地理信息系统特征与功能

10．1．1　地理信息系统特征与功能

在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。

它具有以下三方面特征:

（1）具有空间和动态的采集、管理、分析和输出多种关于地理空间信息的能力；

（2）以有关地理的研究和决策为目的，以地理模型方法为手段，运用本身的区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的相关信息；

（3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人工十分繁杂琐碎的工作。

地理信息系统的外观表现为计算机软硬件系统，其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。把客观世界抽象为模型化的空间数据，用户可以按应用的目的观测这个现实世界模型的各个方面的内容，取得自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策。一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，从视觉、计量和逻辑上对地理系统在功能方面进行模拟，信息的流动以及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真。我们可以在地理信息系统支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征，也可以快速地模拟自然过程的演变或思维过程的结果，取得地理预测或“实验”的结果，选择优化方案，用于管理与决策。它具有良好的四大功能:

1）数据的操作与处理功能

地理信息系统属空间型数据库管理系统，但它也具备一般数据库管理系统所具有的数据输入、存储、编辑、查询、显示和输出等基本功能，另外为了满足各种用户的要求，能对数据进行一系列的操作运算与处理。主要操作包括坐标变换、投影变换、空间数据类型的转换、地图边缘匹配等。主要的运算有算术运算、关系运算、逻辑运算和函数运算等。其输出结果可以是数据、数据库表格、报告、统计图、专题图等多种形式。

2）制图功能

这是地理信息系统最重要的功能，它包括专题图制作，在地图上显示出地理要素，并能赋予数值范围，同时可放大缩小以表明不同的细节层次。不仅可以为用户输出全要素图，而且可以根据用户需要分层输出专题地图以显示不同要素和活动位置，或有关属性内容，可将地图与各种专题图、统计图表、浏览表、图例、查询信息等组织在一起打印。

3）空间查询与分析功能

地理信息系统具有强大的空间数据处理能力和多种数据的综合能力，可进行空间图形与属性的双向查询，根据空间图形查询有关属性，根据属性特征查询到空间图形，并可根据需要进行最佳路径分析。其应用功能不仅仅表现在它能提供一些静态的查询、检索数据，更有意义的是在于用户可以根据需要建立一个应用分析模式，产生许多有用的新的信息，通过动态的分析，进行计算机智能决策，从而为评价、管理提供服务。

4）地形分析功能

地形分析主要通过数字地形模型（DTM），以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形，再从中提取各种地形分析数据。地形分析主要包括等高线分析，即从等高线上精确地获得地形的起伏程度、区域内各部分的高程等。透视图分析，即用户为了从直观上观测地形的概貌，就需要地理信息系统绘制透视图，有些系统还能在三维空间格网上着色，使图形更为逼真。坡度坡向分析，即在DTM中可以计算坡度和坡向，并派生出坡度坡向图供地形分析。断面图分析，即用户可以在断面图上考察该剖面地形的起伏并计算剖面面积，用于工程设施和工程量计算等。