GIS的技術基礎

GIS為各種涉及空間數據分析的學科提供了新的技術方法，而每個相關學科都提供了一些構成GIS的技術與方法。

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首先，地圖是記錄地球表面信息的一種形式，從歷史發展來看，GIS脫胎于地圖，而計算機制圖技術更是為地圖特征的數字表示、操作和顯示提供了成套方法，為GIS的圖形輸出設計等提供了理論支持。同時，地圖還是目前GIS的基礎數據源，但地圖強調的是數據分析、符號化與顯示，地理信息系統更注重空間分析。

其次，數據庫也是GIS的技術基礎之一。數據庫管理系統主要用于存儲、管理和查詢各類數據，并盡可能具備一些簡單的統計分析功能，這是現代地理信息系統不可缺少的重要組成部分。

第三，遙感作為空間數據的采集手段，成為GIS的重要信息源與數據更新途徑。遙感（RS）圖像處理系統包含復雜的解析函數，并有許多方法用于信息的增強與分類；大地測量為GIS提供了精確定位的控制信息，尤其是全球定位系統（GPS），可快速、廉價地獲取地表特征的數字位置信息；航空拍攝及其精確測量方法的應用使得攝影測量成為GIS主要的地形數據來源。總之，遙感是GIS的重要數據源與更新手段。

第四，計算機科學的發展對GIS起著關鍵性的影響。按照國際通行的定義，GIS軟件的開發和使用基本屬于計算機應用理論與方法在加入空間位置要素后的自然延伸，始于計算機出現不久，在最近10～15年，計算機不僅在容量與速度方面都有了質的飛躍，而且隨著多媒體、網絡、數據庫、軟件工程、電子技術等的飛速發展，GIS的發展也在突飛猛進（黃杏元，2004a，2004b，2004c）。幾乎每一次計算機技術的重要進展都帶動地理信息系統技術的重大進步，如空間數據的管理、網絡GIS、三維GIS等技術，每一步的重要發展都與計算機信息技術的進展有關。計算機輔助設計提供了數據輸入、顯示與表達的軟件與方法；計算機圖形學是現代地理信息系統的基礎之一，它提供了圖形處理、顯示的軟硬件及其技術方法；網絡的普及使地理信息系統已成為許多機構必備的工作系統，尤其是政府決策部門在一定程度上由于受地理信息系統影響而改變了現有機構的運行方式、設置與工作計劃等；人工智能的發展也給地理信息系統的技術進步帶來了積極的影響（周成虎，1995）。

簡而言之，地理信息系統就是能夠輸入、存儲、管理并處理分析地理空間數據的計算機系統。它隨計算機技術發展應運而生，是信息系統技術發展到高級階段的產物。

GIS的專業技術指的是哪些技術呢？

GIS即地理信息系統（Geographic

Information

System），廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

GIS與其他幾種信息系統密切相關，但由于其處理和分析地理數據的能力使其與它們相區別。盡管沒有什么硬性的和快速的規則來給這些信息系統分類，但下面的討論可以幫助區分GIS和桌面制圖、計算機輔助設計CAD、遙感、DBMS、以及GPS技術。

桌面制圖

桌面制圖系統用地圖來組織數據和用戶交互。這種系統的主要目的是產生地圖：地圖就是數據庫。大多數桌面制圖系統只有及其有限的數據管理、空間分析以及個性化能力。桌面制圖系統在桌面計算機上進行操作，例如PC機，Macintosh以及小型UNIX工作站。

計算機輔助設計CAD

計算機輔助設計(CAD)系統促進了產生建筑物和基本建設的設計和規劃。這種設計需要裝配固有特征的組件來產生整個結構。這些系統需要一些規則來指明如何裝配這些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系統已經擴展可以支持地圖設計，但管理和分析大型的地理數據庫的工具很有限。

遙感和GPS

遙感是一門使用傳感器對地球進行測量的科學和技術，例如，飛機上的照相機，全球定位系統（GPS）接收器，或其他設備。這些傳感器以圖象的格式收集數據，并為利用、分析和可視化這些圖象提供專門的功能。由于它缺乏強大的地理數據管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。

數據庫管理系統

數據庫管理系統專門研究如何存儲和管理所有類型的數據，其中包括地理數據。DBMS使存儲和查找數據最優化，許多GIS為此而依靠它。相對于GIS而言，它們沒有分析和可視化的工具。

什么是三維GIS？有什么作用？

地理信息系統（GIS，Geographic Information System或 Geo－Information system）有時又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。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、軟件系統支持下，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采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

三維是將采集以及經運算分析后對數據的表現、展示。三維數據相對二維數據更能表現出客觀實際。

三維GIS與二維GIS一樣，需要具備最基本的空間數據處理功能，如數據獲取、數據組織、數據操縱、數據分析和數據表現等。相比于二維GIS，三維GIS具有以下優勢。

空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過空間信息來認識和改造世界開始，空間信息主要是以圖形化的形式存在的。然而，用二維的圖形界面展示空間信息是非常抽象的，只有專業的人士才懂得使用。相比二維GIS，三維GIS為空間信息的展示提供了更豐富、逼真的平臺，使人們將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化，人們結合自己相關的經驗就可以理解，從而做出準確而快速的判斷。毫無疑問，三維GIS在可視化方面有著得天獨厚的優勢。雖然三維GIS的動態交互可視化功能對計算機圖形技術和計算機硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進的圖形卡、工作站以及帶觸摸功能的投影設備的陸續問世，不僅完全可以滿足三維GIS對可視化的要求，還可以帶來意想不到的展示和體驗效果。

多維度空間分析功能更加強大。空間信息的分析過程，往往是復雜、動態和抽象的，在數量繁多、關系復雜的空間信息面前，二維GIS的空間分析功能常具有一定的局限性，如淹沒分析、地質分析、日照分析、空間擴散分析、通視性分析等高級空間分析功能，二維GIS是無法實現的。由于三維數據本身可以降維到二維，因此三維GIS自然也能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS強大的多維度空間分析功能，不僅是GIS空間分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分體現了GIS的特點和優越性。

什么是GIS？

GIS系統即地理信息系統 (GIS, Geographic Information System) 是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西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數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。

地理信息系統是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發展而發展起來的一個學科。在計算機發展史上，在計算機發展史上，計算機輔助設計技術（CAD）的出現使人們可以用計算機處理象圖形這樣的數據，圖形數據的標志之一就是圖形元素有明確的位置坐標，不同圖形之間有各種各樣的拓撲關系。簡單地說，拓撲關系指圖形元素之間的空間位置和連接關系。簡單的圖形元素如點、線、多邊形等；點有坐標（x, y）；線可以看成由無數點組成，線的位置就可以表示為一系列坐標對（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多邊形可以認為是由閉合曲線形成范圍。圖形元素之間有多種多樣的相互關系，如一個點在一條線上或在一個多邊形內，一條線穿過一個多邊形等等。在實際應用中，一個地理信息系統要管理非常多、非常復雜的數據，可能有幾萬個多邊形，幾萬條線，上萬個點，還要計算和管理它們之間的各種復雜的空間關系……。

地理信息系統是將計算機硬件、軟件、地理數據以及系統管理人員組織而成的對任一形式的地理信息進行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成。

地理信息系統技術廣泛應用于農業、林業、國土資源、地礦、軍事、交通、測繪、水利、廣播電視、通訊、電力、公安、社區管理、教育、能源等幾乎所有的行業，并正在走進人們日常的工作、學習和生活中。

地理信息系統的主要計算機硬件是工作站和微機。 地理信息系統的主要計算機操作系統軟件是UNIX、Windows9X、Windows NT、Windows2000、Macintosh等。

地理信息系統的主要計算機應用軟件是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDesk Map、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。

地理信息系統的主要基礎地理數據比例尺為1:400萬、1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬、1:2000、1:1000和1:500等；基礎地理數據種類為數字線劃圖（DLG）、數字柵格圖（DRG）、數字正射影象圖（DOQ）和數字高程模型（DEM）等。

GIS 地理信息系統相關技術

GIS與其他幾種信息系統密切相關，但由于其處理和分析地理數據的能力使其與它們相區別。盡管沒有什么硬性的和快速的規則來給這些信息系統分類，但下面的討論可以幫助區分GIS和桌面制圖、計算機輔助設計CAD、遙感、DBMS、以及GPS技術。

桌面制圖

桌面制圖系統用地圖來組織數據和用戶交互。這種系統的主要目的是產生地圖：地圖就是數據庫。大多數桌面制圖系統只有及其有限的數據管理、空間分析以及個性化能力。桌面制圖系統在桌面計算機上進行操作，例如PC機，Macintosh以及小型UNIX工作站。

計算機輔助設計CAD

計算機輔助設計(CAD)系統促進了產生建筑物和基本建設的設計和規劃。這種設計需要裝配固有特征的組件來產生整個結構。這些系統需要一些規則來指明如何裝配這些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系統已經擴展可以支持地圖設計，但管理和分析大型的地理數據庫的工具很有限。

遙感和GPS

遙感是一門使用傳感器對地球進行測量的科學和技術，例如，飛機上的照相機，全球定位系統（GPS）接收器，或其他設備。這些傳感器以圖象的格式收集數據，并為利用、分析和可視化這些圖象提供專門的功能。由于它缺乏強大的地理數據管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。

DBMS數據庫管理系統

數據庫管理系統專門研究如何存儲和管理所有類型的數據，其中包括地理數據。DBMS使存儲和查找數據最優化，許多GIS為此而依靠它。相對于GIS而言，它們沒有分析和可視化的工具。

新聞名稱：gis需要圖形設計技術嗎 gis的設計
網站地址：http://vcdvsql.cn/article24/ddojsje.html

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