[科普中国]-地理资讯系统

地理资讯系统（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）又称为“地学资讯系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

简介地理资讯系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science）。

生活应用除了地形地貌，卫星地图上还可显示市民户籍信息——这不是吹牛，只要鼠标轻轻一点，你的居住地就被锁定，身份信息会形象地出现于卫星地图上。

输入名字或身份证号码，鼠标一点，几秒钟后查询人的信息便会出来。与以往平面图示不同，被查询人的所有信息（包括居住地、周边环境、隔壁邻居等），都被标识在卫星地图上。

据悉，九龙坡区率先在全市推出该系统，并在杨家坪、西彭和九龙三个派出所辖区进行试点，九龙派出所辖区的部分地区已初步实现地图定位，市民信息已存进九龙坡区警方的电脑数据库，当民警查询这些地方的市民信息时，还能在地图上找到周边信息，例如附近网吧、最近的治安岗亭和药店，甚至是被查询者的邻居等。

据了解，该系统已采集信息上万条，覆盖了试点地区的常住人口、暂住人口、重点人口以及违法犯罪人员的相关信息。

GIS系统最大的优点，就是对犯罪分子有效搜寻。警方一旦确定犯罪分子，他的居住地和邻居信息立马就会在系统上显示，在此居住多久，和谁打交道多，民警再将这些信息告诉周围邻居，让大伙随时提防，这样也大大减少了查找的难度。

警方表示，今后，该系统还将会和全区监控系统进行联动、GPS车辆信息定位，让民警更加便利地为市民服务。

功能一个地理资讯系统（GIS）是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。在严格的意义上，这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如，根据在数据库中的位置对数据进行识别。实习者通常也认为整个GIS系统包括操作人员以及输入系统的数据。

地理资讯系统（GIS）技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如，一个地理资讯系统（GIS）能使应急计划者在自然灾害的情况下较易地计算出应急反应时间，或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。

发展历史史前15000年前，在拉斯考克（Lascaux）附近的洞穴墙壁上，法国的Cro Magnon猎人画下了他们所捕猎动物的图案。与这些动物图画相关的是一些描述迁移路线和轨迹线条和符号。这些早期记录符合了现代地理资讯系统的二元素结构：一个图形文件对应一个属性数据库。

18世纪18世纪地形图绘制的现代勘测技术得以实现，同时还出现了专题绘图的早期版本，例如：科学方面或人口普查资料。约翰·斯诺在1854年，用点来代表个例，描绘了伦敦的霍乱疫情，这可能是最早使用地理方法的位置。 他对霍乱分布的研究指向了疾病的来源---一个位于霍乱疫情爆发中心区域百老汇街的一个被污染的公共水泵。 约翰·斯诺将泵断开，最终终止了疫情爆发。

20世纪初期20世纪初期将图片分成层的“照片石印术”得以发展。它允许地图被分成各图层，例如一个层表示植被和另一层表示水。这技术特别用于印刷轮廓绘制，这是一个劳力集中的任务，但他们有一个单独的图层意味着他们可以不被其他图层上的工作混淆。

这项工作最初是玻璃板上绘制，后来，塑料薄膜被引入，具有更轻，使用较少的存储空间，柔韧等等的优势。当所有的图层完成，再由一个巨型处理摄像机结合成一个图像。彩色印刷引进后，层的概念也被用于创建每种颜色单独的印版。尽管后来层的使用成为当代地理资讯系统的主要典型特征之一，刚才所描述的摄影过程本身并不被认为是一个地理资讯系统。因为这个地图只有图像而没有附加的属性数据库。

60年代早期60年代早期，在核武器研究的推动下，计算机硬件的发展导致通用计算机“绘图”的应用。

1967年，世界上第一个真正投入应用的地理资讯系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。罗杰·汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理资讯系统（CGIS ） ，用于存储，分析和利用加拿大土地统计局（ CLI，使用的1：50000比例尺，利用关于土壤、农业、休闲，野生动物、水禽、林业和土地利用的地理信息，以确定加拿大农村的土地能力。）收集的数据，并增设了等级分类因素来进行分析。

CGIS是“计算机制图”应用的改进版，它提供了覆盖，资料数字化扫描功能。它支持一个横跨大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”，并在单独的文件中存储属性和区位信息。由于这一结果，汤姆林森已经成为称为“地理资讯系统之父”，尤其是因为他在促进收敛地理数据的空间分析中对覆盖的应用。

CGIS一直持续到20世纪70年代才完成，但耗时太长，因此在其发展初期，不能与如Intergraph这样的销售各种商业地图应用软件的供应商竞争。CGIS一直使用到20世纪90年代，并在加拿大建立了一个庞大的数字化的土地资源数据库。它被开发为基于大型机的系统以支持一个在联邦和省的资源规划和管理。其能力是大陆范围内的复杂数据分析。

CGIS未被应用于商业 。微型计算机硬件的发展使得象ESRI和CARIS那样的供应商成功地兼并了大多数的CGIS特征，并结合了对空间和属性信息的分离的第一种世代方法与对组织的属性数据的第二种世代方法入数据库结构。20世纪80年代和90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站和个人计算机飞速增长。至20世纪末，在各种系统中迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。并且用户开始提出了在互联网上查看GIS数据的概念，这要求数据的格式和传输标准化。

特点1、公共的地理定位基础；

2、具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；

3、系统以分析模型驱动，具有较强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；

4、以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

建模系统数据建模将湿地地图与在机场、电视台和学校等不同地方记录的降雨量关联起来是很困难的。然而，GIS能够描述地表、地下和大气的二维三维特征。

例如，GIS能够将反应降雨量的雨量线迅速制图。

这样的图称为雨量线图。通过有限数量的点的量测可以估计出整个地表的特征，这样的方法已经很成熟。 一张二维雨量线图可以和GIS中相同区域的其它图层进行叠加分析。

拓扑建模在过去的35年，在湿地边上有没有任何加油站或工厂经营过？有没有任何满足在2英里内且高出湿地的条件的这类设施？GIS可以识别并分析这种在数字化空间数据中的这种空间关系。

这些拓扑关系允许进行复杂的空间建模和分析。地理实体间的拓扑关系包括连接（什么和什么相连）、包含（什么在什么之中）、还有邻近（两者之间的远近）。

网络建模如果所有在湿地附近的工厂同时向河中排放化学物质，那么排入湿地的污染物的数量要多久就能达到破坏环境的数量？GIS能模拟出污染物沿线性网络（河流）的扩散的路径。诸如坡度、速度限值、管道直径之类的数值可以纳入这个模型使得模拟得更精确。网络建模通常用于交通规划、水文建模和地下管网建模。

发展空间许多学科受益于地理资讯系统技术。活跃的地理资讯系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。

地理资讯系统也分化出定位服务（LBS）。LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置（最近的餐厅、加油站、消防栓），移动设备（朋友、孩子、一辆警车）或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。随着GPS功能与日益强大的移动电子（手机、ipad、笔记本电脑）整合，这些服务继续发展。1

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学