GIS Chapt1_绪论

1、整理课件1地理信息系统原理与应用第一章第一章 绪论绪论v 基本概念基本概念1.1.信息和数据信息和数据 2 2、地理信息、地理信息 3 3、地理信息的特征、地理信息的特征 空间分布性空间分布性 数据和信息数据和信息 海量数据海量数据 信息载体的多样性信息载体的多样性 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，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。 从另一个角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点地理信息的特点: 空间分布性空间分布性 具有多维结

2、构的特征具有多维结构的特征 时序特征十分明显时序特征十分明显 按照时间尺度将地理信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。这对地理事物的预测、预报，从而为科学决策提供依据很重要。 具有丰富的信息具有丰富的信息 GISGIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等等。等等。80%80%以上的信息为地

3、理信息或与地理信息有关。以上的信息为地理信息或与地理信息有关。一切信息都可图形化一切信息都可图形化 是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。 分析模型专家系统决策支持系统外部信息附加事实规则事务处理系统管理信息系统内部信息信息系统非空间信息系统专题地理信息系统地理信息系统非地理信息系统管理信息系统综合地理信息系统CAD/CAM空间信息系统地籍GIS交通GIS资源与环境GIS规划与管理GIS数据模型数据模型矢量矢量GIS栅格栅格GIS矢矢-栅栅GIS研究范围全球GIS区域GIS研究内容GIS在信息系统中的位置GIS与其它系统的区别 GIS有

4、别于DBMS; GIS有别于MIS; GIS有别于地图数据库; GIS有别于CAD系统;空间数据空间数据属性数据属性数据空间数据和属性数据的综合体能让你轻易找到工业园能让你轻易找到工业园5英里内英里内和和20年以上属性的所有桥梁年以上属性的所有桥梁v 地理信息系统是什么？地理信息系统是什么？v 如果说地图是地理学的第二代语言，那么地理信如果说地图是地理学的第二代语言，那么地理信息系统就是地理学的第三代语言。息系统就是地理学的第三代语言。 陈述彭陈述彭v 简单的说，地理信息系统是回答如下问题的信息简单的说，地理信息系统是回答如下问题的信息系统系统“哪里哪里”。 Henry TomHenry To

5、m什么是什么是GISGIS？ 地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来。 GIS重视对拓扑结构的管理，重视拓扑关系的自动生成 ，强调与空间相关的查询统计，强调空间分析，强调三维模型分析。 地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中

6、的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。 GIS is a System of computer software, hardware and data, and personnel to help manipulate, analyze and present information that is tied to a spatial location. - A method to visualize, manipulate, analyze, and display spatial data - “Smart Maps” linking a database to the ma

7、pA Definition of GIS用户界面用户界面系统和数据库管理系统和数据库管理产品生成产品生成产品输出产品输出空间数据处理空间数据处理空间数据分析空间数据分析数据输入数据输入数据库建立数据库建立地理信息系统按其内容分为三大类： 专题地理信息系统（Subject GIS）：是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务，如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。 区域地理信息系统（Regional GIS）：主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县级等。 地理信息系统

8、工具(GISTools）：是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。 地理信息系统的研究内容 系 统 软 件 系 统 硬 件空间数据用户第二节 地理信息系统的构成和功能输入设备输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备输出设备绘图仪终端打印机计算机硬件系统计算机硬件系统操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GI

9、S应用软件用户界面GIS软件软件基础软件基础软件系统软件系统软件GIS计算机软件系统计算机软件系统栅格结构矢量结构定位定位拓扑关系拓扑关系属性属性地理空间数据地理空间数据咨询管理信息管理数据整理系统开发、管理和使用人员系统开发、管理和使用人员系统的应用模式（单机式）系统的应用模式（单机式）输 出用户组1输 入GIS中央数据库与网管Intranet用户组n系统的应用模式（局域网模式）输入GIS中央数据库（服务器）图象处理系统局域网用户组输出多媒体系统用户用户主主 干干 网网Internet系统的应用模式（广域网模式）GIS的基本功能 输入 查询 编辑 分析 输出文件图表数据获取 原始数据存储检索

10、空间查询空间分析数据编辑投影变换数据输出 制图、表格 交互展示 结构化数据空间数据库GIS基本功能的实现过程GIS可以做什么 数据采集用于大型用于大型GIS工程工程 应用领域：应用领域： 测绘测绘 勘测勘测 规划规划 土地土地 交通交通 管线管线 农林农林 水利水利 环保环保 油田油田 地质地质 军事军事GISGIS可以做什么可以做什么 数据管理数据管理GIS可以做什么 管理海量数据管理海量数据GIS可以做什么 浏览浏览查询查询GIS可以做什么？ 专业性分析专业性分析GIS可以做什么？ 路径分析路径分析GIS可以做什么 地图整饰地图整饰GIS可以做什么？ 动态分段动态分段GIS可以做什么 断面

11、分析断面分析GIS可以做什么 格网分析格网分析GIS可以做什么 生成数字地面模型生成数字地面模型 三维地下体分析三维地下体分析GIS可以做什么GIS软件类型0专业GIS（Professional GIS）0桌面GIS（Desktop GIS）0手持GIS（Hand-Held GIS）0组件GIS（Component GIS）0网络GIS（Internet GIS）0其它（基于CAD的GIS）主要GIS软件应用方法应用方法技术系统技术系统基本理论基本理论地理信息系统地理信息系统用户界面等用户界面等空间数据管理空间数据管理概念、定义、内涵概念、定义、内涵理论体系构成、特点、功能、任务理论体系构成、

12、特点、功能、任务发展历史与发展方向发展历史与发展方向硬件配置硬件配置数据结构数据结构地学专家系统地学专家系统专题分析模型专题分析模型输入、输出系统输入、输出系统应用系统设计应用系统设计数据采集与校验数据采集与校验v GIS的应用领域 测绘与地图制图测绘与地图制图 资源调查与管理资源调查与管理 城乡规划城乡规划 灾害监测灾害监测 环境保护环境保护 国防国防 宏观决策支持宏观决策支持 Emergency Services Fire & Police Environmental Monitoring & Modeling Business Site Location, Deliver

13、y Systems Industry Transportation, Communication, Mining, Pipelines, Healthcare Government Local, State, Federal, Military Education Research, Teaching Tool, AdministrationWherever Spatial Data Analysis is Needed城市土地利用信息系统电信资源管理铁路地理信息系统 公安警用地理信息系统属性查询查询专题图作战指挥地图切换医疗机构信息查询地理学GIS遥感技术摄影测量学数学和统计学制图技术计算机

14、科学专家系统计算机图形学计算机辅助设计数据库技术软件工程第五节第五节 地理信息系统发展简史地理信息系统发展简史GIS GIS 开拓期开拓期(60(60年代）年代）GIS GIS 巩固发展期（巩固发展期（7070年代）年代）GIS GIS 技术大发展时期（技术大发展时期（8080年代）年代）地理信息系统的应用普及时代（地理信息系统的应用普及时代（9090年代）年代） 现代科学方法 系统论、信息论、控制论 现代高新技术 计算机技术、空间技术和自动化技术现代科学方法和现代高新技术的形成与应用为GIS的产生提供了先决条件，也预示信息时代的到来。 地理信息系统的产生地理信息系统的发展的四个阶段 1.60

15、年代起源于北美：加拿大加拿大(CGIS)CGIS)2.70年代是GIS发展的巩固阶段：美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等3.80年代为地理信息系统的大发展阶段：计算机的迅速发展和普及，地理信息系统也逐计算机的迅速发展和普及，地理信息系统也逐 步走向成熟，并步走向成熟，并在全世界范围内全面地推向应用阶段。在全世界范围内全面地推向应用阶段。 4.90年代至今为地理信息系统的应用普及时代 ：美国的美国的 “国家信息基础设施：行动计划（国家信息基础设施：行动计划（National National Information Infrastructure ,Inf

16、ormation Infrastructure ,简称简称NIINII）” “数字地球数字地球”、“数字中国数字中国”、“数字省区数字省区”、“数字城市数字城市” 、“数字小区数字小区”直到直到“企业信息化企业信息化”、“电子商务电子商务”、“数字通讯数字通讯”、“虚拟虚拟现实现实”GIS在我国的发展 准备阶段（1978年1980年）进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个别实验研究。进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个别实验研究。 起步阶段（1981年 1985年)理论探索和区域性实验研究。并在此基础上制定国家地理信息系统规范。理论探索和区域性实验研究。并在此基础上制定国家地理信息系统规范。 初步发展阶段（1986年 90年代）。地理信息系统的研究被列入我国地理信息系统的研究被列入我国“七七 五五”攻关课题，并且作为一个全国性攻关课题，并且作为一个全国性的研究领域，已逐步和国民经济建设相结合，并取得了重要进的研究领域，已逐步和国民经济建设相结合，并取得了重要进 展和实际应展和实际应用效益。用效益。 快速发展阶段（ 90年代