三、地理信息系统

计算机用于制图和空间分析的历史表明，在一些较为相关的学科领域中，数据自动获取、数据分析和数据表示等得到了同步发展。这些领域包括地形制图、专题制图、市政工程、土壤科学、测量与航测、城乡规划、公用事业网、遥感与图像分析等。军事领域也占重要地位。这样在各个领域的应用中做了许多重复的工作，在当前克服了技术和有关概念上的问题之后，有可能将多种空间数据处理学科连接在一起，组成目的广泛的地理信息系统（图1-1）。

实际上所有这些独立发展的学科都试图找出一种相同的程式，即为多种目的发展一套强有力的工具来收集、存储、随意检索、变换和显示从自然界获取的数据，这一套工具构成了“地理信息系统”（有时称为土地信息系统）。地理数据从以下几方面描述自然界的物体：①一定坐标系中的位置；②与位置无关的属性（如岩性、地价、pH 值等）；③相互间的空间关系（拓扑关系）， 这种关系描述物体间是如何连接在一起的，或一物体如何在其它物体间移动。

地理信息系统不同于计算机地图制图，后者主要考虑可视材料的显示和处理，不太注重可视实体具有或不具有的非图形属性，而这种属性数据在分析中可能非常有用。现代 GIS 必须具有良好的计算机图形软件，但图形软件包本身不足以完成用户希望完成的任务。

地理信息系统与计算机辅助设计（CAD）确有许多共同之处，CAD 主要用

于绘制范围广泛的技术图形，大至飞机小至微芯片等。GIS 和 CAD 共同点是二者都要有坐标参考系统，但前者处理非图形属性数据、描述与分析图形单元间拓扑关系的功能明显强于后者。它们之间的主要区别还在于 GIS 的容量大得多，数据输入方式不同，所用的数据分析方法具有专业化特征等。这种差别有时可能相当大，即便是一个很有效的 CAD 系统，也可能完全不适合于地理信息分析处理。

地理信息系统的含义远远超过对地表形状的编码、存储和检索，其实际内涵是：地理信息系统中的数据，无论是可见的（记于纸上）或是不可见（记于磁介质上），都被认为是自然环境的一种表现模式。因为这些数据可以被访问、变换、交互式处理，还可以作为研究环境过程、分析发展趋势、预估规划决策可能结果的基础。GIS 能为规划者、决策者披露可能的变化情况， 提供行动方针的重要指导思想，使他们不至犯下不可能挽回的错误。