第1章 · GIS 核心理论基础与数学模型

第1章 · GIS 核心理论基础与数学模型

章节摘要：GIS 的一切从坐标系和数据模型开始。本章讲地球形状、空间参照系、矢量栅格数据模型——GIS 开发的数学根基。

阅读收获

阅读完本章，你应当能够：

1. 理解坐标系和地图投影
2. 区分地理坐标系和投影坐标系
3. 区分矢量模型和栅格模型

核心概念速览

坐标系定"位置怎么表达"，数据模型定"空间信息怎么组织"——GIS 的两块基石。

子章节导航

1.1 地球形状与空间参照系 (CRS)

坐标系、投影、EPSG 编码。

1.2 空间数据模型

矢量模型（点线面）和栅格模型（像元）。

子章节之间的逻辑关系

1.1 坐标系（位置怎么表达）
1.2 数据模型（信息怎么组织）
​

先定位置表达，再定信息组织——GIS 数据的根基。

为什么这一章最难也最值得学

坐标系的坑不会在入门时暴露，而是在系统上线后被用户一句"点位偏了几百米"炸出来。很多团队把大量精力花在前端特效上，却忽略了数据本身说没对齐。这一章就是把"地基"打牢：你不需要背下所有投影公式，但必须知道数据上的 EPSG 编码代表什么、混用了会出什么问题、转换的代价有多大。同理，矢量栅格的选择直接决定后面数据库表结构、渲染方式和分析算法的走向——选错了模型，后面每一步都在还债。

学习检验

读完本章后，试着回答下面几个问题，答不上来就回到对应小节再看一遍：

1. 一份数据写的是 WGS84 经纬度，地图底图是 Web 墨卡托，直接叠上去会发生什么？
2. 为什么墨卡托投影下格陵兰岛看起来和非洲差不多大？
3. 一份房屋面数据该用矢量还是栅格？一份遥感影像呢？
4. ST_Transform 函数解决的是什么问题，使用它需要什么前提？
5. 坐标系混用通常发生在哪些环节（入库、发布、前端、导出），怎么预防？

能清楚回答这些问题，说明你掌握了 GIS 开发的第一块基石。第 2 章开始，我们把这些数据装进数据库。

前置知识与后续延伸

• 前置：基本的地理和数学常识
• 后续：第 2 章讲这些数据怎么存储管理