《GIS大纲》灯洲

1、导论 导论有

　　导论有四个大标题:
　　1.GIS基本概念
　　2.基本构成
　　3.功能简介
　　4.发展概况

　　基本概念下分；1.数据与信息；2.数据处理；3.地理信息与地理信息系统
　　1.数据与信息下分：
　　1.数据定义：数字化，记录下来，识别，符号，定性，定量，事物，特征，状况。
　　2.信息定义：文字，数字，语言，符号，事物，现象，内容，数量，特征。人们现实世界新的事实，生产，管理，决策。源于数据。
　　3.信息特点：共享，适用，传输，客观。
　　4.两者关系：载体，表达形式；含义，内容。数据，解释，意义，信息。
　　2.数据处理下分：
　　1.定义：收集，筛选，排序，归并，转换，存储，检索，计算，分析，预测，模拟。
　　2.目的：便于处理（观察，分析，传输）；加工，正确管理决策；储存，后续利用。
　　3.地理信息与地理信息系统下分：1.地理信息；2.地理信息系统；
　　1.地理信息下分：
　　1.地理信息概念：地理实体，性质，特征，运动状态，表征，一切有用的信息。地理现象，地理特征，相互关系，地理数据，解释。
　　2.地理数据概念：地理环境要素，物质，数量，质量，分布特征，联系，规律；数字，文字，图像，图形，总称。
　　3.地理信息三特征
　　①空间特征：具有，属于，数据，确定的空间位置，联系，区别，其他类型信息，显著标志。
　　②属性特征：具有，二维空间定位，专题，表达，多层次属性信息。
　　③时序特征：具有，时间尺度区分。动态变化特征，在，应用中，自然历史过程的动态变化，及时获取，定期更新，未来，预测，预报，以免，决策失误，不能，合理预测，科学论证，变化中的地理现象，地理事件。
　　2.地理信息系统下分：
　　1.定义；由计算机软件，硬件，不同的方法，设计，支持，空间数据，采集，管理，处理，建模，显示，解决，规划，管理。
　　2.基本概念：
　　①一种计算机系统：若干个子系统，如地理数据采集，管理，处理，分析子系统等。
　　②操作对象：地理数据/空间数据。点线面，编码，空间坐标，存储，一系列栅格单元，连续地理现象。空间数据最根本特点，每个地理实体，统一地理坐标记录，实现，定位，定性，定量信息描述。区别，子系统，显著标志。
　　③技术优势：空间数据结构，有效的数据集成，地理空间数据定位，查询，搜索，图形生成，可视化表达，地理过程烟花模拟，空间决策支持。空间分析，产生，难以获得的地理信息，实现管理，辅助决策支持，研究核心，主要贡献。
　　④相关学科：地理学，有关空间分析的基本观点和方法，基础理论；
　　测绘学：提供定位数据（不同精度，比例尺），理论，方法，变化，处理。
　　⑤分类：根据研究范围：全球，区域，国家；
　　根据研究内容：专题，综合；
　　根据使用数据模型：矢量，栅格，矢栅混合。
　　基本构成下分：1.系统硬件；2.系统软件；3.空间数据；4.应用人员；5.应用模型。
　　1.系统硬件：数据处理、输入、输出、存储设备；数据处理设备有工作站，服务器；数据输入设备：键盘鼠标、数字化仪、扫描仪，GPS、全站仪；
　　数据输出设备：绘图仪、打印机、电脑显示屏；数据存储设备：硬盘、光盘。
　　2.系统软件：地理信息系统，核心，执行，GIS系统功能的操作，包括数据输入，处理，空间数据库管理，空间分析，输出。按功能分为：地理信息系统功能软件，基础支撑软件，操作系统软件。
　　①功能软件分为：基础软件平台和应用软件。GIS基础软件平台，GIS专业功能，通用型GIS软件，包含，处理分析地理数据，基本功能，可作为其他GIS软件建设的基本软件。应用软件，GIS基础软件平台，数据处理与分析，开发，针对某一具体应用。
　　②基础支撑软件：包括系统库软件和数据库软件。系统库软件提供用户可编程功能（程序设计语言，数学函数库）；数据库软件进行空间数据库管理和存储。
　　③操作系统软件：应用程序运行环境，用户操作环境。功能：监管硬件，管理计算资源，面向应用程序的服务。
　　3.空间数据：操作对象，描述地理现象，空间，属性，时间特征。空间特征：空间位置及相互关系；属性特征：名称，类型，数量；时间特征：随时间变化而变化。
　　4.应用模型：某一实际特定工作，运用GIS，解决方案。
　　5.应用人员：开发人员，最终用户，开发，维护，组织，管理，更新。
　　功能简介下分：基本功能，应用功能。
　　1.基本功能：
　　1.数据采集与编辑：地理要素，空间坐标，属性对应代码，输入计算机；
　　2.数据存储与管理：空间数据库，地理要素特征，一定的组织方式，存储，数据集合。
　　3.数据分析与统计：独特研究领域，地理要素新的空间关系。叠合，缓冲区，数字地形。
　　4.数据处理与变换：保证系统数据，规范，统一，满足客户要求。任务，操作有：变换，重构，抽取。
　　5.产品制作与演示：直接输出，规划人员，决策人员，地图，图像，图表，文字说明，主要表现形式，地图，包括符号图，点值图，立体图等。
　　6.二次开发和编程：用户编制地理信息系统应用程序，可视化用户界面，功能开发。
　　2.应用功能：
　　1.资源管理：资源清查、管理、分析，最广泛的领域，趋于成熟的领域。包括：森林、矿产资源管理，水资源分布特征研究、野生的植物保护、土地利用评价等。
　　2.区域规划：高度的综合性。环境、资源、交通、人口、文化、政治、经济、教育等因素。转化成可用形式，规划人员须切实可行、实时信息，GIS提供强大功能。
　　3.国土检测：结合RS，森林火灾预测预报，洪水灾情淹没损失估算，土地利用动态变化分析，环境质量评估等。
　　4.辅助决策：利用已有数据和互联网，电子商务应用，企业决策多维性需求。
　　GIS发展概况下分：1.发展概况；2.基础理论；3.GIS发展趋势；
　　2.发展概况：
　　①20世纪60年代，GIS的开拓期，1963，Tomlinson，世界上第一个GIS，CGIS（加拿大地理信息系统），地理信息系统之父；机助制图出现，手扶跟踪的数字化方法出现，栅格单元操作方法。
　　②20世纪70年代，GIS巩固发展期，第三代计算机，磁盘，计算机屏幕监视数字化操作，商业公司，软件形成市场。ESRI公司开发ArcInfo。
　　③20世纪80年代，GIS大发展时期，第四代计算机，技术，先后开发了ArcInfo，Microtation，System9等，基础软件，1987年，美国成立了国家地理信息与分析中心（NCGIA），GIS开始用于解决全球化问题。
　　④20世纪90年代，GIS普及时代，通用地理信息技术工具，广泛应用，“数字地球”。
　　⑤21世纪，GIS应用普及时代，走进千家万户，与互联网结合，资源共享，网络GIS，移动GIS普及。

　　2.基础理论：
　　科目交叉，边缘学科，地理，地图，测绘，数，计算机。
　　1.地理学：以地域为单元，研究人类环境结构、功能、演化，人地的相互关系，研究领域，地理空间，与GIS一致，地理学还为GIS提供了核心的空间分析，因此，地理学是GIS的理论基础。
　　2.测绘学：及其分支学科，大地、摄影测量学、地图学等，提供地理数据以及相关算法（误差理论、地图投影理论），用于GIS空间数据处理，保证精度质量，及产品输出。
　　3.计算机科学：GIS是空间数据与互联网结合的产物。如计算机科学的信息论为GIS数据的组织，编目，定位，存储，检索，维护；提供信息模型、信息结构、数据管理的方法论依据；以及使各种信息形式的信息显示在计算机中。
　　4.数学：分支学科，几何学、统计学、运筹学、拓扑学、图论等，GIS数据分析，如，数字地形模型分析、路径分析、网络分析等。
　　GIS的发展趋势；
　　1.已经成为一门综合性技术：GIS技术发展，社会需求增加，和通信、计算机技术一样，成为信息技术的重要组成部分。不但与RS、GPS结合形成‘3S’系统，也和CAD、多媒体、通信、互联网、虚拟技术等结合，构成了综合的信息技术。
　　2.产业化的发展势头强劲：是，面向21世纪信息时代，关系国家综合实力的高新技术，及其应用的产业化备受关注。20世纪90年代，全球地理信息系统产业每年以15%－40%的速度增长，成为信息产业中市场前景十分广阔又十分独立的新兴产业。
　　3.GIS网络化构成当今社会的热点：互联网在全球的迅速发展为GIS技术的发展提供了一次良机。用户通过元数据的查询和引擎搜索，可以获取各种地理空间数据以及属性信息。进行地理空间的分析，预测，推测，决策等，以及用户可通过FTP等方式进行下载，极大拓展了GIS功能。
　　4.地理信息科学的产生和发展：全球范围内，科技界、商业街，推广应用，GIS的推广应用大大提高了人类处理和分析有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，而地理信息信息技术及其应用的进一步发展必须依托基础理论的研究，发展地理信息科学。