農業(yè)信息技術與信息管理系統第六章地理信息系統課件1

1、農業(yè)信息技術與信息管理系統電氣信息工程學院 徐雷鈞第六章地理信息系統 地理信息系統的基本概念 GIS的構成 GIS的基本原理 GIS的軟件系統 3S集成與農業(yè)應用第一節(jié) 地理信息系統的基本概念一、地理信息系統的定義二、GIS 的產生與發(fā)展三、GIS的基本特征四、GIS的類型五、GIS的主要用途一、地理信息系統含義第一節(jié) 地理信息系統的基本概念地理信息系統(Geographical Information System，簡稱GIS)，顧名思義，是處理地理信息的系統。地理信息，又稱為空間信息，是直接或間接與地球上的空間位置有關的信息。從技術角度，GIS可以定義為：用于采集、存儲、管理、處理、檢索、

2、分析和表達地理空間數據的系統，是分析和處理海量地理數據的通用技術。從系統及應用角度， GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術 ；在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，采用地理模型分析方法，實現空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。從學科的角度， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎 上發(fā)展起來的一門學科，具有獨立的交叉邊緣學科體系；二、 GIS 的產生與發(fā)展起步階段 發(fā)展階段 應用階段 成熟階段 普及階段 1960 美 R.F.Tomlinson 數字地圖1965 W.L. Garrison 提出GIS術

3、語 加拿大土地管理局 CGIS 未被廣泛認可 從事的人員有限 項目的投資強度非常小 少數專家左右著GIS的發(fā)展 第一節(jié) 地理信息系統的基本概念1960 美 R.F.Tomlinson 數字地圖1965 W.L. Garrison 提出GIS術語 加拿大土地管理局 CGIS 信息論系統論控制論 硬件技術 軟件技術 地學成立了一些和GIS相關的組織一些企業(yè)開始涉足GIS市場 計算機技術地圖交互編輯技術地圖數字化 得到一定的發(fā)展 理論和技術上沒有什么突破 1970s起步階段 發(fā)展階段 應用階段 成熟階段 普及階段 二、 GIS 的產生與發(fā)展第一節(jié) 地理信息系統的基本概念計算機技術廣泛應用數據庫技術推

4、廣 GIS數據處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術均有了較大發(fā)展大批商業(yè)化GIS軟件1980s起步階段 發(fā)展階段 應用階段 成熟階段 普及階段 二、 GIS 的產生與發(fā)展第一節(jié) 地理信息系統的基本概念起步階段 發(fā)展階段 應用階段 成熟階段 普及階段 計算機軟硬件技術迅速發(fā)展GIS已成為支持多種硬件平臺的高技術產品，并利用Windows開發(fā)工具與多媒體技術，為用戶提供了多窗口環(huán)境與更為良好用戶界面空間技術發(fā)展新階段（需求應用） 1990s二、 GIS 的產生與發(fā)展第一節(jié) 地理信息系統的基本概念起步階段 發(fā)展階段 應用階段 成熟階段 普及階段 1990s后期到21世紀初

5、 應用領域已達100多個廣義的地理空間性質的自然資源管理、國土整治及生態(tài)建設、土地及房地產管理、市政工程及城市管理等 社會治安、消防、運輸、商業(yè)網點、通訊、環(huán)境保護、石油、氣象、水利、地質、農林業(yè)等 向數據挖掘、模型模擬、預報與預測、智能化決策分析、虛擬現實地理信息系統、WebGIS方向發(fā)展二、 GIS 的產生與發(fā)展第一節(jié) 地理信息系統的基本概念三、GIS的基本特征地圖是地理學的第二代語言，而GIS將成為地理學的第三代語言陳述彭影像表示的形體模型（如遙感影像）地圖表示的地理模型數表展示的人文經濟社會統計數據GIS模型區(qū)域研究綜合思維工具地理空間數據庫適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，用于決策

6、服務第一節(jié) 地理信息系統的基本概念三、GIS的基本特征地理信息系統是一個空間型的信息系統，具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析和動態(tài)預測的能力。GIS的操作對象是地理數據，既有空間數據，又有屬性數據，并通過數據庫管理系統將二者聯系在一起共同管理、分析和應用，從而提供了認識地理現象的一種新的方式方法。第一節(jié) 地理信息系統的基本概念三、GIS的基本特征第一節(jié) 地理信息系統的基本概念在計算機系統支持下，利用空間分析模型，完成空間地理數據管理、地理分析、地理決策。計算機技術支持是地理信息系統的重要特征。

7、能夠對空間信息數據進行圖形化輸出，表達形象直觀，便于決策應用。與各種科學（地球科學、環(huán)境科學、管理科學、應用數學）及各種應用技術（遙感、GPS、空間數據庫、圖形圖像處理）有著不可分割的密切關系。屬于交叉邊緣學科。四、GIS的類型（一）專題信息系統（Thematic Information System） 森林動態(tài)監(jiān)測信息系統 水資源管理信息系統 礦產資源信息系統 農作物估產信息系統 草場資源管理信息系統 水土流失信息系統等 具有有限目標和專業(yè)特點的GIS，為特定的專門目的服務。第一節(jié) 地理信息系統的基本概念（二）區(qū)域信息系統（Regional Information System）以區(qū)域綜合研

8、究和全面的信息服務為目標四、GIS的類型第一節(jié) 地理信息系統的基本概念 加拿大國家信息系統 美國橡樹嶺地區(qū)模式信息系統 美國圣地亞哥縣信息系統 我國黃河流域信息系統等自然分區(qū)或流域為單位 國家級的區(qū)域信息系統 地區(qū)或省級 市級和縣級等行政分區(qū) 北京市水土流失信息系統 海南島土地評價信息系統 河南省冬小麥估產信息系統等 區(qū)域性專題信息系統四、GIS的類型許多實際的地理信息系統是介于上述二者之間 第一節(jié) 地理信息系統的基本概念（三）工具型地理信息系統（GIS Tool）一組具有圖形圖像數字化、存貯管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等GIS基本功能的軟件包 專門設計研制的在完成了實用GIS后抽取掉具

9、體區(qū)域或專題的地理空間數據后得到的在此基礎上開發(fā)實用信息系統，可以節(jié)省開發(fā)周期，提高效益四、GIS的類型第一節(jié) 地理信息系統的基本概念五、GIS的主要用途信息查詢繪制圖件預測預報模擬分析管理與決策特定位置存在什么、周邊環(huán)境如何查找滿足一定條件的地方所處位置地圖：數據來源 / 一種成果過去及現在空間格局變化分析 未來變化過程假設數據GIS進行模擬分析可能結果與專家系統相結合，開發(fā)空間決策支持系統第一節(jié) 地理信息系統的基本概念第一節(jié) 地理信息系統的基本概念應用舉例： 利用GIS進行農業(yè)氣候區(qū)劃 農業(yè)氣候區(qū)劃是根據農作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區(qū)劃片的，在某種農

10、作物的氣候可種植區(qū)內還有不同的地物類型，不同的農作物要求不同的地理環(huán)境。GIS系統核心問題：位置（location），條件（condition），變化趨勢（trend）、模式（pattern）及模型（model）。第一節(jié) 地理信息系統的基本概念第一節(jié) 地理信息系統的基本概念 利用GIS進行農業(yè)氣候區(qū)劃 某縣在臍橙種植綜合區(qū)劃中，除了應用125萬的地理數據，還結合了TM影像數據，輔助GPS定位抽樣，把臍橙的可能種植區(qū)（農田、荒山荒坡）提取出來，排除了山體、水體、居民點、道路等不能種植臍橙的區(qū)域，把可能種植區(qū)與農業(yè)氣候區(qū)劃圖做邏輯交集運算，得到了全縣臍橙種植規(guī)劃圖。北方草地生態(tài)質量等級圖例第一節(jié)

11、地理信息系統的基本概念第二節(jié) GIS的構成 一、硬件系統二、軟件系統三、地理空間數據四、系統開發(fā)、管理和使用人員一、硬件系統數據輸入設備： 圖形手扶跟蹤數字化儀、大幅面圖形圖像掃描儀、各種類型的數字測量設備、鍵盤、通訊端口等。 第二節(jié) GIS的構成 一、硬件系統第二節(jié) GIS的構成 大幅面圖形圖像掃描儀是GIS 圖形及影像數據輸入的重要工具，按照輻射分辨率可劃分為二值掃描儀、灰度掃描儀和彩色掃描儀。按照掃描儀結構可劃分為滾筒掃描儀、平臺掃描儀和CCD 攝像掃描儀。按照掃描方式可以劃分為柵格掃描儀和矢量掃描儀。目前，工程掃描儀能夠提供高分辨率、真彩色的近乎完美的圖像輸入效果，逐漸取代圖形手扶跟蹤

12、數字化儀而成為地圖地形、圖像等數據輸入的最有效工具之一。圖形手扶跟蹤數字化儀又稱數字化儀，是由電磁感應板、游標和相應的電子電路組成，當使用者在電磁感應板上移動游標到指定位置，并將十字叉的交點對準數字化的點位時，按動按鈕，數字化儀則將此時對應的命令符號和該點的位置坐標值排列成有序的一組信息，然后通過接口傳送到主計算機2.數據存貯設備。主要包括光盤、硬盤、磁帶及相應的驅動設備。一、硬件系統第二節(jié) GIS的構成 3.計算機主機。計算機是GIS 的數據管理、加工和分析設備，是GIS 運行及數據處理效率的關鍵。4.數據輸出設備。包括圖形/圖像顯示器、矢量/柵格繪圖儀、行式/點陣打印機等。矢量繪圖機是主要

13、的圖形輸出設備，計算機控制繪圖筆（或刻針）在圖紙或模片上繪制或刻繪出圖來。噴墨繪圖機是一種高精度的繪圖設備，由柵格式數據的像元值控制噴到紙上的墨滴大小，可繪制圖形。二、軟件系統第二節(jié) GIS的構成 1.計算機系統軟件3.應用分析程序。系統開發(fā)人員或用戶根據地理專題或區(qū)域分析模型編制的用于某種特定應用任務的程序，是系統功能的擴充與延伸。如應用SPSS、SAS 等統計分析軟件，構建空間數據和地面調查數據之間的關系模型，進而生成相應的空間數據。2. GIS 軟件和其他支撐軟件。包括GIS 工具或GIS 實用軟件程序，以完成空間數據輸入、交互編輯、存儲、轉換、數據管理、數據操作、查詢檢索、整飭輸出及其

14、用戶接口等主要功能。也可包括數據庫管理軟件、計算機圖形軟件包、CAD、圖像處理軟件等。第二節(jié) GIS的構成 三、地理空間數據地理空間與空間抽象:地理空間（geographical space）是指地球表面及近地表空間，是地球上各種地理圈（大氣圈、生物圈、土壤圈、巖石圈、水圈）交互作用的區(qū)域。地球上最復雜的物理過程，化學過程，生物過程等就發(fā)生在該區(qū)域。空間現象自然現象：可測定的（河流邊界，土壤厚度等）難以測定的（云團移動，潮汐等）偶發(fā)的（地震等）人為現象：規(guī)則的（路，橋，建筑物邊界）不規(guī)則的（行政區(qū)劃的邊界等）第二節(jié) GIS的構成 空間實體：對復雜地理事物和現象進行簡化抽象得到的空間中不可再分割

15、的同類對象，即空間中最小單元，主要包括點、線、面，體等基本類型。如電線桿、一條道路，一個湖泊可以分別抽象為點線面。而這些對象空間相互關聯，還有很多屬性相關聯：如電線桿高度，道路的長度寬度起點終點，以及湖泊的面積周長水質等信息。此外，還具有時域特征?？臻g實體的四個基本特征：空間位置特征 屬性特征時間特征空間關系拓撲關系，如點線關系，線線關系，點面關系等。三、地理空間數據地理信息與地理數據:地理信息（geographical information）是關于地理圈（大氣、生物、土壤、巖石、水）或地理環(huán)境中地理實體的性質、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識。地理信息中，地物的位置信息是通過空間數據進

16、行標識的，具有空間性，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標志。地理信息具有區(qū)域性、多維結構特性和動態(tài)變化的特性：（1）區(qū)域性是通過經緯網等建立的地理坐標來實現空間位置的標識；（2）多維結構特性即在二維空間的基礎上實現多專題的第三維結構；（3）地理信息的時序特征十分明顯，可以按時間尺度將地理信息劃分為超短期的（如臺風、地震、森林火災）、短期的（如江河洪水、秋季低溫）、中期的（如土地利用、作物估產）、長期的（如城市化、水土流失）、超長期的（如地殼變動、氣候變化）等。第二節(jié) GIS的構成 地理數據（geographical data）。是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質的數量、質量、分布特

17、征、聯系和規(guī)律的數字、文字、圖像和圖形等的總稱，是各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括三部分：空間數據（spatial data）。是指單個的或群體的以空間位置為參照的數據，描述地物所在位置。這種位置既可以根據大地參照系定義，如大地經緯度坐標，也可以定義為地物間的相對位置關系，如空間上的距離、鄰接、重疊、包含等。三、地理空間數據第二節(jié) GIS的構成 第二節(jié) GIS的構成 空間數據是用點線面體等基本空間數據結構表示人們賴以生存的自然世界，是數字地球的基礎。(2) 屬性數據（attribute data）。又稱為非空間數據（non-spatial data），是屬于一定地物、描述其特征的定性

18、或定量指標，描述了信息的非空間組成部分，包括語義數據與統計數據等，通常以數字、符號、文本和圖像等形式來表示。(3) 時態(tài)數據（temporal data）。是描述地理數據采集或地理現象發(fā)生時刻或時段的數據。由于有些空間數據隨時間變化相對較慢，因而有時被忽略；有些時候，時間可以被看成一個屬性特征，從而將時態(tài)數據包含到屬性數據中。第二節(jié) GIS的構成 四、系統開發(fā)、管理和使用人員第二節(jié) GIS的構成 在GIS 系統中，計算機硬件部分是骨架，沒有硬件，其它部分就無從依附；GIS 的軟件部分是其精髓，沒有軟件，就不成其為GIS；地理數據則如血液一樣，沒有了地理數據，地理信息系統就成了空殼；而對用戶來說

19、，當他能熟練地選擇和使用各種GIS 工具進行復雜的分析工作（如空間分析和模擬預測等）、并且熟悉與所用的數據有關的知識時，才能視為GIS的一部分。第三節(jié) GIS的基本原理 一、地理空間數據與地圖地理空間數據可以由位置組合變量的表格形式表示，也可以由相對位置在地圖或圖像上表示。地圖是由數學所確定的、經過概括并用形象符號表示的地球表面在平面上的圖形。二、地圖的基本原理地圖是GIS的重要數據源1.地圖上的坐標及坐標映射體系經緯度平面坐標第三節(jié) GIS的基本原理 2.地理信息在地圖上的表示（1）空間信息點：獨立的位置，具有一對（x，y）坐標和至少一個屬性線：具有相同屬性的點的軌跡，由一組有序的坐標點相連

20、接而成面：所有具相同屬性的點的集合，由一個封閉的圖形區(qū)來代表第三節(jié) GIS的基本原理 （2）屬性信息通過符號、文字、顏色等標記來反映第三節(jié) GIS的基本原理 三、數字地圖的存儲、顯示與輸出數字地圖在GIS 中以數據庫形式保存地理信息1.空間信息的存儲第三節(jié) GIS的基本原理 點線面的表示第三節(jié) GIS的基本原理 空間信息的存儲第三節(jié) GIS的基本原理 空間拓撲關系：弧-節(jié)點空間拓撲關系：多邊形-弧 弧-左右多邊形第三節(jié) GIS的基本原理 2.屬性信息的存儲 與空間信息的存儲類似，記錄的字段數（即項目數）因該特征具有的信息項數而異。第三節(jié) GIS的基本原理 區(qū)域道路圖道路圖屬性數據存儲結構第三節(jié)

21、 GIS的基本原理 道路圖空間數據存儲結構3.數據文件間的連接通過共同字段-ID建立數據之間的連接，將空間信息和屬性信息合并存儲第三節(jié) GIS的基本原理 4.數字地圖的顯示與輸出 GIS 能實時地訪問空間信息數據庫并讀取其中的空間信息數據進行處理后在計算機屏幕上顯示出相應的圖形，稱為“添加主題”可以添加多個主題，如干旱類型，渠道，道路及村鎮(zhèn)，所以主題都有開關選擇，可以選擇訪問相應的屬性數據庫。 GIS 提供了多種地圖版式（layout），讓用戶選擇輸出，用戶可根據需要重新排版，制作專題圖。第三節(jié) GIS的基本原理 四、GIS的空間數據管理1.GIS的數據來源地圖、影像資料（衛(wèi)片和航片）、繪圖軟

22、件、表格資料、RS、GPS等獲取方式：地圖：掃描儀及數字化處理影像資料和CAD圖：數字化處理數據庫文件及文本文件。第三節(jié) GIS的基本原理 2.GIS的空間數據結構矢量數據結構：用坐標系中的坐標定義點線面的空間位置。優(yōu)點：數據結構緊湊、冗余度低，有利于網絡和檢索分析， 圖形顯示質量好、精度高；缺點：數據結構復雜，多邊形疊加分析比較困難柵格數據結構：將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網格陣列，以規(guī)則陣列表示空間地物或現象分布。優(yōu)點：數據結構簡單，便于空間分析和地表模擬，顯示性較強缺點：數據量大，投影轉換比較復雜第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 柵格數據

23、第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 矢量與柵格數據的相互轉換矢量-柵格 內部點擴散法、復數積分算法、射線算法和掃描算法、邊界代數算法等柵格-矢量 多邊形邊界提取、邊界線跟蹤、拓撲關系的生成和曲線光滑等第三節(jié) GIS的基本原理 3.GIS的空間數據組織第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 五、GIS空間數據分析與處理第三節(jié) GIS的基本原理 1.空間插值將離散點的測量數據轉換為連續(xù)的數據曲面整體插值：包括邊界內插法、趨勢面分析、變換函數插值等局部插值： 定義一個鄰

24、域或者搜索范圍，搜索落在此鄰域范圍的數據點。括泰森多邊形插值、距離倒數插值、樣條函數插值和克里金(Kringing)插值第三節(jié) GIS的基本原理 2.緩沖區(qū)分析第三節(jié) GIS的基本原理 鄰近度（proximity）描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度。溝渠的灌溉范圍、播種機的播種范圍等均屬鄰近度問題。緩沖區(qū)分析是解決鄰近度問題的空間分析工具。給定一個空間對象或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由鄰域的半徑確定。即根據數據庫中點、線、面實體自動建立周圍一定范圍內的緩沖區(qū)多邊形，查找這個多邊形范圍內具有某種特征的點狀地物、線狀地物或面狀地物。緩沖區(qū)計算的基本問題是雙線問題，即圖形加粗、加寬和中心線

25、擴展等。第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 建立方法：主要應用：3.疊加分析第三節(jié) GIS的基本原理 GIS 軟件以分層方式組織地理景觀，將地理景觀按照主題分層提取，每個主題層可以叫一個數據層面。疊加分析就是將兩層或者多層數據層面疊加產生一個新的數據層面的操作，綜合了原有數據層所具有的屬性。通過疊加分析，源于繪有不同數據源圖形的傳統透明材料疊加，在透明光桌上勾畫感興趣區(qū)域和提取感興趣信息。包括視覺信息疊加、點與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。視覺信息疊加不產生新的數據層面，只是將多層信息復合顯示，便于分析。第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理

26、 4.DEM分析第三節(jié) GIS的基本原理 數字高程模型（digital elevation model，DEM）最常見的表達是相對于海平面的海拔高度或者某個參考面的相對高度，包括高程、坡度、坡向等地形屬性信息。DEM 主要采用規(guī)則格網模型，將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網單元，每一個單元對應一個數值，對應一個高程值。如圖。高程數據可用于直接計算坡度坡向，還可以計算剖面積、體積和表面積等，可以計算工程中的挖方、填方和土壤流失量。第三節(jié) GIS的基本原理 5.網絡分析第三節(jié) GIS的基本原理 第三節(jié) GIS的基本原理 第四節(jié) GIS的軟件系統 一、GIS 軟件的結構與功能二、國內外常用的GIS 工具軟件

27、一、GIS 軟件的結構與功能第四節(jié) GIS的軟件系統 具有特定功能的子系統（模塊）組成：數據輸入子系統、圖形及文本編輯子系統、空間數據庫管理子系統、空間查詢及空間分析子系統、顯示輸出子系統。一、GIS 軟件的結構與功能第四節(jié) GIS的軟件系統 數據輸入子系統即具有數據采集功能。包括將現有地圖、外業(yè)觀測成果、航空相片、遙感數據、文本資料等轉換成可供GIS 利用的數據形式。針對常用的數據輸入設備如數字化儀、掃描儀、磁帶機和磁盤機等不同的儀器設備，系統配備相應的軟件模塊進行操作，并保證得到的數據轉化后進入到地理數據庫中。按照數據源的類型差異，數據輸入包括圖形數據輸入、圖像數據輸入和屬性數據輸入3 種

28、類型。一、GIS 軟件的結構與功能第四節(jié) GIS的軟件系統 空間數據編輯子系統具有對空間數據及屬性數據的編輯功能和基本的信息查詢功能。主要用于錯誤修訂（增加、刪除、移動、拷貝）、圖形接邊、符號設計與地圖修飾（線形、顏色、符號、注記）、建立拓撲（接點附合、多邊形建立、目標組合、拓撲檢驗）、幾何計算（距離、周長、面積）、及屬性數據輸入（聯接、實時輸入、修改）、基本的雙向信息查詢（選幾何圖形查屬性數據，或選屬性數據找?guī)缀文繕耍？臻g數據庫管理子系統具有對地理數據庫的管理功能。GIS 的數據管理功能是由數據庫管理系統實現的。許多GIS 軟件僅是屬性數據采用關系模型，而圖形數據采用拓撲數據模型。面向對象

29、數據模型既可以表達圖形數據又可以有效地表達屬性數據。一、GIS 軟件的結構與功能第四節(jié) GIS的軟件系統 空間查詢及空間分析子系統具有空間查詢及空間分析功能。主要包括以下幾個方面：拓撲空間查詢，包括面面關系、線線關系、點點關系、線面關系、點線關系、點面關系；緩沖區(qū)生成與分析；疊置分析；空間集合分析；地學分析等。一、GIS 軟件的結構與功能第四節(jié) GIS的軟件系統 數據輸出模塊子系統該子系統具有顯示和制圖功能。以地圖、表格、圖表、文字等多種形式顯示數據和向用戶報告分析結果，根據需要可以在顯示屏上顯示、通過繪圖儀或打印機生成硬拷貝。土壤類型圖、作物分布圖、糧食產量分布圖等各種形式的專題地圖、統計圖

30、形以及數據表格是最主要的GIS 表達形式或輸出產品。二、常用的GIS 軟件第四節(jié) GIS的軟件系統 ESRI 產品系列美國ESRI 公司（Environmental Systems Research Institute Inc.）主要從事GIS 工具軟件的開發(fā)和GIS 數據生產，ARC/INFO 是ESRI在20 世紀推出的主要產品。Mapinfo 產品系列美國MapInfo 公司致力于提供先進的數據可視化、信息地圖化技術，其軟件代表是桌面地圖信息系統軟件MapInfo。國產GIS 工具軟件國內許多科研單位積極開展微機地理信息系統工具的研制，中國地質大學開發(fā)的地理信息系統軟件MapGIS、武漢

31、測繪科技大學開發(fā)面向大型數據管理的地理信息系統軟件GeoStar、北京大學開發(fā)研制的地理信息系統軟件Citystar（城市之星）、北京超圖地理信息技術有限公司研制的新一代大型地理信息系統平臺SuperMap GIS 等。 將圖象引入Mapinfo中 配準地圖 繪制圖層 完善地圖一般步驟：實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖江蘇大學地圖用掃描儀掃描輸入成柵格圖象文件（位圖） 或從AUTOCAD中導入。將圖象引入Mapinfo中實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖 第一次打開地圖時會提醒

32、是否配準，Register！以后TableRaserModify Image Registration來打開圖象配準對話框實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖配準對話框:實例：基于Mapinfo6.5繪制校園電子地圖配準好以后，柵格圖象被矢量化。便可以知道地圖上任意點的位置和具體坐標， 配準好的學校地圖作為基礎圖層新建一個圖層， 在基礎圖層窗口FileNewtable,選擇Creat new table and Add to current Mapper,點擊create建立新圖層。在名字一欄里填上所定的名字：實驗樓。這時圖中灰色的創(chuàng)建可以操作，點擊創(chuàng)建并保存在同一文件夾下。 用Ma

33、pinfo所帶的畫圖工具來繪制圖層，并定義顏色 紅色代表所繪制的一個圖層實驗樓 同理繪制其他各個圖層，并定義好顏色 校園電子地圖圖層說明第1層 文字（白 色）第2層 運動設施（粉紅色）第3層 學院（黑 色）第4層 學生宿舍（灰 色）第5層 學生食堂等（淺紫色）第6層 圖書館（黃 色）第7層 實驗樓（紅 色）第8層 教學樓（褐紅色）第9層 教工宿舍（深紅色）第10層河流（湖藍色）第11層綠地（綠 色）第12層公路（深藍色）第13層底色（泥黃色）圖層控制:繪制好后，在“圖層控制”中將所有的圖層進行疊放，注意圖層順序，因為面狀要素會覆蓋線狀要素，要根據顯示結果的具體需要調整 根據需要可以隱藏某些圖層

34、，或只讓某些關心的圖層可見，下圖是所有圖層共同疊放的效果在做好的電子地圖上可以進行任意點的放大，也可知道任意點坐標。由于配準好的電子地圖任意點的坐標是可知的，且Mapinfo可以直接從GPS設備獲取坐標信息并動態(tài)地在地圖上顯示其位置。第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 遙感技術RS 和空間定位GPS 技術能夠迅速、客觀、準確地獲取空間信息，可以作為GIS 的一個重要的數據源，以實時更新空間數據庫，GIS 與RS 和GPS 技術簡稱3S 技術。隨著3S 技術不斷發(fā)展，三者技術集成已成為當前和今后GIS 技術發(fā)展的重要內容。一、GIS 與RS 的集成二、GIS 與GPS 的集成三、RS、GIS、GPS 的

35、集成四、GIS 在農業(yè)中的應用與發(fā)展一、GIS 與RS 的集成第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 GIS 是用于分析和顯示空間數據的系統，而遙感影像是一種空間數據形式，類似于GIS中的柵格數據，容易在數據層次上實現GIS 與RS 的集成。二、GIS 與GPS 的集成第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 作為實時提供空間定位數據的技術，GPS 可以與GIS 進行集成，可以實現如下應用：（1）定位。通過將GPS 接收機連接在安裝GIS 軟件和該地區(qū)空間數據的便攜式計算機上，可以方便地顯示GPS 接收機所在位置并實時顯示其運動軌跡，進而可以利用GIS 提供的空間檢索功能，得到定位點周圍的信息，從而實現決策支持。（2）

36、測量。主要應用于土地管理、城市規(guī)劃等領域，利用GPS 和GIS 的集成，可以測量區(qū)域的面積或者路徑的長度。該過程類似于利用數字化儀進行數據錄入，需要跟蹤多邊形邊界或路徑，采集抽樣后的頂點坐標，并將坐標數據通過GIS 記錄，然后計算相關的面積或長度數據。（3）監(jiān)控導航。用于車輛、船只的動態(tài)監(jiān)控，在接收到車輛、船只發(fā)回的位置數據后，監(jiān)控中心可以確定車船的運行軌跡，進而利用GIS 空間分析工具，判斷其運行是否正常。三、RS、GIS、GPS 的集成第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 3S的結合應用，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供

37、或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進行相應的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數據中提取有用信息，并進行綜合集成，使之成為決策的科學依據。GIS、RS 和GPS 三者集成利用，構成為整體的、實時的和動態(tài)的對地觀測、分析和應用的運行系統，提高了GIS 的應用效率。GIS 在農業(yè)中的應用層次隨著地理信息系統理論的產生發(fā)展以及方法和技術的成熟，它的應用領域越來越廣泛，在農業(yè)領域的應用也逐步深入。從技術角度看，GIS 在農業(yè)上的應用主要分四個層次：（1）作為農業(yè)資源調查的工具。主要特點是建立農業(yè)資源地理數據庫，實現空間數據庫的瀏覽、檢索等，利用GIS 繪制農業(yè)資源分布圖和產生正規(guī)的報表。（2）

38、作為農業(yè)資源分析的工具。GIS 以不限于制圖和空間數據庫的簡單查詢，而是以圖形及數據的重新處理等分析工作為特征，用于各種目標的分析和重新導出新的信息，產生專題地圖和進行地圖數據的疊加分析等。（3）作為農業(yè)生產管理的工具。主要在于建立各種模型和擬訂各種決策方案，直接用于農業(yè)生產。（4）作為農業(yè)管理的輔助決策工具。主要利用了GIS 的模型功能和空間動態(tài)分析以及預測能力，并與專家系統、決策支持系統及其它的現代技術（如RS 和GPS）有機結合，用于農業(yè)生產的管理和輔助決策。第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 四、GIS 在農業(yè)中的應用與發(fā)展GIS 在農業(yè)中的應用領域（1）利用GIS 進行農業(yè)區(qū)劃。利用GIS

39、進行農業(yè)區(qū)劃，可以將現有的資源、經濟數據庫與GIS 的結合，很快形成各種農業(yè)區(qū)劃統計圖件。也可以將遙感系統（RS）和GIS 結合起來，利用RS 的遙感結果，結合GIS 軟件中提供的各種評判方法和區(qū)劃建模進行不同區(qū)劃方案的動態(tài)模擬與評價，編繪出綜合評價圖、區(qū)劃圖，直觀定量地顯示區(qū)劃結果。這樣，保證了區(qū)劃方法的科學性和針對性和先進性。（2）利用GIS 進行土壤適宜性評價。根據土壤類型、質地、有機質含量、氮磷鉀等其它要素，依據各個要素對某種作物生長的重要性賦予權重，在地理信息系統中分析運算，生成土壤適宜性評價圖。四、GIS 在農業(yè)中的應用與發(fā)展第五節(jié) 3S集成與農業(yè)應用 （3）利用GIS 開展農業(yè)災害預