地理信息软体 GIS _生活百科

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GIS(地理信息软体)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、软体系统支持下，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採集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
【地理信息软体 GIS】一般来说，该术语描述了集成，存储，编辑，分析，共享和显示地理信息的任何信息系统。GIS应用程式是允许用户创建互动式查询（用户创建的搜寻），分析空间信息，在地图中编辑数据以及呈现所有这些操作的结果的工具。地理信息科学是地理概念，套用和系统的基础。
基本介绍中文名：地理信息系统
外文名：Geographic Information System、Geo－Information system
套用领域：交通，城市规划，等各个领域
提出人：Roger Tomlinson
提出时间：20世纪60年代
GIS简介地理信息只是一堆数字纪录，需要有合适的软体去把它表示出来；与此同时，地理信息资料库的建立，亦有赖合适软体的帮助，把地理数据信息化。现时在工商界方面的市场普遍被两大地理资讯系统巨头ESRI及Mapinfo所垄断，但他们亦能够提供一套整全的地理资讯系统，以供客户使用。政府及军方机构往往用到特别打造的软体，例如开源的GRASS或其他专门的系统，以配合他们的特殊需要。虽然现时有不少自由的阅览GIS资料的工具，一般大众可以轻易取得的地理信息，还得依靠Google Earth或微软的Virtual Earth之类的系统。这些系统所提供的资料更往往过于地域中心，例如：你可以清楚找到一个位于美国偏远小镇的停车位，但却不能看得清楚一条位于首尔江南区的大街。特点

产品分类地理信息系统按功能：专题地理信息系统(Thematic GIS)区域地理信息系统(Regional GIS)地理信息系统工具(GIS Tools)地理信息系统按内容：城市信息系统；自然资源查询信息系统；规划与评估信息系统；土地管理信息系统等实现方法信息来源如果能将你所在州的降雨和你所在县上空的照片联繫起来，就可以判断出哪块湿地在一年的某些时候会干涸。一个GIS系统就能够进行这样的分析，它能够将不同来源的信息以不同的形式套用。对于源数据的基本要求是确定变数的位置。位置可能由经度、纬度和海拔的x ， y ， z坐标来标注，或是由其他地理编码系统比如ZIP码，又或是高速公路英里标誌来表示。任何可以定位存放的变数都能被反馈到GIS 。一些政府机构和非政府组织正在生产製作能够直接访问GIS的计算机资料库。可以将地图中不同类型的数据格式输入GIS 。GIS系统同时能将不是地图形式的数字信息转换可识别利用的形式。例如，通过分析由遥感生成的数字卫星图像，可以生成一个与地图类似的有关植被覆盖的数字信息层。同样，人口调查或水文表格数据也可在GIS系统中被转换成作为主题信息层的地图形式。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（格线）和矢量。栅格（格线）数据由存放唯一值存储单元的行和列组成。它与栅格（格线）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。栅格数据集的解析度取决于地面单位的格线宽度。通常存储单元代表地面的方形区域，但也可以用来代表其它形状。栅格数据既可以用来代表一块区域，也可以用来表示一个实物。矢量数据利用了几何图形例如点、线（一系列点坐标），或是面（形状决定于线）来表现客观对象。例如，在住房细分中以多边形来代表物产边界，以点来精确表示位置。矢量同样可以用来表示具有连续变化性的领域。利用等高线和不规则三角形格网（TIN）来表示海拔或其他连续变化的值。TIN的记录对于这些连线成一个由三角形构成的不规则格线的点进行评估。三角形所在的面代表地形表面。利用栅格或矢量数据模型来表达现实既有优点也有缺点。栅格数据设定在面内所有的点上都记录同一个值，而矢量格式只在需要的地方存储数据，这就使得前者所需的存储的空间大于后者。对于栅格数据可以很轻易地实现覆盖的操作，而对于矢量数据来说要困难得多。矢量数据可以像在传统地图上的矢量图形一样被显示出来，而栅格数据在以图象显示时显示对象的边界将呈现模糊状。除了以几何向量坐标或是栅格单元位置来表达的空间数据外，另外的非空间数据也可以被存储。在矢量数据中，这些附加数据为客观对象的属性。例如，一个森林资源的多边形可能包含一个标识符值及有关树木种类的信息。在栅格数据中单元值可存储属性信息，但同样可以作为与其他表格中记录相关的标识符。资料採集数据採集——向系统内输入数据——它占据了GIS从业者的大部分时间。有多种方法向GIS中输入数据，在其中它以数字格式存储。印在纸或聚酯薄膜地图上的现有数据可以被数位化或扫描来产生数字数据。数位化仪从地图中产生向量数据作为操作符轨迹点、线和多边形的边界。扫描地图可以产生能被进一步处理生成向量数据的光栅数据。测量数据可以从测量器械上的数字数据收集系统中被直接输入到GIS中。从全球定位系统（GPS）——另一种测量工具中得到的位置，也可以被直接输入到GIS中。遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用，并由附在平台上的多个感测器组成。感测器包括摄像机、数字扫瞄器和雷射雷达，而平台则通常由航空器和卫星构成。大部分数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数位化直接从数字图像的立体象对中得到的特徵。这些系统允许数据以二维或三维捕捉，它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今，模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统，但随着高质量的数字摄像机越来越便宜，这一步也就可被省略了。卫星遥感提供了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的感测器包来被动地测量从主动感测器如雷达发射出去的电磁波频谱或无线电波的部分的反射係数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地覆盖的光栅数据。除了收集和输入空间数据之外，属性数据也要输入到GIS中。对于向量数据，这包括关于在系统中的对象的附加信息。输入数据到GIS中后，通常还要编辑，来消除错误，或进一步处理。对于向量数据必须要“拓扑正确”才能进行一些高级分析。比如说，在公路网中，线必须与交叉点处的结点相连。像反冲或过沖的错误也必须消除。对于扫描的地图，源地图上的污点可能需要从生成的光栅中消除。例如，污物的斑点可能会把两条本不该相连的线连在一起。资料操作GIS可以执行数据重构来把数据转换成不同的格式。例如， GIS可以通过在具有相同分类的所有单元周围生成线，同时决定单元的空间关係，如邻接和包含，来将卫星图像转换成向量结构。由于数字数据以不同的方法收集和存储，两种数据源可能会不完全兼容。因此GIS必须能够将地理数据从一种结构转换到另一种结构。系统转换财产所有权地图与土壤分布图可能以不同的比例尺显示数据。GIS中的地图数据必须能被操作以使其与从其它地图获得的数据对齐或相配合。在数字数据被分析前，它们可能得经过其它一些将它们整合进GIS的处理，比如，投影与坐标变换。地球可以用多种模型来表示，对于地球表面上的任一给定点，各个模型都可能给出一套不同的坐标（如纬度，经度，海拔）。最简单的模型是假定地球是一个理想的球体。随着地球的更多测量逐渐累积，地球的模型也变得越来越複杂，越来越精确。事实上，有些模型套用于地球的不同区域以提供更高的精确度（如北美坐标系统， 1983-NAD83-只适合在美国使用，而在欧洲却不适用）。投影是製作地图的基础部分，它是从地球的一种模型中转换信息的数学方法，它将三维的弯曲表面转换成二维的媒介（比如纸或电脑萤幕）。不同类型的地图要採用不同的投影系统，因为每种投影系统有其自身的合适的用途。比如一种可以精确反映大陆形状的投影会歪曲大陆的相对尺寸（翻译的是英文的维基百科）空间分析空间分析能力是GIS的主要功能，也是GIS与计算机製图软体相区别的主要特徵。空间分析是从空间物体的空间位置、联繫等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。一般地讲，它只回答What（是什幺？）、Where（在哪里？）、How（怎幺样？）等问题，但并不（能）回答Why（为什幺？）。空间分析需要複杂的数学工具，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。空间分析技术与许多学科有联繫，地理学、经济学、区域科学、大气、地球物理、水文等专门学科为其提供知识和机理。除了GIS软体捆绑空间分析模组外，也有一些专用的空间分析软体，如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。开发工具组件式工具组件式GIS开发工具是计算机技术发展的产物，代表了GIS开发的发展方向。它不仅有标準的开发平台和简单易用的标準接口，还可以实现自由、灵活的重组。组件式GIS开发工具的核心技术是微软的组件对象模型（COM）技术，新一代组件式GIS开发工具多是採用ActiveX控制项技术实现的。比较常见的组件式GIS开发工具有：TatukGIS公司的Developer Kernel、ThinkGeo公司的Map Suite GIS、Intergraph 公司推出的Geomedia ， ESRI公司推出的MapObjects ， GEOCONCEPT集团推出的Geoconcept Development Kits等。优势：在无缝集成和灵活性方面优势明显。GIS开发者不必掌握专门的GIS系统开发语言，只要熟悉基于Windows平台的通用集成开发环境，了解控制项的属性、方法和事件，就可以实现GIS系统开发了。集成式工具集成式GIS开发工具意思是集合了各种功能模组的GIS开发包。比较常见的有：ESRI公司推出的ArcGIS、MapInfo 公司的MapInfo、GEOCONCEPT集团的Geoconcept等。优势：各项功能已形成独立的完整系统，提供了强大的数据输入输出功能、空间分析功能、良好的图形平台和可靠性能，缺点是系统複杂、庞大和成本较高，并且难于与其它套用系统集成。模组式工具模组式GIS开发工具是把GIS系统按功能分成一些模组来运行。比较常见的有：Intergraph公司的MGE 。优势：开发的GIS系统具有较强的针对性，便于二次开发和套用。网路工具WebGIS是指基于Internet平台的GIS地理信息系统，是利用网路技术来扩展和完善GIS地理信息系统的新技术。WebGIS还处于初级发展阶段，不过已经有很多公司推出了WebGIS开发工具， TatukGIS公司的Internet Server (IS)、 ThinkGeo公司的Map Suite Web Edition、MapInfo公司的MapInfo ProSever、Intergraph公司的GeoMedia Web Map、GEOCONCEPT集团的Geoconcept Internet Server（GCIS）等。优势：开发的GIS系统具有良好的可扩展性和跨平台特性，使GIS真正实现大众化。生活套用除了地形地貌，卫星地图上还可显示市民户籍信息——这不是吹牛，只要滑鼠轻轻一点，你的居住地就被锁定，身份信息会形象地出现在卫星地图上。昨天，九龙坡区公安分局启用人口GIS地理信息系统，实现按图“索”人。卫星地图：几秒钟可找到你输入名字或身份证号码，滑鼠一点，几秒钟后查询人的信息便会出来。与以往平面图示不同，被查询人的所有信息（包括居住地、周边环境、隔壁邻居等），都被标识在卫星地图上。“这就是GIS地理信息系统！”昨天，九龙坡区公安分局科监支队负责人说。以往，居民信息在派出所进行登记后，民警只能在电脑上以表格形式进行查看，内容单一不直观，许多居民居住地，民警也不清楚具体位置。但在卫星地图上，查询者的信息将会形象地显示在他居住楼层的上空， “几秒钟，就可以按图找人。”犯罪分子：警方找他更容易据悉，九龙坡区率先在全市推出该系统，并在杨家坪、西彭和九龙三个派出所辖区进行试点，目前，九龙派出所辖区的部分地区已初步实现地图定位，市民信息已存进九龙坡区警方的电脑资料库，当民警查询这些地方的市民信息时，还能在地图上找到周边信息，例如附近网咖、最近的治安岗亭和药店，甚至是被查询者的邻居等。据了解，目前，该系统已採集信息上万条，覆盖了试点地区的常住人口、暂住人口、重点人口以及违法犯罪人员的相关信息。精确定位：住家周边信息全有GIS系统最大的优点，就是对犯罪分子有效搜寻。警方一旦确定犯罪分子，他的居住地和邻居信息立马就会在系统上显示，在此居住多久，和谁打交道多，民警再将这些信息告诉周围邻居，让大伙随时提防，这样也大大减少了查找的难度。警方表示，今后，该系统还将会和全区监控系统进行联动、GPS车辆信息定位，让民警更加便利地为市民服务。