地理信息系统发展历程.docVIP

地理信息系统应用讲义 第一章 地理信息系统发展历程 一、地理信息系统的概念 地理信息系统这一术语是从英文Geographic Information System 或 Geo-Information System（简称GIS）翻译过来的，在国外有许多与之含义相同或相近的名词，如“Geo-Science Information System（地学信息系统）”、 “Globe Information System（地球信息系统）” 、“Geo- base Information System（地基信息系统）” 、“Natural Resources Information System自然资源信息系统）” 、 “Land Information System（土地信息系统）”、“Spatial Information System（空间信息系统）”、“ Geographic Data System （地理数据系统）” 、 “Geo- Coded Information System（地理编码信息系统）” 等。我国则称之为“资源与环境信息系统（Resources and Environment Information System）”。 关于地理信息系统的概念，目前还没有形成完全统一的认识。用英国著名地理信息系统与自动制图学家D. Rhind的话来说：“如果问一百个人，什么叫地理信息系统，也许会有九十九种答案，不过地理信息系统是一种技术”。 R. F. Tomlinson认为“地理信息系统本身并不是一个单独的领域，而是信息处理和许多涉及空间分析技术的领域之间的一个共同基础”。 D. F. Marble等认为地理信息系统是“一种处理空间数据的系统”。 J. K. Berry认为“地理信息系统是内部关联的、自动化的空间信息系统”。 K. C. Clark则把地理信息系统定义为“一种对空间数据进行采集、存储、提取、分析和显示的工具”。 俄罗斯学者Trofimov将地理信息系统定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，具有内部联系的，一组方法上、数学上、软件、硬件上和组织上的工具集合”。 国际测量师联合会（FIG ）对地理信息系统的定义则是“一个协助发展与规划及作出决定的工具”。 我国学者李德仁院士认为：“地理信息系统（GIS ）是一种十分特别而重要的空间信息系统，它是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面（）GIS is a tool or a science”的大讨论，整个讨论以多种杂志作为论坛，近来已经作了终结，结论是：“GIS is a science”。于是，Geographic Information Science（GeoInformatics），即地理信息学（一般译作“地理信息科学”）也就正式产生。 二、地理信息系统 （一）模拟的“地理信息系统” 国外不少人认为，19世纪以来就得到普遍应用的地图（包括地形图和专题图）和描述地理信息的文献著作的结合（图形数据库和属性数据库的结合）就是一种模拟的地理信息系统。照此定义，我国地理信息系统的产生更加源远流长。苏州文庙保存下来的宋代天文图碑、地理图碑、平江图碑等就是有力的证明。 天文图碑是根据宋代天文学家在元丰年间（AD 1078-1085）对天体实际观察的结果绘制而成，分天体、地体、北极、南极、赤道、日、黄道、月、白道、经星、天汉、十二次、十二分野记载了1440颗星的位置。平江图采用了平面与立体结合的传统画法，刻绘了苏州府城的地理状况，不仅有城墙、街坊、寺观、桥梁、园林、古迹等，还用“缩写法”绘制了城外的一些重要山水。地理图碑是宋代的中国地图，刻绘了山脉、长江、黄河、长城及全国各级行政机构——路、府、州的位置。这些碑刻图表现了不同比例尺、不同区域空间内各种地理要素之间的空间位置，隐含地表示了这些要素之间的拓扑关系，并以平面和立体结合的绘画方法将空间地理要素进行复合分解为多维显示。因此，以计算机为平台的现代地理信息系统在一定程度上可以看成是古代这些模拟的“地理信息系统”的继承和延伸。 但是，上述模拟式的、基于地图的地理信息系统很复杂，而且使用起来很不方便。首先，要经过专门的学习和培训，才能看懂和用好地图，地图的阅读和使用主要依赖于用户的水平。其次，模拟形式的、表示在图面上的空间数据不便于作多层叠置分析，不便于作精确和快速的量算，不便于经常和及时地更新。此外，图形数据和属性数据不便于相互作用和共同分析。因此，末级用户，包括非地理、测绘等专业的各级领导和管理人员，以及广大老百姓不可能充分利用这种模拟式的地理信息系统。 （二）地理信息系统的提出 20世纪50年代，由于电子计算机科学的兴起和发展，使人们有可能用计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据