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3 GIS技术的研究
3.1 GIS的基本概念
(l)信息与数据
信息是现实世界在人们头脑中的反映。人们用数字、文字、符号、语言、图形、图像、声音等把它们记录下来，进行交流、传递或处理。信息向人们提供关于现实世界各种事实的知识。
对计算机而言，数据是指输入到计算机并能被计算机进行处理的一切信息(数字、文字、符号、声音和图像等)，在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具。信息与数据是不可分离的，信息是数据的内涵，一数据是信息的表达和载体。
(2)空间数据与地图
空间数据是以点、线、面等方式采用编码技术对空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。位置信息用定位数据来记录，非定位信息用属性数据来记录。
地图是空间数据的一种表示方法，它是表示客观事物的地理分布及其相互联系的空间模型，是反映地理实体的图形，是对地理实体的简化和再现。它不仅能够反映客观事物的瞬时存在，而且能反映自然界的动态变化:不仅能反映某事物独立存在的属性。而且能够反映诸多事物的空间分布、组合和相互联系及其在时间上的变化。
(3)地理信息和地学信息
地理信息是表征地理系统诸多要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他信息的最显著的标志。
地学信息所表示的信息范围更为广泛，他不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。它具有无限性、多样性、灵活性、共享性等特点。
(4)信息系统与地理信息系统
能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统成为信息系统。信息系统的四大功能为数据采集、管理、分析和表达。在计算机时代信息系统都部分或全部由计算机系统支持，并由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成。
地理信息系统(GIS)是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支
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持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
(5)GIS环境下的城镇土地定级估价信息系统
GIS环境下的城镇土地定级估价信息系统是利用GIS的空间数据库技术、GIS的空间分析功能与城镇土地分等定级在GIS软件基础上实现的具有空间数据管理、城镇土地自动定级和估价、空间查询统计、图文输出等功能的土地定级估价专业信息系统。 3.2 GIS的组成
系统硬件 空间 数据 系统软件 GIS 用户（GUI）
应用模型 图3-1 地理信息系统结构示意图
如图3-1所示，地理信息系统的基本构成一般包括以下5个主要部分:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
GIS的硬件系统主要用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间数据，它由GIS主机、GIS外部设备、GIS网络设备组成。计算机是GIS的主机，它是硬件系统的核心，包括主服务器到桌面工作站，用作数据的处理、管理与计算。GIS外部设备包括输入设备的数字化仪、扫描仪和全站型测量仪等，输出设备的绘图仪、打印机和高分辨率显示装置等，以及数据存储与传输设备的磁带机、光盘机、活动硬盘和硬盘阵列等。GIS网络设备包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。
GIS软件是地理信息系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和图形用户界面(GUI)等。按其功能分为:GIS专业软件，数据库软件和系统管理软件等。
地理信息的操作对象是空间数据，它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。空间数据的表达方式可以采用矢量数据结构和栅格数据结构。空间数据由具体应用的数据库管理系统进行管理。
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GIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户，他们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的关键。
GIS应用模型的构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素，虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一专业应用目的的解决，必须通过构建专门的应用模型，例如土地利用适应性模型、洪水预测模型、人口扩散模型、森林增长模型等。 3.3 GIS的功能
由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一高新技术，它包含了处理地理信息的基本功能和应用功能。
GIS的基本功能有: (l)数据采集和编辑。 (2)数据存储和管理。
(3)数据处理和变换，主要包括:数据变换，指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等;数据重构，指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、数据转换等;数据抽取，只对数据从全集合到子集的条件提取，如类型选择、窗口提取和空间内插等。
(4)空间分析和统计，包括拓扑叠置分析、缓冲区分析、数字地形分析、空间集合分析
(5)产品制作与显示，产品主要是指由GIS处理和分析产生具有新的概念的内容，可以直接输出专业规划或决策人员使用的各种地图、图像、图表或文字说明。
(6)二次开发和编程，主要是指GIS软件能够为用户提供二次开发环境，用户可以根据自己的需求非常方便的编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户应用界面，完成用户自己的应用功能。
GIS的应用功能主要包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策等。 3.4空间数据库技术 3.4.1空间数据库
由于传统数据库在空间数据的表示、和检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一新的数据库研究领域。它涉及计算机科学、地理学、地图制图学、图像处理等多个学科。
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空间数据库技术利用关系数据库管理系统(RDBMS)来管理空间数据，主要解决存储在关系数据库中的空间数据与应用程序之间的数据接口问题，即空间数据库引擎 SDE(spatial Database Engine）。更确切地说，空间数据库技术是解决空间数据对象中几何属性在关系数据库中的存取问题，其主要任务是:(1)用关系数据库存储管理空间数据;(2)从数据库中读取空间数据，并转换为GIS应用程序能够接收和使用的格式；(3)将GIS应用程序中的空间数据导入数据库，交给关系数据库管理。因此空间数据库技术是空间数据进出关系数据库的通道。
空间数据库的数据存储模式经历了三个阶段它们分别是:拓扑关系数据存储模式、 oraclespatial模式和 ArcSDE模式。拓扑关系数据存储模式是将空间数据存在文件中，而将属性数据存在数据库系统中，二者以一个关键字建立联系，这样分离存储的方式由于存在数据的管理和维护困难、数据访问速度慢、多用户数据并发共享容易发生冲突等问题而不适用本系统。而 Oracle Spatial实际上只是在原来的数据库模型上进行了空间数据模型的扩展，实现的是“点、线、面”等简单要素的存储和检索，所以它并不能存储数据之间复杂的拓扑关系，也不能建立一个空间几何网络。ArcsDE解决了这些问题，并利用空间索引机制来提高查询速度，利用长事务和版本机制来实现多用户同时操纵同一类型数据，利用特殊的表结构来实现空间数据和属性数据的无缝集成等等。
空间数据库和一般的数据库相比，具有以下特点:
(l)数据量大，地理数据是一个复杂的综合体，要用空间数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其数据量往往很大。
(2)不仅有地理要素的属性数据(与一般数据库中的数据性质相似)，还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这种两种数据之间具有不可分割的关系。
(3)数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设。
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4 基于GIS技术的城镇土地定级研究
4.1基本技术路线：
图4-1 技术路线图 全部的CAD格式的图形 在Arcinfo中转化成DXF格式的文件 单元图 矢量图形转化 规划条件 限制作用分值图 基础设施作用分值图 公用设施作用分值图 环境条件作用分值图 人口密度作用分值图 道路通达度分值图 对外交通作用分值图 商服繁华1作用分值图 商服繁华2作用分值图 转成SHAPE文件，在Arcinfo中重新建立多边形的拓扑关系，在将其多边形文件进行转栅格图 转成SHAPE文件，在Arcinfo中重新建立线的拓扑关系，再利用各自对应的参数值进行建TIN，建立各自的DEM 单元图 利用各种参数的权重，进行栅格图层叠加处理，然后在按单元图形进行划分，分等定级 结果图
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