地理信息系统的基本构成
什么是地理信息系统
什么是地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种通过计算机技术来捕捉、储存、管理、分析和展示地理数据的系统。
它将地理空间信息与其他属性数据相结合，帮助人们更好地理解地球和人类活动。
GIS的基本构成部分包括硬件、软件、数据和人员。
硬件是指用于收集地理数据和进行数据处理的计算机、传感器、全球定位系统等设备。
软件是用于运行GIS的应用程序，可以实现数据的处理、分析和可视化。
数据是GIS的核心，包括地理空间数据和属性数据。
地理空间数据是地球表面的几何形状和位置信息，如地图、遥感影像、地理标记等。
属性数据是与地理空间数据相关的非空间属性信息，如人口统计数据、气候数据等。
人员是使用GIS技术进行数据管理和分析的专业人员，他们具备地理信息系统的专业知识和技能。
地理信息系统可以广泛应用于各个领域。
在城市规划中，GIS可以帮助规划师分析土地利用、道路布局和基础设施建设等问题，提高规划的精度和效率。
在环境保护方面，GIS可以用来分析地表水污染、植被分布和土地退化等问题，为环境管理提供科学依据。
在农业领域，GIS可以用来评估土地适宜性、选择农作物种植和优化农田布局，提高农业生产的效益。
在交通运输方面，GIS可以用来分析道路交通流量、选择最佳路径和优化交通信号系统，提高交通运输的效率。
通过地理信息系统，人们可以更深入地了解地球表面的空间模式和地理现象。
利用GIS技术，可以进行地理数据的可视化，将复杂的地理空间关系呈现为直观的地图，帮助人们更好地理解和解读地理信息。
同时，GIS可以对大量的地理数据进行高效的处理和分析，通过空间统计和空间建模等方法，揭示地理现象的规律和变化趋势。
这为决策者提供了科学依据，帮助他们制定更合理和有效的决策。
然而，GIS也面临一些挑战和问题。
首先，地理数据的质量和准确性对GIS的应用至关重要，但现实中地理数据的收集和管理往往存在一定的困难。
第二节地理信息系统的基本构成
功能:用以存储、处理、传输和显示地理或空间数据
数据处理设备、数据输入设备和数据输出设备连接 构成了地理信息系统的硬件坏境。
数据处理设备是地理信息系统硬件的主题，是系统 硬件的核心。
地理信息系统的硬件配置
GPS
全站仪 解析和数字 摄影测量仪器 全数字摄影 测量工作站 遥感与遥感 图象处理系统
能够提供高分辨率、真彩色的近乎完美的图像输入效 果，成为地图图形、遥感图像等数据输入最有效的工具之 一。
（3）数字测量设备 数字摄影测量工作站
从遥感影像中获取空间定位信息的功能
全球定位系统
3、数据输出设备
（1）绘图仪 是主要的输出设备，有笔式和喷墨式两种，其
中彩色喷墨式绘图仪是当前主流的绘图仪。 （2）计算机显示器
有CRT显示器和LCD显示器
谢谢
数字化仪
扫描仪
键盘、鼠标
磁带机 专用设备
输入设备 常规设备
光盘机
活动硬盘
硬盘阵列
存储设备 处理设备
输出设备
服务器
工作站
பைடு நூலகம்
绘图仪 打印机
终端
1、数据处理设备
包括大型机、图形工作站、服务器和个人计算机等
（1）图形工作站
具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，能满足工 程设计、动画制作、科学研究和模拟仿真等
特点： 处理器CPU的性能 图形加速功能 多种操作系统
（2）个人计算机 （3）客户机/服务器系统（C/S）
是计算机网络中重要的分布式体系结构，服务器是整 个网络系统中负责提供管理、计算和存储等功能的核心计 算机，多台客户机各自处理相应的任务，共同实现相应的 任务。
2、数据输入设备
（1）图形手扶跟踪数字化仪 使用已大为减少 （2）大幅面图形扫描仪（工程扫描仪）
地理信息系统知识点
理解：1.地理信息系统的组成一个完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。
其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。
（1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS的物理外壳。
包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。
（2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。
对于GIS应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。
（3）系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。
地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。
（4）空间数据：它是由系统的建立者输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。
主要包括空间位置、空间关系、属性等。
2.地理信息系统与其他系统的不同gis有别于dbms、Mis、地图数据库和cad系统。
Gis有管理、分析功能。
Dbms和mis只有管理功能，地图数据库和cad只有分析功能。
3.数字化手段、栅格数据的获取方法P26栅格数据获取的方法:1，来自于遥感数据2，来自对图片的扫描3，由矢量数据转换而来4，由手工方法获取4.空间对象（实体）的类型5.矢栅互转给定矢量坐标P（x,y），若像元栅格大小为A，则栅格化后P点的行列为x/A取整后加1,y/A取整后加1。
P110矢量格式和栅格格式的相互转换：矢量格式向栅格格式的转换①内部点扩散法②复数积分算法③射线算法④扫描算法⑤边界代数算法；栅格格式向矢量格式的转换：多边形边界提取；边界线追踪；拓扑关系生成；去除多余点及曲线圆滑栅格向矢量的转换：矢量化的过程要保证以下两点：拓扑转换，即保持栅格表示出的连通性和邻接性。
地理信息系统的概念及构成
——加拿大Reger Tomlinson
• “GIS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
GIS的定义理解
1、GIS是一计算机系统，既然是系统，就要具有系统的基本 功能，数据采集、管理、分析和表达，所以每个GIS系统都是 由若干具有一定功能的模块组成。
1、计算机硬件系统
GPS
全站仪
解析和数字 摄影测量仪器
全数字摄影 测量工作站
遥感与遥感 图象处理系统
磁带机 光盘机 活动硬盘 硬盘阵列
专用设备
2.存储设备
3.输入设备 1.处理设备 4.输出设备
数字化仪 扫描仪
常规设备
服务器 工作站
键盘、鼠标
5.网络设备
绘图仪 打印机
终端
2、计算机软件系统
用户界面
• Resources and Enviromental Information System ——中国 全称虽有出入，但简称都叫做“GIS”。
二、地理信息系统的定义
• “GIS是一种存储、分析和显示空间与非空间数据的信息技
术。”
——美国Parker
• “GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统。”
4、系统开发、管理和使用人员
管理 信息管理
咨询
数据整理
地理信息系统原理及应用
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地理信息系统原理及应用
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地理信息系统的概念及构成
一、地理信息系统的全称： • Geographical Information System——英国 • Geographical-Information-System ——德国 • Land Information System——加拿大、澳大
地理信息系统部分简答题
名词解释：1．地理信息：是指与研究对象的空间地理分布有关的信息,它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
2．GIS概念：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
3．地理信息系统：地理信息系统的定义是由两个部分组成的。
一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、处理、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
4．空间数据：空间数据是指描述地球表层一定范围内的地理事物及其关系的数据,又称地理数据。
5．数据结构：是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
6．数据模型：是指数据库系统中关于数据内容和数据间联系的逻辑组织形式，它以抽象的形式描述和反映地理实体构成及其相互关系。
7．矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。
8．栅格数据结构：是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。
9．空间数据库重组织：指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下，改变数据的存储位置，将数据予以重新组织和存放。
10．空间元数据：地理的数据和信息资源的描述性信息。
是通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关数据的数据。
11．空间数据库重构造：指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。
数据库重构通过改写其概念模式(逻辑模式)的内模式(存储模式)进行。
12．DTM:双重独立地图编码，简称DIME结构.它是由美国人口调查局建立起来的为人口调查目的而设计的一种拓扑编码方法。
地理信息系统的组成及其应用
地理信息系统的组成及其应用地理信息系统，简称GIS，是一种利用计算机技术进行地理空间数据收集、管理、统计、分析、下达对策、展示与传播的一种工具系统。
它在各个领域都有广泛的应用，例如城市规划、土地利用、环境保护、应急管理等。
那么，地理信息系统的组成及其应用是什么样的呢？一、地理信息系统的组成1.硬件GIS硬件主要是指计算机、投影仪、远程感应器等设备。
计算机是GIS最重要的硬件组件之一，它用来存储和分析数据，执行各种操作，制作地图等。
投影仪用于为用户展示地图和其他数据，使用户能够更好地理解和处理数据。
远程感应器用于测量空间数据，例如遥感卫星可以捕捉地球表面的图像。
2.软件GIS软件包括了各种系统：例如，ARC GIS、MAPINFO和OPENLAYER等，这些软件被用于数据收集，存储，管理，处理，分析和制图等任务。
GIS软件还可以链接其他软件，在GIS系统中集成数据，并自动触发一些操作，使得数据的管理和处理成为可能。
3.数据GIS系统可以处理数字地图、卫星图像、测量数据、统计数据、地形地貌数据等各类地理信息。
系统可以通过数据采集和处理来构建数字地图和其他空间数据。
其中，地形图主要包括高程数据，表示地形高低的等线和三角网。
地貌图主要包括地貌要素和地貌区划等。
二、地理信息系统的应用1.城市规划GIS在城市规划中的主要作用是用来收集和分析相关的数据，例如土地利用、建筑密度、交通、绿地等。
它可以通过模拟和预测来帮助城市规划者做出最优化的决策，同时提供数据支持以便以后进行规划的调整和管理。
2.土地利用GIS在土地利用方面的应用主要是用于土地调查、土地分析和土地利用的管理等方面。
基于GIS的土地利用管理系统，具有地图浏览、统计、查询等功能。
利用GIS分析土地利用的变化和模拟制定的规划对土地利用的管理有很大的帮助。
3.环境保护GIS在环境保护领域中主要用于监测污染源、分析污染物浓度、空气流量分析、水污染分析和污染物未来发展趋势分析等方面。
1-2 地理信息系统的基本构成
二、系统软件 1、GIS功能软件 GIS功能软件 ⑴GIS功能软件的分类 GIS功能软件的分类 GIS功能软件常分为GIS基础软件平台 GIS功能软件常分为GIS基础软件平台 和GIS应用软件两大类型。 GIS应用软件两大类型。 ⑵GIS基础软件平台的代表性产品 GIS基础软件平台的代表性产品 ①国外的有ArcInfo、 ①国外的有ArcInfo、ArcView GIS、 GIS、 MapInfo ②国产的有MapGIS、SuperMap等。 国产的有MapGIS、SuperMap等。
②主要的输入设备： 有数字化仪、扫描仪、数字测量设备等。 ⑶数据输出设备 ①GIS输出设备的作用： GIS输出设备的作用： 是为GIS软件提供用户操作的界面，并把 是为GIS软件提供用户操作的界面，并把 GIS的最终成果展示给用户。 GIS的最终成果展示给用户。 ②主要的输出设备： 有各种绘图仪、打印机、计算机显示器和 大屏幕投影仪等。
⑶GIS基础软件平台的主要功能 GIS基础软件平台的主要功能 ①空间数据输入和编辑 ②空间数据管理 ③空间数据处理和分析 ④空间数据输出 ⑤图形用户界面 ⑥系统二次开发功能
2、基础支撑软件 主要包括系统库软件、数据库软件等。 ⑴系统库软件 提供基本的程序设计语言，以及数学函 数库等用户可编程功能，如C++运行库 数库等用户可编程功能，如C++运行库 和编译系统等。 ⑵数据库软件 提供复杂空间数据的存储和管理功能， 如Oracle、Microsoft SQL Server、 Oracle、 Server、 Sybase、Informix等。 Sybase、Informix等。
3、操作系统软件 ⑴操作系统是计算机系统中支撑应用程序 运行环境，以及用户操作环境的系统软 件。其功能 件。其功能包括对硬件的直接监管、对 其功能包括对硬件的直接监管、对 各种计算资源的管理，以及提供诸如作 业管理之类的面向应用程序的服务等。 ⑵目前常见的计算机操作系统有： Microsoft Windows系列、 Windows系列、 UNIX/Linux系列、Apple UNIX/Linux系列、Apple Mac OS系 OS系 列等。
地理信息系统设计与开发考核试卷
10.性能测试
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10.×
五、主观题（参考）
1. GIS由硬件、软件、数据和用户四部分组成。硬件用于支持GIS运行；软件用于数据管理、分析和可视化；数据是GIS的核心，包括空间数据和属性数据；用户则是系统的操作者和受益者。
A.遥感影像
B.地形图
C. GPS数据
D.互联网搜索结果
19.在GIS中，以下哪个操作用于处理矢量化数据？（）
A.缓冲区分析
B.矢量化
C.栅格化
D.投影变换
20.以下哪个不是GIS系统测试的主要内容？（）
A.功能测试
B.性能测试
C.安全测试
D.用户满意度测试
（以下为答题纸，请考生在此处填写答案）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1. GIS的主要功能包括以下哪些？（）
A.数据采集
B.数据存储
C.数据处理
D.数据输出
2.以下哪些是GIS中常用的数据采集工具？（）
A.遥感技术
B. GPS定位
C.地面测量
D.网络搜索
3.在GIS中，以下哪些属于空间分析的类型？（）
A.查询分析
B.缓冲区分析
C.叠加分析
D.网络分析
4.以下哪些软件可以进行GIS数据分析？（）
B.软件
C.数据
D.硬件、软件、数据
2.以下哪种数据不适合在GIS中应用？（）
A.矢量数据
B.栅格数据
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地理信息系统的基本构成
地理息系统（GIS）是一种可以记录、存储、分析、管理
和可视化地理息的计算机软件系统。
它可以帮助用户更好地理解地理息，并有助于更好地解决问题。
GIS是一个多学科的交
叉学科，它通过将地理息和数据结合在一起，为各种工作提供便利。
地理息系统的基本构成包括：
1.数据：地理息系统的基础是数据，它包括空间数据和非
空间数据。
空间数据描述了物理现象的空间分布和特征，如地形、水文、土壤、植被等；非空间数据指的是用来描述某一特定地理区域的非空间属性，如人口、经济发展水平等。
2.硬件：GIS系统的硬件包括存储设备、输入设备和输出
设备。
存储设备用于存储地理息，输入设备用于输入地理数据，输出设备用于显示GIS的结果。
3.软件：GIS软件是GIS系统的核心，它是实现GIS功能
的重要组成部分，有助于用户完成地理息分析和展示。
常见的GIS软件包括地图制作软件、分析软件、可视化软件等。
4.数据库：GIS系统的数据库是GIS系统的核心部分，它
用于存储和管理GIS数据。
数据库通常由数据库管理系统构成，它是用来收集、存储、管理和共享息的软件系统。
5.网络：GIS系统的网络是GIS系统的重要组成部分，它
可以实现GIS系统间的息交换和共享。
网络系统可以通过广
域网、局域网或其他数据通网络实现。
总的来说，地理息系统的基本构成包括数据、硬件、软件、数据库、网络和应用程序，它们构成了GIS系统的基本架构，可以实现各种地理息分析和管理的功能。
GIS技术的出现和发展，使得地理息的管理和分析变得更
加便捷高效，对各行各业的发展都产生了积极的影响，如农业、交通、城市规划、环境管理等。
GIS技术的发展，使得人们能
够更好地理解地理现象，更好地解决问题，更好地利用地理息，为人类发展做出贡献。