地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)與應(yīng)用ppt課件

物流信息技術(shù)與應(yīng)用 第七章地理信息系統(tǒng) GIS 技術(shù)與應(yīng)用 第七章地理信息系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用 第三節(jié) 第二節(jié) 第四節(jié) 第一節(jié) GIS概述 GeographicalInformationSystem GIS的運(yùn)行機(jī)理 GIS在物流信息系統(tǒng)中的作用 GIS的組成和功能 第四節(jié) GIS工具軟件 第五節(jié) 江西省萬安縣臍橙種植區(qū)劃 包頭市大氣二氧化硫分布圖 第一節(jié)GIS概述 GIS的定義 GIS的分類 GIS的特征 3 1 2 第三種觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)地理信息系統(tǒng)的社會作用 認(rèn)為GIS從根本上改變了一個組織或部門 如政府規(guī)劃部門 運(yùn)作的方式 第二種觀點(diǎn)認(rèn)為地理信息系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的特例 第一種觀點(diǎn)把地理信息系統(tǒng)描述為一個工具箱 其中包含有一套用于采集 存儲 管理 處理 分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機(jī)軟件工具 一 GIS的定義 一 GIS的定義 地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)和信息技術(shù)的四大特點(diǎn) 首先 GIS具備處理地理數(shù)據(jù)的能力 其二 GIS是在統(tǒng)一的地表定位坐標(biāo)系統(tǒng)下 以特定的數(shù)據(jù)模型輸入 組織 存儲和管理 包括更新 地理數(shù)據(jù) 并允許用戶根據(jù)地理空間位置訪問數(shù)據(jù) 或根據(jù)專題屬性訪問數(shù)據(jù) 以地圖的形式表示地理數(shù)據(jù) 其三 GIS擁有一套特殊的用于處理和分析地理數(shù)據(jù)的基本工具 最后 GIS具有很強(qiáng)的地理數(shù)據(jù)的輸出功能 二 GIS的分類 地理信息系統(tǒng)按照范圍大小可分為全球的 區(qū)域的和局部的三種 按照表達(dá)空間數(shù)據(jù)維數(shù) 可分為2維 2 5維 布滿整個三維空間的真三維地理信息系統(tǒng) 考慮時間維的時態(tài)地理信息系統(tǒng)和4維地理信息系統(tǒng) 按照地理空間數(shù)據(jù)模型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 可分為地理相關(guān)模型 地理關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷牡乩硇畔⑾到y(tǒng) 按照內(nèi)容來分 可以分為專題地理信息系統(tǒng) 綜合地理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)工具 1 專題地理信息系統(tǒng) ThematicGIS 是具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統(tǒng) 為特定的專門目的服務(wù) 森林動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng) 水資源管理信息系統(tǒng) 礦業(yè)資源信息系統(tǒng) 農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng) 草場資源管理信息系統(tǒng) 水土流失信息系統(tǒng)等 2 區(qū)域信息系統(tǒng) RegionalGIS 主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務(wù)為目標(biāo) 可以有不同的規(guī)模 如國家級的 地區(qū)或省級的 市級和縣級等為各不同級別行政區(qū)服務(wù)的區(qū)域信息系統(tǒng) 也可以按自然分區(qū)或流域?yàn)閱挝坏膮^(qū)域信息系統(tǒng) 區(qū)域信息系統(tǒng)如加拿大國家信息系統(tǒng) 中國黃河流域信息系統(tǒng)等 許多實(shí)際的地理信息系統(tǒng)是介于上述二者之間的區(qū)域性專題信息系統(tǒng) 如北京市水土流失信息系統(tǒng) 海南島土地評價信息系統(tǒng) 河南省冬小麥估產(chǎn)信息系統(tǒng)等 三 GIS的特征 地理信息系統(tǒng)具有采集 管理 分析和輸出多種地理信息的能力 具有空間性和動態(tài)性 地理信息系統(tǒng)由計算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理 并由計算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法 作用與空間數(shù)據(jù) 產(chǎn)生有用信息 地理信息系統(tǒng)以地理研究和地理決策為目的 以地理模型方法為手段 具有空間分析 多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測的能力 并能產(chǎn)生高層次的地理信息 地理信息系統(tǒng)在分析處理問題中使用了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù) 并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理 分析和應(yīng)用 從而提供了認(rèn)識地理現(xiàn)象的一種新的思維方法 地理信息系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)空間分析 通過利用空間解析式模型來分析空間數(shù)據(jù) 地理信息系統(tǒng)的成功應(yīng)用依賴于空間分析模型的研究與設(shè)計 三 GIS的特征 第二節(jié)GIS的組成和功能 計算機(jī)硬件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫 GIS應(yīng)用模型GIS用戶 一個典型的 完整的GIS 其基本組成一般包括以下5個主要部分 1 硬件系統(tǒng) 2 計算機(jī)軟件系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)軟件和其他支持軟件包括通用的GIS軟件包 也可以包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 計算機(jī)圖形軟件包 計算機(jī)圖像處理系統(tǒng) CAD等 用于支持對空間數(shù)據(jù)輸入 存儲 轉(zhuǎn)換 輸出和與用戶接口 應(yīng)用分析程序是系統(tǒng)開發(fā)人員或用戶根據(jù)地理專題或區(qū)域分析模型編制的用于某種特定應(yīng)用任務(wù)的程序 是系統(tǒng)功能的擴(kuò)充與延伸 3 系統(tǒng)開發(fā) 管理和使用人員GIS不同于一幅地圖 而是一個動態(tài)的地理模型 需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織 管理 維護(hù)和數(shù)據(jù)更新 系統(tǒng)擴(kuò)充完善 應(yīng)用程序開發(fā) 并靈活采用地理分析模型提取多種信息 為研究和決策服務(wù) 對于合格的系統(tǒng)設(shè)計 運(yùn)行和使用來說 地理信息系統(tǒng)專業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵 而強(qiáng)有力的組織是系統(tǒng)運(yùn)行的保障 一個周密規(guī)劃的地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)包括負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計和執(zhí)行的項(xiàng)目經(jīng)理 信息管理的技術(shù)人員 系統(tǒng)用戶化的應(yīng)用工程師以及最終運(yùn)行系統(tǒng)的用戶 4 空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照的自然 社會和人文經(jīng)濟(jì)景觀數(shù)據(jù) 可以是圖形 圖像 文字 表格和數(shù)字等 它是由系統(tǒng)的建立者通過數(shù)字化儀 掃描儀 鍵盤 磁帶機(jī)或其他系統(tǒng)通訊輸入GIS 是系統(tǒng)程序作用的對象 是GIS所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容 在GIS中 空間數(shù)據(jù)主要包括 某個已知坐標(biāo)系中的位置 實(shí)體間的空間關(guān)系等 GIS的功能 數(shù)據(jù)處理與編輯 2 數(shù)據(jù)輸入 1 數(shù)據(jù)存儲與管理 3 空間查詢與分析 4 數(shù)據(jù)顯示與輸出 5 1 數(shù)據(jù)采集 監(jiān)測與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù) 保證地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容與空間上的完整性 數(shù)值邏輯一致性與正確性等 一般而論 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)占整個系統(tǒng)建設(shè)投資的70 或更多 并且這種比例在近期內(nèi)不會有明顯的改變 2 數(shù)據(jù)處理初步的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)格式化 轉(zhuǎn)換 概括 3 數(shù)據(jù)存儲與組織涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織 柵格模型 矢量模型或柵格 矢量混合模型是常用的空間數(shù)據(jù)組織方法 4 空間查詢與分析 5 圖形與交互顯示地理信息系統(tǒng)為用戶提供了許多用于地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)的工具 其形式既可以是計算機(jī)屏幕顯示 也可以是諸如報告 表格 地圖等硬拷貝圖件 第三節(jié)GIS的運(yùn)行機(jī)理 地理空間概述 地理空間數(shù)據(jù)模型 地理空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 地理空間數(shù)據(jù)庫 地理數(shù)據(jù)的分類與編碼 一 二 三 四 五 地理空間數(shù)據(jù)的獲取和處理 六 一 地理空間概述 GIS中的地理空間是指經(jīng)過投影變換后 在笛卡兒坐標(biāo)系中的地球表層特征空間 它是定義在地球表層目標(biāo)集上的關(guān)系 即地理世界以實(shí)體為單位進(jìn)行組織 將客觀世界作為一個整體看待 每一個實(shí)體不僅具有空間位置屬性和空間上的聯(lián)系 更重要的是它與其他實(shí)體還具有邏輯上的語義聯(lián)系 它還具有時間屬性 一 地理空間概述 地理空間定性框架即大地測量控制 由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成 地理空間特征實(shí)體表示地理空間信息的幾何形態(tài) 時空分布規(guī)律及其相互之間的關(guān)系 指具有形狀 屬性和時序性的空間對象或地理實(shí)體 包括點(diǎn) 線 面 體 GIS中的地理空間一般包括地理空間定位框架及其所聯(lián)結(jié)的地理空間特征實(shí)體 二 地理空間數(shù)據(jù)模型 GIS空間數(shù)據(jù)模型由三個有機(jī)聯(lián)系的層次所組成 廣為采用的數(shù)據(jù)模型是基于平面圖的矢量數(shù)據(jù)模型和基于連續(xù)鋪蓋的柵格數(shù)據(jù)模型 可將空間邏輯數(shù)據(jù)模型分為采用結(jié)構(gòu)化模型和面向操作的模型兩大類 邏輯數(shù)據(jù)模型并不涉及員底層的物理實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 但計算機(jī)處理的是二進(jìn)制數(shù)據(jù) 必須將邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為物理數(shù)據(jù)模型 即要設(shè)計空間數(shù)據(jù)的物理組織 空間存取方法 數(shù)據(jù)庫總體存儲結(jié)構(gòu)等 概念數(shù)據(jù)模型 邏輯數(shù)據(jù)模型 物理數(shù)據(jù)模型 三 地理空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式來表示點(diǎn) 線 面等地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的獲取方法主要有 手工數(shù)字化法 手扶跟蹤數(shù)字化法 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換法 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三 地理空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 柵格結(jié)構(gòu)又稱為網(wǎng)格結(jié)構(gòu) raster或gridcell 或象元結(jié)構(gòu) pixel 是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列 每個網(wǎng)格作為一個象元或象素 由行 列號定義 并包含一個代碼 表示該象素的屬性類型或量值 或僅僅包含指向其屬性記錄的指針 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三 地理空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 四 地理空間數(shù)據(jù)庫 GIS數(shù)據(jù)庫是指以特定的信息結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型 關(guān)系模型 面向?qū)ο竽Ｐ偷?來表達(dá) 存儲和管理從地理空間中獲取的某類空間信息 以滿足Internet和Intranet上的不同用戶對空間信息需求的數(shù)據(jù)庫 四 地理空間數(shù)據(jù)庫 GIS數(shù)據(jù)庫除了一般數(shù)據(jù)特征外 還具有一些區(qū)別于其他一般數(shù)據(jù)庫的特征 表現(xiàn)在以下七個方面 空間特征抽象特征空間關(guān)系特征多尺度與多態(tài)性非結(jié)構(gòu)化特征分類編碼特征海量數(shù)據(jù)特征 五 地理數(shù)據(jù)的分類與編碼 類型名稱可以根據(jù)地理實(shí)體的形態(tài) form 或功能 function 而定 分類體系的描述部分描述各類地理實(shí)體的基本功能和性質(zhì) 地理數(shù)據(jù)的分類體系由兩部分組成 類型名稱和描述 五 地理數(shù)據(jù)的分類與編碼 地理數(shù)據(jù)編碼是在數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上 以易于計算機(jī)和人識別的代碼 code 唯一地標(biāo)識地理實(shí)體的類型 六 地理空間數(shù)據(jù)的獲取和處理 數(shù)據(jù)源是指建立GIS地理數(shù)據(jù)庫所需的各種數(shù)據(jù)的來源 主要包括地圖 遙感圖像 文本資料 統(tǒng)計資料 實(shí)測數(shù)據(jù) 多媒體數(shù)據(jù) 已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等 可歸納為原始采集數(shù)據(jù) 再生數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)三種來源 六 地理空間數(shù)據(jù)的獲取和處理 空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)是將現(xiàn)有的地圖 外界觀測成果 航空像片 遙感圖像 文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式 通常要經(jīng)過驗(yàn)證 修改 編輯等處理 六 地理空間數(shù)據(jù)的獲取和處理 第四節(jié)GIS在物流信息系統(tǒng)中的作用 二 GIS物流管理系統(tǒng)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 一 GIS和企業(yè)物流的聯(lián)系 三 GIS技術(shù)與數(shù)字物流 四 面向物流分析的GIS系統(tǒng) 一 GIS和企業(yè)物流的聯(lián)系 由于物流對地理空間有較大的依賴性 采用GIS技術(shù)建立企業(yè)的物流管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)物流的可視化 實(shí)時動態(tài)管理 二 GIS物流管理系統(tǒng)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 1 圖形顯示輸出上的優(yōu)勢2 分析功能上的優(yōu)勢3 模型模擬上的優(yōu)勢 在物流管理領(lǐng)域 與單純的數(shù)據(jù)庫及CAD技術(shù)相比 GIS具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢 GIS物流管理系統(tǒng)的特點(diǎn) 采用GIS建立的物流管理系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是在GIS的可視化環(huán)境中對企業(yè)的物流進(jìn)行可視化 實(shí)時動態(tài)管理 這種動態(tài)包含時間動態(tài)和空間動態(tài) 時間動態(tài)和傳統(tǒng)方式相比 所有的數(shù)據(jù)都可以更新 空間動態(tài)是指GIS的地圖或空間圖形的顯示和分析能力 GIS物流管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 整個GIS物流管理系統(tǒng)一般由終端 物流控制中心和物流管理臺組成 終端包括各種通信器材和處于局域網(wǎng)中的終端計算機(jī) 物流控制中心主要是高性能的服務(wù)器或大型機(jī) 運(yùn)行大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù) 調(diào)度信息的存儲和調(diào)用任務(wù) 物流管理臺是監(jiān)控和調(diào)度目標(biāo)運(yùn)行的終端 其實(shí)質(zhì)是一個能接收并顯示動態(tài)信息的GIS平臺 三 GIS技術(shù)與數(shù)字物流 物流行業(yè)的GIS系統(tǒng)一般都包括公路 鐵路 水路 海域 航空等交通信息 儲運(yùn)資源信息 汽車 輪船 倉庫等 服務(wù)資源信息 營運(yùn)網(wǎng)點(diǎn) 生產(chǎn)工廠等 以及后勤資源信息 加油站 修理廠等 等 由于整套系統(tǒng)全部是數(shù)字化的 這就使得用戶有多種方式進(jìn)行查詢和統(tǒng)計 系統(tǒng)輸出也可以人工控制 屏蔽不需要的信息 顯示需要的 并且可以圖表與數(shù)據(jù)結(jié)合 在數(shù)字地圖上直接表示出來 四 面向物流分析的GIS系統(tǒng) 集成的模型 車輛路線模型 最短路徑模型 網(wǎng)絡(luò)物流模型 分配集合模型和設(shè)施定位模型等 主要功能 1 車輛和貨物跟蹤 2 提供運(yùn)輸路線規(guī)劃和導(dǎo)航規(guī)劃出運(yùn)輸線路 使顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計線路 并同時顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法 四 面向物流分析的GIS系統(tǒng) 3 信息查詢對配送范圍內(nèi)的主要建筑 運(yùn)輸車輛 客戶等進(jìn)行查詢 查詢資料可以文字 語言及圖象的形式顯示 并在電子地圖上顯示其位置 4 模擬與決策可利用長期客戶 車輛 訂單和地理數(shù)據(jù)等建立模型來進(jìn)行物流網(wǎng)絡(luò)的布局模擬 并以此來建立DSS 第五節(jié)GIS工具軟件 1 ESRI產(chǎn)品系列 EnvironmentalSystemsResearchInstituteInc 于1969年成立于美國加利福尼亞州的Redlands市 公司主要從事GIS工具軟件的開發(fā)和GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn) ArcViewGIS用戶界面 GIS工具軟件 2 Mapinfo產(chǎn)品系列MapInfo公司于1986年成立于美國特洛伊 Troy 市 成立以來 該公司一直致力于提供先進(jìn)的數(shù)據(jù)可視化 信息地圖化技術(shù) 其軟件代表是桌面地圖信息系統(tǒng)軟件 MapInfo GIS工具