优越性

    一个GIS的组成
          GIS由五个主要的元素所构成硬件软件数据人员和方法
    硬件
           硬件是GIS所操作的计算机今天GIS软件可以在很多类型的硬件上运行从中央计算机服务器到桌面计算机从单机到网络环境
    软件
            GIS软件提供所需的存储分析和显示地理信息的功能和工具主要的软件部件有
    输入和处理地理信息的工具数据库管理系?#24120;?/span>DBMS支持地理查询分析和视觉化的工具容易使用这些工具的图形化界面GUI
    数据
           一个GIS系统中最重要的部件就是数据了地理数据和相关的表格数据可以自己采集或者从商业数据提供者处购买GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系?#24120;?#26469;管理空间数据
    人员
           GIS技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题将没有什么价值GIS的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家到那些使用该系统并完成他们每天工作的人员
    方法
            成功的GIS系?#24120;?#20855;有好的设计计划和自己的事务规律这些是规范而且对每一个公司来说具体的操作实践又是独特的

    GIS如何工作
          GIS就是用来存储有关世界的信息这些信息是可以通过地理关系连接在一起的所有主题层集合这个简单却非常有力和通用的概念对于解决许多真实世界的问题具有无价的作用这些问题包括跟踪传输工具记录计划的详细资料模拟全球的大气循环等
    地理参考系统
           地理信息包含有明确的地理参照系?#24120;?#20363;如经度和纬度坐标或者是国家网络坐标也可以包含间接的地理参照系?#24120;?#20363;如地址邮政编码人口普查区名森林位置识别?#35775;?#31561;一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系?#24120;?#22914;地?#35775;?#36848;转变成明确的地理参照系?#24120;?#22914;多重定位这些地理参考系统可以使你定位一些特征例如商业活动森林位置也可以定位一些事件例如地震用于做地表分析
    矢量和栅格模式
            地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式——矢量模式和栅格模式
            在矢量模式中关于点线和多边形的信息被编码并以xy坐标?#38382;?#20648;存一个点特征的定位例如一个钻孔可以被一个单一的xy坐标所描述线特征例如公路和河流可以被存储于一系列的点坐标多边形特征例如销售地域或河流聚集区域可以被存储于一个闭合循环的坐标系矢量模式非常有利于描述一些离散特征但对连续变化的特征例如土壤类型或赶往医院的开销等就不太有用
    栅格模式发展为连续特征的模式栅格图象包含有网格单元有点像扫描的地图或照片不管是矢量模式还是栅格模式用来存储地理数据都有优点和缺陷?#25191;?#30340;GIS都可?#28304;?#29702;这两种模式
     
    GIS的任务
    一般来说GIS有以下五个过程或任务
    输入
    处理
    管理
    查询和分析
    可视化
    输入
    在地理数据用于GIS之前数据必须转换成?#23454;?#30340;数字格式从图纸数据转换成计算机文件的过叫做数字化对于大型的项目项目GIS技术可以通过扫描技术?#35789;?#36825;个过程全部自动化对于较小的项目需要手工数字化使用数字化桌
    目前许多地理数据已经是GIS兼容的数据格式这些数据可?#28304;?#25968;据提供商那里获得并直接装入GIS
    处理
    对于一个特殊的GIS项目来说有可能需要将数据转换成或处理成?#25345;中问?#20197;?#35270;?#20320;的系统例如地理信息适用于不同的比例尺?#20540;?#20013;心线文件的比例尺也许是1100000人口边界是150000邮政编码是110000在这些信息被集成以前必须转变成同一比例尺这可以是为了显示的目的而做的临时变换也可以是为了分析所做的永久变换GIS技术提供了许多工具有来处理空间数据和去除不必要的数据
    管理
    对于小的GIS项目把地理信息存储成简单的文件就足够了但是当数据量很大而且数据用户数很多?#20445;?#26368;好使用一个数据库管理系?#24120;?/span>DBMS来帮助存储组织和管理数据一个数据库管理系统DBMS就是用来管理一个数据库——一个数据的完整收集——的计算机软件
    ?#34892;?#22810;不同的DBMS的设计但在GIS中关系数据库管理系统的设计是最有用的在关系数据库系统设计中概念上数据都被存储成一系列的表格不同表格中的共同字段中可以把它们连接起来这个令人惊讶的简单设计被广泛地应用主要是由于它的灵活性以及在使用GIS和不使用GIS?#20445;?#37117;被广泛地采用
    查询和分析
    一旦你拥有一个包含你的地理信息的多功能的GIS系?#24120;?#20320;可能开始提出象下面这样的一些简单问题
    这个角落?#31995;?#36825;块土地属于谁
    两个地方之间的距离是多少
    工业用地的边界在哪里
    有关分析的问题可能是
    适合于盖新?#23380;?#30340;所有地点在哪里
    生长橡树的最好的土壤类型是什么
    如果我要在这里建一条高速公路它将如何影响交通
    GIS提供简单的鼠标点击查询功能和复杂分析工具为管理者和类似的分析家提供及时的信息当你分析地理数据用于寻找模式和趋势或提出“如果……怎么样”设想?#20445;?/span>GIS技术实际上正在被使用?#25191;?#30340;GIS具?#34892;?#22810;有力的分析工具但是有两个是特别重要
    1接近程度分析
    在这片水域周围100米范围内?#34892;?#23569;?#23380;?/span>
    这家商店附近10公里范围内共有多少消费者
    在这口井周围500米范围内紫花苜蓿这种?#21442;?#21344;多大面积
    为了回答这些问题GIS技术使用一个叫做缓冲的处理方法来?#33539;?#29305;征间的接近关系
    2覆盖范围分析
    不同数据层的综合方法叫做覆盖简单的说它可以是一个可视化操作但是分析操作需要一个或多个物理连接起来的数据层覆盖或空间连接可以将税收数据与土地斜坡植被或土地所有者等集成在一起
    可视化
    对于许多类型的地理操作最终结果最好是以地图或图形来显示图件对于存储和传递地理信息是非常?#34892;?#30340;制图者已经生产了上千年的地图GIS为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人心的工具地图显示可以集成在报告三维观察照片图象和例如多媒体的其他输出中

    相关技术
    GIS与其他几?#20013;?#24687;系统密切相关但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别尽管没有什么硬性的和快性的规则来给这些信息系统分类但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面制图计算机辅助设计CAD遥?#23567;?/span>DBMS以及GPS技术
    桌面制图
    桌面制图系统用地图来组织数据和用户?#25442;?#36825;种系统的主要目的是产生地图地图就是数据库大多数据桌面制图系统只有及其有限的数据管理空间分析以?#26696;?#24615;化能力桌面制图系统在桌面计算机上进行操作例如PCMacintosh以及小型UNIX工作?#23613;?/span>
    计算机辅助设计CAD
    计算机辅助设计CAD系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构这些系统需要一些规则来?#35813;?#22914;何装配这些部件并具有非常有限的分析能力CAD系统已经扩展可以支持地图设计但管理和分析大型的地理数据库的工具很有限
    遥感和GPS
    遥感是一门使?#20040;?#24863;器对地球进行测量的科学和技术例如飞机?#31995;?#29031;相机全球定位系?#24120;?/span>GPS接收器或其他设备这些传感器以图象的格式收集数据并利用分析和可视化这些图象提供专门的功能由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用所以不能叫作真正的GIS
    DBMS数据库管理系统   
    数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据其中包括地理数据DBMS使存储和查找数据最优化许多GIS为此而依靠它相对于GIS而言它们没有分析和可视化的工具
     
    GIS可以做什么   
    进行地理信息查询和分析   
    GIS搜索数据库并进行地理信息查询的能力节约了许多公司数以百万计的美元GIS可以
    缩短回答客户请求的时间
    ?#19994;?#36866;合于开发的土地
    在粮食土壤和天气之间找寻相关关系
    电气线路?#25910;?#23450;位
    房地产经纪人可以用GIS在一定的区域内寻找满足下列条件的所有房屋?#21644;?#30422;的屋顶五个?#32771;?#24182;可列出它们的所有特点
    查询可以通过增加准则来进一步细化?#32771;?#24517;须每平方英尺少于100美元还可以列出这些房屋离学校在一定的距离之内
     
    改进机构集成
    许多采用了GIS的机构发现其主要效益之一是改进它们自己的机构和?#35797;?#30340;管理由于GIS具有数据集合和地理信息链接起来的能力促使它们之间共享和交流局部信息通过产生可共享的数据库一个部门可从另一个部门的工作中得到?#20040;?#36825;是由于数据只需采集一次但应用多次
    由于个人和部门之间的通?#23545;?#22686;加冗余被减少生产力提高整体组织效?#30690;?#36827;因此在一个?#34892;?#30340;公司里用户和基本建设数据库可以集成在一起这样当需要进行维护?#20445;?#21463;影响的用户会得到计算机发出的信件
     
    做出好的决定
    一个古?#31995;?#26684;言“好的信息导致好的决定”对于GIS和其他信息系统来说是正确的然而一个地理信息系?#24120;?/span>GIS并不是一个自动决策系?#24120;?#32780;是一个查询分析和支持作出决策处理的图件数据工具GIS技术已经被用于帮助完成一些任务例如为计划调查提供信息帮助解决领土争端以最小化视觉干扰为原则设置路标
    GIS可以用于帮助一个新房址的选定以使其受环境影响最小在低风险区域离人口聚集地近可以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个信息使决策者集中精力于实际的问题而不是花时间去理解数据由于GIS结果能够很快的获得多个假想的结果可以被高效地评价
     
    制图
    图件在GIS中占有重要的一席之地GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多她开始于数据库的创建已经存在的纸张图件可以进行数字化并可以把计算机兼容的信息转换到GIS中以GIS为基础的图形数据库是可能?#26377;?#30340;比例尺也不受限制图件可以以任何地点为中?#27169;?#27604;例尺?#25105;?#20351;用突出效果的特殊?#22336;行?#22320;显示所选择的信息
    地图集和地图丛书的特征可以用计算机程序编码并与最终的数据库产品相比较在其他GIS中使用的数字化产品还可以来自数据库的简单拷?#30784;?#22312;一个大的组织机构中地形数据库可以被其他部门用作参考构架
     

     

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