前言

---

地理信息系统 （GIS）是以可视化和分析地理配准信息为目的，用于描述和表征地球及其他地理现象的一种系统。

地理信息系统（GIS）是关于地理问题的问答系统。

1. GIS起源于地图学

---

传说盘古开天地，鸿蒙初辟，天空才有日月星斗，大地始现山川河流。

人类逐渐认识自然界，开始用线条、符号，在沙滩、岩壁、龟甲、兽骨上描绘地物，于是地图被发明地理作为一门科学发展至今。

西汉天水放马滩纸地图即甘肃省天水市北道区党川乡放马滩5号墓出土的西汉初年纸质地图。它是迄今所发现的世界上最早的用于书写的纸张实物，对研究造纸起源、造纸用料、造纸技术等具有重大价值。

地图学是研究地图的理论、编制技术与应用方法的科学，是一门研究以地图图形反映与揭示各种自然和社会现象空间分布、相互联系及动态变化的科学、技术与艺术相结合的科学。现阶段对地图学的定义是：研究地图信息的表达、处理和传输的理论和方法，以地理信息可视化为核心，探讨地图的制作技术和使用方法的学科。

地图学与地理信息系统是在地图制图学基础上发展起来的，属于理学类地理学（一级学科）下面的二级学科。

随着信息技术、知识工程和计算机与通讯技术的发展，地图学与地理信息系统已逐步成为资源与环境、城市及区域规划与管理、土地利用与管理、水利水电、交通土建等国民经济各部门的重要技术支撑，在国民经济可持续发展中发挥着越来越重要的作用。本专业根据地图学、遥感和地理信息系统在国内外的最新研究成果、发展趋势和相关的技术应用需求，设立了资源与环境信息系统、地理空间与地理过程模拟、网络GIS及地图制图等研究方向，培养环节包括课程学习、教学实践、学术活动、科学研究、系统开发及学位论文等。

主要相关学科：地理学、测绘工程、交通工程、土木工程、计算机应用、通讯工程、管理工程、水利电力、资源与环境等。

2. GISer心中要有地图

---

GISer心中倘若没有地图，不但会迷失方向，还会迷失自我。

地图如何传达地理信息？

GIS 的基本概念与地图及其内容密切相关。事实上，地图概念是全面了解 GIS 的基础。

地图以一系列专题图层的形式表示某一感兴趣区域的空间或地理信息。打印的地图还包含在页面上布局和组织的其他地图元素。地图框架提供了信息的地理视图，而位于地图边缘的其他元素（例如符号图例、比例尺、指北针、描述性文本以及地图标题）可帮助您了解、阅读和解释地图的内容。

地图在 GIS 中起着特殊作用：

地图以地图图层的形式描绘地理信息的逻辑集合。
地图是 GIS 应用的关键所在。
地图为地理信息的建模和组织提供了一种有效机制，即以一系列专题图层的形式进行建模和组织。

此外，交互式 GIS 地图所提供的焦点将便于使用地理信息并使这些信息变得生动形象。同时，GIS 地图是专业 GIS 用户之间以及与在线用户共享 GIS 内容的主要方式。

3. 空间数据是GIS的血液

---

GIS操作和研究的对象是地理空间数据。

GIS 利用基于图层的地理信息模型来表征和描述世界。ArcGIS 通过建模将地理信息转化为一系列逻辑图层或专题数据。例如，GIS 可包含带有下列信息的数据图层：

表示为中心线的街道
表示植被、居民区、商业区等的土地利用区域。
行政区
水体与河流
表示土地所有权的宗地多边形
表示高程和地形的表面
某一感兴趣区域的航空像片或卫星图像

4. 空间分析是GIS的灵魂

---

GIS空间分析提供了多种强大的空间建模与分析功能。您可以实现的功能如下：创建、查询和分析基于单元的栅格数据并基于这些数据制图；进行整合式栅格/矢量分析；从现有数据中获取新信息；在多个数据图层中查询信息；将基于单元的栅格数据与传统的矢量数据源完全整合。

空间分析是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志。

• 从现有数据中获取新信息。

应用空间分析工具可基于源数据创建有价值的信息。您能够实现的任务包括：基于点、折线 (polyline) 或面数据得出距离；根据特定位置的测量数量计算出人口密度；将现有数据重新分类为适宜性类；基于高程数据创建坡度、坡向或山体阴影输出。基于高程栅格数据得出的输出示例。

• 查找适宜位置

通过合并信息图层，针对特定目的查找最适宜的区域（例如，为新建筑物选址，或分析洪水或泥石流高风险区域）。

例如，有一组事先设定的输入条件对某开发项目的最适宜区域进行了定义：地形陡峭度最小且距离公路最近的空置土地。根据这组条件，下图用绿色表示最适宜的位置，用黄色表示适宜度为中等的位置，用棕色表示适宜度最低的位置。

• 执行距离和行程成本分析

创建欧氏距离面以推算两个位置间的直线距离，或者创建成本权重距离面以根据一组指定的输入条件来推算从一个位置到另一个位置所需的成本。
距离和行程成本分析示例

• 确定两个位置间的最佳路径

在考虑经济、环境和其他条件因素的前提下，为道路规划、管线铺设或动物迁移确定最佳路径或最适宜的廊道。

• 根据当地环境、较小邻域或预先确定的区域执行统计分析

• 根据采样值为研究区域插入数据值

对战略上分散的采样地点的某现象进行测量，然后通过插入数据值对其他所有地点的值进行预测。基于高程、污染或噪音采样点创建连续的栅格面。使用一组采样点高程点和矢量等值线数据，创建符合水文特性的高程面。

• 清理各种数据以进行进一步分析或显示

对包含以下数据的栅格数据集进行清理：错误的数据、与当前分析不相关的数据或详细程度超出必需程度的数据。

5. GIS是智慧城市的操作系统

---

学习GIS，不仅要钻研理论，熟悉GIS专业软件（如ArcGIS、MapGIS、SuperMap等），还要学习计算机编程！

学习GIS，计算机编程很重要！！！

智慧城市是当下信息化建设的热点议题。8月29日，在2018 GIS软件技术大会上，中国工程院院士、深圳大学智慧城市研究院院长郭仁忠发表观点：GIS是智慧城市的操作系统，他作《操作系统：智慧城市的GIS担当》主题报告，对这一观点进行了具体诠释。

郭院士指出，智慧城市是城市信息化的高级阶段，是若干个信息系统的集成，是体系化的信息系统生态（system of systems），基于共同的设施和数据资源，具有大量共性化的操作，需要一个操作系统。由于城市是一个地理空间，需要进行实体城市的数字化表达，而所有城市对象（物件、事件）均具有位置（点、域、路径），所有数据都是对对象的描述，所以城市问题是空间问题，必须表达空间关系。据此他指出，智慧城市的操作系统非GIS莫属。

郭仁忠院士回顾了GIS在我国电子政务、数字城市、智慧城市各个阶段的应用，指出主流智慧城市服务提供商阿里、腾讯、华为、中兴、平安等技术解决方案中均可见到GIS的身影，在智慧城市建设典型城市如福州、武汉、深圳、雄安等的解决方案中，GIS也是无处不在。

郭仁忠院士进一步指出，目前的GIS平台尚不能全面胜任智慧城市的全部需求。未来应以GIS平台为核心，打造智慧城市的操作系统。这是一项非常重要的工作，其核心要素和能力为：数据集成与融合、可视化表达，以及开放式的二次开发环境。

参考阅读：《那一年，我考入了西北师范大学GIS专业，然而我很迷茫，GISer的职业规划到底是怎样的？》