图1-6:地理信息系统软件的功能框架 2.3.3系统开发、管理和使用人员 人是GIS中的重要构成因素,GIS不同于一幅地图,而是一个动态的地理模型。仅有系统软硬件和数 据还不能构成完整的地理信息系统,需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用 程序开发,并灵活采用地理分析模型提取多种信息,为研究和决策服务。对于合格的系统设计、运行和使 用来说,地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键,而强有力的组织是系统运行的保障。一个周 密规划的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的 应用工程师以及最终运行系统的用户。 2.3.4空间数据 是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据,可以是图形、图像、文字、表格 和数字等。它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通讯输λGIS,是系统 程序作用的对象,是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。在GIS中,空间数据主要包括: 1)某个已知坐标系中的位置 即几何坐标,标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图中的空间位置,如经纬度、平面直角坐标 极坐标等,采用数字化仪输入时通常采用数字化仪直角坐标或屏幕直角坐标。 2)实体间的空间关系 实体间的空间关系通常包括:度量关系,如两个地物之间的距离远近;延伸关系(或方位关系),定 义了两个地物之间的方位;拓扑关系,定义了地物之间连通、邻接等关系,是GIS分析中最基本的关系, 其中包括了网络结点与网络线之间的枢纽关系(图1-7-a),边界线与面实体间的构成关系(图1-7-b),面 实体与岛或内部点的包含关系(图1-7-c)等 图1-7:几种典型的拓扑关系 3)与几何位置无关的属性 即通常所说的非几何属性或简称属性,是与地理实体相联系的地理变量或地理意义。属性分为定性和 定量的两种,前者包括名称、类型、特性等,后者包括数量和等级;定性描述的属性如土壤种类、行政区 划等,定量的属性如面积、长度、土地等级、人口数量等。非几何属性一般是经过抽象的概念,通过分类、 命名、量算、统计得到。任何地理实体至少有一个属性,而地理信息系统的分析、检索和表示主要是通过 属性的操作运算实现的,因此,属性的分类系统、量算指标对系统的功能有较大的影响 对地理信息系统的三种观点 Maguire,1991 对于GS的定义,有三种观点,即地图、数据库与空间分析的观点。地图观点的定义侧重于制图有关 的内容,因此GIS被视为一个地图分析与处理系统;数据库观点的G定义则侧重于数据库设计与实现的 完美性,一个复杂的数据库管理系统被视为GIS不可分割的一部分;持空间分析观点的定义侧重于分析和 在下文中,将不再区分“地理数据”和“空间数据”,它们都作为同一概念
图 1-6:地理信息系统软件的功能框架 2.3.3 系统开发、管理和使用人员 人是 GIS 中的重要构成因素,GIS 不同于一幅地图,而是一个动态的地理模型。仅有系统软硬件和数 据还不能构成完整的地理信息系统,需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用 程序开发,并灵活采用地理分析模型提取多种信息,为研究和决策服务。对于合格的系统设计、运行和使 用来说,地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键,而强有力的组织是系统运行的保障。一个周 密规划的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的 应用工程师以及最终运行系统的用户。 2.3.4 空间数据* 是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据,可以是图形、图像、文字、表格 和数字等。它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通讯输入 GIS,是系统 程序作用的对象,是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。在 GIS 中,空间数据主要包括: 1)某个已知坐标系中的位置 即几何坐标,标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图中的空间位置,如经纬度、平面直角坐标、 极坐标等,采用数字化仪输入时通常采用数字化仪直角坐标或屏幕直角坐标。 2)实体间的空间关系 实体间的空间关系通常包括:度量关系,如两个地物之间的距离远近;延伸关系(或方位关系),定 义了两个地物之间的方位;拓扑关系,定义了地物之间连通、邻接等关系,是 GIS 分析中最基本的关系, 其中包括了网络结点与网络线之间的枢纽关系(图 1-7-a),边界线与面实体间的构成关系(图 1-7-b),面 实体与岛或内部点的包含关系(图 1-7-c)等。 图 1-7:几种典型的拓扑关系 3)与几何位置无关的属性 即通常所说的非几何属性或简称属性,是与地理实体相联系的地理变量或地理意义。属性分为定性和 定量的两种,前者包括名称、类型、特性等,后者包括数量和等级;定性描述的属性如土壤种类、行政区 划等,定量的属性如面积、长度、土地等级、人口数量等。非几何属性一般是经过抽象的概念,通过分类、 命名、量算、统计得到。任何地理实体至少有一个属性,而地理信息系统的分析、检索和表示主要是通过 属性的操作运算实现的,因此,属性的分类系统、量算指标对系统的功能有较大的影响。 对地理信息系统的三种观点[Maguire,1991] 对于 GIS 的定义,有三种观点,即地图、数据库与空间分析的观点。地图观点的定义侧重于制图有关 的内容,因此 GIS 被视为一个地图分析与处理系统;数据库观点的 GIS 定义则侧重于数据库设计与实现的 完美性,一个复杂的数据库管理系统被视为 GIS 不可分割的一部分;持空间分析观点的定义侧重于分析和 * 在下文中,将不再区分“地理数据”和“空间数据”,它们都作为同一概念
建模,GIS被视为一门空间信息科学而不仅是一门技术。 3.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200000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
建模,GIS 被视为一门空间信息科学而不仅是一门技术。 3.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 统査询和分析。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。 观察的的现象 文件与地图 数据获取 原始数据 数据预处理 数据库 存储与 展示与 制图 检索 交互 结构化数据 查询与分析 交互展示 图1-8:GIS功能概述(椭圆)以及它们的表现(矩形) 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 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。 3.1数据采集、监测与编辑 主要用于获取数据,保证地理信息系统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。一般而论,地理信息系统数据库的建设占整个系统建设投资的70%或更多,并且这种比例在近 期内不会有明显的改变。因此,信息共享与自动化数据输入成为地理信息系统研究的重要内容。目前可用 于地理信息系统数据采集的方法与技术很多,有些仅用于地理信息系统,如手扶跟踪数字化仪;目前,自 动化扫描输入与遥感数据集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进,实现扫描数据的自动化编辑与处 理仍是地理信息系统数据获取研究的主要技术关键
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。 制图 结构化数据 交互展示 原始数据 观察的的现象、 文件与地图 存储与 检索 数据预处理 查询与分析 展示与 交互 数据获取 数据库 图 1-8:GIS 功能概述(椭圆)以及它们的表现(矩形) 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。 3.1 数据采集、监测与编辑 主要用于获取数据,保证地理信息系统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。一般而论,地理信息系统数据库的建设占整个系统建设投资的 70%或更多,并且这种比例在近 期内不会有明显的改变。因此,信息共享与自动化数据输入成为地理信息系统研究的重要内容。目前可用 于地理信息系统数据采集的方法与技术很多,有些仅用于地理信息系统,如手扶跟踪数字化仪;目前,自 动化扫描输入与遥感数据集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进,实现扫描数据的自动化编辑与处 理仍是地理信息系统数据获取研究的主要技术关键
3.2数据处理 初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换, 是一种耗时、易错、需要大量计算量的工作,应尽可能避免:数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的 变化等。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 到数据比例尺缩放、平移、旋转等方面,其中最为重要的是投影变换;制图综合( Generalization)包括数 据平滑、特征集结等。目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱,与地图综合的要求还有很大差距, 需要进一步发展 3.3数据存储与组织 这是建立地理信息系统数据库的关键步骤,涉及到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。空间数据结枃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合为一体。 目前大多数系统都是将二者分开存储,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。 3.4空间查询与分析 空间査询是地理信息系统以及许多其它自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能;而空间 分析是地理信息系统的核心功能,也是地理信息系统与其它计算机系统的根本区别,模型分析是在地理信 息系统支持下,分析和解决现实世界中与空间相关的问题,它是地理信息系统应用深化的重要标志。地理 信息系统的空间分析可分为三个不同的层次 3.4.1空间检索 包括从空间位置检索空间物体及其属性和从属性条件集检索空间物体。“空间索引”是空间检索的关 键技术,如何有效地从大型的地理信息系统数据库中检索出所需信息,将影响地理信息系统的分析能力; 另一方面,空间物体的图形表达也是空间检索的重要部分。 3.4.2空间拓扑叠加分析 空间拓扑叠加实现了输入要素属性的合并( Union)以及要素属性在空间上的连接(Join)。空间拓扑叠 加本质是空间意义上的布尔运算。 3.4.3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地理信息系统与空间模型分析相结合。其研究 可分三类 第一类是地理信息系统外部的空间模型分析,将地理信息系统当作一个通用的空间数据库,而空间模 型分析功能则借助于其它软件; 第二类是地理信息系统内部的空间模型分析,试图利用地理信息系统软件来提供空间分析模块以及发 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,易于理解和应用,但由
3.2 数据处理 初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换, 是一种耗时、易错、需要大量计算量的工作,应尽可能避免;数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的 变化等。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 到数据比例尺缩放、平移、旋转等方面,其中最为重要的是投影变换;制图综合(Generalization)包括数 据平滑、特征集结等。目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱,与地图综合的要求还有很大差距, 需要进一步发展。 3.3 数据存储与组织 这是建立地理信息系统数据库的关键步骤,涉及到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合为一体。 目前大多数系统都是将二者分开存储,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。 3.4 空间查询与分析 空间查询是地理信息系统以及许多其它自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能;而空间 分析是地理信息系统的核心功能,也是地理信息系统与其它计算机系统的根本区别,模型分析是在地理信 息系统支持下,分析和解决现实世界中与空间相关的问题,它是地理信息系统应用深化的重要标志。地理 信息系统的空间分析可分为三个不同的层次。 3.4.1 空间检索 包括从空间位置检索空间物体及其属性和从属性条件集检索空间物体。“空间索引”是空间检索的关 键技术,如何有效地从大型的地理信息系统数据库中检索出所需信息,将影响地理信息系统的分析能力; 另一方面,空间物体的图形表达也是空间检索的重要部分。 3.4.2 空间拓扑叠加分析 空间拓扑叠加实现了输入要素属性的合并(Union)以及要素属性在空间上的连接(Join)。空间拓扑叠 加本质是空间意义上的布尔运算。 3.4.3 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地理信息系统与空间模型分析相结合。其研究 可分三类: 第一类是地理信息系统外部的空间模型分析,将地理信息系统当作一个通用的空间数据库,而空间模 型分析功能则借助于其它软件; 第二类是地理信息系统内部的空间模型分析,试图利用地理信息系统软件来提供空间分析模块以及发 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,易于理解和应用,但由
于地理信息系统软件所能提供空间分析功能极为有限,这种紧密结合的空间模型分析方法在实际地理信息 系统的设计中较少使用 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地理信息系统所提供的功能,同时也充分 发挥地理信息系统使用者的能动性。 3.5图形与交互显示 地理信息系统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、地图等硬拷贝图件,尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。一个好的地理信 息系统应能提供一种良好的、交互式的制图环境,以供地理信息系统的使用者能够设计和制作出高质量的 地图 4.地理信息系统的研究内容 4.1研究内容 地理信息系统是在地理学研究和生产实践的需求中产生,地理信息系统的应用使技术系统不断完善, 并逐渐发展了地理信息系统的理论;理论研究又指导开发新一代高效地理信息系统,并不断拓宽其应用领 域,加深应用的深度;地理信息系统的应用,又对理论研究和技术方法提出了更高的要求。这三个方面的 研究内容是相互联系相互促进的。地理信息系统研究的内容主要有以下三个方面,见图1-9所示。 概念、定义、内涵 基本理论 理论体系构成、特点、功能、任务 发展历史与发展方向 -硬件配 数据结 地理信息系统工具 地理信息系统 技术系统 输入、输出系统 空间数据管理 用户界面等 应用系统设计 专题分析模型 应用方 数据采集与校验 —地学专家系统 图1-9:地理信息系统内容体系 4.1.1地理信息系统基本理论研究 包括研究地理信息系统的概念、定义和内涵;地理信息系统的信息论研究;建立地理信息系统的理论
于地理信息系统软件所能提供空间分析功能极为有限,这种紧密结合的空间模型分析方法在实际地理信息 系统的设计中较少使用; 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地理信息系统所提供的功能,同时也充分 发挥地理信息系统使用者的能动性。 3.5 图形与交互显示 地理信息系统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、地图等硬拷贝图件,尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。一个好的地理信 息系统应能提供一种良好的、交互式的制图环境,以供地理信息系统的使用者能够设计和制作出高质量的 地图。 4.地理信息系统的研究内容 4.1 研究内容 地理信息系统是在地理学研究和生产实践的需求中产生,地理信息系统的应用使技术系统不断完善, 并逐渐发展了地理信息系统的理论;理论研究又指导开发新一代高效地理信息系统,并不断拓宽其应用领 域,加深应用的深度;地理信息系统的应用,又对理论研究和技术方法提出了更高的要求。这三个方面的 研究内容是相互联系相互促进的。地理信息系统研究的内容主要有以下三个方面,见图 1-9 所示。 地理信息系统工具 应用方法 技术系统 基本理论 地理信息系统 用户界面等 空间数据管理 概念、定义、内涵 理论体系构成、特点、功能、任务 发展历史与发展方向 硬件配置 数据结构 地学专家系统 专题分析模型 输入、输出系统 应用系统设计 数据采集与校验 图 1-9:地理信息系统内容体系 4.1.1 地理信息系统基本理论研究 包括研究地理信息系统的概念、定义和内涵;地理信息系统的信息论研究;建立地理信息系统的理论