GIS有什麼用?


轉載一篇不錯的博文:GIS:揭開你神秘的面紗 版權屬於原作者:gisangela

  GIS從出現到為人所知,只不過經歷了短短的幾十年時間,尤其是近幾年,大有欣欣向榮之勢,越來越多的人開始了解GIS。自己和GIS打交道也快10年時間了,所從事的工作也是把「陽春白雪」變成「下里巴人」,讓更多的人能理解並使用GIS,但每每向其他行業的人介紹GIS,還真不是三言兩語可以講清楚的事情,於是近日寫得小文一篇,希望能夠給想了解GIS的人一點點啟發,也許GIS可以在你的工作中大顯身手呢。

1. GIS:你能幫我做什麼

  「GIS是什麼,能幹什麼?」,我想這個問題可能是困惑大多數GIS專業學生的問題,現在當然好很多,但在我們上學那會兒,完全是混混沌沌,不知道以後畢業了去幹嘛,當人家很好奇地問起自己的專業時,也很難用隻言片語跟人家描述清楚,那種學了n年還說不清自己專業的羞愧吶。。。直到後來Google Map、Google Earth橫空出世,當大家發現這玩意兒能在電腦上看到自己家房頂,找到玩轉世界那種「君臨天下」的感覺的時候,我們終於可以傲嬌地說,俺的專業就是做這個的lol(其實你懂得)。

  當我們去查詢GIS的概念,一般都會這樣介紹——「在計算機軟硬體的支持下,對地理數據進行獲取、存儲、分析、顯示、輸出的信息系統。」

  「那GIS不就是用計算機做地圖嗎?」

  「GIS比計算機製圖高級,因為我們有資料庫支撐,我們還可以做空間分析……」

  聽起來無所不能的GIS,但在很長時間裡其實也只是停留在做出專題圖的階段,像圖1中的漸變色就很清晰的顯示出各省的男同胞的平均身高,各位可以很迅速地在心裡得出自己有木有拖後腿的結論,再或者可以跟地圖交互查詢一下屬性,壓根兒用不到複雜的空間分析。

圖1 中國各省男性平均身高

那GIS究竟能做什麼呢?首先就是收集地理信息,人類活動75%都與地理位置有關,比如想和男朋友找個電影院看電影,出差到一個陌生的城市找賓館,這些都是地理信息,通過GIS能有效地把這些都存儲起來,怎麼存呢?excel嗎?那怎麼和地圖關聯起來?這是後話,當然這些問題不太用我們用戶操心,業界大佬們早就定義好了地理信息的各種存儲方式,文件抑或資料庫都可以,我們只要按要求把信息錄入就可以了。

收集到的地理信息,現在也只是電腦中的一堆表格,那怎麼為人們所看到呢?這就是所謂的「可視化」了,各種圖表是信息可視化的產物,那地理信息可視化的產物就是「地圖」,當然地圖遠比GIS出現的要早,這位前輩是GIS重要的代言人,GIS可以方便地將收集到的信息在地圖上展示,如圖1用深淺變化的顏色表達身材的高低,如果收集到的信息還有女性的身高,分分鐘就可以再做出一幅類似的女性身高圖來。而即使你是一個繪圖高手,可以在CorelDraw、Illustrator甚至Photoshop中繪製出圖1,但卻很難再此基礎上立刻繪製出另一幅女性身高圖來。

而空間分析其實離我們也並不遙遠,像大眾點評這樣的應用已經相當普及,我可以很方便地找到周邊的餐館,還有地圖導航,都是通過GPS裝置收集的你的地理位置之後,在地圖上找到正確的位置顯示,再進一步的實現諸如查詢搜索等功能。

2. 數據:有料才是王道

  大體知道了GIS是什麼,我們再來討論下圖1是怎麼做出來的,身高之類的數據很好收集得到,可是地圖呢?讓我們追根溯源地想一想地圖究竟是怎麼畫出來的,在沒有測繪,沒有RS,沒有GPS的年代,我們的老祖先們就是靠腳步來丈量土地,靠眼睛看到的來手繪地圖,而現在RS可以通過衛星來給地球拍照,GPS可以實時定位,雖然已經擺脫了「數據基本靠走」的時代,但是想得到數據還是要花費些代價,大多數地理數據還沒有開放需要購買,當然像圖1中這樣比例尺級別(第4部分我們會討論到)的地圖,還是很容易從網上得到,那我們下載後,就可以在GIS軟體中打開,將身高數據錄入,從而快速的做出一幅地圖來。

  所謂「巧婦難為無米之炊」,數據才是王道,否則GIS系統就是一個空架子。對於數據而言,GIS有兩大基本存儲模型,一種是矢量數據模型,一種是柵格數據模型。如圖2所示,同樣信息的表達,在左邊的矢量數據中,我們看到的是清晰的點、線、面的實體,來表達河流、湖泊、地塊這樣的信息;而右邊的柵格數據中,我們看到的則是一個個的格子,相相同的像元值在地圖上展示出相同的顏色,從而也呈現出河流、湖泊、地塊的形態。雖然都能表達出一樣的信息,但是這兩種存儲模型是完全不同的,矢量是以對象為單位,我們可以把一個湖泊的面積等屬性都存儲在該對象中;而用柵格表達的話,湖泊是由一組像元組成的,我們不可能將整個湖泊的面積分別賦予每個像元。

圖2 矢量數據模型與柵格數據模型

網上公開免費的數據哪裡可以下到呢?在美國數據的開放程度還是相當高的,像人口普查之類的詳細數據完全可以獲取到(This Tract),另外還有一些網站可以獲取數據:

全球90m解析度的DEM(高程數據)下載:

http://srtm.csi.cgiar.org/index.asp

Natural Earth提供了全球1:10 000 000、1:50 000 000、1:110 000 000比例尺的矢量和柵格數據下載,格式為ESRI的shp、Geodatabase以及tiff:

Natural Earth

Bathymetry是海洋深度的測量數據,在 British Oceanographic Data Centre 的網站上可以下到全球海洋深度數據:

https://www.bodc.ac.uk/data

Globe land cover facility提供免費衛星圖像,如Landsat、 Modis、 Ikonos、 Quickbird等,下載地址:

GLCF: Welcome

  對於中國用戶,開放的免費數據獲取途徑有限,國家基礎地理信息中心發布過全國1:400萬比例尺的矢量圖,詳細到縣級行政數據。另外,如果我們只是需要背景地圖顯示的話,可以不必獲取原始數據,而採用疊加地圖服務的方式。中國的ArcGIS Online(ArcGISOnline-China首頁)為中國用戶提供了免費的地圖服務,我們只需要將其與我們的數據疊加,就可以快速做出一幅地圖來,當然這裡的地圖服務不能夠直接進行查詢,它的作用類似於背景圖片。

3. 比例尺:地圖的親密愛人

  早在晉代製圖學家裴秀就提出「製圖六體」的概念:分率、准望、道里、高下、方邪、迂直,首當其衝的分率指的就是比例尺。無論是我們購買的地形圖,還是我們在軟體中出圖,都要涉及到比例尺,對於地圖而言,比例尺是不可或缺的親密愛人。就像上節中我們提到Natural Earth提供了全球1:10 000 000的矢量數據下載,這裡的1:10 000 000就是比例尺,它的含義是:地圖上任意線段長度與它代表的實地水平距離之比,也就是說如果地圖上兩點之間測量的距離為1mm,那麼實地的距離則是10km。

  簡單來講,地圖都是對現實世界的抽象縮小,比例尺就代表了抽象的程度。比例尺越小,抽象程度越高,表達的地物就少而簡單;比例尺越大,抽象程度低,表達的地物就越詳細。如圖3所示,同一個湖泊在較大比例地圖上以面來表示,可以看到湖泊的輪廓,而在較小比例尺地圖上就只是以線來表示。這個對地物進行抽象的過程存在於數據採集這個環節,對於採集到的數據,在軟體中我們是可以實現比例尺的無極縮放的,這時候改變的就不再是抽象程度,而是顯示的地理範圍了。

圖3 不同比例尺對於地物的抽象程度

  我國規定1:5千、1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬、1:100萬八種比例尺地形圖為國家基本比例尺地形圖。編製這些地圖要麼通過全站儀、經緯儀等大地測量的方式,要麼通過航攝的方式。因此這裡又要引入兩個概念:測圖比例尺和航攝比例尺。由於人眼在地圖上的解析度通常為0.1mm,不同比例尺圖上0.1mm所代表的實地距離,稱為地形圖比例尺的精度,該精度決定了測圖比例尺。例如,某工程測量要能夠在圖上表達出10cm的精度,則選取的測圖比例尺應不小於0.1mm/10cm=1/1000。航攝比例尺與成圖比例尺的關係見下表(影像解析度指的是影像所能識別出的最小地物單元的大小)

表1 成圖比例尺與航攝比例尺及影像解析度關係

成圖比例尺

航攝比例尺

影像解析度(m)

1:500

1:2000-1:3000

0.05

1:1000

1:3500-1:4000

0.1

1:2000

1:6000-1:8000

0.2

1:5000

1:10000-1:20000

0.4-0.8

  通過上表中的對比,我們可以發現成圖比例尺基本是航攝比例尺的4倍,為什麼是4倍,原因是精度決定,4倍內的攝影照片就夠了,剛好不會出現馬賽克,如果將攝影比例尺確定得過小,造成圖像模糊不清,甚至出現「馬賽克」圖案,影響成圖質量;反之,將攝影比例尺確定得太大,「大材小用」造成不必要的資源浪費。

4. 坐標:究竟有多重要

  很多時候碰到學員拿來這樣的數據,坐標值不正確或者沒有坐標系,無法和其他數據正確的疊加在一起顯示,無法設置比例尺,也無法做拓撲檢查之類的工作。坐標不正確的原因主要有:在用CAD等軟體作圖的時候沒有設立好正確的地理坐標系,或者數字化紙質地形圖或影像的時候沒有注意是否經過配准這一步驟;坐標系缺失的情況就更多了,導入數據的時候只導入了坐標值信息,或者數據格式轉換的時候忘記了指定坐標系。

  而一個地物怎樣才能正確定位在地球上?答案是正確的坐標值加上坐標單位。讓我們暫時拋開地球是個三維球體,先來完成在平面圖上畫出一棟房子的任務,現在知道房子的幾個拐點坐標(1,1)(3,1)(3,4)(1,4)。首先我們必須要先確認的是坐標原點在哪裡?其次還要有橫軸和縱軸以及單位刻度(房子的長寬是米,現在坐標軸的刻度單位也是米),那圖4中所示的就是房子應該在的位置。而地理數據定位也是同樣的原理,只不過大地坐標系的定義則是:以參考橢球體(用來模擬地球的光滑球體)中心為原點,本初子午面(英國格林尼治天文台所在位置為本初子午線,即0度經線)為縱軸方向,赤道平面為橫軸方向,如圖5所示,紅色點的坐標就應該是(50,40),單位為度。

圖4 二維笛卡爾坐標系

圖5 大地坐標系

  獲取正確的地理坐標究竟有多麼重要?是不是我做一幅地圖所需的數據必須要知道正確的地理坐標呢?我們知道獲取坐標並不是一件相當容易的事情,草根的方法通常是在Google Earth上添加地標,通過KML這種格式導入GIS軟體生成矢量圖,官方的途徑就是通過購買了。但其實某些時候,坐標並不是我們所認為的那麼重要,比如我要做景觀分析,研究一個村落的布局,在此基礎上做一些地圖,我想說,其實你真的不必為地理坐標困擾,找一個航拍圖片,沒有的話紙質地圖也可以,直接在上面描圖獲得數據,就像小時候大家大概都撕過課本封面上的透明薄膜疊在其他圖上描圖,原理是一樣的,只是你這時獲取的坐標是相對坐標罷了,既然我不需要和其他地圖疊加在一起定位,我又何必要關心地球坐標原點在哪裡呢?

5. 投影:神馬不是浮雲

  我們知道地球是一個形狀不規則的橢球體,那如果為地球畫一張平面畫像,那該如何儘可能真實地再現地球的真實面貌呢?前面我們了解到地理坐標系的定義:以球心為坐標原點,東西方向按經度劃分為360度,南北方向按緯度劃分為180度,也就是我們所說的WGS(大地坐標系)將地物進行還原,如圖6即是按經緯度直接描繪出的世界地圖。

圖6 未投影的世界

一切看起來都很正常,正如有本書所寫「世界是平的」,但我們仔細一看就會發現問題,A1A2之間的距離和B1B2之間的距離在圖上看起來是相等的,但是實際上,位於不同緯度的相同經度差絕對是不相等的,位於赤道上的距離遠比位於兩極的要大很多,因此用上面提到的畫像方式來做平面地圖是不能很好地表達距離,方向之間的相對位置關係的,所以我們在製圖的時候才要引入投影,即將三維球面展現到平面地圖上,對於地圖來講,投影絕對不是浮雲。

圖7 Albers投影

  這裡我們選取了Albers(等積圓錐投影),世界地圖立馬呈現出不一樣的形態,這裡A1A2和B1B2之間的距離也發生了變形,因為投影是三維向二維的映射,所以必然會產生變形,我們可以為不同用途的地圖選取相應的投影方式來保證面積,方向或角度的變形最小。


有本書叫作《Modeling Our World (豆瓣)》。


GISer一名

父母問我是幹什麼的:「我用電腦畫地圖」

朋友問我是幹什麼的:「用過google map/earth 嗎?我們做的跟那個差不多」

其他領域專業人士問我是幹什麼的的:「知道Tobler地理學第一定律嗎?啥?!沒聽過?那你總該知道牛頓的萬有引力定律吧,告訴你萬有引力定律只是Tobler地理學第一定律的一種特殊情況。我們就是專門研究這個定律的各種變化與應用的」

同領域專業人士問我是幹什麼的:「Web Mercator挺噁心人的,不是嗎?」


這是一個困擾我甚至每個學gis人的問題,我們甚至都沒有辦法告訴親朋好友我是學什麼的,是做什麼的。

關於gis有什麼用,我個人覺著就是扮演一個工具的作用,我個人不太推崇將地理信息當做一個學科。至於這個工具有什麼用,個人理解用來將現實世界抽象,挖掘地理數據中的信息,並將地理空間這種抽象的信息,以我們感官可以理解的方式表現出來。比如以地圖(數據,信息的可視化表達),以統計分析(災害風險評估)等等。

我這個層次的理解就是這樣了。


GISer是個風水先生,可以告訴你哪裡是開店創業的最佳位置;

GISer是個預言家,可以告訴你站在什麼位置在山洪暴發的時候比較不會被沖走;

GISer是個領路人,可以告訴你如何從當前位置到達世界的任何一個角落;

GISer是個導購,可以告訴你你所在位置附近有哪些好玩的,好吃的,你想要的。

......

可以看到,只要和位置相關的應用,GISer都可以做。


數據地圖在工作中的應用越來越多,老闆、銷售、市場、運營等人員做數據分析時,經常會涉及到地理坐標、區域和地名與數據關聯的情形,如某品牌全國代理商的分布及銷售額分布情況(銷售)、某個APP在全國各個城市的註冊用戶分布情況(運營)等。既然數據地圖這麼重要,掌握它也能帶來很大的價值,那我就和大家聊聊數據地圖的那些事吧!

一、何為數據地圖?

1.概念

數據地圖用來分析和展示與地理位置相關的數據,以圖示化的展現形式來呈現信息,使得這種數據表達方式更為明確和直觀,讓人一目了然,方便我們挖掘深層信息,更好的輔助決策。

2.常見地圖類型

1)中國省份地圖

有面積圖、氣泡圖兩種展示形式,很明確展示各區域數據,只要你的業務數據涉及到祖國的各區域,你把企業各個省份的銷售額直接顯示在地圖上,也可以把企業各地的連鎖店數量直接統計並在地圖上標明,那省份地圖一定對你很適用。

最重要的,地圖有鑽取的功能,可以點擊鑽取了解到不同地域的數據,例如:地區-城市-區縣(福建省—福州市—鼓樓區),多層鑽取可以幫助你逐層查看更細粒度的下層數據,這樣是業務數據很了解,有問題也能第一時間找到觸發問題的區域。

1969~2014年中國境內恐怖襲擊發生地區(面積圖)

16年7月中國氣溫平均值高低分布(氣泡圖)

2)GIS地圖

GIS地圖比省份地圖更加智能,根據你的經緯度數據可具體定位到某個地點,不局限於只展示省份、城市的數據,數據更加精細。另外,只要你有數據,BDP也可以展示國際地圖的,只是我手裡沒有國際數據,大家感興趣可以自己去做一張國際地圖,一定很酷炫。

  • 熱力圖:這個比較常見,一般按由深到淺的顏色來表示數據的從大到小、集中到稀疏。通過熱力圖,根據訂單的位置和倉庫進行匹配,找出最科學的倉庫位置,規劃最優配送路線,合理安排車輛、人力,更好的分配資源,節約資金。

  • 散點圖

  • 點狀圖:單個地理坐標顯示為點,呈現點狀分布。

  • 地圖圖表:在地圖上顯示餅圖、柱狀圖、條形圖,瞬間感覺自己的地圖好酷炫,好像一個個小精靈散落在祖國各大角落,地圖數據直觀且俏皮。

二、如何3步玩轉數據地圖

數據地圖的製作一般分為3個過程,即上傳數據—拖拽成圖——潤色完成,以BDP個人版為例,無需編程基礎、無需統計基礎,立馬搞定數據地圖。

  • 上傳數據

在儀錶盤右上方點擊「添加圖表」,選擇需要的地圖數據(可選擇多個工作表數據哦)

  • 拖拽成圖

先拖拽工作表至圖層,再拖拽經緯度、維度數值,然後選擇想要的地圖類型即可;

  • 潤色完成

可設置顏色、尺寸,也可以對地圖進行放大縮小(滑鼠滑動也能放大縮小,不信可以試試),操作很簡單;做完的數據地圖也能通過鏈接分享給好友,也可以直接分享到各大社區,如朋友圈等。

比如做工作總結、方案解說時,做好的地圖可以在BDP中全屏展示,當然你也可以把數據地圖導出為PPT中進行展示,這一定會讓你的報告增色不少。

三、數據地圖有什麼用呢?

我先跟大家分享一個案例吧!

某電商的BOSS想了解購買的用戶主要分布於全國的哪些地方,成交額主要集中在哪裡?這時候一張地圖(熱力圖、散點圖等都ok)很直觀告訴他購買用戶主要集中在長三角和廣東、福建地區,但成交額主要集中在北京、廣東和福建,這個數據對他經營策略的幫助:首先競價推廣上,廣東、福建地區他一定要加大投放;其次,找出長三角(平均)購買用戶多但成交額不高的原因,他發現是因為長三角的用戶偏好某款低價商品從而拉低了成交額等,然後他調整了經營策略,滿滿的長三角用戶的成交額也逐漸提高了,畢竟長三角用戶有錢嘛,效果分分鐘的。

其實相似的場景案例特別多,通過發現KFC的發現特點來進行分店鋪選址、通過GIS地圖發現食道癌集中於廣東潮汕和河南林縣、通過城市各小區數據來對比進行購房、通過地圖了解各景點的人流情況來選擇合適的旅行地點和時間、通過地圖分布了解不同地區的飲食習慣選擇開什麼類型的店鋪等等。

這樣的案例很多,通過地圖的確可以很明確了解相關的區域情況,對經營決策、績效調整、生活引導等方面都起到很好的幫助。


正好我也在尋找相關的答案,轉一個相對靠譜並且通俗易懂的:

GIS重點在空間信息的處理,優勢在空間分析。

舉例來說吧,現在導航已經逐漸走進我們的生活了,那麼導航時位置的獲取是GPS,但是真正的導航,在地圖上顯示你的位置,地圖的組織,到目的地最短路徑的計算和顯示,都是GIS在做。打個比方就是,GPS是眼睛,那麼GIS就是大腦,它指揮你處理你獲取的信息並作出指示,向哪裡走,怎麼到目的地。

因而,你可以簡單的理解GIS為綜合分析和處理空間數據的技術。通常,地圖是GIS的表現形式,但是GIS深層是空間信息的處理,所以你從GIS地圖上可以獲取地理空間信息的直觀的印象,更可以通過GIS獲取大量的其它信息,如地物與周邊地物的關係(主要是拓撲關係,相鄰,包含,相離),地物的某一屬性的影響範圍,如公路對周邊多大範圍有噪音污染(緩衝區分析)等。GIS讓你可以所見即所得,獲取地圖上的大量信息。而且,由於GIS將屬性信息和空間信息相結合,你可以更加直觀的理解這些信息。比如,全國人口分布,你可以從一張表上看到各個省份的人口數目,但是那樣不容易直觀感受,但是用GIS,你可以從地圖上分塊獲取各個省份的人口數目和相對多少,找了張圖,不是很好,因為GIS可以在地圖上拉出很多柱狀,表明人口數,這樣,你是不是不僅可以獲取人口數,也可以直觀看到分布,以及各省人口數呢?呵呵,GIS是很強大的。

再舉個例子吧。有一塊地,地面不平,坡度不一,土壤有酸鹼度,灌溉有條件,土壤含水量等等多種屬性,你如何決定土地作何用?如果種地種什麼合適?一塊地,請一個專家也許花幾天也可以出來,但是如果是大量的土地呢?這時,GIS的優勢就顯示出來了,它可以輕鬆通過GIS演算法處理出來,而且更加科學高效。

相信說了這麼多,你應該有些直觀感受了。再說說GIS的用途吧。簡單的說一下吧。像國土規劃,這麼大的數據量,還有眾多的屬性信息,如房屋權屬,用途,何時建立,屬於哪個行政單位等等,出了GIS,還有誰這麼厲害呢?CAD在圖形方面可以,屬性不行的。製圖就不說了,看來你是用過的。交通方面,就說這個最短路徑就行,你到某地如何走用時最少或者最近?GIS來幫你!旅遊方面類似,如何最短的路徑遊玩最多的地方?GIS可以幫你。公共安全方面,消防站建在哪裡可以覆蓋最大面積,同時不與其它的消防站覆蓋面相重合?同時到各個地方路徑比較短?GIS可以做。。。。。。等等,GIS用途很廣的,你關注一下,會發現很多地方都用到了GIS。

至於WebGIS,簡單理解是因為地理數據的分布存儲以及應用,還有網路化的原因。像Google地圖和百度地圖不就是嗎?

Gis到底有哪些應用??


GIS是什麼,GIS是以地理空間數據為基礎,採用地理模型分析方法,適時提供動態的地理信息,它是一種為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統,它的主要特徵就是存儲、管理、分析與位置有關的信息。

GIS是在20世紀80年代開始,慢慢走向了成熟,在技術和應用上也達到了一個新的階段,正確認識GIS的作用和把握這一技術的發展動向,是我們制定技術和產業政策,以組織技術開發和產品化的重要前提。

GIS不單單是用在資源和環境管理與規劃中成功應用,也是設施管理和工程建設的重要工具,與此同時,還進入了軍事戰略分析、商業策劃和文化領域 乃至人們的日常生活領域,GIS主要有哪幾部分構成,有哪些基本功能? - 前沿 多智時代


GIS在應用的領域上來講是指地理信息系統(System)或地理信息服務(Service),

1、早期的GIS主要用於空間數據的查詢和管理,

2、到了中期,人們越來越重視GIS的空間分析功能,簡單地打個比方,比如你搜索高德地圖的某個地名,用到的就是地名模糊查詢分析;你要從一地到另一地,並附上很多條件,用到的就是網路分析,還有「搜周邊」功能,就是基於網路的緩衝區分析。

3、現在,更多的是重視其服務功能,滿足更多人機交互,人工智慧,以及運用空間數據挖掘的方法進行地理時空數據挖掘,得到更多地理數據在人文和自然上的規則和規律,更加具有商業意義。

而不僅僅是簡單意義的以地圖的形式展示存儲於空間資料庫中的數據。


GIS基本上都是與地圖相關的,類似導航、熱力圖等等。也是一種比較直觀的數據分析辦法。可以比表格更新清楚的看到分布、銷量增減等等。

2017雙11銷量示意圖:http://d.dituzhe.com/ShareMap/10FCB7


你每天都要用的地圖,路徑查詢等。當然GIS也存在很多問題,比如說很多功能不夠實用,性能差等。


麥肯錫的招聘信息

Junior Data Scientist - Geospatial Analytics | Careers

GIS 技術在北美可以說是相當普及了,宜家沃爾瑪這樣的零售公司會通過地理分析進行選址和供應鏈優化。

一些大型網購平台通過客戶信息中的地理要素分析客戶關係以及消費行為的地理特徵。

再說GIS 沒卵用的我真想抽他丫的


有什麼用?樓主問的問題太大了。。。就好像在問生物工程有啥用一樣。GIS範圍太大,涵蓋的學科太多,從地理學、地圖學一直到計算機軟體、網路信息與安全甚至是人工智慧,因此應用的領域幾乎數不過來,就目前來說我們接觸最多的就是汽車上的導航、谷歌地圖等,還有與其他學科結合在一起的應用如交通中實現路況的實時監測、採礦中實現數字礦山、礦區查詢與管理系統等。

在這我完全同意2樓把GIS看成工具的觀點,但總的來說,目前人們對GIS的應用僅僅局限於地理要素的查詢與管理上,很多GIS應用系統本質上只是個查詢管理系統,而缺少了GIS另一個也是最重要的功能——空間分析與決策。雖然基本的空間分析如坡度與坡向分析、緩衝區、網路(空間分析中用的最多的一個,最典型的代表就是「最佳路徑查詢」)已經得到一定程度的涉及,但總體上佔得比重不大,而且這些分析對於不懂GIS的人來說很抽象。因此,未來GIS發展的方向是向著更加人性化、智能化的方向發展,真正地實現人機互動,零基礎完成對地理信息的管理。

純屬個人觀點,希望能對樓主有幫助。。。。。。


GIS系統即地理信息系統 (GIS, Geographic Information System) 是一種基於計算機的工具,它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作(例如查詢和統計分析等)集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別,從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。


Atitit gis之道 attilax著

1. 概念gis 與組成 2

1.1. Lbs 3

1.2. GPS 3

1.3. GIS有兩大基本存儲模型,一種是矢量數據模型,一種是柵格數據模型。 3

1.4. 坐標 4

1.5. GIS基本上都是與地圖相關的,類似導航、熱力圖等等。也是一種比較直觀的數據分析辦法。可以比表格更新清楚的看到分布、銷量增減等等 4

1.6. 投影 4

1.7. 比例尺 4

2. 特點 4

3. 為什麼需要 能做什麼 4

3.1. 數據可視化分析 可視化查看 bi工具 5

3.2. 城市規劃 5

3.3. GISer是個風水先生,可以告訴你哪裡是開店創業的最佳位置; GISer是個預言家,可以告訴你站在什麼位置在山洪暴發的時候比較不會被沖走; 6

3.4. GISer是個領路人,可以告訴你如何從當前位置到達世界的任何一個角落; 6

3.5. GISer是個導購,可以告訴你你所在位置附近有哪些好玩的,好吃的,你想要的 6

3.6. 數據地圖 可視化 6

3.7. 參考常見應用 6

3.8. 店鋪選址 通過發現KFC的發現特點來進行分店鋪選址、 6

3.9. 通過地圖的確可以很明確了解相關的區域情況,對經營決策、績效調整、生活引導等方面都起到很好的幫助。 6

4. 歷史起源 7

4.1. 歷史發展 7

5. 分類 8

5.1.1. 按功能 8

5.1.2. 按內容 8

6. 類似概念的區別 8

6.1. 與地圖相比,GIS具備的先天優勢是將數據的存儲與數據的表達進行分離, 8

6.2. GIS與CAD的異同 9

7. 常見應用 9

7.1. 查找周邊 9

7.2. 地圖導航 9

7.3. Xx分布圖 9

7.3.1. WEB地圖 9

7.4. 全球氣候變化預測 9

7.5. 巡更應用 10

7.6. 按照地址查找地圖顯示 10

7.7. Google Map、Google Earth橫空出世 10

8. 標準化 10

8.1.1. OGC標準 10

9. 常見地圖類型 11

9.1. 省份地圖 11

9.2. 熱力圖 散點圖 點狀圖 11

9.3. 地圖圖表:在地圖上顯示餅圖、柱狀圖、條形圖, 11

10. 玩轉數據地圖 製作流程 11

11. 實現產品與工具 12

11.1. BDP個人版-免費在線數據分析軟體,數據可視化軟體.mhtml 12

11.2. 百度地圖 echart 12

12. 第2章 矢量數據結構 12

13. 第3章 線的矢量演算法 12

14. 第4章 區域的矢量演算法 13

15. 第5章 演算法效率 13

16. 第6章 柵格數據結構 13

17. 第7章 柵格演算法 14

18. 第8章 空間索引 14

19. 第9章 表面數據結構 14

20. 第10章 表面演算法 15

21. 第11章 網路的數據結構和演算法 15

22. 空間疊加分析技術 16

23. 第3章 現狀容積率統計 16

24. 第3篇 三維分析技術 17

25. 第4篇 交通網路分析技術 17

26. 第5篇 空間研究分析 17

27. 第6篇 規劃信息管理技術 17

28. 參考資料 17

28.1. 地理信息系統_百度百科.mhtml 17

28.2. GIS:揭開你神秘的面紗 - gisangela - 博客園.mhtml 17

28.3. 《GIS空間分析指南》((美)米切爾 編著)【簡介_書評_在線閱讀】 - 噹噹圖書.mhtml 17

28.4. 《GIS數據結構與演算法基礎》(Stephen Wise;朱定局譯)【簡介_書評_在線閱讀】 - 噹噹圖書.mhtml 17

1. 概念gis 與組成

地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

位置與地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置於特定的地理信息中,代表為某個地點、標誌、方位後,才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之後,還需要了解所處的地理環境,查詢和分析環境信息,從而為用戶活動提供信息支持與服務。

地理信息系統(GIS,Geographic Information System)是一門綜合性學科,結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學,已經廣泛的應用在不同的領域,是用於輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統,隨著GIS的發展,也有稱GIS為「地理信息科學」(Geographic Information Science),近年來,也有稱GIS為"地理信息服務"(Geographic Information service)。GIS是一種基於計算機的工具,它可以對空間信息進行分析和處理(簡而言之,是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析)。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作(例如查詢和統計分析等)集成在一起。

1.1. Lbs

1.2. GPS

1.3. GIS有兩大基本存儲模型,一種是矢量數據模型,一種是柵格數據模型。

如圖2所示,同樣信息的表達,在左邊的矢量數據中,我們看到的是清晰的點、線、面的實體,來表達河流、湖泊、地塊這樣的信息;而右邊的柵格數據中,我們看到的則是一個個的格子,相相同的像元值在地圖上展示出相同的顏色,從而也呈現出河流、湖泊、地塊的形態。雖然都能表達出一樣的信息,但是這兩種存儲模型是完全不同的,矢量是以對象為單位,我們可以把一個湖泊的面積等屬性都存儲在該對象中;而用柵格表達的話,湖泊是由一組像元組成的,我們不可能將整個湖泊的面積分別賦予每個像元。

1.4. 坐標

1.5. GIS基本上都是與地圖相關的,類似導航、熱力圖等等。也是一種比較直觀的數據分析辦法。可以比表格更新清楚的看到分布、銷量增減等等

1.6. 投影

1.7. 比例尺

 我國規定1:5千、1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬、1:100萬八種比例尺地形圖為國家基本比例尺地形圖

2. 特點

00001.

公共的地理定位基礎;

00002.

00003.

具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力;

00004.

00005.

系統以分析模型驅動,具有極強的空間綜合分析和動態預測能力,並能產生高層次的地理信息;

00006.

00007.

以地理研究和地理決策為目的,是一個人機互動式的空間決策支持系統。

00008.

3. 為什麼需要 能做什麼

那GIS究竟能做什麼呢?首先就是收集地理信息,人類活動75%都與地理位置有關,比如想和男朋友找個電影院看電影,出差到一個陌生的城市找賓館,這些都是地理信息,通過GIS能有效地把這些都存儲起來,怎麼存呢?excel嗎?那怎麼和地圖關聯起來?這是後話,當然這些問題不太用我們用戶操心,業界大佬們早就定義好了地理信息的各種存儲方式,文件抑或資料庫都可以,我們只要按要求把信息錄入就可以了。

收集到的地理信息,現在也只是電腦中的一堆表格,那怎麼為人們所看到呢?這就是所謂的「可視化」了,各種圖表是信息可視化的產物,那地理信息可視化的產物就是「地圖」,當然地圖遠比GIS出現的要早,這位前輩是GIS重要的代言人,GIS可以方便地將收集到的信息在地圖上展示,如圖1用深淺變化的顏色表達身材的高低,如果收集到的信息還有女性的身高,分分鐘就可以再做出一幅類似的女性身高圖來。而即使你是一個繪圖高手,可以在CorelDraw、Illustrator甚至Photoshop中繪製出圖1,但卻很難再此基礎上立刻繪製出另一幅女性身高圖來。

3.1. 數據可視化分析 可視化查看 bi工具

3.2. 城市規劃

3.3. GISer是個風水先生,可以告訴你哪裡是開店創業的最佳位置;

GISer是個預言家,可以告訴你站在什麼位置在山洪暴發的時候比較不會被沖走;

3.4. GISer是個領路人,可以告訴你如何從當前位置到達世界的任何一個角落;

3.5. GISer是個導購,可以告訴你你所在位置附近有哪些好玩的,好吃的,你想要的

3.6. 數據地圖 可視化

3.7. 參考常見應用

3.8. 店鋪選址 通過發現KFC的發現特點來進行分店鋪選址、

通過GIS地圖發現食道癌集中於廣東潮汕和河南林縣、通過城市各小區數據來對比進行購房、通過地圖了解各景點的人流情況來選擇合適的旅行地點和時間、通過地圖分布了解不同地區的飲食習慣選擇開什麼類型的店鋪等等。

這樣的案例很多,

3.9. 通過地圖的確可以很明確了解相關的區域情況,對經營決策、績效調整、生活引導等方面都起到很好的幫助。

4. 歷史起源

4.1. 歷史發展

古往今來,幾乎人類所有活動都是發生在地球上,都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關,隨著計算機技術的日益發展和普及,地理信息系統(Geography Information System,GIS)以及在此基礎上發展起來的「數字地球」、「數字城市」在人們的生產和生活中起著越來越重要的作用。

GIS可以分為以下五部分:

人員,是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務,開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足,但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。

數據,精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。

硬體,硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度,使用是否方便及可能的輸出方式。

軟體,不僅包含GIS軟體,還包括各種資料庫,繪圖、統計、影像處理及其它程序。

過程,GIS 要求明確定義,一致的方法來生成正確的可驗證的結果。

地理信息系統的組成

GIS屬於信息系統的一類,不同在於它能運作和處理地理參照數據。地理參照數據描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性,在GIS中的兩種地理數據成分:空間數據,與空間要素幾何特性有關;屬性數據,提供空間要素的信息。

地理信息系統(GIS)與全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)合稱3S系統。

地理信息系統(GIS) 是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上, 這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統。例如,根據在資料庫中的位置對數據進行識別。實習者通常也認為整個GIS系統包括操作人員以及輸入系統的數據。

5. 分類

5.0.1. 按功能

專題地理信息系統(Thematic GIS)

區域地理信息系統(Regional GIS)

地理信息系統工具(GIS Tools)

5.0.2. 按內容

城市信息系統

自然資源查詢信息系統

規劃與評估信息系統

土地管理信息系統等

GIS中使用的技術

6. 類似概念的區別

6.1. 與地圖相比,GIS具備的先天優勢是將數據的存儲與數據的表達進行分離,

因此基於相同的基礎數據能夠產生出各種不同的產品。

那GIS不就是用計算機做地圖嗎?」

「GIS比計算機製圖高級,因為我們有資料庫支撐,我們還可以做空間分析……

6.2. GIS與CAD的異同

7. 常見應用

7.1. 查找周邊

7.2. 地圖導航

7.3. Xx分布圖

7.3.1. WEB地圖

近些年,地圖應用爆炸性的蔓延於網站,如谷歌地圖和Bing地圖。這些網站使公眾獲取了大量的地理數據。 他們中的一部分,像谷歌地圖和OpenLayers,公布了API使得用戶能夠創建自定義的應用。這些工具包一般提供街道地圖,天線/衛星圖像、地理編碼、搜索和路由的功能。 其他出版網路上的地理信息的應用包括Cadcorp的GeognoSIS,ESRI的ArcIMS伺服器,谷歌地球,谷歌融合表和開源的替代品MapServer,Mapnik和GeoServer。

7.4. 全球氣候變化預測

地圖通常被用於探索地球和開發利用其資源。地理信息系統技術,作為一個擴展的地圖科學,提高了工作效率和傳統地圖的分析能力。當科學界識別影響氣候變化的人為活動的環境後果時,地理信息系統技術正在成為一個理解環境隨時間變化的影響基本的工具。地理信息系統技術使各種來源的資料能夠與現有地圖和來自地球觀測衛星的最新信息隨著氣候變化模型的輸出結合。這可以在複雜的自然系統幫助了解氣候變化帶來的影響。其中一個經典的例子就是對北極冰層融化的研究。 一個地理信息系統的結合衛星圖像的地圖形式的輸出讓研究人員以從所未有的方式查看他們的研究對象。這些照片對於傳輸氣候變化效果給非科學工作者也是非常重要的。

7.5. 巡更應用

地理信息系統(GeographicInformationSystem),簡稱GIS系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。GIS通常和GPS結合使用。對於大範圍的、露天的巡更巡檢,巡更人員手持GPS巡檢器,實時接收GPS衛星定位消息(時間、經緯度),並按預先設定的時間間隔自動發送或者在特定地點手動發送定位信息到無線通訊前置機。無線通訊前置機在收到定位信息後將數據傳輸到管理系統平台,系統軟體採用GIS電子地圖技術,動態顯示和回放巡檢軌跡,交由GIS分析可得該巡邏點的詳細信息

7.6. 按照地址查找地圖顯示

7.7. Google Map、Google Earth橫空出世

8. 標準化

8.0.1. OGC標準

開放地理聯合會是一個參與一致進程以開發公開地理處理規格的384家公司、政府機構、大學和個人組成的國際行業聯合會。由OpenGIS規格定義的開放介面和協議,支持可互操作的解決方案,網路、無線和定位服務和主流IT。讓複雜的空間信息和服務在各種應用可以被授權技術開發人員使用。開放地理聯合會協議包括網路地圖服務WMS和網路功能服務WFS。 地理信息系統由OGC產品劃分為兩大類型,基於遵循OGC規格的完整準確的軟體。 地理信息系統技術標準促進GIS工具進行交流。 兼容的產品是符合OpenGIS規範的軟體產品。當一個產品經過測試,並通過OGC測試項目證明是兼容的,這個產品就在這個地點上自動註冊為「兼容」。 現實軟體產品,即實現OpenGIS規格但還沒有通過兼容測試的軟體產品。合規測試不可作用於所有的規格。開發者可以註冊他們的產品為實施草案或經核准的規範,而OGC有權審查和確認每個條目。

9. 常見地圖類型

9.1. 省份地圖

9.2. 熱力圖 散點圖 點狀圖

9.3. 地圖圖表:在地圖上顯示餅圖、柱狀圖、條形圖,

瞬間感覺自己的地圖好酷炫,好像一個個小精靈散落在祖國各大角落,地圖數據直觀且俏皮。

10. 玩轉數據地圖 製作流程

數據地圖的製作一般分為3個過程,即上傳數據—拖拽成圖——潤色完成,以BDP個人版為例,無需編程基礎、無需統計基礎,立馬搞定數據地圖。

· 上傳數據

在儀錶盤右上方點擊「添加圖表」,選擇需要的地圖數據(可選擇多個工作表數據哦)

· 拖拽成圖

先拖拽工作表至圖層,再拖拽經緯度、維度數值,然後選擇想要的地圖類型即可;

11. 實現產品與工具

11.1. BDP個人版-免費在線數據分析軟體,數據可視化軟體.mhtml

11.2. 百度地圖 echart

12. 第2章 矢量數據結構

2.1 點和線的存儲 2.2 區域邊界的存儲 2.3 存儲區域的邊界:拓撲法 2.4 什麼是拓撲學 2.5 如何使用拓撲學?以DIME為例  延伸閱讀

13. 第3章 線的矢量演算法

3.1 簡單的線相交演算法 3.2 為什麼簡單的直線相交演算法無效:一個更好的演算法 3.3 波形線的處理 3.4 有關直線上的計算:一條直線有多長  延伸閱讀

14. 第4章 區域的矢量演算法

4.1 有關區域的計算:單一多邊形 4.2 有關區域的計算:多重多邊形 4.3 多邊形的點:簡單演算法 4.4 利用拓撲的好演算法  延伸閱讀

15. 第5章 演算法效率

5.1 如何評估演算法的有效性 5.2 直線相交演算法的有效性 5.3 演算法有效性的更多知識

16. 第6章 柵格數據結構

6.1 柵格數據結構:數組 6.2 節省空間:行程長度編碼和四叉樹  延伸閱讀

17. 第7章 柵格演算法

7.1 柵格演算法:對行程編碼數據的屬性查詢 7.2 柵格演算法:四叉樹中的屬性查詢 7.3 柵格演算法:面積計算  延伸閱讀

18. 第8章 空間索引

8.1 二叉查找樹 8.2 使用k-d樹索引數據 8.3 採用四叉樹結構索引向量數據 8.4 採用莫頓排序索引柵格數據  延伸閱讀

19. 第9章 表面數據結構

9.1 表面數據模型 9.2 創建格網表面模型的演算法 9.3 產生不規則三角網的演算法 9.4 格網劃分修正  延伸閱讀

20. 第10章 表面演算法

10.1 高度、坡度和坡向 10.2 用TIN做水文分析 10.3 用格網DEM決定流向 10.4 用流動方向做水文分析  延伸閱讀

21. 第11章 網路的數據結構和演算法

11.1 採用矢量和柵格模型中的網路 11.2 最短路徑演算法 11.3 網路數據的數據結構 11.4 旅行商問題  延伸閱讀

22. 空間疊加分析技術

23. 第3章 現狀容積率統計

第2篇  3.1從地形圖中提取建築外輪廓線和層數 3.2建築和地塊的相交疊加 3.3建築面積的分地塊統計和地塊容積率的計算 3.4地塊容積率的可視化表達 3.5進階:利用「模型構建」工具自動完成容積率統計 3.6本章小結 ……

24. 第3篇 三維分析技術

25. 第4篇 交通網路分析技術

26. 第5篇 空間研究分析

27. 第6篇 規劃信息管理技術

28. 參考資料

28.1. 地理信息系統_百度百科.mhtml

28.2. GIS:揭開你神秘的面紗 - gisangela - 博客園.mhtml

28.3. 《GIS空間分析指南》((美)米切爾 編著)【簡介_書評_在線閱讀】 - 噹噹圖書.mhtml

28.4. 《GIS數據結構與演算法基礎》(Stephen Wise;朱定局譯)【簡介_書評_在線閱讀】 - 噹噹圖書.mhtml

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Word可以稱作是一個TIS(Text Infomation System),那麼GIS(Geographic Infomation System)就是用於處理空間信息的工具,一如Word是個用於處理文字信息的工具一樣。

什麼是空間信息呢?空間信息就是包含了地理事物的位置,形狀,大小等空間要素和性質,從屬,用途,數量等非空間要素的信息。


SuperMap software,GIS廠商


GIS?就是個工具呀


不少做物流、電商或運營的小夥伴可能有這樣一個體會,關於位置數據,我們很容易能收集到省份、城市、收貨地址,便於快速分析用戶分布在哪兒,但是對於更精準的位置卻無從下手分析。

物流公司在加站點的時候需要參考歷史訂單數據來判斷哪些小區訂單比較多,從而在訂單密度高的地方選址是一個最優解;很多本地生活服務的O2O平台,由於服務本身還是通過線下完成,因此需要根據訂單量來確定在哪些區域加大服務配比;互聯網公司想通過地圖直接呈現出自己活躍用戶的分布情況……

然而現狀是什麼呢?

歷史訂單數據只能精確到文字形式的地址,這些信息只能通過經驗去判斷哪個區域訂單量大;O2O平台通過線上方式採集到用戶的定位數據跟實際下單地址不一定一致,導致結果有所出入。

因此,今天想教給大家一種快速獲取精準位置並在地圖上呈現的方式,同樣是通過BDP完成的。

以歷史訂單數據為例,我們後台看到的文字信息是圖下這樣的,點擊右上角的添加欄位,選擇需要生成經緯度的欄位,大約幾秒鐘的時間,你就可以得到新增的經度、維度數據了。

有了數據以後我們就可以製作專屬的地圖了,如下圖所示。在添加圖表的菜單里選擇添加地圖圖表,勾選對應的工作表,進入到後台圖表製作頁面後,將需要做的工作表拖拽到圖層區域(因為我們是支持多表疊加做數據的哦),然後把經緯度數據拖拽到相應的欄位位置,就可以做出最簡單的GIS地圖了。

編輯頁面右側的位置還可以對圖表類型進行調整,例如這張圖,我是想通過歷史訂單數據來判斷加大服務配比的區域,這種場景用熱力圖會更加直觀,因此我在右側將圖表切換為熱力圖,就可以看到歷史訂單的區域分布情況,紅色區域意味著訂單相對密集。

最後,放大地圖就可以清楚地看到詳細的分布情況了。我的這組歷史數據里,相信大家不難看出蘇州街、中關村附近的訂單量明顯高於其他區域,如果是您的話,您會選擇在哪裡加大服務呢?相信大家心中都已有答案了。

其實,GIS地圖的小技巧還有很多,後續我還會持續給大家分享一些更有趣的內容,大家也可以留言告訴我你最想了解的內容哦。


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