當代地理信息系統的特點

A. 通用型地理信息系統與專用型地理信息系統的特點與區別

地理抄信息系統就是我們襲所說的GIS，是整個行業的總稱，包含了領域內的一切從業人員，數據，軟體，硬體，技術方法等等。而底圖資料庫則只是在構建某一個地理信息系統的過程中用於存放和處理數據的資料庫而已，我們一般稱之為地圖資料庫或者地理資料庫。

B. 地理信息系統的意義、特點與發展趨勢

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，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。
位置與地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置於特定的地理信息中，代表為某個地點、標志、方位後，才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之後，還需要了解所處的地理環境，查詢和分析環境信息，從而為用戶活動提供信息支持與服務。
地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用於輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，隨著GIS的發展，也有稱GIS為「地理信息科學」（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為"地理信息服務"（Geographic Information service）。GIS是一種基於計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。

特點
公共的地理定位基礎；
具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；
系統以分析模型驅動，具有極強的空間綜合分析和動態預測能力，並能產生高層次的地理信息；
以地理研究和地理決策為目的，是一個人機互動式的空間決策支持系統。

發展空間
許多學科受益於地理信息系統技術。活躍的地理信息系統市場導致了GIS組件的硬體和軟體的低成本和持續改進。這些發展反過來導致這項技術在科學、政府、企業和產業等方面更廣泛的應用，應用包括房地產、公共衛生、犯罪地圖、國防、可持續發展、自然資源、景觀建築、考古學、社區規劃、運輸和物流。地理信息系統也分化出定位服務(LBS)。LBS使用GPS通過所在地與固定基站的關系用移動設備顯示其位置(最近的餐廳,加油站,消防栓),移動設備(朋友,孩子,一輛警車)或回傳他們的位置到一個中央伺服器顯示或作其他處理。隨著GPS功能與日益強大的移動電子(手機、pad、筆記本電腦)整合，這些服務繼續發展。

C. 求GIS的幾大特點

1. 空間可視化(Spatial Visualizaiton)

a. 空間地物輪廓特徵的可視化

信息系統是對現實世界的計算機模擬，而地理信息系統則突出了它對現實世界空間關系的模擬。使用我們對於在空間中各事物的狀態有一個非常直觀的感受。無論是在屏幕上展示一幅可以無級縮放和信息查詢的地圖，還是展現一幅三維的地形模型，都使我們對現實世界空間關系的認識更為直觀、具體。或許我們可以用計算機科學中常用的「所見即所得」一詞來解釋這一點。

b. 具有空間參照特點的地物專題屬性信息的可視化

地理信息系統的空間可視化功能還包括對空間分布的地物的屬性信息的圖形可視化，這一點是由地理信息系統的一個重要特徵來保證的，即GIS實現了空間信息和屬性信息的集成管理，並能夠完善地建立二者之間的聯系。例如，利用一張中國的行政區劃圖，我們可以從地理信息系統資料庫中提取各省、直轄市、自治區1994年的人口統計數據，計算人口密度，並按人口密度的分級指標指定不同的色彩和填充方式顯示行政區所對應的圖斑(這實現上是一個從屬性到空間的關聯過程)，這樣空間地物的專題屬性特徵就可以通過地理信息系統工具實現具有空間參照信息的可視化。

2. 空間導向(Spatial Navigation)

利用地理信息系統，我們不僅可以縱覽研究區域的全域，還可以利用縮放和漫遊等GIS所提供的基本功能深入到我們更感興趣的區域去研究。

一個完善的地理信息系統提供了空間資料庫功能，使用我們可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看細部。在比例尺不斷增大的同時，展現給用戶的空間信息內容會不斷更新。例如在瀏覽一個行政省全局時，只需要顯示大的河流、省級公路鐵路以及市縣級行政分區圖斑等全局信息，而隨著比例尺的不斷增大，就需要顯示宗地、建築物、公園等具體的空間地物。這些與地圖學中強調的制圖綜合的概念是相似的。

地理信息系統的空間導向功能還可以從空間查詢功能中得到體現。例利用一張省級土地利用圖，我們可以通過空間查詢找到「城市中的公園」，並即時將地圖的顯示範圍縮放到所有「公園」空間分布的范圍內，這樣同樣是空間導向作用的體現。

3. 空間思維(Spatial Thinking)

地理信息系統的空間資料庫在存貯各地物的空間描述信息的同時，還存貯了地物之間的空間關系，這一特點為進行空間分析提供了基礎。

地理信息系統的空間思維，就是要利用GIS資料庫中已經存貯的信息，通過GIS的工具(例如緩沖區分析、疊置分析)，生成GIS空間資料庫中並求存貯的信息。

地理信息系統將許多空間分析工具集成起來，並提供二次開發工具。在進行空間分析時，用戶將各種分析工具按所研究領域的專業模型組織成一個程序(即計算機可以識別和操作的思路)，交由地理信息系統完成，最後提供空間可視化的分析結果。

地理信息系統的空間思維功能使我們能夠揭示空間關系、空間分布模式和空間發展趨勢等其它類型信息系統所無法完成的任務。

城市與區域規劃是地理信息系統技術體現空間思維特徵的最典型的應用領域

D. 什麼是分布式地理信息系統具有哪些特點

所謂分布式就是指數據和程序可以不位於一個伺服器上，而是分散到多個伺服器，以網專絡上分散分屬布的地理信息數據及受其影響的資料庫操作為研究對象的一種理論計算模型。分布式有利於任務在整個計算機系統上進行分配與優化，克服了傳統集中式系統會導致中心主機資源緊張與響應瓶頸的缺陷，解決了網路GIS 中存在的數據異構、數據共享、運算復雜等問題，是地理信息系統技術的一大進步。（只是部分）
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E. 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

F. 地理信息系統具有哪些特徵

1、公共的地理定位基礎。

2、具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力。

3、系統以分專析模型驅動，具屬有極強的空間綜合分析和動態預測能力，並能產生高層次的地理信息。

4、以地理研究和地理決策為目的，是一個人機互動式的空間決策支持系統。

(6)當代地理信息系統的特點擴展閱讀：

地理信息系統已經廣泛的應用在不同的領域，是用於輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，隨著GIS的發展，也有稱GIS為「地理信息科學」，近年來，也有稱GIS為"地理信息服務"。

GIS是一種基於計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理。 GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作集成在一起。

國外地理信息系統研究時間較長，已經形成相對成熟的產業，美國、日本、德國、加拿大等有許多地理信息系統的高科技企業。我國地理信息系統產業發展時間比較短，雖然也有一些高科技企業，但規模比較小，許多科研成果有待走出實驗室，所以公眾對其認知度還不高。

G. 地理信息系統的特徵

與一來般信息系統相比，GIS具有自以下特徵:

(1)數據的空間定位特徵。地理數據3個基本要素:屬性、時間和空間位置。其中空間位置特徵是地理數據區別於其他數據的本質特徵，並且是地理數據所特有的。GIS應具有對空間數據表示、操縱和管理的能力。

(2)空間關系處理的復雜性。GIS除了要完成一般普通事物性信息系統的工作(屬性信息處理)外，還需要完成與其對應的空間位置及空間關系處理，與屬性數據的一一對應關系的處理，及空間數據的存儲和管理問題。

(3)海量數據管理能力。GIS中海量數據特徵來自兩個方面，一是地理數據，二來自空間分析。這些海量數據帶來的是數據組織、系統運轉、網路傳輸等一系列技術難題，這也是GIS比其他信息系統復雜的因素之一。

H. 什麼是地理信息主要特點是什麼

地理信息是地理數據所蘊含和表達的地理含義，是與地理環境要素有關的物質的數量、質量、性質、分布特徵、聯系和規律的數字、文字、圖像和圖形等的總稱。
地理信息除具備信息的一般特性外，還具備以下獨特特性：
區域性

地理信息屬於空間信息，其是通過數據進行標識的，這是地理信息系統區別其他類型信息最顯著的標志，是地理信息的定位特徵。區域性即是指按照特定的經緯網或公里網建立的地理坐標來實現空間位置的識別，並可以按照指定的區域進行信息的並或分。
多維性

具體是指在二維空間的基礎上，實現多個專題的地三維結構。即是是指在一個坐標位置上具有多個專題和屬性信息。例如，在一個地面點上，可取得高程，污染，交通等等多種信息。
動態性

主要是指地理信息的動態變化特徵，即時序特徵。可以按照時間尺度將地球信息劃分為超短期的（如台風、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低溫）、中期的（如土地利用、作物估產）、長期的（如城市化、水土流失）、超長期的（如地殼變動、氣候變化）等。從而使地理信息常以時間尺度劃分成不同時間段信息，這就要求及時採集和更新地理信息，並根據多時相區域性指定特定的區域得到的數據和信息來尋找時間分布規律，進而對未來作出預測和預報。

I. 地理信息系統的特徵有哪些

地理信息系統的特徵：

1、公共的地理定位基礎；

2、具有採集、管理、分析和輸版出多種地理空間信權息的能力；

3、系統以分析模型驅動，具有極強的空間綜合分析和動態預測能力，並能產生高層次的地理信息；

4、以地理研究和地理決策為目的，是一個人機互動式的空間決策支持系統。

(9)當代地理信息系統的特點擴展閱讀：

許多學科受益於地理信息系統技術。

活躍的地理信息系統市場導致了GIS組件的硬體和軟體的低成本和持續改進。這些發展反過來導致這項技術在科學、政府、企業和產業等方面更廣泛的應用，應用包括房地產、公共衛生、犯罪地圖、國防、可持續發展、自然資源、景觀建築、考古學、社區規劃、運輸和物流。

地理信息系統也分化出定位服務(LBS)。LBS使用GPS通過所在地與固定基站的關系用移動設備顯示其位置(最近的餐廳,加油站,消防栓),移動設備(朋友,孩子,一輛警車)或回傳他們的位置到一個中央伺服器顯示或作其他處理。

隨著GPS功能與日益強大的移動電子(手機、pad、筆記本電腦)整合，這些服務繼續發展。

J. 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)