环境地理信息系统技术基础

环环 境境 信信 息息 系系 统统2011年 3月 8日第 3节 环境地理信息系统环境督察中心环境督察中心 为环保部派出的执法监督机构，是部直属事业单位。 职责如下：1、监督地方对国家环境政策、法规、标准执行情况；2、承办重大环境污染与生态破坏案件的查办工作；3、承办跨省区域和流域重大环境纠纷的协调处理工作；4、参与重、特大突发环境事件应急响应与处理的督查工作；5、承办或参与环境执法稽查工作；6、督查重点污染源和国家审批建设项目 “ 三同时 ” 执行情况；7、督查国家级自然保护区（风景名胜区、森林公园）、国家重要生态功能保护区环境执法情况；8、负责跨省区域和流域环境污染与生态破坏案件的来访投诉受理和协调工作；9、承担总局交办的其他工作。 一、地理信息系统（ GIS）二、环境地理信息系统技术基础三、空间问题论述四、空间数据处理方法五、环境信息的空间分析六、环境信息空间查询第 3节 环境地理信息系统51. 地理信息与 GIS的概念和特征2. GIS的发展历史和趋势3. GIS的组成与功能4. GIS与相关学科的关系一、地理信息系统（ GIS）6一、地理信息系统（ GIS） 地理信息系统（ GIS） 地理信息系统 Geographic Information Systems ，简称 GIS。 地理信息系统以表征地球表层空间地理现象和事物的地理空间数据和信息为特定的运作对象。7GIS基本概念 地理信息系统（ GIS） 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对 空间相关数据空间相关数据 进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。 （张超 华东师范大学 ） 地理信息系统是用于 输入、存储、查询、分析和显示输入、存储、查询、分析和显示 地理数据的计算机系统。 （ Kang-tsung Chang University of Idaho ）究竟哪个概念最合适或者准确呢？8一、地理信息系统（ GIS） 地理信息系统（ GIS） 面向数据处理过程的定义 认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析与输出等子系统组成。 面向专题应用的定义 按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统、投资环境评估信息系统、城市交通管理信息系统等等。9一、地理信息系统（ GIS） 地理信息系统（ GIS） 工具箱（ Toolbox）定义 认为地理信息系统由复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法所组成。 数据库定义 认为地理信息系统是许多特殊的空间分析方法与数据管理系统的结合。10一、地理信息系统（ GIS） 信息（ Information） 信息是人们获得信息前后对事物认识的差别。（狭义信息论） 信息是指主体（人、生物和机器）与外部客体（环境、其他人、生物和机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间一切有用的消息和知识，是表征事物特征的一种普遍形式。（广义信息论）显示器主机音响 信息11一、地理信息系统（ GIS） 地理数据 地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。 地理数据的基本特征 空间位置特征 属性特征 时态特征12一、地理信息系统（ GIS） 地理数据 地理数据与一般数据的本质区别 空间位置特征 空间特征数据与属性数据之间具有一一对应关系13一、地理信息系统（ GIS） 地理信息 地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。 地理信息与一般信息的区别 区域性 多维性 动态性14一、地理信息系统（ GIS） 地理信息系统与一般信息系统的区别 地理空间数据和信息的特殊复杂性 必须具备科学可视化功能 区域性和多层次 数据量较大 注重空间分析15 GIS构成 计算机硬件系统 计算机软件系统 地理数据（空间数据） 系统管理操作人员一、地理信息系统（ GIS）GIS计算机硬件系统计算机硬件系统计算机软件系统计算机软件系统地理数据地理数据系统管理操作人员系统管理操作人员16 GIS构成 计算机硬件系统 计算机 服务器 、小型机（ minicomputer） 、工程工作站（ Engineering Workstation） 、 微机等 数据 输 入 设备 键盘 、 数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量仪、 GPS接收仪一、地理信息系统（ GIS）171819一、地理信息系统（ GIS） GIS构成 计算机硬件系统 数据存 储设备 磁 盘 、磁 带 、光 盘 数据 输 出 设备 图 形 图 像 显 示 设备 、硬拷 贝输 出 设备 交互 设备 鼠 标 、 跟踪球与游戏杆、 VR设备、 触摸屏20一、地理信息系统（ GIS） GIS构成 计算机软件系统 操作系统 操作系统 具有硬件 资 源的管理、承担硬件与 软 件交互和用 户 接口等功能。 正如所有 应 用 软 件必 须 运行在某个操作系 统 之上一 样 ，不同的GIS软 件也必 须 运行在某种操作系 统 之上。 GIS运行主要操作系 统MS DOS、 Windows95/98、 Windows NT/2000、 Windows XP、OS/2、 Mac System、 UNIX 等。21一、地理信息系统（ GIS） GIS构成 计算机软件系统 GIS软 件 ARC/INFO、 ARCVIEW MICROSTATION/MGE MAPINFO ERDAS Super Map2223一、地理信息系统（ GIS） GIS构成 空间数据 空间数据是 GIS的基础和核心，是 GIS的各项功能赖以实现的基础，也是占用经费和时间最多的一项。24一、地理信息系统（ GIS） GIS构成 系统管理操作人员 GIS的使用比较复杂，需要具有一定的经验和许多专门知识，具体而言，主要包括： 地理学、地图学、计算机和信息科学方面的知识 使用 GIS软件的经验 了解空间数据模型和空间数据结构 能够利用 GIS进行空间分析25一、地理信息系统（ GIS） GIS类型 专题地理信息系统（ Thematic GIS） 具有有限目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务。例如森林动态监测信息系统、水资源管理信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统等。 区域信息系统（ Regional GIS） 以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级的、省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服务的区域信息系统。 地理信息系统工具（ GIS Tools） 具有地理信息系统基本功能的软件包。26一、地理信息系统（ GIS） GIS的功能 数据的采集、检测与编辑 数据采集和输入指地理信息系统从现实世界的观测，以及从现存文件、地图中获取地理空间数据，并输入到计算机中。 采集方法 通用的计算机方法，如利用键盘、扫描仪等。 GIS及相关领域的专业方法，如利用全站仪采集地理空间数据，利用数字化仪从原有地图上采集并输入到计算机中。27一、地理信息系统（ GIS） GIS的功能 数据处理 检验与编辑 格式化 数据转换 数据概括28检验与编辑 地理空间数据输入到 GIS中之后，需要进行检验，并按照 GIS数据库的要求进行编辑与修改，以保证数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性、美观、正确性、适宜于用于的具体需求等。一、地理信息系统（ GIS）29格式化 格式化功能是使 GIS中的数据转换为