第四章 地理信息科学ppt课件

1、第四章 地理信息科学,第一节 概述,地理 信息 系统 GIS,Geographic Information System(北美) Geographical Information System(欧洲) 地理信息科学 Geographical Information Science,传统地图在分析、表达空间信息上的局限性,信息负荷量小(幅面限制、内容重叠限制) 量算、统计精度低 查找、分类、重新分类不方便 复杂分析难以进行 地图和地图、地图和其它信息之间建立联系不便。 更新复杂，特别是局部更新工作量大,地理信息系统的出现,1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探索领域： 土地资

2、源分析和成果表达 (Terry Coppock, CGIS，R. Tomlinson ) 交通问题研究 (Duane Marble) 计算机地图制图 (David Bickmore & Ray Boyle) 景观规划、设计 (McHarg) 人口统计 (美国人口普查DIME) 遥感信息的利用 奥地利地籍管理,GIS的出现和发展,1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探索领域： 第一个地理信息系统CGIS（加拿大地理信息系统）-1962年 1970年代侧重技术研究。 1980年代开始实用。GIS软件通用化、商品化，各种实用系统大量涌现。 1990年代推广、普及。软件进一步改进。

3、易学易用。 21世纪广泛应用，走向大众化。,地理信息系统的发展动力,社会需要 技术可能 计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积缩小，管理维护简便。 计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降。 网络通讯：局域网轻而易举，远程网、互联网方兴末艾。 计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发工具、应用集成、多民族语言。 数据获取：航测、遥感、卫星定位系统，野外现场数字化采集。 政府推动 基础数据的公益化 美国：National Spatial Data Infrastructure 欧洲：European Data In

4、frastructure 人才培训与科学研究,第二节 遥感信息技术（RS）,一、遥感的概念和类型,1.遥感的概念 ：遥感通常有广义理解和狭义理解 广义理解，遥感是一种不通过直接接触目标物而获得其信息的一种新型的探测技术。 狭义理解，遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。,遥感主要研究的内容：物理基础：波普特性、成像机理、波段响应、反演技术；遥感平台：传感器设计、运载工具、通讯技术；信息提取：辐射校正、传输模型、提取方法；技术应用：实时处理、三维表达、应用开发,2.遥感的类型,遥感的分类方法有很多，主要有

5、下列4种。 (1)按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。 (2)按传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。 (3)按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像遥感和非成像遥感。,(4)按遥感的应用领域分：从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等；从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、水文遥感、工程遥感及灾害遥感、军事遥感等。,二、遥感的特点,1.大面积的同步观测 2.实效性 3.数据的综合性和可比性 4.经济性 5.局限性,三、遥感发展简史,1.国外发展历程 2.国内发展历程,四、遥

6、感应用,地质遥感,2.水体遥感,3.植被遥感,土壤遥感,第三节 地理信息系统,一、地理信息系统的基础 信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。信息具有客观性、实用性、传输性、共享性等特点。,数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。 地理数据是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。,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，是对地理数据的解释。在地理信息中，其位置是通过

7、数据进行标识的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性。,2.地理信息系统的分类,3.地理信息系统的构成,一个完整的GIS主要由五个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据(或空间数据)、GIS人员(开发人员和用户)和应用模型。其核心部分是计算机系统(软件和硬件)，空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。,4.地理信息系统的基本功能,数据的采集、检验和编辑。数据格式化、转换、概化，通常称作数据的操作。数据的存储与组织。查询、检索、统计、计算功能。空间分析是地理信息系统的核心功能。空间分

8、析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。空间分析在地理学研究中有着悠久的历史与传统，数学概念与方法的引入，并从统计方法扩展到运筹学、拓扑学等方法的应用，进一步促进其定量分析的能力。输出与显示。二次开发和编程。,二、地理信息系统的发展,1.国外发展概况 2.国内发展概况,准备阶段。19781980年，主要进行舆论准备，正式提出倡议，并且建设队伍、组织个别实验研究。 实验阶段。20世纪80年代，我国开始引进国外的GIS技术，进行GIS的试验，研究数据规范和标准、空间数据库建设、数据处理和分析算法及通用GIS软件的设计与开发等。,发展与应用阶段。20世纪90年代以来，我国GIS进入全面发展阶段。 这一时期GIS主要应用在以下几个方面：自然资源与环境调查、评估、利用决策；如土地资源评价信息系统，利用GIS对中国农业资源分析实验，红壤资源信息系统的研制与应用等。灾害预警与损失评估；如黄河三角洲水冰险情预警信息系统研究等，洪水灾情评估信息系统，利用GIS建立曹娥江上游洪泛区洪水演进模型等。城市规划与管理；如GIS支持下进行城市土地定级估价，土地利用总体规