1.2.1GIS的组成

计算机硬件系统：GIS的基础

计算机软件系统：GIS的基础

地理数据（或空间数据）：GIS的核心，反映GIS的地理内容

GIS人员（系统管理、操作、使用人员与机构）：决定GIS的工作方式和信息表示方式

1. 计算机硬件系统

GIS的计算机硬件系统是指GIS所操作的计算机系统中所有物理设备的总称。它包括扫描仪等输入设备、绘图仪等输出设备、硬盘等存储设备、服务器等处理设备。

2. 计算机软件系统

GIS的计算机软件系统主要由系统软件、基础软件和GIS软件组成，用于执行GIS功能的各项操作，包括数据采集、存储、处理、数据库管理、空间分析、建模、输出和显示空间数据等。

3. 地理数据

地理数据也称空间数据，它是GIS的操作对象和管理内容。

4. GIS人员

系统开发、管理、维护和使用的人员。广义的GIS人员还包括相关的机构和部门。

1.2.2GIS的功能

1. GIS的应用功能

（1）位置（Location）问题

GIS可以用于解决某一事物或现象在什么位置、在特定的位置有什么和是什么等问题。在GIS中，可以通过查询分析、适宜性分析等方式获取地理位置。

（2）条件（Condition）问题

即解决符合某些条件的地理对象是什么、在哪里等问题。在GIS中，可以根据地理对象的属性信息、空间位置、相互关系等特征，采用一个条件或多个条件组合进行查询，从而获取满足条件的地理对象。

（3）趋势（Trend）问题

即解决某一地理事象随时间变化而变化的问题，其根本目的是为了预测该事象在未来的可能状况，从而作出科学的决策。通常，它需要根据研究对象的发生机理，结合影响该对象发生和变化的因子，对未来作出判断。在GIS中，可以根据趋势因子的相关数据，采用叠加分析、缓冲区分析、模型分析等方法来解决此类问题。

（4）模式（Pattern）问题

GIS所能解决的模式问题主要是指地理对象实体或现象之间的空间关系模式、地球系统内部各要素之间或各子系统之间的关系模式等。模式的确定通常需要长期的观察，熟悉现有各种数据，分析已经发生或正在发生事件的相关因素，通过地理信息系统将现有数据整合在一起，了解数据之间的潜在关系，找出事件发生与哪些因素有关，并建立关系模型，最终获得解决问题的方法。

（5）模拟（Simulation）问题

GIS可以结合元胞自动机、多智能体系统等技术，创建一个虚拟实验环境，通过模型分析，给定模型参数或条件，对未发生或已经发生的地理事件、现象、规律进行演变和反演，为复杂地理现象的模拟、预测、优化提供有效手段，可以解决诸如城市扩展、土地变化、气候变化、疾病扩散、火灾蔓延、沙漠化、洪水淹没、人口迁移、交通控制、紧急事件的人口疏散、环境资源管理、生态安全、公共设施动态选址、城市规划及可持续发展等问题。

2. GIS的基本功能

（1）数据采集功能

数据采集是GIS最基本的功能，其目标是获取空间数据。

（2）数据处理功能

采集到的空间数据还必须经过编辑处理等操作，以保证数据在空间上的准确性、内容上的完整性、逻辑上的一致性以及三者的统一性。数据处理也称数据操作，主要包括数据检验、编辑、转换、概化、裁切、拼接、提取等。

（3）数据集成功能

数据集成功能包括数据存储与组织。它是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间位置数据和属性数据的组织。

（4）数据分析功能

数据分析功能包括较为简单的空间查询、检索、统计、计算等功能，也包括较为复杂的空间分析与模型分析功能。

（5）数据输出功能

数据输出功能包括各种数据产品的制作与显示、输出等。地理信息系统为用户提供了许多用于空间数据表现的工具，可以将空间数据制作成表格、报告、统计图、地图等，既可以采用计算机屏幕等软拷贝方式进行显示输出，也可采用打印机、绘图仪等方式进行硬拷贝输出，还可以以数字的方式输出成各种电子文件，以利于保存与传输。在所有形式的输出中，尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。

3. GIS功能的实现过程

GIS各项功能的实现是紧密联系的，但核心还是对空间数据的一系列操作：它首先从现实世界中直接或间接获取数据，然后对数据进行编辑与处理，进而得到结构化数据，建立空间数据库来管理这些数据，并在数据库的基础上实现空间查询、分析、检索等功能，最后将符合用户要求的数据进行展示或制成产品并将其输出。通常，由于GIS的最终产品或数据需要服务于现实生活，因此可以认为，GIS功能的实现过程应当是一个循环过程。

 

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