地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息的计算机技术系统，是用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台。地理信息系统是由多学科融合而成的一门新兴边缘学科，集信息科学、计算机科学、地理学、测绘遥感学和空间科学等学科于一体。自20世纪60年代产生以来，GIS的应用日趋深化和广泛，已形成了一个全球性的重要产业。目前，GIS技术已经基本成熟，正向着集成化、产业化和社会化方向迈进，GIS在环境、资源、石油、土地、公安、航空、市政管理、城市规划等领域已成为常备的工作系统。在农村电网管理领域，GIS与传统农村电网管理信息分析和处理技术紧密结合，将有着广泛的应用前景。
GIS是在计算机软、硬件的支持下，基于电子地图开发的对现实世界各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。完整的GIS系统由硬件系统、软件系统、地理空间数据库和系统组织管理人员四部分组成，它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对地理信息进行数据处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持。GIS不仅可以与GPS和RS相结合，构成3S集成系统，而且可以与决策支持系统、专家系统结合，形成基于GIS的决策支持系统、专家系统；与CAD集成，形成CAD的GIS软件包；与虚拟环境技术相结合，将虚拟环境带入GIS中，使得GIS更加完善；此外还可以与多媒体、通信、因特网、办公自动化等多项技术结合，构成综合的信息技术，随着WEBGIS的开发和应用，GIS必将迅速走向社会。
图5-11 典型的GIS功能构成图
作为一个空间信息系统GIS能够实现数据输入、图形与文本编辑、数据存储与管理、空间查询与分析、数据输出与表达等一系列功能，如图5-11所示。①数据输入：GIS数据大多数 来自现实世界，数据量比较大。目前，常用的空间数据输入方法有：手工键盘输入、数字化仪输入、自动扫描输入、GPS接收机输入等。属性数据一般采用键盘输入。通常采用公共标识符的方法建立属性数据和空间数据的联系；②图形与文本编辑：GIS的数据编辑是一个交互式处理过程。在编辑过程中，除了要逐一修改所能发现的数据错误外，还要进行图形的合并、分割和数据的更新等工作；③数据存储与管理：GIS对数据的存储和管理比较独特，即大多数GIS系统都采用分层技术，用户在存储这些数据时，只是涉及层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应；④空间查询与分析：GIS充分继承了CAD和DBMS的图形操作和数据处理的成熟技术。GIS中空间数据与属性数据有着紧密的联系，对数据的一致性要求较高，并且GIS对地理数据有着强大的空间分析功能。这是GIS的精华所在，也是GIS技术能够在很多领域中广泛应用的关键；⑤数据输出与表达：GIS能以合适的形式输出用户查询结果或数据分析结果。对于输出精度要求较高的应用领域，可以利用数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等技术来提高输出质量。
目前GIS领域比较成熟的软件有美国ESRI公司的Arc/Info， MapInfo公司的MapInfo，加拿大的CGIS以及国内自主开发的SuperMap， CityStar等。
5.1.3.2 基于GIS的决策支持系统及其关键技术
GIS能迅速有效地管理空间数据和属性数据，实现数据的地理显示、查询与统计，这种方式更具直观性，但是GIS的分析功能不足。决策支持系统能做到定量分析和定性分析的有机结合，能很好地解决结构化、半结构化或非结构化的决策问题。基于GIS的决策支持系统，在充分发挥决策支持系统原有功能的基础上，加强了空间数据、模型分析和表示能力，使得决策行为进一步科学化、可视化和直观化。
1. 空间数据仓库
随着信息技术的飞速发展和企业界新需求的不断提出，以面向事务处理为主的空间数据库系统已不能满足需要，信息系统开始从管理转向决策处理，空间数据仓库就是为满足这种新的需求而提出的空间信息的集成方案。
空间数据仓库是建设基于GIS的决策支持系统的基础，从组成上来说，它由四大部分组成：数据源、空间数据库系统、空间数据仓库信息存储系统、空间数据仓库分析工具。(www.xing528.com)
空间数据仓库是在数据仓库技术的基础上发展起来的。它以地理空间数据库为基础，能够进行复杂的空间分析，反映不同时空尺度下的动态变化趋势。空间数据仓库将以其面向主题的数据动态集成、功能强大的多维分析，在基于GIS的决策支持系统发挥重要作用。
2. 空间数据挖掘
空间数据挖掘是多学科和多种技术交叉综合的新领域，是指从空间数据库或者数据仓库中提取用户感兴趣的空间模式与特征、空间与非空间数据的普遍关系及其他一些隐含在数据库中的普遍的数据特征，它是数据挖掘技术在空间数据库方面应用的延伸。一般的，可以从空间数据库中发现的知识有以下8种：
（1）普遍的几何知识（general geometric knowledge）。所谓普遍的几何知识，是指关于目标的数量、大小、形态特征等的普遍性知识。可以通过计算或统计得出GIS中空间目标某种几何特征量的最小值、最大值、均值、方差、中数等，还可以统计出有关特征量的直方图等。
（2）空间分布规律（spatial distribution regularities）。空间分布规律是指目标在地理空间中垂直向、水平向以及垂直与水平联合的分布规律。垂直分布是指空间目标沿地理调和的分布；水平分布是指地物沿地理区域的平面分布；垂直与水平的联合分布是指目标的高程和区域方面的同时变化。
（3）空间关联规则（spatial association rules）。空间关联规则是指空间目标的相邻、相连、共生、包含等关系。
（4）空间分类（聚类）规则（spatial classification/clustering rules）。空间分类规则是根据目标的空间或非空间特征进行类别划分的规则；而空间聚类规则是根据目标的聚散程度进行类别划分的规则，可用于GIS的空间概括和空间综合。空间分类和空间的共同之处是：都是对目标空间的再划分，划分的标准是类内差别最小而类间差别最大；不同之处是：分类是有导师的（supervised）而聚类是无导师的，即分类是事先知道类别数和各类的典型特征，而聚类则事先不知道。
（5）空间特征规则（spatial characteristic rules）。空间特征规则是指某类或某几类空间目标的几何与属性的普遍特征，是对共性的描述。
（6）空间区分规则（spatial discriminate rules）。空间区分规则特征是指两类或多类目标间几何或属性的不同特征，是对个性的描述。
（7）空间演化规则（spatial evolution rules）。空间演化规则是指空间目标的几何、属性特征随时间而变化的规律。这一规律的发现必须基于时空数据库或同一区域的多个时相的数据。
（8）面向对象的知识（object oriented knowledge）。它是关于某类复杂对象的子类构成及其普遍特征的知识。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
