新GIS原理市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院地理信息系統(tǒng)基本原理新GIS原理第1頁(yè)GISGeographicalInformationSystem地理信息系統(tǒng)新GIS原理第2頁(yè)

第一章緒論第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與編碼第三章空間數(shù)據(jù)輸入與處理處理第四章空間數(shù)據(jù)管理第五章空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)第六章空間分析基本方法第七章數(shù)字地形模型及其應(yīng)用第八章空間決議支持與教授系統(tǒng)第九章網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)第十章地理信息產(chǎn)品輸出第十一章地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化第十二章3S集成技術(shù)與數(shù)字地球新GIS原理第3頁(yè)第一章緒論學(xué)習(xí)目標(biāo)：·了解GIS相關(guān)概念·掌握GIS特點(diǎn)、類(lèi)型與組成·了解GIS基本功效和用途.了解GIS和相關(guān)學(xué)科關(guān)系·了解GIS發(fā)展概況重點(diǎn)：GIS基本概念、組成及功用新GIS原理第4頁(yè)信息革命影響，要求地理學(xué)要順應(yīng)時(shí)代要求，跟上時(shí)代步伐，地理學(xué)要高度當(dāng)代化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等發(fā)展為GIS形成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，它們都是地理信息載體，含有存貯、分析和顯示地理信息功效。計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)發(fā)展對(duì)GIS產(chǎn)生起了有力促進(jìn)作用；海量資源信息，客觀上需要GIS為之服務(wù)；因?yàn)樯鐣?huì)進(jìn)步，人類(lèi)開(kāi)始覺(jué)悟到對(duì)于自然資源利用，不能是簡(jiǎn)單掠奪，而應(yīng)該合理管理利用，而且把開(kāi)發(fā)和保護(hù)相結(jié)合。對(duì)自然資源應(yīng)采取科學(xué)管理，進(jìn)行定量分析和預(yù)測(cè)，從而為宏觀科學(xué)決議提供依據(jù)，這些為GIS產(chǎn)生提供了應(yīng)用基礎(chǔ)?；谝陨仙鐣?huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展歷史背景和原因，地理信息系統(tǒng)于60年代中期開(kāi)始形成并逐步發(fā)展起來(lái)。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念新GIS原理第5頁(yè)一、數(shù)據(jù)與信息

1概念：數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)數(shù)字化或直接統(tǒng)計(jì)下能夠被判別符號(hào)，是一個(gè)未經(jīng)加工原始資料。信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界各種事實(shí)知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息中所包含意義。它不隨載體物理形式改變而改變。新GIS原理第6頁(yè)一、數(shù)據(jù)與信息(1)信息客觀性(2)信息適用性(3)信息傳輸性(4)信息共享性2、信息特點(diǎn)新GIS原理第7頁(yè)一、數(shù)據(jù)與信息信息與數(shù)據(jù)是不可分離，數(shù)據(jù)是信息表示，信息是數(shù)據(jù)內(nèi)涵。數(shù)據(jù)本身并沒(méi)有意義，數(shù)據(jù)只有對(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響時(shí)才成為信息。3、數(shù)據(jù)與信息關(guān)系新GIS原理第8頁(yè)地理信息是指表示地理環(huán)境諸要素?cái)?shù)量、質(zhì)量、分布特征及其相互聯(lián)絡(luò)和改變規(guī)律數(shù)字、文字、圖象和圖形等總稱(chēng)。地圖是將地理環(huán)境諸要素按照一定數(shù)學(xué)法則，利用符號(hào)系統(tǒng)并經(jīng)過(guò)制圖綜合縮繪于平面上圖形，以傳遞各種自然和社會(huì)現(xiàn)象數(shù)量與質(zhì)量空間分布和聯(lián)絡(luò)以及隨時(shí)間發(fā)展改變。二、地理信息與地圖1、基本概念新GIS原理第9頁(yè)

(1)屬于空間信息(2)含有多維結(jié)構(gòu)特征(3)時(shí)序特征十分顯著二、地理信息與地圖2、地理信息特征新GIS原理第10頁(yè)（1）.地圖是地理信息載體（2）.地圖是地理信息傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源（3）.地圖是GIS查詢與分析結(jié)果表示方法二、地理信息與地圖3、地圖與地理信息關(guān)系新GIS原理第11頁(yè)

地理系統(tǒng)是一個(gè)多層次巨系統(tǒng)，它含有多層次結(jié)構(gòu)和泛目標(biāo)功效，需要多學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和各種形式技術(shù)體系支持。地理系統(tǒng)是認(rèn)識(shí)地理圈事物、現(xiàn)象和發(fā)生發(fā)展過(guò)程，了解物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)換內(nèi)外循環(huán)規(guī)律，認(rèn)識(shí)地理規(guī)律、掌握地理信息，以調(diào)控資源與環(huán)境為目標(biāo)邏輯思維過(guò)程。

地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，利用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)理論，科學(xué)管理和綜合分析含有空間內(nèi)涵地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決議等所需信息技術(shù)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單說(shuō)，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)。

地理系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)科學(xué)依據(jù)；地理信息系統(tǒng)是研究地理系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)確保。三、地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)新GIS原理第12頁(yè)公共地理定位基礎(chǔ)；2.含有采集、管理、分析和輸出各種地理空間信息能力3.系統(tǒng)以分析模型驅(qū)動(dòng)，含有極強(qiáng)空間綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)能力，并能產(chǎn)生高層次地理信息；4.以提供地理信息服務(wù)為目標(biāo)，是一個(gè)人機(jī)交互式空間決議支持系統(tǒng)。

第二節(jié)地理信息系統(tǒng)特征和類(lèi)型一、地理信息系統(tǒng)特征新GIS原理第13頁(yè)專(zhuān)題地理信息系統(tǒng)(ThematicGIS)區(qū)域地理信息系統(tǒng)(RegionalGIS)地理信息系統(tǒng)工具(GISTools)城市信息系統(tǒng)自然資源查詢信息系統(tǒng)規(guī)劃與評(píng)定信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)等。按內(nèi)容分類(lèi)按用途分類(lèi)二、地理信息系統(tǒng)類(lèi)型新GIS原理第14頁(yè)第三節(jié)地理信息系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存放信息輸出系統(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(shè)備存放設(shè)備輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件GIS軟件應(yīng)用分析程序地理數(shù)據(jù)庫(kù)用戶新GIS原理第15頁(yè)一、GIS硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備數(shù)字化儀掃描儀鍵盤(pán)數(shù)字像機(jī)輸出設(shè)備

顯示器繪圖機(jī)打印機(jī)校片紀(jì)錄儀計(jì)算機(jī)主機(jī)存放設(shè)備光盤(pán)讀寫(xiě)器磁帶機(jī)硬盤(pán)軟盤(pán)新GIS原理第16頁(yè)二、GIS軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入和校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放和管理數(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(yīng)用分析軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)匯編程序編譯程序服務(wù)程序新GIS原理第17頁(yè)三、地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參考，描述自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素?cái)?shù)據(jù)，能夠是圖形、圖像、文字、數(shù)字和表格等。

地理數(shù)據(jù)分類(lèi)幾何數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)度量關(guān)系延伸關(guān)系拓?fù)潢P(guān)系幾何坐標(biāo)定性定量新GIS原理第18頁(yè)四、應(yīng)用人員（用戶）

GIS應(yīng)用人員包含系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和GIS技術(shù)最終用戶，他們業(yè)務(wù)素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)是GIS工程及其應(yīng)用成敗關(guān)鍵。GIS應(yīng)用人員職責(zé)人是GIS中主要組成原因，僅有系統(tǒng)軟件、硬件和數(shù)據(jù)還構(gòu)不成完整地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、信息提取、為地理決議提供服務(wù)。GIS只是一個(gè)技術(shù)伎倆和工具，它作用在很大程度上取決于用戶水平、技能和經(jīng)驗(yàn)。

新GIS原理第19頁(yè)一、數(shù)據(jù)采集與輸入

是將系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)便于處理內(nèi)部格式過(guò)程。

對(duì)各種形式和各種起源信息，輸入方式也有各種。主要有圖形數(shù)據(jù)輸入、柵格數(shù)據(jù)輸入、測(cè)量數(shù)據(jù)輸入和屬性數(shù)據(jù)輸入等。將系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)便于處理內(nèi)部格式通常是經(jīng)過(guò)數(shù)字化、規(guī)范化和數(shù)據(jù)編碼三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)。第四節(jié)地理信息系統(tǒng)功效新GIS原理第20頁(yè)二、數(shù)據(jù)編輯與更新

數(shù)據(jù)編輯主要包含圖形編輯和屬性編輯。

圖形編輯主要包含圖形修改、增加和刪除、圖形整飾、圖形變換、圖幅拼接、投影變換、誤差校正和建立拓?fù)潢P(guān)系等。

屬性編輯通常與數(shù)據(jù)庫(kù)管理結(jié)合在一起完成，主要包含屬性數(shù)據(jù)修改、刪除和插入等操作。

數(shù)據(jù)更新是以新數(shù)據(jù)項(xiàng)或統(tǒng)計(jì)來(lái)替換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)或統(tǒng)計(jì)，它是經(jīng)過(guò)修改、刪除和插入等一系列操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。第四節(jié)地理信息系統(tǒng)功效新GIS原理第21頁(yè)三、數(shù)據(jù)存放與管理數(shù)據(jù)存放是將數(shù)據(jù)以某種統(tǒng)計(jì)格式存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部存放介質(zhì)上。其存放方式與數(shù)據(jù)文件組織親密相關(guān)。數(shù)據(jù)管理是處理數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)運(yùn)行各種管理控制。空間數(shù)據(jù)管理是GIS數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵。四、空間查詢與分析

空間查詢與分析是GIS關(guān)鍵，是GIS區(qū)分于其它信息系統(tǒng)本質(zhì)特征。主要包含數(shù)據(jù)操作運(yùn)算、數(shù)據(jù)查詢檢索、數(shù)據(jù)綜合分析。

綜合分析功效能夠提升系統(tǒng)評(píng)價(jià)、管理和決議能力，分析功效可在系統(tǒng)操作運(yùn)算功效支持下建立專(zhuān)門(mén)分析軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要包含信息量測(cè)、屬性分析、統(tǒng)計(jì)分析、二維模型分析、三維模型分析和多要素綜合分析等。第四節(jié)地理信息系統(tǒng)功效新GIS原理第22頁(yè)五、數(shù)據(jù)顯示與輸出數(shù)據(jù)顯示是指中間處理過(guò)程和最終止果屏幕顯示。通慣用人機(jī)對(duì)話方式選擇顯示對(duì)象和形式，對(duì)于圖形數(shù)據(jù)可依據(jù)要素信息量和密集程度，選擇放大或縮小顯示。

輸出是將GIS產(chǎn)品經(jīng)過(guò)輸出設(shè)備（包含顯示器、繪圖機(jī)、打印機(jī)等）輸出。GIS不但能夠輸出全要素地圖，還能夠依據(jù)用戶需要，分層輸出各種專(zhuān)題地圖、各類(lèi)統(tǒng)計(jì)圖、圖表、數(shù)據(jù)和匯報(bào)等。第四節(jié)地理信息系統(tǒng)功效新GIS原理第23頁(yè)

第五節(jié)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用一、統(tǒng)計(jì)與量算

利用GIS將各種數(shù)據(jù)源信息聚集在一起，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)和疊置分析功效，按各種邊界和屬性條件，提供區(qū)域各種條件組合形式資源統(tǒng)計(jì)和進(jìn)行原始數(shù)據(jù)快速再現(xiàn)。GIS是一個(gè)空間信息系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)GIS相關(guān)應(yīng)用程序，分別能夠在一維、二維和三維空間里實(shí)現(xiàn)對(duì)各種研究對(duì)象長(zhǎng)度、面積和體積快速量算，為用戶提供各種有用數(shù)據(jù)。新GIS原理第24頁(yè)

第五節(jié)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用二、規(guī)劃與管理

規(guī)劃與管理是GIS應(yīng)用一個(gè)主要方面。區(qū)域規(guī)劃和城市規(guī)劃中包括到很多方面和眾多原因，如人口、交通、經(jīng)濟(jì)、文化、教育、金融和基礎(chǔ)設(shè)施等多個(gè)地理變量和大量數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)能夠進(jìn)行多要素分析，它含有為規(guī)劃部門(mén)快速提供大量信息能力。新GIS原理第25頁(yè)

第五節(jié)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用三、預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)

在GIS中，預(yù)測(cè)主要采取統(tǒng)計(jì)方法，經(jīng)過(guò)分析歷史資料和建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)事物進(jìn)行定量分析，并對(duì)事物未來(lái)作出判斷和預(yù)測(cè)，比如洪水預(yù)報(bào)模型。監(jiān)測(cè)是借助遙感遙測(cè)數(shù)據(jù)搜集，利用GIS對(duì)環(huán)境污染、森林火災(zāi)、洪水災(zāi)情等進(jìn)行監(jiān)視推測(cè)，為環(huán)境治理和救災(zāi)搶險(xiǎn)決議提供及時(shí)準(zhǔn)確信息。

新GIS原理第26頁(yè)

第五節(jié)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用四、輔助決議

GIS在其多要素空間數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，經(jīng)過(guò)構(gòu)建一系列決議模型，并對(duì)這些決議模型進(jìn)行比較分析，為各部門(mén)決議提供科學(xué)依據(jù)，輔助政府部門(mén)決議制訂。總之，伴隨社會(huì)進(jìn)步，科技發(fā)展，GIS應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，必將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

新GIS原理第27頁(yè)一、研究?jī)?nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第六節(jié)地理信息系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容概念、定義、內(nèi)涵組成、特點(diǎn)、功效和任務(wù)理論體系發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢(shì)新GIS原理第28頁(yè)一、研究?jī)?nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第六節(jié)地理信息系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容

硬件配置數(shù)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工具軟件研制新GIS原理第29頁(yè)一、研究?jī)?nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第六節(jié)地理信息系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容

應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集與校驗(yàn)專(zhuān)題分析模型3S結(jié)合地學(xué)教授系統(tǒng)新GIS原理第30頁(yè)考古學(xué)人文地理學(xué)公共管理社會(huì)學(xué)流行病學(xué)健康護(hù)理規(guī)劃森林學(xué)土壤科學(xué)地貌學(xué)環(huán)境科學(xué)地質(zhì)學(xué)生態(tài)學(xué)水文學(xué)氣象學(xué)公共信息查詢礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)設(shè)施維護(hù)產(chǎn)業(yè)/商業(yè)市場(chǎng)旅游業(yè)資產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)科學(xué)制圖學(xué)可視化符號(hào)學(xué)測(cè)量遙感攝影測(cè)量法數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)地理統(tǒng)計(jì)學(xué)人工智能認(rèn)知科學(xué)社會(huì)－經(jīng)濟(jì)測(cè)量地形測(cè)量環(huán)境測(cè)量二相關(guān)學(xué)科樹(shù)新GIS原理第31頁(yè)1.開(kāi)拓階段（20世紀(jì)60年代）重視空間數(shù)據(jù)地學(xué)處理。

1963年，加拿大測(cè)量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出GIS這一術(shù)語(yǔ)，并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企業(yè)建立。

2.鞏固發(fā)展階段（20世紀(jì)70年代）重視空間地理信息管理，受到政府部門(mén)、商業(yè)企業(yè)和大學(xué)普遍重視。1978年，ERDAS成立。一、國(guó)際發(fā)展情況第七節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展概況新GIS原理第32頁(yè)第七節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展概況3.大發(fā)展階段（20世紀(jì)80年代）重視空間決議支持分析1981年，ESRIARC/INFOGIS公布；1985年，GPS成為可運(yùn)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)國(guó)際雜志出版；1988年，美國(guó)人口調(diào)查局第一次公開(kāi)公布TIGER；1988年，GISWorld首次發(fā)行；1989年，Ingegraph公布MGE；新GIS原理第33頁(yè)第七節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展概況4.應(yīng)用普及階段（20世紀(jì)90年代）,重視GIS社會(huì)應(yīng)用與服務(wù)，GIS技術(shù)迅猛發(fā)展。

控件式GIS成為GISTools發(fā)展方向;

WebGIS蓬勃發(fā)展;

三維GIS嶄露