地理信息系統(tǒng)導論

1、地理信息系統(tǒng)導論第1頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二GISGeographical Information System地理信息系統(tǒng)第2頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二 第一章 地理信息系統(tǒng)導論 第二章 地理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其文件組織 第三章 地理數(shù)據(jù)庫 第四章 地理數(shù)據(jù)采集 第五章 空間數(shù)據(jù)處理 第六章 地理數(shù)據(jù)計量地理分析 第七章 空間分析 第八章 地理信息產(chǎn)品輸出 第九章 地理信息系統(tǒng)設計與評價 第十章 地理信息系統(tǒng)應用實例第3頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二地理信息系統(tǒng)導論學習目標： 理解GIS的相關概念，說明GIS和相

2、關學科的關系 掌握GIS的特點、類型與組成 了解GIS的基本功能和用途 了解GIS的發(fā)展概況 重點：GIS的基本概念、組成及功用第4頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二地理信息系統(tǒng)導論第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)的基本概念第三節(jié) 地理信息系統(tǒng)的特點和功能第四節(jié) 地理信息系統(tǒng)的組成第五節(jié) 地理信息系統(tǒng)的研究內(nèi)容 第六節(jié) 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 第5頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二 信息革命的影響，要求地理學要順應時代的要求，跟上時代的步伐，地理學要高度現(xiàn)代化。計算機技術、自動化技術等的發(fā)展為GIS的形成奠定了堅實的基礎；地理信息系統(tǒng)脫

3、胎于地圖，它們都是地理信息的載體，具有存貯、分析和顯示地理信息的功能。計算機制圖技術的發(fā)展對GIS的產(chǎn)生起了有力的促進作用；海量資源信息，客觀上需要GIS為之服務；由于社會的進步，人類開始覺悟到對于自然資源的利用，不能是簡單的掠奪，而應當合理的管理利用，并且把開發(fā)和保護相結(jié)合。對自然資源應采取科學的管理，進行定量分析和預測，從而為宏觀科學決策提供依據(jù)，這些為GIS的產(chǎn)生提供了應用基礎。 基于以上社會經(jīng)濟與技術發(fā)展的歷史背景和原因，地理信息系統(tǒng)于60年代中期開始形成并逐漸發(fā)展起來。第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生第6頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系

4、統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)基本概念信息的特點數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)的基本概念第7頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)是客觀事物的屬性、數(shù)量、位置及其相互關系等的抽象表示，隨載荷它的物理設備的形式而改變。信息是向人們或機器提供關于現(xiàn)實世界各種事實的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義。它不隨載體的物理形式的改變而改變。第8頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)(1)信息的客觀性(2)信息的適用性(3)信息的傳輸性 (4)信息的共享性信息的特點：第9頁，共33頁，2

5、022年，5月20日，11點9分，星期二數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)是不可分離的，數(shù)據(jù)是信息的表達，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。數(shù)據(jù)本身并沒有意義數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息數(shù)據(jù)與信息的關系第10頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二基本概念地理信息的特征地圖與地理信息的關系數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)第11頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二地理信息是指表示地理環(huán)境諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征及其相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖象和圖形等的總稱。地圖是將地理環(huán)境諸要素按照一定的數(shù)學法則，運用符號系統(tǒng)并經(jīng)過制

6、圖綜合縮繪于平面上的圖形，以傳遞各種自然和社會現(xiàn)象的數(shù)量與質(zhì)量的空間分布和聯(lián)系以及隨時間的發(fā)展變化。 數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)基本概念第12頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二(1)屬于空間信息(2)具有多維結(jié)構(gòu)的特征(3)時序特征十分明顯數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)地理信息的特征第13頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二1. 地圖是地理信息載體2. 地圖是地理信息的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源3. 地圖是GIS的查詢與分析 結(jié)果的表示方法數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)地圖與地理信息的關系第14頁，共33頁，2022

7、年，5月20日，11點9分，星期二 地理系統(tǒng)是一個多層次的巨系統(tǒng)，它具有多層次的結(jié)構(gòu)和泛目標的功能，需要多學科的知識結(jié)構(gòu)和多種形式技術體系的支持。地理系統(tǒng)是認識地理圈的事物、現(xiàn)象和發(fā)生發(fā)展過程，理解物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)換內(nèi)外循環(huán)的規(guī)律，認識地理規(guī)律、掌握地理信息，以調(diào)控資源與環(huán)境為目的的邏輯思維過程。 地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術系統(tǒng)。簡單的說，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術系統(tǒng)。 地理系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的科學依據(jù)；地理信息系統(tǒng)是研究地理系

8、統(tǒng)的科學技術保證。數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)第15頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二地理信息系統(tǒng)的分類地理信息系統(tǒng)的功能地理信息系統(tǒng)的應用第三節(jié) 地理信息系統(tǒng)的特點和功能地理信息系統(tǒng)的特點第16頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二公共的地理定位基礎；2. 具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力3. 系統(tǒng)以分析模型驅(qū)動，具有極強的空間綜合分析和動態(tài)預測能力，并能產(chǎn)生高層次的地理信息；4. 以地理研究和地理決策為目的，是一個人機交互式的空間決策支持系統(tǒng)。一、地理信息系統(tǒng)的特點第17頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9

9、分，星期二專題地理信息系統(tǒng)(Thematic GIS)區(qū)域地理信息系統(tǒng)(Regional GIS)地理信息系統(tǒng)工具(GIS Tools)城市信息系統(tǒng)自然資源查詢信息系統(tǒng)規(guī)劃與評估信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)等。按功能分類按內(nèi)容分類二、地理信息系統(tǒng)的分類第18頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二數(shù)據(jù)輸入、存貯和編輯操作運算數(shù)據(jù)查詢和檢索應用分析圖形顯示和結(jié)果輸出數(shù)據(jù)更新三、地理信息系統(tǒng)的功能第19頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二四、地理信息系統(tǒng)的應用1. 統(tǒng)計與量算；2. 規(guī)劃與管理；3. 預測與監(jiān)測；4. 輔助決策。第20頁，共33頁，2022年，5月2

10、0日，11點9分，星期二第四節(jié) 地理信息系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲信息輸入系統(tǒng)操作系統(tǒng)支持地理分析硬件系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)輸入設備存儲設備輸出設備計算機系統(tǒng)軟件GIS軟件應用分析程序地理數(shù)據(jù)庫用戶第21頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二一、GIS 的 硬 件 系統(tǒng)輸入設備數(shù)字化儀掃描儀鍵 盤數(shù)字像機輸出設備 顯 示 器繪 圖 機打 印 機校片紀錄儀計算機主機存儲設備光盤讀寫器磁帶機硬盤軟盤第22頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二二、GIS的軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入和校驗數(shù)據(jù)存儲和管理數(shù)據(jù)變換分析數(shù)據(jù)顯示和輸出用戶接口模塊GIS軟件應用分析軟件計算機系統(tǒng)軟件操

11、作系統(tǒng)匯編程序編譯程序服務程序第23頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二三、地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)分類幾何數(shù)據(jù)關系數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)度量關系延伸關系拓撲關系幾何坐標定性定量四、用 戶系統(tǒng)組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新、應用程序開發(fā)、信息提取、地理決策第24頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術系統(tǒng)應用方法第五節(jié) 地理信息系統(tǒng)的研究內(nèi)容 概念、定義、內(nèi)涵構(gòu)成、特點、功能和任務理論體系發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢第25頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術系統(tǒng)應用方法第五節(jié) 地理信息系統(tǒng)的研究內(nèi)容 硬件配置數(shù)

12、據(jù)結(jié)構(gòu)與表示輸入輸出系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)管理用戶界面GIS工具軟件研制第26頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術系統(tǒng)應用方法第五節(jié) 地理信息系統(tǒng)的研究內(nèi)容 應用系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)采集與校驗專題分析模型3S結(jié)合地學專家系統(tǒng)第27頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二考古學人文地理學公共管理社會學流行病學健康護理規(guī)劃森林學土壤科學地貌學環(huán)境科學地質(zhì)學生態(tài)學水文學氣象學公共信息查詢礦產(chǎn)開發(fā)設施維護產(chǎn)業(yè)/商業(yè)市場旅游業(yè)資產(chǎn)管理計算機科學制圖學可視化符號學測量遙感照相測量法數(shù)學數(shù)據(jù)庫計算機圖形學統(tǒng)計學地理 統(tǒng)計學人工智能認知科學社會經(jīng)濟測量地形測量環(huán)

13、境測量二 相關學科樹第28頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二1.起步階段（60年代），注重空間數(shù)據(jù)的地學處理。 1963年，加拿大測量學家R. T. Tomlinson首先提出GIS 這一術語，建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）； 1969年，ESRI （環(huán)境系統(tǒng)研究所）建立； 1969年， Integraph公司建立。 2.發(fā)展階段（70年代），注重空間地理信息的管理，受到 政府部門、商業(yè)公司和大學的普遍重視。 1978年，ERDAS成立。一、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展概況第六節(jié) GIS發(fā)展趨勢第29頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二3.推廣應用階段（80

14、年代），注重空間決策支持分析。 1981年，ESRI ARC/INFO GIS發(fā)布； 1985年，GPS成為可運行系統(tǒng)； 1986年，MapInfo建立； 1986年，SPOT衛(wèi)星首次發(fā)射； 1987年，地理信息系統(tǒng)的國際雜志出版； 1988年，美國人口調(diào)查局第一次公開發(fā)布TIGER； 1988年，GIS World 首次發(fā)行； 1989年，Ingegraph 發(fā)布MGE； 第30頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二4.用戶時代（90年代后）, 注重GIS社會應用與服務， GIS技術迅猛發(fā)展。 控件式GIS成為GISTools的發(fā)展方向; WebGIS蓬勃發(fā)展; 三維GIS嶄露頭角。5.國外主流GIS軟件 ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS） GENAMAP MGE（Modular GIS Environment）（GeoMedia） MapInfo（Mapinfo Proserver、MapX、MapXtreme、 SpatialWare） ERDAS 第31頁，共33頁，2022年，5月20日，11點9分，星期二二、我國GIS的發(fā)展 1.準備階段（70年代） 2.試驗階段（80年代） 3.全面發(fā)展階段（90年代） 4.國產(chǎn)主流GIS軟件 GeoStar Ma