什么是地理信息系统(GIS)?

什么是地理信息系统(GIS)?GIS是一个收集、显示、管理和分析地理信息的系统。让我们进一步探讨地理信息系统的所有方面。

地理信息系统(GIS)将地理与数据连接起来

每天,数以百万计的决策都由地理信息系统(GIS)提供支持…

从确定新店的位置……到预测气候变化……到报告停电……再到分析犯罪模式。

您可能想知道:但是为什么要使用GIS

因为地理问题需要空间思维。

在GIS中,你用**地理** 连接数据。你也明白**什么**属于**在哪里?** 因为在您了解数据与地理环境中其他事物的关系之前,您不会完全理解您的数据。

GIS的定义是什么?

地理信息系统是一种基于计算机的工具,通常在地图中分析、存储、操作和可视化地理信息。

在人类历史上,我们从未有过更紧迫的问题需要地理空间的观点。这些全球性问题需要广泛、复杂、基于位置的知识,这些知识只能来自GIS。

长话短说:

地理信息系统实际上只有4个简单的想法:

  • **创建**地理数据
  • **管理**它。
  • **分析**它和…
  • **显示**在地图上。

这些是GIS的基本功能。

通过使电子表格变得栩栩如生,实现数据的可视化

我想你会同意的:

很难想象 latitudes and longitudes coordinates 来自电子表格。

属性表

但是当你在地图上添加这些位置时,对读者来说就像魔术一样。

地图上的经纬度

每个人都知道地图使地理信息更容易理解。

那么,你到底需要什么来让你的电子表格(和其他空间信息)变得栩栩如生呢?

你需要 HARDWARE 比如A GIS workstation。实际上,它可以是任何东西,从强大的服务器到移动电话。CPU是你的工作马,数据处理是游戏的名称。此外,GIS分析员通常需要双监视器、大量的存储和清晰的图形处理卡。

最后,你需要 SOFTWARE。实际上,GIS软件的选择似乎无穷无尽。从ArcGIS、QGIS、GRASS GIS、SuperGIS、SAGA GIS to JUMP GIS… 选择的GIS产品范围有时会有点“荒谬”。但是这张清单 free GIS sofware 会有帮助的。

推动现实应用中的决策

大多数人认为GIS仅仅是关于“绘制地图”。但是政府、企业和人们利用GIS的力量是因为空间分析的洞察力。

在GIS出现之前,制图员用纸质地图绘制出了这片土地。多年来,我们已经看到了从纸质地图逐渐转变的趋势。相反,用户使用基于计算机的空间数据构建数字地图。

你想得越多:

我们星球上一些最大的问题在空间上是最容易理解的。例如,气候变化、自然灾害和人口动态都是地理性质的。

你如何解决GIS中的问题?答案是通过空间分析来理解空间数据和属性数据之间的关系。

空间分析示例:

Q :城市边界或研究区有多少森林?

A:对土地覆被分类进行**剪辑**。对森林网格单元的面积求和。

剪辑工具

问:在距拟建矿山1英里的范围内,有多少濒危物种?

A:运行A 缓冲区 . 计算缓冲区中的物种数。

缓冲工具

管理地理空间数据以提高成本效率

没有什么比在纸质地图上手工绘制数千个特征更痛苦的了。但这就是过去的情况。

空间分析是不可能的,查询是不可想象的,甚至不考虑关闭纸质地图上的图层。

GIS以主题层的形式存储现实世界的信息。当然,这些图层都是由它们的地理坐标连接起来的。因此,我们节省成本是因为 记录保存效率更高 可以轻松进行强大的空间分析。

地理信息系统如何捕捉现实世界的特征?实际上,GIS数据存储为栅格(网格)和矢量。

栅格经常看起来像像素,因为它的方形网格的外观。它们以行和列(网格)的形式存储数据,可以分为离散和连续两类。

连续栅格 是具有渐变数据的网格单元。例如,数字高程模型(DEM)和温度数据是连续的栅格数据。

连续栅格

离散栅格 有不同的主题或类别。例如,土地覆盖层具有具有清晰边界的离散类。一个网格单元表示土地覆盖类。

离散栅格数据

向量 可以是点、线和多边形,通常是平滑的、圆形的特征。例如,城市、消防栓、轮廓、道路、铁路和行政边界通常表示为向量。

向量

在地理信息学领域发展你的事业

GIS数据层

如果你认为从事GIS只意味着绘制地图,那你就错了。

从规划管道到航行船舶,空间问题需要空间思考者。这就是地理信息系统扩展到无数其他学科的原因。

精通技术的雇主希望获得完整的GIS技能。现在,GIS需要具备多种技能的熟练工人。例如,它有助于学习编程、遥感、测量、数据库或Web开发。

  • 制图员 创建地图。实际上,这个职位的由来来自于图表,它的意思是“纸的平板或叶子”和“要画的图形”。
  • 数据库管理器 存储和提取结构化地理数据集中的信息。
  • 程序员 编写代码并自动化冗余的GIS过程。例如,GIS编程语言包括Python、SQL、C++、Visual Basic和JavaScript。
  • 遥感分析员 使用卫星或航空图像绘制地球地图。
  • 空间分析师 操作、提取、定位和分析地理数据。
  • 土地测量员 测量陆地上的三维坐标。

GIS都是从绘制霍乱地图开始的。

当你看一张旧地图时,就好像你在时光倒流。

地图不仅显示了地理,而且描绘了一个重要或斗争的故事。

1854年,霍乱袭击英国伦敦市时,开始进行空间分析。因为没人知道疾病是如何开始的,英国医生约翰·斯诺开始绘制疾病爆发的地点。但他也确定了道路、地产边界和供水线。

当他将这些特性添加到地图中时,发生了一些有趣的事情。他注意到霍乱病例通常是在一条水管线上发现的。

约翰·斯诺的霍乱地图

这是一个连接地理和公共卫生安全的重大事件。这不仅是空间分析的开始,也标志着流行病学的开始,对疾病传播的研究。

但直到1968年,GIS才演变成使用计算机:

罗杰·汤姆林森在他的论文《区域规划地理信息系统》中首次创造了“地理信息系统”一词。在这一点上,GIS真正成为一个基于计算机的工具存储地图数据。

80%的数据是地理数据

据估计,地方政府决策者80%的信息需求与地理位置有关。

GIS Percent 80% 20%|基于位置。

令人难以置信的是,GIS正在几乎所有学科中整合:

在小组中,环境保护主义者是最重的用户。例如,气候变化、地下水研究和影响评估主要基于GIS。同时农业绘制作物/土壤类型并使用精确农业,在林业他们将其用于木材管理,跟踪森林砍伐和森林库存。

更多关于商业另一方面,GIS用于选址、消费者分析和供应链管理。在不动产和土地规划GIS专业人员使用比较分析、基于位置的平台和基于地块的规划。此外,在媒体与地图和目标广告活动交流故事。

最后,军事与防御是与位置情报、后勤管理和间谍卫星有关的重型GIS用户。此外,警方还将其用于调查分析、车内移动地图绘制和预测性警务。为了公共安全GIS可以可视化疾病、灾害应对和公共卫生信息的传播。

这只是冰山一角。例如,考古学,社会工作 ,运输 ,教育和水资源以某种形状或形式使用GIS。

您将看到20个采用了GIS技术的专业人员。

野外火灾响应中的GIS与遥感

早在2013年8月,一场野火袭击了加利福尼亚州约塞米蒂国家公园。专家们说了算,估计火灾的范围是曼哈顿岛的15倍。在加州历史上所有的火灾中,它是第四大火灾。

  • GIS是如何应对这场野火的?
  • 响应者是如何使用地理信息系统的?

第1步问一个问题:

在这一步中,您将提出一个高级问题。这个高级问题将指导您获得正确的数据,执行分析并检查结果。

作为一名约塞米蒂的土地管理者,我们如何跟踪野火的严重性和影响?我们如何监控土地的恢复?

加利福尼亚州约塞米蒂

第2步捕获数据:

你可以获取卫星图像并检查野火的范围。此外,还有哪些其他数据可能有用,如道路、基础设施和小径?

约塞米蒂国家公园野火前(由美国地质勘探局/美国宇航局提供陆地卫星图像)

第3步分析情况:

卫星数据可以显示植被的位置,这当然是火灾的燃料。如果你可以模拟火灾行为,你可以将潜在的风险映射到社区,并确定火灾后的影响。

后野火卫星图像假彩色。火呈鲜红色,植被呈绿色,烟呈蓝色,云呈白色,裸地呈棕褐色。(陆地卫星图像由美国地质勘探局/美国宇航局陆地卫星提供)

第4步回答问题:

为了响应野火,向野火响应者传达最佳攻击计划。在这场野火之后,通过提供及时、准确和相关的地理空间信息,有利于制定未来的应急计划。 data portal。此外,您还可以向消防经理提供网络地图 real-time fire perimeter data

GIS防火周长

GIS能为你做什么?

地理信息系统回答有关位置、模式和趋势的重要问题。

例如:

  • 哪里有土地特征? 包括点、线、多边形和网格。如果你需要找到最近的加油站,GIS可以给你指路。或者,如果你想找到一个最佳的位置,你可能需要交通量,分区信息和人口统计。
  • 存在哪些地理模式? 生态学家想知道麋鹿合适的栖息地,可以通过使用GPS项圈和土地覆盖来获得更好的理解。
  • 在给定的时间段内发生了什么变化? 由于GIS和遥感技术,我们以前从未能够理解气候变化。此外,可以使用GIS更好地评估安全问题,例如了解地形坡度和可能发生雪崩的概率。
  • 空间意义是什么? 如果一家电力公司想修建一条输电线路,这将如何影响附近的家庭、环境和安全。大多数环境评估使用GIS来理解景观。

你可能会问自己:

几个世纪以来,地理学家一直没有回答这些问题吗?

是的,他们有。但在很大程度上,由于缺乏数据和处理,地理学家无法很好地回答这些问题。

用地理信息科学描绘未来

纸质地图将在10年内完全过时。

粗体陈述?一定地。

但退一步问问自己:

未来几年GIS将如何发展?

这是一个用地理信息最能理解的问题科学类。

Geographic Information Science 提供所有构建基块用于地理信息系统。它来自计算机科学、数学、地理、统计学、地图学和大地测量学。GIScience将这些领域的知识整合到地理信息系统中。

  • 地理信息系统连接什么**与**在哪里?
  • 地理信息科学发现如何。

总之,地理信息科学概念化了地理信息系统中空间数据的收集、存储和分析。

为什么GIS不会很快消失?

地理信息系统使我们能够利用地理做出更好的决策。

分析变得简单。

答案变得清晰。

每天的GIS会对你的生活产生影响,你甚至可能没有意识到。例如,您的汽车使用GPS导航,您的工作可能取决于真正准确的天气预报。总的来说,地理信息系统帮助我们分析世界,因为它最了解地理。

Cartographers, spatial analysts, surveyors, programmers and remote sensing analysts are GIS-based professions. According to a study awhile back, 80% of data is location-based.

当自然资源界第一次开始在纸质地图上记录库存时,这是一个相当乏味的过程。但它真正需要什么呢?

一个空间数据库记录他们的观察结果。此外,它需要一个“表”来存储有关数据的属性。

底线是什么?

在地理上查看和分析数据会影响我们对我们生活的世界的理解。

地理信息系统(GIS)允许我们可视化、提问、分析和解释数据,以了解关系、模式和趋势。

参考文献:

Williams,Robert(1987),向政府决策者销售地理信息系统。1987年城市和区域信息系统协会年会论文


来源:OSGeo中国中心

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