什麼是地理信息標准化

A. 地理信息系統（GIS）

地理信息系統（GIS）是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。目前國際上普遍承認。雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是資料庫、地圖可視化及空間分析，是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。地質環境評價主要是綜合考慮影響環境地質諸多方面的要素，藉助恰當的數學模型和專家經驗，對研究區的環境地質進行分區。

利用GIS可以實現地質環境信息的管理、可視化、查詢、輸出等功能，操作簡單、移植性強。把GIS技術應用在地質環境評價與災害預測中，其優點固然很多，但總的說來也存在如下的一些問題：

（1）在生態環境評價中，一般的GIS軟體雖然都能夠提供諸如數據檢索、疊加分析、屬性統計分析、數字地面模型（DTM）等各種空間分析功能，但是要想滿足為解決實際問題進行的專業分析的數據要求，僅僅依靠這些空間分析方法往往還很不夠，這就要求我們在GIS基礎軟體平台的基礎上進行二次開發，拓展其空間分析功能，提取我們感興趣的信息，但是具體如何操作，目前仍是一個亟需與相關學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。

（2）地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點，目前在利用GIS眾多的評價預測模型中，不管是多災種還是單災種評價，人們都在努力尋求一種普遍適合的模型來解決地質環境的評價。雖然普遍的評價模型在宏觀決策中有重要的意義，適合建立面向大眾和政府的決策支持系統，但對中小尺度范圍的評價時往往不盡如人意，因此尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。

（3）地質環境評價工作是一項復雜的系統工程，數據採集和處理的工作量非常大，會涉及到地層、水文、地震及人類活動等各個方面，對於這些資料的搜集和整理，必然會涉及輸入到GIS中資料的准確性問題，因為GIS所能完成的工作只是依據所得到的資料，對其作出相應的處理，也就是說「如果輸入GIS的數據是『垃圾』，輸出的結果也只會是『垃圾』，這不會因昂貴的設備和高級技術人才而改變」。因此，我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取捨，以保證輸入GIS的數據合理。

（4）從GIS在地質災害研究中的應用來看，就兩者的結合方式而言，大部分應用都集中在將GIS用於數據的前後期處理和結果的顯示輸出方面，兩者的結合還處於低階水平。作為緊緊追隨工業標准化要求發展的GIS技術，標准化適當數據的缺乏也構成其廣泛應用的桎梏；此外，GIS軟體處理分析能力以及對於數據誤差分析能力的不足、GIS處理包括時間在內的四維能力的不足、災害模型建立的高難度性以及機構間協調不夠而造成的成果用戶面太窄等因素都暫時限制了GIS在地質災害研究中的應用。

B. 什麼是地理信息系統

地理信息系統有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息有多種來源和不同特點，地理信息系統要具有對各種信息處理的功能。從野外調查、地圖、遙感、環境監測和社會經濟統計多種途徑獲取地理信息，由信息的採集機構或器件採集並轉換成計算機系統組織的數據。這些數據根據資料庫組織原理和技術，組織成地理資料庫。地理資料庫是系統的核心部分。庫中各種地理數據通常以多邊形（矢量）方式和網格（光柵）方式進行組織。多邊形作為區域的基本單元可以是某一級行政、經濟區劃單位，或某一地理要素的類型輪廓，它是由地理要素的專題信息（如類型代碼）和幾何信息（多邊形邊界的x、у坐標值及其拓撲信息）構成（見多邊形數據系統）。

網格方式對某一區域按地理坐標或平面坐標建立規則的網格，並對每個網格單元按行、列順序賦於不同地理要素代碼，構成矩陣數據格式（見網格數據系統）。為了實現數據資源的共享和互換，地理資料庫必須做到數據規范化和標准化，並有效地對各種地理數據文件進行管理，實現對數據的監控、維護、更新、修改和檢索。地理數據通過軟體的處理，進行分析計算，並加以顯示。顯示的方式有地理圖、統計表和其他形式。

C. 地理信息系統知識點

什麼是地理信息系統篇一：地理信息系統的基本概念

（一）數據與信息

數據是一種未經加工的原始資料，是通過數字化或記錄下來可以被鑒別的符號。數字、文字、符號、圖像都是數據。

信息（Information）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、數量或特徵，從而向人們（或系統）提供關於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。信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特徵。信息來源於數據（Data）。

數據是客觀對象的表示，而信息則是數據內涵的意義，是數據的內容和解釋。例如，從實地或社會調查數據中可獲取到各種專門信息；從測量數據中可以抽取出地面目標或物體的形狀、大小和位置等信息；從遙感圖像數據中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。

（二）地理信息

地理信息是指表徵地理圈或地理環境固有要素或物質的數量、質量、分布特徵、聯系和規律的數字、文字、圖象和圖形的總和。地理信息是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵和一切有用的知識，它是對表達地理特徵與地理現象之間關系的地理數據的解釋。而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特徵（簡稱屬性）及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物所在位置。這種位置既可以根據大地參照系定義，如大地經緯度坐標，也可以定義為地物間的相對位置關系，如空間上的相鄰、包含等；屬性數據有時又稱非空間數據，是屬於一定地物、描述其特徵的定性或定量指標。時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻/時段。時間數據對環境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統學界越來越多的重視。空間位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素。

地理信息除了具有信息的一般特性，還具有以下獨特特性：

（1）空間分布性。地理信息具有空間定位的特點，先定位後定性，並在區域上表現出分布式特點，其屬性表現為多層次，因此地理資料庫的分布或更新也應是分布式。

（2）數據量大。地理信息既有空間特徵，又有屬性特徵，另外地理信息還隨著時間的變化而變化，具有時間特徵，因此其數據量很大。尤其是隨著全球對地觀測計劃不斷發展，我們每天都可以獲得上萬億兆的關於地球資源、環境特徵的數據。這必然對數據處理與分析帶來很大壓力。

（3）信息載體的多樣性。地理信息的第一載體是地理實體的物質和能量本身，除此之外，還有描述地理實體的文字、數字、地圖和影像等符號信息載體以及紙質、磁帶、光碟等物理介質載體。對於地圖來說，它不僅是信息的載體，也是信息的傳播媒介。

（三）地理信息系統

地理信息系統（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。

通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念：

1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由若干個相互關聯的子系統構成，如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處

理的方式和產品輸出的類型。

2、GIS的操作對象是空間數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標志，也是其技術難點之所在。

3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。

4、GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。有的學者斷言，「地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那麼，信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的；按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來，可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展，以減小重復很費，提高數據共享程度和實用性。

什麼是地理信息系統篇二：地理信息系統名詞解釋大全(整理版本)

地理信息系統作為信息技術的一種，是在計算機硬、軟體的支持下，以地理空間資料庫（GeospatialDatabase）為基礎，以具有空間內涵的地理數據為處理對象，運用系統工程和信息科學的理論，採集、存儲、顯示、處理、分析、輸出地理信息的計算機系統，為規劃、管理和決策提供信息來源和技術支持。簡單地說，GIS就是研究如何利用計算機技術來管理和應用地球表面的空間信息，它是由計算機硬體、軟體、地理數據和人員組成的有機體，採用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。地理信息系統屬於空間型信息系統。

地理信息是指表徵地理圈或地理環境固有要素或物質的數量、質量、分布特徵、聯系和規律等的數字、文字、圖像和圖形等的總稱；它屬於空間信息，具有空間定位特徵、多維結構特徵和動態變化特徵。

地理信息科學與地理信息系統相比，它更加側重於將地理信息視作為一門科學，而不僅僅是一個技術實現，主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題。地理信息科學在對於地理信息技術研究的同時，還指出了支撐地理信息技術發展的基礎理論研究的重要性。

地理數據是以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和人文景觀的數據，主要包括數字、文字、圖形、圖像和表格等。

地理信息流即地理信息從現實世界到概念世界，再到數字世界（GIS），最後到應用領域。

數據是通過數字化或記錄下來可以被鑒別的符號，是客觀對象的表示，是信息的表達，只有當數據對實體行為產生影響時才成為信息。

信息系統是具有數據採集、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。包括計算機硬體、軟體、數據和用戶四大要素。

四叉樹數據結構是將空間區域按照四個象限進行遞歸分割（2n×2n，且n≥1），直到子象限的數值單調為止。凡數值（特徵碼或類型值）呈單調的單元，不論單元大小，均作為最後的存儲單元。這樣，對同一種空間要素，其區域網格的大小，隨該要素分布特徵而不同。

不規則三角網模型簡稱TIN，它根據區域有限個點集將區域劃分為相連的三角面網路，區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程）。

拓撲關系拓撲關系是指網結構元素結點、弧段、面域之間的空間關系，主要表現為拓撲鄰接、拓撲關聯、拓撲包含。根據拓撲關系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種地理實體相對於另一種地理實體的位置關系，拓撲數據也有利於空間要素的查詢。

拓撲結構為在點、線和多邊形之間建立關聯，以及徹底解決鄰域和島狀信息處理問題而必須建立的數據結構。這種結構應包括以下內容：唯一標識，多邊形標識，外包多邊形指針，鄰接多邊形指針，邊界鏈接，范圍（最大和最小x、y坐標值）。

遊程編碼是逐行將相鄰同值的網格合並，並記錄合並後網格的值及合並網格的長度，其目的是壓縮柵格數據量，消除數據間的冗餘。

空間數據結構是指適合於計算機系統存儲、管理和處理的地學圖形的邏輯結構，是地理實體的空間排列方式和相互關系的抽象描述。

矢量數據結構是利用歐幾里得幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數據組織方式。這種數據組織方式能最好地逼近地理實體的空間分布特徵，數據精度高，數據存儲的冗餘度低，便於進行地理實體的網路分析，但對於多層空間數據的疊合分析比較困難。

柵格數據結構基於柵格模型的數據結構簡稱為柵格數據結構，指將空間分割成有規則的網格，在各個網格上給出相應的屬性值來表示地理實體的一種數據組織形式。

空間索引是指依據空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關系按一定的順序排列的一種數據結構，其中包含空間對象的概要信息。作為一種輔助性的空間數據結構，空間索引介於空間操作演算法和空間對象之間，它通過篩選作用，大量與特定空間操作無關的空間對象被排除，從而提高空間操作的速度和效率。

空間數據編碼是指將數據分類的結果，用一種易於被計算機和人識別的符號系統表示出來的過程。編碼的目的是用來提供空間數據的地理分類和特徵描述，同時為了便於地理要素的輸入、存儲、管理，以及系統之間數據交換和共享的需要。

Delaunay三角網即由狄洛尼三角形組成的三角網，它是在地形擬合方面表現最出色的三角網，因此常被用於TIN的生成。狄洛尼三角形有三個最鄰近的點連接而成，這三個相鄰點對應的Voronoi多邊形有一個公共的頂點，此頂點同時也是狄洛尼三角形外接圓的圓心。

Voronoi多邊形即泰森多邊形，它採用了一種極端的邊界內插方法，只用最近的單個點進行區域插值。泰森多邊形按數據點位置將區域分割成子區域，每個子區域包含一個數據點，各子區域到其內數據點的距離小於任何到其它數據點的距離，並用其內數據點進行賦值。

柵格數據壓縮編碼有鍵碼、遊程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的，就是用盡可能少的數據量記錄盡可能多的信息，其類型又有信息無損編碼和信息有損編碼之分。

邊界代數演算法邊界代數多邊形填充演算法是一種基於積分思想的矢量格式向柵格格式轉換演算法，它適合於記錄拓撲關系的多邊形矢量數據轉換為柵格結構。它不是逐點判斷與邊界的關系完成轉換，而是根據邊界的拓撲信息，通過簡單的加減代數運算將邊界位置信息動態地賦給各柵格點，實現了矢量格式到柵格格式的高速轉換，而不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關系，因此演算法簡單、可靠性好，各邊界弧段只被搜索一次，避免了重復計算。

DIME文件美國人口普查局在1980年的人口普查中提出了雙重獨立地圖編碼文件。它含有調查獲得的地理統計數據代碼及大城市地區的界線的坐標值，提供了關於城市街道，住址范圍以及與人口普查局的列表統計數據相關的地理統計代碼的綱要圖。在1990年的人口普查中，TIGER取代了DIME文件。

空間數據內插即通過已知點或分區的數據，推求任意點或分區數據的方法。空間數據壓縮即從所取得的數據集合S中抽出一個子集A，這個自己作為一個新的信息源，在規定的精度范圍內最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。

坐標變換實質是建立兩個平面點之間的一一對應關系，包括幾何糾正和投影轉換，他們是空間數據處理的基本內容之一。

仿射變換是GIS數據處理中使用最多的一種幾何糾正方法。它的主要特性為：同時考慮到因地突變形而引起的實際比例尺在x和y方向上的變形，因此糾正後的坐標數據在不同方向上的長度比將發生變化。

數據精度是考察數據質量的一個方面，即對現象描述的詳細程度。精度低的數據並不一定準確度也低。

空間數據引擎是一種空間資料庫管理系統的實現方法，即在常規資料庫管理系統之上添加一層空間資料庫引擎，以獲得常規資料庫管理系統功能之外的空間數據存儲和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE。

空間數據引擎在用戶和異種空間資料庫的數據之間提供了一個開放的介面，它是一種處於應用程序和資料庫管理系統之間的中間件技術。使用不同廠商GIS的客戶可以通過空間數據引擎將自身的數據提交給大型關系型DBMS，由DBMS統一管理；同樣，客戶也可以通過空間數據引擎從關系型DBMS中獲取其他類型GIS的數據，並轉化成客戶可以使用的方式。

資料庫管理系統是操作和管理資料庫的軟體系統，提供可被多個應用程序和用戶調用的軟體系統，支持可被多個應用程序和用戶調用的資料庫的建立、更新、查詢和維護功能。

空間資料庫是地理信息系統在計算機物理存儲介質上存儲的`與應用相關的地理空間數據的總和，一般是以一系列特定結構的文件的形式組織在存儲介質之上的。

空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念，為描述空間數據組織和設計空間資料庫模式提供了基本的方法。一般而言，GIS空間數據模型由概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型三個有機聯系的層次所組成。

分布式資料庫是一組數據的集合，這些數據在物理上分布於計算機網路的不同結點上，而邏輯上屬於同一個系統。它具有分布性，同時在邏輯上互相關聯。

對象－關系管理模式/型是指在關系型資料庫中擴展，通過定義一系列操作空間對象（如點、線、面）的API函數，來直接存儲和管理非結構化的空間數據的空間資料庫管理模式。

緩沖區分析是根據分析對象的點、線、面實體，自動建立他們周圍一定距離的帶狀區，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依據。

疊合分析是指在統一空間參照系統條件下，每次將同一地區兩個地理對象的圖層進行疊合，以產生空間區域的多重屬性特徵，或建立地理對象之間的空間對應關系。

空間分析是基於空間數據的分析技術，它以地學原理為依託，通過分析演算法，從空間數據中獲取有關地理對象的空間位置、空間分布、空間形態、空間形成、空間演變等信息。

網路分析是運籌學模型中的一個基本模型，即對地理網路和城市基礎設施網路進行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排，並使其運行效果最好。

透視圖從數字高程模型繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態，非常直觀。與採用等高線表示地形形態

相比有其自身獨特的優點，更接近人們的直觀視覺。調整視點、視角等各個參數值，就可從不同方位、不同距離繪制形態各不相同的透視圖製作動畫。

網路是一個由點、線的二元關系構成的系統，通常用來描述某種資源或物質在空間上的運動。

變數篩選分析是通過尋找一組相互獨立的變數，使相互關聯的復雜的多變數數據得到簡化的空間統計分析方法。常用的有主成分分析法、主因子分析法、關鍵變數分析法等。

變數聚類分析是將一組數據點或變數，按照其在性質上親疏遠近的程度進行分類的空間統計分析方法。兩個數據點在m為空間的相似性可以用這些點在變數空間的距離來度量。

數字地面模型簡稱DTM，是定義於二維區域上的一個有限項的向量序列，它以離散分布的平面點來模擬連續分布的地形。

數字高程模型當數字地面模型的地面屬性為海拔高程時，則該模型即為數字高程模型。簡稱DEM。

GIS應用模型是根據具體的應用目標和問題，藉助於GIS自身的技術優勢，使觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息世界中可操作的機理和過程。

OGC即OpenGIS協會(OpenGISConsortium)其目的是使用戶可以開放地操縱異質的地理數據，促進採用新的技術和商業方式來提高地理信息處理的互操作性(Interoperablity)，OGC會員主要包括GIS相關的計算機硬體和軟體製造商，數據生產商以及一些高等院校，政府部門等，其技術委員會負責具體標準的制定工作。

開放式地理信息系統（OpenGIS）OpenGIS(,OGIS-開放的地理數據互操作規范)由美國OGC（開放地理信息系統協會）提出。其目標是，制定一個規范，使得應用系統開發者可以在單一的環境和單一的工作流中，使用分布於網上的任何地理數據和地理處理。它致力於消除地理信息應用之間以及地理應用與其它信息技術應用之間的藩籬，建立一個無「邊界」的、分布的、基於構件的地理數據互操作環境，與傳統的地理信息處理技術相比，基於該規范的GIS軟體將具有很好的可擴展性、可升級性、可移植性、開放性、互操作性和易用性。

數據結構是地理實體的數據組織形式及其相互關系的抽象描述。

空間數據質量是對空間數據在表達空間位置、空間關系、專題特徵以及時間等要素時，所能達到的准確性、一致性、完整性以及它們之間統一性的度量，一般描述為空間數據的可靠性和精度，用誤差來表示。

數字地球是把浩瀚復雜的地球數據加以數字化、網路化，變成一個地球信息模型計劃。是一種可以嵌入海量地理數據、多種解析度、三維的地球表達，是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識。其核心思想有兩點：一是用數字化手段統一處理地球問題；二是最大限度地利用信息資源。

虛擬現實也稱虛擬環境或人工現實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統，即構成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環境，演練者通過專門的設備可在這個環境中實現觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感。

地圖投影是建立平面上的點（用平面直角坐標或極坐標表示）和地球表面上的點（用緯度和精度表示）之間的函數關系。

投影轉換是從一種地圖投影變換為另一種地圖投影。其實質是建立兩平面場之間及鄰域雙向連續點的一一對應的關系。

虛擬地理環境簡稱VGE，是基於地學分析模型、地學工程等的虛擬現實，它是地學工作者根據觀測實驗、理論假設等建立起來的表達和描述地理系統的空間分布以及過程現象的虛擬信息地理世界，一個關於地理系統的虛擬實驗室，它允許地學工作者按照個人的知識、假設和意願去設計修改地學空間關系模型、地學分析模型、地學工程模型等，並直接觀測交互後的結果，通過多次的循環反饋，最後獲取地學規律。

高斯-克呂格投影Gauss-KruegerProjection①是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切於地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經線，投影中將其稱為中央經線，然後根據一定的約束條件即投影條件，將中央經線兩側規定范圍內的點投影到橢圓柱面上從而得到點的高斯投影。

②一種等角橫切橢圓柱投影。其投影帶中央子午線投影成直線且長度不變，赤道投影也為直線，並與中央子午線正交。

UTM投影全球橫軸墨卡托投影的簡稱。是美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛星象片所採用的橫軸墨卡托投影的一種變型投影。它規定中央經線長度比為0.9996。

電子地圖當紙地圖經過計算機圖形圖像系統光——電轉換量化為點陣數字圖像，經圖像處理和曲線矢量化，或者直接進行手扶跟蹤數字化後，生成可以為地理信息系統顯示、修改、標注、漫遊、計算、管理和列印的矢量地圖數據文件，這種與紙地圖相對應的計算機數據文件稱為矢量化電子地圖。

元數據[空間]是指描述空間數據的數據，它描述空間數據集的內容、質量、表示方式、空間參考、管理方式以及數據集的其他特徵，是空間數據交換的基礎，也是空間數據標准化與規范化的保證，在一定程度上為空間數據的質量提供了保障。

Web地理信息系統（WebGIS）是Web技術和GIS技術相結合，即利用Web技術來擴展和完善地理信息系統的一項新技術。從WWW的任一個節點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖、進行各種空間檢索和空間分析。

GIS互操作互操作是指在異構環境下的兩個或多個實體，盡管它們實現的語言、執行的環境和基於的模型不同，但仍然可以相互通信和協作，以完成某一特定任務。這些實體包括應用程序、對象、系統運行環境等。空間數據的互操作針對異構的資料庫和平台，實現數據處理的互操作，與數據轉換相比，它是「動態」的數據共享，獨立於平台，具有高度的抽象性，是空間數據共享的發展方向。

組件式GIS是採用了面向對象技術和組件式軟體的GIS系統（包括基礎平台和應用系統）。其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件，每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間，以及GIS組件與其它非GIS組件之間，都可以方便地通過可視化的軟體開發工具集成起來，形成最終的GIS基礎平台以及應用系統。

客戶機/伺服器結構即C/S結構，是一種分布式系統結構，在該體系中，客戶端通常是同最終用戶交互的應用軟體系統，而伺服器由一組協作的過程構成，為客戶端提供服務。客戶機和伺服器通常運行相同的微內核，一個客戶機/伺服器機制可以有多個客戶端，或者多個伺服器，或者兼而有之。客戶機/伺服器模式基於簡單的請求/應答協議，即客戶端向伺服器提出信息處理的請求，伺服器端接收到請求並將請求解譯後，根據請求的內容執行相應操作，並將操作結果傳

D. 簡述地理信息標准化的內容包括哪些

E. 　地球物理信息的標准化

地球物理信息的標准化是一項十十分重要的工作，它關繫到地球物理信息資源的管理、利用和共享問題。地球物理信息的標准化工作包括圖形分層、圖元代碼、坐標系、地球物理信息資料庫數據項編碼等的標准化問題。

9.2.1統一的空間定位框架

統一的空間定位框架是為各種數據信息的輸入、輸出和匹配處理提供共同的地理坐標系統基礎。我國現常用的坐標系是大地坐標系和平面投影坐標系。考慮地質災害勘查的研究區范圍小，勘查採用的地形圖常為大比例尺的國家坐標系下的標准地圖或是用戶坐標系下的地圖，勘探點坐標可採用二套坐標系統，一套為大地坐標，記錄該點的經、緯度及高程值、另一套坐標系統採用平面投影坐標系，一般為高斯克呂格平面直角坐標。

9.2.2空間數據的層次劃分與圖元編碼

為將圖形信息變成一個有序的數據集合體，便於管理和使用，就需要對這些數據信息進行分層，建立一個合理的層次關系結構。

9.2.2.1空間數據的層次關系

地質災害勘查地球物理信息管理系統不僅管理與地質災害勘查相關的物探數據，還可以管理災害研究區的基本地理信息、社會經濟信息及其他一些礦產資源、地質環境等一些輔助性信息。上述信息主要以圖形數據的形式存儲。為便於對圖形數據進行管理，建立以下的圖形數據分層關系，其中物探圖形數據屬於地質礦產資源中的技術方法類。

9.2.2.2圖形數據的編碼方案

圖形數據的層次編碼方案，要考慮到圖形數據查詢、合並、分離的需要，以科學性、系統性為前提。針對地質災害空間資料庫建設的需要，同時考慮數字制圖內容，確定圖形數據的編碼方案如下（圖9-1）。

圖9-1圖形數據層次劃分體系框架結構

（1）地理要素屬國土基礎信息數據，層次劃分與編碼方案執行國家標准《國土基礎信息數據分類與代碼（GB/T13923-92）》的有關規定，使用5位數據編碼，缺少部分按其原則進行補充，為便於和專業圖形編碼的區分，在原有數字碼前增加兩位專業碼。

（2）基本圖形數據和輔助圖形數據作為信息系統的圖形基礎，進行層次劃分和數據編碼，並建立圖層的概念。

（3）作為純制圖使用的圖式層數據，無重新組合的必要，和建立信息系統無關，不參與層次劃分和圖元編碼。

根據上述原則，在建立地質災害空間數據信息層次關系的基礎上，確立了圖元類型碼的編碼方案。

9.2.3地質災害勘查地球物理信息管理系統所涉及的地球物理方法分類

一方面，由於地質災害勘查不同目的、不同勘查階段所採用的勘查手段和技術方法不盡相同；另一方面，由於地球物理反演的多解性，綜合物探方法已成為地質災害勘查的主要手段。這些均決定了地質災害勘查地球物理信息管理系統所涉及的物探方法種類多，涉及的信息具有一定的多重性和復雜性。

以當前地質災害地球物理勘查工作經驗和成果為基礎，從數據管理和地質災害勘查常用物探方法兩個方面考慮，地質災害勘查地球物理信息管理系統應對表9-1中列出的物探方法的勘查成果及相關數據進行管理。

表9-1物探方法分類與編碼

9.2.4物探資料庫標准化設計

物探成果或以圖形文件的形式存儲，或以數據文件形式存儲通過空間分析轉為圖形文件。物探測量獲得的第一手資料為原始數據文件，經處理、反演後的信息仍以數據文件的形式存儲。將物探數據以表的形式存儲於關系型資料庫中，與其相關的測點、測線信息及說明性信息一起構成了物探資料庫的核心內容。依據測點位置信息可生成系統的點圖層，依據測線定位信息也生成系統的線圖層。隨著物探數據處理技術、反演技術的發展以及對研究區地質情況認知程度的提高，同一物探數據的處理成果和地質解釋亦可能有所不同，因而物探數據應盡可能存儲原始測量數量，可由系統提供豐富的處理功能，或通過介面由外部程序進行處理，處理結果返回系統中。物探資料庫中各數據項的標准化設計是地質災害勘查地球物理信息管理系統建設的重要內容之一。

9.2.4.1地球物理勘查測點、測線命名規則

某一地質災害研究區所實施的物探測量的空間信息、測量數據、解釋成果是地質災害勘查地球物理信息管理系統所管理的主要內容。為便於信息的管理和數據查詢，對地質災害研究區內的物探測點、測線進行統一命名，並統一坐標定位方向。

測點：YYYYMDXXX

測線：YYYYMLXXX

其中：YYYY前兩位為省代碼，後兩位為測區代碼。省代碼可參照相關規范、測區代碼可由用戶自行規定，基本原則為能反映測區位置名稱漢語拼音的首字母。X為測量順序號。

9.2.4.2物探資料庫中與測量相關的屬性數據的編碼方案

物探資料庫中與測量相關的基本信息數據項的編碼由大類碼、中類碼、小類碼和順序項編碼四部分組成。大類碼取能反映物探方法含義的英文的前兩個字母為代碼，具一定可讀性。如重力為GR。中類碼和小類碼各取A-Z一位字母順序編排，最後兩位為順序碼，數量較多，取AA-ZZ順序編排。層次結構如圖9-2所示。

圖9-2物探方法數據項編碼方案

9.2.4.3物探成果數據的記錄格式

地質災害勘查地球物理信息管理系統側重的是物探信息的管理、維護及分析、解釋。物探資料庫中記錄的為由測量的原始數據經過處理、反演後得到的成果數據及原始數據。為保證系統能接納、處理、分析不同格式的物探成果數據及原始數據，針對物探工作點式、線式、面積測量方式下產生的一維、二維、三維數據體定義統一的數據記錄格式。

F. 地理信息標准化

為直接或間接與地理空間定位有關的目標或現象信息，制定一整套結構化標准。

G. gis規范化和標准化在gis產業化和社會化過程中的作用是什麼

促進、加速的作用。
規范化和標准化可使各種數據結構得以統一，海量數據可以相互共享，減少重復勞動，方便地理信息的管理和應用。可使gis的分析演算法達到最優，形成統一標准，加速地表周圍信息的全面、准確的數字化。可使不同的gis專項應用得到准確科學的功能劃分，並且在突出專項應用的特點的同時，擁有規范標準的gis學科基礎。
數據可以共享使用，分析演算法最優且高效，不同專項有著科學的模塊劃分，就可以使得gis更好更快的實現產業化和社會化。

H. 簡述地理信息標准化的內容包括哪些

地理信息 編輯
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地理信息是地理數據所蘊含和表達的地理含義，是與地理環境要素有關的物質的數量、質量、性質、分布特徵、聯系和規律的數字、文字、圖像和圖形等的總稱。

I. 地理空間數據集成

早期GIS系統幾乎是完全獨立的系統，擁有自己特定的軟體組件、文件格式和自己專門採集的空間數據，不同GIS系統之間很少進行交互和集成。隨著網路和資料庫技術發展及GIS應用領域的擴大，發展了許多空間數據集成理論和方法。

根據側重點的不同，地球空間數據集成的概念有如下幾類:①GIS功能觀點，認為數據集成是地理信息系統的基本功能;②簡單組織轉化觀點，認為數據集成是數據層的簡單再組織;③過程觀點，認為地球空間數據集成是在一致的拓撲空間框架中地表描述的建立或使同一個地理信息系統中的不同數據集彼此之間兼容的過程;④關聯觀點，認為數據集成是屬性數據和空間數據的關聯。這些觀點，從不同角度揭示出地球空間數據集成的多樣性和綜合性(李軍，2000)。

按照數據集成的類型及實際應用中數據集成需求，地球空間數據集成分為4大類:①區域集成，指根據一定區域范圍集成各種類型的數據(Eugene，1992);②專題集成，以要素作為數據集成主要指標的集成;③時間集成，以時間為集成主體，內容包括多時間尺度數據集成、時間序列數據集成等;④數據綜合集成，即綜合度差異數據之間的集成，從數據與其表達的地學過程空間尺度的關系分析即是多空間尺度數據集成。

這四類集成中每一類都包含具體的集成類型，其中數據的綜合集成是最為復雜的一類，常規意義的制圖綜合和數據細化都包含在該類數據集成中。

按照數據集成模式可以把GIS數據集成分為3種模式:①數據轉換模式，是經專門的數據轉換程序進行不同數據格式的集成;②數據互操作模式，是根據OGC頒布的規范，所有數據源的軟體(數據伺服器)需要提供統一的數據訪問介面以便數據客戶進行訪問，並處理數據客戶的請求從而完成數據服務;③直接數據訪問模式，指在GIS系統中實現對其他數據格式的直接訪問、存取和分析，利用空間引擎的方法實現多源數據的無縫集成(宋關福等2000;閭國年等，2003)。

這三種集成模式各有利弊，其中，①模式是傳統的一種模式，但由於不同數據格式描述空間對象時採用的數據模型不同，因而轉換後不能完全准確表達源數據信息，此外由於這種數據格式轉換的涉及輸出和輸入兩個過程，相對比較復雜;②模式，由於實現各種數據格式宿主軟體的數據訪問介面，一定時期內還不現實，且對於數據客戶來講，同時需要擁有兩種格式的GIS軟體，並同時運行才能完成數據的互操作，給數據的集成帶來了局限性，因此目前還有很大的局限性。而③模式雖然提供了更為經濟實用的多源數據集成模式，是實現空間數據共享的理想方式，但由於構建成本比較大，且需要具備多源空間數據無縫集成技術和一種內置於GIS軟體中的特殊數據訪問體制，目前是相對比較困難且技術要求較高的集成模式。

綜上所述可知，關於地理空間數據集成，目前主要集中於物理實現和邏輯模型層次上的集成方法，是從數據本身入手來研究數據集成，屬一種微觀的數據集成。因此，數據集成必須同時集成數據的語義，才能滿足用戶應用的需要。

2.2.1.1 介面規范與標准

自從20世紀70年代開始，許多國家加強了地理信息標准化工作，迄今，已取得了長足進步。國際上地理信息產業的標准和規范發展十分迅速，各國對地理信息產業的標准和規范空前重視，在地理信息標准化的研究和標準的制定方面合作十分密切，國際標准化組織地理信息技術委員會(ISO/TC211)和以開放地理空間信息聯盟(OGC)為代表的國際論壇性地理信息標准化組織，以及CEN/TC287等區域性地理信息標准化組織，在其成員的積極參與下建立了完整的地理信息標准化體系，研究和制定出了一系列的國際通用或合作組織通用的標准或規范。國際地理信息標准化工作大體可分為兩部分:一是以已經發布實施的信息技術(IT)標准為基礎，直接引用或者經過修編採用;二是研製地理空間數據標准，包括數據定義、數據描述、數據處理等方面的標准。

我國於1997年成立了全國地理信息標准化技術委員會(CSBTS/TC230)，負責我國地理信息國家標準的立項建議、組織協調、研究制定、審查上報等。

2.2.1.2 分布式空間查詢處理技術

國際上的研究主要集中在分布式空間索引技術和分布式查詢處理策略等方向上。英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的Abel和新加坡國立大學的Ooi等人(1995)基於分布式資料庫理論中的半連接思想，首先研究了分布式空間資料庫的空間連接查詢處理問題，提出了空間半連接運算元，並基於空間對象的一維索引結構，提出了一種空間半連接查詢處理演算法。新加坡國立大學的Tan等人(2000)將上述演算法擴展到多維索引結構，並分析了演算法在不同數據分布和網路帶寬情況下的性能。實驗結果表明，採用空間半連接操作可以極大地降低網路數據傳輸量，這對於網路帶寬有限的分布式環境來說，如網路將很好地改善查詢的整體響應時間。但是，空間半連接操作也帶來了額外的CPU和I/O開銷，在高速網路環境下，且傳輸數據量較小時，採用基於空間半連接操作的查詢處理策略反而可能引起性能的下降。此外，還有學者研究了在並行計算體系結構下的分布式空間查詢處理問題，Patel等(2000)提出在並行計算體系結構下的兩種空間連接查詢處理策略。

2.2.1.3 組織管理與集成體系結構

對於組織管理與集成體系結構即空間數據組織管理與集成技術研究，分為三個階段:①傳統的空間數據組織管理與集成階段。②面向服務的空間數據的組織管理與集成階段。③網格環境下空間數據的組織管理與集成階段。海洋時空數據屬於地理空間數據的范疇，但是由於海洋現象的復雜性、多樣性以及海洋時空數據自身的特點，決定了海洋時空數據與其他空間數據的組織管理與集成有著很大的區別。

J. 地理信息系統的基本功能都有什麼

空間分析能力是GIS（地理信息系統）的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。

空間分析需要復雜的數學工具，其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等，其主要任務是對空間構成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測；調控地理空間上發生的事件等目的。

移動GIS是通過與流動裝置結合，地理資訊系統可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導航裝置都是結合了衛星定位設備(GPS)和地理資訊系統(GIS)的復合系統;在香港曾經很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統。

汽車導航系統是地理資訊系統的一個特例，它除了一般的地理資訊系統的內容以外，還包括了各條道路的行車及相關信息的資料庫。這個資料庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息，又利用網路拓撲的概念來決定最佳行走路線。

地理數據文件(GDF)是為導航系統描述地圖數據的ISO標准。汽車導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源資料庫也用於航跡規劃、導航，並可能還有主動安全系統、輔助駕駛及位置定位服務等高級功能。汽車導航系統的資料庫應用了地圖資源資料庫管理。

(10)什麼是地理信息標准化擴展閱讀

地理信息系統發展歷史

古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發展起來的「數字地球」「數字城市」在人們的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。

1.5萬年前，在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴牆壁上，法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構，即一個圖形文件對應一個屬性資料庫。

18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現，同時還出現了專題繪圖的早期版本，例如：科學方面或人口普查資料。約翰•斯諾在1854年，用點來代表個例，描繪了倫敦的霍亂疫情，這可能是最早使用地理方法的位置。

他對霍亂分布的研究指向了疾病的來源——一個位於霍亂疫情爆發中心區域百老匯街的一個被污染的公共水泵。約翰•斯諾將泵斷開，最終終止了疫情爆發。

20世紀60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。

羅傑•湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統(CGIS)，用於存儲，分析和利用加拿大土地統計局收集的數據，並增設了等級分類因素來進行分析。

20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，GIS在各種系統中的迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。