一文了解地理数据和三维地理信息系统

一、地理数据
地理数据是各种地理特征和现象之间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征。

（1）空间位置
描述地物所在位置，既可以根据大地参照系定义，也可以定义为地物间的相对位置，如空间上的相邻、包含等。

（2）属性特征
又称非空间数据，是描述特定地理要素特征的定性或定量指标。

（3）时域特征
指的是地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。

可以说，空间位置、属性以及时间时地理空间分析的三大基本要素。

二、地理信息系统

1.定义
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），指的是在计算机支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

2.特点
GIS处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等。即GIS作用的是空间数据，其最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述，这是GIS区别于其他类型信息系统的根本标志，也是其技术难点所在。

3.核心问题
归纳起来，GIS可以解决如下五类问题：位置、条件、趋势、模式和模拟（陈述彭等）。

（1）位置
位置是地理学领域最基本的问题。GIS可以用于解决某一事物或现象在什么位置、在特定的位置有什么和是什么等问题。位置的表达可以有多种形式，如由地理坐标确定的绝对位置、由空间关系确定的相对位置、由行政区划代码或邮政编码确定的位置、由地名或建筑物名称确定的位置等。在GIS中，可以通过查询分析、适宜性分析等方式获取地理位置。

（2）条件
条件是解决符合某些条件的地理对象是什么、在哪里等问题。在GIS中，可以根据地理对象的属性信息、空间位置、相互关系等特征，采用一个条件或多个条件组合进行查询，从而获取满足条件的地理对象。

（3）趋势
趋势是解决某一地理事象随时间变化而变化的问题，其根本目的是预测该事象在未来的可能状况，从而作出科学的决策。在GIS中，可以根据趋势因子的相关数据，采用叠加分析、缓冲区分析、模型分析等方法来解决此类问题。

（4）模式
把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，那就是模式。因此，模式是解决某一类问题的方法论。GIS可以将现有数据整合在一起，了解数据之间的潜在关系，找出事件发生与哪些因素有关，并建立关系模型，最终获得解决问题的方法。

（5）模拟
模拟主要解决某个系统如果具备或改变某种条件，就会发生什么相关地理事件等问题。GIS可以结合元胞自动机、多智能体系统等技术，创建一个虚拟实验环境，通过模型分析，给定模型参数或条件，对未发生或已经发生的地理事件、现象、规律进行演变和反演，为复杂地理现象的模拟、预测、优化提供有效手段。

作者：老子云

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