地理信息系統(tǒng)概論chp1

地理信息系統(tǒng)概論2016年課程性質(zhì)、目的和培養(yǎng)目標本課程系地理科學大類招生的地理信息系統(tǒng)專業(yè)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的學科基礎課程（學位課程）。本課程的開設是為了向?qū)W生提供一種被稱之為地理學第三代語言的工具，使學生能夠在今后的工作中，能夠使用現(xiàn)代地理信息技術。本課程的目標是使修讀本課程的學生成為GIS的高級用戶；同時為修讀GIS專業(yè)的學生提供一個專業(yè)起點。課程特點與基本要求課程特點GIS是一門典型的交叉性學科

首先必須要做好“GIS”(GENTLEMANLIKE,INTELLIGENCE,SMILE。即博大(共建共享)、智能(開發(fā)創(chuàng)新)、微笑(微笑服務))。GIS是一門實踐性很強的學科

要重視技能訓練，重點掌握基礎GIS軟件的操作和使用。GIS是一門迅速發(fā)展中的學科

要經(jīng)常閱讀有關的文獻資料，掌握GIS學科的發(fā)展趨勢，努力更新自己的知識，不斷提高自己的能力?；疽笳莆盏乩硇畔⑾到y(tǒng)的基本原理、技術方法和實際應用；了解其主要應用領域和發(fā)展方向；

為從事GIS的地理學應用和應用型地理信息系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎。參考書

1.KANG-TSUNGCHANG著，陳健飛等譯《地理信息系統(tǒng)導論》，科學出版社2003年10月

第一版2.吳立新等《地理信息系統(tǒng)原理算法

》，科學出版社

2003年10月

第一版3.陳述彭等

《地理信息系統(tǒng)導論》，科學出版社

1999年5月

第一版4.龔健雅《地理信息系統(tǒng)基礎》，科學出版社

2001年2月

第一版5.PAULA.LONGLEY等《地理信息系統(tǒng)（上：原理與技術；下：管理與應用）》，電子工業(yè)出版社2004年9月

第一版參考網(wǎng)站/(E(ESRI中國公司)/(地理信息系統(tǒng)論壇)/(中國GIS資訊網(wǎng))/(3S視訊傳媒)/(測繪信息網(wǎng))/(GIS(GIS帝國)/(ESRI(ESRI公司)考核方式根據(jù)上海師范大學有關課程考核的規(guī)定，期末考試成績與平時成績之比為7：3。第一章

導論1、教學目的與要求：了解什么是GIS2、教學重點：GIS概念與發(fā)展3、教學內(nèi)容：第一節(jié)地理信息系統(tǒng)（GIS）的概念第二節(jié)GIS的發(fā)展歷程第三節(jié)GIS應用介紹第四節(jié)GIS與相關學科的關系第二章GIS的數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)

1、教學目的與要求：初步掌握GIS數(shù)據(jù)組織的基本原理2、教學重點：空間實體聯(lián)系模型與矢量數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)

3、教學內(nèi)容：第一節(jié)數(shù)據(jù)模型的概念第二節(jié)空間實體聯(lián)系模型第三節(jié)關系模型與關系數(shù)據(jù)庫第四節(jié)矢量數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)第五節(jié)柵格GIS的數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)第六節(jié)不規(guī)則三角網(wǎng)模型與結(jié)構(gòu)第七節(jié)地理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織第八節(jié)

面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型第三章

空間數(shù)據(jù)處理1、教學目的與要求：了解空間數(shù)據(jù)處理的基本思路與方法2、教學重點：數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法3、教學內(nèi)容：

第一節(jié)概述

第二節(jié)數(shù)據(jù)質(zhì)量與元數(shù)據(jù)

第三節(jié)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的坐標變換

第五節(jié)柵格與矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

第六節(jié)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插

第七節(jié)圖層數(shù)據(jù)的拼幅第四章GIS空間分析1、教學目的與要求：初步掌握空間分析方法2、教學重點：查詢、幾何量算、疊置分析3、教學內(nèi)容：第一節(jié)概述第二節(jié)查詢第三節(jié)幾何量算第四節(jié)緩沖區(qū)分析第五節(jié)疊置分析第六節(jié)地理編碼第七節(jié)網(wǎng)絡分析第八節(jié)地圖代數(shù)第五章

專題制圖與地圖設計1、教學目的與要求：掌握使用GIS技術進行專題制圖的方法2、教學重點：專題制圖、定量數(shù)據(jù)分級3、教學內(nèi)容：第一節(jié)地理計算與地理信息的可視化第二節(jié)地圖的作用與類型第三節(jié)視覺資源第四節(jié)地圖符號分類與設計原則第五節(jié)窗口環(huán)境下地圖符號的實現(xiàn)方法第六節(jié)定量數(shù)據(jù)分級方法第七節(jié)專題內(nèi)容表示方法第八節(jié)地圖設計第六章GIS應用模型1、教學目的與要求：了解使用GIS技術解決問題的方法2、教學重點：了解適宜性分析模型3、教學內(nèi)容：

第一節(jié)概述

第二節(jié)適宜性分析模型第七章GIS的設計與開發(fā)1、教學目的與要求：訓練利用GIS工具，解決具體問題的能力2、教學重點：課程項目的設計與實現(xiàn)3、教學內(nèi)容：第一節(jié)GIS應用系統(tǒng)分類第二節(jié)GIS開發(fā)過程模型第三節(jié)小型項目水平GIS的設計與開發(fā)學時分配教學內(nèi)容課時數(shù)（學時）第一章導論6第二章GIS數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)14第三章空間數(shù)據(jù)處理12第四章GIS空間分析16第五章專題制圖與地圖設計8第六章

GIS應用模型4第七章GIS的設計與開發(fā)10總復習2總學時72第一章導論第一節(jié)地理信息系統(tǒng)（GIS）的概念第二節(jié)GIS的發(fā)展歷程第三節(jié)GIS應用介紹第四節(jié)GIS與相關學科的關系第一節(jié)地理信息系統(tǒng)（GIS）的概念

1.地理信息系統(tǒng)的概念

首先觀看視頻：whatisGIS?

然后介紹一個地理信息系統(tǒng)應用實例,之后給出信息與數(shù)據(jù)，最后闡述信息系統(tǒng)及信息系統(tǒng)的類型。1.地理信息系統(tǒng)的概念

公園選址輔助決策地理信息系統(tǒng)是集地球科學、信息科學與計算機技術為一體的高新技術，目前已廣泛應用于資源管理、環(huán)境監(jiān)測、災害評估、城市與區(qū)域規(guī)劃等眾多領域，成為社會可持續(xù)發(fā)展的有效的輔助決策支持工具。1.1地理信息系統(tǒng)的概念

公園選址輔助決策1.地理信息系統(tǒng)的概念

公園選址輔助決策郊游公園具體位置的選擇需要滿足一定的要求：

1）依山傍水，地形有一定起伏，必須靠近天然的小河流；

2）交通方便，但周圍環(huán)境較安靜，公園距公路的距離最遠不得超過1.25km，最近不得小于0.25km；

3）空氣新鮮，有一定的植被覆蓋率；

4）等等其它條件；1.地理信息系統(tǒng)的概念

公園選址輔助決策總結(jié)：數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)處理和分析方案輸出地理信息系統(tǒng)是解決空間問題的有效的輔助決策支持工具。目前，地理信息系統(tǒng)還不能完全代替最終決策者。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)從公園選址輔助決策的例子可知，認識地理信息系統(tǒng)首先會接觸到信息與數(shù)據(jù)這兩個名詞。（一）信息1、定義：信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)據(jù)、符號、聲音、圖像等形式記錄下來，進行傳遞和處理,為人們的生產(chǎn)，建設，管理等提供依據(jù)。2、特性：1）客觀性：任何信息都是與客觀事實相聯(lián)系的，這是信息的正確性和精確度的保證；1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)2）適用性：問題不同，影響因素不同，需要的信息種類是不同的。信息系統(tǒng)將地理空間的巨大數(shù)據(jù)流收集，組織和管理起來，經(jīng)過處理、轉(zhuǎn)換和分析變?yōu)閷ιa(chǎn)、管理和決策具有重要意義的有用信息，這是由建立信息系統(tǒng)的明確目的性所決定的；3）傳輸性：信息可在信息發(fā)送者和接受者之間進行傳輸,信息的傳輸網(wǎng)絡，被形象地稱為“信息高速公路”。4）共享性：信息與實物不同，信息可傳輸給多個用戶，為用戶共享，而其本身并無損失，這為信息的并發(fā)應用提供可能性。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)(二)數(shù)據(jù)

指輸入到計算機并能被計算機進行處理的數(shù)字、文字、符號、聲音、圖像等可以識別的符號。數(shù)據(jù)是對客觀現(xiàn)象的表示，數(shù)據(jù)本身并沒有意義。數(shù)據(jù)的格式往往和具體的計算機系統(tǒng)有關，隨載荷它的物理設備的形式而改變。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)(三)兩者關系

數(shù)據(jù)是信息的表達、載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是形與質(zhì)的關系。只有數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響才成為信息，數(shù)據(jù)只有經(jīng)過解釋才有意義，成為信息。

獨立的“1”、“0”均無意義。當它表示某實體在某個地域內(nèi)存在與否，它就提供了“有”“無”信息；當用它來標識某種實體的類別時，它就提供了特征碼信息1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)可以把數(shù)據(jù)比作原材料，而信息是對原材料處理的結(jié)果。如同一個木匠，在一些工具的幫助下，可以把木材做成有用的家具。同樣，計算機專業(yè)人員應用計算機的硬件和軟件把原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息。這種轉(zhuǎn)換過程可用右圖說明。

1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)(四)地理數(shù)據(jù)與地理信息

1、定義：地理信息是指與研究對象的空間地理分布有關的信息,它表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)

2、特性：1）地域性：地理信息屬于空間信息，位置的識別與數(shù)據(jù)相聯(lián)系。2）多維結(jié)構(gòu)：在二維空間編碼基礎上，實現(xiàn)多專題的第三維信息結(jié)構(gòu)的組合，為地理系統(tǒng)多層次的分析和信息的傳輸與篩選提供方便。3）時序特征：時空的動態(tài)變化引起地理信息的屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變化。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.1信息、數(shù)據(jù)、地理信息與地理數(shù)據(jù)1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型(一)信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。它能對數(shù)據(jù)和信息進行采集、存儲、加工和再現(xiàn)，具有采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)的能力。主要由計算機硬件軟件數(shù)據(jù)用戶四大要素組成。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型(二)信息系統(tǒng)的類型信息的需要完全取決于管理的層次，一般在組織中將信息系統(tǒng)分成三個管理層次：操作層（底層）、戰(zhàn)術層（中間層）和戰(zhàn)略層（頂層）。

1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型1）事物處理系統(tǒng)（TransactionProcessSystem，TPS）主要用以支持操作層人員的日?；顒?。它主要負責處理日常事務。2）管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem，MIS）需要包含組織中的事務處理系統(tǒng)，并提供了內(nèi)部綜合形式的數(shù)據(jù)，以及外部組織的一般范圍和大范圍的數(shù)據(jù)。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型3）決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem，DSS）能從管理信息系統(tǒng)中獲得信息，幫助管理者制定好的決策。該系統(tǒng)是一組處理數(shù)據(jù)和進行推測的分析程序，用以支持管理者制定決策。4）人工智能和專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)（ExpertSystem,ES）是能模仿人工決策處理過程的基于計算機的信息系統(tǒng)。專家系統(tǒng)擴大了計算機的應用范圍，使其從傳統(tǒng)的資料處理領域發(fā)展到智能推理上來。MIS能提供信息幫助制定決策，DSS能幫助改善決策的質(zhì)量。專家系統(tǒng)由五個部分組成：知識庫、推理機、解釋系統(tǒng)、用戶接口和知識獲得系統(tǒng)。1.地理信息系統(tǒng)的概念

1.2信息系統(tǒng)(INFORMATIONSYSTEM)及其類型2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.1地理信息系統(tǒng)(一)地理信息系統(tǒng)的定義地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem，GIS）是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.1地理信息系統(tǒng)不同領域、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)Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關地理現(xiàn)象信息的綜合系統(tǒng)”。2)俄羅斯學者也把GIS定義為“一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。3)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、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”。4)英國教育部認為：“GIS是一種獲取、存儲、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)”。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.1地理信息系統(tǒng)有的側(cè)重于GIS的技術內(nèi)涵，有的則強調(diào)GIS的應用功能。推薦美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(FICCDC)關于GIS的定義。該定義認為“GIS是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題”。根據(jù)這個定義及它的概念框架，可得出GIS的如下基本概念：2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.1地理信息系統(tǒng)北美、歐洲：GeographicalInformationSystem加拿大：Geomatigue中國：ResourceandEnvironmentalInformationSystem技術內(nèi)涵：Geo-relationalInformationSystem信息科學：SpatialInformationSystem應用類型：NaturalResourcesInformationSystemLandInformationSystemTransportationGeographicalInformationSystem地學應用：GeoScience專業(yè)雜志：GeographicalInformationScience(英國)Geo-InformationSystem（德國）2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.1地理信息系統(tǒng)(二)地理信息系統(tǒng)和4M對于地理學家、城市規(guī)劃人員、資源管理者等使用地理信息的人們而言，他們觀察并量測（Measure）環(huán)境參數(shù)，并制作地圖（Map）描述了地球的特征；他們監(jiān)測（Monitor）周圍環(huán)境的變化，對影響環(huán)境的過程和活動建立模型（Model）。這四項活動（4M），通過應用GIS技術，都可以得到改善和提高。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.2地理信息系統(tǒng)的類型地理信息系統(tǒng)按其內(nèi)容可以分為三大類：專題地理信息系統(tǒng)：是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)。為特定的專門的目的服務，如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)、草場資源管理信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)、環(huán)境管理信息系統(tǒng)等。區(qū)域地理信息系統(tǒng)：主要以區(qū)域綜合研究和全面信息服務為目標。如國家級、地區(qū)級、市級或縣級等。地理信息系統(tǒng)工具：它是一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功能的軟件包。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.3地理信息系統(tǒng)和其它信息系統(tǒng)區(qū)別GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）：GIS具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關于數(shù)據(jù)的知識，因此，GIS是能對空間數(shù)據(jù)進行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應用，GIS的軟硬件設備要復雜、系統(tǒng)功能要強；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.3地理信息系統(tǒng)和其它信息系統(tǒng)區(qū)別GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫：地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。GIS有別于CAD/CAM：管理了圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS，如計算機輔助設計(ComputerAdidedDesign，ＣＡＤ)，計算機輔助制圖(ComputerAdidedManufactuing，ＣＡＭ)。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

一個實用的GIS系統(tǒng)，要支持對空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，其基本組成一般包括以下主要部分：空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)硬件、應用模型、應用人員。數(shù)據(jù)GIS軟件硬件模型人員2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成圖形用戶界面(GraphicalUserInterface,簡稱GUI,又稱圖形用戶接口)SDBMS是SpatialDataBaseManagementSystem(空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))的簡稱。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——硬件計算機硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱，可以是電子的、電的、磁的、機械的、光的元件或裝置，是GIS的物理外殼。

2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——硬件2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——軟件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，其層次結(jié)構(gòu)見圖1-2-5。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——軟件2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——軟件(一)GIS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，可作為其他應用系統(tǒng)建設的平臺。其代表產(chǎn)品有ARCGIS、MGE、MAPINFO、MAPGIS、SUPERMAP、GEOSTAR等。它們一般都包含有以下的主要核心模塊：數(shù)據(jù)輸入和編輯、空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸出、用戶界面、系統(tǒng)二次開發(fā)能力。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——軟件(二)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件除了在GIS專業(yè)軟件中用于支持復雜空間數(shù)據(jù)的管理軟件以外，還包括服務于以非空間屬性數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這類軟件有：ORACLE，SYBASE，INFORMIX，DB2，SQLServer,Ingress等。它們也是GIS軟件的重要組成部分，而且由于這類數(shù)據(jù)庫軟件具有快速檢索、滿足多用戶并發(fā)和數(shù)據(jù)安全保障等功能，目前已實現(xiàn)在現(xiàn)成的關系型商業(yè)數(shù)據(jù)庫中存儲GIS的空間數(shù)據(jù)，例如SDE(SpaticalDatabaseEngine)就是最好的解決方案。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——軟件(三)系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)管理軟件主要指計算機操作系統(tǒng)，當今使用的操作系統(tǒng)有：Windows系列、UNIX，LINUX等。它們關系到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.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——空間數(shù)據(jù)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，它具體描述地理實體的空間特征、屬性特征和時間特征?？臻g特征是指地理實體的空間位置及其相互關系；屬性特征表示地理實體的名稱、類型和數(shù)量等；時間特征指實體隨時間而發(fā)生的相關變化。

根據(jù)地理實體的空間圖形表示形式，可將空間數(shù)據(jù)抽象為點、線、面三類元素，它們的數(shù)據(jù)表達可以采用矢量和柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——空間數(shù)據(jù)柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)空間位置空間關系屬性信息2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——人員GIS應用人員主要包括系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)管理和使用人員，他們的業(yè)務素質(zhì)和專業(yè)知識是GIS工程及其應用成敗的關鍵系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)管理使用人員JOBSINGIS(1)SYSTEMDEVELOPERSHIGHESTLEVELOFTECHNICALSKILLSPROGRAMMERSINVISUALBASIC,JAVA,C++,C#,PYTHON,UML,VISIO,CASE1,000PEOPLE

(2)SYSTEMMAINTAINERSMODERATETOHIGHTECHNICALSKILLSMODIFYEXISTINGCODEINVISUALBASIC,JAVA,PYTHON10,000PEOPLE(3)SYSTEMUSERSMODERATETECHNICALSKILLSKNOWHOWTOUSETHETOOLSFAMILIARWITHTHETECHNICALISSUESKNOWTHEAPPLICATIONDOMAINSWORKFORUNIVERSITIES,CORPORATIONS,GOVTS.100,000PEOPLEJOBSINGIS2.地理信息系統(tǒng)及其類型

2.4地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成——應用模型GIS應用模型的構(gòu)建和選擇也是系統(tǒng)應用成敗至關重要的因素。雖然GIS為解決各種現(xiàn)實問題提供了有效的基本工具，但對于某一專門應用目的的解決，必須通過構(gòu)建專門的應用模型。土地利用適宜性模型選址模型洪水預測模型人口擴散模型森林增長模型水土流失模型最優(yōu)路徑模型……3.GIS的功能數(shù)據(jù)采集與編輯數(shù)據(jù)存儲管理查詢與空間分析數(shù)據(jù)可視化與地圖制圖數(shù)據(jù)采集(與編輯)指數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)到地理數(shù)據(jù)庫有一定數(shù)據(jù)格式的存儲數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程。數(shù)字化方法鍵盤數(shù)據(jù)輸入法數(shù)字化儀手扶跟蹤法掃描儀自動矢量法屏幕數(shù)字化法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法以遙感數(shù)字圖像處理為例：遙感數(shù)字圖象數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)增強圖象分類柵格矢量轉(zhuǎn)換坐標系統(tǒng)配準地理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)(采集與)編輯輸入GIS的數(shù)據(jù)，并不能立刻使用；須經(jīng)過編輯過程，使數(shù)據(jù)到達地理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量設計標準，方可使用。數(shù)據(jù)質(zhì)量矩陣數(shù)據(jù)質(zhì)量可按下列數(shù)據(jù)質(zhì)量矩陣中的12個格子分別考察空間時間專題準確度精度一致性完整性空間準確度（絕對）SPATIALACCURACY點：編碼位置與實際位置之間的距離空間準確度（絕對）SPATIALACCURACY線、多邊形：包括點的定位誤差與取舍選擇精度PRECISION精度指空間、時間和專題方面細節(jié)區(qū)分的程度。精度應保證地理數(shù)據(jù)庫準確度的實現(xiàn)?？臻g精度：比例尺、分辨率時間精度：取樣時間間隔專題精度：計量單位人、萬人

分類等級植被型、群系、群叢數(shù)據(jù)存儲管理混合模型集成模型文件管理：空間數(shù)據(jù)RDBMS：屬性數(shù)據(jù)RDBMS：空間+屬性數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)引擎查詢與空間分析傳統(tǒng)意義上，空間分析是一種方法，地理學者用這類方法來研究一種地理現(xiàn)象或一系列地理現(xiàn)象的空間位置和分布格局，考察造成這種分布格局的影響或控制因子，探討地理現(xiàn)象的動態(tài)變化趨勢。60年代的計量革命引入數(shù)學方法，特別是統(tǒng)計學、運籌學方法，空間分析定量化、模型化。查詢與空間分析：基于GIS地理數(shù)據(jù)庫是一定區(qū)域內(nèi)部分或全體地理現(xiàn)象及其相關屬性的數(shù)字模型。它包含了反映地理現(xiàn)象空間位置及其分布格局的數(shù)據(jù)。基于GIS的空間分析是對地理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行加工，從中提取或生成決策有用的信息的過程。查詢與空間分析：基本功能幾何量算查詢緩沖區(qū)分析疊置分析地理編碼網(wǎng)絡分析地圖代數(shù)地形分析空間統(tǒng)計學數(shù)據(jù)可視化與地圖制圖信息可視化是把抽象的、大多不具有物理空間本質(zhì)特征的信息轉(zhuǎn)化成空間分布形式的圖形圖像，從而幫助用戶理解或者發(fā)現(xiàn)隱伏的關系及結(jié)構(gòu)。地理數(shù)據(jù)可視化指利用空間可視化模型，將地理數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以被人的視覺感知的計算機二維圖形和圖象。可視化內(nèi)容：符號設計、顏色模型矢量數(shù)據(jù)顯示、圖象數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計圖表表達DEM的三維顯示、景觀三維動態(tài)觀察地圖制圖GIS擅長回答的五類問題位置：WHATISAT…?條件：WHEREISIT?趨勢：WHATHASCHANGEDSINCE…?分布格局：WHATSPATIALPATTERNEXIST?建模：WHATIF…?位置LOCATION：

WHATISAT…?尋求回答在特定的位置存在什么地理現(xiàn)象。這里所謂的位置可用不同的方式來描述，如地名、地址、郵政編碼、經(jīng)緯度當然也可以使用相對位置如上海以西100KM處。條件CONDITION：

WHEREISIT?第二個問題是第一個問題的逆問題要求回答在什么地方符合特定的條件集合如需要找到一塊未植樹的土地，它至少有2000M2，且位于公路兩邊100M以內(nèi)。趨勢TRENDS：

WHATHASCHANGEDSINCE…?回答一個區(qū)域或地理現(xiàn)象，隨時間所發(fā)生的變化?；卮鸫藛栴}，或許會涉及上述兩個問題。如要回答“閔行區(qū)在過去10年內(nèi)土地利用方面的變化趨勢？”，首先要回答第一個問題：“閔行區(qū)在過去10年各年土地利用有哪些類型，分布在哪里？”；然后回答第二個問題：“閔行區(qū)內(nèi)什么地方土地利用發(fā)生了變化？”；從而可以分析概括出變化趨勢。分布格局PATTERN：

WHATSPATIALPATTERNEXIST?要求發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象的分布規(guī)律及其原因。要回答“癌癥是核電站周圍居民的主要死亡原因嗎？”這樣的問題，就需要分析癌癥的分布規(guī)律及原因或許還要探討存在多少不符合分布規(guī)律的異?，F(xiàn)象以及它們分布在什么地方建模MODELING：

WHATIF…?這個問題是要求回答如果…，會發(fā)生什么。一條新的道路建成，對交通網(wǎng)意味著什么？有毒物質(zhì)滲入到當?shù)氐牡叵滤?，對供水會產(chǎn)生什么影響？第二節(jié)GIS的發(fā)展歷程國外GIS的發(fā)展Motivations:Academics-drivenbypureandappliedresearchpotentialGovernment-drivenbypotentialenhancementstomanagementCorporate-drivenbycommercialpotentialofGIS1700smodernsurveyingtechniques–topographicmappingdatacollection(scientific,census)–thematicmappingideaofportrayingdifferentlayersofdataonaseriesofbasemaps,hasbeenaroundmuchlongerthancomputersmapsoftheBattleofYorktown(AmericanRevolution)drawnbytheFrenchCartographerLouis-AlexandreBerthiercontainedhingedoverlaystoshowtroopmovements1800sfirstrecognizedspatialanalysisanduseofoverlays(mid1850s) i.e.Dr.JohnSnowusedamapshowingthelocationsofdeathbycholera（霍亂）incentralLondonin1854totracksourceofoutbreaktocontaminatedwell1800srudimentaryelementsofdigitaltechniquesforrecordingandanalysisofgeographicinformation

i.e.1890Censususedapunched-cardsystemformanipulationandanalysisofdataEarly1900sphoto-lithography（石版印刷術--石版照相制版法）separationofmapsintolayersfirstcomputers(mainframesforGIS)1960sinterestincomputermappingHarvardLab–majorinfluenceonGISuntilearly1980s(majorpioneersgrewupatHarvardLab)developmentofSYMAP,SYMVU,GRIDCanadianGeographicInformationSystem(1963)exampleofoneoftheearliestGISsdevelopedPurpose:analyzethedatacollectedbytheCanadaLandInventory(CLI)producestatisticstobeusedindevelopinglandmanagementplansdevelopedatmapscalesof1:50,000usesasimpleratingscheme:1(best)to7(poorest)Innovations:digitizingandscanningusedformapinputrequireddevelopmentofnewtechnologygeo-coordinatesforentirecountrycodingoflineswithembeddedtopologyseparationofattributeandlocationfiles1970sfirstcommercialmappingsoftware(IntergraphandESRI)developmentofmini-computersasGISplatformslaunchoffirstremotesensingsatellite1980s(GISDecade)firstsoftwaresolelyforGIS(Arc/Info)firstglobaldatasetsUnixworkstations(stableplatformforGIS)firstGIStextbook,journal,conferences1990s–2000sgeometricincreaseinpower,decreaseincostsWindowsNTand95asalternativetoUnixviewersoftware(ArcView)–userinterfacesoftwareconsolidationofGISsoftwareWebGIS(i.e.Mapquest)integrationofmulti-media國外GIS的發(fā)展GIS領域先驅(qū)者之一：TERRYCOPPOCK教授GIS領域先驅(qū)者之一：ROGERTOMLINSON博士哈佛實驗室（HARVARDLABFORCOMPUTEGRAPHICSANDSPATIALANALYSIS）美國人口調(diào)查局（USBUREAUOFCENSUS）環(huán)境系統(tǒng)研究公司（ENVIRONMENTALSYSTEMRESEARCHINSTITUTE）國外GIS發(fā)展分期先驅(qū)者：TERRYCOPPOCK教授TERRYCOPPOCK：英國愛丁堡大學地理學教授他一生致力于研究人類如何合理利用地球表面的課題，并最早認識到GIS在土地利用數(shù)據(jù)采集、管理和應用方面的重要性。1950S后期，利用當時的計算機開始研究工作1980S中期，擔任GIS領域最有影響力的學術刊物INTERNATIONALJOURNALOFGEOGRAPHICALINFORMATIONSYSTEM(IJGIS)的首席編輯SYSTEM→SCIENCEGISFATHER:ROGERTOMLINSON博士加拿大GIS時間：1963年策劃、65年啟動目的：制定鄉(xiāng)村土地利用規(guī)劃加拿大GIS的主要創(chuàng)新：大型掃描儀、掃描圖象的矢量化、地圖分片、數(shù)據(jù)分層、統(tǒng)一的坐標、FREEMAN鏈碼、屬性和位置文件分開、屬性表的概念、多邊形疊置分析功能大學：哈佛實驗室HOWARDFISHER于60年代中期建立，最初是為了開發(fā)通用的地圖制