地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展課件

第一章地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展12/23/20221第一章地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展12/19/20221地理信息系統(tǒng)

GISGeographicInformationSystem(北美)GeographicalInformationSystem(歐洲)地理信息科學GeographicalInformationScience12/23/20222地理信息系統(tǒng)GISGeographicInfo傳統(tǒng)地圖在分析、表達空間信息上的局限性信息負荷量小(幅面限制、內(nèi)容重疊限制)量算、統(tǒng)計精度低查找、分類、重新分類不方便復(fù)雜分析難以進行地圖和地圖、地圖和其它信息之間建立聯(lián)系不便。更新復(fù)雜，特別是局部更新工作量大12/23/20223傳統(tǒng)地圖在分析、表達空間信息上的局限性信息負荷量小(幅面限制地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立的領(lǐng)域，早期的探索領(lǐng)域：土地資源分析和成果表達(TerryCoppock,CGIS，R.Tomlinson)交通問題研究(DuaneMarble)計算機地圖制圖(DavidBickmore&RayBoyle)景觀規(guī)劃、設(shè)計(McHarg)人口統(tǒng)計(美國人口普查DIME)遙感信息的利用奧地利地籍管理12/23/20224地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立GIS的出現(xiàn)和發(fā)展1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立的領(lǐng)域，早期的探索領(lǐng)域：第一個地理信息系統(tǒng)CGIS（加拿大地理信息系統(tǒng)）-1962年…1970年代側(cè)重技術(shù)研究。1980年代開始實用。GIS軟件通用化、商品化，各種實用系統(tǒng)大量涌現(xiàn)。1990年代推廣、普及。軟件進一步改進。易學易用。21世紀廣泛應(yīng)用，走向大眾化。12/23/20225GIS的出現(xiàn)和發(fā)展1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動力社會需要技術(shù)可能計算機主機：運算速度提高、容量增大、成本下降，體積縮小，管理維護簡便。計算機外設(shè)：顯示器、打印機、繪圖儀、掃描儀、外部存儲器、多媒體輸入、輸出設(shè)備，性能提高、成本下降。網(wǎng)絡(luò)通訊：局域網(wǎng)輕而易舉，遠程網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)方興末艾。計算機軟件：圖形處理、圖像處理、數(shù)據(jù)庫、人機界面、開發(fā)工具、應(yīng)用集成、多民族語言…。數(shù)據(jù)獲?。汉綔y、遙感、衛(wèi)星定位系統(tǒng)，野外現(xiàn)場數(shù)字化采集。政府推動基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的公益化美國：NationalSpatialDataInfrastructure歐洲：EuropeanDataInfrastructure人才培訓與科學研究12/23/20226地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動力社會需要12/19/20226什么是地理信息系統(tǒng)？GIS信息獲取與輸入數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)查詢與分析成果表達與輸出GIS的組成（4個部分）以計算機為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用技術(shù)信息獲取與輸入、數(shù)據(jù)儲存與管理、數(shù)據(jù)查詢與分析、成果表達與輸出。以GIS技術(shù)為核心的實用信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)與地理信息科學有差異。12/23/20227什么是地理信息系統(tǒng)？GIS信息獲取與輸入數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)查GIS的組成信息輸入和數(shù)據(jù)編輯：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)輸入。多種形式、多種來源信息，多種方式數(shù)據(jù)輸入和編輯。數(shù)據(jù)的存儲與管理：提供空間與屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻g查詢與分析：GIS的核心，是GIS有別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征。成果表達與輸出：可視化表達。通人機交互方式顯示、輸出各種專題圖、統(tǒng)計圖表等。12/23/20228GIS的組成信息輸入和數(shù)據(jù)編輯：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)輸入。多種GIS所處理的數(shù)據(jù)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：空間數(shù)據(jù)（圖）：空間位置、幾何特性屬性數(shù)據(jù)（文）：文字屬性、表格、其他非幾何數(shù)據(jù)（聲音、動畫、影像等等）12/23/20229GIS所處理的數(shù)據(jù)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：12/19/202212/23/20221012/19/202210GIS的數(shù)據(jù)構(gòu)成空間事物類型典型對象典型屬性圖形圖象表達形式1）點學校、環(huán)保監(jiān)測站規(guī)模、有關(guān)監(jiān)測指標點狀符號2）線道路、電纜、水系交通量、電壓、水質(zhì)線型3）面（多邊形）地塊、行政區(qū)土地使用、人口填充符號、邊界線4）網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)交通量、交叉口延誤結(jié)點符號、線段線型5）三維表面地形、土壤高程、土壤成分彩色圖像、立體網(wǎng)狀圖輔助地圖注記地名、高程制圖參數(shù)文字、輔助線、點符號12/23/202211GIS的數(shù)據(jù)構(gòu)成空間事物類型典型對象典型屬性圖形圖象表達形式GIS和其他相關(guān)系統(tǒng)的區(qū)別GIS與CAD的區(qū)別CAD不具備空間查詢和分析功能GIS與一般的管理信息系統(tǒng)（MIS）區(qū)別MIS一般只處理屬性數(shù)據(jù)，對圖形數(shù)據(jù)以文件形式進行管理，圖形要素不能分解、查詢，圖形與數(shù)據(jù)之間沒有聯(lián)系GIS對圖形和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用12/23/202212GIS和其他相關(guān)系統(tǒng)的區(qū)別GIS與CAD的區(qū)別12/19/2GIS的基本功能——數(shù)據(jù)儲存和管理空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)輸入編輯、修改儲存管理、更新12/23/202213GIS的基本功能——數(shù)據(jù)儲存和管理空間數(shù)據(jù)12/19/202GIS的基本功能——查詢某個特定位置有什么？（空間位置查屬性）某個特定要素在哪里？（屬性查空間位置）滿足給定條件的空間對象分布12/23/202214GIS的基本功能——查詢某個特定位置有什么？12/19/20GIS的基本功能——制圖與輸出(可視化表達)Visualization制圖二維地圖、查詢分析的結(jié)果三維輸出與虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR結(jié)合12/23/202215GIS的基本功能——制圖與輸出(可視化表達)VisualizGIS的基本功能——分析空間對象的分布模式問題揭示空間對象的空間關(guān)系例：公共設(shè)施的服務(wù)范圍解決問題方案，尋求最佳的方案預(yù)測空間對象隨時間的變化

12/23/202216GIS的基本功能——分析空間對象的分布模式問題12/19/2實用系統(tǒng)的常見類型系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)用戶軟件硬件數(shù)據(jù)人員管理應(yīng)用對象以GIS技術(shù)為核心的實用信息系統(tǒng)12/23/202217實用系統(tǒng)的常見類型系常用的GIS軟件

主要的國外系列軟件ESRI——ArcGIS、ArcViewMapInfo——MapInfoAutodesk——AutodeskMap…主要國內(nèi)系列軟件武漢中地——MapGIS武漢吉奧——GeoStar北京超圖——SuperGIS

12/23/202218常用的GIS軟件主要的國外系列軟件12/19/20221GIS的組成—數(shù)據(jù)柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：空間數(shù)據(jù)（圖）：空間位置、幾何特性屬性數(shù)據(jù)（文）：文字屬性、表格、其他非幾何數(shù)據(jù)（聲音、動畫、影像等等）12/23/202219GIS的組成—數(shù)據(jù)柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：12GIS和城市規(guī)劃在城市規(guī)劃中，GIS是規(guī)劃師的數(shù)據(jù)庫、工具箱。數(shù)據(jù)庫管理，可視化表達，空間分析、建模（SpatialAnalysisandmodeling）應(yīng)用：資源調(diào)查(resourceinventory)現(xiàn)狀分析(analysisofexistingsituations)建模和預(yù)測(modelingandprojection)建立規(guī)劃方案(developmentofplanningoptions)規(guī)劃方案選擇(selectionofplanningoptions)規(guī)劃實現(xiàn)(planimplementation)規(guī)劃評價、監(jiān)督、反饋(planevaluation,monitoringfeedback)12/23/202220GIS和城市規(guī)劃在城市規(guī)劃中，GIS是規(guī)劃師的數(shù)據(jù)庫、工具箱第一章地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展12/23/202221第一章地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展12/19/20221地理信息系統(tǒng)

GISGeographicInformationSystem(北美)GeographicalInformationSystem(歐洲)地理信息科學GeographicalInformationScience12/23/202222地理信息系統(tǒng)GISGeographicInfo傳統(tǒng)地圖在分析、表達空間信息上的局限性信息負荷量小(幅面限制、內(nèi)容重疊限制)量算、統(tǒng)計精度低查找、分類、重新分類不方便復(fù)雜分析難以進行地圖和地圖、地圖和其它信息之間建立聯(lián)系不便。更新復(fù)雜，特別是局部更新工作量大12/23/202223傳統(tǒng)地圖在分析、表達空間信息上的局限性信息負荷量小(幅面限制地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立的領(lǐng)域，早期的探索領(lǐng)域：土地資源分析和成果表達(TerryCoppock,CGIS，R.Tomlinson)交通問題研究(DuaneMarble)計算機地圖制圖(DavidBickmore&RayBoyle)景觀規(guī)劃、設(shè)計(McHarg)人口統(tǒng)計(美國人口普查DIME)遙感信息的利用奧地利地籍管理12/23/202224地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立GIS的出現(xiàn)和發(fā)展1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立的領(lǐng)域，早期的探索領(lǐng)域：第一個地理信息系統(tǒng)CGIS（加拿大地理信息系統(tǒng)）-1962年…1970年代側(cè)重技術(shù)研究。1980年代開始實用。GIS軟件通用化、商品化，各種實用系統(tǒng)大量涌現(xiàn)。1990年代推廣、普及。軟件進一步改進。易學易用。21世紀廣泛應(yīng)用，走向大眾化。12/23/202225GIS的出現(xiàn)和發(fā)展1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動力社會需要技術(shù)可能計算機主機：運算速度提高、容量增大、成本下降，體積縮小，管理維護簡便。計算機外設(shè)：顯示器、打印機、繪圖儀、掃描儀、外部存儲器、多媒體輸入、輸出設(shè)備，性能提高、成本下降。網(wǎng)絡(luò)通訊：局域網(wǎng)輕而易舉，遠程網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)方興末艾。計算機軟件：圖形處理、圖像處理、數(shù)據(jù)庫、人機界面、開發(fā)工具、應(yīng)用集成、多民族語言…。數(shù)據(jù)獲?。汉綔y、遙感、衛(wèi)星定位系統(tǒng)，野外現(xiàn)場數(shù)字化采集。政府推動基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的公益化美國：NationalSpatialDataInfrastructure歐洲：EuropeanDataInfrastructure人才培訓與科學研究12/23/202226地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動力社會需要12/19/20226什么是地理信息系統(tǒng)？GIS信息獲取與輸入數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)查詢與分析成果表達與輸出GIS的組成（4個部分）以計算機為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用技術(shù)信息獲取與輸入、數(shù)據(jù)儲存與管理、數(shù)據(jù)查詢與分析、成果表達與輸出。以GIS技術(shù)為核心的實用信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)與地理信息科學有差異。12/23/202227什么是地理信息系統(tǒng)？GIS信息獲取與輸入數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)查GIS的組成信息輸入和數(shù)據(jù)編輯：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)輸入。多種形式、多種來源信息，多種方式數(shù)據(jù)輸入和編輯。數(shù)據(jù)的存儲與管理：提供空間與屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻g查詢與分析：GIS的核心，是GIS有別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征。成果表達與輸出：可視化表達。通人機交互方式顯示、輸出各種專題圖、統(tǒng)計圖表等。12/23/202228GIS的組成信息輸入和數(shù)據(jù)編輯：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)輸入。多種GIS所處理的數(shù)據(jù)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：空間數(shù)據(jù)（圖）：空間位置、幾何特性屬性數(shù)據(jù)（文）：文字屬性、表格、其他非幾何數(shù)據(jù)（聲音、動畫、影像等等）12/23/202229GIS所處理的數(shù)據(jù)GIS處理的數(shù)據(jù)包括：12/19/202212/23/20223012/19/202210GIS的數(shù)據(jù)構(gòu)成空間事物類型典型對象典型屬性圖形圖象表達形式1）點學校、環(huán)保監(jiān)測站規(guī)模、有關(guān)監(jiān)測指標點狀符號2）線道路、電纜、水系交通量、電壓、水質(zhì)線型3）面（多邊形）地塊、行政區(qū)土地使用、人口填充符號、邊界線4）網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)交通量、交叉口延誤結(jié)點符號、線段線型5）三維表面地形、土壤高程、土壤成分彩色圖像、立體網(wǎng)狀圖輔助地圖注記地名、高程制圖參數(shù)文字、輔助線、點符號12/23/202231GIS的數(shù)據(jù)構(gòu)成空間事物類型典型對象典型屬性圖形圖象表達形式GIS和其他相關(guān)系統(tǒng)的區(qū)別GIS與CAD的區(qū)別CAD不具備空間查詢和分析功能GIS與一般的管理信息系統(tǒng)（MIS）區(qū)別MIS一般只處理屬性數(shù)據(jù)，對圖形數(shù)據(jù)以文件形式進行管理，圖形要素不能分解、查詢，圖形與數(shù)據(jù)之間沒有聯(lián)系GIS對圖形和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用12/23/202232GIS和其他相關(guān)系統(tǒng)的區(qū)別GIS與CAD的區(qū)別12/19/2GIS的基本功能——數(shù)據(jù)儲存和管理空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)輸入編輯、修改儲存管理、更新12/23/202233GIS的基本功能——數(shù)據(jù)儲存和管理空間數(shù)據(jù)12/19/202GIS的基本功能——查詢某個特定位置有什么？（空間位置查屬性）某個特定要素在哪里？（屬性查空間位置）滿足給定條件的空間對象分布12/23/202234GIS的基本功能——查詢某個特定位置有什么？12/19/20GIS的基本功能——制圖與輸出(可視化表達)Visualization制圖二維地圖、查詢分析的結(jié)果三維輸出與虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR結(jié)合12/23/202235GIS的基本功能——制圖與輸出(可視化表達)VisualizGIS的基本功能——分析空間對象的分布模式問題揭示空間對象的空間關(guān)系例：公共設(shè)施的服務(wù)范圍解決問題方案，尋求最佳的方案預(yù)測空間對象隨時間的變化

12/23/202236GIS的基本功能——分析空間對象的分布模式問題12/19/2實用系統(tǒng)的常見類型系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)用戶軟件硬件數(shù)據(jù)人員管理應(yīng)用對象以GIS技術(shù)為核心的實用信息系統(tǒng)12/23/202237實用系統(tǒng)的常見類型系常用的GIS軟件

主要的國外系列軟件ESRI——ArcGIS、ArcViewMapInfo——MapInfoAutodesk——AutodeskMap…主要國內(nèi)系