地理信息系統陳述彭
㈠ 中科院地理信息系統有什麼好的考研參考書,除.地理信息系統導論/陳述彭,魯學軍,周成虎/科學出版社 之外
你考什麼方向啊
㈡ 地理信息系統導論(第8版)的在線資源如何下載
我當年考試的時候也想下這本書,但是沒有找到電子版。看了陳建飛和陳述彭的《地理信息系統導論》現在也考上啦!如果要的話可以給你,不過這些應該都比較容易找到!
㈢ 中科院地理所地理信息系統考研到底用哪本書陳述彭,龔健雅,黃杏園,還是陳建飛的(哥們們,姐妹們一起探討
必然是陳述彭啊, 一般都是要求是自己單位的出的教材的.
龔健雅 是 武漢大學要求的, 呵呵
另外一般招生網上都會公布指定教材的, 你可以關注一下.
㈣ 陳述彭的地理信息系統導論,怎麼復習考研出題重點在哪
中國綜合自然地理自然地理物理第四紀地質地貌中國經濟的地域和文化/經濟地理學城市地理學地圖學與地理信息系統遙感水文水資源勘測!不是整個學校,根據您的需求,您的選擇!
㈤ GIS是什麼GIS開發主要從事什麼方面的開發
GIS(Geographic Information System)地理信息系統。顧名思義,地理信息系統是處理地理信息的系統。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關的信息,又常稱為空間信息。一般來說,GIS可定義為:"用於採集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術"。從GIS系統應用角度,可進一步定義為:"GIS由計算機系統、地理數據和用戶組成,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、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府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"(陳述彭,1999)。 人類生活在地球上,80%以上的信息與地球上的空間位置有關。GIS的出現是信息技術及其應用發展到一定程度的必然產物。地理信息系統萌芽於上世紀的60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用數字計算機處理和分析大量的土地利用地圖數據,並建議加拿大土地調查局建立加拿大地理信息系統(CGIS),以實現專題地圖的疊加、面積量算、自然資源的管理和規劃等;與此同時,美國的Duane F. Marble在美國西北大學研究利用數字計算機研製數據處理軟體系統,以支持大規模城市交通研究,並提出建立地理信息系統的思想。70年代是地理信息系統走向實用的發展期。美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對GIS的研究均投入了大量人力、物力和財力。到1972年CGIS全面投入運行與使用,成為世界上第一個運行型的地理信息系統;在此期間美國地質調查局發展了50多個地理信息系統,用於獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息;1974年日本國土地理院開始建立數字國土信息系統,存儲、處理和檢索測量數據、航空像片信息、行政區劃、土地利用、地形地質等信息;瑞典在中央、區域和城市三級建立了許多信息系統,如土地測量信息系統、斯德哥爾摩地理信息系統、城市規劃信息系統等。但由於當時的GIS系統多數運行在小型機上,涉及的計算機軟硬體、外部設備及GIS軟體本身的價格都相當昂貴,限制了GIS的應用范圍。 80年代是GIS的推廣應用階段,由於計算機技術的飛速發展,在性能大幅度提高的同時,價格迅速下降,特別是工作站和個人計算機的出現與完善,使GIS的應用領域與范圍不斷擴大。GIS與衛星遙感技術相結合,開始用於全球性問題的研究,如全球變化和全球監測、全球沙漠化、全球可居住區評價、厄爾尼諾現象及酸雨、核擴散及核廢料等(李德仁,1994);從土地利用、城市規劃等宏觀管理應用,深入到各個領域解決工程問題,如環境與資源評價、工程選址、設施管理、緊急事件響應等。在這一時期,出現了一大批代表性的GIS軟體,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MAPINPO、ERDAS、Microstation等,其中ARC/INFO已經愈來愈多地為世界各國地質調查部門所採用,並在區域地質調查、區域礦產資源與環境評價、礦產資源與礦權管理中發揮越來越重要作用。 90年代為GIS的用戶時代,隨著地理信息產業的建立和數字化信息產品在全世界的普及,GIS成為了一個產業,投入使用的GIS系統,每2~3年就翻一番,GIS市場的增長也很快。目前,GIS的應用在走向區域化和全球化的同時,己滲透到各行各業,涉及千家萬戶,成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。與此同時,GIS也從單機、二維、封閉向開放、網路(包括Web GIS)、多維的方向發展。 我國地理信息系統方面的工作始於80年代初。地理信息系統進入發展階段的標志是第七個五年計劃的開始,地理信息系統研究作為政府行為,正式列入國家科技攻關計劃,開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應用實驗和工程建設工作。許多部門同時展開了地理信息系統研究與開發工作。1994年中國GIS協會在北京成立,標志中國GIS行業已形成一定規模。九五期間,國家將地理信息系統的研究應用作為重中之重的項目予以支持,1996年,為支持國產GIS軟體的發展,原國家科委開始組織軟體評測,並組織應用示範工程。這一系列的舉措極大的促進了國產GIS軟體的發展與GIS的應用。1998年,國產軟體打破國外軟體的壟斷,在國內市場的佔有率達25%。同年,在抽樣調查25個省市19個行業的1000多個單位中,全部使用了地理信息系統(秦其明、袁勝元,2001)。地理信息系統在資源調查、評價、管理和監測,在城市的管理、規劃和市政工程、行政管理與空間決策、災害的評估與預測、地籍管理及土地利用,在交通、農業、公安等諸多領域得到了廣泛的應用。 2. 地理信息系統的組成 GIS的應用系統由五個主要部分構成,即硬體、軟體、數據、人員和方法。
希望採納
㈥ 地理信息系統本科生就業怎麼樣有必要考研嗎
一般出去就2000的水品,最好考個研究生,我弟弟是武大的測繪的,他們系基本留校研究生,出去上班的,都很辛苦,一般非要做幾年才能有前途,研究生最好考中科院的,出來在進事業單位,這樣比較好!
㈦ 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
㈧ 地理信息系統教材有哪些
鄔倫《地理信息系統:原理、方法和應用》
陳述彭《地理信息系統導論》
㈨ 學習地理信息系統有什麼用
地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題。
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念:
1、GIS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。地理信息系統(GIS)的分類GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的;按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來,可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展,以減小重復浪費,提高數據共享程度和實用性。延伸:配電地理信息系統在配電自動化系統中地理信息系統(GIS)是一個重要內容:由於配電網節點多,設備分散,其運行管理工作常於地理位置有關,引入配電地理信息系統,可以更加直觀的進行運行管理;其內容主要包括:設備管理(FM),是將變電站、饋線、變壓器、開關、電桿等設備的技術數據反映在地理背景圖上;用戶信息系統(CIS),指藉助GIS對大量用戶信息,如用戶名稱、地址、帳號、電話、用電量和負荷、供電優先順序、停電記錄等進行處理,便於迅速判斷故障的影響范圍,而用電量和負荷的統計信息還可作為網路分析的依據;停電管理系統(OMS),是指接到停電投訴後,GIS通過調用CIS和SCADA功能,迅速查明故障地點和影響范圍,選擇合理的操作順序和路徑,顯示處理過程中的進展,並自動將有關信息轉給用戶投訴電話應答系統;另外GIS還可具有輔助配電網發展規劃設計功能等。我國地理信息系統的發展情況我國地理信息系統的起步稍晚,但發展勢頭相當迅猛,大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期,我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著國際遙感技術的發展,我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像,開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議,形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面,先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來,國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖,為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年,國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的准備。
第二是試驗階段。進入80年代之後,我國執行「六五」、「七五」計劃,國民經濟全面發展,很快對「信息革命」作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時,GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規范和標准、空間資料庫建設、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等。以農業為對象,研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體,並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面,在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上,建成了全國1:100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1:4見萬全國資源和環境信息系統及1:250萬水土保持信息系統,並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年,中國科學院建立了「資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室」,1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了「信息工程專業」和「測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室」。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班,已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來,我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國范圍內建立數字化測繪信息產業。1:100萬地圖資料庫已公開發售,衛:25萬地圖資料庫也已完成建庫,並開始了全國1:10萬地圖資料庫生產與建庫工作,各省測繪局正在抓緊建立省級1:1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統,這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來,沿海、沿江經濟開發區的發展,土地的有償使用和外資的引進,急需GIS為之服務,有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟體開發方面,科技部在「九五」科技攻關計劃中,將「遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合應用」列入國家「九五」重中之重科技攻關項目,在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力,中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小,涌現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體,如GeoStar, MapGIS, OityStar, ViewGIS等。在遙感方面,在該項目的支持下,已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施,有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展.國內外專家對地理信息系統的不同定義(國外一些地理信息系統的定義摘自David J.Maguire,1991)。
1、DoE(1987:132)
a system for capturing storing checking, manipulating analysing and displaying data which are spatially referenced the Earth.
2、Aronoff(1989:39)
any manual or computer based set of proceres used to store and manipulate geographically referenced data.
3、Carter(1989:3)
an institutional entiry, reflecting an organizational structure that integrates technology with a database, expertise and continuing, financial support over time.
4、Parker(1988:1547)
an information technology which stores, analyses, and displays both spatioal and non-spatial data.
5、Dueker(1979:106)
a special case of information systems where the database consists of observations on spatioally distributed features, activities, or events, which are definable in space as points, lines, or areas. A GIS manipulates data about these points, lines, and areas to retrieve data for ad hoc queries and analysis.
6、Smith et al.(1987:13)
a database system in which most of the data are spatially indexed, and upon which a set of proceres operated in order to answer queries about spatiol entities in the database.
7、Ozemoy, Smith and Sicherman(1981:92)
an automated set of functions that provides professionals with advanced capabilities for the storge, retrieval, manipulation, and display of geographically located data.
8、Burrough(1986:6)
a powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming and displaying spatial data from the real world.
9、Cowen(1988:1544)
a decision support system involving the integration of spatially referenced datain a problem-soling environment.
10、Koshkariov, Tikunov and Trofimov(1989:256)
a system with advanced geo-modelling capabilites.
11、Devine and Field(1986:18)
a form of MIS[Management Informaion System]that allows map display of the general information.
12、陳述彭等(1999,《地理信息系統導論》):
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、管理決策服務高考報名GIS專業的一點注意事項目前開設地理信息系統專業的院校很多,但是高考報名時注意,分為理科的地圖學與地理信息系統,屬於地理學,側重於地理學應用理論研究;工科為地圖制圖學與地理信息工程,屬於測繪學,側重於測量。兩者並無本質區別,報考的時根據自身喜好,工科一般開設於理工科院校,理科則一般為綜合性大學或師范大學內。理科的話武漢大學資源與環境科學學院的地理信息系統比較厲害,特別是制圖方向。GIS的發展背景35,000年前,在Lascaux附近的洞穴牆壁上,法國的Cro Magnon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線條和符木。這些早期記錄符合了現代地理信息系統的二元素結構: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:科學方面或戶口普查資料。 20世紀初期世紀將圖片分成層的「照片石印術」得以發展。直至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年世界第一個投入實際操作的GIS系統由聯邦能量、礦產和資源部門在安大略省的渥太華開發出來。 這個系統是由Roger Tomlinson開發的,被稱為「Canadian GIS」(CGIS)。它被用來存儲,分析以及處理所收集來的有關加拿大土地存貨清單(CLI)數據。CLI通過在1:250,000的比例尺下繪制關於土壤, 農業, 休閑、野生生物、水鳥、林業, 和土地利用等各種信息為加拿大農村測定土地能力,並增設了了等級分類因素來進行分析。
CGIS是世界的第一個「系統」, 並且在「繪圖」應用上進行了改進,它具有覆蓋,測量,資料數字化/掃描的功能,支持一個跨越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」,並且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中。它的開發者,地理學家Roger Tomlinson,被稱為「GIS之父」。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成,但這花費了太長的一段時間,因此在它最初發展期,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。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1 種世代方法與對組織的屬性數據的第2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。GIS中使用的技術從不同來源得到相關信息
如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯系起來,可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會乾涸。一個GIS系統就能夠進行這樣的分析,它能夠將不同來源的信息以不同的形式應用。對於源數據的基本要求是確定變數的位置。位置可能由經度,緯度和海拔的 x,y,z坐標來標注,或是由其他地理編碼系統比如ZIP碼,又或是高速公路英里標志來表示。任何可以定位存放的變數都能被反饋到GIS。一些政府機構和非政府組織生產正在製作能夠直接訪問GIS的計算機資料庫。可以將地圖中不同類型的數據格式輸入GIS。GIS 系統同時能將不是地圖形式的數字信息轉換可識別利用的形式。 例如,通過分析由遙感生成的數字衛星圖像,可以生成一個與地圖類似的有關植被覆蓋的數字信息層。 同樣, 人口調查或水文表格數據也可在GIS系統中被轉換成作為主題信息層的地圖形式。
資料展現
GIS 數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路, 土地利用, 海拔)。 現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續的對象領域(如降雨量或海拔) 。這二種抽象體在GIS系統中存儲數據主要的二種方法為: 柵格(網格)和矢量。 柵格(網格)數據由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格(網格)圖像是類似的,除了使用合適的顏色之外,各個單元記錄的數值也可能是一個分類組,例如土地使用狀況,一個連續的值,或是降雨量,或是當數據不是可用時記錄的一個空值。柵格數據集的解析度取決於地面單位的網格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區域, 但也可以用來代表其它形狀。柵格數據既可以用來代表一塊區域,也可以用來表示一個實物,實物被存儲為... 矢量數據利用了幾何圖形例如點,線(一系列點坐標),或是面(形狀決定於線)來表現客觀對象。例如,在住房細分中以多邊形來代表物產邊界,以點來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續變化性的領域。利用等高線和不規則三角網(TIN)來表示海拔或其他連續變化的值。TIN的記錄對於這些連接成一個由三角形構成的不規則網格的點進行評估。三角形所在的面代表地形表面。 利用柵格或矢量數據模型來表達現實既有優點也有缺點。柵格數據設置在面內所有的點上都記錄同一個值,而矢量格式只在需要的地方存儲數據,這就使得前者所需的存儲的空間大於後者。對於柵格數據可以很輕易地實現覆蓋的操作,而對於矢量數據來說要困難得多。矢量數據可以象在傳統地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來,而柵格數據在以圖象顯示時顯示對象的邊界將呈現模糊狀。 除了以幾何向量坐標或是柵格單元位置來表達的空間數據外,另外的非空間數據也可以被存儲。在矢量數據中,這些附加數據為客觀對象的屬性。例如,一個森林資源的多邊形可能包含一個標識符值及有關樹木種類的信息。在柵格數據中單元值可存儲屬性信息,但同樣可以作為與其他表格中記錄相關的標識符。
資料擷取
數據擷取——向系統內輸入數據——它占據了GIS從業者的大部分時間。有多種方法向GIS中輸入數據,在其中它以數字格式存儲。 印在紙或聚酯薄膜地圖上的現有數據可以被數字化或掃描來產生數字數據。數字化儀從地圖中產生向量數據作為操作符軌跡點、線和多邊形的邊界。掃描地圖可以產生能被進一步處理生成向量數據的光柵數據。 測量數據可以從測量器械上的數字數據收集系統中被直接輸入到GIS中。從全球定位系統(GPS)——另一種測量工具中得到的位置,也可以被直接輸入到GIS中。 遙感數據同樣在數據收集中發揮著重要作用,並由附在平台上的多個感測器組成。感測器包括攝像機、數字掃描儀和激光雷達,而平台則通常由航空器和衛星構成。 現在大部分數字數據來源於圖片判讀和航空照片。軟拷貝工作站用來數字化直接從數字圖像的立體象對中得到的特徵。這些系統允許數據以二維或三維捕捉,它們的海拔直接從用照相測量法原理的立體象對中測量得到。現今,模擬航空照片先被掃描然後再輸入到軟拷貝系統,但隨著高質量的數字攝像機越來越便宜,這一步也就可被省略了。 衛星遙感提供了空間數據的另一個重要來源。這里衛星使用不同的感測器包來被動地測量從主動感測器如雷達發射出去的電磁波頻譜或無線電波的部分的反射系數。遙感收集可以進一步處理來標識感興趣的對象和類例如土地覆蓋的光柵數據。 除了收集和輸入空間數據之外,屬性數據也要輸入到GIS中。對於向量數據,這包括關於表現在系統中的對象的附加信息。 輸入數據到GIS中後,通常還要編輯,來消除錯誤,或進一步處理。對於向量數據必須要「拓撲正確」才能進行一些高級分析。比如說,在公路網中,線必須與交叉點處的結點相連。像反沖或過沖的錯誤也必須消除。對於掃描的地圖,源地圖上的污點可能需要從生成的光柵中消除。例如,污物的斑點可能會把兩條本不該相連的線連在一起。
資料操作
GIS可以執行數據重構來把數據轉換成不同的格式。例如,GIS可以通過在具有相同分類的所有單元周圍生成線,同時決定單元的空間關系,如鄰接和包含,來將衛星圖像轉換成向量結構。
由於數字數據以不同的方法收集和存儲,兩種數據源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠將地理數據從一種結構轉換到另一種結構。
投影系統,坐標系統與轉換
財產所有權地圖與土壤分布圖可能以不同的比例尺顯示數據。GIS中的地圖數據必須能被操作以使其與從其它地圖獲得的數據對齊或相配合。在數字數據被分析前,它們可能得經過其它一些將它們整合進GIS的處理,比如,投影與坐標變換。 地球可以用多種模型來表示,對於地球表面上的任一給定點,各個模型都可能給出一套不同的坐標(如緯度,經度,海拔)。最簡單的模型是假定地球是一個理想的球體。隨著地球的更多測量逐漸累積,地球的模型也變得越來越復雜,越來越精確。事實上,有些模型應用於地球的不同區域以提供更高的精確度(如北美坐標系統,1983-NAD83-只適合在美國使用,而在歐洲卻不適用)。
投影是製作地圖的基礎部分,它是從地球的一種模型中轉換信息的數學方法,它將三維的彎曲表面轉換成二維的媒介(比如紙或電腦屏幕)。不同類型的地圖要採用不同的投影投影系統,因為每種投影系統有其自身的合適的用途。比如一種可以精確反映大陸形狀的投影會歪曲大陸的相對尺寸(翻譯的是英文的維基網路)
GIS空間分析
空間分析能力是GIS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。一般地講,它只回答What(是什麼?)、Where(在哪裡?)、How(怎麼樣?)等問題,但並不(能)回答Why(為什麼?)。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[1],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[2]。
空間分析技術與許多學科有聯系,地理學、經濟學、區域科學、大氣、 地球物理、水文等專門學科為其提供知識和機理。
除了GIS軟體捆綁空間分析模塊外,目前也有一些專用的空間分析軟體,如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。
數據建模
將濕地地圖與在機場、電視台和學校等不同地方記錄的降雨量關聯起來是很困難的。然而,GIS能夠描述 地表、地下和大氣的二維三維特徵。
例如,GIS能夠將反應降雨量的雨量線迅速制圖。
這樣的圖稱為雨量線圖。通過有限數量的點的量測可以估計出整個地表的特徵,這樣的方法已經很成熟。 一張二維雨量線圖可以和GIS中相同區域的其它圖層進行疊加分析。
拓撲建模
在過去的35年,在濕地邊上有沒有任何加油站或工廠經營過?有沒有任何滿足在2英里內且高出濕地的條件的這類設施?GIS可以識別並分析這種在數字化空間數據中的這種空間關系。這些拓撲關系允許進行復雜的空間建模和分析。地理實體音的拓撲關系包括連接(什麼和什麼相連)、包含(什麼在什麼之中)、還有鄰近(兩者之間的遠近)。
網路建模
如果所有在濕地附近的工廠同時向河中排放化學物質,那麼排入濕地的污染物的數量要多久就能達到破壞環境的數量?GIS能模擬出污染物沿線性網路(河流)的擴散的路徑。諸如坡度、速度限值、管道直徑之類的數值可以納入這個模型使得模擬得更精確。網路建模通常用於交通規劃、水文建模和地下管網建模。