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GIS基础知识 GIS的应用 GIS的类别 GIS的基本概念 GIS的构成 GIS的定义 主要内容 常用GIS软件 GIS的数据特征和数据类型 GIS的数据源 主要内容 地理信息 一切与空间位置有关的信息 如地面上所有地物信息 包括空间位置信息和属性信息地理信息系统GIS GeographicInformationSystem 顾名思义 地理信息系统是处理地理信息的系统 是在计算机软 硬件支持下 采集 存储 管理 检索 分析和描述地理空间数据 适时提供各种空间的和动态的地理信息 用于管理和决策过程的计算机系统 随着GIS的广泛应用 GIS数据采集和维护更新已经成为系统有效利用的关键之一 一 GIS的定义 二 GIS构成 GIS系统将描述位置 地方 的层信息结合在一起 通过这些信息可以使你更好地认识这个位置 地方 你可以按照需要选择运用哪些层信息 比如找一个更好的地段设立店铺 分析环境危害 通过综合城市中相同的犯罪 发现犯罪类型等等 地理信息系统包括 硬件系统 计算机主机 数据输入设备 数据存储设备和数据输出设备 软件系统 数据库与数据库管理系统 空间数据处理 空间数据分析 规划管理和决策模型以及信息显示与制图输出 地理空间数据 图形 图像 表格和数字等 系统开发 管理与使用人员 系统组织 管理 维护和数据更新等 业界对GIS的关注焦点是整合 1 计算机硬件系统 主机 输入设备 输出设备 存储设备 GIS的骨架 2 计算机软件系统 GIS的大脑 3 地理数据 GIS中有两种数据 一是空间数据 另外一种是属性数据 在建立GIS的最初阶段 数据采集和转换的经费往往高达整个系统的70 80 GIS的血液 4 管理和操作人员 图层 将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题 专题地图 以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为主要目的的地图 如水系图 旅游图 交通图 土地利用图等空间信息 描述地物所在位置的信息 数据 包括 点状要素 线状要素和面状要素属性信息 描述一定地物的特征的定性或定量指标 属性数据 三 GIS基本概念 专题图 数据结构 空间数据的存储格式 栅格数据 Raster 是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列 每个网格作为一个像元或像素 每个栅格单元只能存在一个值 如遥感影像 航片 扫描地形图等 矢量数据 Vector 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点 线 多边形等地理实体 可以通过矢量化将栅格数据变为矢量数据 多数GIS公司都做此工作 拓扑 Topology 在GIS中 我们可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的模型 一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制 而拓扑关系是指地理空间实体间的一种关系 这种关系不会因为地理空间实体的地理空间变换而改变 例如点在面内 线和面的空间关联关系等 在GIS中 拓扑的主要功能就是用于保证数据质量 同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架 在这个框架中 地理实体被赋予了行为 有效性规则 属性域以及默认值 利用这些特征 我们能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间 按功能 工具型GIS与应用型GIS工具型GIS 常称为GIS开发平台 GIS基础软件 通常为一组具有GIS功能的软件包 是建立应用型GIS的支撑软件 如ARC INFO MGE GENAMAP MapInfo MAPGIS GeoStar等 应用型GIS 在工具型GIS的支持下 利用工具型GIS的二次开发功能建立起来的 其基本功能和版权都依赖于工具型GIS 如基于ARC INFO的 厦门市城市规划 建设与管理信息系统 基于MAP INFO的大连市公安局地理信息系统 全国民航地理信息管理系统 四 GIS的类型 按研究对象的性质和内容 专题GIS与综合GIS专题GIS 具有特定的研究领域 服务领域和专业特点 如矿产资源信息系统 综合GIS 一般以国家 州 省等区域的综合研究和全面的服务为目标建立的 如加拿大国家信息系统 我国1 100万国土基础信息系统按数据结构 矢量型GIS 栅格型GIS和混合型GIS栅格型GIS 以栅格数据结构 既以规则的点阵象元来表示空间数据矢量型GIS 用矢量数据结构 即用精确的坐标值来表示点 线 面等地理实体 混合型GIS 矢量 栅格数据结构并存的GIS 1 GIS的主要作用制图 对于90 的用户 最重要的应用是制图 制作各种专题地图 查询 用户可以在地图上进行查询 看到表示于地图上的查询结果 分析 空间分析是指为制定规划和决策 应用逻辑或数学模型分析空间数据 2 GIS的应用市政建设与管理城市规划企业决策资源管理地质矿产医疗保健 城市交通邮电通讯市场销售房地产水利电力环保旅游教育公安消防军事 五 GIS的应用 1 地图数据2 遥感数据3 文本资料 各行业 部门有关法律文档 行业规范 技术标准 条例等 4 统计资料 如人口 基础设施 兵要地质等 5 实测数据 野外实测 GPS 6 多媒体数据 辅助GIS的分析和查询 7 已有系统的数据 数据共享和交换 六 GIS的数据源 1 空间数据的特征空间数据具有三个基本特征 1 属性特征 用以描述事物或现象的特性 即用来说明 是什么 如事物或现象的类别 等级 数量 名称等 2 空间特征 用以描述事物或现象的地理位置 又称几何特征 定位特征 如界桩的经纬度等 3 时间特征 用以描述事物或现象随时间的变化 例如人口数的逐年变化 2 空间数据的类型根据空间数据的特征 可以把空间数据归纳为三类 1 属性数据 描述空间数据的属性特征的数据 也称非几何数据 即说明 是什么 如类型 等级 名称 状态等 2 几何数据 描述空间数据的空间特征的数据 也称位置数据 定位数据 即说明 在哪里 如用X Y坐标来表示 3 关系数据 描述空间数据之间的空间关系的数据 如空间数据的相邻 包含等 主要是指拓扑关系 拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法 七 GIS的数据特征和数据类型 GIS软件产品开发商MapGIS中国地质大学信息工程学院吉奥之星 GeoStar 武汉测绘科技大学GIS研究中心Intergraph鹰图公司SuperMap中科院地理信息产业中心citystar北京大学ViewGIS 地理信息之窗 北京资信技术电子开发公司MapEngineer北京朝夕科技有限责任公司ARCGISESRIInc 美国环境系统研究所 MapInfoMapInfoInc 八 常用GIS软件简介 1 GIS软件的基本功能 数据采集与输入 地图编辑 空间数据管理 空间分析 地形分析 数据显示与输出 2 ARCGIS软件简介 ArcGIS具有统一 严整 完备 可伸缩集成体系结构的系列GIS平台 具有灵活 可扩展的C S与B S结合的体系结构 为用户从低到高多层次的应用需求提供了更加完善 更加开放 可扩展性更强的解决方案 由以下几部分组成 桌面GIS ArcGISDesktop ArcMap ArcReader ArcView ArcEditor ArcInfo和扩展模块 ArcInfo是以矢量数据结构为主体的GIS系统 它是通过关系数据库管理属性数据 嵌入式GIS ArcGISEngine是一个完整的嵌入式GIS组件库和工具包 使用ArcGISEngine 开发者在C C NET和Java环境中使用简单的接口获取任意GIS功能的组合来构建专门的GIS应用解决方案 服务器GIS ArcGISServer ArcIMS和ArcSDE ArcGISServer是一个应用服务器 它包含一个可共享的GIS软件对象库 能在企业和Web计算框架中建立服务器端的GIS应用 ArcIMS是通过开放的Internet协议发布地图 数据和元数据的可伸缩的网络地图服务器 ArcSDE是在各种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器 移动GIS ArcPad 支持GPS的无线移动设备 越来越多地应用在野外数据采集和信息 ARCGIS9的系统架构 点 线 面图层 属性信息 ArcGIS遵循国际通用标准 结合最先进的IT技术 既保证系统的先进性 又保证系统的资源共享和开放 ArcGIS系列软件具有强大的分析功能 如 缓冲区分析 Buffer 地统计分析 叠加分析 Overlay 拓扑分析 最佳路径分析 网络分析 三维分析 栅格分析 追踪分析 流域分析 径流分析 洪水淹没模拟 河道剖面分析 河流追溯分析 坝址分析等 支持水利模型 可以说ArcGIS为水利信息化提供了一个非常好的基础平台 将信息系统真正建成了决策支持系统 最佳路径分析 缓冲区分析 三维分析 地统计分析 2 Mapinfo软件简介 Mapinfo是美国MAPINFO公司推出的适用于不同平台的GIS系统 在PC桌面平台上其占有相当大的市场 Mapinfo是以矢量数据结构为主体的GIS平台 对空间数据管理采用无拓扑矢量结构 具有强大的符合工业界数据库标准的管理系统 在城市规划 行政管理等方面得到广泛应用 它的主要优势是在空间数据库管理和分析方面 简单易学 实用 而且桌面制图功能强 4 MapGIS软件简介 MAPGIS是中国地质大学信息工程学院武汉中地信息工程有限公司自行研制开发的地理信息系统 是国产优秀的桌面GIS软件 它属于矢量数据结构GIS平台 主要优势功能有 将空间数据数字化输入 编辑 拓扑一体化 具有强大的制图功能 包括各种专题图例符号的制作较其它软件方便灵活得多 基本上完成了GIS方方面面的分析功能 数据格式 wl线文件 wp