GIS的主要功能和应用

GIS（Geographical Information System，地理信息系统）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。一般认为，GIS是在计算机硬件、软件系统支持下，对现实世界的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来。

GIS中“Geographical（地理）”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据及以此为基础而衍生出来的知识。GIS与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。

大多数功能较全的GIS一般均具备以下基本功能：

1.数据采集、监测与编辑

该功能主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。初步的数据处理主要包括数据格式化、转换等。数据格式化是指不同数据结构的数据间变换，是一种耗时、易错、需要大量计算的工作，应尽可能避免。数据转换包括数据格式转换、数据比例尺的变换等。在数据格式的转换方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单。数据比例尺的变换涉及数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换。

2.数据存储与组织

它是建立GIS数据库的关键步骤，涉及空间数据和属性数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能；在地理数据组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融为一体。目前大多数系统都是将两者分开存储，通过公共项（一般定义为地物标识码）来连接。这种组织方式的缺点是数据的定义与数据操作相分离，无法有效记录地物在时间域上的变化属性。(www.xing528.com)

3.空间分析

空间分析功能被普遍认为是GIS的核心功能，它可分为以下三个不同的层次：

（1）空间查询与检索，包括从空间位置检索空间物体及其属性和从属性条件及检索空间物体。“空间索引”是空间检索的关键技术，如何有效地从大型的GIS数据库中检索出所需信息，将影响GIS的分析能力；另外，空间物体的图形表达也是空间检索的重要部分。

（2）空间拓扑叠加分析。它实现了输入要素属性的合并（Union）及要素属性在空间上的连接（Join）。

（3）空间模型分析。在空间模型分析方面，目前多数研究工作着重于如何将GIS与空间模型分析相结合。其研究可分三类：第一类是GIS外部的空间模型分析，将GIS当做一个通用的空间数据库，而空间模型分析功能则借助于其他软件；第二类是GIS内部的空间模型分析，试图利用GIS软件来提供空间分析模块及发展适用于问题解决模型的宏语言，这种方法一般基于空间分析的复杂性与多样性；第三类是混合型的空间模型分析，其宗旨在于尽可能地利用GIS所提供的功能，同时也充分发挥GIS使用者的能动性。

另外，GIS为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等图件，尤其要强调的是GIS的地图输出功能。一个好的GIS应能提供一种良好的、交互式的制图环境，以供GIS使用者设计和制作出高质量的地图。