什么是地理信息系统？-城市杂志

什么是地理信息系统？

地理信息系统 (GIS) 存储、分析和可视化地球表面地理位置的数据。

GIS 代表地理信息系统，是一种基于计算机的工具，用于检查地理空间关系、模式和趋势。

它早在 1854 年就被用于绘制伦敦金融城的疾病爆发地图（当然没有计算机！）。从根本上说，我们今天仍在使用这种类型的空间分析，但方式更加复杂。

简而言之：

没有空间参考的数据不提供地理环境。如果没有地理背景，您将无法完全了解我们今天生活的世界。

这就是为什么我们需要地理信息系统 (GIS) 以及它为何会对我们的日常生活产生重大影响（您甚至可能没有注意到）。

阅读更多： 空间分析的力量：地理模式

什么是 GIS 制图？

GIS 制图产生地理空间信息的可视化。地理信息系统 (GIS) 的 4 个主要思想是：

创建地理数据。
在数据库中管理它。
分析和发现模式。
在地图上显示它。

因为在地图上查看和分析数据会影响我们对数据的理解，所以我们可以使用 GIS 做出更好的决策。

它可以帮助我们了解什么在哪里。分析变得简单。答案变得清晰。

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的用例是什么？

每天，GIS 都在为全球数以百万计的决策提供支持。它对我们的生活产生了重大影响，你甚至可能没有意识到。例如，我们将 GIS 用于：

确定新的商店位置
报告停电
分析犯罪模式
汽车导航中的路由
预测和预测天气

这1000 个 GIS 应用程序说明了地理信息系统的所有潜在用例。

如何使用地图可视化地理

我想你会同意：

从电子表格中可视化纬度和经度坐标真的很难。

城市	纬度	经度
西雅图	47.5°	-122.3°
纽约	40.7	-73.9°
迈阿密	25.8°	-80.2°
洛杉矶	33.9°	-118.2°

但是，当您在地图上添加这些位置时，电子表格突然变得栩栩如生。

那是因为地图使地理信息更容易理解。

当您有地理环境时，您不仅可以看到它们在地图上的位置。但是你可以：

计算点之间的距离
检查点是否针对模式和趋势进行聚类
寻找城市之间的最佳路线

地理信息系统的组成部分

地理信息系统的三个主要组成部分是：

1. 数据

GIS 将位置数据存储为专题图层。每个数据集都有一个属性表，用于存储有关特征的信息。GIS 数据的两种主要类型是栅格和矢量：

光栅

栅格数据看起来像网格，因为它们将数据存储在行和列中。它们可以是离散的或连续的。例如，我们经常将土地覆盖、温度数据和图像表示为栅格数据。

向量

向量是具有顶点的点、线和多边形。例如，消火栓、等高线和行政边界通常是向量。

2.硬件

硬件运行 GIS 软件。它可以是功能强大的服务器、移动电话或个人GIS 工作站。CPU 是您的主力，数据处理是游戏的名称。双显示器、额外的存储空间和清晰的图形处理卡也是 GIS 的必备品。

3. 软件

ArcGIS 和 QGIS是GIS 软件中的佼佼者。GIS 软件专门通过在地图中使用数学来进行空间分析。它将地理与现代技术相结合，以测量、量化和了解我们的世界。

通过空间分析推动决策

我们从未遇到过需要地理空间视角的紧迫问题。例如，气候变化、自然灾害和人口都是地理性质的。这些全球性问题需要基于位置的知识，而这些知识只能来自 GIS。

大多数人认为 GIS 只是“制作地图”。但是由于空间分析的洞察力，我们利用了 GIS 的力量。我们通过地图中的数学来使用空间分析。纸质地图很难进行空间分析，因此我们需要 GIS。以下是空间分析的示例：

缓冲

缓冲工具会在设定距离处围绕要素生成一个多边形。通过创建缓冲区，您可以找到缓冲区内的周围要素。

热点

热点突出显示具有点簇的区域。而冷点的点密度很小。

建立你的测绘事业

这句话的意思是，如果您获取所有政府数据的 80%，则 80% 具有地理背景。这句话源于罗伯特·威廉姆斯在他的论文“向政府决策者出售地理信息系统”中。[ 1 ]

但最近，研究人员在 2012 年将这一比例降至 60% 。[ 2 ] 无论哪种方式，地理都是数据的重要组成部分。

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学科的原因。GIS 职业正在蓬勃发展：

制图师创建地图。事实上，“cartographer”的起源来自charta，意思是“纸片或纸片”和graph“绘制”
数据库管理器将结构化集合中的信息存储并提取到空间数据库中。
程序员编写代码并使冗余的 GIS 流程自动化。例如，GIS 编程语言包括 Python、SQL、C++、Visual Basic 和 JavaScript。
遥感专家使用航空、卫星图像和遥感软件。
空间分析员使用地理处理工具来操作、提取、定位和分析地理数据。
土地测量员测量土地上的 3 维坐标。

阅读更多： GIS 薪资期望：攀登 GIS 职业阶梯

地方政府80%的信息需求与地理位置有关。

GIS 一切始于测绘霍乱

1854 年，霍乱袭击了英国伦敦市。没有人知道这种疾病是从哪里开始的。因此，英国医生约翰·斯诺开始绘制疫情图。

这不仅仅是疾病。但他还绘制了道路、财产边界和水线。

当他将这些特征添加到地图中时，发生了一些有趣的事情。他注意到霍乱病例只发生在一条水线上。这是将地理与公共卫生安全联系起来的突破。但这不仅仅是空间分析的开始。它也标志着流行病学的开始，研究疾病的传播。

1968 年，一个名叫罗杰汤姆林森的人开始将现代计算与地图拼凑在一起。事实上，他首先在他的论文“ A Geographic Information System for Regional Planning ”中首次创造了“GIS”一词。[ 3 ]此时，GIS真正成为了一种基于计算机的地图数据存储工具。2014 年，罗杰·汤姆林森 (Roger Tomlinson) 去世，他将永远被人们铭记为“GIS 之父”。

阅读更多： GIS 的非凡历史

“伟大的发现和改进总是需要许多人的合作。我可能因开辟了 GIS 的道路而受到赞誉。但当我看到后来的发展时，我觉得这归功于他人，而不仅仅是我自己。”

—地理信息系统之父罗杰·汤姆林森

GIS 用途和应用

地理信息系统充满了示例用例。例如，我们发现了1000 多个 GIS 用途和应用程序。以下是一些示例。

环境：到目前为止，最重的用户是环境。例如，环保主义者将 GIS 用于气候变化、地下水研究和影响评估。

军事和国防：军队是 GIS 的重度用户。他们将其用于位置情报、物流管理和间谍卫星。

农业：农民将其用于精准农业、土壤测绘和作物生产力。

林业：林务员使用 GIS 管理木材、跟踪森林砍伐和清点林分。

商业：在商业方面，GIS 用于选址、消费者分析和客户勘探。

房地产：房地产领域的例子包括市场分析、房屋估价和分区。

公共安全： GIS 显示疾病的传播、灾害响应和公共卫生。

GIS 能为您做什么？

地理信息系统可以更好地回答有关位置、模式和趋势的问题。例如：

1. 地物在哪里找到？如果您需要找到最近的加油站，GIS 可以为您指路。GIS 可以通过连接交通量、分区信息和人口统计信息来找到最佳位置。

2. 存在哪些地理模式？在保护方面，我们想通过 GPS 项圈和土地覆盖来了解动物栖息地。通过了解动物位置，我们可以将首选土地类型与 GPS 位置相关联。最后，我们拥有一个包含所有动物种类的庞大数据库。

3. 在给定的时间段内发生了哪些变化？时间是研究变化的缺失元素。例如，我们通过对环境的遥感来了解变化。此外，我们通过发现随时间的变化来更好地预测灾难。

4. 空间含义是什么？如果一家公司想要建立一个新项目，GIS 擅长存储环境数据。大多数环境评估使用 GIS 来了解项目对景观的影响。

什么是地理信息科学 (GISc)？

地理信息系统回答“什么”和“在哪里”，而地理信息科学 (GIScience) 则关注“如何”及其发展。

未来几年 GIS 将如何发展？这是地理信息科学最了解的问题。

地理信息科学提供了地理信息系统的所有构建块。它借鉴了计算机科学、数学、地理学、统计学、制图学和大地测量学。

GIScience 将这些领域的知识整合到地理信息系统中。

地理信息系统将什么与地点联系起来。
地理信息科学发现如何。