《管理地球的工具:地理信息系统漫谈》
本馆索书号:N49/M26:2

  什么是地理信息系统呢?通俗地说,地理信息系统是—个计算机支持的技术系统,它是计算机、外部设备、地理数据、应用软件和系统管理人员的集合。其中,具有空间分析功能的软件具有重要作用。从它起到 的作用与实现的目的来看,地理信息系统是地理数据库和地学知识(模型)库的集合体,它的数据建立在统一地理坐标基础上,能够对地理环境与自然资源的信息进行管理,利用地学模型来分析空间数据,并对其动态 变化进行预测和预报,从而实现为工农业生产管理和规划服务,为国防军事服务的目的。从计算机实现的技术角度看,地理信息系统是一个具有空间数据的采集、存储、管理、分析、可视输出的应用软件系统,这是狭义理解的地理信息系统。根据这种观点,一个完善的地理信息系统主要由四部分构成:

   地理数据采集部分:这部分主要实现将地理信息输入计算机的任务。今天,数以千计的人造地球卫星邀游太空,为人类提供了认识地球和了解地球的信息;数以万计的测绘人员爬山涉水,测量和绘制了大量的地 图,积累了极其丰富的地理信息资源,这些信息通过一定的输入方式进入到计算机后,经过数据格式转换和其它处理,就成为地理信息系统可以利用的地理信息资源。地理数据管理部分这部分被用来实现对地理数据库的管理。

  地理数据包括位置数据(又称空间数据)和属性数据两种。其中位置数据是建立在地理坐标基础上的数据。在地球表面,任何区域内的山川、河流和矿藏,都可以用地理坐标来指明它的位置,也可以将它们绘制到二维平面地图上。利用地理数据库可以对地球表面上任何地点的山川、河流和矿藏数据进行有组织的存储。由于地球上的山川、河流、矿藏和村庄的数据量极其庞大,要快速地找到它们,就要依赖地理数据管理系统的帮助,进行查询和检索,实现地理数据的删除、修改、增加和更新。

  地学知识库地学知识库又称地学模型库。它通过地学模型和地理数据相互作用,实现地理数据的处理、分析和推理,解决提出的地学问题。如何从卫星遥感图象来了解全球生态环境的变化?如何从卫星提供的农作物长势来预报农作物的产量?如何在室内模拟战场上的三维地形,指挥军队作战?这些都需要地学知识和地学模型的帮助。利用地学知识库的专家知识和所建立的地学模型,可以完成地理数据的计算和地理信息的分析工作。这部分是地理信息系统的核心。缺少它,就不是一个地理信息系统。

   可视产品输出部分这部分完成输出功能,将计算结果和地理数据的分析结果直观和形象地表示出来,让你看得见,为你的观察和研究提供方便。例如,将三维地形在计算机屏幕上模拟显示,为飞行员提供模拟训 练。将分析结果绘制成专题地图,或者用打印机输出报表,供人们参考。在未来的地理课堂,学生带上特制的眼镜,可以看到计算机模拟的汹涌澎湃的洋流运动,或者看到大气中的气团运动,也可以身临其境般地置身于热带森林景观之中。这些都是依赖于可视输出功能来完成。

   从本世纪60年代开发第一个地理信息系统以来,地理信息系统以其高科技产品特有的能力和风采,引起人们的兴趣和关注。在短短的30多年内得到了迅速的发展。据有关报刊资料统计,一些发达国家的地理信息 系统产品,在90年代中以30%至40%的速率在递增。地理信息系统在许多地学领域有广泛的应用,因此被誉为“管理地球的工具”。