武大遥感院GIS考研复习资料.doc

第一章 地理信息系统概述 地理信息系统（Geographical Information System 简称GIS）是用于回答地理学问题的艺术、科学、工程和技术的统称，是一种用计算机创建和描述地表的数字表达方法。这是对GIS的一个广义的定义。 其发展共经历的几个阶段： 1、1950~60年代为GIS的开拓期，注重于空间数据的地学处理。 资源普查、人口统计、地理管理、土地规划等的应用。 2、1970年代为GIS的巩固发展时期，注重空间地理信息的管理。三个主要原因: （1）资源开发利用和环境保护问题，是这个时期政府的首要解决难题，需要一种分析处理地理信息的技术、方法和系统； (2）计算机技术发展，软件、硬件技术发展； （3）专业人才增加。 3、1980年代为GIS大发展时期，注重于空间决策支持分析。涉及的学科和应用领域迅速扩大。 土地利用、土地规划，与遥感的结合，GIS开始解决全球性问题，如沙漠化、可居住区域评价、气候变化、核扩散、环境检测等。 4、1990年代为GIS的用户时代。一方面，GIS已成为许多机构必备的工作系统，一些部门一定程度上受GIS的影响，改变了现行的运行方式、机构设置和工作计划。另一方面，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅增加，从而导致GIS应用的扩大和深化。 5、21世纪初期为GIS的空间信息网格（Spatial Information Grid，SIG）时代。随着GIS技术更加广泛和深入的应用，网络环境下的地理空间信息分布式存取、共享与交换、互操作、系统集成等成为新的发展亮点。 地理信息系统在技术发展导引和应用驱动两大动力因素作用下，得到了快速的发展。这主要归因于三个因素， 1、是计算机技术的发展， 2、是空间技术（特别是遥感技术）的发展，牵引着GIS的发展， 3、是对海量空间数据处理、管理和综合空间决策分析应用的推动，驱使着GIS向前发展。 地理信息系统的定义 一是地理学尺度的地理实体和地理现象；地理实体是指相对永久存在的地表物体。地理现象是偶然发生的地理事件，而不是已有的地理景观。“实体”是指现实世界中的事物，“对象”是指数字世界中的事物，数字对象及其相关的属性和值的大小用来表达地理实体的性质。实体和对象间的差异在于表达???法的不同。 二是地理尺度的时空可用性，特别是地理实体和地理现象的时空特征和时空关联特性。 第二个定义：GIS是关于数字式表达空间和时间的技术科学，主要包括数字式数据的输入、存储、操作和输出。 作为一种特定的、十分重要的空间型信息系统。地理信息系统（Geographical Information System, GIS）可定义为：在计算机硬件、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、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统。其目的是为土地利用、自然资源管理、环境、交通、城市市政设施以及其它管理内容的规划和管理等领域提供决策支持。 地理信息系统具有以下4个的特征： 1、地理信息系统的外壳是计算机化的技术系统，它又有若干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、图象处理子系统、数据产品输出子系统等。这些子系统功能的强弱，直接影响在实际应用中对地理信息系统软件和开发方法的选型。 2、地理信息系统操作的对象是地理空间数据，即由点、线、面这三类基本要素组成的地理实体。地理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（地理编码），实现对其定位、定性和定量描述。只有在地理信息系统中，才实现了空间数据的空间位置、空间属性和时态三种基本要素的统一。 3、地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程的演化和预测。 4、地理信息系统的成功应用更强调组织体系和人的因素的作用。这是由地理信息系统的复杂性和多学科交叉性所要求的。 分类 1、地理信息系统按照范围大小可分为全球的、区域的和局部的三种，分别适用于所研究对象的特征、内容以及所要解决的问题的性质。 2、按照表达空间数据维数，可分为2维、2.5维和布满整个三维空间的真三维地理信息系统，以及考虑时间维的时态地理信息系统，或4维地理信息系统。 3、按照地理空间数据模型或数据结构，可分为地理相关模型、地理关系模型、面向对象的模型的地理信息系统。 4、按照内容来分，可以分为专题地理信息系统、综合地理信息系统和地理信息系统工具。 信息和数据 信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图形、图象等介质或载体，表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析