第一章城市信息系统概述

1、引言 n引例 n本课程的目标与任务 n城市地理信息系统相关技术 计算机技术，CAD技术 数据库及数据库管理系统 DB 3.4 地理信息系统（GIS） GIS的要素 n地理数据 地球投影：圆锥、圆柱、平面 分类表达：地形要素 n信息系统 空间数据库 n计算机系统 数据管理分析软件 GIS构成 数据输入数据输入 Data input 数据库数据库 Database 数据操作数据操作Data manipulation 查询分析查询分析 Query and Analysis 输出与可视化输出与可视化 Output and Visualization 结构化查询语言(SQL) nStructured Q

2、uery Language (SQL) n用途：所有数据库的标准化查询语言 n基本结构 Select From Where n对于空间数据库的查询，有一些空间限定 条件，如intersect(obj1,obj2) What is a GIS? A system of hardware, software and procedures designed to support the capture, management, manipulation, analysis, modeling and display of spatially referenced data for solving c

3、omplex planning, management and research problems. 硬件、软件、过程体系，实现对空间数据的 获取、管理、操作、分析、建模及展示， 解决规划、管理及研究中的复杂问题。 IdPopHH 30520,8385,934 30674,29321,893 . IdTypeStaff 156RPH17 157General 47 . 305 306 304 303 302 154 156 157 160 155 158 159 普查单元普查单元 医院医院 图形及属性的关联 相关名词术语 Terms nGeographic(al) Information Sy

4、stem nSpatial Information System nLand Information System nEnvironmental Information System nAutomated Mapping/Facilities Management nGeographical Information Sciences nSpatial Analysis nDesktop Mapping GIS建立在一系列专业基础上 nGeography nCartography nRemote Sensing nPhotogrammetry nSurveying nGeodesy nStati

5、stics nOperations Research nComputer Science nMathematics nCivil Engineering GIS和其它信息系统 有关软件 nAccess数据库管理系统 nESRI ArcGIS软件 nMapInfo GIS软件 软件的使用要点 n了解功能 n熟悉界面 n掌握数据管理与数据组织方法，如 ArcGIS: Shape/Coverage/Geodatabase MapInfo：Table （四）城市地理信息系统的应用 n城市规划与规划管理 n城市土地管理 n城市交通 城市规划 n基础资料整理、分类及管理 n分类信息查询及显示 n相关的空间

6、分析 用地适宜性评价 地形分析 拆迁量分析、距离分析 n图形输出 n规划决策支持系统 data collection 数据源数据源 Data sources 数据管理数据管理 Data Management 数据分析数据分析 Data analysis 现实世界现实世界 Real world 用户用户 Users data retrieval, manipulation data input take action information for decision making GIS用于规划和政策分析 (GIS in planning and policy analysis) 城市规划管理

7、n规划管理程序： 一书两证：选址意见书、用地规划许可证、工 程规划许可证 规划审批：确定建设项目规划与现有环境的空 间关系 n规划成果管理 各级规划成果图纸 规划成果信息系统 n规划成果公示 土地管理信息系统 n一般理解为对地籍的管理 n地籍：宗地与权属（法律效力） n多用途地籍： 征税（不动产税收） 可提取用地性质、人口分布、建筑信息 n宗地（parcel）为基本的空间实体，GIS 系统可进行管理 美国密沃基市网上地图查询系统 城市交通信息系统 n道路系统 n道路交通：车道、交叉口、车速、车型、 单行道、拥挤状况、临时管制 n公共交通：线路、站点、换乘指南、临时 线路 n私人交通共乘系统（R

8、ide share，拼座） GIS 地图制图 计算机地图制图 测量和航测 用专题地图的栅格 数据进行空间分析 点数据的内插 遥感技术 云南省边防武警信息系统云南省边防武警信息系统 武汉市供水管网信息系统武汉市供水管网信息系统 咸宁市防汛信息系统咸宁市防汛信息系统 1、信息和地理信息 1）信息和数据 a、信息的概念 信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示时间、事物、 现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新 的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。 1）客观性）客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正 确性和精确度的保证； 2）适

9、用性）适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同 的。信息系统将地理空 间的巨大数据流收集，组 织和管理 起来，经过处理、转换和分析变为对生产 管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立 信息系统的明确目的性所决定的； 3）传输性）传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的 传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。 4）共享性）共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户 共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提 供可能性。 b、信息的特征： C、数据的概念： n是一种未加工的原始资料、数字、文字、符号、 图像都是数据 D、信息和数据的关系： 有人认为，输入的

10、都叫数据，输出的都叫信息，其实不然。 数据是信息的表达、载体表达、载体，信息是数据的内涵内涵，是形形与质质的关系。 只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有 意义，成为信息。 例如独立的“1”、“0”均无意义。当它表示某实体在某个地域内 存在与否，它就提供了“有”“无”信息；当用它来标识某种实体 的类别时，它就提供了特征码信息。 2）地理信息的概念 3）地理信息的特征 a.地域性地域性： 地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它 的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。这是地理信 息区别于其它类型信息的最显著标志； b.多维结构多维结构： 在二维空间编码基础上，实

11、现多专题的第三维信息结构 的组合，为地理信息各圈层之间的综合研究提供可能，也为地 理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。 c.时序特征时序特征： 时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的 变化。因此，一实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信 息，使得地理信息具有现势性。以免过时的信息造成决策的失 误或因为缺少可靠的动态数据，不能对变化中的地理事件或现 象作出合理的预测预报和科学论证。 从适用于不同管理层次不同管理层次的角度出发，信息系统分为： 事务处理系统事务处理系统 如：如：图书管理系统、各种定票系统等。 决策支持系统决策支持系统 为了有效对信息流进行控制、组织管理，实现

12、双向传递， 需要通过某种信息系统。它能对数据和信息进行采集、存采集、存 储、加工和再现储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统，具有 采集、管理、分析和表达数据的能力。由计算机硬件、软硬件、软 件、数据和用户件、数据和用户四大要素组成。 (1)GIS的物理外壳是计算机化的技术系统计算机化的技术系统。该系统又由若干个相 互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据 处理和分析子系统、可视化表达与输出子系统等。这些子系统的构 成直接影响着GIS的硬件平台、系统功能和效率、数据处理的方式 和产品输出的类型。 (2)GIS的对象是地理实体的对象是地理实体。地理实体数据的最根本特点是每

13、一 个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性、定量 和拓扑关系的描述。GIS以地理实体数据作为处理和操作的主要对 象，这是它区别于其他类型信息系统的根本标志，也是其技术难点 之所在。 (3)GIS的技术优势技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集成、 独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、 强大的图形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空 间决策支持功能等。其中，通过地理空间分析可以产生常规方法难 以获得的重要信息，实现在系统支持下的地理过程动态模拟和决策 支持，这既是GIS的研究核心，也是GIS的重要贡献。 信息系统分类 GIS 地理学 计算机科学 软件工程数据库技术计算机图形学专家系统计算机辅助设计 制图技术 数学和统计学 遥感技术 摄影测量学 2、数据存储与管理、数据存储与管理 数据库是数据存储与管理的最新技术，是一种先进的 软件工具。GIS数据库是区域内一定地理要素特征以一 定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。由于GIS 数据库具有数据量大，空间数据与属性数据具有不可分