地理信息系统（GIS）及其组件

地理信息系统（GIS） 基本上被定义为用于捕获、存储、显示、更新、操作和分析空间数据的硬件和软件的系统集成。地理信息系统也可以被视为一个跨学科领域，包括许多不同的研究领域，例如：

1. Geodesy that is basically projection, 
   surveying, cartography and so on.
2. Remote Sensing
3. Photogrammetry
4. Environmental Science
5. City Planning
6. Cognitive Science 

因此，地理信息系统依赖于计算机科学、数据库、统计学和人工智能等领域取得的进展。由于多个学科的整合而产生的所有不同的问题和疑问，使其不仅仅是一个简单的工具。

对GIS的要求- 地理信息需要在不同的数据源之间以不同的精度进行集成。该系统基本上处理日常生活的各个方面，因此必须每天更新，以保持其最新性和可靠性。存储在GIS中的许多信息都是用于实际用途的，需要一种特殊的检索和操作方法。

GIS系统和应用程序基本上处理的信息可以被视为具有特定含义和上下文的数据，而不是简单的数据。

GIS系统的组件- GIS系统可以看作是硬件和软件、数据、人员三个组成部分的集成。让我们逐一讨论：

1. 硬件和软件- 硬件与终端用户使用的设备有关，如图形设备、绘图仪和扫描仪。数据存储和操作是使用一系列处理器完成的。随着Internet和基于Web的应用的发展，Web服务器已经成为许多系统架构的一部分，因此大多数GIS遵循三层架构。

   软件部分涉及用于定义、存储和操作数据的过程，因此它类似于DBMS。不同的模型用于提供有效的数据存储、检索和操作方法。

2. 数据- 地理数据基本上分为两大类：矢量数据和栅格数据。

   GIS中的矢量数据/图层是指由点、线和多边形表示的离散对象。直线由两个或多个点连接而成，多边形是一组闭合的直线。图层表示共享一组公共属性的几何图形。层中的对象具有相互拓扑。矢量源包括数字化地图、从图像调查中提取的特征等。

   光栅数据是二维单元的连续网格，或相当于三维立方单元的网格。栅格数据在概念上分为分类数据和连续数据。在分类光栅中，每个单元格值都链接到单独表格中的一个类别。例如土壤类型、植被类型。土地适宜性等等。连续光栅图像通常描述空间中的连续现象，例如数字高程模型，其中每个像素都是高程值。与分类光栅不同，连续光栅没有附加属性/类别表。典型的光栅源是航空图像、卫星图像和扫描地图图像。

3. 人—— 人们参与了GIS系统开发和数据收集的所有阶段。他们包括制图员和测量员，他们绘制地图，测量土地和地理特征。他们还包括收集数据、将数据上传到系统、操作系统和分析结果的系统用户。