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?？傊?，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。

地理信息系統(GIS)技術系統原理是什么？

最簡單地來說，GIS是以測繪測量為基礎，以數據庫作為數據儲存和使用的數據源，以計算機編程為平臺的全球空間分析即使技術。這是GIS的本質，也是核心。

物質世界中的任何事物都被牢牢地打上了時空的烙印。人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。地理信息系統（ Geographic Information System, 簡稱 GIS）作為獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科，近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由于信息技術的發展，數字時代的來臨，理論上來說，GIS可以運用于現階段任何行業。 從技術和應用的角度， GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術；

從學科的角度， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科，具有獨立的學科體系；

從功能上， GIS 具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；

從系統學的角度， GIS 具有一定結構和功能，是一個完整的系統。

簡而言之， GIS 是一個基于數據庫管理系統（ DBMS ）的分析和管理空間對象的信息系統，以地理空間數據為操作對象是地理信息系統與其它信息系統的根本區別。

GIS即地理信息系統（Geographic Information System），經過了40年的發展，到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術，并且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。

什么是GIS技術？

GIS是英文Geographic Information Systems的縮寫，中文習慣譯為地理信息系統。通常泛指用于獲取、存儲、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數據及與其相關之信息的計算機系統。它是隨著計算機技術和地理科學等的發展而發展起來的，它通過計算機對各種地理空間數據進行組織、管理、統計、分析和顯示，生成并輸出用戶所需要的各種地理信息，它由計算機、地理信息系統軟件、空間數據庫、分析應用模型和圖形用戶界面及系統管理人員所組成。

自從20世紀60年代初GIS概念在加拿大提出以來，隨著多學科、多技術的發展和密切結合，尤其是計算機技術和空間分析理論的飛速發展，GIS的含義和應用在不斷擴大，GIS技術在最近20多年內取得了驚人的發展，并廣泛地應用于各個領域。例如，土地信息系統可看成是GIS技術在土地管理的具體應用，因此，GIS技術是土地信息系統建設最為關鍵的技術之一。

目前，GIS技術的幾個發展主要表現在：

（1）三維GIS和時態GIS的發展已取得了一定進展。

（2)GIS和GPS、RS三者結合的技術日益成熟。

（3）空間數據的存儲管理技術發展迅速。

隨著對象—關系數據庫技術的發展，將空間數據無縫集成在DBMS中已成為現實。關系數據庫（RDBMS）和GIS的結合，利用RDBMS存儲GIS數據，并通過RDBMS存取和操縱這些數據。新的RDBMS（如ORACLE產品）支持新的對象—關系模型，從而可以更好地支持空間數據類型（4）組件GIS技術。地理信息系統的組件化，就是采用組件（Component）技術實現地理信息系統基礎平臺和應用系統。其本質就是軟件可復用技術。COM GIS就是采用了面向對象技術和組件軟件技術的GIS系統，其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件，每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間以及GIS組件與非GIS組件之間，都可以方便地通過可視化的軟件開發工具集成起來，形成最終的GIS基礎平臺及應用系統。組件式GIS代表著當今GIS發展的潮流。

（5)Web GIS技術。Web GIS是在INTERNET信息發布、數據共享、交流協作基礎之上實現GIS的在線查詢和業務處理等功能，是Internet技術應用于GIS開發的產物?；ヂ摼W（Internet），尤其是萬維網（WWW），已經成為GIS的新的操作平臺。GIS通過WWW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具，從WWW的任意一個節點，Internet用戶可以瀏覽Web GIS站點中的空間數據、制作專題圖，以及進行各種空間檢索和空間分析，從而使GIS進入千家萬戶。