⑴ GIS包括哪些組成部分
GIS系統由什麼組成從計算機的角度看,地理信息系統(GIS系統)是由計算機硬體、軟體、數據和用戶4大要素組成。
1.計算機硬體系統;
2.計算機軟體系統;
3.地理空間資料庫;
4系統管理操作人員;
其中, 軟硬體系統是GIS系統的核心,地理空間資料庫反映了GIS的地理內容,而系統管理操作人員則決定GIS系統的工作方式和信息表示方式。
①硬體包括各類計算機處理機及其輸入輸出和網路設備,計算機硬體是GIS的物理外殼。GIS的規模、精度、速度、功能、形式、使用方法,甚至軟體等都受到硬體指標的支持或制約。GIS的硬體配置一般包括計算機主機、 數據輸入設備、數據存儲設備和數據輸出設備4個部分。
1.計算機主機:包括機箱內部的各種硬體;
2.數據輸入設備:包括數字化儀、圖像掃描儀、手寫筆、光筆等;
3.數據存儲設備:包括光碟刻錄機、磁帶機、磁碟陣列、光碟塔、移動硬碟等;
4.數據輸出設備:包括筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀(列印機)、激光列印機等。
②軟體是支持信息的採集、處理、存儲管理和可視化輸出的計算機程序系統;
計算機軟體系統:
1.計算機系統軟體:計算機系統軟體是GIS日常工作所必需的,是由計算機廠家提供的、為用戶開發和使用計算機提供方便的程序系統,通常包括操作系統、匯編程序、編譯程序、診斷程序、庫程序,以及各種維護使用手冊、程序說明等。
2.GIS軟體和其他支撐軟體:該部分既包括通用的GIS軟體包,也可以包括資料庫管理系統、計算機圖形軟體包、計算機圖像處理系統、CAD軟體等,用於支持對空間數據的輸入、存儲、轉換、輸出和與用戶介面。
3.應用分析程序:應用分析程序是系統開發人員或用戶根據地理專題或區域分析模型編制的用於某種特定應用任務的程序,是系統功能的擴充與延伸。應用程序作用於地理專題數據或區域數據,構成GIS的具體內容,這是用戶最為關心的真正用於地理分析的部分,也是從空間數據中提取地理信息的關鍵。用戶進行系統開發的大部分工作是開發應用程序,而應用程序的水平在很大程度上決定系統的優劣與成敗。
③數據則包括圖形和非圖形數據、定性和定量數據、影像數據及多媒體數據等;
地理空間資料庫:地理空間資料庫主要用於儲存、管理和檢索地理空間數據。地理空間數據是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數據,可以用圖形、圖像、文字、表格和數字等表示,由系統建立者通過數字化儀、掃描儀、鍵盤或其他通信系統輸入GIS,是系統程序作用的對象。不同用途的GIS,其地理空間數據的種類和精度都是不同的,但基本上都包括以下3種互相聯系的數據類型。
1.某個已知坐標系中的位置:即幾何坐標,用於標識地理景觀在自然界或某個區域的地圖中的空間位置,可以是經緯度、平面直角坐標、極坐標等,也可以是矩陣的行、列數等。
2.實體間的空間相關性:即拓撲關系,表示點、線、面實體之間的空間聯系,如網路節點與網路線之間的樞紐關系、邊界線與面實體之間的構成關系、面實體與點的包含關系等。空間拓撲關系對於地理空間數據的編碼、錄入、格式轉換、存儲管理、查詢檢索和模型分析等都有重要意義。
3.與幾何位置無關的屬性:即通常所說的屬性或非幾何屬性,是與地理實體相聯系的地理變數或地理意義,可分為定性屬性和定量屬性兩種。其中,定性描述的屬性包括名稱、類型、特性等,如岩石類型、行政區劃等:定量描述的屬性主要是數量和等級,如面積、長度、河流長度、水土流失土量等。
④用戶是地理信息系統所服務的對象,是地理信息系統的主人,GIS的用戶分一般用戶和從事系統的建立、維護、管理和更新的高級用戶。
系統管理操作人員:人員是GIS的重要組成要素。GIS從設計、 建立、運行到維護的整個生命周期,都離不開人的作用。除了系統軟硬體和數據之外,GIS系統還需要相關人員進行系統組織、管理、維護和數據更新、系統擴充完善、應用程序開發,並靈活應用地理分析模型提取多種信息,為研究和決策服務。
⑵ 空間數據(或地理數據)由哪幾個部分組成請舉例說明各個部分的作用。
空間數據分為兩類:矢量數據、柵格數據。矢量數據的作用主要是記錄空間位置,同時,每個幾何元素都可以對應某些屬性。柵格數據是多個相同大小的柵格組成的柵格網,每個柵格都對應一個數值,所有的柵格只表示一種屬性。
⑶ 簡述地理信息系統的組成
地理信息系統是由計算機硬體和系統軟體,資料庫系統,資料庫管理系統,應用人員和組織機構四部分組成。
地理信息系統的建模系統:
1、數據建模:將濕地地圖與在機場、電視台和學校等不同地方記錄的降雨量關聯起來是很困難的。然而,GIS能夠描述 地表、地下和大氣的二維三維特徵。
2、拓撲建模:GIS可以識別並分析這種在數字化空間數據中的這種空間關系。這些拓撲關系允許進行復雜的空間建模和分析。
3、網路建模:GIS能模擬出污染物沿線性網路(河流)的擴散的路徑。諸如坡度、速度限值、管道直徑之類的數值可以納入這個模型使得模擬得更精確。網路建模通常用於交通規劃、水文建模和地下管網建模。
⑷ 把gdb中的要素類導入到mdb中的要素集,為什麼不行呢
地理資料庫的創建
地理資料庫(Geodatabase)是按照層次型的數據對象來組織地理數據,如下圖所示:
這些數據對象包括對象類(Object Classes)、要素類(Feature Classes)和要素數據集(Feature Dataset)。
對象類是指存儲非空間數據的表格(Table)。
要素類是具有相同幾何類型和屬性的要素的集合,即同類空間要素的集合,如河流、道路、植被、用地、電纜等。要素類之間可以獨立存在,也可具有某種關系。當不同的要素類之間存在關系時,應考慮將它們組織到一個要素數據集(要素集)中。
要素數據集是共享空間參考系統並具有某種關系的多個要素類的集合。一般而言,在以下三種情況下,應考慮將不同的要素類組織到一個要素數據集中。
(1)當不同的要素類屬於同一范疇。例如,全國范圍內某種比例尺的水系數據,其點、線、面類型的要素類可組織為同個要素數據集。
(2)在同一幾何網路中充當連接點和邊的各種要素類,必須組織到同一要素數據集中。如配電網路中,有各種開關、變壓器、電纜等,它們分別對應點或線類型的要素類,在配電網路建模時,應將其全部考慮到配電網路對應的幾何網路模型中去。此時,這些要素類必須放在同一要素數據集下。
(3)對於共享公共幾何特徵的要素類,如用地、水系、政區界等。當移動其中的一個要素時,其公共的部分也要求一起移動,並保持這種公共邊關系不變。此種情況下,也要將這些要素類放到同一個要素數據集中。
對象類、要素類和要素數據集是地理資料庫中的基本組成項。當在資料庫中創建了這些項目後,就可以向資料庫中載入數據,並進一步定義資料庫,如建立索引、創建拓撲關系、創建子類、幾何網路類、注釋類、關系類等。
1、創建地理資料庫。文件地理資料庫(File geodatabase)和個人地理資料庫(Personal Geodatabase)都屬於本地地理資料庫。文件地理資料庫由於不受2G的數據量制約,越來越多被使用。下面以創建文件地理資料庫為例。
(1)在arcmap的目錄中,點擊工具欄中目錄
(2)找到文件夾連接下,在一個文件夾下右鍵,新建,文件夾,並進行重命名為學習。
(3)右鍵學習文件夾,新建文件地理資料庫,命名為我的文件.gdb
這樣,一個文件地理資料庫建好了。這時,該資料庫不包含任何內容的空的地理資料庫。
2、向我的文件.gdb資料庫中新建要素數據集
(1)在我的文件.gdb上單擊右鍵,選擇新建,要素數據集,打開要素數據集窗口
(2)點擊下一步選擇合適的坐標,可以選擇系統提供的某一坐標系統,也可以單擊新建,自己定義一個空間參考
(3)點擊下一步
(4)設置數據集X,Y,Z,M值的容差。X,Y,Z分別表示要素的平面坐標和高程坐標的范圍值,M值是一個線性參考值,代表一個有頁數意義的點,要素的坐標都是以M為基準標識的。點擊完成。
3、建立簡單要素類
(1)在newdataset上單擊,新建要素類,打開新建要素類窗口。
(2)輸入要素名和要素類別名
(3)默認設置就行,點擊下一步
(3)為要素類創建欄位名和欄位類型,點擊完成。
4、建立關系表
(1)右鍵我的文件.gdb,選擇新建表,打開新建表窗口。並輸入表名和別名
(2)點擊下一步
(3)在屬性欄位編輯窗口中為新建表增加屬性欄位
⑸ 基於GIS數字地質圖資料庫的組成
1.數字地質圖
傳統的紙質模擬地圖是根據地圖模型(map model),按照一定的數學法則、符號、制圖綜合原理和比例,將地球空間實體和現象的形狀、大小、相互位置、基本屬性等表示在二維平面上。「數字地圖」,簡單地說,就是存儲在計算機中數字化了的地圖。一般來講,數字地圖是以地圖資料庫為基礎,以數字形式存貯於計算機外存儲器上,並能在電子屏幕上實時顯示的可視地圖,又稱「屏幕地圖」或「瞬時地圖」。
(1)地質圖
「地質圖」乃是一切地質工作中的基本圖件,用規定的符號、不同的顏色、描繪一地區的地質現象,反映沉積岩、岩漿岩、變質岩、各類礦產、各種型式的地質構造線等,反映它們形成的時代、分布和相互關系,以三維空間的立體形狀表示在二維空間的平面上。金澤蘭等在《地質圖編匯法》中,提出地質圖是一種將出露在地表的地質構造現象按比例投影到平面圖(通常帶有地形等高線,即地形圖)上,並用規定的符號、色譜、花紋予以表示的圖件。它是為特定目的服務的、有選擇性地表示地質對象的時間和空間分布的符號化表現形式。在地質圖上表示的地質對象即可以根據地質屬性分類集合進行選擇,也可以按照地理范圍進行表示,一般情況下是兩者結合進行的。總的來說,地質圖是現實世界中地質客體在人腦中抽象的、具體的表達,是現實地質對象在圖紙上的映射。如圖7-11所示。
圖7-15 以對象為中心的面向對象數據模型實現圖形和屬性統一存儲
這種數據模型徹底解決了長期以來空間對象與其屬性數據,在物理上分離帶來的諸多難題,進而實現基於關系資料庫的GIS空間數據一與其他非空間關系數據一體化管理,給GIS系統開發、應用帶來了極大的便捷性。如利用空間引擎對空間與非空間數據進行操作,同時可以利用大型關系資料庫海量數據管理、事務處理(transaction)、記錄鎖定、並發控制、數據倉庫等功能。
4.GIS與數字地質圖資料庫的結合
GIS是分析和處理海量地理數據的通用技術,藉助GIS,基於大量綜合信息,可進行空間采樣,對構造演化、火成活動、沉積相、礦產形成、模擬區域地質演化等復雜問題進行時空和多元統計分析,對成礦預測和礦產勘查提供有力分析工具。在數據量充裕前提下,GIS分析具有定量、定時、定位的特點,可給出動態(不同時間、不同位置)結果。藉助深部與時間數據,GIS分析實際上可拓展到四維空間。
P.Gardenfors提出在客觀世界和符號表達之間存在著概念層,他將知識表達分為三個層次,即:亞概念層、概念層、符號層,通過亞概念層感知客觀世界,然後通過概念層將感知的內容抽象成為概念進行分類,將概念(分類)通過符號層表達出來。地理信息在概念層形成,在符號層表達,所以地理信息庫的建立就是通過概念層對地理空間(客觀世界)的抽象而形成地理信息概念空間,將該概念空間形式化後就成為本體化的地理信息空間,即可在計算環境下通過符號層(圖形)表達出來。
地質信息系統研究的關鍵問題之一,就是構造圖7-16中的地質模型,目的是通過有限的、不完全的並且含有各種雜訊的觀測數據來推斷地下空間的物質、能量的分布和流動情況。
圖7-16 地質認知過程的簡化示意圖
大部分礦產都不是暴露在表面,而是埋在地表深部。利用GIS的方法通過了解地表上層物質的空間分布,就可以判斷礦藏存在的可能性。在一個找礦預測區域往往已知部分礦區和礦點,這些礦區和礦點具有很多的空間屬性和地理屬性,要想很直觀的用以往普通的資料庫管理系統去把它表達出來,可謂耗時費力。而GIS的出現為礦產資源評價和管理提供了前所未有的評價工具與手段。GIS是採集、管理、處理、分析、顯示、輸出多種來源的與地理空間位置相關信息的計算機系統。隨著GIS與RS(遙感)、GPS(全球衛星定位系統)相結合的「3 S」集成以及計算機互聯網的迅速發展,GIS在地質找礦中將發揮更加重要的作用。
目前,GIS與地質空間資料庫的結合主要體現在以下幾點:
(1)建立地質礦產資源資料庫
描述礦產地屬性的數據內容繁雜,類別眾多,可分為屬性數據和空間數據,礦產地各類屬性信息認識、分析和評價該礦區也很重要。因此,地理空間信息在礦產資源管理中佔有非常重要的地位。地質礦產資料庫在GIS的支持下,結合礦產資源數據類型可建立多種地理空間資料庫和屬性資料庫,利用GIS先進的資料庫和圖庫管理對於各種地質圖件和數據的長期保存及修改變得容易。
(2)圖形顯示的直觀性和形象性
專題圖不僅是一種重要的研究手段,同時也能有效而直觀的反映研究成果。在地質資料庫基礎上,GIS可將各種數據或分析成果以專題圖的形式直觀而有效的顯示,並可進行人機互動式地設計、編輯、修改。在成果輸出方面,GIS能夠提供高質量的預測成果圖件,直觀清晰,一目瞭然。GIS的這些功能,能將各種礦產資源的文字描述與空間地理位置有效的結合與表達,大大提高了礦產資源數據的直觀性和形象性。
(3)空間分析功能
GIS的空間分析功能是GIS區別於其他計算機系統的主要標志。地質資料庫系統涉及GIS多種空間分析功能,結合地質「專家知識」,為大范圍大區域內實現快速、准確的成礦預測創造了有利條件。GIS吸取專家的經驗及知識較容易,並且進行成礦預測具有空間直觀性,避免了預測中的人為因素;能夠彌補一些人工方法的缺陷(如對於斷裂控礦影響寬度帶的確定)。與傳統的方法相比,GIS空間分析功能可以更加迅速地對大量數據進行對比和分析,大大節約了時間,縮短了研究周期,
(4)多源信息的集成
地質資料庫的數據是多源數據。有不同精度、不同比例尺、不同數據源、不同格式的數據,藉助GIS能將這些多源的數據有機地集成在一起,能提供集成管理多源地學數據(包括以文字、數字為主的屬性信息和以圖形圖像為主的空間信息),具有方便建立模型及進行空間模擬分析的能力,使數據的分析更有效和定量化。進而,可以以多尺度、多方位反映某個地區的地質成礦信息。
由此可見,海量的地質數據與GIS強大的空間信息處理和分析功能的有機結合,是地質領域對多源地學信息綜合分析進行成礦預測劃時代的理想工具。
通過以上三個章節的分析論述,GIS在理論和技術上的日臻完善和強大,使得基於GIS地質圖資料庫的應用更加深入人心。在理論上,地理空間和地理信息空間的點本質認識以及地理信息元組概念的提出對地理信息應用特別是在地質領域的應用理論體系的建立提供了一條理論依據和入口;在技術上,以ArcGIS為代表的新一代地理信息系統的日益完善:在地理信息表達上,以本體為核心的地理信息表達方式為地質信息的表達及應用提供了強有力的工具,使得原有地理信息所不能完成的知識發現、復雜環境建模等復雜應用在新地理信息系統下成為現實;在地理信息分析技術上,ArcGIS從地理信息庫(知識庫)、基於知識庫的智能可視化,以及地理信息處理三個角度為地理信息的各種應用提供了強有力的工具支持,特別是9.0版本開發以後,對探索式空間數據分析方法整合使從海量日益復雜的地理信息中進行數據挖掘和知識發現可以在空間、時間、屬性一體化方式下進行。
⑹ 地理資料庫的數據分類
地理數據包括觀測數據、分析測定數據、遙感數據和統計調查數據。按內容分為自然條件和社會經濟兩類數據。圖形數據經過數字化後,在計算機內將各要素數據按一定的數據結構建立地理資料庫,包括兩種基本數據類型:①描述地理實體屬性的數據。如土地利用類型、河流名稱、道路寬度和質量等;②描述地理實體空間分布的數據。如實體位置(X,Y坐標集合)、實體間相鄰關系等。這兩類數據的管理方式不同。對地理屬性數據可採用通用資料庫管理系統進行管理,而對地理空間數據則需採用專門的空間數據管理系統進行管理,並在兩者之間建立有效的聯結。地理資料庫是地理信息系統中最主要的數據基礎,應用於地理過程、地理環境分析評價與制圖。
⑺ 地理資料庫的介紹
地理資料庫(geographical database)是應用計算機資料庫技術對地理數據進行科學的組織和管理的硬體與軟體系統,自然地理和人文地理諸要素文件的集合,是地理信息系統的核心部分。它包括一組獨立於應用目的的地理數據的集合、對地理數據集合進行科學管理的數據管理系統軟體和支持管理活動的計算機硬體。廣義的地理資料庫還包括地理數學模型庫、知識庫(智能資料庫)和專家系統。地理資料庫屬於空間資料庫,表示地理實體及其特徵的數據具有確定的空間坐標,為地理數據提供標准格式、存貯方法和有效的管理,能方便、迅速地進行檢索、更新和分析,使所組織的數據達到冗餘度最小的要求,為多種應用目的服務。
⑻ 國家基礎地理信息資料庫包括哪幾類信息資源(中文名稱和英文縮寫)
地理信息系統GIS是(Geographic Information System)的簡稱,是一項以計算機為基礎的新興技術,圍繞著這項技術的研究、開發和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科,是管理和研究空間數據的技術系統,在計算機軟硬體支持下,它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息,並能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。GIS 的基本構成分5個主要部分:系統硬體、系統軟體、空間數據、應用人員和應用模型。