2015年最新地理信息系统

2015年最新地理信息系统第一页，共42页。第二页，共42页。第三页，共42页。信息时代的特性：对海量信息的科学管理和充分利用“瓶颈”问题：具有地理坐标的空间数据GIS的产生背景：数字地球的雏形

2．GIS是信息时代地学科学的必然产物第四页，共42页。3.与信息有关的概念信息：客观事物在人脑中的反映数据：对客观事物进行定性，定量描述的原始材料，是信息的符号表示。

数据与信息的关系：数据是信息的载体，信息是数据的内涵，二者不可分离数据处理的目的：为获取信息第五页，共42页。地理信息：与空间地理分布有关的信息，具有空间定位和多维结构的性质。信息系统：具有对数据进行各种处理功能并可向用户提供辅助预决策信息的计算机系统。

第六页，共42页。4.GIS的定义：能够处理各种地理空间信息并能以多种形式输出的计算机系统。外观表现：计算机硬软件系统。内涵：计算机程序和地理空间数据组织成的地理空间信息模型。第七页，共42页。

以地理信息世界模拟表达地理现实世界，通过信息联系反映客观实体之间联系，对客观世界中各种具有空间特征的事物、关系和过程进行描述，分析和仿真。

5．GIS的工作模式：第八页，共42页。第九页，共42页。第十页，共42页。

6.GIS的发展

(1)国外：已进入商品化生产阶段。(2)国内：（大体分为三个阶段）：起步阶段

试验阶段

全面发展阶段(3)GIS发展趋势：集成化、网络化、智能化的数字地球基础框架MODULA-GIS,OPEN-GIS,WEB-GIS

第十一页，共42页。7.GIS的基本特征

具有公共的地理定位基础和多维结构（空间性、动态性）为信息管理和决策服务第十二页，共42页。二.GIS的基本构成1.软硬件环境：

GIS硬件环境：计算机主机＋外围设备计算机主机：处理速度、字长、内存数据存贮设备：硬盘、软盘、光盘、磁带数据输入设备：键盘、数字化仪、扫描仪、数据电缆数据输出设备：硬拷贝、软拷贝、电子输出第十三页，共42页。2.GIS的软件模块:软件系统：计算机系统软件：OS、汇编程序、库程序…等GIS基础软件：输入、编辑、管理、分析、输出GIS二次开发软件：

第十四页，共42页。基础软件模块:数据输入与编辑数据库管理系统软件空间查询，分析软件用户接口输出软件第十五页，共42页。3.地理空间数据

空间数据：具有公共地理定位基础的数据（如经纬度），如：地理空间实体的点、线、面表示。

空间关系：邻接、距离、包含、重叠等。

地理空间数据构成：参考系确定的空间位置；空间拓扑关系；属性；

第十六页，共42页。在某参考系中的空间位置（用坐标来标识，用分类码，识别码描述）点实体（Node）：（XaYa）有特定位置，零维物体线实体（Arc）：（X1Y1）（X2Y2）…（XnYn），用坐标对序列标识，一维物体面实体（Polygon）：（X1Y1）…（XnYn）（X1Y1），封闭线加内点表示多边形，二维物体第十七页，共42页。4.空间实体的拓扑关系区域定义：采用一组封闭线定义多边形。称Arc—Node结构邻接性：多边形—弧段拓扑，Poly—Arc结构，确定多边形相互之间的邻接关系，既确定公共边左右多边形信息。连通性：对线段连接的判别。采用在每个结点上汇集的线段列表来表示方向性：采用线段起终点来表示线段的方向包含性：多边形内嵌套多边形的关系。第十八页，共42页。5.与几何位置无关的属性

定性属性：名称，类型，特性等定量属性：数量，等级等属性与空间数据的连接：给属性数据赋于一个公共识别符第十九页，共42页。6.数据的标准化和数字化数字化：数据经过扫描或手工数字化仪进行模数转换、坐标变换等形成数据文件存入数据库中标准化：对不同比例尺，不同投影系统，不同精度的数据，统一其坐标，统一记录格式以便在同一基础上进一步工作

第二十页，共42页。三.系统运行环境硬件运行环境：客户机／服务的体系软件运行环境：操作系统、数据库软件、GIS软件网络环境：局域网（LAN）广域网（WAN）网络拓扑结构：网络中各个结点相互连接的方法和形式。第二十一页，共42页。基于因特网/企业网分布式因特网体系结构--DNA直接联通信息高速公路各级管理业务融为一体数据共享、集中控制、分布处理第二十二页，共42页。程序+数据程序+数据程序+数据程序+数据PC机时代（单机）浏览器浏览器浏览器浏览器数据服务器应用（程序）服务器因特网因特网时代（DNA)程序程序程序程序数据库服务器局域网时代（客户/服务器）局域网第二十三页，共42页。属性数据图形数据Web服务器因特网/局域网查询/绘图查询/绘图查询/绘图图形/属性统一的关系数据库模式支持并发控制支持事务处理第二十四页，共42页。WindowsDNA体系结构第二十五页，共42页。第二十六页，共42页。

四.GIS数据结构1.数据结构概念数据逻辑结构（抽象结构）数据物理结构（存贮结构）2.空间数据库的概念：除管理属性数据以外，还要管理空间定位和拓扑关系的地理空间数据3.属性的作用：通过相应的编码、指针与图形数据连接，使图形数据成为具有地理意义的地理实体4.GIS数据模型

DBMS的概念文件处理系统采用DBMS的数据库GIS数据库管理的发展类型第二十七页，共42页。关系模型：用表格数据表示实体间的模型关系：二维数据表格关系应满足的条件：每列为基本字段，各列名字不同各行相异，行列次序无关关系模型不分层，也无指针第二十八页，共42页。五.GIS空间数据编码：矢量结构编码栅格结构编码第二十九页，共42页。常用空间数据编码方式┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┓

┃矢量结构编码方式┃栅格结构编码方式┃

┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━┫

┃---坐标序列编码┃---链码┃

┃---层次索引编码┃---直接栅格编码┃

┃---拓扑结构编码┃---游程长度编码┃

┃┃---块码┃

┃┃---四叉树码┃

┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┛第三十页，共42页。

六.GIS的基本功能数据输入功能数据输入：对数据编码和写入数据库的过程1.统一的地理基础

北京市基本图比例尺：1：500城区1：2000规范市区1：10000全市区域第三十一页，共42页。2．空间数据的输入数字化仪输入（产生矢量结构数据）扫描仪输入（主要产生栅格数据）

3属性数据输入及连接

第三十二页，共42页。4.图形与文本编辑功能编辑功能：查错、纠错、修正、整饰（图形合并、分割、线划整理等）对空间数据编辑对属性数据编辑第三十三页，共42页。5.数据存贮与管理功能GIS数据库特点：数据量大，管理空间与非空间数据，数据应用面广GIS数据库要求：数据集中管理，冗余小，独立性强，分布式管理第三十四页，共42页。属性数据文件服务器GIS软件包GIS软件包GIS软件包图形数据文件格式转换GIS方式第三十五页，共42页。属性数据Web服务器GIS软件包专用浏览器浏览器图形数据文件格式转换GIS方式因特网/局域网第三十六页，共42页。6.空间查询与空间分析功能(1)．空间查询：双向查询查询派生信息第三十七页，共42页。(2)．空间分析：依赖于分析对象位置信息才能得出分析结果的技术叠置分析：（Overlay）亦被称为拓扑叠加，多边形叠置等缓冲区分析：（Buffer）对实体周边区域进行的空间接近度或邻近性操作拓扑空间查询：（6种关系）第三十八页，共42页。(3)空间集合分析（以叠置分析和逻辑运算为基础）逻辑交