一般来说,GIS有以下五个过程或任务:
- 输入
- 处理
- 管理
- 查询和分析
- 可视化
输入
在地理数据用于GIS之前,数据必须转换成适当的数字格式。从图纸数据转换成计算机文件的过程叫做数字化。对于大型的项目,现代GIS技术可以通过扫描技术来使这个过程全部自动化,对于较小的项目,需要手工数字化(使用数字化桌)。
目前,许多地理数据已经是GIS兼容的数据格式。这些数据可以从数据提供商那里获得并直接装入GIS中。
处理
对于一个特殊的GIS项目来说,有可能需要将数据转换成或处理成某种形式以适应你的系统。例如,地理信息适用于不同的比例尺(街道中心线文件的比例尺也许是1:100,000;人口边界是1:50,000;邮政编码是1:10,000)。在这些信息被集成以前,必须转变成同一比例尺。这可以是为了显示的目的而做的临时变换,也可以是为了分析所做的永久变换。GIS技术提供了许多工具来处理空间数据和去除不必要的数据。
管理
对于小的GIS项目,把地理信息存储成简单的文件就足够了。但是,当数据量很大而且数据用户数很多时,最好使用一个数据库管理系统(DBMS),来帮助存储、组织和管理数据。一个数据库管理系统DBMS就是用来管理一个数据库—一个数据的完整收集——的计算机软件。
有许多不同的DBMS设计,但在GIS中,关系数据库管理系统的设计是最有用的。在关系数据库系统设计中,概念上数据都被存储成一系列的表格。不同表格中的共同字段可以把它们连接起来。这个令人惊讶的简单设计被广泛地应用,主要是由于它的灵活性以及在使用GIS和不使用GIS时,都被广泛地采用。
查询和分析
一旦你拥有一个包含你的地理信息的多功能的GIS系统,你可能开始提出象下面这样的一些简单问题:
- 这个角落上的这块土地属于谁?
- 两个地方之间的距离是多少?
- 工业用地的边界在哪里?
有关分析的问题可能是:
- 适合于盖新房子的所有地点在哪里?
- 生长橡树的最好的土壤类型是什么?
- 如果我要在这里建一条高速公路,它将如何影响交通?
GIS提供简单的鼠标点击查询功能和复杂的分析工具,为管理者和类似的分析家提供及时的信息。当你分析地理数据用于寻找模式和趋势,或提出“如果……怎么样”设想时,GIS技术实际上正在被使用。现代的GIS具有许多有力的分析工具,但是有两个是特别重要的。
1. 接近程度分析
- 在这片水域周围100米范围内有多少房子?
- 这家商店附近10公里范围内共有多少消费者?
- 在这口井周围500米范围内紫花苜蓿这种植物占多大面积?
为了回答这些问题,GIS技术使用一个叫做缓冲的处理方法,来确定特征间的接近关系。
2. 覆盖范围分析
不同数据层的综合方法叫做覆盖。简单的说,它可以是一个可视化操作,但是分析操作需要一个或多个物理连接起来的数据层。覆盖,或空间连接,可以将税收数据与土地、斜坡、植被或土地所有者等集成在一起。
可视化
对于许多类型的地理操作,最终结果最好是以地图或图形来显示。图件对于存储和传递地理信息是非常有效的。制图者已经生产了上千年的地图,GIS为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人心的工具。地图显示可以集成在报告、三维观察、照片图象和例如多媒体的其他输出中。