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Lesson 1 Why GIS?
现在，许多组织在地理信息系统和地理数据库方面花费大量的金钱。预言显示，在整个下一个十年，将有数十亿美元花费在这些上面。为什么在现今成为现实，而在仅仅几年前，GIS还是稀有之物？ 迅速下降的计算机硬件成本，使得能够负担得起GIS的人迅速增多，范围变广。更重要的是，我们终于认识到，地理学（和数据描述的地理学）是我们日常生活环境的部分：几乎我们所做的每一个决策都是被一些地学事实所限制，所影响，或是所支配的。我们派消防车以最快的速度，尽可能短的路径到达着火现场。我们的中央政府经常根据人口数量拨款物给地方政府。我们通过确认疾病的流行地区和传播速度来研究疾病。这种对地理信息的需求与对GIS的需要相吻合，解释了它迅速普及的原因。 然而，如此概括不能够解释GIS为什么能帮助和怎样帮助你。首先，你必须知道GIS是什么和它能用来做什么。下面的主题将帮助你理解GIS。
GIS是什么？
在1980年代，GIS的使用显著地增长。现在，对企业、政府和学术界来说，运用GIS的许多不同的应用已是寻常之事。因而GIS的许多定义已经出现了。例如，翻到本书的词汇表，你将发现GIS被描述为： 由计算机硬件、软件、地理数据和人员构成的有机集成，被设计来有效搜集、储存、更新、处理、分析和展示各种空间相关信息。 尽管这个定义正确、全面、并被广泛接受，但它对初学GIS的人帮助不多。当你读完此工作手册，这个定义的含义将变得清晰，但目前，考虑一个更简单的定义： 能够支持和使用数据描述地表区域的计算机系统。
空间操作
许多计算机程序，诸如spreadsheets, statistics packages, 或drafting packages能处理简单的地理或空间数据，那么，为什么他们不是通常所认为的是GIS呢？一个通常被接受的回答是，如果它允许对数据进行空间操作，这样的GIS才是GIS。作为一个例子，考虑下面的表格：
Name Latitude longitude GIS Population London 51N 0 80 Zurich 47N 8E 25 Utrecht 52N 5E 40 Santa Barbara 34N 119W 50 Orono 45N 69W 30 Buffalo 42N 78W 30 这个表格表明，在所选择的活动中心，从事GIS某一方面工作者的大致数量。
非空间查询
问“在每一个位置，工作于GIS的平均人数是多少？”是一个非空间查询——回答不需要储存的经度和纬度；它也不描述这些地方的相互位置关系。
空间查询
“在西欧的主要中心，有多少人工作于GIS？”“哪些中心相互之间的距离在1000英里之内？”经过所有这些中心的最短路径是什么？“这些是空间查询，他们只能用经度、纬度
数据和其它信息诸如地球半径来回答。地理信息系统能容易的回答此类问题。
数据链接
通常，GIS能链接来自不同集合的数据。举一个例子，假设你需要知道每一个国家生产的全部粮食百分之多少用于出口？你已经找到了你需要的数据，但是每个国家的全部粮食产量被储存在一个计算机文件中，而粮食出口数据被存放在另一个文件中。为了解决这个问题，你必须把这些文件结合在一起，只要这些文件被链接在一起，让计算机进行算术运算得出答案，是一个简单的过程。
Lesson 2 Questions a GIS Can Answer
目前，GIS以两种方式被描述：（1）通过正式的定义（2）通过它的能力：执行空间操作，利用位置作为公用密码链接数据集。然而，你也能通过列出GIS能（或应该能）回答的问题的类型来识别GIS。对于任何应用，有5个共有的问题高级的GIS能回答。
位置 什么在??？
这些问题的第一个是试图弄清楚什么存在于特有的位置，一个位置可以许多方式被描述，例如，使用地方名称，邮政编码，或地理参照，诸如纬度和经度。
条件 它在哪儿？
第二个问题是第一个问题的颠倒，需要空间分析来回答。代替确认在已知地点存在什么，你要找一个条件令人满意的地方。
趋势
从?起什么已经变化了？
第三个问题也许涉及前面两个问题，寻求找出一个地区随时间的变化的情况。
模式 存在什么空间模式？
这个问题是更复杂的。你可能会问这个问题来确定是否在核电站附近的居民中，癌症是死亡的一个主要原因。正因为重要，你可能想要知道有多少异常不适合这个模式，这些异常在哪里。
建模 倘使??将会怎样？
“倘使，将会怎样”的问题被提出来确定，例如，如果一条新路被接道路网上，或如果有毒物渗入到当地地下供水系统，将会发生什么。回答这类问题需要地理的和其它的信息。
GIS的构件
GIS由下面几部分组成：
使用者
GIS 软件工具+数据 抽象或简化 库 现实世界 输出结果 每当进行诸如空间分析和建模等复杂分析时，GIS的使用者成为了GIS的组成。这些分析通常需要从GIS工具箱中选择和使用工具的技能，也需要熟悉所使用的数据库。 目前和即将到来的时代，多种用途的GIS将依靠使用者懂得他们正在做的一切——按按钮是不够的。
GIS不是什么
GIS不仅仅是制作地图的计算机系统，虽然它能创制不同比例尺、不同投影和不同颜色的地图。GIS是分析性工具。它的主要优点是允许你确定地图要素之间的空间关系。 GIS不以任何传统观念储存地图，也不储存某地理区域的特殊影像或（视）图。代之，
GIS储存数据，使用这些数据，你能够画出适合特定目的的所希望的（视）图来。 GIS用地图上特定要素的地理信息链接空间数据，此信息作为用图表表示的要素的属性被储存。例如，地图上代表道路的中心线并没有告诉你关于那条路的更多的信息，除了那条路的位置。要弄清楚那条路的宽度或铺路材料类型，你必须查询数据库。使用数据库中的信息，你能够根据所需要展示的信息的类型绘制用符号表示道路的地图。 GIS也使用所储存的要素属性来获取有关地图特征的新信息。例如，计算具体路段的长度，或测定具体土地类型的总面积。
地理数据库
总之， GIS不保存地图或图片——它保存数据库。数据库概念是GIS的中心，也是GIS与绘图或计算机制图系统的主要区别，后者仅能产生好的图文输出。所有的现代地理信息系统都包含数据库管理系统。 如果你想超出制图，你要知道储存在计算机中的每一要素的三件事：它是什么，它在哪儿，它是如何与其它要素相关联的（例如，哪些路相连形成路网）。数据库系统提供了储存如此的多方面信息，和不必重编程序来更新信息的方法。在ARC/INFO中，ARC处理要素在哪里，而INFO处理要素描述和每一要素是如何与其它要素发生关系的。 实质上，GIS给予你使信息与地图上要素联系起来的能力，也给予你如下能力：创建能够确定用于开发的不同地点的适用性的新关系，评估环境影响，计算收获量，为新设施找到最佳位置，等等。
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