地理信息系統如何獲取數據

1. 地理信息系統知識點

地理信息系統是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用於輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，接下來我為你整理了地理信息系統知識點，一起來看看吧。

地理信息系統知識點(一)

1、什麼是GIS?它具有什麼特點?

答：地理信息系統(GIS , Geographic Information System)是在計算機硬、軟體系統支持下，對現實世界(資源與環境)的研究和變遷的各類空間數據及描述這些空間數據特性的屬性進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統

特點有：

○1具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力;

○2以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態預測的能力;並能產生高層次的地理信息。

○3具有公共的地理定位基礎，所有的地理要素，要按經緯度或者特有的坐標系統進行嚴格的空間定位。

○4由計算機系統支持進行空間地理數據管理，並由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析方法，作用於空間數據，產生有用信息，完成人類難以完成的任務。

○5地理信息系統從外部來看，它表現為計算機軟硬體系統;而其內涵確是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統。信息的流動及信息流動的結果，完全由計算機程序的運行和數據的交換來模擬

2、GIS與其它信息系統有什麼區別

答：第一，GIS有別於DBMS(資料庫管理系統)，GIS具有以某種選定的方式對空間數據進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數據管理，這種能力使用戶能得到關於數據的知識，因此，GIS是能對空間數據進行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。

第二，GIS有別於MIS(管理信息系統)，GIS要對圖形數據和屬性資料庫共同管理、分析和應用，GIS的軟硬體設備要復雜、系統功能要強;MIS則只有屬性資料庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

第三，GIS有別於地圖資料庫，地圖資料庫僅僅是將數字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數據和屬性數據進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數據源。

第四，GIS有別於CAD系統，二者雖然都有參考系統，都能描述圖形，但CAD系統只處理規則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。

3、簡述GIS的構成

答：GIS構成：硬體平台、軟體平台、空間數據、應用人員、GIS模型。

4、簡述GIS的發展。

答：地理信息系統的發展的四個階段 ：

第一階段：60年代起源於北美：加拿大國家土地調查局為了處理大量的土地調查資料，於60年 代開始建立地理信息系統(CGIS)，於70年代初投入產品生產;同一時期的美國哈佛大學的計算機圖形與空間分析實驗室，建立通用的制圖軟體包，竭力發展空間分析模型和軟體

第二階段：70年代是GIS發展的鞏固階段：美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對地理信息系統的研究均投入了大量的人力、物力、財力，研究不同專題、不同規模、不同類型的各具特色的地理信息系統。

第三階段：80年代為地理信息系統的大發展階段：計算機的迅速發展和普及，地理信息系統也逐 步走向成熟，並在全世界范圍內全面地推向應用階段。

第四階段：90年代至今為地理信息系統的應用普及時代 ：由於計算機的軟硬體均得到飛速的發展，網路已進入千家萬戶，地理信息系統已成為許多機構必備的工作系統，尤其是政府決策部門在一定程度上由於受地理信息系統影響而改變了現有機構的運行方式、設置與工作計劃等。從美國的 “國家信息基礎設施：行動計劃(National Information Infrastructure ,簡稱NII)” 建設到數字地球的提出，由“數字地球”細化到“數字中國”、“數字省區”、“數字城市” 、“數字小區”直到“企業信息化”、“電子商務”、“數字通訊”、“虛擬現實”等眾多的信息化領域的工作已全面鋪開。

5、舉例說明GIS可應用的行業

測繪與地圖制圖 資源調查與管理 城鄉規劃 災害監測 環境保護 國防 宏觀決策支持

如：防火信息系統、水質管理、城市土地利用信息系統、電信資源管理、鐵路地理信息系統、公安警用地理信息系統、醫療機構信息查詢等

地理信息系統知識點(二)

1、說說地理空間模型是怎樣建立的?

(1)地球橢球體模型：以大地水準面為基準建立的。地球的形狀接近於橢圓繞其短軸形成的橢球體，通過扁率表示橢球體的扁平程度。大地水準面與具有微小扁率的旋轉橢球面非常接近，可用旋轉橢球體代替大地球體。

(2)地球表面：最自然的面，包括海洋底部、高山、高原等在內的固體地球表面。——太復雜，難以建模，各種量算也非常困難。

(3)大地水準面：相對抽象的面，是靜止海平面的延伸。以它為基準，可以用水準儀測量地球自然表面上任意點的高程。——海平面的起伏將導致測量的不確定。大地水準面所包圍的球體，叫大地球體

2、GIS中為什麼要考慮地圖投影?

答：GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。

GIS資料庫中地理數據以地理坐標存儲時，則以地圖為數據源的空間數據必須通過投影變換轉換成地理坐標;而輸出或顯示時，則要將地理坐標表示的空間數據通過投影變換變換成指定投影的平面坐標。

GIS中，地理數據的顯示可根據用戶的需要而指定投影方式，但當所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般採用國家基本系列地圖所用的投影。

3、地理空間實體的三要素是什麼?它們之間的關系是怎樣的?

答：地理空間試題三要素是點、線、面三種要素，分別用點狀、線狀、面狀符號表示。其中，點要素是有位置，無寬度和長度的抽象的點;線要素是有長度，但無寬度和高度 用來描述線狀實體的，通常在網路分析中使用較多，度量實體距離。面要素則具有長和寬的目標，通常用來表示自然或人工的封閉多邊形，一般分為連續面和不連續面。

4、 空間數據的基本特徵有哪些?地理信息的數字化描述方法有哪些?

5、 答：有

屬性特徵：描述空間對象的特性，即是什麼，如對象的類別、等級、名稱、數量等。

空間特徵：描述空間對象的地理位置以及相互關系，又稱幾何特徵和拓撲特徵，前者用經緯度、坐標表示，後者如交通學院與電力學院相鄰等。

時間特徵：描述空間對象隨時間的變化

方法有：顯性描述和隱性描述。計算機對空間實體的顯性描述也稱柵格數據結構，對地理實體的隱性描述也成矢量數據結構。所以有柵格法和矢量法可以表示空間信息。

6、 什麼是元數據?為什麼要使用元數據?

答：元數據是關於數據的描述性數據信息，說明數據內容、質量、狀況和其他有關特徵的背景信息。其目的是促進數據集的高效利用，並為計算機輔助軟體工程服務。

元數據的作用和意義：

(1)幫助數據生產單位有效的維護和管理數據;

(2)提供有關數據生產單位的各種有關信息供用戶查詢;

(3) 幫助用戶了解數據;

(4) 提供有關信息，以便用戶處理和轉換有用數據。

(5) 採用元數據可以便於數據共享。

地理信息系統知識點(三)

1、資料庫的定義：是為一定目的服務，以特定的數據存儲的相關聯的數據集合

2、資料庫的特徵：

(1)在資料庫中的數據獨立於應用，從而實現了數據共享，減少了信息冗餘，提高了數據的利用效率。

(2)在數據值中建立了聯系，體現邏輯性和科學性。

(3)復雜的數據模型，為數據的安全與保護提供了基礎。

(4)數據保護性特徵

3、資料庫管理系統

定義：在信息系統中，應用程序對資料庫中的數據的訪問，是通過一個能對資料庫進行定義、建立、維護、管理、查詢、通訊等基本操作的核心軟體而進行的。功能：資料庫的定義、資料庫的維護、資料庫之間的通訊。

4、地理信息系統資料庫(GIS資料庫)及其特點

定義： GIS資料庫是關於特定區域內一定地理要素特徵的數據集合。

特點：(1)不僅存貯有關對象的屬性數據，同時還存儲有關對象的空 間定位數據，且二者具有不可分割的緊密聯系。(2)數據量特別大。(3)數據的應用廣泛。

5、數據模型：資料庫系統中關於數據和聯系的邏輯組織的形式表示。資料庫領域採用的數據模型有層次模型、網狀模型和關系模型，其中應用最廣泛的是關系模型。

6、傳統資料庫在管理空間數據時的局限：

(1)管理的是不連續的、相關性較小的數字和字元。

(2)管理的實體類型較少，並且實體類型之間通常只有簡單、固定的空間關系。

(3)存儲的數據通常為等長記錄的數據;

2. 地理信息系統是如何獲得農田信息

是通過衛星數據、人工測量和軟體製作而成的，具體如下：

利用無人機搭載多光譜鏡頭採集吉林省內包括水稻、玉米、大豆等10餘種常見農作物各生長期的多光譜數據，詳細分析不同作物在不同生長時期、不同氣象條件下的多光譜特徵，建立農作物光譜資料庫，然後與政府合作獲取農田地理信息系統（GIS）數據。

再通過用衛星對處理好的農田數據區域進行遙感遙測，分析空間作物分布。進而完成衛星遙感數據、氣象數據和無人機多光譜數據的有效結合，不斷完善區域農情資料庫，最終開發出可視化系統軟體。相關部門可以參照信息進行產業結構調整，合理安排農業生產。

各地紛紛加快衛星＋農業的布局。

吉林省、內蒙古自治區分別與研發運營「吉林一號」衛星星座的長光衛星技術有限公司簽署戰略合作協議。當前「吉林一號」已有29顆衛星在軌，可為兩省（區）提供耕地資源與農業設施分布、農作物種植結構、農作物長勢監測、耕地土壤墒情與作物旱情監測、農業災害監測和農作物產量預測等遙感服務，加快構建衛星遙感大數據產業生態。

海南省農業農村廳與浙江網商銀行股份有限公司簽約，浙江網商銀行衛星遙感技術將在海南農村金融領域商用。

業內人士認為，衛星是精準農業的重要技術支撐，是發展現代農業和實現農業可持續發展的關鍵技術。

3. 地理信息系統的數據如何採集

主要有三種途徑
一種是數字化，就是把野外測量好的數據或者地圖數字化後的數據利用手工輸入的辦法錄入，是現在精確度最高的建庫方法
第二種是從老MIS系統掛接，但這只限於屬性數據
第三種是通過遙感影像，這是最廉價最高效的採集方式，但是由於現在地物識別技術有待發展，所以准確度有限，比如管線地理信息系統，裡面的水管啊，氣管啊就不能有遙感來實現入庫

4. 地理信息系統原理

一、地理信息科學(Geo-Informatics 或 Geo Information Science,簡稱GISci)

1.主要技術手段: 3S技術 (GPS  RS  GIS)

GPS: 定位

RS: 遙感影像獲取信息

GIS: 處理數據

2.運作特點: 空間上是整體性的、時間上是長期性的、時序上是連續性的，時相上是同步的，協調的、技術上3S集成的。

二、地理信息系統

1.基本概念

1)信息(Information)

信息是用文字，數字、符號、語言、圖形、圖像等介質或載體，表示事件、事物、現象等的內容、數量或特徵。

信息具有客觀性，適用性，可傳輸性和共享性等特點。

2)數據(Data)

數據是指對某一事件、事物、現象進行定性、定量描述的原始資料。

3)信息與數據

信息來源於數據，數據是信息的載體。

三、GISystem基礎理論

1.地理系統理論

2.地理信息理論

1)地理信息熵

2)地理信息流

3.地理(地球)空間認知理論

地理(地球)空間認知包括: 感知過程、表象過程、記憶過程和思維過程等基本過程。

1)認知制圖

可以發生在地圖的空間行為中，也可以發生在地圖使用中

2)心象地圖

是不呈現在眼前的地理空間環境的一種心理表徵，是在過去對同一地理環境多次感知的基礎上形成的。(心象地圖可通過實地考察，閱讀文字資料，使用地圖等方式建立)

四、地理信息系統構成

1.硬體系統

2.軟體系統

3.GISystem與相關學科關系

5. 有哪些獲取Gis數據的途徑

1、矢量化：紙質地圖掃描後，進行配准投影及數字化處理 2、測量：導出全站儀等測量儀器採集的點數據，進行內業成圖處理 3、GPS採集：利用GPS接收機或RTK技術採集的數據，進行內業成圖處理 4、遙感影像解譯：利用衛星影像，數據預處理，進行影像自動分類識別或人工解譯提取信息 5、航測或雷達數據：利用航拍的衛片或利用雷達數據，提取信息

6. 地理信息系統的主要功能

1、數據的採集

編輯主要用於獲取數據，保證GIS資料庫中的數據在內容與空間上的完整性。

2、GIS系統數據轉換

其目的是保證數據在入庫時在內容上的完整性， 邏輯上的一致性。方法主要有數據編輯與處理、錯誤修正；數據格式轉化，包括：矢量、柵格轉化，不同數據格式轉化；數據比例轉化，包括：平移、旋轉、比例轉換、糾正等；

投影變換，主要是投影方式變換；數據概化，主要是平滑、特徵集結；數據重構，主要是幾何形態變換（拼接、截取、壓縮、結構）；地理編碼，主要有根據拓撲結構編碼。

(6)地理信息系統如何獲取數據擴展閱讀：

地理信息系統的發展空間：

許多學科受益於地理信息系統技術。活躍的地理信息系統市場導致了GIS組件的硬體和軟體的低成本和持續改進。這些發展反過來導致這項技術在科學、政府、企業和產業等方面更廣泛的應用，應用包括房地產、公共衛生、犯罪地圖、國防、可持續發展、自然資源、景觀建築、考古學、社區規劃、運輸和物流。

地理信息系統也分化出定位服務(LBS)。LBS使用GPS通過所在地與固定基站的關系用移動設備顯示其位置(最近的餐廳，加油站，消防栓)，移動設備(朋友，孩子，一輛警車)或回傳他們的位置到一個中央伺服器顯示或作其他處理。隨著GPS功能與日益強大的移動電子(手機、pad、筆記本電腦)整合，這些服務繼續發展。

7. 地理信息系統有哪些採集數據的方式

應該說主要有幾種途徑，一是對原始紙質數據、電子數據（表格、圖形文件、遙感影像、航片等）的矢量化，二是利用衛星、飛機、各種採集儀器（全站儀、GPS數據採集車等）直接採集數字化的數據。

8. 地理信息系統的數據來源

地圖數據、遙感影像數據、地面測量數據、文本資料、統計資料、多媒體數據等

9. 簡述地理信息系統的數據來源有哪些

地理信息系統的數據來源繁多,主要有
①地圖數據,包括各種類型的地圖和專題地圖;
②影像數據,主要來源於遙感影像;
③地形數據。

10. 地理信息系統的數據來源

GPS 系統由3 部分組成：
空間部分：主動式工作衛星：26 顆衛星分布6 個橢圓軌道上，長半軸26600km，高度20200km，時間基準10-12?/FONT>10-13 秒。
控制部分：軌道預報（監測和控制衛星系統），確定系統時間，預報衛星星歷、衛星鍾狀態，更新衛星導航電文。
用戶部分：不同類型的接收機（由帶前置放大器的天線、信號識別和處理的射頻倉、微處理器、精密振盪器、電源、顯示屏、內存和數據存儲器組成）。利用GPS 進行GIS 地理數據更新具有及時、高效、高精度、不受惡劣環境氣候影響等優勢，GPS 作為一種便捷的科學工具將在空間科學領域獲得廣泛的應用。GPS 定位方法精度高,方便靈活。GPS 定位技術在測繪中的應用和普及,是測繪科技的一個重大的突破性進展。隨著GPS 接收站的全面建成和發展,GPS 技術在普通測量與工程測量中的應用將越來越廣泛。
2 全站儀數據用全站儀進行實地測量,將野外採集的數據自動傳輸到電子手簿,磁卡或便攜機內記錄,並在現場繪制地形(草)圖,到室內將數據自動傳輸到計算機,人機交互編輯後由計算機自動生成數字地圖,並控制繪圖儀自動繪制地形圖。這種方法是從野外實地採集數據的,又稱地面數字測圖。由於測繪儀器測量精度高,而電子記錄又如實地記錄和處理,所以地面數字測圖是幾種數字測圖方法中精度最高的一種,也是城市地區的大比例尺(尤其是1∶500 的)測圖中最主要的測圖方法。現在,各類建設使城市面貌日新月異,在已建(或將建)的城市測繪信息系統中,多採用野外數字測圖作為測量與更新系統,發揮地面數字測圖機動、靈活、易於修改的特點,局部測量,局部更新,始終保持地形圖的現勢性。MAPGIS 提供了一個完整的數字測圖成圖軟體-MAPSUV,它既可以採用野外測記,室內成圖;也可以採用電子平板測繪模式,內外業一體化,實時成圖。它具有數據採集、輸入、數據處理、成圖、圖形編輯與修改及繪圖等功能。可以自動生成和維護拓撲關系,輸入圖形屬性信息,同時可以輸出符合國家標准圖式的圖形。
原圖數據採集在已進行過測繪工作的測區，有存檔的紙介質(或聚酯薄膜)地形圖，即原圖，也稱底圖。為了圖的計算機存檔和修測,為了建立該區的GIS 或進行工程CAD,就必須將原圖數字化,才能將圖輸入計算機。數字化的方法有兩種：
1 數字化儀數字化數字化儀是—種將圖示坐標轉換為數字信息的設備。數字化的過程－即用數字化儀對原圖的地形特徵點逐點進行採集(稱手按數字化)，將數據自動傳輸到計算機，處理成數字地圖的過程，採集的數據為矢量數據結構。由於數字化圖的精度一般低於原圖的精度，尤其當作業員疲勞時，精度更易受影響。數字化儀數字化在實際中的應用越來越少，基本上轉向掃描矢量化。
2 掃描儀數字化原始紙介質（或聚酯薄膜）圖件在掃描儀上走—遍，即完成圖的掃描數字化，將數據輸入計算機中存儲、處理並可再回放成圖。掃描數字化速度較快，獲得數據為柵格數據。柵格數據結構比矢量數據結構簡單，但圖形數據量大，其空間數據的疊置和組合十分簡便，圖像表現比較真切，因此在GIS 中，它與矢量數據結構並用。在數字測圖中，對原圖掃描數字化，獲得柵格圖形數據後，還必須將柵格數據轉換為矢量數據，即矢量化。