地理信息系统（第二版）汤国安等编著第一章1.1-1.2节
目錄
第一章：
1.1地理信息系統的基本概念
1.2地理信息系統的發展概況
第一章：
1.1地理信息系統的基本概念
（1）信息
信息是用文字、數字、符號、語言、圖像等介質來表示事件、事物、現象等的內容、數量或者特征，從而向人們（或者系統）提供關于現實世界新的事物和知識，是生產、建設、經營、管理、分析和決策的依據。
信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特征。
（2）地理信息
地理信息是有關地理實體的性質、特征和運動狀態的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現象之間關系的地理數據的解釋。
地理信息的特征：①空間分布性②數據量大③信息載體的多樣性
（3）地理數據
地理數據是各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征（簡稱屬性）及時域特征三部分。
空間位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素
（4）信息系統
信息系統是具有采集、管理、分析和表達數據能力的系統。在計算機時代，信息系統部分或者全部由計算機系統支持，并由計算機硬件、軟件、數據和用戶四大要素組成。
信息系統的類型：①事務處理系統②決策支持系統
（5）地理信息系統
是指在計算機硬、軟件系統的支持下，對整個或者部分地球表層（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。
地理信息系統處理、管理的對象：多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。
1.2地理信息系統的發展概況
一、國際發展狀況
（1）地理信息系統的開拓期（20世紀60年代）
20世紀50年代末和60年代初，計算機獲得廣泛應用以后，很快就被應用于空間數據的存儲和處理，使計算機成為地圖信息存儲和計算處理的裝置，講很多地圖轉換為能被計算機利用的數字形式，出現了地理信息系統的早起雛形。1963年，加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系統這一術語，并建立了世界上第一個地理信息系統—加拿大地理信息系統（CGIS），用于自然資源的管理和規劃。這時地理信息系統的特征是和計算機技術的發展水平聯系在一起的，表現在計算機存儲能力小，磁帶存取速度慢，機助制圖能力較弱，地學分析功能比較簡單；實現了手扶跟蹤的數字化方法，可以完成地圖數據的拓撲編輯，分幅數據的自動拼接；開創了格網單元的操作方法，發展了許多面向格網的系統。例如，哈佛大學的地圖同步處理系統是最著名的一例，另外還有明尼蘇達土地管理信息系統（MLMIS）等。所有這些處理空間數據的主要技術，奠定了地理信息系統發展的基礎。這一時期，地理信息系統發展的另一顯著標志是，許多有關的組織和機構紛紛建立，例如，1966年美國成立城市和區域信息系統協會（URISA），1969年又建立州信息系統全國協會（NASIS），國際地理聯合會（IGU）于1968年設立了地理數據收集和處理委員會（CGDSP）。這些組織和機構的建立，對于傳播地理信息系統的知識和發展地理信息系統的技術，起到了重要的指導作用。
（2）地理信息系統的鞏固發展期（20世紀70年代）
20世紀70年代，計算機發展到第三代，隨著計算機技術迅速發展，數據處理速度加快，內存容量增大，而且輸入、輸出設備比較齊全，推出了大容量直接存儲設備——磁盤，為地理數據的錄入、存儲、檢索、輸出提供了強有力的手段，特別是人機對話和隨機操作的應用，可以通過屏幕直接監視數字化的操作，而且能很快看到制圖分析的結果，并可以進行實時的編輯。這時，計算機技術及其在自然資源和環境數據處理中的應用，促使地理信息系統迅速發展。地理信息系統的發展，使一些商業公司開始活躍起來，軟件在市場上受到歡迎。在此期間，一些公司會國際地理聯合會會召開地理信息系統的學術討論會，1978年國際測量協會（FIG）規定第三委員會的主要任務是研究地理信息系統，同年在-召開了第一次地理信息系統討論會。除此之外，許多大學開始注意培養地理信息系統方面的人才，創建了地理信息系統實驗室是。
（3）地理信息系統技術大發展時期（20世紀80年代）
由于大規模的和超大規模集成電路的問世，推出來第四代計算機，特別是微型計算機和遠程通信傳輸設備的出現為計算機的普及應用創造了條件，加上計算機網絡的建立，地理信息的傳輸時效得到極大的提高。在系統軟件方面，完全面向數據管理的數據庫管理系統（DBMS）通過操作系統（OS）管理數據，系統軟件工具和應用軟件工具得到研制，數據處理開始和數學模型、模擬等決策工具結合。地理信息系統的應用領域迅速擴大，從資源管理、環境規劃到應急反應，從商業服務區域劃分到政治選舉分區等，涉及許多的學科和領域，如古人類學、景觀生態規劃、森林管理、土木工程以及計算機科學等。地理信息系統引起了全世界各國的普遍興趣，許多國家都在積極解決地理信息系統的發展和應用，而且不受國家界線的限制，地理信息系統開始用于解決全球性的問題。
（4）地理信息系統的應用普及時代（20世紀90年代至今）
由于計算機的軟、硬件均得到飛速的發展，地理信息系統已經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，地理信息系統的專業軟件也得到極大的發展，在強化桌面系統的功能下，加強了對手持移動系統、網絡系統、數據庫系統等的支持和應用。
進入21世紀，GIS從技術上將向著更具有互操作性和更加開放化、網絡化、分布化、移動化、可視化的方向發展；從應用上將向著更高層次的數字地球、虛擬現實、地球信息科學及大眾化的方向發展。地理信息系統的應用領域，也不再局限于國土、測繪等部門，而是擴展到人們生活的各個方面，隨著GIS與RS以及GPS更加緊密地融合，毫無疑問，地理信息系統將發展成為現代社會最基本的服務系統。
二、國內發展狀況
（1）起步階段（20世紀70年代初）
我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。環境遙感資源調查的需求帶動，以及航空攝影測量和地形測圖的發展，為GIS的發展奠定了良好的基礎。
（2）發展階段（20世紀80年代起）
我國地理信息方面的工作開始展開，地理信息系統進入發展階段的標志是第七個五年計劃，地理信息系統研究作為政府行為，正式列入國家科技攻關計劃，開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應用實驗和工程建設工作。
（3）快速發展階段（自20世紀90年代起）
執行地理信息系統和遙感聯合科技攻關計劃，強調地理信息系統的實用化、集成化和工程化，力圖使地理信息系統從初步發展時期的研究實驗、局部應用走向實用化和生產化，為國民經濟重大問題提供分析和決策依據。努力實現基礎環境數據庫的建設，推進國產軟件系統的實用化、遙感和地理信息系統技術一體化。總之，中國地理信息系統事業經過近30年的發展，取得了重大的發展。地理信息系統的研究和應用已走向了產業化。
1.3地理信息系統的構成
完整的GIS主要是由四個部分組成，即計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間數據和系統管理操作人員，其核心部分是計算機軟、硬系統，空間數據庫反映了GIS的地理內容，而管理人員和用戶則決定系統的工作方式和信息表示方式。
（1）計算機硬件系統
GIS硬件配置一般包括四個部分：
通常包含三個方面：計算機系統軟件、地理信息系統軟件和其他支撐軟件、應用分析程序
GIS軟件按功能可分為一下五類：
（3）數據輸入
數據輸入方式與使用的設備密切相關，常有三種形式：①手扶跟蹤數字化儀的矢量跟蹤數字化。它是通過人工選點或跟蹤線段進行數字化，主要輸入有關圖形的點、線、面的位置坐標。②掃描數字化儀的光柵掃描數字化，主要輸入有關圖像的網格數據。③鍵盤輸入，主要輸入有關圖像、圖像的屬性數據（即代碼、符號），在屬性數據輸入之前，需對其進行編碼。
（3）地理空間數據
地理空間數據是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數據，可以是圖形、圖像、文字、表格和數字等，由系統的建立者通過數字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或者其他通信系統輸入GIS，是系統程序作用的對象，是GIS所表達的現實世界經過模型抽象的實質性內容。不同用途的GIS基本都包括三種互相聯系的數據類型。
GIS中的網絡形式一般有局域網、廣域網、無限網絡和互聯網、企業局域網和外聯網等幾種。
第二章
1.4元數據
元數據就是“關于數據的數據”
元數據的主要作用可以歸納為如下幾個方面：
元數據的主要內容包括：對數據集的描述；對數據集中各數據項、數據來源、數據所有者及數據生產歷史等的說明；對數據質量的描述，如數據精度、數據的邏輯一致性、數據完整性、分辨率、源數據的比例尺等；對數據處理信息的說明，如量綱的轉換等；對數據庫的更新、集成方法等的說明。
元數據的性質：元數據是關于數據的描述性數據信息，它應盡可能多地反應數據集本身的特征規律，以便于用戶對數據集的準確、高效與充分地開發與利用。
總結
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