地理信息系统的功能

1.数据采集、监测与编辑

主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。一般而论，地理信息系统数据库的建设占整个系统建设投资的70%或更多，并且这种比例在近期内不会有明显的改变。因此，信息共享与自动化数据输入成为地理信息系统研究的重要内容。可用于地理信息系统数据采集的方法与技术很多，有些仅用于地理信息系统，如手扶跟踪数字化仪。目前，自动化扫描输入与遥感数据集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进，实现扫描数据的自动化编辑与处理仍是地理信息系统数据获取研究的主要关键技术。

2.数据处理

初步的数据处理主要包括数据格式化、数据转换、数据概括。数据格式化是指不同数据结构数据问的变换，是一种耗时、易错、需要人量计算量的工作，应尽可能避免；数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变换等。在数据格式的转换方式上，矢跫到栅格的转换要比其逆运算快速、简单。数据比例尺的变换涉及数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其屮最为重要的是投影变换；数据概括即地图综合（Generalization），包括数据平滑、特征集结等，目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱，与地图综合的要求还有很人差距，需要进一步发展。

3.数据存储与组织

这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及空问数据和属性数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能。在地理数据组织与管理屮，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融为一体。目前，大多数系统都是将二者分开存储，通过公共项（一般定义为地物缸识码）来连接。这种组织方式的缺点是数据的定义与数据操作相分离，无法有效记录地物在时N域上的变化属性。

4.空间查询与分析

空闽査询是地理信息系统及许多其他自动化地理数据处理系统应该具备的最基本的分析功能；而空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别，模型分析是在地理信息系统支持下，分析和解决现实世界屮与空间相关的问题，它是地理信息系统极用深化的重要标志。地理信息系统的空间分析可分为三个不同的层次。

（1）空间检索

空间检索包括从空间位置检索空N物体及其属性和从属性条件集检索空间物体。空间索引是空问检索的关键技术，如何有效地从大型的地理信息系统数据库中检索出所需信息，将影响地理信息系统的分析能力；另一方面，空间物体的图形表达也是空间检索的重要部分。

（2）空间拓扑叠加分析

空间拓扑叠加实现了输入要素属性的合并（Union）及要素属性在空闽上的连接（Join）。空间拓扑叠加的本质是空问意义上的布尔运算。

（3）空间模型分析

在空问模型分析方面，目前，多数研究工作着重于如何将地理信息系统与空间模型分析相结合。其研究可分为以下三类：

第1类是地理信息系统外部的空间模型分析，将地理信息系统当做一个通用的空间数据库，而空间模型分析功能则借助于其他软件。

第2类是地理信息系统内部的空间模型分析，试图利用地理信息系统软件来提供空间分析模块，以及发展适用于问题解决模型的宏语言，这种方法一般基于空间分析的复杂性与多样性，易于理解和应用，但由于地理信息系统软件所能提供空间分析功能极为有限，这种紧密结合的空问模型.分析方法在实际地理信息系统的设计屮较少使用。

第3类是混合型的空问模型分析，其宗旨在于尽可能地利用地理信息系统所提供的功能，同时也充分发挥地理信息系统使用者的能动性。

5.图形与交互显示

地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬复制图件。尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能，一个好的地理信息系统应该能够提供一种良好的、交互式的制图环境，以供地理信息系统的使用者能够设计和制作出高质量的地图。