全球地理信息系統
① 地理信息系統和數字地球的區別是
地理信息系統是某一個專業方面的,如:交通系統、警務系統、房產系統等等;數字地球現在叫數字城市,是一個平台,基於基礎地理信息(數字地圖等)的城市平台,可以把其他專業的數據載入到平台上,公開可以公開的部分,聯系可以鏈接的部分,形成整體的綜合應用模式。
兩者的主要區別是:
1、地理信息系統是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
2、「數字地球」是一個地球的數字模型,它是利用數字技術和方法將地球及其上的活動和環境的時空變化數據,按地球的坐標加以整理,存入全球分布的計算機中,構成一個全球的數字模型,在高速網路上進行快速流通,這樣就可以使人們快速、直觀完整地了解我們所在的這顆星球。「數字地球」將最大限度地為人類的可持續發展和社會進步以及國民經濟建設提供高質量的服務。
(1)全球地理信息系統擴展閱讀:
隨著"數字地球"這一概念的提出和人們對它的認識的不斷加深,從二維向多維動態以及網路方向發展是地理信息系統發展的主要方向,也是地理信息系統理論發展和諸多領域的迫切需要如資源、環境、城市等。
在技術發展方面,一個發展是基於Client/Server結構,即用戶可在其終端上調用在伺服器上的數據和程序。另一個發展是通過互聯網路發展Internet GIS或Web-GIS,可以實現遠程尋找所需要的各種地理空間數據,包括圖形和圖像。
而且可以進行各種地理空間分析,這種發展是通過現代通訊技術使GIS進一步與信息高速公路相接軌。另一個發展方向,則是數據挖掘(Data Mining),從空間資料庫中自動發現知識,用來支持遙感解譯自動化和GIS空間分析的智能化。
② 地理信息系統的歷史發展
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(Geography Information System,GIS)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起著越來越重要的作用。
GIS可以分為以下五部分:
人員,是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務,開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足,但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。
數據,精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。
硬體,硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度,使用是否方便及可能的輸出方式。
軟體,不僅包含GIS軟體,還包括各種資料庫,繪圖、統計、影像處理及其它程序。
過程,GIS 要求明確定義,一致的方法來生成正確的可驗證的結果。
GIS屬於信息系統的一類,不同在於它能運作和處理地理參照數據。地理參照數據描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性,在GIS中的兩種地理數據成分:空間數據,與空間要素幾何特性有關;屬性數據,提供空間要素的信息。
地理信息系統(GIS)與全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)合稱3S系統。
地理信息系統(GIS) 是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上, 這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統。例如,根據在資料庫中的位置對數據進行識別。實習者通常也認為整個GIS系統包括操作人員以及輸入系統的數據。
地理信息系統(GIS)技術能夠應用於科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如,一個地理信息系統(GIS)能使應急計劃者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間,或利用GIS系統來發現那些需要保護不受污染的濕地。
地理數據和地理信息
什麼是信息(Information)?1948年,美國數學家、資訊理論的創始人香農(Claude Elwood Shannon)在題為《通訊的數學理論》的論文中指出:「信息是用來消除隨機不定性的東西」; 1948年,美國著名數學家、控制論的創始人維納(Norbert Wiener)在《控制論》一書中,指出:「信息就是信息,既非物質,也非能量。」 狹義資訊理論將信息定義為「兩次不定性之差」,即指人們獲得信息前後對事物認識的差別;廣義資訊理論認為,信息是指主體(人、生物或機器)與外部客體(環境、其他人、生物或機器)之間相互聯系的一種形式,是主體與客體之間的一切有用的消息或知識。我們認為信息是通過某些介質向人們(或系統)提供關於現實世界新的事實的知識,它來源於數據且不隨載體變化而變化,它具有客觀性、實用性、傳輸性和共享性的特點 。
信息與數據既有區別,又有聯系。數據是定性、定量描述某一目標的原始資料,包括文字、數字、符號、語言、圖像、影像等,它具有可識別性、可存儲性、可擴充性、可壓縮性、可傳遞性及可轉換性等特點。信息與數據是不可分離的,信息來源於數據,數據是信息的載體。數據是客觀對象的表示,而信息則是數據中包含的意義,是數據的內容和解釋。對數據進行處理(運算、排序、編碼、分類、增強等)就是為了得到數據中包含的信息。數據包含原始事實,信息是數據處理的結果,是把數據處理成有意義的和有用的形式。
地理信息作為一種特殊的信息,它同樣來源於地理數據。地理數據是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示,是指表徵地理環境中要素的數量、質量、分布特徵及其規律的數字、文字、圖像等的總和。地理數據主要包括空間位置數據、屬性特徵數據及時域特徵數據三個部分。空間位置數據描述地理對象所在的位置,這種位置既包括地理要素的絕對位置(如大地經緯度坐標),也包括地理要素間的相對位置關系(如空間上的相鄰、包含等)。屬性數據有時又稱非空間數據,是描述特定地理要素特徵的定性或定量指標,如公路的等級、寬度、起點、終點等。時域特徵數據是記錄地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。時域特徵數據對環境模擬分析非常重要,正受到地理信息系統學界越來越多的重視。空間位置、屬性及時域特徵構成了地理空間分析的三大基本要素。
地理信息是地理數據中包含的意義,是關於地球表面特定位置的信息,是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵和一切有用的知識。作為一種特殊的信息,地理信息除具備一般信息的基本特徵外,還具有區域性、空間層次性和動態性特點。
當今社會,人們非常依賴計算機以及計算機處理過的信息。在計算機時代,信息系統部分或全部由計算機系統支持,因此,計算機硬體、軟體、數據和用戶是信息系統的四大要素。其中,計算機硬體包括各類計算機處理及終端設備;軟體是支持數據信息的採集、存貯加工、再現和回答用戶問題的計算機程序系統;數據則是系統分析與處理的對象,構成系統的應用基礎;用戶是信息系統所服務的對象。
從20世紀中葉開始,人們就開始開發出許多計算機信息系統,這些系統採用各種技術手段來處理地理信息,它包括:
○ 數字化技術:輸入地理數據,將數據轉換為數字化形式的技術;
○ 存儲技術:將這類信息以壓縮的格式存儲在磁碟、光碟、以及其他數字化存儲介質上的技術;
○ 空間分析技術:對地理數據進行空間分析,完成對地理數據的檢索、查詢,對地理數據的長度、面積、體積等的量算,完成最佳位置的選擇或最佳路徑的分析以及其他許多相關任務的方法;
○ 環境預測與模擬技術:在不同的情況下,對環境的變化進行預測模擬的方法;
○ 可視化技術:用數字、圖像、表格等形式顯示、表達地理信息的技術。
這類系統共同的名字就是地理信息系統(GIS , Geographic Information System),它是用於採集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數據的計算機系統。與地圖相比,GIS具備的先天優勢是將數據的存儲與數據的表達進行分離,因此基於相同的基礎數據能夠產生出各種不同的產品。
由於不同的部門和不同的應用目的,GIS的定義也有所不同。當前對GIS的定義一般有四種觀點:即面向數據處理過程的定義、面向工具箱的定義、面向專題應用的定義和面向資料庫的定義。Goodchild把GIS定義為「採集、存貯、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合技術系統」。Burrough認為「GIS是屬於從現實世界中採集、存儲、提取、轉換和顯示空間數據的一組有力的工具」,俄羅斯學者也把GIS定義為「一種解決各種復雜的地理相關問題,以及具有內部聯系的工具集合」。面向資料庫是定義則是在工具箱定義的基礎上,更加強調分析工具和資料庫間的連接,認為GIS是空間分析方法和數據管理系統的結合。面向專題應用的定義是在面向過程定義的基礎上,強調GIS所處理的數據類型,如土地利用GIS、交通GIS等;我們認為地理信息系統它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它和其他計算系統一樣包括計算機硬體、軟體、數據和用戶四大要素。只不過GIS中的所有數據都具有地理參照,也就是說,數據通過某個坐標系統與地球表面中的特定位置發生聯系。
地理信息系統簡稱GIS,多數人認為是Geographical Information System(地理信息系統),也有人認為是Geo-information System(地學信息系統)等等。人們對GIS理解在不斷深入,內涵在不斷拓展,「GIS」中,「S」的含義包含四層意思:
一是系統(System),是從技術層面的角度論述地理信息系統,即面向區域、資源、環境等規劃、管理和分析,是指處理地理數據的計算機技術系統,但更強調其對地理數據的管理和分析能力,地理信息系統從技術層面意味著幫助構建一個地理信息系統工具,如給現有地理信息系統增加新的功能或開發一個新的地理信息系統或利用現有地理信息系統工具解決一定的問題,如一個地理信息系統項目可能包括以下幾個階段:
(1)定義一個問題;
(2)獲取軟體或硬體;
(3)採集與獲取數據;
(4)建立資料庫;
(5)實施分析;
(6)解釋和展示結果。
這里的地理信息系統技術(Geographic information technologies)是指收集與處理地理信息的技術,包括全球定位系統(GPS)、遙感(Remote Sensing)和GIS。從這個含義看,GIS包含兩大任務,一是空間數據處理;二是GIS應用開發。
二是科學(Science),是廣義上的地理信息系統,常稱之為地理信息科學,是一個具有理論和技術的科學體系,意味著研究存在於GIS和其它地理信息技術後面的理論與觀念(GIScience)。
三是代表著服務(Service),隨著遙感等信息技術、互聯網技術、計算機技術等的應用和普及,地理信息系統已經從單純的技術型和研究型逐步向地理信息服務層面轉移,如導航需要催生了導航GIS的誕生,著名的搜索引擎Google也增加了Google Earth功能,GIS成為人們日常生活中的一部分。當同時論述GIS技術、GIS科學或GIS服務時,為避免混淆,一般用GIS表示技術,GIScience或GISci表示地理信息科學,GIService或GISer表示地理信息服務。
四是研究(Studies),即GIS= Geographic Information Studies,研究有關地理信息技術引起的社會問題(societal context),如法律問題(legal context),私人或機密主題,地理信息的經濟學問題等。
因此,地理信息系統(Geographic Information System,GIS)是一種專門用於採集、存儲、管理、分析和表達空間數據的信息系統,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」 。 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( CLI,使用的1:50,000比例尺,利用關於土壤、農業、休閑,野生動物、水禽、林業和土地利用的地理信息,以確定加拿大農村的土地能力。)收集的數據,並增設了等級分類因素來進行分析。
CGIS是「計算機制圖」應用的改進版,它提供了覆蓋,資料數字化/掃描功能。它支持一個橫跨大陸的國家坐標系統,將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的「弧」,並在單獨的文件中存儲屬性和區位信息。由於這一結果,湯姆林森已經成為稱為「地理信息系統之父」,尤其是因為他在促進收斂地理數據的空間分析中對覆蓋的應用。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成,但耗時太長,因此在其發展初期,不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟體的供應商競爭。CGIS一直使用到20世紀90年代,並在加拿大建立了一個龐大的數字化的土地資源資料庫。它被開發為基於大型機的系統以支持一個在聯邦和省的資源規劃和管理。其能力是大陸范圍內的復雜數據分析。CGIS未被應用於商業 。微型計算機硬體的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼並了大多數的CGIS特徵,並結合了對空間和屬性信息的分離的第一種世代方法與對組織的屬性數據的第二種世代方法入資料庫結構。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,在各種系統中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。
③ 遙感,全球定位系統,和地理信息系統三者之間的關系是什麼在線等
三者好比三個人 遙感(RS)是男的 睡在中間 全球定位系統(GPS)是男的 睡在左邊 地理信息系統(GIS)是女的 睡在右邊 RS面朝GIS 卻把背後留給了GPS
④ 遙感技術,全球定位系統,地理信息系統,數字地球
搖感(RS)就是是用來看的,在太空拍一些圖片什麼的,eg:農業的生長情況,可以通過下內墊面的反射不同容,拍出的照片就可以反映出農作物的生長情況。
全球定位系統(GPS)就是用來定位置的,用坐標定位來確定方位和方向。
地理信息系統(GIS)就是用來空間查詢、分析、模擬、統計和預測等方面的系統。eg:土地利用規劃、模擬城市、城市建設規劃。
數字地球就是以3S(GPS.RS.GIS)為支撐、基礎的一種綜合的信息裝如電腦中為人類工作學習生活娛樂服務的。
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⑤ 遙感,全球定位系統,和地理信息系統三者之間的關系是什麼
遙感是指非接觸的,遠距離的探測技術。一般指運用感測器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測,遙感影像我們可通過遙感集市雲服務平台免費下載或訂購的方式獲取。
GPS是英文Global Positioning System(全球定位系統)的簡稱。GPS起始於1958年美國軍方的一個項目,1964年投入使用。20世紀70年代,美國陸海空三軍聯合研製了新一代衛星定位系統GPS 。
主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務,並用於情報搜集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
在機械領域GPS則有另外一種含義:產品幾何技術規范(Geometrical Proct Specifications, 簡稱GPS)。另外一種含義為G/s(GB per second)。GPS(Generalized Processor Sharing)廣義為處理器分享,網路服務質量控制中的專用術語。
地理信息系統(GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem,GIS)有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
⑥ 國外哪個學校的地理信息系統最好
美國加州大學,全球地理信息系統的領軍人物GoodChild在那裡。也是美國科學院院士。專他的研究方屬向是:
空間資料庫的准確性研究
地理信息數據中誤差處理和不確定性錯誤處理的方法和技術 ,包括 :
不確定性誤差模型 ;
誤差跟蹤並對誤差進行編碼的方法 ;
計算和表達在 GIS應用中的誤差 ;
數據精度的評估 ;
數據質量、元數據、數據標准等問題研究。
⑦ 地理信息系統、遙感系統和全球定位系統的區別是什麼
一、名稱。幾個系統的英文簡寫要清楚~全球定位系統為GPS,地理信息系統為GIS,遙感技術為RS。
二、用途。全球定位系統,具有全天候、高精度和自動測量的特點,主要功能是定位導航。目前廣泛應用於軍事、測量、交通、救援、農業等領域。
地理信息系統,可以解決與分布、位置有關的基本問題、趨勢分析、模式問題、模擬問題等幾方面的問題。在城市管理中應用廣泛。如城市信息管理與服務、城市規劃、城市道路交通管理。城市抗震防災、城市環境管理、流行病的防治等。
遙感技術,是利用一定的技術設備和系統,在遠離被側目標的位置對被測目標的電磁波特徵進行測量、記錄與分析的技術,即「遙遠的感知」。根據遙感平台高度的不同,遙感可以分為近地面遙感、航空遙感和航天遙感。廣泛應用於資源普查和環境監測。
三、工作原理及設備。
全球定位系統由空間部分,地面監控系統和用戶設備三個相對獨立的部分組成。空間部分在距地面20200千米的留個軌道面上的24顆衛星組成,這些衛星不斷的發送各自與定位相關的參數和時間信息;地面監控系統主要用於檢測和控制衛星上各種設備是否正常工作,以及衛星是否沿預定軌道運行;用戶設備部分為GPS接收器;他是利用衛星網路來獲得地面某點的經緯度的高程的系統。
地理信息系統,是依靠計算機實現地理信息的收集、處理、儲存、分析和應用的系統。通常收集現有地圖數據、遙感數據、統計報表、GPS數據以及其他形式的數據,經過電腦分析、處理,得到相應的地圖輸出、文本輸出、表格輸出、圖象輸出、模擬結果以及決策方案。
遙感技術,是由遙感平台(地面平台、航空平台、航天平台),感測器(成像方式感測器(攝影機,掃描儀。成像雷達)和非成像方式感測器(雷達高度計、激光高度計、激光高度計、微波幅射計、紅外幅射溫度計)),遙感信息的傳輸與處理(視頻傳輸,直接傳輸)三個部分的工作完成的。
⑧ 地理信息系統包括哪些
地理信息系統(Geographic Information System或復 Geo-Information system,GIS)有時又制稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
⑨ 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。