地理信息系统的特性

Python与开源GIS

地理信息系统的特性

2017-12-13 作者: xuzhiping 浏览: 1433 次

摘要: 地理信息系统作为一种通用技术,它提供了一种认识、理解、组织和使用地理信息的新方式,是一门处理空间 信息的交叉学科。因此,GIS除了具备信息系统的一般特征 之外,还具有以下特性: (1)在GIS中所有数据都具有地理参照 空间位置特征是地理空间数据有别于其他数据的...

地理信息系统作为一种通用技术,它提供了一种认识、理解、组织和使用地理信息的新方式,是一门处理空间 信息的交叉学科。因此,GIS除了具备信息系统的一般特征 之外,还具有以下特性:

(1)在GIS中所有数据都具有地理参照

空间位置特征是地理空间数据有别于其他数据的本质特征,GIS中的数据必须通过某个坐标系统与地球表面的一个特定 位置发生联系。GIS中所有的地理要素都要按照经纬度或者 特定的坐标系统进行严格的空间定位之后,才能对具有时序 性、多维性和区域性的地理要素进行空间分析。在计算机中,可以按照专题层来存储和表达地理数据,其中每一个专题层 都与一个共同的地理参照相关。不同来源的地理信息都是在统 一的地理参照系统内进行表达的,任何GIS都应该具备地理坐标 转换功能。一般信息系统仅包括属性和时间特征,没有位置的 数据不能称为地理数据。

(2)空间关系处理的复杂性

地理信息除了包含空间位置与关系信息之外,还具有属性信息 和表征时序特征的时间信息。属性信息是除空间位置及关系外 的所有描述地理对象或人文现象的定性或定量的数据信息,这 相当于一般信息系统所处理的数据和信息;时间信息指地理数据 采集或地理现象发生的时刻或时段。尽管GIS和空间数据库已经 存在了30多年,但直到近几年来随着时空数据库的发展,时间 维才引起计算科学和地理界同行们的广泛关注,时间信息成为 了环境模拟及趋势预测分析的关键信息。由此可以看出,地理 信息系统除了要完成一般信息系统的工作外,还要处理与之对应 的空间位置和空间关系。因此,GIS中的空间数据的复杂性远远 超过了一般的信息系统。

(3)强调空间分析

空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘,能从GIS空间目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识,是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析主要通 过空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息,而这些空间B标的基本信息,无非是其空间位置、分布、形态、距 离、方位、拓扑关系等,其中距离、方位、拓扑关系组成了空间 目标的空间关系,它是地理实体之间的$间特性,可以作为数据组 织、査询、分析和推理的基础。通过将地理空间目标划分为点、线、面等不同的类型,可以获得这些不同类型目标的形态结构。将空间目标的空间数据和属性数据结合起来,可以进行许多特定 任务的空间计算与分析。

空间分析源于20世纪60年代地理和K域科学的计量革命,最初主 要是应用统计分析手段来分析点、线、面的空间分布模式,后来 则偏向于强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系 统的时空演化过程分析。空间分析的基础是地理空间数据库,同 时涉及复杂的数学工具,包括各种几和1的逻辑运算、数理统计分 析,代数运算等数学手段,其最终的目的是对空间构成进行描述和 分析,以达到获取、描述和认知空间信息,特别是隐含信息的目的,以辅助决策。

GIS空间分析蕴涵巨大的价值。实际上自有地图以来,人们就 始终进行着各种类型的空间分析。例如,在地图上量测地理要素 之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和战略决 策等。目前,不少空间分析方法已经在GIS软件中实现。空间分析 早已成为地理信息系统的核心功能之一,是地理信息系统区别于 一般信息系统的主要功能特征。空间信息分析的内涵极为丰富。作为G1S的核心部分之一,空间分析在地理数据的应用中发挥着 举足轻重的作用,空间分析技术与许多学科有联系,地理学、经济学、区域科学、大气、地球物理、水文等专门学科为其提 供知识和机理。

(4)海量数据管理能力

随着GIS应用领域的不断推广与深人以及数据更新速度的不断加快,待处理的数据埴越来越大,从最初的MB数里级,发展到现在的GB数屋:级甚至TB数量级,已经到了海的程度,海量空间数据的组织与管理成了制约GIS发展的一个瓶颈。如全国1:25万基础地理信息数据库的数据量为8GB,1:5万数字高程数据达150GB以上,遥感影像的数据貴就更大。

地理信息系统海量数据特征来自两个方面:一是地理数据.地理数据是地理信息系统的w理对象。其本身就是海量数据;二是派生数据,派生数据主要来自于空间分析,空间分析过程中将不断地产生新的空间数据,这些数据也具备海量特征。地理信息系统的海世数据带来的是系统运转、数据组织、网络传输等一系列的技术难题,这也是地理信息系统比其他信息系统S杂的又一个因索。

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