1、 。 该定义认为是由计算机硬） 关 于 美国学者 呢？对于不同的部门和不同的应用目的，其定义也不尽相同。例如， 认为“ 认为“ 定义为“采集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”。 是全方位分析和操作地理数据的数字系统。” 是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组 有力的工具” 。 俄罗斯学者也把 的内部联系的工具集合” 。 纵观这些定义， 有的侧重于 应用功能。为了能更具体地认识和真正了解 委员会 的如下基本概念： 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、分 析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题”。根据这个定义及
2、它的概念框架，可得 出 章 绪 论第 地理信息系统的概念 人类社会正从工业经济迈向知识经济时代，一场以信息技术为核心的革命正在深刻改 变着人类生活与社会面貌。作为全球信息化浪潮重要组成部分的地理信息系统的建设与应 用，正日益引起科技界、企业界和政府部门的广泛关注。 。 关于它确切的全称， 多数人认为是 。国际上现发行的两种主要的专业杂志，就 地理信息系统简称为 ， 也有人认为是 。在我国，通常称为 是各自采用不同的全称，前者是英国出版的季刊的全称，后者是德国出版的季刊的全称。在 加拿大和澳大利亚，则称为 。全称虽有差异，但简称都是 那么， 什么是 是一种存贮、分析和显示空间与非空间数据的信息技
3、术”。 把 加拿大的 认为 定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有 的技术内涵，有的则是强调 的概念，编者推荐美国联邦数字地图协调 的定义及概念框架（图 概念框架和构成图 以地理实体数据作为处理和操作的主要对象，这是它 的基础理论依托。测 的硬件平台、系统功能和效率、数据处理的方 的物理外壳是计算机化的技术系统。该系统又由若干个相互关联的子系统构 成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、可视化表达与输出子 系统等。这些子系统的构成直接影响着 式和产品输出的类型。 的操作对象是地理实体的数据。所谓地理实体指的是的对象是地理实体。 空间 在人们生存的地球表面附近的地理
4、图层（大气图、水图、岩石图、生物图）中可相互区分 的事物和现象，即地理空间中的事物和现象。在地理信息系统中，所操作的只能是实体的 数据，它们都有描述其质量、数量、时间特征的属性数据，也有其非属性的数据 数据，即以点、线、面方式编码并以（）坐标串储存管理的离散型空间数据，或者以 一系列栅格单元表达的连续型空间数据。地理实体数据的最根本特点是每一个数据都按统 一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述，即空间特征数据 和属性特征数据统称为地理数据。 区别于其他类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。 的研 的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析
5、能 力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段，以及地 理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。其中，通过地理空间分析可以产生常规方法难 以获得的重要信息，实现在系统支持下的地理过程动态模拟和决策支持，这既是 的重要贡献。究核心，也是 提供了有关空间分析的基本观点与方法，成为 与地理学和测绘学有着密切的关系。地理学是一门研究人一地相互关系的科 学，研究各自然界面的生物、物理、化学过程，以及探求人类活动与资源环境间相互协调 的规律，这为 图信息系统的分类 绘学不但为 提供各种不同比例尺和精度的定位数据，而且其理论和算法可直接用于空 兰菲尔所说的引入地学界，正如美国地质学
6、家 间数据 的变换和 处理而 语言引入计算机科学界一样重要”， 引 是以一种全新的思想和手 入地学界，如同 段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源 管理、灾害监测、全球变化，甚至在现代企业中作为制定科学经营战略的一种重要手段，因 为企业对外界的认知能力和信息处理能力提高了，就能创造空间上的竞争优势。解决这些 复杂的空间规划和管理问题，这是应用的主要目标。 地理信息系统根据其研究范围，可分为全球性信息系统和区域性信息系统；根据其研 究内容，可分为专题信息系统和综合信息系统；根据其使用的数据模型，可分为矢量信息 系统、栅格信息系统和混合型信息系统（图 的网络
7、设备包括布线系统、网桥、路由器和交换机等，具体的网络设备根硬盘阵列等。 仪、打印机和高分辨率显示装置等；数据存贮与传送设备即磁带机、光盘机、活动硬盘和 外部设备包括输入设备即数字化仪、扫描仪和全站型测量仪器等；输出设备即绘图算。 机，它是硬件系统的核心，包括从主机服务器到桌面工作站，用作数据的处理、管理与计 的主的硬件环境。计算机是数据。计算机与一些外部设备及网络设备的联接构成 所示，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间硬件平台的基本类型如图 系统硬件 地理信息系统组成关系示意图图 所示。员和应用模型。它们之间的关系如图 功能，其基本组成一般包括以下五个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数
8、据、应用人 一个实用的系统，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等 地理信息系统的组成 构成的 工作 硬件和 据网络计算的体系结构来确定。 主机 一、 的主机，包括大型、中型、小型机，工作站服务器和微型计算机。其中目前运行 的主流，特别是由各种类型的工作站服务器成为 阵营的用户正在逐渐向它转移。工作站正成为工作站市场的新宠，传统 结构与效 和 ）到 用户的吸引力，包括相对低成本、可管理性、标准图形化平台和具有站对 和某些科学应用领域。例如，率等，因此广泛应用于 产品，都相继开发出其等主流和版本，但目前功能与 版相比仍有待提升。 服务器作为在网络环境下提供资源共享的主流计算机产品
9、，具有可靠性、高性能、高 吞吐能力、大内存容量等特点，具备强大的网络功能和友好的人机界面，是以网络为中心 服务器，正在迅速缩小 设计者和用户的广泛关注。 和现代计算环境的关键，其中以低价格和高性能为特点的 服务器之间的差距，日益引起 工作站和服务器主要有目前，两大类型，其产品包括 和 向不依赖于平台的方向发展， 等，不同种类机型的界线逐渐模糊。由于客户服务器环境的流行， 多媒体技术的发展，以及计算机与通讯技术的融合，促使 二、 软件标准逐渐统一。 外部设备 外部设备主要包括各种输入和输出设备。主要的输入设备有图形跟踪数字化仪、图 形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等。图形跟踪数字化仪尽管成本高、
10、工序繁琐、对操 作人员素质要求较高，但至今仍为空间数据采集的主要方式。市场上出售的数字化仪，例 如英寸 英寸（ 英寸，有多种配置可供选择，如不透光的或 系统数字化仪，其有效面积从 英 寸 （ 带背光的板面，有线或无线的，笔式或鼠标式定标器，和所有的应用软件都能兼容。用户 的 与 的硬件配置图 ， 精度为， 失 真图纸的时间仅需 手扶跟踪数字化仪的速度慢，工作效率较低，而栅格数据的获取则相对容易得多。目 图地图的扫描数字化 主 要 的 输 出 设 备 有 各 种 绘 图 仪 、 图 形 显 示 终 端 和 打 印 机 等 。绘 图 仪 如 彩色喷墨绘图仪，是一种快速、可靠、便于连网且可在多种介质
11、上进行高质 量输出的绘图仪，是目前广泛使用的主流 可用命令设置数字化板的菜单和定标器的按键，操作模式有： 相应的电子线路组成。当使用者在电磁感应板上移动游标的十 等。图形数字化仪由电磁感应板、游标和 字丝交点对准指定图形的点 位时，按动相应的按钮，数字化仪便将对应的命令符号和该点的坐标 （多用串行接口）电路传送给计算机，定位点的精度可达 ）通过接口 英寸 。 前新一代大幅面图形扫描仪提供高分辨率、真彩色、近乎完美的图像效果，其中 系列扫描仪包括：形、图像数据录入和采集最有 公司为用户提供了一整套应用于各领域的高精度大幅面扫描仪以及相配套应用软件，是图 效的工具之一。 高速大幅面扫描仪； 超大幅
12、面高分辨率扫描仪； 超大幅面高分辨率彩色扫描仪； 超大幅面扫描仪； 超大幅面彩色扫描仪。 大幅面扫描仪扫描一幅 级灰度方。用户可在范围内任选扫描分辨率，可以按黑白二值或率小于 所示。 式扫描，可以边显示边扫描，并具有实时消蓝去污功能。根据用户需求可以实现自动补线、 校正、镜像、反转等功能。地图扫描数字化得到图像信息，然后再经过目标识别和由栅格 到矢量的转换过程，如图 产品输出设备。它采用根据对象空间分布形 分辨率的高精度黑白输出，彩色输出在 式和输出产品的特征，选择适当的图形表示方法、结合色彩、线条、符号、文字等表示手 段， 具有时，颜色可多达 多种， 可获得极高清晰度的绘图质量。 公司生产的
13、 图形显示终端用于图形的交互式输入、编辑、分析、处理和输出。目前有多种系列和 型号的显示终端，如型，与 机兼容的 三维转换器等。 有针还有多种表格、文字的数据需要输出，可利用多种打印机完成。打印机的类型 等。按照其功能分为专业软件、数据库软库管理、空间分析和图形用户界面（ 分布式的体系结构图 （据闾国年等，年 ） 系统软件 软件是系统的核心，用于执行功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据 专业软件一般指具有 彩色打印机还能打印出丰富绚丽的 式打印机、激光打印机、液晶打印机等。 彩色图形和细腻的文字。 三、网络设备 的结构体系，从主机及终 世纪年代以来，计算机技术的飞速发展不断改变着 ， 再
14、到端结构到 已经成为 。目前，基于客户服务器体系结构并在局 硬件系统的发展趋域网、广域网或因特网支持下的分布式系统结构（图 势，因此，网络设备和计算机通讯线路的设计成为硬件环境的重要组成部分。 网络攀瘀攀爀礀琀栀椀渀最猀漀洀攀琀栀椀渀最渀漀琀栀椀渀最愀渀礀琀栀椀渀最猀椀渀最椀渀最挀爀礀椀渀最猀洀椀氀椀渀最氀愀甀最栀椀渀最眀椀琀栀昀爀漀洀琀漀漀渀栀甀渀最爀礀昀爀攀攀琀椀爀攀搀戀甀猀礀嘀吀栀攀氀愀挀欀猀愀爀攀洀攀爀椀挀愀渀琀漀甀爀椀猀琀猀吀栀攀礀瘀椀猀椀琀猀渀漀眀椀渀攀椀樀椀渀最吀栀椀猀椀猀琀栀攀椀爀昀椀爀猀琀瘀椀猀椀琀琀漀栀椀渀愀吀栀攀礀愀爀攀最漀椀渀最琀漀猀琀愀礀椀渀栀椀渀愀昀漀爀琀栀爀攀攀洀
15、漀渀琀栀猀吀栀攀礀眀愀渀琀琀漀瘀椀猀椀琀猀漀洀攀戀椀最挀椀琀椀攀猀愀渀搀瘀椀氀氀愀最攀猀吀栀攀礀栀漀瀀攀琀漀氀攀愀爀渀猀漀洀攀栀椀渀攀猀攀琀漀漀爀氀愀挀欀椀猀愀琀愀砀椀搀爀椀瘀攀爀攀氀椀欀攀猀琀漀搀爀椀瘀攀椀渀攀椀樀椀渀最爀猀氀愀挀欀椀猀愀猀挀栀漀漀氀琀攀愀挀栀攀爀匀栀攀椀猀瘀椀猀椀琀椀渀最愀挀椀琀礀猀挀栀漀漀氀琀漀搀愀礀愀渀搀愀瘀椀氀氀愀最攀猀挀栀漀漀氀琀漀洀漀爀爀漀眀吀栀攀椀爀搀愀甀最栀琀攀爀椀猀愀洀椀搀搀氀攀猀挀栀漀漀氀猀琀甀搀攀渀琀匀栀攀椀猀最漀椀渀最琀漀洀攀攀琀猀漀洀攀栀椀渀攀猀攀猀琀甀搀攀渀琀猀吀栀攀礀愀爀攀琀愀欀椀渀最愀氀漀琀漀昀瀀椀挀琀甀爀攀猀椀渀栀椀渀愀圀栀攀渀琀栀攀礀爀攀琀甀爀渀琀漀洀攀爀椀挀愀琀栀攀礀愀爀攀最漀椀渀最琀漀猀栀漀眀琀栀攀瀀椀挀琀甀爀攀猀琀漀琀栀攀椀爀昀爀椀攀渀搀猀吀栀攀礀眀愀渀琀琀栀攀洀攀爀椀挀愀渀瀀攀漀瀀氀攀琀漀欀渀漀眀洀漀爀攀愀戀漀甀琀栀椀渀愀湨蝷蕥换湫呸
