地理信息檢索

① 地理信息與地理信息系統

地理信息是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵，它是對表徵地理特徵與地理現象之間的地理數據的解釋。地理數據包括空間位置、屬性特徵及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物所在位置; 屬性特徵數據是屬於一定地物，且描述其特徵的定性或定量指標; 時域特徵數據是指地理數據採集或地理現象發生的時段/時刻 ( 如在礦井瓦斯監控系統中，如瓦斯濃度、巷道風速、井下壓力隨時間變化等) ( 劉橋喜等，2004) 。空間位置、屬性特徵及時域特徵是地理空間分析的三個基本要素。

地理信息系統是融計算機圖形和資料庫於一體，對空間數據進行採集、存儲、更新、分析、輸出等處理的工具。地理信息系統的資料庫包括空間數據 ( 又稱圖形數據) 和屬性數據兩部分，空間數據主要負責點 ( point) 、線 ( line，arc) 、面 ( surface) 等圖形實體的管理，而各類圖形實體的屬性管理則由 SQLServer，Oracle 等資料庫來承擔。事實上，人類對地球三維空間中任意實體的表達，應該是圖形和屬性的並集，這樣，才能對物體進行較為精確的描述。所以，只有地理信息系統才能對空間目標進行有效的描述 ( 石磊等，2005) 。

地理信息系統是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體的新興邊緣科學。GIS 把這些技術與學科有機地融合在一起，並與不同數據源的空間和非空間數據相結合，通過空間操作和模型分析，提供對規劃、管理和決策有用的信息產品 ( 劉鐵民等，2004) 。

地理信息系統 ( GIS) 與管理信息系統 ( Manger Information System，MIS，如礦井巷道檢索系統、通風管理系統等) 的主要區別在於: GIS 要對圖形資料庫和屬性資料庫共同管理、分析和應用，GIS 的軟硬體設備要復雜、系統功能要強; 而 MIS 則是只有屬性資料庫的管理，即使存儲了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢，沒有拓撲關系。如圖 2. 3 所示，有一張煤層區域地質圖，在計算機中沒有存儲圖形，只存儲了右邊的列表。

圖 2. 3 煤層區域圖信息

圖 2. 3 中數據是按矩陣排列，一行稱為一個 「記錄」，一列是同類項稱為一個 「域」，每一行代表一個獨立的礦井單元所具有的屬性。查詢時可以做邏輯運算，不受域和記錄個數的限制。例如，可以檢索煤層厚度大於 4m，瓦斯含量大於 15m3/ t 的礦井，查詢結果為林北礦，安東礦和洪陽 2 井。這里雖然管理的是礦井資源信息，但沒有反映空間結構( 與地理位置無關) ，因而該系統仍屬於 MIS 的類型。

地理信息系統和地圖資料庫雖然都有空間查詢、分析和檢索功能，但是地圖資料庫不可能像 GIS 那樣去綜合圖形數據和屬性數據進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息。

地理信息系統與計算機輔助制圖系統 ( CAD) 的共同特點是二者都有參考系統，都能描述圖形數據，但 CAD 圖形功能較強，屬性庫功能相對要弱 ( 劉鐵民等，2004) 。相對而言，GIS 完善了上述各種系統存在的不足。實現數據輸入、存儲、編輯，操作運算，數據查詢、檢索，應用分析，數據顯示，結果輸出等功能。其他各種功能，下述各章還會進行詳細介紹。

② 地理信息是干什麼的

地理信抄息是關於採集、襲存儲、管理、分析和表達空間數據的信息，它既是表達、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的「工具」，也可看作是人們用於解決空間問題的「資源」，同時還是一門關於空間信息處理分析的「科學技術」，它廣泛用於農業、軍事、氣象等領域。

③ 地理信息系統,"數據辭典",名詞解釋

中文名稱：地理信息系統 英文名稱：geographic information system;GIS;geographical information system 定義1：在計算機軟硬體支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性，以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統。 所屬學科：測繪學（一級學科）；測繪學總類（二級學科） 定義2：在計算機軟硬體支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統。 所屬學科：大氣科學（一級學科）；應用氣象學（二級學科） 定義3：在計算機軟體、硬體及網路支持下，對有關空間數據進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用以及在不同用戶、不同系統、不同地點之間傳輸地理數據的計算機信息系統。 所屬學科：地理學（一級學科）；地理信息系統（二級學科） 定義4：能集成、存儲、檢索、操作和分析地理數據，生成並輸出各種地理信息的系統。 所屬學科：資源科技（一級學科）；資源信息學（二級學科）

數據詞典（data dictionary，簡稱DD）就是用來定義數據流圖中的各個成分的具體含義的。對數據流圖中出現的每一個數據流、文件、加工給出詳細定義。數據字典主要有四類條目：數據流、數據項、數據存儲、基本加工。數據項是組成數據流和數據存儲的最小元素。

數據詞典存放資料庫中有關數據資源的文件說明、報告、控制及檢測等信息。大部分是對資料庫本身進行監控的基本信息。所描述的數據范圍包括數據項、記錄、文件、子模式、模式、資料庫、數據用途、數據來源、數據地理方式、事務作業、應用模塊及用戶等。在數據詞典中對數據作的規范說明應包括：①符號。即給每一數據項一個具唯一性的簡短標簽；②標志符。即標志數據項的名字，亦具唯一性；③註解信息。即描述每一數據項的確切含義；④技術信息。用於計算機處理，包括數據位數、數據類型、數據精度、變化范圍、存取方法、數據處理設備以及數據處理的計算機語言等；⑤檢索信息。即列出各種起檢索作用的數據數值清單、目錄。

④ 空間信息查詢方式有哪三種地理信息系統的空間分析分為空間檢索和什麼，什麼，三種層次

空間信息查詢方式有：按屬性、位置和空間關系（拓撲）；你想說的空間檢索、空間分析和智能化嗎

⑤ 地理信息系統和地理信息工程有什麼區別

前者屬於理學，一級學科是地理學
後者屬於工學：一級學科是測繪科學與技術

工學偏重實際應用,就是跟具體的項目相結合,強調經濟效益價值和社會價值.
一般來說,工科的GIS要比理科的GIS好很多.
其實,真正就業的時候,單位不會關心你的專業是偏理還是偏工,他們在乎的是你的實際操作能力或者軟體開發能力或者工作能力.
只是在培養的過程當中,工科的培養方向更加實際一點而已.

地理信息系統專業

業務培養目標：

業務培養目標：本專業培養具備地理信息系統與地圖學的基本知識、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、基礎設施和規劃管理等領域從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的地理信息系統高級專門人才。

業務培養要求：本專業學生主要學習地理信息系統和地圖學、遙感技術方面的基本理論和基本知識，受到應用基礎研究和技術開發方面的科學思維和科學實驗訓練，只有較好的科學素養，具有地理信息系統研究、設計與開發的基本技能及初步的教學、研究、開發和管理能力。

畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：

1．掌握數學、物理、計算機科學等方面的基本理論和基本知識；

2．掌握地理信息系統和地圖學的基本理論、基本知識和基本實驗技能，以及地理信息系統技術開發的基本原理和基本力法；

3．了解相鄰專業如地理學、資源環境與城鄉規劃管理、測繪工程等的一般原理和方法；

4．了解國家科學技術政策、知識產權、可持續發展戰略等有關政策和法規；

5．了解地理信息系統的理論前沿、應用前景和最新發展動態，以及地理信息系統產業發展狀況；

6．掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；具有-定的實驗設計、創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。

主幹課程：

主幹學科：地理學、地圖學、計算機科學與技術。

主要課程：自然地理學、人文地理學、經濟地理學、地圖學、遙感技術、資料庫技術、地理信息系統原理、地理信息系統設計與應用等。

主要實踐性教學環節：根據課程要求，最好從一年級時便安排教學實習，也可到高年級時安排。包括室內與野外實習、生產實習和畢業論文等，一般安排10--20周。

修業年限：四年

授予學位：理學或工學學士

相近專業：地理科學 資源環境與城市規劃管理 地理信息系統 系統理論 系統科學與工程

⑥ 　地理信息系統

地理信息系統（GIS）出現於20世紀60年代。它作為地學領域專家的有力工具受到越來越普遍的關注，開始在多個領域得到應用。

GIS是對地球空間數據進行採集、存儲、檢索、分析、建模和表示的計算機系統。它不僅可以管理數字和文字（屬性）信息，而且可以管理空間信息（圖形），並能提供各種空間分析的方法，對多種不同的空間信息進行綜合分析解釋，解決空間實體之間的相互關系，分析在一定地理區域內發生的各種現象和過程。GIS為地質學家提供了在計算機輔助下對地質、地理、地球物理、地球化學和遙感等多源信息進行綜合分析和解釋的有力工具。由於GIS具有互動式處理能力和快速運算能力，通過反復嘗試，使地質學家能夠比較容易地完善自己的知識模型。

GIS按其研究開發的目的可以分為國家基礎地理信息系統、城市地理信息系統和企業地理信息系統等等；按其研究開發針對的范圍可分為全球的、區域的和局部的地理信息系統；按其時空模型可分為二維（位置模型）、三維（位置模型＋數字高程模型）和四維（三維＋時間模型）地理信息系統或動態地理信息系統。

除了軟體和硬體外，數據是地理信息系統的關鍵。GIS獲取數據的主要手段有GPS（Global Positioning System：全球定位系統）、DTS（數字全站儀）、DPS（數字攝影測量系統）和RS（遙感技術）。

GIS於20世紀80年代中期開始在地學界得到應用。美國地質調查局在1985年建立了GIS實驗室，鼓勵專業人員應用新技術。僅僅幾年時間在基礎地質、環境與災害、礦產資源評價和區域地質調查方面的信息管理項目即達幾十個。

GIS在地學中的應用前景很廣。信息經GIS分析處理，可繪出用常規測繪難以到達的地區如戈壁、沙漠、高原、雪山等的地形圖。目前GIS在地學中的應用主要包括：

（1）地質找礦及礦產資源預測評價

德國發射的SPOT衛星主要用於石油、天然氣及其他礦產的調查。它可對地貌進行立體觀測，產生高解析度、高精度的圖像。使用該圖像，在前期勘探階段能准確、迅速查明地形、地表露頭、岩性組合和覆蓋區地下構造的基本形態。

（2）國土資源管理

我國於1990年利用GIS建立了1:100萬全國國土資源信息系統和1:400萬全國自然資源綜合開發決策信息系統及某些省、市、縣的國土規劃與管理信息系統，用於國家與區域的經濟建設和規劃。

（3）自然災害的評估與防治

我國於1990年建立了洪水險情預報系統。在1991年我國江淮地區發生的特大洪災和1994年閩江和珠江流域等地發生的大洪災中，太湖流域的1:25萬GIS信息系統和1:20萬GIS土地規劃信息庫結合遙感圖像分別對洪水進行了監測，對災情進行了准確的評估，使洪災損失降到了最低限度。日本應用GIS分析1995年大阪神戶地震引起的滑坡也是一個突出的例子。

在抗震設防區劃和抗震防災規劃方面，利用GIS編制的抗震防災規劃具有應用方便、資料實用性強和能夠實現資源共享等特點。

（4）建立地學信息庫和編制地學圖件

目前，不少國家，如美國、德國、法國、加拿大和中國等均已利用GIS進行了這方面工作。

⑦ 地理信息系統的基本功能都有什麼

空間分析能力是GIS（地理信息系統）的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。

空間分析需要復雜的數學工具，其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等，其主要任務是對空間構成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測；調控地理空間上發生的事件等目的。

移動GIS是通過與流動裝置結合，地理資訊系統可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導航裝置都是結合了衛星定位設備(GPS)和地理資訊系統(GIS)的復合系統;在香港曾經很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統。

汽車導航系統是地理資訊系統的一個特例，它除了一般的地理資訊系統的內容以外，還包括了各條道路的行車及相關信息的資料庫。這個資料庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息，又利用網路拓撲的概念來決定最佳行走路線。

地理數據文件(GDF)是為導航系統描述地圖數據的ISO標准。汽車導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源資料庫也用於航跡規劃、導航，並可能還有主動安全系統、輔助駕駛及位置定位服務等高級功能。汽車導航系統的資料庫應用了地圖資源資料庫管理。

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地理信息系統發展歷史

古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發展起來的「數字地球」「數字城市」在人們的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。

1.5萬年前，在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴牆壁上，法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構，即一個圖形文件對應一個屬性資料庫。

18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現，同時還出現了專題繪圖的早期版本，例如：科學方面或人口普查資料。約翰•斯諾在1854年，用點來代表個例，描繪了倫敦的霍亂疫情，這可能是最早使用地理方法的位置。

他對霍亂分布的研究指向了疾病的來源——一個位於霍亂疫情爆發中心區域百老匯街的一個被污染的公共水泵。約翰•斯諾將泵斷開，最終終止了疫情爆發。

20世紀60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。

羅傑•湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統(CGIS)，用於存儲，分析和利用加拿大土地統計局收集的數據，並增設了等級分類因素來進行分析。

20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，GIS在各種系統中的迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。

⑧ 地理信息系統軟體有哪些

軟體主要包括以下幾類：操作系統軟體 、資料庫管理軟體 、系統開發軟體 、GIS 軟體，等專等。屬 GIS軟體的選型，直接影響其它軟體的選擇，影響系統解決方案，也影響著系統建設周期和效益。

地理信息系統是能提供存儲、顯示、分析地理數據功能的軟體。主要包括數據輸入與編輯、數據管理、數據操作以及數據顯示和輸出等。作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術和學科，得到了廣泛關注和迅猛發展。

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開發方法：

1、集成式GIS，優點是各項功能已形成獨立的完整系統；缺點是系統復雜、龐大，成本較高，並且難於與其他應用系統集成。

2、模塊化GIS，具有較強的工程針對性，便於開發和應用。

3、組件式GIS，具有標準的組件式平台，各個組件不但可以進行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標准介面。

4、WebGIS，未來的WebGIS將是基於COM/AetiveX或COBRA/Java開發的分布式對象GIS系統。

⑨ 地理信息系統的功能

GIS的核心問題可歸納為5個方面的內容:位置、條件、變化趨勢、模式和模擬(見圖1.1)。

圖1.1 GIS的核心問題

(1)位置(Locations):即「在某個特定的位置有什麼」。一般通過地理對象的位置進行定位，然後利用查詢獲取性質，例如當前地塊名稱、所有者、地點、土地利用情況等。位置問題是地學領域最基本的問題，在GIS中反映為空間查詢技術。

(2)條件(Conditions):即「什麼地方有滿足某些條件的地理對象」。根據地理對象的屬性信息，通過從預定義的可選項中進行選取，列出條件表達式，進而查找滿足該條件的地理對象的空間分布位置，如在屏幕上將滿足指定條件的所有對象以高亮度顯示等。條件問題是GIS中一種較復雜的查詢問題。

(3)趨勢(Trends):該類問題需要在綜合現有數據的基礎上識別已經發生或正在發生變化的地理現象。它要求能夠根據現有的歷史數據、現狀數據等，對現象的變化過程做出分析判斷，對過去做出回溯，並能對未來做出預測。例如在研究地形演變問題時，可利用歷史的和現有的地形數據對不同歷史時期的地形發育情況進行展現，也可進一步對未來地形做出分析預測。

(4)模式(Patterns):即地理對象實體與現象的空間分布間的空間關系問題。第一步:確定模式，一般需要在熟悉現有數據、了解數據間的內在關系的基礎上通過長期的觀察來確定;第二步:獲得報告，說明該事件發生的時間、地點、顯示事件發生的系列圖件。例如，城市中居住人口分布與不同功能區的分布的關系模式。

(5)模擬(Models):即某個地理位置如果具備某種條件會發生什麼問題。是在模式和趨勢的基礎上，建立因素和現象之間的模型關系，進而發現普遍規律。例如，在對某礦區的突水和地質條件、含水層條件、隔水層條件等關系研究的基礎上，對其他礦區進行相關問題研究。一旦發現具有普遍規律，便可建立通用分析模型，並可進行相應的預測和決策。

GIS作為空間信息自動處理及分析系統，其功能遍及「數據採集—數據分析—決策應用」全過程。因此，一個GIS應該具備以下基本功能:

(1)數據採集功能。GIS的第一步就是數據採集，主要用於獲取數據。數據採集即通過各種數據採集設備(如GPS、全站儀、經緯儀等)獲取現實事物的描述數據，並輸入GIS。目前，可用於GIS數據採集的方法與技術很多，最典型的有兩類，一是跟蹤數字化技術，二是掃描數字化技術。隨著掃描技術的發展和廣泛應用，後者已經成為GIS數據採集的主要技術。

(2)數據處理。通過GIS數據採集獲取的數據為原始數據，其不可避免地存在誤差。為盡可能地減小誤差，保證數據在邏輯、數值上的完整性和一致性，需要對數據進行格式化、格式轉換和概化等一系列的處理工作。數據格式化是指不同數據結構數據間的轉換。數據轉換包括數據格式轉化、數據比例尺的變化等。數據概化包括數據平滑、特徵集結等。GIS應該提供強大的、互動式的數據處理功能。

(3)數據存儲、組織與管理功能。數據的有效組織與管理是成功建立GIS資料庫的關鍵步驟，也是GIS系統應用成功與否的關鍵。為了能高效的再現真實環境並進行各種分析，必須按照一定的結構對計算機中的數據進行組織管理。由於空間數據本身具有特定的特徵，GIS必須發展自己特有的數據存儲、組織和管理功能。目前常用的GIS空間數據組織方法有柵格模型、矢量模型和柵格/矢量混合模型，數據管理模式有面向對象數據管理模式、全關系型數據管理模式和文件－關系資料庫混合管理模式等。

(4)空間查詢與空間分析功能。空間查詢是GIS和其他許多自動化地理數據處理系統應具備的基本功能，空間分析是GIS特有的功能和的核心功能。

GIS可以方便地對地理信息進行檢索和查詢。雖然通用資料庫提供了諸如SQL語言的資料庫查詢語言，但對GIS而言，需要對其進行補充或改進，進而使之支持空間查詢。例如查詢穿過一個城市的公路、與某個城市相鄰的城市、某高速公路周圍6km范圍內的居民點等，這些查詢問題是GIS所特有的。因此一個功能強大的GIS軟體，應該滿足常見的空間查詢的要求，設計一些空間查詢語言。

空間分析是較空間查詢更深層次的應用，包括拓撲分析、疊置分析、網路分析、緩沖區分析等。隨著GIS應用范圍的拓廣，GIS的空間分析功能將繼續增加和完善。GIS的空間分析可分為3個不同的層次:①空間檢索，包括從屬性檢索空間物體和從空間位置檢索屬性。②空間拓撲疊加，本質為空間意義上的布爾運算，實現了輸入要素屬性在空間上的連接(Join)以及要素屬性的合並(Union)。③空間模擬分析，該層次的應用研究可以分為3類，即GIS內部的空間模型分析、GIS外部的空間模型分析及混合型的空間模型分析。其中空間模擬分析是GIS應用深化的標志。

(5)數據輸出功能。通過圖形、表格等方式顯示空間數據是GIS項目的必須。作為可視化工具，圖形是傳遞空間數據信息的最有效工具。GIS的主要功能之一就是計算機地圖制圖，包括地圖符號的設計與符號化、圖幅整飾、圖例與布局地圖注記、統計圖表製作等項內容。另外GIS軟體也應具備驅動列印設備或顯示設備的能力，因為對屬性數據也要設計報表輸出，且這些輸出結果需要在列印機、顯示器、繪圖儀上輸出。

圖1.2顯示了這些功能之間的關系及它們操作(Manipulation)數據的不同表現。

圖1.2 GIS功能概述(橢圓)以及它們的表現(矩形)