地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件

地理信息系統(tǒng)主講人：聯(lián)系電話QQ課件：4/地理信息系統(tǒng)主講人：教學(xué)目標(biāo)《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程總學(xué)時(shí)為32，分理論課（16）與實(shí)驗(yàn)課（16）兩部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、空間數(shù)據(jù)的采集、處理與存儲(chǔ)組織、GIS空間分析的原理方法、空間數(shù)據(jù)符號化方法等。教學(xué)目標(biāo)《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程總學(xué)時(shí)為32，分理論課（16教學(xué)內(nèi)容(16學(xué)時(shí))第一章緒論（2學(xué)時(shí)）第二章地理空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）第三章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）第四章空間數(shù)據(jù)庫（2學(xué)時(shí)）第五章空間數(shù)據(jù)采集與處理（3學(xué)時(shí)）第六章空間查詢與空間分析（3學(xué)時(shí)）第七章空間數(shù)據(jù)的可視化（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容(16學(xué)時(shí))第一章緒論（2學(xué)時(shí)）課程考核平時(shí)成績（30%）作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考試成績（70%）開卷考試缺課3次，取消考試資格課程考核平時(shí)成績（30%）Chap.1緒論（2學(xué)時(shí)）GIS能干什么120急救假如有人心臟病突發(fā)時(shí)撥打了120急救電話，電話接通時(shí)工作人員馬上從電腦上看到來電所顯示的準(zhǔn)確區(qū)域、樓層、房號，乃至顯示最近的救援路線，那這個(gè)人很可能就得救了；GoogleMaps、GoogleEarth等公眾地理信息服務(wù)系統(tǒng)圖行天下Go2map、E都市、神州龍地圖、我要地圖、MapABC等等。Chap.1緒論（2學(xué)時(shí)）GIS能干什么公園選址如何為一公園選擇合理位置？交通方便，較安靜；依山傍水；避免沼澤地……要求方案2條件2方案1條件1處理、分析空間分析算法現(xiàn)實(shí)世界獲取水系信息地形信息道路信息植被信息等+++空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)公園選址如何為一公園選擇合理位置？交通方便，較安靜；依山傍水公園選址條件：1)相對安靜（離主要公路0.2公里之外）且交通方便（離主要公路0.8公里之內(nèi)）2)公園最好依附在大小適中的天然河流上。3)公園選址要避免沼澤地；相關(guān)數(shù)據(jù)，提供三層數(shù)據(jù)：交通圖（公路分為主要、次要兩個(gè)等級）---Road層；水系圖（河流分為1-3等）---Stream層，等級為2的河流才適合建公園。沼澤地圖（類型為1是沼澤地，99為非沼澤地）---marsh層；公園選址條件：針對公園選址的要求，列出空間操作順序：a)對Road層中的主要公路建立0.8、0.2公里緩沖區(qū)，將兩緩沖區(qū)進(jìn)行空間疊置得到公園候選區(qū)域---zones。b)將Marsh層和zones進(jìn)行多邊形空間疊置分析，取位于zone內(nèi)的非沼澤地區(qū)域Zmarsh；c)將Stream層與Zmarsh進(jìn)行空間疊置，取位于Zmarsh內(nèi)，等級為2的河流段作為公園建立的候選地址。針對公園選址的要求，列出空間操作順序：本章內(nèi)容：GIS的基本概念GIS的構(gòu)成GIS的基本功能GIS的應(yīng)用GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS的發(fā)展概況本章內(nèi)容：GIS的基本概念1.1信息與地理信息1.1.1數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)（Data）是一種未經(jīng)加工的原始資料，數(shù)字、文字、符號、圖形圖像等都是數(shù)據(jù)；信息（Information）來源于數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，從學(xué)生考試成績數(shù)據(jù)中可獲取到有關(guān)信息；從測量數(shù)據(jù)中可以抽取出地面目標(biāo)或物體的形狀、大小和位置等信息；從遙感圖像數(shù)據(jù)中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。

§1GIS的基本概念1.1信息與地理信息1.1.1數(shù)據(jù)和信息§1GIS的信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，并向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識(shí)，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息的特征：客觀性、適用性、可傳輸性和共享性。信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、1.1.2地理信息（空間信息、地理空間信息）地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)）是地理實(shí)體及相互間關(guān)系的符號化表示，包括空間特征、屬性特征及時(shí)間特征。地理信息（GeographicInformation）是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征及一切有用的知識(shí)，它是對表達(dá)地理要素與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋?；拘问?lt;x,y,z,t,a>1.1.2地理信息（空間信息、地理空間信息）地理數(shù)據(jù)（空間1.1.3地理信息的特征1）空間特征：地理實(shí)體的空間位置及其相互關(guān)系，表現(xiàn)為多維結(jié)構(gòu)，是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著標(biāo)志；2）屬性特征：表示地理實(shí)體的名稱、類型和數(shù)量等；3）時(shí)間特征：指實(shí)體隨時(shí)間而發(fā)生的相關(guān)變化的信息（屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變化）?？臻g特征、屬性特征、時(shí)間特征是地理信息（地理數(shù)據(jù)）的3個(gè)基本特征。1.1.3地理信息的特征1）空間特征：地理實(shí)體的空間位置4）數(shù)據(jù)量大：地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信息還隨著時(shí)間的變化而變化，具有時(shí)間特征，因此其數(shù)據(jù)量很大。尤其是隨著全球?qū)Φ赜^測技術(shù)的不斷發(fā)展，每天都可以獲得上萬億兆的關(guān)于地球資源、環(huán)境特征的數(shù)據(jù)。4）數(shù)據(jù)量大：地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信1.2信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有采集、管理、加工和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。它是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成。從適用于不同管理層次的角度出發(fā)，信息系統(tǒng)分為事務(wù)處理系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。1.2信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有采集、管理、加工和表達(dá)數(shù)據(jù)能1.3地理信息系統(tǒng)GIS--GeographicInformationSystemGIS–-Geo-InformationServiceGIS–-Geo-InformationScience1.3地理信息系統(tǒng)GIS--GeographicInf1.31地理信息系統(tǒng)概念地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對GIS的理解不同，目前沒有完全統(tǒng)一的被普遍接受的定義：1）美國學(xué)者Parker認(rèn)為“GIS是一種存貯、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)”。1.31地理信息系統(tǒng)概念地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要2）加拿大的RogerTomlinson認(rèn)為“GIS是全方位分析和操作地理數(shù)據(jù)的數(shù)字系統(tǒng)”。3）Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關(guān)地理現(xiàn)象信息的綜合系統(tǒng)”。4）Burrough認(rèn)為“GIS是屬于從現(xiàn)實(shí)世界中采集、存儲(chǔ)、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的一組有力的工具”。2）加拿大的RogerTomlinson認(rèn)為“GIS是全方5）俄羅斯學(xué)者也把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。6）美國國家地理信息與分析中心給出的定義：“GIS為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”。7）英國教育部認(rèn)為：“GIS是一種獲取、存儲(chǔ)、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。5）俄羅斯學(xué)者也把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問8）美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)認(rèn)為：“GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題”。

我們認(rèn)為：地理信息系統(tǒng)是一種采集、存儲(chǔ)管理、處理、分析、顯示和應(yīng)用地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。8）美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)認(rèn)為：“GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、1.3.2GIS與其它信息系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系信息系統(tǒng)（IS)非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）如廠礦企業(yè)管理、財(cái)務(wù)等MIS非地理信息系統(tǒng)CAD/CAM地理信息系統(tǒng)（GIS）專題GIS綜合信息系統(tǒng)地籍信息系統(tǒng)城市管線信息系統(tǒng)城市規(guī)劃與管理IS區(qū)域資源與環(huán)境IS…………1.3.2GIS與其它信息系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系信息系統(tǒng)（IS)（1）GIS與一般MISGIS區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著標(biāo)志是具有空間分析功能。GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索等都是GIS廣泛使用的核心技術(shù)。（1）GIS與一般MISGIS區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢，不能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、檢索、分析，沒有拓?fù)潢P(guān)系，其圖形顯示功能也很有限。如電話查號臺(tái)是一個(gè)一般MIS，只能回答用戶詢問的電話號碼，而通信地理信息系統(tǒng)除了可查詢電話號碼外，還提供用戶的地理分布、空間密度、最近的郵局等空間關(guān)系信息。GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS（2）GIS與CAD管理了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAdidedDesign，CAD)（2）GIS與CAD管理了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是表1-1GIS與CAD的異同點(diǎn)表1-1GIS與CAD的異同點(diǎn)§2GIS的構(gòu)成完整的GIS主要由四個(gè)部分構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理、操作人員§2GIS的構(gòu)成完整的GIS主要由四個(gè)部分構(gòu)成2.1硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標(biāo)處理設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備活動(dòng)硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機(jī)2.1硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影解2.2軟件系統(tǒng)

GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面(GUI)等。按照其功能分為：GIS專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、系統(tǒng)管理軟件等

GIS應(yīng)用軟件GIS硬件操作系統(tǒng)GIS專業(yè)平臺(tái)軟件GIS用戶界面GIS數(shù)據(jù)庫GIS軟件層次2.2軟件系統(tǒng)

GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功2.21GIS專業(yè)軟件

GIS專業(yè)軟件一般指具有豐富功能的通用GIS軟件，它包含了處理地理信息的各種高級功能，可作為其他應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的平臺(tái)。其代表產(chǎn)品有ArcGIS、MAPINFO、MAPGIS、GEOSTAR等。2.21GIS專業(yè)軟件

GIS專業(yè)軟件一般指具有豐富功2.22數(shù)據(jù)庫軟件數(shù)據(jù)庫軟件除了在GIS專業(yè)軟件中用于支持復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的管理軟件以外，還包括服務(wù)于以非空間屬性數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如ORACLE、SYBASE、INFORMIX、DB2、SQLServer等。它們也是GIS軟件的重要組成部分。2.22數(shù)據(jù)庫軟件數(shù)據(jù)庫軟件除了在GIS專業(yè)軟件中用于2.2.3系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)管理軟件主要指計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，當(dāng)今使用的操作系統(tǒng)有：UNIX、Windows、Linix等。它們關(guān)系到GIS軟件和開發(fā)語言使用的有效性，因此也是GIS軟硬件環(huán)境的重要組成部分。2.2.3系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)管理軟件主要指計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，2.3地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)是地理信息的載體，是地理信息系統(tǒng)的操作對象，它具體描述地理實(shí)體的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。它是GIS的血液。2.3地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)是地理信息的載體，是地理信2.4系統(tǒng)開發(fā)、管理與使用人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素。僅有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、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)。2.4系統(tǒng)開發(fā)、管理與使用人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素§3GIS的基本功能一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)的基本功能應(yīng)包括：空間數(shù)據(jù)采集與編輯空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理空間數(shù)據(jù)處理與變換空間查詢與分析空間數(shù)據(jù)顯示與輸出§3GIS的基本功能一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)的基本功能應(yīng)包括3.1空間數(shù)據(jù)采集與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息數(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。一般而言，地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)占整個(gè)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(huì)有明顯的改變。因此，信息共享與自動(dòng)化數(shù)據(jù)輸入成為地理信息系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。目前可用于地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法與技術(shù)很多。3.1空間數(shù)據(jù)采集與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息數(shù)據(jù)3.2空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理由于GIS數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)具有不可分割的聯(lián)系，以及空間數(shù)據(jù)之間具有顯著的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，因此GIS數(shù)據(jù)庫管理功能除了與屬性數(shù)據(jù)有關(guān)的DBMS功能之外，對空間數(shù)據(jù)的管理技術(shù)主要包括：空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間索引、數(shù)據(jù)更新維護(hù)等。

3.2空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理由于GIS數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大，空3.3空間數(shù)據(jù)處理與變換數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：①數(shù)據(jù)變換：指對數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)，包括投影變換、輻射糾正、比例尺縮放、誤差改正和處理等；②數(shù)據(jù)重構(gòu)：指對數(shù)據(jù)從一種幾何形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種幾何形態(tài)，包括數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)截取、數(shù)據(jù)壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等；③數(shù)據(jù)抽?。褐笇?shù)據(jù)從全集合到子集的條件提取，包括類型選擇、窗口提取、布爾提取等。

3.3空間數(shù)據(jù)處理與變換數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：3.4空間查詢和分析①空間查詢②空間分析疊加分析緩沖區(qū)分析網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)字地形分析3.4空間查詢和分析①空間查詢3.5空間數(shù)據(jù)顯示與輸出GIS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(jì)算機(jī)屏幕顯示，也可以是諸如報(bào)告、表格、地圖等硬拷貝圖件。3.5空間數(shù)據(jù)顯示與輸出GIS為用戶提供了許多用于地理數(shù)§4GIS的應(yīng)用4.0公眾地理信息服務(wù)面向公眾，提高地理信息服務(wù)GoogleEarth、Maps電子地圖網(wǎng)站§4GIS的應(yīng)用4.0公眾地理信息服務(wù)4.1測繪與地圖制圖地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于計(jì)算機(jī)輔助制圖?！?S”技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)生了根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應(yīng)用便利。測繪與地圖制圖進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。圖→地理要素轉(zhuǎn)變4.1測繪與地圖制圖地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于計(jì)算機(jī)輔助制圖。北京地圖——衛(wèi)星圖北京地圖——衛(wèi)星圖北京地圖——二維圖北京地圖——二維圖北京地圖——三維圖北京地圖——三維圖桂林三維地圖桂林三維地圖桂林三維地圖（路網(wǎng)）桂林三維地圖（路網(wǎng)）桂林三維地圖（標(biāo)注）桂林三維地圖（標(biāo)注）北京公交3D北京公交3D4.2資源管理資源的清查、管理和分析是GIS應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是目前趨于成熟的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括森林和礦產(chǎn)資源的管理、野生動(dòng)植物的保護(hù)、土地資源潛力的評價(jià)和土地利用規(guī)劃以及水資源的時(shí)空分布特征研究等。系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機(jī)地組織在一起，GIS軟件能在一個(gè)連續(xù)無縫的方式下管理大型的地理數(shù)據(jù)庫，最終用戶通過GIS的客戶端軟件可直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)、制圖以及提供區(qū)域多種組合條件的資源分析，為資源的合理開發(fā)利用和規(guī)劃決策提供依據(jù)。4.2資源管理資源的清查、管理和分析是GIS應(yīng)用最廣泛的地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件芍藥生長適宜性芍藥生長適宜性地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件4.3城鄉(xiāng)規(guī)劃城鄉(xiāng)規(guī)劃具有高度的綜合性，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等諸多因素，但是要把這些信息進(jìn)行篩選并轉(zhuǎn)換成可用的形式并不容易，規(guī)劃人員需要切實(shí)可行的、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息，而GIS能為規(guī)劃人員提供功能強(qiáng)大的工具。eg：1、規(guī)劃人員利用GIS對交通流量、土地利用和人口數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測將來的道路等級；

2、工程技術(shù)人員利用GIS將地質(zhì)、水文和人文數(shù)據(jù)結(jié)合起來，進(jìn)行路線和構(gòu)造設(shè)計(jì)。4.3城鄉(xiāng)規(guī)劃城鄉(xiāng)規(guī)劃具有高度的綜合性，它涉及資源、環(huán)境4.4災(zāi)害監(jiān)測利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。4.4災(zāi)害監(jiān)測利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件4.5環(huán)境保護(hù)利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)；為實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與管理的科學(xué)化自動(dòng)化提供最基本的條件；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)過程中，利用GIS技術(shù)的輔助，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行客觀地、全面地評價(jià)，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)。

4.5環(huán)境保護(hù)利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報(bào)信4.6國防現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)基本特點(diǎn)就是“3S”技術(shù)被廣泛地運(yùn)用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個(gè)環(huán)節(jié)。它在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局為戰(zhàn)爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動(dòng)影像匹配和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，處理衛(wèi)星和高空偵察機(jī)實(shí)時(shí)獲得的戰(zhàn)場數(shù)字影像，及時(shí)地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時(shí)的實(shí)時(shí)服務(wù)。

4.6國防現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)基本特點(diǎn)就是“3S”技術(shù)被廣泛地4.7宏觀決策支持地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如系統(tǒng)支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規(guī)劃。我國在三峽地區(qū)研究中，通過利用地理信息系統(tǒng)，建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為三峽宏觀決策提供了建庫前后環(huán)境變化的數(shù)量、速度和演變趨勢等可靠的數(shù)據(jù)?？傊?，地理信息系統(tǒng)正越來越成為國民經(jīng)濟(jì)各有關(guān)領(lǐng)域必不可少的應(yīng)用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。4.7宏觀決策支持地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系§5GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，涉及的相關(guān)學(xué)科：地理學(xué)數(shù)據(jù)庫理論CAD/CAM軟件工程人工智能城市規(guī)劃……….測繪學(xué)遙感計(jì)算機(jī)科學(xué)通訊技術(shù)數(shù)學(xué)資源管理……….GIS圖1-5GIS的相關(guān)學(xué)科技術(shù)（據(jù)郭達(dá)志等）§5GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS是多學(xué)科交叉的產(chǎn)地理學(xué)空間分析是GIS的核心，地理學(xué)作為GIS的分析理論基礎(chǔ)，可為GIS提供空間分析的方法和觀點(diǎn)。GIS為地理學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。地理學(xué)測繪學(xué)、遙感技術(shù)測繪學(xué)和遙感技術(shù)不但為GIS提供快速、可靠、多時(shí)相和廉價(jià)的多種信息源，而且它們中的許多理論和算法可直接用于空間數(shù)據(jù)的變換、處理。而GIS既能提供信息查詢、檢索服務(wù)，又能提供綜合分析評價(jià)，它在資源和技術(shù)方面的優(yōu)勢，是遙感、GPS和自動(dòng)制圖技術(shù)所不及的。測繪學(xué)、遙感技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)(DBMS)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制圖(CAM)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(ComputerGraphics)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程等為GIS提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理、圖形處理能力及軟件開發(fā)方法等，但是它們卻無法取代GIS的作用。

目前，形成了GIS與諸多學(xué)科之間互相有聯(lián)系，也有挑戰(zhàn)，彼此推動(dòng)，共同發(fā)展的關(guān)系和局面。

計(jì)算機(jī)科學(xué)§6GIS的發(fā)展概況國際發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩rGIS發(fā)展動(dòng)態(tài)§6GIS的發(fā)展概況國際發(fā)展?fàn)顩r6.1國際發(fā)展?fàn)顩rGIS的產(chǎn)生、發(fā)展已歷經(jīng)40多年。社會(huì)的需求、技術(shù)的進(jìn)步，以及有關(guān)組織機(jī)構(gòu)的建立等因素，深刻地影響著GIS的發(fā)展。綜觀GIS發(fā)展，可將其分為以下四個(gè)階段：60年代為GIS開拓期70年代為GIS的鞏固發(fā)展期80年代為GIS大發(fā)展時(shí)期90年代至今為GIS的應(yīng)用普及時(shí)代6.1國際發(fā)展?fàn)顩rGIS的產(chǎn)生、發(fā)展已歷經(jīng)40多年。社會(huì)6.2國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，但發(fā)展較快，大體可分為下列幾個(gè)階段：準(zhǔn)備階段試驗(yàn)階段發(fā)展階段產(chǎn)業(yè)化及普及階段6.2國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，但發(fā)展6.2.1準(zhǔn)備階段

70年代初，我國開始探討計(jì)算機(jī)在測量、地圖制圖和遙感領(lǐng)域的應(yīng)用。1972年開始研制制圖自動(dòng)化系統(tǒng)1974年引進(jìn)美國地球資源衛(wèi)星圖像，開展了衛(wèi)星圖像的處理和信息解譯工作隨后召開了各種區(qū)域性遙感技術(shù)規(guī)劃會(huì)議，先后開展了多項(xiàng)環(huán)境衛(wèi)星系列數(shù)據(jù)與圖像的接收、處理和應(yīng)用的試驗(yàn)，如京津唐地區(qū)紅外遙感試驗(yàn)、新疆哈密地區(qū)航空遙感實(shí)驗(yàn)等。還開展了全國范圍的航空攝影測量與地形制圖，為我國GIS數(shù)據(jù)庫的建立打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，并于1977年誕生我國第一張全要素?cái)?shù)字地圖。所有這些都為我國GIS的研制和開發(fā)做了物質(zhì)和技術(shù)準(zhǔn)備，為GIS的發(fā)展開辟了道路。6.2.1準(zhǔn)備階段

70年代初，我國開始探討計(jì)算機(jī)在測量6.2.2試驗(yàn)階段80年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)在我國正式進(jìn)入全面試驗(yàn)階段。我國在GIS理論探索、規(guī)范探討、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、軟件開發(fā)、系統(tǒng)建立、人才培養(yǎng)、典型試驗(yàn)和專題試驗(yàn)等方面都取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。在典型試驗(yàn)中主要研究建立數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、空間數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法以及系統(tǒng)分析軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)等。在專題試驗(yàn)和應(yīng)用方面，探索地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，包括人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)等廣泛專題的試驗(yàn)和應(yīng)用。用于輔助城市規(guī)劃的各種小型信息系統(tǒng)在城市建設(shè)和規(guī)劃部門獲得了認(rèn)可。國際GIS學(xué)術(shù)會(huì)議多次在我國舉行，有關(guān)高校開設(shè)了GIS課程。6.2.2試驗(yàn)階段80年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS6.2.3發(fā)展階段從1986年到1995年前后，由于沿海、沿江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的發(fā)展，土地的有償使用和外資的引進(jìn)，急需GIS為之服務(wù)，推動(dòng)了GIS的發(fā)展和應(yīng)用。GIS研究作為政府行為，正式列入國家科技攻關(guān)項(xiàng)目，開始有計(jì)劃、有組織、有目標(biāo)地進(jìn)行理論研究和應(yīng)用建設(shè)。在基礎(chǔ)研究和軟件開發(fā)方面，科技部在“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃中，將“遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的綜合應(yīng)用”列入國家“九五’重中之重科技攻關(guān)項(xiàng)目，開發(fā)我國自主版權(quán)的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，如GeoStar，MapGIS，SuperMap等。全國許多行業(yè)部門和部分省市積極發(fā)展各自專業(yè)GIS和區(qū)域GIS，上海、北京、廣州、深圳、常州等大中城市都在積極建設(shè)城市GIS。6.2.3發(fā)展階段從1986年到1995年前后，由于沿海6.2.4產(chǎn)業(yè)化及普及階段90年代末以來，我國GIS在技術(shù)研究、成果應(yīng)用、人才培養(yǎng)、軟件開發(fā)等方面進(jìn)展迅速，并力圖將GIS從初步發(fā)展時(shí)期的研究實(shí)驗(yàn)、局部應(yīng)用推向?qū)嵱没⒓苫?、工程化，為國民?jīng)濟(jì)發(fā)展提供輔助分析和決策依據(jù)。GIS在研究和應(yīng)用過程中走向產(chǎn)業(yè)化道路，成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)普遍使用的工具，并在各行各業(yè)發(fā)揮重大作用。大眾化應(yīng)用：E都市、神州龍地圖等6.2.4產(chǎn)業(yè)化及普及階段90年代末以來，我國GIS在技思考題什么是GIS？它具有什么特點(diǎn)？GIS與其它信息系統(tǒng)有什么區(qū)別？簡述GIS的構(gòu)成。簡述GIS的基本功能。簡述GIS的發(fā)展。舉例說明GIS可應(yīng)用的行業(yè)。思考題什么是GIS？它具有什么特點(diǎn)？地理信息系統(tǒng)主講人：聯(lián)系電話QQ課件：4/地理信息系統(tǒng)主講人：教學(xué)目標(biāo)《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程總學(xué)時(shí)為32，分理論課（16）與實(shí)驗(yàn)課（16）兩部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、空間數(shù)據(jù)的采集、處理與存儲(chǔ)組織、GIS空間分析的原理方法、空間數(shù)據(jù)符號化方法等。教學(xué)目標(biāo)《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程總學(xué)時(shí)為32，分理論課（16教學(xué)內(nèi)容(16學(xué)時(shí))第一章緒論（2學(xué)時(shí)）第二章地理空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）第三章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）第四章空間數(shù)據(jù)庫（2學(xué)時(shí)）第五章空間數(shù)據(jù)采集與處理（3學(xué)時(shí)）第六章空間查詢與空間分析（3學(xué)時(shí)）第七章空間數(shù)據(jù)的可視化（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容(16學(xué)時(shí))第一章緒論（2學(xué)時(shí)）課程考核平時(shí)成績（30%）作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考試成績（70%）開卷考試缺課3次，取消考試資格課程考核平時(shí)成績（30%）Chap.1緒論（2學(xué)時(shí)）GIS能干什么120急救假如有人心臟病突發(fā)時(shí)撥打了120急救電話，電話接通時(shí)工作人員馬上從電腦上看到來電所顯示的準(zhǔn)確區(qū)域、樓層、房號，乃至顯示最近的救援路線，那這個(gè)人很可能就得救了；GoogleMaps、GoogleEarth等公眾地理信息服務(wù)系統(tǒng)圖行天下Go2map、E都市、神州龍地圖、我要地圖、MapABC等等。Chap.1緒論（2學(xué)時(shí)）GIS能干什么公園選址如何為一公園選擇合理位置？交通方便，較安靜；依山傍水；避免沼澤地……要求方案2條件2方案1條件1處理、分析空間分析算法現(xiàn)實(shí)世界獲取水系信息地形信息道路信息植被信息等+++空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)公園選址如何為一公園選擇合理位置？交通方便，較安靜；依山傍水公園選址條件：1)相對安靜（離主要公路0.2公里之外）且交通方便（離主要公路0.8公里之內(nèi)）2)公園最好依附在大小適中的天然河流上。3)公園選址要避免沼澤地；相關(guān)數(shù)據(jù)，提供三層數(shù)據(jù)：交通圖（公路分為主要、次要兩個(gè)等級）---Road層；水系圖（河流分為1-3等）---Stream層，等級為2的河流才適合建公園。沼澤地圖（類型為1是沼澤地，99為非沼澤地）---marsh層；公園選址條件：針對公園選址的要求，列出空間操作順序：a)對Road層中的主要公路建立0.8、0.2公里緩沖區(qū)，將兩緩沖區(qū)進(jìn)行空間疊置得到公園候選區(qū)域---zones。b)將Marsh層和zones進(jìn)行多邊形空間疊置分析，取位于zone內(nèi)的非沼澤地區(qū)域Zmarsh；c)將Stream層與Zmarsh進(jìn)行空間疊置，取位于Zmarsh內(nèi)，等級為2的河流段作為公園建立的候選地址。針對公園選址的要求，列出空間操作順序：本章內(nèi)容：GIS的基本概念GIS的構(gòu)成GIS的基本功能GIS的應(yīng)用GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS的發(fā)展概況本章內(nèi)容：GIS的基本概念1.1信息與地理信息1.1.1數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)（Data）是一種未經(jīng)加工的原始資料，數(shù)字、文字、符號、圖形圖像等都是數(shù)據(jù)；信息（Information）來源于數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，從學(xué)生考試成績數(shù)據(jù)中可獲取到有關(guān)信息；從測量數(shù)據(jù)中可以抽取出地面目標(biāo)或物體的形狀、大小和位置等信息；從遙感圖像數(shù)據(jù)中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。

§1GIS的基本概念1.1信息與地理信息1.1.1數(shù)據(jù)和信息§1GIS的信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，并向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識(shí)，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息的特征：客觀性、適用性、可傳輸性和共享性。信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、1.1.2地理信息（空間信息、地理空間信息）地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)）是地理實(shí)體及相互間關(guān)系的符號化表示，包括空間特征、屬性特征及時(shí)間特征。地理信息（GeographicInformation）是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征及一切有用的知識(shí)，它是對表達(dá)地理要素與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋?；拘问?lt;x,y,z,t,a>1.1.2地理信息（空間信息、地理空間信息）地理數(shù)據(jù)（空間1.1.3地理信息的特征1）空間特征：地理實(shí)體的空間位置及其相互關(guān)系，表現(xiàn)為多維結(jié)構(gòu)，是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著標(biāo)志；2）屬性特征：表示地理實(shí)體的名稱、類型和數(shù)量等；3）時(shí)間特征：指實(shí)體隨時(shí)間而發(fā)生的相關(guān)變化的信息（屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變化）。空間特征、屬性特征、時(shí)間特征是地理信息（地理數(shù)據(jù)）的3個(gè)基本特征。1.1.3地理信息的特征1）空間特征：地理實(shí)體的空間位置4）數(shù)據(jù)量大：地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信息還隨著時(shí)間的變化而變化，具有時(shí)間特征，因此其數(shù)據(jù)量很大。尤其是隨著全球?qū)Φ赜^測技術(shù)的不斷發(fā)展，每天都可以獲得上萬億兆的關(guān)于地球資源、環(huán)境特征的數(shù)據(jù)。4）數(shù)據(jù)量大：地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信1.2信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有采集、管理、加工和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。它是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成。從適用于不同管理層次的角度出發(fā)，信息系統(tǒng)分為事務(wù)處理系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。1.2信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有采集、管理、加工和表達(dá)數(shù)據(jù)能1.3地理信息系統(tǒng)GIS--GeographicInformationSystemGIS–-Geo-InformationServiceGIS–-Geo-InformationScience1.3地理信息系統(tǒng)GIS--GeographicInf1.31地理信息系統(tǒng)概念地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對GIS的理解不同，目前沒有完全統(tǒng)一的被普遍接受的定義：1）美國學(xué)者Parker認(rèn)為“GIS是一種存貯、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)”。1.31地理信息系統(tǒng)概念地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要2）加拿大的RogerTomlinson認(rèn)為“GIS是全方位分析和操作地理數(shù)據(jù)的數(shù)字系統(tǒng)”。3）Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關(guān)地理現(xiàn)象信息的綜合系統(tǒng)”。4）Burrough認(rèn)為“GIS是屬于從現(xiàn)實(shí)世界中采集、存儲(chǔ)、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的一組有力的工具”。2）加拿大的RogerTomlinson認(rèn)為“GIS是全方5）俄羅斯學(xué)者也把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。6）美國國家地理信息與分析中心給出的定義：“GIS為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”。7）英國教育部認(rèn)為：“GIS是一種獲取、存儲(chǔ)、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。5）俄羅斯學(xué)者也把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問8）美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)認(rèn)為：“GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題”。

我們認(rèn)為：地理信息系統(tǒng)是一種采集、存儲(chǔ)管理、處理、分析、顯示和應(yīng)用地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。8）美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)認(rèn)為：“GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、1.3.2GIS與其它信息系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系信息系統(tǒng)（IS)非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）如廠礦企業(yè)管理、財(cái)務(wù)等MIS非地理信息系統(tǒng)CAD/CAM地理信息系統(tǒng)（GIS）專題GIS綜合信息系統(tǒng)地籍信息系統(tǒng)城市管線信息系統(tǒng)城市規(guī)劃與管理IS區(qū)域資源與環(huán)境IS…………1.3.2GIS與其它信息系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系信息系統(tǒng)（IS)（1）GIS與一般MISGIS區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著標(biāo)志是具有空間分析功能。GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索等都是GIS廣泛使用的核心技術(shù)。（1）GIS與一般MISGIS區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢，不能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、檢索、分析，沒有拓?fù)潢P(guān)系，其圖形顯示功能也很有限。如電話查號臺(tái)是一個(gè)一般MIS，只能回答用戶詢問的電話號碼，而通信地理信息系統(tǒng)除了可查詢電話號碼外，還提供用戶的地理分布、空間密度、最近的郵局等空間關(guān)系信息。GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS（2）GIS與CAD管理了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAdidedDesign，CAD)（2）GIS與CAD管理了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是表1-1GIS與CAD的異同點(diǎn)表1-1GIS與CAD的異同點(diǎn)§2GIS的構(gòu)成完整的GIS主要由四個(gè)部分構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理、操作人員§2GIS的構(gòu)成完整的GIS主要由四個(gè)部分構(gòu)成2.1硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標(biāo)處理設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備活動(dòng)硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機(jī)2.1硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影解2.2軟件系統(tǒng)

GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面(GUI)等。按照其功能分為：GIS專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、系統(tǒng)管理軟件等

GIS應(yīng)用軟件GIS硬件操作系統(tǒng)GIS專業(yè)平臺(tái)軟件GIS用戶界面GIS數(shù)據(jù)庫GIS軟件層次2.2軟件系統(tǒng)

GIS軟件是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功2.21GIS專業(yè)軟件

GIS專業(yè)軟件一般指具有豐富功能的通用GIS軟件，它包含了處理地理信息的各種高級功能，可作為其他應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的平臺(tái)。其代表產(chǎn)品有ArcGIS、MAPINFO、MAPGIS、GEOSTAR等。2.21GIS專業(yè)軟件

GIS專業(yè)軟件一般指具有豐富功2.22數(shù)據(jù)庫軟件數(shù)據(jù)庫軟件除了在GIS專業(yè)軟件中用于支持復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的管理軟件以外，還包括服務(wù)于以非空間屬性數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如ORACLE、SYBASE、INFORMIX、DB2、SQLServer等。它們也是GIS軟件的重要組成部分。2.22數(shù)據(jù)庫軟件數(shù)據(jù)庫軟件除了在GIS專業(yè)軟件中用于2.2.3系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)管理軟件主要指計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，當(dāng)今使用的操作系統(tǒng)有：UNIX、Windows、Linix等。它們關(guān)系到GIS軟件和開發(fā)語言使用的有效性，因此也是GIS軟硬件環(huán)境的重要組成部分。2.2.3系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)管理軟件主要指計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，2.3地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)是地理信息的載體，是地理信息系統(tǒng)的操作對象，它具體描述地理實(shí)體的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。它是GIS的血液。2.3地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)是地理信息的載體，是地理信2.4系統(tǒng)開發(fā)、管理與使用人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素。僅有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、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)。2.4系統(tǒng)開發(fā)、管理與使用人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素§3GIS的基本功能一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)的基本功能應(yīng)包括：空間數(shù)據(jù)采集與編輯空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理空間數(shù)據(jù)處理與變換空間查詢與分析空間數(shù)據(jù)顯示與輸出§3GIS的基本功能一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)的基本功能應(yīng)包括3.1空間數(shù)據(jù)采集與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息數(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。一般而言，地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)占整個(gè)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(huì)有明顯的改變。因此，信息共享與自動(dòng)化數(shù)據(jù)輸入成為地理信息系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。目前可用于地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法與技術(shù)很多。3.1空間數(shù)據(jù)采集與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息數(shù)據(jù)3.2空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理由于GIS數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)具有不可分割的聯(lián)系，以及空間數(shù)據(jù)之間具有顯著的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，因此GIS數(shù)據(jù)庫管理功能除了與屬性數(shù)據(jù)有關(guān)的DBMS功能之外，對空間數(shù)據(jù)的管理技術(shù)主要包括：空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間索引、數(shù)據(jù)更新維護(hù)等。

3.2空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理由于GIS數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大，空3.3空間數(shù)據(jù)處理與變換數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：①數(shù)據(jù)變換：指對數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)，包括投影變換、輻射糾正、比例尺縮放、誤差改正和處理等；②數(shù)據(jù)重構(gòu)：指對數(shù)據(jù)從一種幾何形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種幾何形態(tài)，包括數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)截取、數(shù)據(jù)壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等；③數(shù)據(jù)抽取：指對數(shù)據(jù)從全集合到子集的條件提取，包括類型選擇、窗口提取、布爾提取等。

3.3空間數(shù)據(jù)處理與變換數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：3.4空間查詢和分析①空間查詢②空間分析疊加分析緩沖區(qū)分析網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)字地形分析3.4空間查詢和分析①空間查詢3.5空間數(shù)據(jù)顯示與輸出GIS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(jì)算機(jī)屏幕顯示，也可以是諸如報(bào)告、表格、地圖等硬拷貝圖件。3.5空間數(shù)據(jù)顯示與輸出GIS為用戶提供了許多用于地理數(shù)§4GIS的應(yīng)用4.0公眾地理信息服務(wù)面向公眾，提高地理信息服務(wù)GoogleEarth、Maps電子地圖網(wǎng)站§4GIS的應(yīng)用4.0公眾地理信息服務(wù)4.1測繪與地圖制圖地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于計(jì)算機(jī)輔助制圖?！?S”技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)生了根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應(yīng)用便利。測繪與地圖制圖進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。圖→地理要素轉(zhuǎn)變4.1測繪與地圖制圖地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于計(jì)算機(jī)輔助制圖。北京地圖——衛(wèi)星圖北京地圖——衛(wèi)星圖北京地圖——二維圖北京地圖——二維圖北京地圖——三維圖北京地圖——三維圖桂林三維地圖桂林三維地圖桂林三維地圖（路網(wǎng)）桂林三維地圖（路網(wǎng)）桂林三維地圖（標(biāo)注）桂林三維地圖（標(biāo)注）北京公交3D北京公交3D4.2資源管理資源的清查、管理和分析是GIS應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是目前趨于成熟的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括森林和礦產(chǎn)資源的管理、野生動(dòng)植物的保護(hù)、土地資源潛力的評價(jià)和土地利用規(guī)劃以及水資源的時(shí)空分布特征研究等。系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機(jī)地組織在一起，GIS軟件能在一個(gè)連續(xù)無縫的方式下管理大型的地理數(shù)據(jù)庫，最終用戶通過GIS的客戶端軟件可直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)、制圖以及提供區(qū)域多種組合條件的資源分析，為資源的合理開發(fā)利用和規(guī)劃決策提供依據(jù)。4.2資源管理資源的清查、管理和分析是GIS應(yīng)用最廣泛的地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件芍藥生長適宜性芍藥生長適宜性地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件4.3城鄉(xiāng)規(guī)劃城鄉(xiāng)規(guī)劃具有高度的綜合性，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等諸多因素，但是要把這些信息進(jìn)行篩選并轉(zhuǎn)換成可用的形式并不容易，規(guī)劃人員需要切實(shí)可行的、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息，而GIS能為規(guī)劃人員提供功能強(qiáng)大的工具。eg：1、規(guī)劃人員利用GIS對交通流量、土地利用和人口數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測將來的道路等級；

2、工程技術(shù)人員利用GIS將地質(zhì)、水文和人文數(shù)據(jù)結(jié)合起來，進(jìn)行路線和構(gòu)造設(shè)計(jì)。4.3城鄉(xiāng)規(guī)劃城鄉(xiāng)規(guī)劃具有高度的綜合性，它涉及資源、環(huán)境4.4災(zāi)害監(jiān)測利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。4.4災(zāi)害監(jiān)測利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件地理信息系統(tǒng)第1章緒論課件4.5環(huán)境保護(hù)利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)；為實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與管理的科學(xué)化自動(dòng)化提供最基本的條件；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)過程中，利用GIS技術(shù)的輔助，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行客觀地、全面地評價(jià)，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)。

4.5環(huán)境保護(hù)利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報(bào)信4.6國防現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)基本特點(diǎn)就是“3S”技術(shù)被廣泛地運(yùn)用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個(gè)環(huán)節(jié)。它在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局為戰(zhàn)爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動(dòng)影像匹配和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，處理衛(wèi)星和高空偵察機(jī)實(shí)時(shí)獲得的戰(zhàn)場數(shù)字影像，及時(shí)地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時(shí)的實(shí)時(shí)服務(wù)。

4.6國防現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)基本特點(diǎn)就是“3S”技術(shù)被廣泛地4.7宏觀決策支持地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如系統(tǒng)支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規(guī)劃。我國在三峽地區(qū)研究中，通過利用地理信息系統(tǒng)，建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為三峽宏觀決策提供了建庫前后環(huán)境變化的數(shù)量、速度和演變趨勢等可靠的數(shù)據(jù)?？傊乩硇畔⑾到y(tǒng)正越來越成為國民經(jīng)濟(jì)各有關(guān)領(lǐng)域必不可少的應(yīng)用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。4.7宏觀決策支持地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系§5GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，涉及的相關(guān)學(xué)科：地理學(xué)數(shù)據(jù)庫理論CAD/CAM軟件工程人工智能城市規(guī)劃……….測繪學(xué)遙感計(jì)算機(jī)科學(xué)通訊技術(shù)數(shù)學(xué)資源管理……….GIS圖1-5GIS的相關(guān)學(xué)科技術(shù)（據(jù)郭達(dá)志等）§5GIS與相關(guān)學(xué)科、技術(shù)的關(guān)系GIS是多學(xué)科交叉的產(chǎn)地理學(xué)空間分析是GIS的核心，地理學(xué)作為GIS的分析理論基礎(chǔ)，可為GIS提供空間分析的方法和觀點(diǎn)。GIS為地理學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力