GIS基础培训 基础知识教程

1、方正国际软件有限公司,Founder International Co.,Ltd,方正信息产业集信息技术之大成，提供,IT,服务、软件,硬件和数据运营在内的综合解决方案,Founder Information Industry is a leader in the,information technology, providing comprehensive,solutions, including IT services, software, hardware,and data operation,GIS,基础知识培训,Page2,目,录,GIS,基本概念,GIS,坐标系统与地图投影,空间数

2、据结构,空间数据变换,GIS,空间数据库,GIS,空间分析,GIS,常用术语,总结,Page3,GIS,基本概念,GIS,的定义,地理信息系统,Geographic Information System,即,GIS,地理,信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为,地理信息系统建设提供环境；数据是,GIS,的重要内容；方法为,GIS,建设提,供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调,其它几个组成部分,GIS,是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以,计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。这是,GIS,的本质，也是核,心,从,应,用的

3、角度看,GIS,是由,软,件、硬件、数据、用,户,和方法,组,成,用,户,软,件,硬件,地理,空,间,数据,数据,系,统,灵魂和生命，比例尺、数据,现势,性、数据精度,数据格式、数据采集和,维护,硬件,各种,设备,计,算机和网,络设备,存,储设备,数据,输,入,显,示和,输,出的外,围设备,等,软,件,操作系,统软,件,数据,库,管理,软,件,系,统,开,发软,件,GIS,软,件等,用,户,GIS,服,务,的,对,象，分,为,一般用,户,和从事建立,维护,管理和更新的高,级,用,户,GIS,的组成,GIS,基本概念,返回,GIS,功能,数据采集与编辑功能，属性数据编辑与分析，制图功能，空间数据

4、库管,理功能，空间分析功能，拓扑空间查询，缓冲区分析，叠置分析，空间,集合分析，数字高程模型的建立,GIS,基本概念,返回,GIS,应用领域,资源管理、资源配置、城市规划和管理、土地信息系统和地籍管理、生,态、环境管理与模拟、应急响应、地学研究与应用、商业与市场、基础,设施管理、选址分析、网络分析、可视化应用、分布式地理信息应用,GIS,基本概念,返回,GIS,坐标系统的定义,GIS,处理的是空间信息，而所有对空间信息的量算都是基于某个坐标系统,的，因此,GIS,中坐标系统的定义是,GIS,系统的基础，正确理解,GIS,中的坐标,系统就变得尤为重要,坐标系统的定义由基准面和地图投影两种参数来确

5、定，而基准面的确定则,由特定椭球体及其对应的转换参数确定,我国常用的三种基准面为北京,54,基准面、西安,80,基准面,WGS84,基准面,这三种基准面确定了三种大地坐标系。在,GPS,全球定位所得结果都采用,的是,WGS84,坐标系,Page7,GIS,坐标系统与地图投影,GIS,坐标系统的种类,Plannar Coordinate System,平面坐标系统，或者,Custom,用户自定义坐,标系统,Geographic Coordinate System,地理坐标系统,Projection Coordinate System,投影坐标系统,三种坐标系统的关系,三种,GIS,坐标系统并不是

6、完全独立的，各自都有各自的应用特点。如平面,坐标系统常常在小范围内不需要投影或坐标变换的情况下使用，在,Arcgis,中，默认打开数据不知道坐标系统信息的情况下都当作,Custom CS,处理,也就是平面坐标系统。而地理坐标系统和投影坐标系统又是相互联系的,地理坐标系统是投影坐标系统的基础之一,Page8,GIS,坐标系统与地图投影,GIS,中地图投影的定义,GIS,中地图投影是为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾，用几何,透视方法或数学分析的方法，将地球上的点和线投影到可展的曲面,平面,园柱面或圆锥面,上，将此可展曲面展成平面，建立该平面上的点、线,和地球椭球面上的点、线的对应关系,常用

7、地图投影,高斯,克吕格投影,Gauss-Kruger Projection,墨卡托投影,Mercator Projection,UTM,投影,Universal Transverse Mercator Projection,，即通用横轴墨,卡托投影,Page9,GIS,坐标系统与地图投影,高斯,克吕格投影,Gauss-Kruger Projection,高斯,克吕格投影：是一种“等角横切圆柱投影,高斯,克吕格投影分带：六度带和三度带,高斯,克吕格投影坐标：以中央经线投影为纵轴,x,赤道投影为横轴,y,两,轴交点即为各带的坐标原点。纵坐标以赤道为零起算，赤道以北为正，以,南为负。我国位于北半球，

8、纵坐标均为正值。横坐标如以中央经线为零起,算，中央经线以东为正，以西为负，横坐标出现负值，使用不便，故规定,将坐标纵轴西移,500,公里当作起始轴，凡是带内的横坐标值均加,500,公里,由于高斯,克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对,值，所以各带的坐标完全相同，为了区别某一坐标系统属于哪一带，在横,轴坐标前加上带号，如,4231898m,21655933m,其中,21,即为带号,Page10,GIS,坐标系统与地图投影,返回,墨卡托投影,Mercator projection,墨卡托投影，是正轴等角圆柱投影。由荷兰地图学家墨卡托,G.Mercator,于,1569,年创拟。假想

9、一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角,条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，即得本投影。墨,卡托投影在切圆柱投影与割圆柱投影中，最早也是最常用的是切圆柱投影,Page11,GIS,坐标系统与地图投影,返回,Page12,空间数据结构,矢量数据结构,矢量数据结构,通过记录空间,对象的坐标及其空间关系来表达,地理实体的一种数据结构,A,点实体：记录点坐标和属性,代码,B,线实体：记录两个或一系列,采样点的坐标，并加属性代码,C,面实体：记录边界上一系列,采样点的坐标，由于多边形封闭,边界为闭合环，加面域属性代,码,Page13,空间数据结构,栅格数据结构,栅格数据结构,是指将地

10、表区,域划分为大小均匀紧密相邻的网,格阵列，每个网格作为一个象元,或象素由行、列定义，并包含一,个代码表示该象素的属性类型或,量值,A,点实体：由单个像元来表达,B,线实体：由在一定方向上连,接成串的相邻像元的集合来表达,C,面实体：由聚集在一起的相,邻像元的集合来表达,矢量数据结构与栅格数据结构比较,Page14,空间数据结构,返回,空间数据变换,空间数据的坐标变换,几何校正,投影转换,Page15,空间数据变换,空间数据结构的转换,由矢量向栅格转换,由栅格向矢量转换,Page16,返回,GIS,空间数据库,空间数据库的概念,以特定的信息结构和数据模型表达、存储和管理从地理空间中获取的某类,

11、空间信息，以满足不同用户对空间信息需求的数据库,常用的空间数据库类型,ArcSDE,空间数据库,Oracle Spatial,空间数据库,Super Map,空间数据库,GeoBean,空间数据库,管理空间数据库的软件,EzSpatial,空间数据库管理系统,Page17,返回,空间叠置分析,如何,为,一公,园,选择,合理,位置,依山傍水,交通方便,较,安,静,要,求,方案,2,条件,2,方案,1,条件,1,处,理、分析,空,间,分,析,算法,现实,世界,获,取,水系信息,地形信息,道路信息,植被信息,等,空,间,数据,库,存,储,GIS,空间分析,应用例子：选址问题,缓冲区分析,应用例子：分

12、析辐射范围或影响度,Page19,GIS,空间分析,网络分析,应用例子：求最短路径。如,EzRouter,路径规划系统,Page20,GIS,空间分析,返回,GIS,常用术语,3S,技术,3S,技术是地理信息系统,Geography informationsystems,GIS,遥感技,术,Remote sensing,RS,和全球定位系统,Global positioning systems,GPS,的统称,全球四大卫星定位系统,中国北斗卫星导航系统与美国的,GPS,俄罗斯的,Glonass,格洛纳斯,欧,洲的,Galileo,伽利略,并称为全球四大卫星定位系统,空间参考系统,采用特定参考椭

13、球、大地基准面和投影类型的空间定位框架体系,地图坐标系是由大地基准面和地图投影确定的,Page21,WGS,一,84,坐标系,World Geodetic System,一种国际上采用的地心坐标系。属于地心坐标系，它是,美国国防局为进行,GPS,导航定位于,1984,年建立的地心坐标系,1985,年投入使用,几何意义：坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的之轴指向,BIH,国际时,间,1984.0,定义的协议地球极,CTP,方向，调轴指向,BIH 1984,0,的零子午面和,CTP,赤道的交点,Y,轴与,Z,轴,X,轴垂直构成右手坐标系，称为,1984,年世界大地,坐标系统,元数据,关于数

14、据的数据，对数据库内容的全面描述,其目的是促进数据集的高效利用和充,分共享,数据字典,数据字典是描述数据库中各种数据属性与组成的数据集合，是数据库设计与管理的,有力工具,Page22,GIS,常用术语,矢量数据,通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体分布的一种数据组织方,式,栅格数据,将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个网格单元内赋予空间对象,相应的属性值,影像地图,是一种带有地面遥感影像的地图，是以航空和航天遥感影像为基础，经几,何纠正，配合以线划和少量注记，将制图对象综合表示在图面上的地图,影像分辨率,构成一个数字卫星影像图像的最小正方形面积单位,像素,的边长大小,Page23

15、,GIS,常用术语,GIS,常用术语,5D,数字高程模型,DEM,Digital Elevation Model,数字线划地图,DLG,Digital Line Graphic,数字栅格地图,DRG,Digital Raster Graphic,数字正射影像图,DOM,Digital Orthophoto Map,可量测实景影像,DMI,Digital Measurable Image,DEM,定义在,X,Y,域离散点，以高程表达地面起伏形态的数字集合,DLG,数字线划地图是现有地形图基础上的矢量数据集，并且还保存有要素间的,空间关系相关属性信息，主要用于各种地理信息系统,Page24,DRG

16、,数字栅格地图是模拟纸质地图的数字化产品，经过扫描、纠正、图像处理,与数据压缩，形成在内容、几何精度和色彩上与地图完全一致的计算机栅,格文件,DOM,用数字形式储存的正射影像图。它是经过像元纠正、影像镶嵌等一系列处,理后形成的影像平面图，带有坐标格网和图廓整饰，其上可叠加线画要素,文字注记等,DMI,指在一体化集成融合管理的时空序列上，具有像片绝对方位元素的航空,航天、地面立体影像的统称,Page25,GIS,常用术语,拓扑关系,拓扑关系：指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。包括拓,扑邻接、拓扑关联、拓扑包含,GIS,数据质量,GIS,的数据质量，是指,GIS,中空间数据,几何数据

17、和属性数据,的可靠性，通,常用空间数据的误差来度量,误差是指数据与真值的偏离,TIN,利用区域有限个点集将区域划分为互不交叉、互不重叠且相连的三角面网,络来模拟地形表面的数据模型,Page26,GIS,常用术语,总结,GIS,是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理,环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有,关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取,组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用,目前,GIS,在科学界、技术界和商业界，在社会、经济和管理部,门全面发展和推广应用,Page27,返回,公司产品,Page28,公安行业产品,Page

18、29,标,准,体,系,警用地理信,息数据库,标准地址数,据库,业务地理关,联数据库,数据,库,基,础,GIS,软,件,中,间,件,信息通信网,络,数据服,务,器,平台服,务,器,地,图,服,务,器,图,形工作站,数据采,集更新,维护,工,具集,跨平台地,图,服,务,集,业务,集成服,务,集,警用基,础应,用,功能服,务,集,基,础,功能模板,界面流程,业务,定制服,务,集,平台运,行,维护,管理工,具集,业务应,用分析,工具集,运,行,管,理,保,障,体,系,共享服,务,集,服,务,运,行,环,境,服,务,层,业务应,用模板,数,据,层,门户,安,全,保,障,体,系,应,用,层,工,具,集,业,务,层,人,