GIS概述

GIS概述

  汽车GPS导航系统则是GPS与GIS（地理信息系统）、语音技术、操作系统、数据库、多媒体技术及多种测量技术等相结合的产物。移动车辆接收来自GPS的定位信号，并在数字化的电子地图上显示出来，并通过语音提示，对驾驶者进行道路指引。
    一、GIS的定义
    GIS是地理信息系统 (Geographic information System)的简写，它是一套可以整合各项相关地理资料的信息化操作系统,其架构于一完整丰富的地理数据库之上,并具有资料撷取、编修、更新、储存、查询、处理、分析及展示等不同功能。
举例如都市信息系统、土地监控系统、地籍信息系统、交通信息系统及环境监控系统、流域管理系统等等,皆属于地理信息系统的一环。
就GIS系统所处理的资料来说,我们可以简单的将其分类为空间数据与属性数据二种。
    空间资料(Spatial Data)是与地理位置有关的资料,一般来说是以坐标的方式来表示,如经纬度坐标、世界横麦卡托坐标皆是。
    属性资料(Attribute Data)则是与地理位置无关的资料,如街道名称、河川名称/长度、或与地籍有关的地号、地目、所有人等等均属此类。
    在空间资料中的各个对象,彼此之间有其空间关联性,再加上空间资料与属性资料之间的连结关系,也就构成一个GIS系统兼具查询、显示、分析、数据管理等之多功能、效率高之整合性系统。

    二、地图的本质
    地图是一种储存地理资料的工具，目前保留下来的最早期地图，就是为了记录土地的所有权而制作的。
我们可以由地图上量取地面的一些性质或是一组地理现象之间彼此的关联性；地图是一种以图像的方式，来呈现地球上的现象；地图是一个地方的图画，而这个图画显示了物体在哪里；地图可以表现房间里的物；地图可以表现城镇中的房子、建筑 物和街道；地图可以表现县市或国家中的城镇、湖泊和山脉；地图还可以表现我们居住地方许多其它的东西。
    地图是许多决策支持分析时的重要工具，有许多作业是野外的现场所无法进行分析的，例如：坡度的计算、视域图的计算等，都有赖于图面上的分析。在进行环境影响评估的时候，我们可以由图面上的作业来分析那些地区是冲击比较大；那些是冲击比较小的。随着环境问题的日益严重，有关于自然环境的分析及研究成为众所瞩目的问题，地图的使用是自然环境分析时的利器，可以解决许多问题，所以地图的使用也日形重要，不再是地理学者的专利，可以预见的是地图的分析功能越来越重要。
    不论在旅行、航海、储存资料、研究、环境规划、野外实习等都可使用地图来作为辅助的工具。

    三、地图的分类
    每一张地图都是一种真实世界的缩影，在地图和真实世界之间也就存在着一个比例，依据这一个比例的大小，可以将地图分成大比例、中比例和小比例地图。
    大小比例尺并没有一定的定义，根据每一个国家的幅员大小、社会经济条件而有不同的定义。
    一般而言，大于1：50,000的地图，都可以称为大比例尺地图，亦即一般普通目的地图都落在这一类。相对的，主题地图大都是小比例尺的地图，如台湾地区的气候图等。

    四、地图学的数学问题
    地图是用来表现地理现象的一种模型，所以绘制地图的第一个工作是调查地面现象的实际情形，诸如这些现象分布的位置、形状、面积、距离等等，都是所要调查的空间特性资料。
    地理现象的位置是所有空间特性的基础，有了位置资料我们就可以进一步求算距离、面积、形状等，和地图绘制非常相关的一个工作就是测量，测量工作的目的在于调查和记录空间资料的位置。
    为了记录测量的结果，我们必须要有一套坐标系统，使得地表上的任一个地点都有独特的坐标值，如此我们才可以明确地记录各种地理现象的位置，如：海岸线位置、国界、测站的位置等，然后才可以进一步将这些现象绘制在地图上。

    五、投影
    绘图之前，地图学者必须依据所欲绘制地区的范围和图面的大小来决定一个比例尺，这个比例尺可以视为绘图所依据的地球仪和实际地球之间的比例。
    比例尺决定之后，绘图者必须想办法将地球仪上面的球面位置转绘成地图上的平面坐标。这是一个比较棘手的问题，因为地球的外形近似于一个球体，无法原原本本的被转换成平面，必须加以拉扯、变形之后，才可能转换到平面上的坐标。以科学性的叙述而言，这个工作是将地球仪上的几何现象投影到一个平面上，所以我们称这种转换为地图投影。
    地图学者已发明了三百种左右的投影方法。从球面上转换成平面的过程，我们没有办法将球面上的所有几何性质都完整地保留至平面上，所以每个投影方法一定都有一些扭曲或变形，亦即有它的优点和缺点，绘图者可以依据制图目的和需要来选择一个合适的方法，读图的时候也必须了解各种投影的意义和它的变形程度，才能充分掌握地图上的信息。

    六、经度与纬度的定义
    根据地球的形状和转动的方向，古代的希腊人发明了以经线和纬线来界定地球表面位置的坐标系统。
    这套系统以南极、北极和赤道作为基准。南北极则是地球的旋转和地表相交的二个端点，那么赤道又是什么呢？我们可以想象有一个很大的平面，它通过地球的中心，而且与地球的旋转轴垂直，这一个平面和地球表面切割出来的圈就是赤道。
    如果我们以二个数值来表现地面上任一地点的坐标值，那么其中一个可以由距离赤道的远近来界定，这个值也就是纬度，我们以赤道的纬度为零，赤道以北为北纬，赤道以南为南纬，距离赤道越近的地方纬度就越小，南北极的纬度最大，各为九十度。
    经线是和赤道垂直相交的一组线，从南极连接至北极。纬度是用来界定地面上任一地点的南北方向的值，经度则是用来定义东西向的值，由于地球一圈是360度，所以全世界的经度也分成360度