地理信息系統技術
⑴ 地理信息技術的地理信息系統
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念:
1、的物理外殼是計算機化的技術系統,它又由若干個相互關聯的子系統構成,如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等,這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。
2、GIS的操作對象是空間數據,即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼,實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標志,也是其技術難點之所在。
3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力,可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息,實現地理空間過程演化的模擬和預測。
4、GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數;電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。有的學者斷言,「地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙,那麼,信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門,必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。
⑵ 地理信息系統
在農用地分等中需要對地塊(圖斑)進行空間定位、面積測算、類型調查以及權屬確認等,圖件是輔助農用地分等最重要的技術手段,這些圖件包括土壤圖、地形圖、土地利用現狀圖、坡度圖等。這些圖件如果採用手工方式繪制,操作起來費時費力,更新時也極其不方便。採用GIS技術可以輕松地完成這些工作。GIS技術在農用地分等中的應用貫穿於工作的整個過程。該工作實質上是針對農用地這一特定空間對象所做的多因素疊加綜合分析,以及基於此分析的進一步數據挖掘。在農用地分等中,GIS技術主要應用在以下幾個方面。
(一)資料庫建設
1.數據採集、檢驗與編輯
主要用於獲取數據,保證農用地分等工作中的數據在內容與空間上的完整性、數據值邏輯上的一致性等。而這一過程的工作量超過全部分等工作量的一半。該過程主要採用自動化掃描輸入與遙感數據集成的方法,掃描後的數據進行自動化編輯與處理後成為工作的基礎數據(底圖)。
2.數據處理
農用地分等工作中,數據的初步處理主要包括數據格式化、轉換和綜合。由於各地採用的專業軟體不同,在開始工作前必須對各種來源的數據進行數據格式、坐標系統和比例尺的統一,使之滿足農用地分等工作的具體要求,同時為分等成果數據的共享打下基礎。數據的格式化是指不同數據結構之間的轉化;數據比例尺的變換涉及數據比例尺縮放、平移、旋轉等方面,其中最為重要的是投影變換;數據綜合包括數據平滑、特徵集結等。
3.數據的存儲與組織
這一部分工作在農用地分等工作中表現為空間數據與屬性數據的對接,是一個數據集成的過程,也是建立分等資料庫的關鍵步驟,涉及空間數據和屬性數據的組織。在地理數據組織與管理中,最為關鍵的是如何將空間數據與屬性數據融合為一體。採用GIS軟體系統將二者分開存儲,通過唯一標識碼(單元編碼)連接起來。
以上部分構建了分等資料庫,是農用地分等工作開展的前提和基礎。而在農用地分等過程中同樣應用了GIS技術,主要表現為採用GIS技術的空間分析技術提取和傳輸空間信息。
(二)在分等計算過程及省級匯總中的應用
1.空間疊加
農用地分等中同一個圖斑受多種因素(主要表現為10個分等因素,涉及土壤圖、地形圖、坡度圖、水文圖等圖件疊加)覆蓋,需要採用疊置分析方法,按照面積或者中心權重進行運算。通過疊置分析將同一地區、同一比例尺的數據層進行疊置,生成一個新的數據層(含有分等相關屬性的圖層),實現了各個圖斑具有多重屬性和各疊置層目標屬性的統計計算。
2.緩沖分析
在因素量化的過程中大量採用了緩沖區分析方法計算確定某一因素的影響范圍。將點、線、面等因素,根據各自的衰減方式計算得出緩沖區多邊形,採用疊置分析的方法將分值賦予各個圖斑。這是GIS重要的和基本的空間分析功能之一。
3.空間分析與計算
在實現三級分等成果的聯動追溯查詢中還使用了包括泰森多邊形分析在內的多種分析方法,解決市級圖斑與縣級圖斑、省級圖斑與市級圖斑的一對多關系。泰森多邊形可用於定性分析、統計分析、鄰近分析等。如用離散點的性質來描述泰森多邊形區域的性質;用離散點的數據來計算泰森多邊形的數據;判斷一個離散點與其他離散點相鄰時,可根據泰森多邊形直接得出。
4.地形分析
主要是利用等高線內插生成DEM或DTM模型描述地表起伏狀況,用於提取各種地形參數,如坡度、坡向等數據。
(三)在資料庫管理信息系統中的應用
1.用戶管理
用戶管理主要指用戶的添加、刪除和用戶屬性的編輯。該程序是系統安全運行的重要保證。通過菜單或工具欄,用戶可以進行關聯查詢,通過省或市的數據查詢縣級數據,或者通過市、縣的數據查詢該數據相對應的省、市數據;還可查詢匯總圖中的某個分等單元是由工作底圖中的哪些分等單元綜合而成。
2.綜合查詢
綜合查詢指對圖形數據和屬性數據的提取和顯示,主要有單目標查詢、多目標查詢和條件查詢。單目標查詢指通過滑鼠選擇某個分等單元,以查看其所有的屬性。多目標查詢指由多邊形框選擇多個分等單元,然後在列表中查看每個分等單元的屬性。條件查詢指使用界面提供的SQL語句編輯工具生成一個SQL條件語句,然後根據它來查找與條件相符合的目標,並把他們突出顯示。
3.空間量算
空間量算包括空間位置、長度、面積的度量和圖層的管理。圖層管理包括圖層的添加和刪除、圖層的移動、圖層數據的表現形式和圖形信息的提示方式。
4.圖形操作
對圖形的操作主要指對圖形的瀏覽,主要有縮放、漫遊、全圖顯示、導航圖的顯示、分等單元的突出顯示、前景色及背景色的設置以及圖層的分色顯示。
5.數據分析
數據分析主要指數據的統計和分析。數據可以是當前的選擇集,也可以是某個圖層的全部對象。選擇分類的欄位,如鎮、自然質量等,可對選擇統計的對象進行和、最大值、最小值、計數等的統計,並以表的形式表達出來。
6.文件操作
文件操作主要是外部數據的輸入和輸出。主要分為兩個方面,即所有圖層的基本信息(包括圖層的名稱、類型、保存的路徑等)導入工作環境和各圖層文件的生成。圖層信息的入庫通過程序代碼自動錄入。
⑶ 地理信息系統(GIS)技術系統原理是什麼
最簡單地來說,GIS是以測繪測量為基礎,以資料庫作為數據儲存和使用的數據源,以計算機編程為平台的全球空間分析即使技術。這是GIS的本質,也是核心。
物質世界中的任何事物都被牢牢地打上了時空的烙印。人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。地理信息系統( Geographic Information System, 簡稱 GIS)作為獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由於信息技術的發展,數字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用於現階段任何行業。 從技術和應用的角度, GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術;
從學科的角度, GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科,具有獨立的學科體系;
從功能上, GIS 具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能;
從系統學的角度, GIS 具有一定結構和功能,是一個完整的系統。
簡而言之, GIS 是一個基於資料庫管理系統( DBMS )的分析和管理空間對象的信息系統,以地理空間數據為操作對象是地理信息系統與其它信息系統的根本區別。
GIS即地理信息系統(Geographic Information System),經過了40年的發展,到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術,並且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年,GIS更以其強大的地理信息空間分析功能,在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟硬體的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。
⑷ 地理信息系統的技術特點
地理信息系統 (Geographical Information System)
簡述
簡單的幾句話,是不能解釋地理信息系統概念的。這里僅僅是泛泛的介紹。首先,GIS是一種計算機系統,它具備一般計算機系統所具有的功能,如採集、管理、分析和表達數據等功能。其次,GIS處理的數據都和地理信息有著直接間接的關系。地理信息是有關地理實體的性質、特徵、運動狀態的表徵和一切有用的知識,而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示,包括空間位置、屬性特徵(簡稱屬性)及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物或現象所在位置;屬性數據有時又稱作非空間數據,是屬於一定地物或現象、描述其特徵的定性或定量指標;時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。由此,可以簡單地定義地理信息系統為用於採集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統。地理信息系統是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統。依照其應用領域,地理信息系統可分為土地信息系統、資源管理信息系統、地學信息系統等;根據其使用的數據模型,可分為矢量、柵格和混合型信息系統;根據其服務對象,可分為專題信息系統和區域信息系統等等。
與一般的管理信息系統相比,地理信息系統具有以下特徵:(1)地理信息系統在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據,並通過資料庫管理系統將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用,從而提供了認識地理現象的一種新的思維方法;而管理信息系統則只有屬性資料庫的管理,即使存儲了圖形,頁往往以文件形式等機械形式存儲,不能進行有關空間數據的操作,如空間查詢、檢索、相鄰分析等,更無法進行復雜的空間分析。(2)地理信息系統強調空間分析,通過利用空間解析式模型來分析空間數據,地理信息系統的成功應用依賴於空間分析模型的研究與設計。
地理信息系統理解的歧意
目前,對地理信息系統的定義還存在分歧。這種分歧起因於地理信息系統本身誕生歷史不長、發展速度很快、應用領域廣泛等因素。因此,地理信息系統的定義可能基於系統具備的功能,也可能基於應用或其它方面。 David J.Cowen(1988)在分析現有地理信息系統定義的基礎上,將其歸結為以下四類:
(l)面向數據處理過程的定義。認為地理信息系統由地理數據的輸入、存儲、查詢、分析與輸出等子系統組成。過程定義本身很清楚,強調數據的處理流程,但其外延太廣泛,不利於將地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統分開。
(2)面向專題應用的定義。在面向過程定義的基礎上,按其分析的信息類型來定義地理信息系統,如土地利用信息系統、礦產資源管理信息系統、投資環境評估信息系統、城市交通管理信息系統等。應用定義有助於描述地理信息系統的應用領域范疇。
(3)工具箱定義。這種定義基於軟體系統分析的觀點,認為地理信息系統包括各種復雜的處理空間數據的計算機程序和各種演算法。工具箱定義系統地描述了地理信息系統軟體應具備的功能,為軟體系統的評價提供了基本的技術指標。
(4)資料庫定義。在工具箱定義的基礎上,更加強調分析工具和資料庫間的聯接。一個通用的地理信息系統可看成是許多特殊的空間分析方法與數據管理系統的結合。
另外,從地理信息系統在實際應用中的作用與地位來看,目前對地理信息系統的認識可歸納為三個相互獨立又相互關聯的觀點。一是地圖觀點,強調地理信息系統作為信息載體與傳播媒介的地圖功能,認為地理信息系統是一種地圖數據處理與顯示系統,在此,每個地理數據集可看成是一張地圖,通過地圖代數實現數據的操作與運算,其結果仍然表現為一張具有新內容的地圖。測繪及各種專題地圖部門非常重視地理信息系統的快速生產高質量地圖的能力。第二種觀點稱為資料庫觀點,多為具有計算機科學背景的用戶所接納,強調資料庫系統在地理信息系統中的重要地位,認為一個完整的資料庫管理系統是任何一個 成功的地理信息系統不可缺少的部分。第三種觀點則是分析工具觀點,強調地理信息系統的空間分析與模型分析功能,認為地理信息系統是一門空間信息科學。第三種觀點普遍地為地理信息系統界所接受,並認為這是區分地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統的唯一特徵。
綜上所述,地理信息系統可定義為:由計算機系統、地理數據和用戶組成的,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府各部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理決策服務。
地理信息系統與地圖學及電子地圖
地圖作為記錄地理信息的一種圖形語言形式,最為古老,久負盛譽。從歷史發展看,地理信息系統脫胎於地圖,並成為地圖信息的又一種新的載體形式,它具有存儲、分析、顯示和傳輸的功能,尤其是計算機制圖為地圖特徵的數字表示、操作和顯示提供了成套方法,為地理信息系統的圖形輸出設計提供了技術支持;同時,地圖仍是目前地理信息系統的重要數據來源之一。但二者間有著一定的差別:地圖強調的是數據分析、符號化與顯示,而地理信息系統則注重於信息分析。同時,地圖學理論與方法對地理信息系統的發要的影響,並成為地理信息系統發展的根源之一。
地理信息系統與制圖系統的關系存在兩種看法。其一,計算機輔助制圖系統是地理信息系統的一部分;其二,地理信息系統是機助制圖系統之上的超結構(Superconstructure)。從地理信息系統的發展過程可以看出,地理信息系統的產生、發展與制圖信息系統存在著密切的聯系,兩者的相通之處是基於空間資料庫的空間信息的表達、顯示和處理。
從系統組成和功能上,一個地理信息系統擁有機助制圖系統的所有組成和功能,並且地理信息系統還有數據處理的功能。但隨著電子制圖系統(Electronic manning system,EMS)的出現和發展,出現了電子圖集。與傳統地圖集相比,電子地圖集有許多新的特徵:①聲、圖文和數據多媒體集成,把圖形的直觀性、數字的准確性、聲音的引導性和親切感相結合,充分利用了讀者的各種感官;②查詢檢索和分析決策功能,能夠支持從地圖圖形到屬性數據和從屬性數據到圖形的雙向檢索;③圖形動態變化功能,從開窗縮放、創覽閱讀等基本功能到地圖動畫功能、多維動畫圖形模擬等;④具有良好的用戶界面,使讀者介入地圖的生成過程;⑤多級比例尺之間的相互轉換,由於計算機屏幕幅面的限制和計算機潛在的計算功能和巨大的存貯能力,要求具有多級比例尺不同程度的制圖綜合功能。與地理信息系統相比,由於電子制圖系統具有電子地圖集的功能,因此它所擁有的表達與顯示空間信息的功能更強。好的電子制圖系統應具有地理信息系統的所有功能,並且具有在電子媒體上應用各種不同的格式來創建、存貯和表達資料信息的能力。
節選自《地理信息系統導論》陳述彭等編著
⑸ 地理信息系統(GIS)
地理信息系統(GIS)是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。目前國際上普遍承認。雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科,但其核心是計算機科學,基本技術是資料庫、地圖可視化及空間分析,是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。地質環境評價主要是綜合考慮影響環境地質諸多方面的要素,藉助恰當的數學模型和專家經驗,對研究區的環境地質進行分區。
利用GIS可以實現地質環境信息的管理、可視化、查詢、輸出等功能,操作簡單、移植性強。把GIS技術應用在地質環境評價與災害預測中,其優點固然很多,但總的說來也存在如下的一些問題:
(1)在生態環境評價中,一般的GIS軟體雖然都能夠提供諸如數據檢索、疊加分析、屬性統計分析、數字地面模型(DTM)等各種空間分析功能,但是要想滿足為解決實際問題進行的專業分析的數據要求,僅僅依靠這些空間分析方法往往還很不夠,這就要求我們在GIS基礎軟體平台的基礎上進行二次開發,拓展其空間分析功能,提取我們感興趣的信息,但是具體如何操作,目前仍是一個亟需與相關學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。
(2)地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點,目前在利用GIS眾多的評價預測模型中,不管是多災種還是單災種評價,人們都在努力尋求一種普遍適合的模型來解決地質環境的評價。雖然普遍的評價模型在宏觀決策中有重要的意義,適合建立面向大眾和政府的決策支持系統,但對中小尺度范圍的評價時往往不盡如人意,因此尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。
(3)地質環境評價工作是一項復雜的系統工程,數據採集和處理的工作量非常大,會涉及到地層、水文、地震及人類活動等各個方面,對於這些資料的搜集和整理,必然會涉及輸入到GIS中資料的准確性問題,因為GIS所能完成的工作只是依據所得到的資料,對其作出相應的處理,也就是說「如果輸入GIS的數據是『垃圾』,輸出的結果也只會是『垃圾』,這不會因昂貴的設備和高級技術人才而改變」。因此,我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取捨,以保證輸入GIS的數據合理。
(4)從GIS在地質災害研究中的應用來看,就兩者的結合方式而言,大部分應用都集中在將GIS用於數據的前後期處理和結果的顯示輸出方面,兩者的結合還處於低階水平。作為緊緊追隨工業標准化要求發展的GIS技術,標准化適當數據的缺乏也構成其廣泛應用的桎梏;此外,GIS軟體處理分析能力以及對於數據誤差分析能力的不足、GIS處理包括時間在內的四維能力的不足、災害模型建立的高難度性以及機構間協調不夠而造成的成果用戶面太窄等因素都暫時限制了GIS在地質災害研究中的應用。
⑹ 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
⑺ 地理信息技術和地理信息系統有何區別簡要回答
地理信息技術是主要用於區域地理環境研究的現代技術,主要是遙感、全球定位系統和地理信息系統三大類。也就是說地理信息系統是地理信息技術中的一種。另外,地理信息系統是主要用於分析空間地理數據的計算機系統。
⑻ 地理信息系統是什麼就業方向是啥
地理信息系統一直是人類認識自然,改造自然的重要基礎性的手段和技術方法體系。在原始社會,我們的祖先將當地的地形做成類似今天的河盤的模型,用來指導他們的狩獵,農業社會洪水泛濫後土地的再劃分形成了地理信息系統雛形,工業社會則更把土地和不動產的精準管理交給了地理信息系統;現代管理信息社會中,地理信息系統作為信息產業的重要組成部分,也滲透到國家經濟建設,國防建設,國防事業,任命生活的方方面面,成為不可或缺的專業。
目前來看,地理信息系統專業的畢業生可以在城市建設、國土規劃、市政建設、土地勘測、測繪等單位找到適合自己發揮專業技能的空間,當然還有各類高技術公司。學生工作後主要從事運用計算機技術和信息技術開發各種信息系統的工作,具體內容則依據工作單位類型的不同,開發各種地理信息系統並進行維護,應該說,這是一知識密集型的工作,要求學生掌握充分體現區域地理綜合特徵的地圖編制理論技術,具有地圖測繪、計算機制圖與地圖印、制、繪等方面扎實的基本功。同時,由於地理信息系統是一個快速發展的學科,因此,還要求學生有不斷吸收本學科新理論和新技術的能力。因此,只要認真完成在校學習和教學實踐的訓練,畢業生走入工作崗位是完全可以勝任的。
2004年,英國一自然雜志發表文章稱納米技術、地理信息系統技術、生物技術將是新世紀最有統治力的技術,因此,選擇地理信息技術就是選擇時修,就是選擇IT。畢業生除大半考取研究生外,其餘可以在國土資源、房地產管理、農業、林業、水利、交通、解放軍、武警、公安、石油、礦業、地質、防火、信息測繪等設計、研究、生產、規劃、教學部門找到待遇不錯的職業。
目前,信息革命的浪潮方興未艾,信息社會正朝我們一步一步地走來。我國業已將信息產業列入可持續發展戰略。作為信息產業重要組成部分的地理信息系統產業必將獲得巨大的發展。可以預見,未來的地理信息系統產業將為廣大地理信息系統專業的學生提供一份現代化的,高收入的令人羨慕的工作。