GIS介紹

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system泛粹，GIS）有時(shí)又稱(chēng)為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)组哩。它是在計(jì)算機(jī)硬丹锹、軟件系統(tǒng)支持下善绎，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理筹误、運(yùn)算蟹但、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)拂苹。和維護(hù)性安聘。

常見(jiàn)類(lèi)型
WebGIS
MoblieGIS
GIS System Platform （軍事、專(zhuān)業(yè)桌面程序等）

GIS的功能
定位瓢棒、導(dǎo)航浴韭、跟蹤、軌跡脯宿、規(guī)劃等
GIS的用途
農(nóng)業(yè)囱桨、林業(yè)、國(guó)土資源嗅绰、地礦舍肠、軍事、交通窘面、測(cè)繪翠语、水利、廣播電視财边、通訊肌括、電力、公安、社區(qū)管理谍夭、教育黑滴、能源等

普通地圖分類(lèi)

• 按照比例尺大小

1. 大比例尺地形圖：1：5千—1：2.5萬(wàn)比例尺地形圖 （1cm：5k cm — 1cm：25k cm）
2. 中比例尺地形圖：1：5萬(wàn)—1：25 萬(wàn)比例尺地形圖
3. 小比例尺地形圖：1：50萬(wàn)-1：100萬(wàn)比例尺地形圖
4. 我國(guó)稱(chēng)1：1萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)紧索、1：5萬(wàn)袁辈、1：10萬(wàn)、1：25萬(wàn)珠漂、1：50萬(wàn)晚缩、1：100萬(wàn)七種比例尺普通地圖為國(guó)家基本比例尺地形圖

• 按照用途
  參考圖、教學(xué)圖媳危、地形圖荞彼、航空?qǐng)D、海圖待笑、海岸圖鸣皂、天文圖、交通圖暮蹂、旅游圖等
• 按照制圖區(qū)域范圍
  世界圖寞缝、半球圖、大洲圖椎侠、大洋圖第租、大海圖、國(guó)家（地區(qū)）圖我纪、省區(qū)圖慎宾、市縣圖、鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖等
• 數(shù)據(jù)類(lèi)型
  數(shù)字線(xiàn)劃圖（DLG）
  數(shù)字柵格圖（DRG）
  數(shù)字正射影象圖（DOQ）
  數(shù)字高程模型（DEM）
• 實(shí)現(xiàn)方式
  瓦片地圖：由一張一張的正方形小圖片拼接成的地圖浅悉。
  矢量地圖：根據(jù)矢量數(shù)據(jù)趟据，繪制出來(lái)的地圖。

地圖數(shù)據(jù)類(lèi)型

數(shù)字線(xiàn)劃圖
數(shù)字線(xiàn)劃地圖(DLG, Digital Line Graphic)：是與現(xiàn)有線(xiàn)劃基本一致的各地圖要素的矢量 數(shù)據(jù)集术健，且保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息汹碱。

數(shù)字線(xiàn)劃圖.png

數(shù)字柵格圖

數(shù)字柵格圖.png

數(shù)字正射影像圖

數(shù)字正射影像圖.png

數(shù)字高程模型

數(shù)字高程模型.png

瓦片地圖原理

瓦片
指將一定范圍內(nèi)的地圖按照一定的尺寸和格式，按縮放級(jí)別或者比例尺荞估，切成若干行和列的正方形柵格圖片咳促，對(duì)切片后的正方形柵格圖片被形象的稱(chēng)為瓦片（Tile）。

瓦片.png

地圖瓦片.png

層次模型
瓦片地圖金字塔模型是一種多分辨率層次模型勘伺，從瓦片金字塔的底層到頂層跪腹，分辨率越來(lái)越低，但表示的地理范圍不變飞醉。

地圖瓦片金字塔模型.png

地圖瓦片層級(jí)關(guān)系.png

地圖坐標(biāo)系

• 經(jīng)緯度坐標(biāo)系
• 像素坐標(biāo)系
  像素坐標(biāo)系冲茸，也可以成為屏幕坐標(biāo)系，像素坐標(biāo)系和地圖的經(jīng)緯度坐標(biāo)系存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，屏幕上的每一個(gè)像素都對(duì)應(yīng)一個(gè)經(jīng)緯度點(diǎn)位置轴术。 不同縮放級(jí)別下难衰，像素坐標(biāo)系和經(jīng)緯度坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系是不同的。
• 投影坐標(biāo)系
  投影坐標(biāo)系在GIS系統(tǒng)中非常的重要逗栽，作用是將經(jīng)緯度坐標(biāo)系和屏幕的像素坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)起來(lái)盖袭。理解投影坐標(biāo)系也是GIS系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

地圖投影
地圖投影是利用一定數(shù)學(xué)法則把地球表面的經(jīng)祭陷、緯線(xiàn)轉(zhuǎn)換到平面上的理論和方法苍凛。由于地球是一個(gè)赤道略寬兩極略扁的不規(guī)則的梨形球體趣席，故其表面是一個(gè)不可展平的曲面兵志，所以運(yùn)用任何數(shù)學(xué)方法進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換都會(huì)產(chǎn)生誤差和變形，為按照不同的需求縮小誤差宣肚，就產(chǎn)生了各種投影方法想罕。

地圖投影示意及分類(lèi)圖.png

常見(jiàn)的投影類(lèi)型

1. 高斯-克呂格投影
2. 斜軸等面積方位投影
3. 雙標(biāo)準(zhǔn)緯線(xiàn)等角圓錐投影
4. 等差分緯線(xiàn)多圓錐投影
5. 正軸方位投影
6. 墨卡托投影（正軸等角圓柱投影）

墨卡托投影
墨卡托投影，是正軸等角圓柱投影霉涨。由荷蘭地圖學(xué)家墨卡托(G.Mercator)于1569年創(chuàng)立按价。假想一個(gè)與地軸方向一致的圓柱切或割于地球，按等角條件笙瑟，將經(jīng)緯網(wǎng)投影到圓柱面上楼镐，將圓柱面展為平面后，即得本投影往枷。等角條件是使地球面上微分區(qū)域內(nèi)兩個(gè)方向的夾角投影到平面以后框产，保持角度不變的條件。
百度地圖和Google Maps使用的投影方法都是墨卡托投影错洁。

墨卡托投影示意圖.png

墨卡托投影結(jié)果區(qū)域圖.png

1. 圖中紅色矩形區(qū)域是真實(shí)投影結(jié)果秉宿。
2. 圖中藍(lán)色正方形區(qū)域，是數(shù)學(xué)計(jì)算區(qū)域屯碴。
3. 正方形的邊長(zhǎng)是赤道周長(zhǎng)描睦。
4. 縱軸方向，緯度的變化是非線(xiàn)性的导而。
5. 橫軸方向忱叭，經(jīng)度的變化是線(xiàn)性的。
6. 橫軸和縱軸方向今艺，投影區(qū)域和都比真實(shí)區(qū)域大韵丑， 處于拉伸狀態(tài)。

墨卡托投影坐標(biāo)算法

墨卡托坐標(biāo)算法.png

手機(jī)與地圖的位置關(guān)系

手機(jī)與地圖的位置關(guān)系.png