第一章 GIS技術

　　1.1 GIS概述

　　一、GIS的定義

　　地理信息系統(Geographic Information System，簡稱GIS)是以采集、存儲、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關的數據的信息系統。它是以地理空間數據庫為基礎，在計算機硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究、綜合評價、管理、定量分析和決策服務而建立起來的一類計算機應用系統。簡而言之，地理信息系統是以計算機為工具，具有地理圖形和空間定位功能的空間型數據管理系統，它是一種特殊而又十分重要的信息系統。

　　二、GIS的特征

　　(1)地理信息系統具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。

　　(2)地理信息系統由計算機系統支持進行空間地理數據管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或專門的地理分析方法、作用與空間數據，產生有用信息。

　　(3)地理信息系統以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測的能力，并能產生高層次的地理信息。

　　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，并通過數據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。

　　(4)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于空間分析模型的研究與設計。

　　三、GIS的組成

　　一個典型的、完整的GIS，其基本組成一般包括計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間數據(數據庫)、GIS應用模型、GIS用戶五個部分。

　　四、GIS的功能

　　(1)數據采集、監(jiān)測與編輯

　　主要用于獲取數據，保證地理信息系統數據庫中的數據在內容與空間上的完整性、數值邏輯一致性與正確性等。

　　(2)數據處理

　　初步的數據處理主要包括數據格式化、轉換、概括。

　　(3)數據存儲與組織

　　涉及到空間數據和屬性數據的組織。柵格模型、矢量模型或柵格/矢量混合模型是常用的空間數據組織方法。

　　(4)空間查詢與分析

　　(5)圖形與交互顯示

　　地理信息系統為用戶提供了許多用于地理數據表現的工具，其形式既可以是計算機屏幕顯示，也可以是諸如報告、表格、地圖等硬拷貝圖件。

　　1.2 GIS的應用

　　土地信息系統和地籍管理

　　土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，借助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。

　　資源管理

　　主要應用于農業(yè)和林業(yè)領域，解決農業(yè)和林業(yè)領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。

　　資源配置

　　在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

　　城市規(guī)劃和管理

　　空間規(guī)劃是GIS的一個重要應用領域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內容。例如，在大規(guī)模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。

　　生態(tài)、環(huán)境管理與模擬

　　區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現狀評價、環(huán)境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。