地理信息系统专业知识.docx

《地理信息系统专业知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地理信息系统专业知识.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、地理信息系统Geographic Information System或 GeoInformation system，GIS有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的格外重要的空间信息 系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或局部地球表层包括大气层空间中的有关地理分布数据进展采集、储存、治理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统的根本概念地理信息系统处理、治理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定 位数据、 图形数据 、遥感图像数据 、属性数据等，用于分析和处理在肯定地理区域内分布的各种现象和过程，解决简单的规划、决策和治理问题。通过上述的分析

2、和定义可提出 GIS 的如下根本概念：1、GIS 的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由假设干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、 数据治理子系统、 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， 这些子系统的优劣、 构造直接影响着 GIS 的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。2、GIS 的操作对象是空间数据和属性数据，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每一个数据都按统一的地理坐标进展编码，实 现对其定位、定性和定量的描述、这是 GIS 区分于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。3、GIS 的技术优势在于它的

3、数据综合、模拟与分析评价力量，可以得到常规方法或一般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推测。4、 GIS 与测绘学和地理学有着亲热的关系。 大地测量 、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和 遥感技术 为 GIS 中的空间实体供给各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、 GPS 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绘技术的使用，可直接、快速和自动地猎取空间目标的数字信息产品，为 GIS 供给丰富和更为实时的信息源，并促使GIS 向更高层次进展。地理学是 GIS 的理论依托。有的学者断言， “地理信息系统和信息地理学是 地理科学 其次次

4、革命的主要工具和手段。假设说 GIS 的兴起和进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进展将是翻开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的进展和提高开拓一个崭的天地 ”。GIS 被誉为地学的第三代语言 用数字形式来描述空间实体。地理信息系统 GIS的分类GIS 按争论的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按争论内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来，可以构成相应地 域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的进展，以 减小重复铺张，提高数据共享程度和有用性。延长：配电地理信息系统在配电自动化系统 中地理信息系统 G

5、IS是一个重要内容 :由于配电网节点多， 设备分散，其运行治理工作常于地理位置有关，引入配电地理信息系统，可以更加直观的进展运行治理；其内容主要包括：设备治理FM，是将变电站、馈线、变压器、开关、电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上；用户信息系统CIS，指借助 GIS 对大量用户信息，如用户名称、地址、帐号、 、用电量和负荷、供电优先级、停电记录等进展处理，便于快速推断故障的影响范围，而用电量和负荷的统计信息还可作为网络分析的依据； 停电治理系统 OMS，是指接到停电投诉后， GI S 通过调用 CIS 和 SCADA 功能，快速查明故障地点和影响范围，选择合理的操作挨次和路径，显示处理过程

6、中的进展，并自动将有关信息转给用户投诉 应答系统；另外 GIS 还可具有关心配电网进展规划设计功能等。我国地理信息系统的进展状况我国地理信息系统的起步稍晚， 但进展势头相当迅猛， 大致可分为以下三个阶段。第一是起步阶段。 20 世纪 70 年月初期，我国开头推广 电子计算机 在测量、制图和遥感领域中的应用。随着国际遥感技术的进展，我国在1974 年开头引进美国地球资源卫星图像，开展了遥感图像处理和解译工作。1976 年召开了第一次遥感技术规划会议，形成了遥感技术试验和应用蓬勃进展的局面，先后开展了京津唐地区红外 遥感试验。疆哈密地区 航空遥感 试验、天津渤海湾地区的环境遥感争论、天津地区的农业

7、土地 资源遥感 清查工作。长期以来，国家测绘局系统开展了一系列航空摄影测量和地形测图，为建立地理信息系统数据库打下了坚实的根底。解析和数字测图 、机助制图、数字高程模型的争论和使用也同步进展。1977 年诞生了第一张由计算机输出的全要素地图。 1978 年，国家计委在黄山召开了全国第一届数据库学术争论会。全部这些为 GIS 的研制和应用作了技术上的预备。其次是试验阶段。进入 80 年月之后，我国执行 “六五”、“七五”打算，国民经济全面进展，很快对 “信息革命 ”作出喧闹响应。在大力开展遥感应用的同时， GIS 也全面进入试验阶段。在典型试验中主要争论数据标准和标准、 空间数据库 建设、数据处

8、理和分析算法及应用软件的开发等。以农业为对象，争论有关质量评价和动态分析预报的模式与软件，并用于水库漂浮损失、水资源估算、土地资源清查、环境质量评价与人口趋势分析等多项专题的试验争论。在专题试验和应用方面，在全国大地测量和数字地面模型 建立的根底上，建成了全国 1：100 万地留数据库系统 和全国土地信息系统、1：4 见万全国资源和环境信息系统及1：250 万水土保持信息系统，并开展了黄 土高原信息系统以及洪水灾情预报与分析系统等专题争论试验。用于关心城市规划的各种小型信息系统在城市建设和规划部门也获得了认可。在学术沟通和人才培育方面得到很大进展。 在国内召开了屡次关于 GIS 的国际学术争论

9、会。1985 年，中国科学院 建立了“资源与环境信息系统国家级重点开放试验室”， 1988 年和 1990 年武汉测绘科技大学先后建立了 “信息工程专业 ”和“测绘遥感信息工程国家级重点开放试验室 ”。我国很多大学中开设了 rs 方面的课程和不同层次的讲习班，已培育出了一大批从事 GIS 争论与应用的博士和硕土。第三是 GIS 全面进展阶段。 80 年月末到 90 年月以来，我国的 GIS 随着社会主义市场经济的进展走上了全面进展阶段。 国家测绘局正在全国范围内建立数字化测绘信息产业。 1：100 万地图数据库已公开出售，卫： 25 万地图数据库也已完成建库，并开头了全国 1：10 万地图数据

10、库生产与建库工作， 各省测绘局正在抓紧建立省级 1： 1 万根底地理信息 系统。数字摄影测量和遥感应用从典型试验逐步走向运行系统，这样就可保证向 GIS 源源不断地供给地形和专题信息。进入90 年月以来，沿海、沿江经济开发区的进展，土地的有偿使用和外资的引进，急需GIS 为之效劳，有力地促进了城市地理信息系统 的进展。用于城市规划、土地治理、交通、电力及各种根底设施治理的城市信息系统 在我国很多城市相继建立。在根底争论和软件开发方面，科技部在 “九五”科技攻关打算中，将 “遥感、地理信息系统和全球定位系统的综合应用 ”列入国家 “九五”重中之重科技攻关工程， 在该工程中投入相当大的争论经费支持

11、武汉测绘科技大学、北京大学、中国地质大学 、中国林业科学争论院和中国科学院地理争论所等单位开发我国自主版权的地理信息系统根底软件。经过几年的努力，中国 GIS 根底软件与国外的差距快速缩小，涌现出假设干能参与市场竞争的地理信息系统软件，如GeoStar ， MapGIS ， OityStar ， ViewGIS 等。在遥感方面，在该工程的支持下，已建立全国基于IK4 遥感影像土地分类结果的土地动态监测信息系统。国家这一重大工程的实施，有力地促进了中国遥感和地理信息系统的进展 .高考报名 GIS 专业的一点留意事项目前开设 地理信息系统专业 的院校很多，但是高考报名时留意，分为理科的 地图学与地

12、理信息系统，属于地理学，侧重于地理学应用理论争论；工科为 地图制图学与地理信息工程 ，属于测绘学，侧重于测量。两者并无本质区分，报考的时依据自身喜好，工科一般开设于理工科院校，理科则一般为综合性大学或师范大学内。理科的话武汉大学资源与环境科学学院的地理信息系统比较厉害，特别是制图方向。工科的话同济大学的测绘类的地理信息系统方向比较强，留意于数据的采集和处理，同时兼有测绘类、 GIS 类和土地类的相关学问的学习。GIS 的进展背景35,000 年前，在 Lascaux 四周的地窖墙壁上，法国的 CroMagnon 猎人画下了他们所捕猎动物的图案。 与这些动物图画相关的是一些描述迁移路线和轨迹线条

13、和符木。这些早期记录符合了现代地理信息系统的二元素构造：一个图形文件对应一个属性数据库。 18 世纪地形图绘制的现代勘测技术得以实现, 同时还消灭了专题绘图的早期版本 , 例如：科学方面或户口普查资料。20 世纪初期世纪将图片分成层的 “照片石印术”得以进展。直至 60 年月早期，在核武器争论的推动下，计算机硬件的进展导致通用计算机 “绘图”的应用。1967 年世界第一个投入实际操作的 GIS 系统由联邦能量、矿产和资源部门在安大概省的渥太华开发出来。这个系统是由 RogerTomlinson 开发的，被称为 “Cana dianGIS” CGIS 。它被用来存储，分析以及处理所收集来的有关加

14、拿大土地存货清单 CLI数据。 CLI 通过在 1:250 ，000 的比例尺下绘制关于土壤 , 农业, 休闲、野生生物、水鸟、林业 , 和土地利用等各种信息为加拿大农村测定土地力量，并增设了了等级分类因素来进展分析。CGIS 是世界的第一个 “系统”， 并且在“绘图”应用上进展了改进，它具有掩盖， 测量，资料数字化 /扫描的功能，支持一个跨越大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入 拓扑构造 的“弧”，并且将属性和位置的信息分别存储在单独的文件中。它的开发者，地理学家 RogerTomlinson ，被称为 “GIS 之父”。CGIS 始终持续到 20 世纪 70 年月才完成，但这花费了

15、太长的一段时间，因此在它最初进展期，不能与如 Intergraph 这样的销售各种商业地图应用软件的供给商竞争。微型计算机硬件的进展使得象ESRI 和 CARIS 那样的供给商成功地兼并了大多数的 CGIS 特征，并结合了对空间和属性信息的分别的第1 种世代方法与对组织的属性数据的第 2 种世代方法入数据库构造。 20 世纪 80 年月和 90 年月产业成长刺激了应用了 GIS 的 UNIX 工作站和个人计算机飞速增长。至20 世纪末，在各种系统中快速增长使得其在在相关的少量平台已经得到了稳固和标准。并且用户开头提出了在互联网上查看 GIS 数据的概念，这要求数据的格式和传输标准化。GIS 中

16、使用的技术从不同来源得到相关信息假设能将你所在州的降雨和你所在县上空的照片联系起来， 可以推断出哪块湿地在一年的某些时候会枯槁。 一个 GIS 系统就能够进展这样的分析， 它能够将不同来源的信息以不同的形式应用。对于源数据的根本要求是确定变量的位置。位置可能由经度，纬度和海拔的 x，y，z 坐标来标注，或是由其他地理编码系统比方ZIP 码，又或是高速大路英里标志来表示。任何可以定位存放的变量都能被反响到GIS。一些政府机构和非政府组织生产正在制作能够直接访问GIS 的计算机数据库。可以将地图中不同类型的数据格式输入 GIS。GIS系统同时能将不是地图形式的数字信息转换可识别利用的形式。 例如，

17、通过分析由遥感生成的数字卫星图像，可以生成一个与地图类似的有关植被掩盖的数字信息层。同样, 人口调查或水文表格数据也可在GIS 系统中被转换成作为主题信息层的地图形式。资料呈现GIS数据以数字数据的形式表现了现实世界客观对象(大路, 土地利用 , 海拔)。现实世界客观对象可被划分为二个抽象概念: 离散对象 (如房屋) 和连续的对象领域(如降雨量或海拔 ) 。这二种抽象体在 GIS 系统中存储数据主要的二种方法为 : 栅格网格和矢量。 栅格网格数据由存放唯一值存储单元的行和列组成。它与栅格网格图像是类似的，除了使用适宜的颜色之外，各个单元记录的数值也可能是 一个分类组，例如土地使用状况，一个连续

18、的值，或是降雨量，或是当数据不是可用 时记录的一个空值。 栅格数据 集的区分率取决于地面单位的网格宽度。通常存储单元代表地面的方形区域，但也可以用来代表其它外形。栅格数据既可以用来代表一块区域，也可以用来表示一个实物，实物被存储为.矢量数据利用了几何图形例如点， 线一系列点坐标，或是面外形打算于线来表现客观对象。例如，在住房细分中以多边形来代表物产边界，以点来准确表示位置。矢量同样可以用来表示具有连续变化性的领域。利用等高线和不规章三角网 TIN来表示海拔或其他连续变化的值。TIN 的记录对于这些连接成一个由三角形构成的不规章网格的点进展评估。三角形所在的面代表地形外表。利用栅格或矢量数据模型

19、来表达现实既有优点也有缺点。栅格数据设置在面内全部的点上都记录同一个值，而矢量格式只在需要的地方存储数 据，这就使得前者所需的存储的空间大于后者。对于栅格数据可以很轻易地实现掩盖 的操作，而对于矢量数据来说要困难得多。矢量数据可以象在传统地图上的矢量图形一样被显示出来，而栅格数据在以图象显示时显示对象的边界将呈现模糊状。除了以几何向量坐标或是栅格单元位置来表达的空间数据外，另外的非空间数据也可以被存储。在矢量数据中，这些附加数据为客观对象的属性。例如，一个森林资源的多边形可能包含一个标识符值及有关树木种类的信息。在栅格数据中单元值可存储属性信息，但同样可以作为与其他表格中记录相关的标识符。资料

20、撷取数据撷取 向系统内输入数据 它占据了 GIS 从业者的大局部时间。 有多种方法向 GIS 中输入数据，在其中它以数字格式存储。印在纸或聚酯薄膜地图上的现有数据可以被数字化或扫描来产生数字数据。 数字化仪从地图中产生向量数据作为操作符轨迹点、线和多边形的边界。扫描地图可以产生能被进一步处理生成向量数据的光栅数据。 测量数据可以从测量器械上的数字数据收集系统中被直接输入到GIS 中。从全球定位系统 GPS另一种测量工具中得到的位置，也可以被直接输入到G IS 中。 遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用，并由附在平台上的多个传感器组成。传感器包括摄像机、数字扫描仪和激光雷达，而平台则通常由航空

21、器和卫星构成。 现在大局部数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数字化直接从数字图像的立体象对中得到的特征。这些系统允许数据以二维或三维捕获，它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今，模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统，但随着高质量的数字摄像机越来越廉价，这一步也就可被省略了。 卫星遥感供给了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的传感器包来被动地测量从主动传感器如雷达放射出去的电磁波频谱或无线电波的局部的 反射系数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地掩盖的光栅数据。 除了收集和输入空间数据之外，属性数据也要输入到GIS 中。对于向量

22、数据， 这包括关于表现在系统中的对象的附加信息。输入数据到 GIS 中后，通常还要编辑， 来消退错误， 或进一步处理。 对于向量数据必需要 “拓扑正确 ”才能进展一些高级分析。比方说，在大路网中，线必需与穿插点处的结点相连。像反冲或过冲的错误也必需消除。对于扫描的地图，源地图上的污点可能需要从生成的光栅中消退。例如，污物的斑点可能会把两条本不该相连的线连在一起。资料操作GIS 可以执行数据重构来把数据转换成不同的格式。例如，GIS 可以通过在具有一样分类的全部单元四周生成线，同时打算单元的空间关系，如邻接和包含，来将卫星图像转换成 向量构造 。由于数字数据以不同的方法收集和存储，两种数据源可能

23、会不完全兼容。因此G IS 必需能够将地理数据从一种构造转换到另一种构造。投影系统，坐标系统与转换财产全部权地图与土壤分布图可能以不同的比例尺显示数据。GIS 中的地图数据必需能被操作以使其与从其它地图获得的数据对齐或相协作。在数字数据被分析前，它们可能得经过其它一些将它们整合进GIS 的处理，比方，投影与坐标变换。地球可以用多种模型来表示，对于地球外表上的任一给定点，各个模型都可能给出一套不同的坐标如纬度，经度，海拔。最简洁的模型是假定地球是一个抱负的球体。随着地球的更多测量渐渐累积，地球的模型也变得越来越简单，越来越准确。事实上，有些模型应用于地球的不同区域以供给更高的准确度如北美坐标系统

24、，1983-NAD 83- 只适合在美国使用，而在欧洲却不适用。投影是制作地图的根底局部，它是从地球的一种模型中转换信息的数学方法，它将三维的弯曲外表转换成二维的媒介比方纸或电脑屏幕。不同类型的地图要承受不同的投影投影系统，由于每种投影系统有其自身的适宜的用途。比方一种可以准确反映大陆外形的投影会歪曲大陆的相对尺寸翻译的是英文的维基百科GIS 空间分析空间分析力量是 GIS 的主要功能，也是 GIS 与计算机制图软件相区分的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去争论空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。一般地讲，它只答复What 是什么？、 Where 在哪里？、How怎么样

25、？等问题，但并不能答复Why为什么？。空间分析需要简单的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等1，其主要任务是对空间构成进展描述和分析，以到达猎取、描述和认知空间数据；理解和解释地理图案的背景过程；空间过程的模拟和推测；调控地理空间上发生的大事等目的2。空间分析技术与很多学科有联系，地理学、经济学、区域科学、大气、地球物理、水文等特地学科为其供给学问和机理。除了 GIS 软件捆绑空间分析模块外，目前也有一些专用的空间分析软件，如GI SLIB、SIM、PPA、Fragstats 等。数据建模将湿地地图与在机场、 电视台和学校等不同地方记录的降雨量关联起来是很困难的。然而，

26、 GIS 能够描述 地表、地下和大气的二维三维特征。例如， GIS 能够将反响降雨量的雨量线快速制图。这样的图称为雨量线图。通过有限数量的点的量测可以估量出整个地表的特征， 这样的方法已经很成熟。一张二维雨量线图可以和 GIS 中一样区域的其它图层进展叠加分析。拓扑建模在过去的 35 年，在湿地边上有没有任何加油站或工厂经营过？有没有任何满足在 2 英里内且高出湿地的条件的这类设施？ GIS 可以识别并分析这种在数字化空间数据中的这种空间关系。这些拓扑关系允许进展简单的空间建模和分析。地理实体音的 拓扑关系包括连接什么和什么相连、包含什么在什么之中、还有邻近两者 之间的远近。网络建模假设全部在

27、湿地四周的工厂同时向河中排放化学物质，那么排入湿地的污染物的数量要多久就能到达破坏环境的数量？ GIS 能模拟出污染物沿线性网络 (河流)的集中的路径。诸如坡度、速度限值、管道直径之类的数值可以纳入这个模型使得模拟得更准确。网络建模通常用于交通规划、水文建模和地下管网建模。扩展阅读：1. :/202.119.109.14/jpkc/ceteach.htm2. 地理信息系统原理黄河水利出版社 2023 年 8 月第 1 版3. 烟草地理信息系统： :/baike.baidu /view/3109676.htm?fr=ala0_1开放分类：地理，科技，工程，信息系统，测绘工程我来完善“地理信息系统

28、”相关词条： 更多GIS 地理学城市地理学地形测量学海洋测绘制图学信息工程数量地理学航空遥感“地理信息系统”在汉英词典中的解释(来源：百度词典)：1. Geographic Information System (Abbreviated as GIS. It refers to a compu ter system that has maps and geographic information, and sometimes analy ses of geographic data. Geographic information systems have many uses in cluding government, tourist information, education, environmental information, engineering, marketing.)