【GIS理论:GIS】什么是地理信息系统

已被阅读 276 次 | 文章分类:gis随笔 | 2024-01-24 00:00

地理信息系统 (GIS) 是一种用于捕获、存储、检查和显示与地球表面位置相关的数据的计算机系统。通过关联看似不相关的数据,GIS 可以帮助个人和组织更好地理解空间模式和关系

1 gis应用

GIS技术是空间数据基础设施的重要组成部分

GIS可以使用包括位置在内的任何信息。位置可以用多种不同的方式表示,例如纬度和经度、地址或邮政编码

使用GIS可以比较和对比许多不同类型的信息。例如

(1) 可以包括有关的数据,例如人口、收入或教育水平。

(2) 它可以包括有关景观的信息,例如溪流的位置、不同种类的植被和不同种类的土壤。

(3) 它可以包括有关工厂、农场和学校地点或雨水渠、道路和电力线的信息

利用地理信息系统技术,人们可以比较不同事物的位置,以发现它们之间的相互关系

例如,使用 GIS,一张地图可以包含产生污染的地点(例如工厂)和对污染敏感的地点(例如湿地和​​河流)。这样的地图将帮助人们确定哪里的供水面临最大的风险

2 GIS数据捕获

GIS应用包括硬件系统和软件系统。这些应用程序可能包括地图数据、摄影数据、数字数据或电子表格中的数据

→ 制图数据已经是地图形式,并且可能包括河流、道路、丘陵和山谷的位置等信息。制图数据还可以包括可以直接输入 GIS 的调查数据和地图信息

→ 摄影解译是 GIS 的重要组成部分。照片解读涉及分析航空照片并评估所出现的特征。

→ 数字数据也可以输入 GIS。此类信息的一个例子是卫星收集的计算机数据,这些数据显示土地使用情况——农场、城镇和森林的位置

→ 遥感提供了另一种可以集成到 GIS 中的工具。遥感包括从卫星、气球和无人机收集的图像和其他数据

GIS 还可以包含表格或电子表格形式的数据,例如人口统计数据。人口统计数据的范围包括年龄、收入、种族、最近的购买行为和互联网浏览偏好

GIS 技术允许所有这些不同类型的信息,无论其来源或原始格式如何,都可以在一张地图上相互叠加。 GIS使用位置作为关键索引变量来关联这些看似不相关的数据

小白GIS

将信息放入 GIS 中称为数据捕获。已经采用数字形式的数据(例如卫星拍摄的大多数表格和图像)可以轻松上传到 GIS。然而,地图必须首先被扫描或转换为数字格式。

GIS 文件格式的两种主要类型是栅格和矢量。栅格格式是单元或像素的网格。栅格格式对于存储变化的 GIS 数据非常有用,例如高程或卫星图像。矢量格式是使用点(称为节点)和线的多边形。矢量格式对于存储具有固定边界的 GIS 数据(例如学区或街道)非常有用。

3 GIS空间关系

GIS技术可用于显示空间关系和线性网络。空间关系可以显示地形,例如农田和溪流。它们还可能显示土地使用模式,例如公园和住宅区的位置

线性网络:称为几何网络,通常由 GIS 中的道路、河流和公用设施网格表示。地图上的线可能表示道路或高速公路。然而,通过 GIS 图层,该道路可能指示学区、公园或其他人口或土地使用区域的边界。使用不同的数据捕获,可以将河流的线性网络绘制在 GIS 上,以指示不同支流的水流。

数据对齐:GIS 必须使来自所有不同地图和来源的信息对齐,以便它们以相同的比例组合在一起。比例尺是地图上的距离与地球上的实际距离之间的关系

地图投影:GIS必须操作数据,因为不同的地图有不同的投影。投影是将信息从地球弯曲表面传输到平坦的纸或计算机屏幕的方法。不同类型的投影以不同的方式完成此任务,但都会导致一些失真。要将弯曲的三维形状转移到平面上,不可避免地需要拉伸某些部分并挤压其他部分

4 GIS地图

将所有所需数据输入 GIS 系统后,可以将它们组合起来生成各种单独的地图,具体取决于包含哪些数据层。 GIS 技术最常见的用途之一是将自然特征与人类活动进行比较。

例如

→ GIS 地图可以显示哪些人造特征靠近某些自然特征,例如哪些住宅和企业位于容易发生洪水的地区

→ GIS技术还允许用户用多种信息“深入挖掘”特定区域。单个城市或社区的地图可以关联平均收入、图书销售或投票模式等信息。任何 GIS 数据层都可以添加到同一张地图中或从中删除

→ GIS 地图可用于显示有关数量和密度的信息。例如,GIS 可以显示一个社区有多少医生与该地区的人口相比

→ 借助 GIS 技术,研究人员还可以观察随时间的变化。可以利用卫星数据来研究极地地区冰盖的进退以及冰盖随时间的变化等主题

→ 基于时间的 GIS 技术的一项重要用途是创建延时摄影,以显示大面积和长时间段内发生的过程。例如,显示海洋或气流中流体运动的数据可以帮助科学家更好地了解水分和热能如何在全球范围内移动

→ GIS 系统通常用于生成三维图像。例如,这对于研究地震断层的地质学家很有用

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