第1篇地理信息系统及其开发第1章地理信息系统概论1.1信息与信息系统信息是近代科学的一个专门术语。关于信息有各种不同的定义，狭义信息论将信息定义为人们获得信息前后主体（人、生物和机器等）与外部客体(环境、其他人、生物和机械等)之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间一切有用的消息和知识，是表征事物的一种普通形式。在很多书中还采用如下的定义：信息是人们或机器提供的关于现实世界新的知识，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。那么，数据又是什么呢？一般来说，数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，数据不仅包括数字，还包括文字、符号、图形、图像以及各种可以转换成数据的现象。数据是用以载荷信息的物理符号，在计算机化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。例如同样的数据1和0都是普通阿拉伯数字符号，当用来表示某一种实体在某个地域内存在与否时，它就提供了有（用1表示）无（用0表示）的挖主息；当在绘图矩阵中表示绘线或不绘线时，它就提供抬笔落笔的信息等等。地理信息系统的建立，首先是收集数据，然后对数据进行处理，目的是为了获得数据中所包含的信息。对于同一数据由于每个人的解释榀能不同，因而获得信息量的我少与人的知识水平和经验有关。在信息科学领域中，信息与数据不可分离，信息用记录在各种物理介质中的数据来表达，数据中所包含的意义就是信息。数据只是信息的载体，并不等于信息。只有理解了数据的含义，对数据做出解释，才能得到数据中所包含的信息。通常在不会引起混乱的情况下，人们往往对信息和数据这两个术语的使用不加以严格区分。系统是具有特定功能，由相互联系的若干要素所构成的一个整体。对计算机而言，系统是为实现某些特定的功能，由必要的人、机器、方法或程序按一定相关关系联系起来进行工作的集合体，其内部要素之间的相互联系通过信息流实现。系统的特征由构成系统的要素及要素之间的联系方式所决定。信息系统是具有处理、管理和分析数据功能的系统，它能为企业、部门或组织的决策过程提供有用的信息。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，例如图书情报信息系统、商业服务管理系统、资源与环境信息系统等。地图与地理空间数据1.2.1地图地图是地理学家最常用的地理信息载体和地理语言，主要有地表形态和地表物分布（水系、植被、居民点、交通网、国界和行政区划等）的普通地理图、地形图，以及详细客观地表示某种（或某些）自然要素的专题地图。苏联地图学家萨里谢夫将地图定义为：由数学所确定的经过概括并用形象符号表示的地理表面上的图形，用其表示各种自然现象和社会现象的分布、状况的联系，根据每种地图的具体用途对所表示现象进行选择和概括，结果得到的图形叫做地图。也就是说地图包括三个方面的内容：·由数学决定的结构，即必须首先确定地球表面上点的地理坐标或其他坐标，以及这些点在地图平面上的直角坐标或其他坐标之间的严格的映射函数关系。确定了这些函数关系后，才可以利用地图来研究它表示的地物的空间关系和联系。·特殊的符号系统。地图采用便于空间定位的专用图解符号，用于表示各种现象、性质及其相互关系，以及记录、转换和传递各种自然和社会现象的知识，从而在地图上构成客观实际的形象。·现象的表示、取合和概括，或称为地图综合。这是由于地图受到图幅比例的限制和图解符号表示的可能性制约，地图在应用中也常需要对自然景观进行取舍和概括表示。地图是一种图像，从地图上我们可以获得一个地区或整个地球表面在同一时间的空间现象。它们建立超地物形状、尺寸和相对的视觉形象，从而可从地图上得出地表景象的空间尺度，即空间坐标、长度、面积、高度和体积，除表示地物的数量和质量方面的特征外，地图还可以表示地物之间的空间联系和其他联系，即邻近性、包含性、叠置性、相对距离、从属关系、经济和交通方面的联系等等。对于能够理解地图符号的使用者来说，地图是自然世界的一种模型，是制图人根据对自然世界的认识，用概括和简化的可视化形式客观反映自然世界在某些方面的结构，读图是通过对地图符号的理解，建立起地图所表示的客观实际的空间模型。这是一种思维模型，它的建立依赖于制图人和读图人对制图符号的“约定”，地图是制图人和读图人之间交流自然空间信息的图像载体。地图表达的对象可以是具体的(如居民区植被、土壤等)和抽象的(如人口密度、工农业产值、影响范围等)、现实的(如河网、道路、城市土地利用)和预期的(规划中的灌溉网、规划的道路和土地利用规划)。更为重要的是，地图还可表示自然现象的发生发展过程，例如城市扩展图、土地利用变化图、土壤侵蚀速率图等。由于地图在表达空间地理信息时具有精确、简洁、丰富、动态、灵活等特点，所以地图已经成为地理工作者普遍使用的地理语言，