前言

---

地理信息系統 （GIS）是以可視化和分析地理配準信息為目的，用于描述和表征地球及其他地理現象的一種系統。

地理信息系統（GIS）是關于地理問題的問答系統。

1. GIS起源于地圖學

---

傳說盤古開天地，鴻蒙初辟，天空才有日月星斗，大地始現山川河流。

人類逐漸認識自然界，開始用線條、符號，在沙灘、巖壁、龜甲、獸骨上描繪地物，于是地圖被發明地理作為一門科學發展至今。

西漢天水放馬灘紙地圖即甘肅省天水市北道區黨川鄉放馬灘5號墓出土的西漢初年紙質地圖。它是迄今所發現的世界上最早的用于書寫的紙張實物，對研究造紙起源、造紙用料、造紙技術等具有重大價值。

地圖學是研究地圖的理論、編制技術與應用方法的科學，是一門研究以地圖圖形反映與揭示各種自然和社會現象空間分布、相互聯系及動態變化的科學、技術與藝術相結合的科學。現階段對地圖學的定義是：研究地圖信息的表達、處理和傳輸的理論和方法，以地理信息可視化為核心，探討地圖的制作技術和使用方法的學科。

地圖學與地理信息系統是在地圖制圖學基礎上發展起來的，屬于理學類地理學（一級學科）下面的二級學科。

隨著信息技術、知識工程和計算機與通訊技術的發展，地圖學與地理信息系統已逐步成為資源與環境、城市及區域規劃與管理、土地利用與管理、水利水電、交通土建等國民經濟各部門的重要技術支撐，在國民經濟可持續發展中發揮著越來越重要的作用。本專業根據地圖學、遙感和地理信息系統在國內外的最新研究成果、發展趨勢和相關的技術應用需求，設立了資源與環境信息系統、地理空間與地理過程模擬、網絡GIS及地圖制圖等研究方向，培養環節包括課程學習、教學實踐、學術活動、科學研究、系統開發及學位論文等。

主要相關學科：地理學、測繪工程、交通工程、土木工程、計算機應用、通訊工程、管理工程、水利電力、資源與環境等。

2. GISer心中要有地圖

---

GISer心中倘若沒有地圖，不但會迷失方向，還會迷失自我。

地圖如何傳達地理信息？

GIS 的基本概念與地圖及其內容密切相關。事實上，地圖概念是全面了解 GIS 的基礎。

地圖以一系列專題圖層的形式表示某一感興趣區域的空間或地理信息。打印的地圖還包含在頁面上布局和組織的其他地圖元素。地圖框架提供了信息的地理視圖，而位于地圖邊緣的其他元素（例如符號圖例、比例尺、指北針、描述性文本以及地圖標題）可幫助您了解、閱讀和解釋地圖的內容。

地圖在 GIS 中起著特殊作用：

地圖以地圖圖層的形式描繪地理信息的邏輯集合。
地圖是 GIS 應用的關鍵所在。
地圖為地理信息的建模和組織提供了一種有效機制，即以一系列專題圖層的形式進行建模和組織。

此外，交互式 GIS 地圖所提供的焦點將便于使用地理信息并使這些信息變得生動形象。同時，GIS 地圖是專業 GIS 用戶之間以及與在線用戶共享 GIS 內容的主要方式。

3. 空間數據是GIS的血液

---

GIS操作和研究的對象是地理空間數據。

GIS 利用基于圖層的地理信息模型來表征和描述世界。ArcGIS 通過建模將地理信息轉化為一系列邏輯圖層或專題數據。例如，GIS 可包含帶有下列信息的數據圖層：

表示為中心線的街道
表示植被、居民區、商業區等的土地利用區域。
行政區
水體與河流
表示土地所有權的宗地多邊形
表示高程和地形的表面
某一感興趣區域的航空像片或衛星圖像

4. 空間分析是GIS的靈魂

---

GIS空間分析提供了多種強大的空間建模與分析功能。您可以實現的功能如下：創建、查詢和分析基于單元的柵格數據并基于這些數據制圖；進行整合式柵格/矢量分析；從現有數據中獲取新信息；在多個數據圖層中查詢信息；將基于單元的柵格數據與傳統的矢量數據源完全整合。

空間分析是GIS區別與其它信息系統的一個顯著標志。

• 從現有數據中獲取新信息。

應用空間分析工具可基于源數據創建有價值的信息。您能夠實現的任務包括：基于點、折線 (polyline) 或面數據得出距離；根據特定位置的測量數量計算出人口密度；將現有數據重新分類為適宜性類；基于高程數據創建坡度、坡向或山體陰影輸出。基于高程柵格數據得出的輸出示例。

• 查找適宜位置

通過合并信息圖層，針對特定目的查找最適宜的區域（例如，為新建筑物選址，或分析洪水或泥石流高風險區域）。

例如，有一組事先設定的輸入條件對某開發項目的最適宜區域進行了定義：地形陡峭度最小且距離公路最近的空置土地。根據這組條件，下圖用綠色表示最適宜的位置，用黃色表示適宜度為中等的位置，用棕色表示適宜度最低的位置。

• 執行距離和行程成本分析

創建歐氏距離面以推算兩個位置間的直線距離，或者創建成本權重距離面以根據一組指定的輸入條件來推算從一個位置到另一個位置所需的成本。
距離和行程成本分析示例

• 確定兩個位置間的最佳路徑

在考慮經濟、環境和其他條件因素的前提下，為道路規劃、管線鋪設或動物遷移確定最佳路徑或最適宜的廊道。

• 根據當地環境、較小鄰域或預先確定的區域執行統計分析

• 根據采樣值為研究區域插入數據值

對戰略上分散的采樣地點的某現象進行測量，然后通過插入數據值對其他所有地點的值進行預測。基于高程、污染或噪音采樣點創建連續的柵格面。使用一組采樣點高程點和矢量等值線數據，創建符合水文特性的高程面。

• 清理各種數據以進行進一步分析或顯示

對包含以下數據的柵格數據集進行清理：錯誤的數據、與當前分析不相關的數據或詳細程度超出必需程度的數據。

5. GIS是智慧城市的操作系統

---

學習GIS，不僅要鉆研理論，熟悉GIS專業軟件（如ArcGIS、MapGIS、SuperMap等），還要學習計算機編程！

學習GIS，計算機編程很重要！！！

智慧城市是當下信息化建設的熱點議題。8月29日，在2018 GIS軟件技術大會上，中國工程院院士、深圳大學智慧城市研究院院長郭仁忠發表觀點：GIS是智慧城市的操作系統，他作《操作系統：智慧城市的GIS擔當》主題報告，對這一觀點進行了具體詮釋。

郭院士指出，智慧城市是城市信息化的高級階段，是若干個信息系統的集成，是體系化的信息系統生態（system of systems），基于共同的設施和數據資源，具有大量共性化的操作，需要一個操作系統。由于城市是一個地理空間，需要進行實體城市的數字化表達，而所有城市對象（物件、事件）均具有位置（點、域、路徑），所有數據都是對對象的描述，所以城市問題是空間問題，必須表達空間關系。據此他指出，智慧城市的操作系統非GIS莫屬。

郭仁忠院士回顧了GIS在我國電子政務、數字城市、智慧城市各個階段的應用，指出主流智慧城市服務提供商阿里、騰訊、華為、中興、平安等技術解決方案中均可見到GIS的身影，在智慧城市建設典型城市如福州、武漢、深圳、雄安等的解決方案中，GIS也是無處不在。

郭仁忠院士進一步指出，目前的GIS平臺尚不能全面勝任智慧城市的全部需求。未來應以GIS平臺為核心，打造智慧城市的操作系統。這是一項非常重要的工作，其核心要素和能力為：數據集成與融合、可視化表達，以及開放式的二次開發環境。

參考閱讀：《那一年，我考入了西北師范大學GIS專業，然而我很迷茫，GISer的職業規劃到底是怎樣的？》