空間信息技術(shù)基礎(chǔ)（韋娟）課件 第1章 緒論

空間信息技術(shù)基礎(chǔ)第一章緒論第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容第二節(jié)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成第三節(jié)地理信息系統(tǒng)的功能與應(yīng)用第四節(jié)空間信息技術(shù)理論及相關(guān)學(xué)科第五節(jié)空間信息技術(shù)的發(fā)展概況

空間信息技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一門新興技術(shù)，主要包括遙感（RemoteSensing,RS）、地理信息系統(tǒng)（GeographicalinformationSystem,

GIS）和全球定位系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem,

GNSS）的理論與技術(shù)，同時結(jié)合計算機技術(shù)和通信技術(shù)，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲、管理、顯示和應(yīng)用等，及時而又準(zhǔn)確地向地學(xué)工作者、各級管理和生產(chǎn)部門提供有關(guān)區(qū)域綜合、方案優(yōu)選、戰(zhàn)略決策等方面可靠的地理或空間信息。

為了說明空間信息技術(shù)如何服務(wù)于區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域，先看一個為郊游公園選址提供輔助決策的例子。第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容

郊游公園具體位置的選擇需要滿足一定的要求：

1）依山傍水，地形有一定起伏，必須靠近天然的小河流；

2）交通方便，但周圍環(huán)境較安靜，公園距公路的距離最遠(yuǎn)不得超過1.25km，最近不得小于0.25km；

3）空氣新鮮，有一定的植被覆蓋率；

4）其他條件。

類似公園選址這樣的空間決策問題涉及各方面影響因素，需要將大量的多種空間信息進(jìn)行綜合的分析、利用。

過去，使用人工操作方式，工作量大，問題復(fù)雜，當(dāng)條件發(fā)生變化時，工作需重新開始。

現(xiàn)在，將空間信息技術(shù)作為輔助決策支持工具，工作將變得輕松許多。

第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容首先從現(xiàn)實世界中采集、獲取與上述要求有關(guān)的地形信息、水系信息、道路信息和植被信息等各類信息;

其次，以一定的結(jié)構(gòu)存儲起來，即建立空間數(shù)據(jù)庫;

第三，提供各類空間數(shù)據(jù)處理和綜合分析手段，當(dāng)用戶針對此問題提供一套條件，系統(tǒng)將返回一套方案，一個問題，考慮問題的角度不同，往往會有多個可選方案，當(dāng)用戶更改條件，系統(tǒng)將快速返回與之對應(yīng)的另一套方案。

最后方案的確定還涉及到許多非量化的復(fù)雜因素，需要規(guī)劃專家的智能選擇。

所以說，空間信息技術(shù)是解決空間問題的有效的輔助決策支持工具。目前，還不能完全代替最終決策者。第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容

從公園選址輔助決策的例子可知，認(rèn)識空間信息系統(tǒng)首先會接觸到數(shù)據(jù)與信息這兩個名詞。

數(shù)據(jù)與信息兩者在詞義上的差別：數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容；數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，只有當(dāng)數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息；信息是當(dāng)代社會發(fā)展的一項重要任務(wù)。第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容狹義信息論將信息定義人們獲得信息前后對事物認(rèn)識的差別。廣義信息論將信息定義信息是指主體(人、生物和機器)與外部客體

(環(huán)境、其他人、生物和機器)之間相互聯(lián)系的一種形式。是主體和客體之間一切有用的消息和知識，是表征事物特征的一種普遍形式。教材定義信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息的特點信息的客觀性，與客觀事物緊密相聯(lián)系的；信息的適用性，信息對決策是十分重要；信息的傳輸性，信息可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設(shè)備(包括遠(yuǎn)程終端)，和以一定形式提供給有關(guān)用戶，也包括信息在系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的傳輸和交換；信息的共享性，信息與實物不同，它可以傳輸給多個用戶，為多個用戶共享，而其本身并無損失。信息的這些特點，使信息成為當(dāng)代社會發(fā)展的一項重要資源。

數(shù)據(jù)（Data)

通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號，是用以載荷信息的物理符號，在計算機化的地理信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的格式往往和具體的計算機系統(tǒng)有關(guān)，隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。

數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。例如：“1”和“0”，當(dāng)用來表示某一種實體在某個地域內(nèi)存在與否時，它就提供了有(1表示)無(0表示)的信息。地理信息系統(tǒng)的建立，首先是收集數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即對數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、排序、轉(zhuǎn)換、分類、增強等，其目的就是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于觀察、分析、傳輸或進(jìn)一步處理的形式，得到數(shù)據(jù)中包含的信息；把數(shù)據(jù)加工成對正確管理和決策有用的數(shù)據(jù)；把數(shù)據(jù)編輯后存儲起來，以供不斷使用。

對同一數(shù)據(jù)每個人的解釋可能不同，因而獲得信息量的多少與人的知識水平和經(jīng)驗有關(guān)。信息與數(shù)據(jù)是不可分離的，即信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，而數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)。也就是說數(shù)據(jù)是信息的載體。

信息=數(shù)據(jù)+說明數(shù)據(jù)是信息的載體數(shù)據(jù)的特點地理信息

地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達(dá)地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。

或者定義為：表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。從另一個角度來說，一切與空間位置有關(guān)的信息都叫做地理信息。它脫胎于地圖，它們都是地理信息的載體，具有存儲、分析與顯示地理信息的功能。地理信息屬于空間信息，它具有空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和動態(tài)變化特征。

第一節(jié)空間信息技術(shù)的研究內(nèi)容地理信息的特點空間分布性

屬于空間信息，其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。具有多維結(jié)構(gòu)的特征即在二維空間的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多專題的第三維結(jié)構(gòu)，而各個專題型實體型之間的聯(lián)系是通過屬性碼進(jìn)行的，這就為地理系統(tǒng)各圈層之間的綜合研究提供了可能。時序特征十分明顯可以按照時間尺度將地理信息劃分為超短期的(如臺風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低溫)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長期的(如城市化、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。這對地理事物的預(yù)測、預(yù)報，從而為科學(xué)決策提供依據(jù)很重要。具有豐富的信息

GIS數(shù)據(jù)庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關(guān)的其它信息，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經(jīng)濟(jì)情況、交通情況等等。紐約市曾經(jīng)對其數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關(guān)。

地理信息系統(tǒng)GIS是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，它研究關(guān)于地理空間信息處理和分析過程中提出一系列基本問題，如空間對象表達(dá)與建模、空間關(guān)系及推理機制、空間信息的控制基準(zhǔn)、空間信息的認(rèn)知與分析、GIS系統(tǒng)設(shè)計與評價GIS應(yīng)用模型與可視化、空間信息的政策與標(biāo)準(zhǔn)等.GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)的主要特點是按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)編碼，并實現(xiàn)對其定位、定性、定量和拓?fù)潢P(guān)系的描述,由此而形成GIS的技術(shù)優(yōu)勢是有效的地理實體表達(dá)、獨特的時空分析能力、強大的圖形創(chuàng)造手段和可靠的科學(xué)預(yù)測與輔助決策功能等.GIS的科學(xué)定義：地理信息系統(tǒng)既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。其技術(shù)系統(tǒng)由計算機硬件、軟件和相關(guān)的方法過程所組成，用以支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。地理信息系統(tǒng)用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成產(chǎn)品輸出空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫建立WhatisNOTGISGPS–GlobalPositioningSystem

Astaticmap–paperordigital–Mapsareoftena“product”ofaGIS–AwaytovisualizetheanalysisAsoftwarepackage北美、歐洲：GeographicalInformationSystem加拿大：Geomatigue中國：ResourceandEnvironmentalInformationSystem技術(shù)內(nèi)涵：Geo-relationalInformationSystem信息科學(xué)：SpatialInformationSystem應(yīng)用類型：

NaturalResourcesInformationSystemLandInformationSystemTransportationGeographicalInformationSystem地學(xué)應(yīng)用：GeoScience專業(yè)雜志：GeographicalInformationScience(英國)Geo-InformationSystem（德國）地理信息系統(tǒng)的特點具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；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(tài)預(yù)測的能力；并能產(chǎn)生高層次的地理信息；

具有公共的地理定位基礎(chǔ)，所有的地理要素，要按經(jīng)緯度或者特有的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的空間定位，才能使具有時序性、多維性、區(qū)域性特征的空間要素進(jìn)行復(fù)合和分解，將隱含其中的信息變?yōu)轱@示表達(dá)，形成空間和時間上連續(xù)分布的綜合信息基礎(chǔ)，支持空間問題的處理與決策；地理信息系統(tǒng)的特點由計算機系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)；地理信息系統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)；而其內(nèi)涵確是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)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(tǒng)。信息的流動及信息流動的結(jié)果，完全由計算機程序的運行和數(shù)據(jù)的交換來仿真。

地理信息系統(tǒng)根據(jù)其研究范圍來分：全球性信息系統(tǒng)：主要以全球綜合研究和全面信息服務(wù)為目標(biāo)。如數(shù)字地球。區(qū)域性信息系統(tǒng)：主要以區(qū)域綜合研究和全面信息服務(wù)為目標(biāo)。如國家級、地區(qū)級、市級或縣級等。地理信息系統(tǒng)按其內(nèi)容分為三大類：專題地理信息系統(tǒng)：是具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)。為特定的專門的目的服務(wù)，如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)、草場資源管理信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)、環(huán)境管理信息系統(tǒng)等。綜合地理信息系統(tǒng)：主要以綜合研究和全面信息服務(wù)為目標(biāo)，比如資源與環(huán)境GIS，規(guī)劃與管理GIS

。根據(jù)使用數(shù)據(jù)模型可分為:矢量信息系統(tǒng)柵格信息系統(tǒng)混合型信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)工具(GIS—Tools）：是一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功能的軟件包，如ArcGIS、MapInfo等。GIS與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別

GIS空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體GIS與其他系統(tǒng)的區(qū)別

GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識，因此，GIS是能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、系統(tǒng)功能要強；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)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?fù)潢P(guān)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。GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫，地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)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(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)源。GIS有別于CAD系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS與其他IS之間的關(guān)系（信息系統(tǒng)分類）信息系統(tǒng)（IS)非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）如廠礦企業(yè)管理、財務(wù)等MIS非地理信息系統(tǒng)CAD/CAM地理信息系統(tǒng)（GIS）專題GIS綜合信息系統(tǒng)地籍信息系統(tǒng)城市管線信息系統(tǒng)城市規(guī)劃與管理IS區(qū)域資源與環(huán)境IS……

……

系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)GIS用戶第二節(jié)GIS的基本構(gòu)成第二節(jié)GIS的基本構(gòu)成系統(tǒng)硬件

由主機、外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)組成，用于存儲、處理、傳輸和顯示空間數(shù)據(jù)。系統(tǒng)軟件

由系統(tǒng)管理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和基礎(chǔ)GIS軟件組成，用于執(zhí)行GIS功能的數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、處理、分析、建模和輸出等操作。空間數(shù)據(jù)庫

由數(shù)據(jù)庫實體和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成，用于空間數(shù)據(jù)的存儲、管理、查詢、檢索和更新等。應(yīng)用模型

由數(shù)學(xué)模型、經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃突旌夏Ｐ徒M成，用于解決某項實際應(yīng)用問題，獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。用戶界面

由菜單式、命令式或表格式的圖形用戶界面所組成，是用以實現(xiàn)人機對話的工具。地理信息系統(tǒng)的組成可綜合表示為硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)應(yīng)用模型GIS用戶GUI空間數(shù)據(jù)DBMS完整的GIS主要由四個部分構(gòu)成，即計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理操作人員，其核心部分是計算機軟硬系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫反映了GIS的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。計算機硬件系統(tǒng)

計算機硬件是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱，可以是電子的、電的、磁的、機械的、光的元件或裝置，是GIS的物理外殼，系統(tǒng)的規(guī)模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至軟件都與硬件有極大的關(guān)系，受硬件指標(biāo)的支持或制約．GIS硬件系統(tǒng)的主要任務(wù)是存儲、處理、傳輸和顯示地理信息或空間數(shù)據(jù)。GIS硬件配置一般包括四個部分：

1、計算機主機；硬件系統(tǒng)的核心，包括從主機服務(wù)器到桌面工作站，用作數(shù)據(jù)的處理、管理與計算；

2、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、圖像掃描儀、手寫筆、光筆、鍵盤、通訊端口等；

3、數(shù)據(jù)存貯設(shè)備：光盤刻錄機、磁帶機、光盤塔、活動硬盤、磁盤陣列等；4、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備：筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀（打印機）、激光打印機等。外部設(shè)備計算機硬件系統(tǒng)

輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標(biāo)處理設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲設(shè)備活動硬盤光盤機磁帶機輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機計算機軟件系統(tǒng)GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面等。按照其功能分為：GIS專業(yè)軟件：一般指具有豐富功能的通用GIS軟件，它包含了處理地理信息的各種高級功能，可作為其它應(yīng)用系統(tǒng)的平臺。其代表產(chǎn)品有ARCINFO、Mapinfo、MapGIS、GeoStar、SurperMap等數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS專業(yè)軟件核心模塊：數(shù)據(jù)輸入和編輯：支持手扶跟蹤數(shù)字化、圖形掃描及矢量化，以及對圖形和屬性數(shù)據(jù)提供修改和更新等編輯操作；空間數(shù)據(jù)管理：能對大型的、分布式的、多用戶數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的存儲、檢索和管理；數(shù)據(jù)處理和分析：能轉(zhuǎn)換各種標(biāo)準(zhǔn)的矢量格式和柵格格式數(shù)據(jù)，完成地圖投影轉(zhuǎn)換，支持各類空間分析功能等；數(shù)據(jù)輸出：提供地圖制作、報表生成、符號生成、漢字生成和圖像顯示等；用戶界面：提供生產(chǎn)圖形用戶界面工具，使用戶不用編程就能制作友好和美觀的圖形用戶界面；系統(tǒng)二次開發(fā)能力：利用提供的應(yīng)用開發(fā)語言，可編寫各種復(fù)雜的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫軟件、系統(tǒng)管理軟件

數(shù)據(jù)庫軟件：除了在GIS專業(yè)軟件中用于支持復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的管理軟件以外，還包括服務(wù)于以非空間屬性數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這類軟件有Oracle、SQLServer等。這些也是GIS軟件的重要組成部分，而且由于這類數(shù)據(jù)庫軟件具有快速檢索、滿足多用戶并發(fā)和數(shù)據(jù)保障等功能，目前已實現(xiàn)在現(xiàn)成的關(guān)系型商業(yè)數(shù)據(jù)庫中存儲GIS的空間數(shù)據(jù)，例如SDE就是最好的解決方案。系統(tǒng)管理軟件：主要指計算機操作系統(tǒng)（MS-DOS，LInux，WindowsNT等）。關(guān)系到GIS軟件和開發(fā)語言使用的有效性，因此也是GIS軟硬件環(huán)境的重要組成部分。計算機軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運行、網(wǎng)絡(luò)等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學(xué)庫等）標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應(yīng)用軟件用戶界面GIS專業(yè)軟件數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS空間數(shù)據(jù)GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，要完整地描述空間實體或現(xiàn)象的狀態(tài)，一般需要同時有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。如果要描述空間實體的變化，則還需記錄空間實體或現(xiàn)象在某一個時間的狀態(tài)。所以，一般認(rèn)為空間數(shù)據(jù)具有三個基本特征：

1、空間特征表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置?？臻g特征又稱為幾何特征或定位特征，一般以坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示。

2、屬性特征表示現(xiàn)象的特征，例如變量、分類、數(shù)量特征和名稱等等。

3、時間特征指現(xiàn)象或物體隨時間的變化。位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相對于時間來說，常常呈相互獨立的變化，即在不同的時間，空間位置不變，但是屬性類型可能已經(jīng)發(fā)生變化，或者相反。因此，空間數(shù)據(jù)的管理是十分復(fù)雜的。有效的空間數(shù)據(jù)管理要求位置數(shù)據(jù)和非位置數(shù)據(jù)互相作為單獨的變量存放，并分別采用不同的軟件來處理這兩類數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)組織方法，對于隨時間而變化的數(shù)據(jù)，具有更大的靈活性。地理空間數(shù)據(jù)

柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)定位拓?fù)潢P(guān)系屬性空間數(shù)據(jù)由于GIS數(shù)據(jù)庫存儲空間包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，他們之間具有密切的聯(lián)系，因此如何實現(xiàn)兩者之間的連接、查詢和管理？解決方案擴(kuò)展式：借助索引數(shù)據(jù)的輔助關(guān)系實施空間索引操作。開放式:利用專門開發(fā)的DBMS來統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員GIS咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理用戶：

GIS服務(wù)的對象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)、管理和更新的高級用戶系統(tǒng)的應(yīng)用模式（單機式）系統(tǒng)的應(yīng)用模式（局域網(wǎng)模式）輸出用戶組1輸入……GIS中央數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)管Intranet用戶組n系統(tǒng)的應(yīng)用模式（廣域網(wǎng)模式）輸入GIS中央數(shù)據(jù)庫（服務(wù)器）圖像處理系統(tǒng)局域網(wǎng)用戶組輸出多媒體系統(tǒng)用戶用戶主干網(wǎng)Internet應(yīng)用模型GIS應(yīng)用模型的構(gòu)建和選擇也是系統(tǒng)應(yīng)用成敗至關(guān)重要的因素，雖然GIS為解決各種現(xiàn)實問題提供了有效的基本工具，但對于某一專門應(yīng)用目的的解決，必須構(gòu)建專門的應(yīng)用模型，如：土地利用適宜性模型，公園選址模型，洪水預(yù)測模型，人口擴(kuò)散模型，森林增長模型，水土流失模型，最優(yōu)化模型，影響模型等。

構(gòu)建GIS模型的步驟：明確用GIS求解問題的基本流程；根據(jù)模型的研究對象和應(yīng)用目的，確定模型的類別、相關(guān)的變量、參數(shù)和算法，構(gòu)建模型邏輯結(jié)構(gòu)框圖；確定GIS空間操作項目和空間分析方法；模型運行結(jié)果驗證、修改和輸出。遙感技術(shù)遙感傳感器平臺傳感器遙感技術(shù)的基礎(chǔ)，是通過觀測電磁波，從而判讀和分析地表的目標(biāo)以及現(xiàn)象，其中利用了地物的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件不同，因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性”，所以遙感也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波，識別物體以及物體存在環(huán)境條件的技術(shù)。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）、美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）和歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GALILEO）。其中GPS是世界上第一個建立并用于導(dǎo)航定位的全球系統(tǒng)，GLONASS經(jīng)歷快速復(fù)蘇后已成為全球第二大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，二者正處現(xiàn)代化的更新進(jìn)程中；GALILEO是第一個完全民用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；BDS是中國自主建設(shè)運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。GIS能作什么？緩沖區(qū)分析疊加分析

空間查詢

網(wǎng)絡(luò)分析

地形分析。。。數(shù)據(jù)采集與輸入

數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)存儲與管理空間查詢與分析數(shù)據(jù)顯示與輸出

第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與輸入現(xiàn)實世界文字報告、遙感圖象等數(shù)字化儀掃描儀解析測圖儀鍵盤等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)存儲與管理空間查詢空間數(shù)據(jù)庫西安電子科技大學(xué)在哪里？空間查詢屬性查詢608路公交經(jīng)過哪些站？火車站-西安軟件園第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用疊加分析空間數(shù)據(jù)庫

為某工廠選址，首先找出地價<1萬元/m2;且地形起伏較小的區(qū)域?地價<1萬元/m2坡度小于3度的地形信息空間檢索滿足兩條件的區(qū)域+第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用緩沖區(qū)分析空間數(shù)據(jù)庫道路的噪音影響范圍?街道中心線空間檢索城市環(huán)境評價第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用空間數(shù)據(jù)庫哪條路最近,如何乘車?道路信息空間檢索網(wǎng)絡(luò)分析第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用地形分析空間數(shù)據(jù)庫航道淤積,挖槽方案比較?地形信息空間檢索第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示與輸出空間數(shù)據(jù)庫各種需求?各種信息空間檢索第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用GIS主要應(yīng)用領(lǐng)域

資源管理

區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃

災(zāi)害監(jiān)測和預(yù)防環(huán)境評估作戰(zhàn)指揮交通運輸宏觀決策商業(yè)金融、通訊郵電、日常生活等各領(lǐng)域第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用GIS的應(yīng)用就是人們應(yīng)用GIS對地球表層人文經(jīng)濟(jì)和自然資源及環(huán)境等多種信息進(jìn)行管理和分析，以掌握城鄉(xiāng)和區(qū)域的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)地理要素的空間分布、空間結(jié)構(gòu)、空間聯(lián)系和空間過程的演變規(guī)律，使它成為國家宏觀決策和區(qū)域多目標(biāo)開發(fā)的依據(jù)，從而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。資源管理

資源清查是GIS的最基本的職能包括:1）土地資源的清查、管理；

2）森林資源的清查、管理；

3）礦產(chǎn)資源的清查、管理；

4）土地利用規(guī)劃；

5）野生動物的保護(hù)

……

第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃GIS在區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用包括：

1）城鎮(zhèn)總體規(guī)劃；

2）公共設(shè)施配置；

3）道路交通規(guī)劃；

4）城市環(huán)境動態(tài)監(jiān)測；

5）城市環(huán)境選質(zhì)量評價；

6）城市建設(shè)用地適宜性評價；……

第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用災(zāi)害監(jiān)測GIS方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，用于:森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報;洪水災(zāi)情監(jiān)測和淹沒損失估算;確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線;為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用環(huán)境評估

第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用

斯諾博士分析了這張分布圖，馬上明白了霍亂病源之所在－－死者住家都集中于飲用“布洛多斯托”井水的地方及周圍。1854年8月到9月英國倫敦霍亂流行時，當(dāng)局始終找不到發(fā)病的原因，后來醫(yī)生約翰·斯諾(JohnSnow)說：“我們畫一張圖吧”。他在繪有霍亂流行地區(qū)所有道路、房屋、飲用水機井等內(nèi)容的1：6500比例尺地圖上，標(biāo)出了每個霍亂病死者的住家位置，得到了霍亂病死者居住分布圖。根據(jù)斯諾博士的分析和請示，當(dāng)局于9月8日摘下了這個水井的泵，禁止使用該水泵吸水，從這天以后，新的霍亂病患者就再也沒有出現(xiàn)了。在這個例子中，患者的居住地與飲用水井之間的空間位置關(guān)系提示了霍亂病的發(fā)病根源。第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用作戰(zhàn)指揮第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用交通運輸?shù)谌?jié)GIS的功能與應(yīng)用宏觀決策GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，可為國家宏觀決策提供依據(jù)。第三節(jié)GIS的功能與應(yīng)用第四節(jié)空間信息技術(shù)理論及相關(guān)學(xué)科空間信息技術(shù)基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、計算機技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)等來解決與地球空間信息有關(guān)的數(shù)據(jù)獲取、存儲、傳輸、管理、分析和應(yīng)用等方面的問題。通過一系列空間操作和分析，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程設(shè)計，乃至國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)及企業(yè)經(jīng)營提供對規(guī)劃管理和決策有用的信息。是實現(xiàn)數(shù)字地球和智慧地球戰(zhàn)略目標(biāo)的重要技術(shù)支撐。

第四節(jié)空間信息技術(shù)理論及相關(guān)學(xué)科各國政府設(shè)立相應(yīng)的組織機構(gòu)來引導(dǎo)GIS理論研究，如美國國家自然科學(xué)基金委員會（NSF）支持成立了國家地理信息與分析中心（NCGIA）等，研究重點包括空間關(guān)系、空間數(shù)據(jù)模型、空間認(rèn)知、空間推理、地理信息機理和地理信息不確定性等；李德仁院士在《空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)》一書中，扼要敘述了地球空間信息學(xué)的七大理論問題：地球空間信息學(xué)的基準(zhǔn)；地球空間信息標(biāo)準(zhǔn)；地球空間信息的時空變化理論；地球空間信息的認(rèn)知；地球空間信息的不確定性；地球空間信息的解譯與反饋；地球空間信息的表達(dá)與可視化。第五節(jié)空間信息技術(shù)的發(fā)展概況空間信息技術(shù)的產(chǎn)生

現(xiàn)代科學(xué)方法

系統(tǒng)論、信息論、控制論

現(xiàn)代高新技術(shù)

計算機技術(shù)、空間技術(shù)和自動化技術(shù)現(xiàn)代科學(xué)方法和現(xiàn)代高新技術(shù)的形成與應(yīng)用為GIS的產(chǎn)生提供了先決條件，也預(yù)示信息時代的到來。第五節(jié)空間信息技術(shù)的發(fā)展概況1GIS網(wǎng)絡(luò)化2開放式GIS3時態(tài)GIS4三維GIS5虛擬GIS6多媒體GIS7五S技術(shù)的結(jié)合8GIS中的應(yīng)用模型隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展，GIS迅速地變化著，呈現(xiàn)以下主要發(fā)展態(tài)勢：第五節(jié)空間信息技術(shù)的發(fā)展概況1GIS網(wǎng)絡(luò)化建立萬維網(wǎng)GIS服務(wù)器及實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成為研究GIS的熱門技