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地理信息系统概论 黄杏元 笔记 第一章 导论 第一章 导论 §1 地理信息系统基本概念 1．1 数据与信息 数据（data ）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集 数据和处理数据。 数据是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息是 对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。 就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。 信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新 的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。 信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。 1．2 地理信息与地理信息系统 地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。 地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。 地理信息系统（Geographical Information System ）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据 的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS 的 定义） §2 GIS 的基本组成 GIS 一般包括以下5 个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。 2 ．1 系统硬 1、GIS 主机：包括大型、中型、小型机，工作站/服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站/服务器成为GIS 的主流。 2、GIS 外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图 形显示终端和打印机）。 3、GIS 网络设备：包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。 2 ．2 系统软件：按功能分为GIS 专业软件、数据库软件和系统管理软件。 2 ．3 空间数据 2 ．4 应用人员：包括系统开发人员和 GIS 技术的最终用户。 2 ．5 应用模型 §3 GIS 的功能简介 基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。 3 ．1 基本功能：包括数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程 3 ．2 应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策 1 地理信息系统概论 黄杏元 笔记 §4 GIS 的发展透视 4 ．1 发展概况 当前，GIS 正向着集成化、产业化和社会化发展方向迈进，呈现以下主要发展态势： 1、 GIS 已成为一门综合性技术 2、 GIS 产业化的发展势头强劲 3、 GIS 网络化已构成当今社会的热点 4、 地理信息科学的产生和发展 4 ．2 基础理论 第二章 地理信息系统的数据结构 §1 地理空间及其表达 1．1 地理空间（geo-spatial ）的概念 地理空间一般包括地理空间定位框架及其联结的特征实体。地理空间定位框架即大地测量控制，有平面控制网和高程控制网组成。 目前，我国采用的大地坐标系为 1980 年中国国家大地坐标系，该坐标系选用1975 年国际大地测量协会推荐的国际椭球，其具体参数为： 赤道半径（a ）=6378140.0000000000m ，极半径（b）=6356755.2881575287m ，地球扁率（f ）=(a-b)/a=1/298.257 。1980 年中国国家 大地坐标系的大地原点，设在我过中部的陕西省泾阳县永乐镇，简称西安原点。 高程指空间参考的高于或低于某基准平面的垂直位置，主要用来提供地形信息。我国现在规定的高程起算基准面为“1985 国家高程基 ”， 该基准比原国务院批准启用的“黄海平均海平面”高29mm 。 1．2 空间实体的表达 如果采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素时，称为矢量表示法；如果采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素 时，称为