地理信息系统的功能概述¶

地理信息系统的核心问题可归纳为五个方面的内容：位置、条件、变化趋势、模式和模型。

1）位置（Locations）

即在某个特定的位置有什么。

首先，必须定义某个物体或地区信息的具体位置，常用的定义方法有：通过各种交互手段确定位置，或者直接输入一个坐标；其次，指定了目标或区域的位置后，可以获得预期的结果以及其所有或部分特性，例如当前地块所有者、地址、土地利用情况、估价等。

2）条件（Conditions）

即什么地方有满足某些条件的东西。

首先，可以用下列方式指定一组条件，如从预定义的可选项中进行选取；填写逻辑表达式；在终端上交互地填写表格。

其次，指定条件后，可以获得满足指定条件的所有对象的列表，如在屏幕上以高亮度显示满足指定条件的所有特征，例如，其所位于的土地类型为居民区、估价低于200,000美元、有四个卧室而且是木制的的房屋。

3）变化趋势（Trends）

该类问题需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。

首先，确定趋势，当然趋势的确定并不能保证每次都正确，一旦掌握了一个特定的数据集，要确定趋势可能要依赖假设条件、个人推测、观测现象或证据报道等。

其次，针对该趋势，可通过对数据的分析，对该趋势加以确认或否定。地理信息系统可使用户快速获得定量数据以及说明该趋势的附图等。例如，通过GIS，可以识别该趋势的特性：有多少柑桔地块转作它用？现在作为何用？某一区域中有多少发生了这种变化？这种变化可回溯多少年？哪个时间段能最好反映该趋势？1年、5年还是10年？变化率是增加了还是减少了？

4）模式（Patterns）

该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。地理信息系统将现有数据组合在一起，能更好地说明正在发生什么，找出发生事件与哪些数据有关。

首先，确定模式，模式的确定通常需要长期的观察、熟悉现有数据、了解数据间的潜在关系。

其次，模式确定后，可获得一份报告，说明该事件发生在何时何地、显示事件发生的系列图件。例如，机动车辆事故常常符合特定模式，该模式（即事故）发生在何处？发生地点与时间有关吗？是不是在某种特定的交叉处？在这些交叉处又具有什么条件？

5）模型（Models）

该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。

首先，建立模型，如选择标准、检验方法等。

其次，建立了一个或多个模型后，能产生满足特定的所有特征的列表，并着重显示被选择特征的地图，而且提供一个有关所选择的特征详细描述的报表。例如要兴建一个儿童书店，用来选址的评价指标可能包括10、15、20分钟可到达的空间区域。附近居住的10岁或10岁以下的儿童的人数、附近家庭的收入情况、周围潜在竞争的情况。

为了完成上述的地理信息系统的核心任务，需要采用不同的功能来实现它们。尽管目前商用GIS软件包的优缺点是不同的，而且它们在实现这些功能所采用的技术也是不一样的，但是大多数商用GIS软件包都提供了如下功能：数据的获取（Data Acquisition）、数据的初步处理（Preliminary data Processing）、数据的存储及检索（Storage and Retrieval）、数据的查询与分析（Search and Analysis）、图形的显示与交互（Display and Interaction）。

图1-8说明了这些功能之间的关系，以及它们操作（Manipulation）数据的不同表现。

从图1-8中可以看出，数据获取是从现实世界的观测、以及从现存文件、地图中获取数据。有些数据已经是数字化的形式，但是往往需要进行数据预处理，将原始数据转换为结构化的数据，以使其能够被系统查询和分析。查询分析是求取数据的子集或对其进行转换，并交互现实结果。在整个处理过程中，都需要数据存储检索以及交互表现的支持，换言之，这两项功能贯穿了地理信息系统数据处理的始终。

空间信息处理和分析的六个组成部分[丁跃民]

1. 空间操作，如地图的并、交、差运算，缓冲区计算，选择等等；

2. 空间统计分析，用于描述和分析空间数据的关系，如空间自相关分析；

3. 空间模型，注重于空间现象、空间结构、空间关系和空间位置的分析，如网络分析和水系生成等等；

4. 空间表现/可视化，侧重于表达空间信息；

5. 空间数据库管理，包括空间数据库设计，空间数据结构，空间数据管理和空间查询。

6. 空间模型库管理，包括为空间决策支持系统提供模型的管理等等。