gis地理信息系统知识图谱（Bernie谈智慧城市二）

大家好，我是IT售前工程师Bernie.

前面我们分享了在智慧城市中，BIM（建筑信息模型）的相关内容，本文继续分享另外一个宏大的概念---GIS。欢迎阅读~

GIS的英文全称是Geographic Information System，地理信息系统。

我们可以简单的理解为分析地理信息的系统。它是在计算机软硬件的支持下，采集、管理、分析和表达空间数据的信息系统。

GIS原理

讲个笑话：地球是圆的[微笑]

我们的故事要从这个冷笑话开始。

大家知道，划分地理的分布要用到精度和纬度，南北走向连接地球两极的线是经线，东西走向环绕地球的线是纬线。通过经纬度，我们可以得到地球上任何一点的位置，用经度加纬度的数值来表示，这个叫做坐标。

有了坐标系统就可以用坐标的连接关系来描述地理信息了。

在GIS中：

• 一个坐标（经度，维度）是一个点，代表一个位置点；
• 两个以上的坐标连成一条线，代表一条道路或者一条河流；
• 三个以上的坐标首尾相连成为一个面，代表一个街区、一片绿地，一个湖泊，一个建筑物等等。

这些大大小小的基础形状就绘制成了一张地图，而这些构成基础形状的坐标之间的关系就是矢量数据了。

点、线、面的信息都是通过矢量数据的方式表示的，格式为JSON数据。

可惜的是，矢量数据是标绘出来的地理空间信息，它并不能表达地面的实际外观。

这时我们就需要通过卫星、飞机、无人机等等从空中拍摄照片是可以表达地面实际外观的。这些照片本质上是一个个像素点构成的，放大了看就像一个个有不同颜色的格子。这些基于像素网格构成的系列图片叫做栅格数据。

栅格数据本质上就是数码图片，可是地球这么大，我们不可能用一张图片展示清楚地球表面，也不能让浏览器一次加载几百万张图片。

于是，可以把这些栅格数据的图片分成不同的级别做成金字塔一样的文件结构，如果要查看更高精度的地图图片，就加载下一个级别的系列图片，而浏览器的视窗大小是固定的，可以在这个级别下移动查看有限的图片。

这些分级显示的地图叫做瓦片地图。

在山地数据的采集过程中，也同时能得到海拔高度信息，称之为高程数据。当把高程数据和山河数据结合呈现，我们就附现了真实的地形。如果矢量数据也附加了高度信息，我们就看到有高度的形体了，比如城市里的建筑。

借助于计算机硬件和软件，

• 我们用山河数据切成地图瓦片当做底图；
• 再一层一层的叠加点线面的矢量数据描述道路、水系、建筑的图层；
• 最后加上一些必要的高程数据

这些图层统一起来显示，就呈现了真实世界的地理信息情况，这就是我们看到的可以全方位3D视角查看的地理信息的可视化呈现。

GIS系统的组成

GIS系统主要由四个部分组成：硬件系统、软件系统、应用人员和空间数据。

• 硬件系统是计算机数字化仪、扫描仪、绘图仪、打印机等一系列计算机设备。
• 软件系统是GIS的核心，是具有数据采集和处理数据库管理、查询与显示、空间分析、地图绘制等功能的各种程序。
• 应用人员是指GIS用户和GIS的创建者。
• 空间数据是GIS的处理和研究对象，它不仅包含常规数据的专题属性，更为重要的是具有位置信息这一空间属性。

空间数据决定了GIS的应用领域非常广泛，利用计算机软硬件对空间数据的分析，有助于解决复杂的规划、决策和管理问题，如对环境和自然灾害进行动态评估及预测等等。

GIS的应用场景

GIS的应用场景非常广泛，小到救援救灾、城市规划，大到数字地球，都有很多的典型应用。

城市规划

城市规划需要大量的数据和信息，如地理信息、人口分布、经济发展、旅游资源等等。GIS地图技术可以将这些数据整合在一个地图上，高级一点可以联合BIM GIS，打造城市可视化平台，并利用空间分析工具进行分析，提供决策者们作出合理的决策。

农业

农业涉及到土壤质量、光照条件、气候变化等要素，而这些要素都可以通过GIS进行分析和评估。

GIS可以帮助农民监测农田面积，通过搭配智慧化种植平台，监测生长情况和病虫害的发生。这些信息可以用来向农民提供有关任何必要的调整或治疗。

另外，还可以使用GIS来分析土壤类型和水分含量，以更好地确定最佳的作物种植方案。

旅游业

GIS可以用来创建旅游线路、分析分布和流动情况、评估游客密度和需求等。

公共卫生

GIS可以帮助公共卫生部门监测并追踪传染病，或者用来确定特定地区的病例数量和病毒的传播范围，或者用来识别治疗设施和资源的缺乏。

这些信息可以用来指导公共卫生部门的决策，以及制定更加有效的疾病防控措施。

我是IT售前工程师Bernie，欢迎关注！下期见~

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