第一章 GIS技术

　　1.1 GIS概述

　　一、GIS的定义

　　地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统。简而言之，地理信息系统是以计算机为工具，具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管理系统，它是一种特殊而又十分重要的信息系统。

　　二、GIS的特征

　　(1)地理信息系统具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性。

　　(2)地理信息系统由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法、作用与空间数据，产生有用信息。

　　(3)地理信息系统以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，并能产生高层次的地理信息。

　　地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法。

　　(4)地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据，地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。

　　三、GIS的组成

　　一个典型的、完整的GIS，其基本组成一般包括计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据(数据库)、GIS应用模型、GIS用户五个部分。

　　四、GIS的功能

　　(1)数据采集、监测与编辑

　　主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。

　　(2)数据处理

　　初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。

　　(3)数据存储与组织

　　涉及到空间数据和属性数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。

　　(4)空间查询与分析

　　(5)图形与交互显示

　　地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件。

　　1.2 GIS的应用

　　土地信息系统和地籍管理

　　土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

　　资源管理

　　主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。

　　资源配置

　　在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

　　城市规划和管理

　　空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

　　生态、环境管理与模拟

　　区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。