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人員，是GIS中最重要的組成部分。開發(fā)人員必須定義GIS中被執(zhí)行的各種任務(wù)，開發(fā)處理程序。 熟練的操作人員通?？梢钥朔礼IS軟件功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟件也無法彌補(bǔ)操作人員對GIS的一無所知所帶來的負(fù)作用。數(shù)據(jù)，精確的可用的數(shù)據(jù)可以影響到查詢和分析的結(jié)果。硬件，硬件的性能影響到處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。軟件，不僅包含GIS軟件，還包括各種數(shù)據(jù)庫，繪圖、統(tǒng)計(jì)、影像處理及其它程序。過程，GIS 要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗(yàn)證的結(jié)果。

  地理信息系統(tǒng)的組成GIS屬于信息系統(tǒng)的一類，不同在于它能運(yùn)作和處理地理參照數(shù)據(jù)。地理參照數(shù)據(jù)描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性，在GIS中的兩種地理數(shù)據(jù)成分：空間數(shù)據(jù)，與空間要素幾何特性有關(guān)；屬性數(shù)據(jù)，提供空間要素的信息。地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)合稱3S系統(tǒng)。一個(gè)地理信息系統(tǒng)(GIS) 是一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在嚴(yán)格的意義上, 這是一個(gè)具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的位置對數(shù)據(jù)進(jìn)行識別。實(shí)習(xí)者通常也認(rèn)為整個(gè)GIS系統(tǒng)包括操作人員以及輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)能夠應(yīng)用于科學(xué)調(diào)查、資源管理、財(cái)產(chǎn)管理、發(fā)展規(guī)劃、繪圖和路線規(guī)劃。例如，一個(gè)地理信息系統(tǒng)(GIS)能使應(yīng)急計(jì)劃者在自然災(zāi)害的情況下較易地計(jì)算出應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間，或利用GIS系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)那些需要保護(hù)不受污染的濕地。編輯本段發(fā)展歷史15,000年前，在拉斯考克（Lascaux）附近的洞穴墻壁上，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(guān)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(xiàn)代地理資訊系統(tǒng)的二元素結(jié)構(gòu)：一個(gè)圖形文件對應(yīng)一個(gè)屬性數(shù)據(jù)庫。18世紀(jì)地形圖繪制的現(xiàn)代勘測技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還出現(xiàn)了專題繪圖的早期版本，例如：科學(xué)方面或人口普查資料。約翰·斯諾在1854年，用點(diǎn)來代表個(gè)例，描繪了倫敦的霍亂疫情，這可能是最早使用地理方法的位置。 他對霍亂分布的研究指向了疾病的來源----一個(gè)位于霍亂疫情爆發(fā)中心區(qū)域百老匯街的一個(gè)被污染的公共水泵。 約翰·斯諾將泵斷開，最終終止了疫情爆發(fā)。20世紀(jì)初期將圖片分成層的“照片石印術(shù)”得以發(fā)展。它允許地圖被分成各圖層，例如一個(gè)層表示植被和另一層表示水。這技術(shù)特別用于印刷輪廓-繪制，這是一個(gè)勞力集中的任務(wù)，但他們有一個(gè)單獨(dú)的圖層意味著他們可以不被其他圖層上的工作混淆。這項(xiàng)工作最初是玻璃板上繪制，后來，塑料薄膜被引入，具有更輕，使用較少的存儲空間，柔韌等等的優(yōu)勢。當(dāng)所有的圖層完成，再由一個(gè)巨型處理攝像機(jī)結(jié)合成一個(gè)圖像。彩色印刷引進(jìn)后，層的概念也被用于創(chuàng)建每種顏色單獨(dú)的印版。盡管后來層的使用成為當(dāng)代地理信息系統(tǒng)的主要典型特征之一，剛才所描述的攝影過程本身并不被認(rèn)為是一個(gè)地理信息系統(tǒng) - 因?yàn)檫@個(gè)地圖只有圖像而沒有附加的屬性數(shù)據(jù)庫。60年代早期，在核武器研究的推動下，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展導(dǎo)致通用計(jì)算機(jī)“繪圖”的應(yīng)用。1967年，世界上第一個(gè)真正投入應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)由聯(lián)邦林業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。羅杰·湯姆林森博士開發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)被稱為加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS ） ，用于存儲，分析和利用加拿大土地統(tǒng)計(jì)局（ CLI，使用的1:50,000比例尺，利用關(guān)于土壤、農(nóng)業(yè)、休閑，野生動物、水禽、林業(yè)和土地利用的地理信息，以確定加拿大農(nóng)村的土地能力。）收集的數(shù)據(jù)，并增設(shè)了等級分類因素來進(jìn)行分析。CGIS是“計(jì)算機(jī)制圖”應(yīng)用的改進(jìn)版，它提供了覆蓋，資料數(shù)字化/掃描功能。它支持一個(gè)橫跨大陸的國家坐標(biāo)系統(tǒng)，將線編碼為具有真實(shí)的嵌入拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的“弧”，并在單獨(dú)的文件中存儲屬性和區(qū)位信息。由于這一結(jié)果，湯姆林森已經(jīng)成為稱為“地理信息系統(tǒng)之父”，尤其是因?yàn)樗诖龠M(jìn)收斂地理數(shù)據(jù)的空間分析中對覆蓋的應(yīng)用。CGIS一直持續(xù)到20世紀(jì)70年代才完成，但耗時(shí)太長，因此在其發(fā)展初期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業(yè)地圖應(yīng)用軟件的供應(yīng)商競爭。CGIS一直使用到20世紀(jì)90年代，并在加拿大建立了一個(gè)龐大的數(shù)字化的土地資源數(shù)據(jù)庫。它被開發(fā)為基于大型機(jī)的系統(tǒng)以支持一個(gè)在聯(lián)邦和省的資源規(guī)劃和管理。其能力是大陸范圍內(nèi)的復(fù)雜數(shù)據(jù)分析。CGIS未被應(yīng)用于商業(yè) 。微型計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展使得象ESRI和CARIS那樣的供應(yīng)商成功地兼并了大多數(shù)的CGIS特征，并結(jié)合了對空間和屬性信息的分離的第一種世代方法與對組織的屬性數(shù)據(jù)的第二種世代方法入數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)80年代和90年代產(chǎn)業(yè)成長刺激了應(yīng)用了GIS的UNIX工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)飛速增長。至20世紀(jì)末，在各種系統(tǒng)中迅速增長使得其在相關(guān)的少量平臺已經(jīng)得到了鞏固和規(guī)范。并且用戶開始提出了在互聯(lián)網(wǎng)上查看GIS數(shù)據(jù)的概念，這要求數(shù)據(jù)的格式和傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。編輯本段特點(diǎn)1.公共的地理定位基礎(chǔ)；2.具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；3.系統(tǒng)以分析模型驅(qū)動，具有極強(qiáng)的空間綜合分析和動態(tài)預(yù)測能力，并能產(chǎn)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(gè)人機(jī)交互式的空間決策支持系統(tǒng)。編輯本段產(chǎn)品分類按功能分類專題地理信息系統(tǒng)(Thematic GIS)區(qū)域地理信息系統(tǒng)(Regional GIS)地理信息系統(tǒng)工具(GIS Tools)按內(nèi)容分類城市信息系統(tǒng)自然資源查詢信息系統(tǒng)規(guī)劃與評估信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)等GIS中使用的技術(shù)各種信息來源如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯(lián)系起來，就可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時(shí)候會干涸。一個(gè)GIS系統(tǒng)就能夠進(jìn)行這樣的分析，它能夠?qū)⒉煌瑏碓吹男畔⒁圆煌男问綉?yīng)用。對于源數(shù)據(jù)的基本要求是確定變量的位置。位置可能由經(jīng)度、緯度和海拔的x，y，z坐標(biāo)來標(biāo)注，或是由其他地理編碼系統(tǒng)比如ZIP碼，又或是高速公路英里標(biāo)志來表示。任何可以定位存放的變量都能被反饋到GIS。一些政府機(jī)構(gòu)和非政府組織正在生產(chǎn)制作能夠直接訪問GIS的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫?？梢詫⒌貓D中不同類型的數(shù)據(jù)格式輸入GIS。GIS系統(tǒng)同時(shí)能將不是地圖形式的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換可識別利用的形式。例如，通過分析由遙感生成的數(shù)字衛(wèi)星圖像，可以生成一個(gè)與地圖類似的有關(guān)植被覆蓋的數(shù)字信息層。同樣，人口調(diào)查或水文表格數(shù)據(jù)也可在GIS系統(tǒng)中被轉(zhuǎn)換成作為主題信息層的地圖形式。資料展現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式表現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界客觀對象(公路、土地利用、海拔)。 現(xiàn)實(shí)世界客觀對象可被劃分為二個(gè)抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續(xù)的對象領(lǐng)域(如降雨量或海拔)。這二種抽象體在GIS系統(tǒng)中存儲數(shù)據(jù)主要的二種方法為：柵格（網(wǎng)格）和矢量。柵格（網(wǎng)格）數(shù)據(jù)由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格（網(wǎng)格）圖像是類似的，除了使用合適的顏色之外，各個(gè)單元記錄的數(shù)值也可能是一個(gè)分類組（例如土地使用狀況）、一個(gè)連續(xù)的值（例如降雨量）或是當(dāng)數(shù)據(jù)不是可用時(shí)記錄的一個(gè)空值。柵格數(shù)據(jù)集的分辨率取決于地面單位的網(wǎng)格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區(qū)域，但也可以用來代表其它形狀。柵格數(shù)據(jù)既可以用來代表一塊區(qū)域，也可以用來表示一個(gè)實(shí)物。矢量數(shù)據(jù)利用了幾何圖形例如點(diǎn)、線（一系列點(diǎn)坐標(biāo)），或是面（形狀決定于線）來表現(xiàn)客觀對象。例如，在住房細(xì)分中以多邊形來代表物產(chǎn)邊界，以點(diǎn)來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續(xù)變化性的領(lǐng)域。利用等高線和不規(guī)則三角形格網(wǎng)（TIN）來表示海拔或其他連續(xù)變化的值。TIN的記錄對于這些連接成一個(gè)由三角形構(gòu)成的不規(guī)則網(wǎng)格的點(diǎn)進(jìn)行評估。三角形所在的面代表地形表面。利用柵格或矢量數(shù)據(jù)模型來表達(dá)現(xiàn)實(shí)既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。柵格數(shù)據(jù)設(shè)置在面內(nèi)所有的點(diǎn)上都記錄同一個(gè)值，而矢量格式只在需要的地方存儲數(shù)據(jù)，這就使得前者所需的存儲的空間大于后者。對于柵格數(shù)據(jù)可以很輕易地實(shí)現(xiàn)覆蓋的操作，而對于矢量數(shù)據(jù)來說要困難得多。矢量數(shù)據(jù)可以像在傳統(tǒng)地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來，而柵格數(shù)據(jù)在以圖象顯示時(shí)顯示對象的邊界將呈現(xiàn)模糊狀。除了以幾何向量坐標(biāo)或是柵格單元位置來表達(dá)的空間數(shù)據(jù)外，另外的非空間數(shù)據(jù)也可以被存儲。在矢量數(shù)據(jù)中，這些附加數(shù)據(jù)為客觀對象的屬性。例如，一個(gè)森林資源的多邊形可能包含一個(gè)標(biāo)識符值及有關(guān)樹木種類的信息。在柵格數(shù)據(jù)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(guān)的標(biāo)識符。資料采集數(shù)據(jù)采集——向系統(tǒng)內(nèi)輸入數(shù)據(jù)——它占據(jù)了GIS從業(yè)者的大部分時(shí)間。有多種方法向GIS中輸入數(shù)據(jù)，在其中它以數(shù)字格式存儲。印在紙或聚酯薄膜地圖上的現(xiàn)有數(shù)據(jù)可以被數(shù)字化或掃描來產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字化儀從地圖中產(chǎn)生向量數(shù)據(jù)作為操作符軌跡點(diǎn)、線和多邊形的邊界。掃描地圖可以產(chǎn)生能被進(jìn)一步處理生成向量數(shù)據(jù)的光柵數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)可以從測量器械上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)收集系統(tǒng)中被直接輸入到GIS中。從全球定位系統(tǒng)（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(shù)據(jù)同樣在數(shù)據(jù)收集中發(fā)揮著重要作用，并由附在平臺上的多個(gè)傳感器組成。傳感器包括攝像機(jī)、數(shù)字掃描儀和激光雷達(dá)，而平臺則通常由航空器和衛(wèi)星構(gòu)成。 現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來源于圖片判讀和航空照片。軟拷貝工作站用來數(shù)字化直接從數(shù)字圖像的立體象對中得到的特征。這些系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)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(xiàn)今，模擬航空照片先被掃描然后再輸入到軟拷貝系統(tǒng)，但隨著高質(zhì)量的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)越來越便宜，這一步也就可被省略了。 衛(wèi)星遙感提供了空間數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要來源。這里衛(wèi)星使用不同的傳感器包來被動地測量從主動傳感器如雷達(dá)發(fā)射出去的電磁波頻譜或無線電波的部分的反射系數(shù)。遙感收集可以進(jìn)一步處理來標(biāo)識感興趣的對象和類例如土地覆蓋的光柵數(shù)據(jù)。除了收集和輸入空間數(shù)據(jù)之外，屬性數(shù)據(jù)也要輸入到GIS中。對于向量數(shù)據(jù)，這包括關(guān)于表現(xiàn)在系統(tǒng)中的對象的附加信息。輸入數(shù)據(jù)到GIS中后，通常還要編輯，來消除錯(cuò)誤，或進(jìn)一步處理。對于向量數(shù)據(jù)必須要“拓?fù)湔_”才能進(jìn)行一些高級分析。比如說，在公路網(wǎng)中，線必須與交叉點(diǎn)處的結(jié)點(diǎn)相連。像反沖或過沖的錯(cuò)誤也必須消除。對于掃描的地圖，源地圖上的污點(diǎn)可能需要從生成的光柵中消除。例如，污物的斑點(diǎn)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(zhí)行數(shù)據(jù)重構(gòu)來把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(shí)決定單元的空間關(guān)系，如鄰接和包含，來將衛(wèi)星圖像轉(zhuǎn)換成向量結(jié)構(gòu)。由于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以不同的方法收集和存儲，兩種數(shù)據(jù)源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠?qū)⒌乩頂?shù)據(jù)從一種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換到另一種結(jié)構(gòu)。兩種系統(tǒng)與轉(zhuǎn)換財(cái)產(chǎn)所有權(quán)地圖與土壤分布圖可能以不同的比例尺顯示數(shù)據(jù)。GIS中的地圖數(shù)據(jù)必須能被操作以使其與從其它地圖獲得的數(shù)據(jù)對齊或相配合。在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被分析前，它們可能得經(jīng)過其它一些將它們整合進(jìn)GIS的處理，比如，投影與坐標(biāo)變換。 地球可以用多種模型來表示，對于地球表面上的任一給定點(diǎn)，各個(gè)模型都可能給出一套不同的坐標(biāo)（如緯度，經(jīng)度，海拔）。最簡單的模型是假定地球是一個(gè)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(fù)雜，越來越精確。事實(shí)上，有些模型應(yīng)用于地球的不同區(qū)域以提供更高的精確度（如北美坐標(biāo)系統(tǒng)，1983-NAD83-只適合在美國使用，而在歐洲卻不適用）。投影是制作地圖的基礎(chǔ)部分，它是從地球的一種模型中轉(zhuǎn)換信息的數(shù)學(xué)方法，它將三維的彎曲表面轉(zhuǎn)換成二維的媒介（比如紙或電腦屏幕）。不同類型的地圖要采用不同的投影投影系統(tǒng)，因?yàn)槊糠N投影系統(tǒng)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百科）GIS空間分析空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計(jì)算機(jī)制圖軟件相區(qū)別的主要特征?？臻g分析是從空間物體的空間位置、聯(lián)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（是什么？）、Where（在哪里？）、How（怎么樣？）等問題，但并不（能）回答Why（為什么？）?？臻g分析需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，其中最主要的是空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、計(jì)算幾何等，其主要任務(wù)是對空間構(gòu)成進(jìn)行描述和分析，以達(dá)到獲取、描述和認(rèn)知空間數(shù)據(jù)；理解和解釋地理圖案的背景過程；空間過程的模擬和預(yù)測；調(diào)控地理空間上發(fā)生的事件等目的。空間分析技術(shù)與許多學(xué)科有聯(lián)系，地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、區(qū)域科學(xué)、大氣、 地球物理、水文等專門學(xué)科為其提供知識和機(jī)理。除了GIS軟件捆綁空間分析模塊外，目前也有一些專用的空間分析軟件，如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。編輯本段建模系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模將濕地地圖與在機(jī)場、電視臺和學(xué)校等不同地方記錄的降雨量關(guān)聯(lián)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征。例如，GIS能夠?qū)⒎磻?yīng)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(shù)量的點(diǎn)的量測可以估計(jì)出整個(gè)地表的特征，這樣的方法已經(jīng)很成熟。 一張二維雨量線圖可以和GIS中相同區(qū)域的其它圖層進(jìn)行疊加分析。拓?fù)浣?div style="height:15px;">