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地理信息系统 1、GIS数据的三个基本特征及含义 几何数据、属性数据和时间数据，分别描述地理现象的空间位置、属性特征及时间特征三个侧面。 几何数据：描述地理现象的空间位置、空间形态、空间关系等方面。地理信息总是与其地理位置联系在一起的，具有空间定位性； 属性数据：有时又称非空间数据，是描述地理现象专题性质的定性或定量数据。地理信息总是反映一定的专题内容，具有专题性； 时间特征：是指地理数据采集或地理现象发生的时刻、时段，以及地理现象的动态变化。时间对环境模拟分析十分重要，正受到地理信息系统研究领域的重视。地理信息的时间特征要求及时采集和更新地理信息，并分析地理现象随时间的分布和变化规律，进而对未来做出预测。 空间位置、属性和时间是地理信息的三大要素。 2、城市地理信息分为两大类及其含义 基础地理信息： 包括各种平面和高程控制点、建筑物、道路、水系、境界、地形、植被、地名及某些属性信息等，用于表示城市基本面貌并作为各种专题信息空间定位的载体。 专题地理信息： 是指各种专题性城市信息，包括城市规划、土地利用、交通、综合管网、房地产、地籍、环境等，用于表示城市某一专业领域要素的空间分布及规律。 3、城市地理信息的基本特征 1)数据量大。城市地理信息既有空间特征，又有属性特征，在时态地理信息系统中还有不同时间的版本，因此其数据量很大。2)数据分布不均匀。城市地理现象在空间上分布是不均匀的，有的区域分布密集，而有的则分布相对较为稀疏，这就造成了空间数据分布的不均匀。例如，综合性的大都市，其空间数据的数据结构相当复杂，而中小城市，则相对较为简单。 3）拓扑关系复杂。 城市地理现象之间有复杂的空间关系，比如建筑物紧邻街道分布的相邻对象关系，公路穿越城市的关系，某城市在河流的左侧还是右侧，两条道路在城市汇聚的相交关系等，这些拓扑关系是城市空间查询和分析的重要依据，因此数据更新和概括处理中必须维护拓扑关系的一致性，避免拓扑关系的错误。 4）多重属性结构。 (1)同一城市地理现象具有多个方面的属性特征。例如城市的属性包括面积、人口、工业产值等。 (2)多重属性结构也指不同城市地理现象占据同样的空间位置，即地理现象在空间分布上的重叠和部分重叠。 5）多尺度特征。尺度是指地理数据所表示的空间范围的相对大小和时间范围的相对长短。对于城市空间尺度而言，常用的地理数据尺度有市区尺度、城区尺度、街区尺度等；就时间尺度而言，不同的城市地理现象有不同的城市划分。如：远期规划和近期规划。 6)数据来源多样化。地理数据的来源主要有以下几个方面：地图数字化、实测数据、试验数据、遥感与GPS数据、统计普查数据、理论推测与估计数据等。对于多种来源的地理数据集成必须进行实现的预处理。 7）地图表现形象化。地图是城市信息可视化的一种重要工具，它通过图形的形状、方向、颜色、纹理、数量、大小、注记、图例、标尺、图饰等表现手法形象直观地反映城市地理信息。 4、地理信息系统和城市地理信息系统的概念 地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界(资源与环境)的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。 城市地理信息系统(UGIS，Urban Geographic Information System)是融计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术。它把城市的地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。 5、城市地理信息系统的功能： 一是从数据处理分析和表达的技术角度描述，可概括为数据获取、转换和编辑、数据重构和转换、数据分析与表达、查询检索以及成果输出等六种主要功能，这是面向城市地理信息系统专业人员的概括； 二是以应用为导向，从用户使用UGIS对城市进行管理与规划的角度去描述，可概括为三种功能： 1)管理功能。通过建立城市地理信息系统，实现各种信息的数字化、标准化和计算机化，从而达到统一管理、数据共享和促进办公自动化目的，实现信息的快速查询检索、实时交换以及可视化表达和输出，逐步形成一个以计算机为核心的城市动态管理系统，对城市实行现代化管理。 2)评价分析功能。通过建立不同的分析模型和辅助决策支持系统，对城市某单一或综合性问题，如交通网络、投资环境、规划管理、企业选址或工程效益等，进行综合评价分析，提出方案，