GIS基礎(chǔ)知識及軟件培訓(xùn)（課堂PPT）

1、合眾思壯合眾思壯GIS GIS 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識識 合眾思壯合眾思壯 GIS的應(yīng)用GIS的類別GIS的基本概念 GIS的構(gòu)成GIS的定義主要內(nèi)容主要內(nèi)容合眾思壯合眾思壯 常用GIS軟件GIS 的數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)類型 GIS的數(shù)據(jù)源主要內(nèi)容主要內(nèi)容合眾思壯合眾思壯地理信息地理信息：一切與空間位置有關(guān)的信息，如地面上所有地物信息，包括空間位置信息和屬性信息地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)GISGIS（Geographic Information System） ：顧名思義，地理信息系統(tǒng)是處理地理信息的系統(tǒng)。 是在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下，采集、存儲、管理、檢索、分析和描述地理空間數(shù)據(jù)，適時(shí)提供各種空間的和動

2、態(tài)的地理信息，用于管理和決策過程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 隨著GIS的廣泛應(yīng)用，GIS數(shù)據(jù)采集和維護(hù)更新已經(jīng)成為系統(tǒng)有效利用的關(guān)鍵之一。一、一、 GIS GIS的定義的定義合眾思壯合眾思壯二、二、GISGIS構(gòu)成構(gòu)成 GIS系統(tǒng)將描述位置（地方）的層信息結(jié)合在一起，通過這些信息可以使你更好地認(rèn)識這個(gè)位置（地方）。你可以按照需要選擇運(yùn)用哪些層信息，比如找一個(gè)更好的地段設(shè)立店鋪、分析環(huán)境危害、通過綜合城市中相同的犯罪，發(fā)現(xiàn)犯罪類型等等。 地理信息系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)主機(jī)、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)輸出設(shè) 備 ；軟件系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)分析、規(guī)劃管理和決策模型以及信

3、息顯示與制圖輸出；地理空間數(shù)據(jù)：圖形、圖像、表格和數(shù)字等；系統(tǒng)開發(fā)、管理與使用人員：系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新等。合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯業(yè)界對GIS的關(guān)注焦點(diǎn)是整合數(shù)據(jù)庫GIS將我們復(fù)雜的數(shù)據(jù)和應(yīng)用整合在一起數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)管理和維護(hù)合眾思壯合眾思壯 1、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)(主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲設(shè)備) ：GIS的骨架2、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：GIS的大腦合眾思壯合眾思壯3、地理數(shù)據(jù)（GIS中有兩種數(shù)據(jù)，一是空間數(shù)據(jù)，另外一 種是屬性數(shù)據(jù)。在建立GIS的最初階段，數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的經(jīng)費(fèi)往往高達(dá)整個(gè)系統(tǒng)的70%80%。）：GIS的血液。4、管理和操作人員合眾思壯合眾思壯圖層：將空間信息按其

4、幾何特征及屬性劃分成的專題。專題地圖：以表現(xiàn)某單一屬性的位置或若干選定屬性之間關(guān)系為主要目的的地圖。如水系圖、旅游圖、交通圖、土地利用圖等空間信息：描述地物所在位置的信息（數(shù)據(jù)），包括：點(diǎn)狀要素、線狀要素和面狀要素屬性信息：描述一定地物的特征的定性或定量指標(biāo)（屬性數(shù)據(jù)）三、三、GISGIS基本概念基本概念合眾思壯合眾思壯專題圖專題圖合眾思壯合眾思壯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（空間數(shù)據(jù)的存儲格式）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（空間數(shù)據(jù)的存儲格式）柵格數(shù)據(jù)(Raster) 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(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)像元或像素，每個(gè)柵格單元只能存在一個(gè)值。（如遙感影像、航片、掃描地形圖等） 柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)

5、(Vector) 通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點(diǎn)、線、多邊形等地理實(shí)體可以通過矢量化將柵格數(shù)據(jù)變?yōu)槭噶繑?shù)據(jù)，多數(shù)GIS公司都做此工作合眾思壯合眾思壯 拓?fù)渫負(fù)?Topology)(Topology) 在GIS中，我們可以將拓?fù)淅斫鉃橐环N描述地理空間關(guān)系的模型，一種維護(hù)地理空間實(shí)體間空間幾何關(guān)系的機(jī)制。而拓?fù)潢P(guān)系是指地理空間實(shí)體間的一種關(guān)系，這種關(guān)系不會因?yàn)榈乩砜臻g實(shí)體的地理空間變換而改變，例如點(diǎn)在面內(nèi)，線和面的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系等。 在GIS中，拓?fù)涞闹饕δ芫褪怯糜诒ＷC數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)也為模擬地理空間現(xiàn)象提供一個(gè)模型框架，在這個(gè)框架中，地理實(shí)體被賦予了行為、有效性規(guī)則、屬性域以及默認(rèn)值。利用這

6、些特征，我們能夠通過計(jì)算機(jī)描述的空間實(shí)體真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)的地理空間。 合眾思壯合眾思壯按功能：工具型按功能：工具型GISGIS與應(yīng)用型與應(yīng)用型GISGIS工具型GIS常稱為GIS開發(fā)平臺、GIS基礎(chǔ)軟件。通常為一組具有GIS功能的軟件包，是建立應(yīng)用型GIS的支撐軟件。如ARC/INFO，MGE，GENAMAP，MapInfo，MAPGIS，GeoStar等。應(yīng)用型GIS在工具型GIS的支持下，利用工具型GIS的二次開發(fā)功能建立起來的，其基本功能和版權(quán)都依賴于工具型GIS。如基于ARC/INFO的廈門市城市規(guī)劃、建設(shè)與管理信息系統(tǒng)；基于MAP/INFO的大連市公安局地理信息系統(tǒng)，全國民航地理信息管

7、理系統(tǒng)。四、四、GISGIS的類型的類型合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯按研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容：專題按研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容：專題GISGIS與綜合與綜合GISGIS專題GIS具有特定的研究領(lǐng)域、服務(wù)領(lǐng)域和專業(yè)特點(diǎn)。如礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)。綜合GIS一般以國家、州、省等區(qū)域的綜合研究和全面的服務(wù)為目標(biāo)建立的。如加拿大國家信息系統(tǒng)、我國1：100萬國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量型按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量型GISGIS、柵格型、柵格型GISGIS和混合型和混合型GIS柵格型GIS以柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，既以規(guī)則的點(diǎn)陣象元來表示空間數(shù)據(jù)矢量型GIS用矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即用精確的坐標(biāo)值來表示點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體?；旌闲虶IS

8、矢量、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并存的GIS。合眾思壯合眾思壯1 1、GISGIS的主要作用的主要作用 制圖：對于90%的用戶，最重要的應(yīng)用是制圖，制作各種專題地圖。查詢：用戶可以在地圖上進(jìn)行查詢，看到表示于地圖上的查詢結(jié)果。分析：空間分析是指為制定規(guī)劃和決策，應(yīng)用邏輯或數(shù)學(xué)模型分析空間數(shù)據(jù)。2 2、GISGIS的應(yīng)用的應(yīng)用市政建設(shè)與管理 城市規(guī)劃 企業(yè)決策 資源管理 地質(zhì)礦產(chǎn)醫(yī)療保健、 城市交通 郵電通訊 市場銷售 房地產(chǎn)水利電力 環(huán)保旅游 教育 公安消防 軍事五、五、GISGIS的應(yīng)用的應(yīng)用合眾思壯合眾思壯1、地圖數(shù)據(jù)2、遙感數(shù)據(jù)3、文本資料（各行業(yè)、部門有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條例等）4、統(tǒng)

9、計(jì)資料（如人口、基礎(chǔ)設(shè)施、兵要地質(zhì)等）5、實(shí)測數(shù)據(jù)（野外實(shí)測、GPS）6、多媒體數(shù)據(jù)（輔助GIS的分析和查詢）7、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)共享和交換）六、六、GISGIS的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)源合眾思壯合眾思壯1、空間數(shù)據(jù)的特征空間數(shù)據(jù)具有三個(gè)基本特征： (1)屬性特征用以描述事物或現(xiàn)象的特性，即用來說明“是什么”，如事物或現(xiàn)象的類別、等級、數(shù)量、名稱等。 (2)空間特征用以描述事物或現(xiàn)象的地理位置，又稱幾何特征、定位特征，如界樁的經(jīng)緯度等。 (3)時(shí)間特征用以描述事物或現(xiàn)象隨時(shí)間的變化，例如人口數(shù)的逐年變化。2、空間數(shù)據(jù)的類型根據(jù)空間數(shù)據(jù)的特征，可以把空間數(shù)據(jù)歸納為三類： (1)屬性數(shù)據(jù)描述空間數(shù)據(jù)的屬

10、性特征的數(shù)據(jù)，也稱非幾何數(shù)據(jù)。即說明“是什么”，如類型、等級、名稱、狀態(tài)等。 (2)幾何數(shù)據(jù)描述空間數(shù)據(jù)的空間特征的數(shù)據(jù)，也稱位置數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)。即說明“在哪里”，如用X、Y坐標(biāo)來表示。 (3)關(guān)系數(shù)據(jù)描述空間數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，如空間數(shù)據(jù)的相鄰、包含等，主要是指拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系是一種對空間關(guān)系進(jìn)行明確定義的數(shù)學(xué)方法。七、七、GISGIS的數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)類型合眾思壯合眾思壯G GI IS S軟軟件件產(chǎn)產(chǎn)品品 開開發(fā)發(fā)商商 MapGIS 中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院 吉奧之星(GeoStar) 武漢測繪科技大學(xué)GIS研究中心 Intergraph 鷹圖公司 SuperMa

11、p 中科院地理信息產(chǎn)業(yè)中心 citystar 北京大學(xué) ViewGIS(地理信息之窗)北京資信技術(shù)電子開發(fā)公司 MapEngineer北京朝夕科技有限責(zé)任公司 ARCGIS ESRI Inc.(美國環(huán)境系統(tǒng)研究所 ) MapInfo MapInfo Inc.http:/ ）合眾思壯合眾思壯1 1、GISGIS軟件的基本功能軟件的基本功能 數(shù)據(jù)采集與輸入； 地圖編輯； 空間數(shù)據(jù)管理； 空間分析； 地形分析； 數(shù)據(jù)顯示與輸出。合眾思壯合眾思壯 2、ARCGIS軟件簡介軟件簡介 ArcGIS 具有統(tǒng)一、嚴(yán)整、完備、可伸縮集成體系結(jié)構(gòu)的系列GIS平臺。具有靈活、可擴(kuò)展的C/S與B/S結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，為

12、用戶從低到高多層次的應(yīng)用需求提供了更加完善、更加開放、可擴(kuò)展性更強(qiáng)的解決方案。由以下幾部分組成： 桌面GISArcGIS Desktop :ArcMap 、ArcReader、ArcView、ArcEditor、ArcInfo和擴(kuò)展模塊；ArcInfo是以矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主體的GIS系統(tǒng)，它是通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)。嵌入式GISArcGIS Engine是一個(gè)完整的嵌入式GIS組件庫和工具包；使用ArcGIS Engine，開發(fā)者在C+，C#，.NET和Java環(huán)境中使用簡單的接口獲取任意GIS功能的組合來構(gòu)建專門的GIS應(yīng)用解決方案。服務(wù)器GISArcGIS Server、ArcIMS和A

13、rcSDE； ArcGIS Server是一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，它包含一個(gè)可共享的GIS軟件對象庫，能在企業(yè)和Web計(jì)算框架中建立服務(wù)器端的GIS應(yīng)用。 ArcIMS是通過開放的Internet協(xié)議發(fā)布地圖、數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的可伸縮的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)器。ArcSDE是在各種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中管理地理信息的高級空間數(shù)據(jù)服務(wù)器。移動GISArcPad，支持GPS的無線移動設(shè)備，越來越多地應(yīng)用在野外數(shù)據(jù)采集和信息 合眾思壯合眾思壯ARCGIS9的系統(tǒng)架構(gòu)的系統(tǒng)架構(gòu)合眾思壯合眾思壯點(diǎn)、線、面圖層屬性信息合眾思壯合眾思壯 ArcGIS遵循國際通用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合最先進(jìn)的IT技術(shù)，既保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，又保證系統(tǒng)的資源共享

14、和開放。 ArcGIS系列軟件具有強(qiáng)大的分析功能，如：緩沖區(qū)分析（Buffer)、地統(tǒng)計(jì)分析、疊加分析（Overlay)、拓?fù)浞治?、最佳路徑分析、網(wǎng)絡(luò)分析、三維分析、柵格分析、追蹤分析、流域分析、徑流分析、洪水淹沒模擬、河道剖面分析、河流追溯分析、壩址分析等；支持水利模型?？梢哉fArcGIS為水利信息化提供了一個(gè)非常好的基礎(chǔ)平臺，將信息系統(tǒng)真正建成了決策支持系統(tǒng)。合眾思壯合眾思壯最佳路徑分析緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析合眾思壯合眾思壯三維分析三維分析合眾思壯合眾思壯地統(tǒng)計(jì)分析地統(tǒng)計(jì)分析合眾思壯合眾思壯2、Mapinfo軟件軟件 簡介簡介 Mapinfo是美國MAPINFO公司推出的適用于不同平臺的GI

15、S系統(tǒng)，在PC桌面平臺上其占有相當(dāng)大的市場。Mapinfo是以矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主體的GIS平臺，對空間數(shù)據(jù)管理采用無拓?fù)涫噶拷Y(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的符合工業(yè)界數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的管理系統(tǒng)，在城市規(guī)劃、行政管理等方面得到廣泛應(yīng)用。它的主要優(yōu)勢是在空間數(shù)據(jù)庫管理和分析方面，簡單易學(xué)、實(shí)用，而且桌面制圖功能強(qiáng)。 合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯4、MapGIS軟件簡介軟件簡介 MAPGIS是中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院武漢中地信息工程有限公司自行研制開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，是國產(chǎn)優(yōu)秀的桌面GIS軟件，它屬于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS平臺，主要優(yōu)勢功能有： 將空間數(shù)據(jù)數(shù)字化輸入、編輯、拓?fù)湟惑w化。 具有強(qiáng)大的制圖功能，包括各種專題圖例符號的制作較其它軟件方便靈活得多。 基本上完成了GIS方方面面的分析功能。數(shù)據(jù)格式：wl線文件/wp區(qū)文件/wt點(diǎn)文件/mpj工程文件 合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯合眾思壯作業(yè)（作業(yè)（2.5分一題，一共分一題，一共10分）分）1、水系圖、土地利用圖等表示專題要素的地圖稱為？、水系圖、土地利用圖等表示專題要素的地圖稱為？