时间：2022-12-16 22:30:01 | 来源：信息时代
时间：2022-12-16 22:30:01 来源：信息时代
地理信息系统 : 为获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的信息管理系统。它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。
地理信息(geographic information)是地理信息系统处理的核心内容,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、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。在地理信息中,其位置通过空间数据进行标识,这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志。地理信息具有定位特征(由经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识)、多维结构特征(在二维空间的基础上实现多主题的第三维结构)和动态变化特征(时序特征)。
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)和系统开发、管理和操作人员。计算机系统(软件和硬件)是其核心部分,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。
地理信息系统按其内容可以分为三大类: ①专题地理信息系统(thematic GIS): 是具有有限目标和专业特点的地理信息系统,为特定的专门目的服务;②区域信息系统(regional GIS): 主要以空间区域综合研究和全面的信息服务为目标; ③地理信息系统工具(GIS tools):是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。这种类型划分的方法源自地理科学,但目前其边界已经变得越来越模糊。
地理信息系统的主要功能包括: 数据采集(data acquisition)、数据处理(data processing)、数据存储与管理(storage and management)、空间查询与分析(spatial query and analysis)、图形化显示与交互(display and interaction)。
随着GIS及其相关技术的发展以及应用的多样化,GIS正发展为GIS & T(geographic information science and technology),它包括三方面的内容: ①地理信息科学(geographic information science ,GIScience):关于空间信息的本质和空间信息技术应用的基本科学问题; ②空间信息技术(geospatial technology):用于处理空间数据的信息技术的集合,支持从空间数据采集、存储和管理、分析到显示和输出等一系列功能;③GIS & T应用(application of GIS & T): 包括空间信息技术在政府、企业和军事等方面的广泛应用。
1. 地理信息系统标准
目前比较主要的地理信息标准是地理信息/地球信息科学专业委员会制定的ISO/TC211地理信息标准(http://www. statkart.no/isotc211)及OGC制定的Open GIS标准(http://www. opengis. org)。
ISO/TC 211是对与地球上位置直接或间接有关的物体或现象信息的结构化标准。该标准共分为25个部分,主要针对地理信息的内容和相关的方法;各种数据管理的工具和服务及有关的请求、处理、分析、获取、表达; 以及在不同的用户、系统平台和位置上进行数据的转换。
OpenGIS——开放的地理数据互操作规范(open geodata interoperation specification,OGIS)由美国OGC协会(OpenGIS Consortium—OpenGIS)提出。OGC是一个非赢利性组织,目的是促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性(interoperablity)。GIS互操作(GIS interoperation)是指不同的GIS系统间与平台无关的透明数据访问、共享空间数据库和其他服务。OpenGIS规范主要定义了三个模型: 开放的地理数据模型(open geodata model,OGM)、OpenGIS服务模型(OpenGIS services model,ICM)。
另外,美国联邦地理数据委员会(FGDC,http://www.fgdc.gov)的元数据标准CSDGM是比较重要的空间元数据标准,它是一个参考文件,向用户说明数据获取、使用和评价过程中需要的内容,第二版CSDGM(1997年完成)包含7个主要子集和3个次要子集。ISO/TC211元数据标准就是以此为基础制定的。
2. 地理信息系统应用
地理信息系统与其他信息技术相结合,形成众多地理信息系统应用技术,网络化、分布式成为当前地理信息系统应用技术发展的主要趋势,也使得地理信息系统具有更复杂、更强大的功能,更加专业化,应用也更加广泛。
3S集成技术是地理信息系统(GIS)、遥感(remote sensing,RS)和全球导航卫星定位系统(global navigation satellite system,GNSS)技术的集成化、一体化的应用,RS和GNSS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位,GIS进行相应的空间分析,以便从RS和GNSS提供的数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为决策的科学依据。
WebGIS即万维网地理信息系统,是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一种方式,可以通过Web实现空间数据发布、空间查询检索和空间模型服务等应用。
空间信息服务(GIService)是在现有GIS系统基础之上,利用Web服务技术对GIS已有的数据及功能模块进行重新解析、包装及组合。
网格地理信息系统(Grid GIS)是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范,构建一个虚拟的空间信息管理与处理环境,将空间地理分布的、异构的各种设备与系统进行集成,从而为用户提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。
地理信息系统的应用十分广泛,主要的应用方向包括资源清查、灾害监测、土地管理、环境管理、城市规划与管理、交通运输管理、军事作战指挥、宏观决策等。而随着地理信息系统的社会化,其应用领域也日益拓展,国家管理与政策制定、选举与分区等政治问题、健康与卫生保健等成为新的应用领域。
地理信息系统应用的社会化是其发展的必然趋势,GIS技术在公众生活中广泛使用,并形成从空间数据生产、GIS软件生产与系统集成到GIS服务与工程监理的规模化的GIS产业。在这一过程中,将产生新的政策制度,包括GIS标准规范、空间数据生产与共享政策、GIS产业运行规范以及相关领域应用GIS的规定,同时也将带来新的法律问题,如空间数据版权、空间数据保密、隐私权问题等。
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