GIS 如何表示地理信息和构建地理信息模型

所有地理信息均采用以下三个主要 GIS 数据结构进行表示和管理：

这三种基本数据类型可通过加入其他功能得到扩展，以便更好地管理数据完整性、构建地理关系模型（如网络连通性和流量）以及添加重要的地理行为。

每个 GIS 专题都包含数据集的集合

通常，GIS 用于处理多个不同数据集，其中，每个数据集都包含经地理配准从而定位到地球表面的特定要素的集合（如道路）所对应的数据。

GIS 数据库设计以一系列数据主题为基础，每个主题都具有特定的地理表现形式。例如，地理实体可表示为要素（如点、线和面）；表示为使用栅格的影像；表示为使用要素、栅格或 TIN 的表面；以及表示为表中保存的描述性属性。

在 GIS 中，通常按照数据主题对同类地理对象进行组织，这些数据主题包括宗地、水井、建筑物、正射影像和基于栅格的数字高程模型 (DEM) 等。精确且简单定义的地理数据集对有用的地理信息系统至关重要，而且基于图层的数据主题的设计也是一个关键的 GIS 概念。

地理表现形式按照一系列数据集或图层进行组织。大部分数据集都是简单地理元素的集合，这些元素包括路网、宗地边界集合，土壤类型、高程表面、某个日期的卫星影像、水井位置或地表水等。

在 GIS 中，通常按照要素类数据集或基于栅格的数据集对空间数据集合进行组织。

大多数数据主题都可利用单个数据集完满地表现出来，如土壤类型或水井位置等。而其他主题，如交通框架或表面高程等，则通常由多个数据集进行表示。例如，交通可以表示为分别针对街道、交叉路口、桥梁、高速公路匝道、铁路等的多个要素类。下表说明了表面高程如何使用多个数据集进行表示。

栅格数据集用于表示经地理配准的影像以及连续表面（如高程、坡度和坡向）。

常见的 GIS 表现形式

这些主题的集合可作为一个图层堆栈。每个主题都可作为独立于其他主题的信息集进行管理。每个主题都有自己的表现形式（如点、线、面、表面、栅格等的集合）。

由于图层经过空间配准，因此图层相互之间可进行叠加，并可在常见地图显示中进行组合。此外，面叠加等 GIS 分析工具可以融合数据图层之间的信息，以便发现并处理派生的空间关系。

任何有效的 GIS 数据库都将遵守这些常见的原则和概念。每个 GIS 都需要以这些术语描述地理数据的机制，也需要使用、管理和共享此信息的全套工具。

用户通过两种基本方式使用地理数据：

在 ArcGIS 中，按照常见主题的数据集组织同类地理对象集合，这些主题包括宗地、水井、道路、建筑物、正射影像和基于栅格的 DEM 等。

用户在 ArcGIS 中执行的许多操作都将数据集作为输入或创建出新的数据集作为结果。数据集也表现了在 GIS 用户之间共享数据的最常见方法。

数据集为以下各项提供了主数据源：

地图、globe 和 3D 场景：这些视图主要将地理信息显示为一系列地图图层。每个地图图层都引用一个特定的 GIS 数据集，并对其进行符号化和信息标注。以这种方式，地图图层使您的 GIS 数据集变得更加生动和形象。

2D 地图及 3D 场景中的地图图层可用于以符号表示和标注 GIS 数据集。此地图中包含城市、高速公路、州和县边界、水体以及河流的图层。以上每个图层均用于描绘一个特定的 GIS 数据集。

地理处理输入和派生的数据集：GIS 数据集是地理处理的常见数据源，对自动处理数据和 GIS 分析都非常有用。数据集通常用作输入，新生成数据集则派生自各地理处理工具的结果。

地理处理有助于通过一系列操作实现多个任务的自动处理，使这些任务能以单个步骤运行。这有助于创建可重复使用且详细记录的数据处理工作流。

用户还使用 ArcGIS 数据集来执行空间分析。

此模型说明了如何对新公园潜在场地进行标识和评级。适合的候选位置必须人口稠密，且不太靠近现有公园。

除了使用数据集外，用户也可使用数据集包含的单个元素。这些元素包括各要素、属性表的行和列、以及栅格数据集中的各个单元。例如，当通过指向宗地对其标识时，则会使用数据集中的各个数据元素：

在编辑要素时，则使用各个数据元素，如以下道路中心线编辑示例所示：

使用表时，用户使用行和列中包含的描述性信息，如下图所示：