gis技術(shù)四大組成6 gis技術(shù)包括
GIS系統(tǒng)由哪些部分組成？
一個實用的地理信息系統(tǒng)，要支持對空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，其基本構(gòu)成包括以下四個主要部分: 系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、系統(tǒng)管理和操作人員。這里，計算機系統(tǒng)軟、硬件是其核心部分，空間數(shù)據(jù)反映 GIS 的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式 ( 圖 10-2) 。
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圖 10-2 GIS 的組成
1. 系統(tǒng)硬件
GIS 由于其任務(wù)的復(fù)雜性和特殊性，必須由計算機設(shè)備支持。計算機硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱，可以是電子的、電的、磁的、機械的、光的元件或裝置，是 GIS 的物理外殼。GIS 系統(tǒng)的規(guī)模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至軟件都與硬件有極大的關(guān)系，受硬件指標(biāo)的支持和制約。構(gòu)成計算機硬件系統(tǒng)的基本組件包括輸入/輸出設(shè)備、中央處理單元 ( CPU) 、存儲器 ( 包括主存儲器、輔助存儲器) 等，這些硬件組件協(xié)同工作，向計算機系統(tǒng)提供必要的信息，使其完成任務(wù)，并將處理得到的結(jié)果或信息提供給用戶，同時保存數(shù)據(jù)以備現(xiàn)在或?qū)硎褂?。圖 10-3 為常見的實現(xiàn)輸入/輸出功能的計算機外圍設(shè)備。
圖 10-3 GIS 的硬件組成
2. 系統(tǒng)軟件
GIS 軟件是系統(tǒng)的核心，用 于 執(zhí) 行 GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面等，按照其功能分為 GIS 專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)管理軟件等，如圖 10-4 所示。
GIS 專業(yè)軟件一般指具有豐富功能的通用 GIS 軟件，它包含了處理地理信息的各種高級功能，可作為其他應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的平臺。代表產(chǎn)品有 Arc/Info，MGE，MapInfo，MapGIS 等。它們一般都包含如下核心模塊:數(shù)據(jù)輸入與編輯、空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)輸出、用戶界面、系統(tǒng)二次開發(fā)功能。
圖 10-4 GIS 的軟件層次
數(shù)據(jù)庫軟件除了在 GIS 專業(yè)軟件中用于支持復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的管理以外，還包括服務(wù)于非空間屬性數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這類軟件有: Oracle，Sybase，Informix，DB2，SQLserver 等。由于這類數(shù)據(jù)庫軟件具有快速檢索、滿足多用戶并發(fā)和數(shù)據(jù)安全保障等功能，目前能在這些現(xiàn)成的關(guān)系型商業(yè)數(shù)據(jù)庫中存儲 GIS 的空間數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)管理軟件主要指計算機操作系統(tǒng)，如 Windows XP，Vista，Linux 等，它們關(guān)系到GIS 軟件和開發(fā)語言使用的有效性，因此也是 GIS 軟硬件環(huán)境的重要組成部分。
3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的操作對象與管理內(nèi)容，它是指以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和人文經(jīng)濟景觀的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、文字、表格、圖像和圖形等，它們由系統(tǒng)建造者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他輸入設(shè)備輸入到地理信息系統(tǒng)中，其相應(yīng)的區(qū)域信息包括位置信息、屬性信息和空間關(guān)系等。
地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型有空間數(shù)據(jù)和非空間的屬性數(shù)據(jù)兩大類。
空間數(shù)據(jù)用來確定圖形和制圖特征的位置，是以地球表面空間位置為參照。根據(jù)地理實體的空間圖形表示形式，可將空間數(shù)據(jù)抽象為點、線、面三類元素。空間數(shù)據(jù)具體反映了兩方面信息: ①在某個已知坐標(biāo)系中的位置，也稱幾何坐標(biāo)，主要用于標(biāo)識地理景觀在自然界或包含某個區(qū)域的地圖的空間位置，如經(jīng)緯度、平面直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)等; ②實體間的空間相關(guān)性，即拓?fù)潢P(guān)系 ( Topology) ，用于表示點、線、網(wǎng)、面等實體之間的空間聯(lián)系，如邊界線與面實體間的構(gòu)成關(guān)系，面實體與島或內(nèi)部點的包含關(guān)系等。空間拓?fù)潢P(guān)系對于地理空間數(shù)據(jù)的編碼、錄入、格式轉(zhuǎn)換、存儲管理、查詢檢索和模型分析都有重要意義，是地理信息系統(tǒng)的特色之一。
非空間的屬性數(shù)據(jù)用來反映與幾何位置無關(guān)的屬性，即通常所說的非幾何屬性，它是與地理實體相聯(lián)系的地理變量或地理意義，一般是經(jīng)過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統(tǒng)計等方法得到。非幾何屬性分為定性和定量兩種，前者包括名稱、類型、特性等，如巖石類型、土壤種類、土地利用、行政區(qū)劃等; 后者則包括數(shù)量和等級等，如面積、長度、土地等級、人口數(shù)量、降雨量、水土流失量等。任何地理實體至少包含一個屬性，而地理信息系統(tǒng)的分析、檢索主要是通過對屬性的操作運算來實現(xiàn)的。
4. 系統(tǒng)管理和操作人員
人是 GIS 中的重要構(gòu)成因素。GIS 不同于一幅地圖，它是一個動態(tài)的地理模型，僅有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進行系統(tǒng)組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴充完善、應(yīng)用程序開發(fā)，并靈活采用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。對于合格的系統(tǒng)設(shè)計、運行和使用來說，地理信息系統(tǒng)專業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵，強有力的組織是系統(tǒng)運行的保障。一個周密規(guī)劃的地理信息系統(tǒng)項目應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計和執(zhí)行的項目經(jīng)理、信息管理的技術(shù)人員、系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師，以及最終運行系統(tǒng)的用戶。
GIS由哪幾部分組成？
從應(yīng)用的角度，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設(shè)提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個組成部分。
硬件主要包括計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入、顯示和輸出的外圍設(shè)備等等。
軟件主要包括以下幾類：
——操作系統(tǒng)軟件
——數(shù)據(jù)庫管理軟件
——系統(tǒng)開發(fā)軟件
——GIS軟件，等等。
GIS軟件的選型，直接影響其它軟件的選擇，影響系統(tǒng)解決方案，也影響著系統(tǒng)建設(shè)周期和效益。
數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)組織和處理是GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問題：
——采用何種方法進行數(shù)據(jù)的更新和維護，等等。
方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。方法的采用會直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護性。
人是GIS系統(tǒng)的能動部分。人員的技術(shù)水平和組織管理能力是決定系統(tǒng)建設(shè)成敗的重要因素。系統(tǒng)人員按不同分工有項目經(jīng)理、項目開發(fā)人員、項目數(shù)據(jù)人員、系統(tǒng)文檔撰寫和系統(tǒng)測試人員等。各個部分齊心協(xié)力、分工協(xié)作是GIS系統(tǒng)成功建設(shè)的重要保證。
GIS包括哪些組成部分
GIS系統(tǒng)由什么組成從計算機的角度看，地理信息系統(tǒng)（GIS系統(tǒng)）是由計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶4大要素組成。
1.計算機硬件系統(tǒng)；
2.計算機軟件系統(tǒng)；
3.地理空間數(shù)據(jù)庫；
4系統(tǒng)管理操作人員；
其中， 軟硬件系統(tǒng)是GIS系統(tǒng)的核心，地理空間數(shù)據(jù)庫反映了GIS的地理內(nèi)容，而系統(tǒng)管理操作人員則決定GIS系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。
①硬件包括各類計算機處理機及其輸入輸出和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，計算機硬件是GIS的物理外殼。GIS的規(guī)模、精度、速度、功能、形式、使用方法，甚至軟件等都受到硬件指標(biāo)的支持或制約。GIS的硬件配置一般包括計算機主機、 數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備4個部分。
1.計算機主機:包括機箱內(nèi)部的各種硬件;
2.數(shù)據(jù)輸入設(shè)備:包括數(shù)字化儀、圖像掃描儀、手寫筆、光筆等;
3.數(shù)據(jù)存儲設(shè)備:包括光盤刻錄機、磁帶機、磁盤陣列、光盤塔、移動硬盤等;
4.數(shù)據(jù)輸出設(shè)備:包括筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀(打印機)、激光打印機等。
②軟件是支持信息的采集、處理、存儲管理和可視化輸出的計算機程序系統(tǒng)；
計算機軟件系統(tǒng)：
1.計算機系統(tǒng)軟件：計算機系統(tǒng)軟件是GIS日常工作所必需的，是由計算機廠家提供的、為用戶開發(fā)和使用計算機提供方便的程序系統(tǒng)，通常包括操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序、診斷程序、庫程序，以及各種維護使用手冊、程序說明等。
2.GIS軟件和其他支撐軟件：該部分既包括通用的GIS軟件包，也可以包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、計算機圖形軟件包、計算機圖像處理系統(tǒng)、CAD軟件等，用于支持對空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲、轉(zhuǎn)換、輸出和與用戶接口。
3.應(yīng)用分析程序：應(yīng)用分析程序是系統(tǒng)開發(fā)人員或用戶根據(jù)地理專題或區(qū)域分析模型編制的用于某種特定應(yīng)用任務(wù)的程序，是系統(tǒng)功能的擴充與延伸。應(yīng)用程序作用于地理專題數(shù)據(jù)或區(qū)域數(shù)據(jù)，構(gòu)成GIS的具體內(nèi)容，這是用戶最為關(guān)心的真正用于地理分析的部分，也是從空間數(shù)據(jù)中提取地理信息的關(guān)鍵。用戶進行系統(tǒng)開發(fā)的大部分工作是開發(fā)應(yīng)用程序，而應(yīng)用程序的水平在很大程度上決定系統(tǒng)的優(yōu)劣與成敗。
③數(shù)據(jù)則包括圖形和非圖形數(shù)據(jù)、定性和定量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)及多媒體數(shù)據(jù)等；
地理空間數(shù)據(jù)庫：地理空間數(shù)據(jù)庫主要用于儲存、管理和檢索地理空間數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數(shù)據(jù)，可以用圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等表示，由系統(tǒng)建立者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤或其他通信系統(tǒng)輸入GIS,是系統(tǒng)程序作用的對象。不同用途的GIS,其地理空間數(shù)據(jù)的種類和精度都是不同的，但基本上都包括以下3種互相聯(lián)系的數(shù)據(jù)類型。
1.某個已知坐標(biāo)系中的位置：即幾何坐標(biāo)，用于標(biāo)識地理景觀在自然界或某個區(qū)域的地圖中的空間位置，可以是經(jīng)緯度、平面直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)等，也可以是矩陣的行、列數(shù)等。
2.實體間的空間相關(guān)性：即拓?fù)潢P(guān)系，表示點、線、面實體之間的空間聯(lián)系，如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)線之間的樞紐關(guān)系、邊界線與面實體之間的構(gòu)成關(guān)系、面實體與點的包含關(guān)系等。空間拓?fù)潢P(guān)系對于地理空間數(shù)據(jù)的編碼、錄入、格式轉(zhuǎn)換、存儲管理、查詢檢索和模型分析等都有重要意義。
3.與幾何位置無關(guān)的屬性：即通常所說的屬性或非幾何屬性，是與地理實體相聯(lián)系的地理變量或地理意義，可分為定性屬性和定量屬性兩種。其中，定性描述的屬性包括名稱、類型、特性等，如巖石類型、行政區(qū)劃等:定量描述的屬性主要是數(shù)量和等級，如面積、長度、河流長度、水土流失土量等。
④用戶是地理信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象，是地理信息系統(tǒng)的主人，GIS的用戶分一般用戶和從事系統(tǒng)的建立、維護、管理和更新的高級用戶。
系統(tǒng)管理操作人員：人員是GIS的重要組成要素。GIS從設(shè)計、 建立、運行到維護的整個生命周期，都離不開人的作用。除了系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)之外，GIS系統(tǒng)還需要相關(guān)人員進行系統(tǒng)組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴充完善、應(yīng)用程序開發(fā)，并靈活應(yīng)用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。
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