1．应用系统的构成方式在构成应用系统时，可以有专用系统、模块化系统和单片单板机系统3种方式，单片机应用系统的开发人员可根据不同时期及产品的数量选择其方式。模块化系统根据应用系统的功能和性能要求，用典型的模块化功能板组合构成应用系统。如片内有程序存储器的单片机配置上电源、晶振和复位电路，就构成了最小应用系统。典型应用系统应用系统完成工业测、控功能必须具备的硬件结构。......
2023-11-17
地理信息系统构成及应用
【摘要】：本书基于的地理信息系统软件MapInfo是一种典型的矢量型软件。地理信息系统是一个动态的地理模型，是一个复杂的人机系统。仅仅有系统硬件、软件和数据还构不成一个完整的地理信息系统，它必须处于相应的机构或组织环境内，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充等工作。因此，系统的管理、维护和使用人员是地理信息系统中的重要构成因素。
一个实用的GIS要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能。一般，GIS主要由五个部分构成，它们是计算机硬件环境、软件环境、地理空间数据系统使用与用户和应用模型，如图2-1所示。
图2-1 地理信息系统的基本构成
（1）硬件环境
地理信息系统的硬件配置一般包括以下几个部分，主要部分如图2-2所示。
图2-2 地理信息系统硬件环境
①计算机主机：可以是单机，也可以组成计算机网络系统来应用。
②数据输入设备：用于将系统所需要的各种数据输入计算机，并将模拟数据转换成数字化数据。其他一些专门设备，如数字化仪、扫描仪等，均可以通过数字接口与计算机相连接。
③数据存储设备：主要指存储数据的磁盘、磁带、光盘及相应的驱动设备。
④数据输出设备：包括图形终端显示设备、绘图机、打印机、磁介质硬拷贝机等。它们将以图形、图像、文件、报表等不同形式显示数据的分析处理结果。
⑤数据通信传输设备：配上网络系统连线、网卡及其他网络专门设施，地理信息系统就可通过网络与服务器或其他工作站交流信息或共享数据。
（2）软件环境
①计算机系统软件：一般是由计算机厂家提供的，为用户开发和使用计算机提供方便的基础性的程序系统，通常包括操作系统、各种汇编系统和编译程序等。
②地理信息系统软件和其他支持软件：可以是通过地理信息系统工具专门开发的地理信息系统软件包，也可包括数据库管理系统、CAD系统等，用于支持对空间数据的输入、存储、转换、输出和与用户接口。
地理信息系统的软件，按照表达地物的方式分为栅格型和矢量型，如图2-3所示。图中同样表示道路这一空间地物，左图用了矢量的线段、面这类图形代表道路，右图则是用一张高像素的图片来表达，因此地理信息系统软件的类型就分为矢量型和栅格型，如表2-1所示。本书基于的地理信息系统软件MapInfo是一种典型的矢量型软件。
图2-3 道路的两种表达方式
表2-1 地理信息系统软件类型
③应用分析程序：即系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。
（3）地理空间数据
地理空间数据是地理信息系统的操作对象与管理内容，它是指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，这些数据可以是数字、文字、表格、图像和图形等。它们由系统建造者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他输入设备输入到地理信息系统中，是地理信息系统所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容，其相应的区域信息包括位置信息、属性信息和空间关系等。
地理信息系统中的数据主要包括两大类型：空间数据和非空间的属性数据。
①空间数据。
空间数据用来确定图形和制图特征的位置，是以地球表面空间位置为参照的。具体说来，它反映以下两方面信息：
a.在某个已知坐标系中的位置，也称几何坐标，主要用于标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图的空间位置，如经纬度、平面直角坐标、极坐标等；
b.实体间的空间相关性，即拓扑关系，表示点、线、网、面等实体之间的空间联系，如网络结点与网络之间的枢纽关系，边界线与面实体间的构成关系，面实体与岛或内部点的包含关系等。
②非空间的属性数据。
非空间的属性数据用来反映与几何位置无关的属性，即通常所说的非几何属性。它是与地理实体相联系的地理变量或地理意义，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。非几何属性分为定性和定量两种，前者包括名称、类型、特性等，如港口类型、货物种类、吞吐量、机械装备情况、气候条件等。任何地理实体至少包含一个属性，而地理信息系统的分析、检索主要是通过对属性的操作运算来实现的。
a.系统使用与管理人员。
地理信息系统是一个动态的地理模型，是一个复杂的人机系统。仅仅有系统硬件、软件和数据还构不成一个完整的地理信息系统，它必须处于相应的机构或组织环境内，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充等工作。因此，系统的管理、维护和使用人员是地理信息系统中的重要构成因素。
b.应用模型。
GIS应用模型的构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素。虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一专门的应用，则必须构建专门的应用模型，例如物流中心选址模型、车辆路线模型、分配集合模型等。这些应用模型是客观世界到信息世界的映射，反映了人类对客观世界利用、改造的能动作用，并且是GIS技术产生社会经济效益的关键所在，也是GIS生命力的重要保证。
构建GIS应用模型，首先必须明确用GIS求解问题的基本流程（图2-4）；其次根据模型的研究对象和应用目的，确定模型的类别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框图；然后确定GIS空间操作项目和空间分析方法；最后是模型运行结果验证、修改和输出。
图2-4 用GIS求解问题的基本流程
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