1. 地理信息与地理信息系统
地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征,它是对表征地理特征与地理现象之间的地理数据的解释。地理数据包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。空间位置数据描述地物所在位置; 属性特征数据是属于一定地物,且描述其特征的定性或定量指标; 时域特征数据是指地理数据采集或地理现象发生的时段/时刻 ( 如在矿井瓦斯监控系统中,如瓦斯浓度、巷道风速、井下压力随时间变化等) ( 刘桥喜等,2004) 。空间位置、属性特征及时域特征是地理空间分析的三个基本要素。
地理信息系统是融计算机图形和数据库于一体,对空间数据进行采集、存储、更新、分析、输出等处理的工具。地理信息系统的数据库包括空间数据 ( 又称图形数据) 和属性数据两部分,空间数据主要负责点 ( point) 、线 ( line,arc) 、面 ( surface) 等图形实体的管理,而各类图形实体的属性管理则由 SQLServer,Oracle 等数据库来承担。事实上,人类对地球三维空间中任意实体的表达,应该是图形和属性的并集,这样,才能对物体进行较为精确的描述。所以,只有地理信息系统才能对空间目标进行有效的描述 ( 石磊等,2005) 。
地理信息系统是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘科学。GIS 把这些技术与学科有机地融合在一起,并与不同数据源的空间和非空间数据相结合,通过空间操作和模型分析,提供对规划、管理和决策有用的信息产品 ( 刘铁民等,2004) 。
地理信息系统 ( GIS) 与管理信息系统 ( Manger Information System,MIS,如矿井巷道检索系统、通风管理系统等) 的主要区别在于: GIS 要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用,GIS 的软硬件设备要复杂、系统功能要强; 而 MIS 则是只有属性数据库的管理,即使存储了图形,也是以文件形式管理,图形要素不能分解、查询,没有拓扑关系。如图 2. 3 所示,有一张煤层区域地质图,在计算机中没有存储图形,只存储了右边的列表。
图 2. 3 煤层区域图信息
图 2. 3 中数据是按矩阵排列,一行称为一个 “记录”,一列是同类项称为一个 “域”,每一行代表一个独立的矿井单元所具有的属性。查询时可以做逻辑运算,不受域和记录个数的限制。例如,可以检索煤层厚度大于 4m,瓦斯含量大于 15m3/ t 的矿井,查询结果为林北矿,安东矿和洪阳 2 井。这里虽然管理的是矿井资源信息,但没有反映空间结构( 与地理位置无关) ,因而该系统仍属于 MIS 的类型。
地理信息系统和地图数据库虽然都有空间查询、分析和检索功能,但是地图数据库不可能像 GIS 那样去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策的信息。
地理信息系统与计算机辅助制图系统 ( CAD) 的共同特点是二者都有参考系统,都能描述图形数据,但 CAD 图形功能较强,属性库功能相对要弱 ( 刘铁民等,2004) 。相对而言,GIS 完善了上述各种系统存在的不足。实现数据输入、存储、编辑,操作运算,数据查询、检索,应用分析,数据显示,结果输出等功能。其他各种功能,下述各章还会进行详细介绍。
2. 地理信息系统的基本功能都有什么
空间分析能力是GIS(地理信息系统)的主要功能,也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物,以及对空间事物做出定量的描述。
空间分析需要复杂的数学工具,其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等,其主要任务是对空间构成进行描述和分析,以达到获取、描述和认知空间数据;理解和解释地理图案的背景过程;空间过程的模拟和预测;调控地理空间上发生的事件等目的。
移动GIS是通过与流动装置结合,地理资讯系统可以为用户提供即时的地理信息。一般汽车上的导航装置都是结合了卫星定位设备(GPS)和地理资讯系统(GIS)的复合系统;在香港曾经很流行的地图王,则是一套可以安装在PDA或手提电话上的即时地图系统。
汽车导航系统是地理资讯系统的一个特例,它除了一般的地理资讯系统的内容以外,还包括了各条道路的行车及相关信息的数据库。这个数据库利用矢量表示行车的路线、方向、路段等信息,又利用网络拓扑的概念来决定最佳行走路线。
地理数据文件(GDF)是为导航系统描述地图数据的ISO标准。汽车导航系统组合了地图匹配、GPS定位和来计算车辆的位置。地图资源数据库也用于航迹规划、导航,并可能还有主动安全系统、辅助驾驶及位置定位服务等高级功能。汽车导航系统的数据库应用了地图资源数据库管理。
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地理信息系统发展历史
古往今来,几乎人类所有活动都是发生在地球上,都与地球表面位置(即地理空间位置)息息相关,随着计算机技术的日益发展和普及,地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”“数字城市”在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
1.5万年前,在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴墙壁上,法国的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的线条和符号。这些早期记录符合了现代地理资讯系统的二元素结构,即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,同时还出现了专题绘图的早期版本,例如:科学方面或人口普查资料。约翰•斯诺在1854年,用点来代表个例,描绘了伦敦的霍乱疫情,这可能是最早使用地理方法的位置。
他对霍乱分布的研究指向了疾病的来源——一个位于霍乱疫情爆发中心区域百老汇街的一个被污染的公共水泵。约翰•斯诺将泵断开,最终终止了疫情爆发。
20世纪60年代早期,在核武器研究的推动下,计算机硬件的发展导致通用计算机“绘图”的应用。1967年,世界上第一个真正投入应用的地理信息系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。
罗杰•汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统(CGIS),用于存储,分析和利用加拿大土地统计局收集的数据,并增设了等级分类因素来进行分析。
20世纪80年代和90年代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,GIS在各种系统中的迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。并且用户开始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。
3. 地理信息系统(GIS)是什么专业,它的就业岗位有哪些
地理信息系统(GIS)就是地理信息系统专业。
就业方向一:GIS软件工程师;
就业方向二:三维工程师;
就业方向三:GIS数据工程师;
地理信息系统是一门综合性学科,结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,已经广泛的应用在不同的领域,是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,随着GIS的发展,也有称GIS为“地理信息科学”。
资料展现
GIS数据以数字数据的形式表现了现实世界客观对象(公路、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,除了使用合适的颜色之外,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)、一个连续的值(例如降雨量)或是当数据不是可用时记录的一个空值。
以上内容参考:网络-地理信息系统(GIS)
4. 地理信息系统的定义
定义1:在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布及属性,以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。应用学科:测绘学(一级学科);测绘学总类(二级学科)
定义2:在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。应用学科:大气科学(一级学科);应用气象学(二级学科)
定义3:在计算机软件、硬件及网络支持下,对有关空间数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用以及在不同用户、不同系统、不同地点之间传输地理数据的计算机信息系统。
地理信息系统涵盖了地图学、遥感、地理信息系统和全球定位系统在内的诸多地球科学技术领域,在解决当今人类社会所面临的资源、环境、人口等重大问题方面发挥着关键作用。主要业务技能培养如下:
(1)较好地掌握数学、物理学、地球科学和信息科学等自然科学基础知识和方法;系统掌握地理科学的基本理论和基本研究方法,受到良好的野外训练,并具有很强的实验室动手能力。
(2)系统掌握地图学、遥感、地理信息系统和全球定位系统的专业知识,至少熟练掌握三套专业软件的使用方法。
(3)具有扎实的计算机理论功底,了解计算机科学技术的发展动态,并能够运用计算机技术较好地解决地理科学的研究和应用问题。
(4)外语水平普遍提高,听、说、读、写四会能力普遍过关,能较顺利地阅读本专业的外语文献
5. 地理信息系统是干什么的
GIS 在不同的应用领域、不同的专业,对它的理解是不一样的,目前国内外
对GIS有许多定义。通常对GIS定义有:
a. 地理信息系统是用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统。
b. 地理信息系统是由计算机系统、地理数据和用户组成,通过对地理数据的集成、存储、检索、操
作和分析,生成并输出各种地理信息。
c. 地理信息系统是在计算机软件和硬件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合
分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
d. 地理信息系统是以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态
的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统从外部来看,它表现为计算机软硬件系统;而其内涵是由计算机程序和地理数据组织
而成的地理空间信息模型,是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
上述定义均比较科学地阐明了GIS的对象、功能和特点。总之,地理信息系统是在计算机软硬件支持
下,以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题等为主要任务的计算机系统
6. 什么是地理信息系统,常见有哪些类型
地理信息系统是处理地理信息的系统。地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息,又常称为空间信息。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
可分为数据处理系统(Data
Processing
System,简称DPS)、管理信息系统(Management
Information
System,简称MIS)、决策支持系统(Decision
Sustainment
System,简称DSS)、专家系统(人工智能(AI)的一个子集)和虚拟办公室(Office
Automation,简称OA)五种类型。
7. 地理信息系统是什么
由于配电网节点多,设备分散,其运行管理工作常于地理位置有关,引入配电地理信息系统(GIS)系统,可以更加直观的进行运行管理;其内容主要包括:设备管理(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、电话、用电量和负荷、供电优先级、停电记录等进行处理,便于迅速判断故障的影响范围,而用电量和负荷的统计信息还可作为网络分析的依据;停电管理系统(OMS),是指接到停电投诉后,GIS通过调用CIS和SCADA功能,迅速查明故障地点和影响范围,选择合理的操作顺序和路径,显示处理过程中的进展,并自动将有关信息转给用户投诉电话应答系统;另外GIS还可具有辅助配电网发展规划设计功能等。
8. 地理信息系统的内涵是什么
地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
地理信息系统处理、管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,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念: 地理信息系统示意图
1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统,它又由若干个相互关联的子系统构成,如数据采集子系统、数据管理子系统、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、结构直接影响着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行编码,实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别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数据综合、模拟与分析评价能力,可以得到常规方法或普通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预测。 三维地理信息系统
4、 GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。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中的空间实体提供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、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。
9. 什么是地理信息系统
地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息有多种来源和不同特点,地理信息系统要具有对各种信息处理的功能。从野外调查、地图、遥感、环境监测和社会经济统计多种途径获取地理信息,由信息的采集机构或器件采集并转换成计算机系统组织的数据。这些数据根据数据库组织原理和技术,组织成地理数据库。地理数据库是系统的核心部分。库中各种地理数据通常以多边形(矢量)方式和网格(光栅)方式进行组织。多边形作为区域的基本单元可以是某一级行政、经济区划单位,或某一地理要素的类型轮廓,它是由地理要素的专题信息(如类型代码)和几何信息(多边形边界的x、у坐标值及其拓扑信息)构成(见多边形数据系统)。
网格方式对某一区域按地理坐标或平面坐标建立规则的网格,并对每个网格单元按行、列顺序赋于不同地理要素代码,构成矩阵数据格式(见网格数据系统)。为了实现数据资源的共享和互换,地理数据库必须做到数据规范化和标准化,并有效地对各种地理数据文件进行管理,实现对数据的监控、维护、更新、修改和检索。地理数据通过软件的处理,进行分析计算,并加以显示。显示的方式有地理图、统计表和其他形式。
10. WEBGIS是什么
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能得以扩展,真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点,Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析,从而使GIS进入千家万户。WebGIS具有以下特点:
(1)全球化的客户/服务器应用 全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务,甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。
(2)真正大众化的GIS 由于Internet的爆炸性发展,Web服务正在进入千家万户,WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询,额外的插件(plug-in)、ActiveX控件和Java Applet通常都是免费的,降低了终端用户的经济和技术负担,很大程度上扩大了GIS的潜在用户范围。而以往的GIS由于成本高和技术难度大,往往成为少数专家拥有的专业工具,很难推广。
(3)良好的可扩展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成,可以建立灵活多变的GIS应用。
(4)跨平台特性 在WebGIS以前,尽管一些厂商为不同的操作系统(如:Windows、UNIX、Macintosh)分别提供了相应的GIS软件版本,但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而基于Java的WebGIS可以做到"一次编成,到处运行 (write once, run anywhere)" ,把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。
据目前的WebGIS架构来分析,主要分两种:
1.图片式的WebGIS也叫做栅格地图,也可以实现矢量地图,目前主要通过VML
2.基于控件的矢量地图.(ActiveX,Java Applet)
这两个开发而又利弊。!但是基于控件的会收到诸多限制。自Google Maps发布以来,图片式的地图。越来越盛行!。