地理信息系统1、系统：指由相互联系、相互作用的若干要素构成的具有位的结构和特定功能的有机整体。

2、信息系统：一种采集、输入数据或低级信息，按照人们的指令进行加工处理，提取，输出有用信息乃至知识的系统。

3、信息系统的分类（功能）①管理信息系统（Management Information System）②决策支持系统（Decision Support System）③智能决策支持系统（Intelligent DSS）④空间信息系统（Spatial Information System）信息系统的分类（系统结构）①单机信息系统②网络信息系统数据：指人类在认识世界过程中，定性或定量描述认识目标的直接记录或原始资料。

客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

信息：是用文字、数字、符号、语言、图形、图像等介质来表示事件、事物，现象等的内容、数量或特征。

信息具有客观性、实用性、可传输性和共享性。

信息与数据的关系：信息与数据密不可分，数据是信息的载体，是信息的表达；信息则是对数据的解释，是数据的内容。

地理信息：是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地理圈及地理环境固有的数量、质量、性质、关系、分布特征、联系和规律。

地理信息是一种空间信息，与空间地理分布有关的信息，具有空间性，专题性和动态性。

地理信息特征：①空间分布性；②数据量大；③信息载体的多样性。

地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同方法组成的，具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示功能，并可解决复杂的规划和管理问题的信息系统。

地理信息系统分类：专题地理信息系统（Thematic GIS），是具有有限目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务。

例如，森林动态监测信息系统、水资源管理信息系统、矿业资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统等。

区域信息系统（Regional GIS），主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级的、地区或省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服务的区域信息系统；也可以按自然分区或流域为单位的区域信息系统。

区域信息系统如加拿大国家信息系统、中国黄河流域信息系统等。

许多实际的地理信息系统是介于上述二者之间的区域性专题信息系统，如北京市水土流失信息系统、海南岛土地评价信息系统、河南省冬小麦估产信息系统等。

地理信息系统工具或地理信息系统外壳（GIS Tools），是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。

它们或者是专门设计研制的，或者在完成了实用地理信息系统后抽取掉具体区域或专题的地理系空间数据后得到的，具有对计算机硬件适应性强、数据管理和操作效率高、功能强且具有普遍性的实用性信息系统，也可以用作GIS教学软件。

GIS是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科，它研究关于地理空间信息处理和分析过程中提出一系列基本问题，如空间对象表达与建模、空间关系及推理机制、空间信息的控制基准、空间信息的认知与分析、GIS系统设计与评价GIS应用模型与可视化、空间信息的政策与标准等；GIS的操作对象是空间数据,空间数据的主要特点是按统一的地理坐标编码，并实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述,由此而形成GIS的技术优势是有效的地理实体表达、独特的时空分析能力、强大的图形创造手段和可靠的科学预测与辅助决策功能等；系统硬件由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。

系统软件由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。

空间数据库由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。

系统应用人员GIS应用人员包括系统开发人员和技术用户，他们的专业知识和素质是GIS工程成败的关键。

应用模型由数学模型、经验模型和混合模型组成，用于解决某项实际应用问题，获取经济效益、社会效益和生态效益。

基本功能数据采集与编辑；数据存储与管理；数据处理和变换；空间分析和统计；产品制作与显示；二次开发和编程。

应用功能资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策；定位服务；国防建设；宏观决策支持。

国际上GIS应用有两个值得注意的方面在大项目方面，如美国内务部土地管理局的自动土地与矿产资源系统（ALMRS）和森林局615项目，仅软件和硬件的耗资就高达12亿美元。

美国海军的海图计划，建库的费用也在数亿美元以上。

在面向公众方面，一些先进国家投入了大量人力、财力，建立空间信息基础设施，如美国地质调查局（USGS）和美国国家航空航天局（NASA）目前已完成了全美1/24000的地形数据库和相应的正射影像数据库、1/10万水文数据库和30m分辨率的土地覆盖数据库。

在美国国家矿产资源调查计划（MRSP）中，“空间信息与技术转让”被列为4项国内发展概况我国GIS的研究与应用始于20 世纪80 年代，1980 年我国引入地理信息系统理念并建立其相关理论体系，主要应用于遥感分析、制图和数字地面模型的试验研究。

近30 年来地理信息系统在我国发展十分迅速，在区域规划，土地管理、交通运输、测绘、环境、水利、林业、农业等领域发挥着重要作用，并取得了良好的社会效益和经济效益。

国际发展概况60年代是地理信息系统的摇篮时期；70年代是地理信息系统的蓬勃发展时期；80年代是地理信息系统的普及和应用推广时期；90年代是地理信息系统的产业化时期；2010年，一个新的年代即将开启。

GIS已经融入IT主流。

来自全球化、资源环境的压力以及对社会、经济、生活环境改善的追求，给GIS的发展带来了前所未有的空间。

①空间数据管理模式彻底回归主流架构；②GIS多操作系统应用时代真正开始；③组件GIS技术全面迈向多平台时代；④桌面GIS将成为用户手边常用工具；⑤基于Web的GIS应用提供灵动用户体验；⑥基于终端设备的移动GIS应用快速普及；⑦服务式GIS架构进一步向云模式发展。

1 名词解释1）地理信息系统2）空间数据2 简答题1）地理信息系统的组成2）地理信息系统的发展趋势第二章☐为了深入研究地理空间，需要建立地球表面的几何模型，这是进行大地测量的前提。

根据大地测量学的成果，地球表面的几何模型分为四类 :☐地球的自然表面它是一个起伏不平，十分不规则的表面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面。

☐地球表面的几何模型分为四类 :☐相对抽象的面地球表面的72％被流体状态的海水所覆盖，可以假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面，这就是大地水准面。

水准面是一个重力等位面。

对于地球空间而言，存在无数个水准面，大地水准面是其中一个特殊的重力等位面，它在理论上与静止海平面重合。

☐地球表面的几何模型分为四类 :模型就是以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型。

总体上讲，大地体非常接近旋转椭球，而后者的表面是一个规则的数学曲面。

所以在大地测量以及GIS应用中，一般都选择一个旋转椭球作为地球理想的模型，称为地球椭球。

地球椭球简单的数学公式表达为？？。

在有关投影和坐标系统的叙述内容中，地球椭球有时也常被称为参考椭球。

☐地球表面的几何模型分为四类 :☐数学模型是在解决其它一些大地测量学问题时提出来的，如类地形面、准大地水准面、静态水平衡椭球体等。

☐建立地理空间坐标系，主要目的是确定地面点的位置，也就是求出地面点对大地水准面的关系，它包括地面点在大地水准面上的平面位置和地面点到大地水准面的高度。

确定地面点的位置，最直接的方法就是用地理坐标（L，B，H）来表示地面点位的确定（1）球面坐标系统①天文地理坐标系：测量（天文经纬度）的外业以铅垂线为准大地水准面和铅垂线是天文地理坐标系的主要面和线地面点的坐标是它沿铅垂线在大地水准面上投影点的经度和纬度。

宇宙的坐标叫做太阳黄经，是以地球为中心无限扩展的。

把宇宙叫做天球。

天球北端叫北天极，南端叫南天极。

和经纬度不同的是太阳黄经的表示不用N.S表示南北，更多的是用“+”，“-”。

宇宙中的赤道是把地球赤道无限延伸得到的一个平面。

②大地地理坐标系：大地地理坐标系是建立在地球椭球面上的坐标系，地球椭球面和法线是大地地理坐标系的主要面和线，地面点的大地坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度L和纬度B 。

（2）空间三维坐标系①地心坐标系：地心平坐标系是以地球质心为坐标原点，以地轴为Z轴，正向指向北极；XY平面与赤道面重合，X轴指向起始子午面。

②参心坐标系：参心平坐标系是以参考椭球体的中心为坐标原点，以椭球修整轴（短轴）为Z轴，正向指向北极；XY平面与赤道面重合，X轴指向起始子午面。

（3）地图投影平面坐标系①高斯平面直角坐标系高斯投影是等角横切椭圆柱投影。

等角投影就是正形投影。

所谓，正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。

即投影后角度不变形。

按投影带不同通常分为6度带和3度带。

点在高斯平面直角坐标系中的坐标值，理论上中央子午线的投影是X 轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。

A：与数学上的平面直角系有区别；B：为保证y为正y加500km；C：为区分各带，y前加带号。

D: 地面的点位用（x,y,h)来表示。

②地区平面直角坐标系将坐标原点选在测区西南角，使测区全部落在第一象限内，X、Y 坐标值为正值，以测区中心的子午线为x轴方向，建立独立平面直角坐标系。

③建筑坐标系坐标转换公式如下：（4）地面点的高程高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。

假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。

高差--------------------两点间的高程之差。

1956年黄海高程系根据青岛验潮站1950-1956年的验潮资料确定的平均海平面作为高程基准面。

由此建立的水准原点其高程为72.289m。

1985年国家高程基准由于1956年黄海高程系采用的资料较短，不到一个潮汐周期（18.61)。

根据青岛验潮站1952-1979年的验潮资料确定的平均海平面作为高程基准面。

水准原点的高程为72.260m。

为什么要进行地图投影呢？？1、地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算。

2、地球椭球体为不可展曲面。

3、地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析。

❿投影概念简单地讲：地图投影的实质是将地球椭球面上的经纬网按照一定的数学法则转移到平面上。

具体来说：由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度？纬度？)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标？横坐标？)或者极坐标(极径？极角？)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。