1.1 GIS设计基础

1.1.1 地理信息系统基本概念

1.信息

信息是近代科学的一个专门术语，已广泛应用于社会各个领域，信息概念已渗入信息论、控制论、生物学、管理科学等许多领域。关于信息有各种不同的定义，狭义信息论将信息定义为“两次不定性之差”，即指人们获得信息前后对事物认识的差别；广义信息论认为，信息是主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息和知识，是表征事物特征的一种普遍形式。在信息系统中，信息是向人们或机器提供的关于现实世界各种事实的知识，是经过加工后的数据，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

2.地理信息

地理信息是指空间地理分布有关的信息，它是表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图形、图像等的总称。

地理信息属于空间信息。它与一般信息的区别在于它具有区域性、多维性和动态性。区域性是指地理信息的定位特征，且这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的，例如，用经纬网或千米网坐标来识别空间位置，并指定特定的区域；多维性是指在二维空间的基础上实现多个专题的第三维结构，例如，在一个地面点上，可取得高程、污染、交通等多种信息；动态性是指地理信息的动态变化特征，即时序特征，从而使地理信息能够以时间尺度划分成不同时间段的信息，这就要求及时采集和更新地理信息，并根据多时相数据和信息来寻找时间分布规律，进而对未来做出预测和预报。

3.信息系统

信息系统是具有采集、处理、管理和分析功能的系统，它能为企业部门或组织的决策过程提供有用信息。在信息社会中，我们所说的信息系统大部分都由计算机系统支持，信息系统不只是单纯的计算机系统，而是辅助企业管理的人机系统。随着计算技术的发展，不同领域的各种信息系统相继出现，如图书情报信息系统、商业服务管理系统、财务管理信息系统、学籍管理信息系统等。

4.地理信息系统

地理信息系统（Geographic Information System, GIS）这一术语是1963年由Roger F. Tomlinson提出的，20世纪80年代开始走向成熟，但对GIS没有统一的定义。不同的研究方向，不同的应用领域，不同的GIS专家，对它的理解是不一样的。有人认为GIS是以计算机为工具，具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管理系统；也有人认为GIS是在计算机硬件和软件支持下，运用系统工程和信息科学理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统；中国地质大学吴信才教授认为GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。虽然这些定义不同，但基本内容大同小异。仔细分析一下，会发现所有定义都是从三个方面考虑的：① GIS使用的工具：计算机软硬件系统；② GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性；③ GIS数据建立过程：采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示。地理信息系统的主要特征是存储、管理、分析与位置有关的信息，因此地理信息系统也可以这样定义：GIS是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术系统。