地理信息系統(tǒng)概論

地理信息系統(tǒng)概論第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一參考資料1.王人潮主編.農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng).中國農(nóng)業(yè)出版社，20002.鄔倫，劉瑜等.地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用.科學(xué)出版社，20013.陳述彭，魯學(xué)軍，周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論.科學(xué)出版社，2002第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1.地理信息系統(tǒng)的概念2.地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成3.地理信息系統(tǒng)的功能4.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用5.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展內(nèi)容提要第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一GISGeographicInformationSystem第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1.1信息與數(shù)據(jù)

信息數(shù)據(jù)信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料。數(shù)字、文字、符號、圖像都是數(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。信息來源于數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。李82王78趙96張90劉80………---------個人得分相加＝2400計(jì)算學(xué)生數(shù)目＝30總分除以學(xué)生總數(shù)＝2400/30＝80學(xué)生平均分＝80信息：對教師數(shù)據(jù)匯總過程第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地理數(shù)據(jù)地理信息地理數(shù)據(jù)是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理數(shù)據(jù)包含空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間位置數(shù)據(jù)描述地物所在位置，而屬性數(shù)據(jù)是描述地物特征的定性或定量指標(biāo)。地理信息是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對地理數(shù)據(jù)的解釋。在地理信息中，其位置是通過數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。

1.2地理數(shù)據(jù)和地理信息第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1.3信息系統(tǒng)

與地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠?yàn)閱我坏幕蛴薪M織的決策過程提供有用的信息。在計(jì)算機(jī)時代信息系統(tǒng)都部分或全部由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持，人們常常使用計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)處理成信息。

1987年英國教育部下的定義：GIS是一種獲取、存儲、檢查、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1988年美國國家地理信息與分析中心下的定義：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(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

以為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存取、編輯、處理、分析和顯示的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。GIS定義采集、存取、編輯、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫目前國內(nèi)比較認(rèn)可的定義為:空間數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

空間數(shù)據(jù):

地理信息系統(tǒng)中處理的那些與空間位置和空間關(guān)系有關(guān)的數(shù)據(jù)稱為空間數(shù)據(jù).

地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(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(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合體GIS架起了一座連接空間數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)的橋梁空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)NameAddressTownSt.ZipGIS是GISWHATISGIS？第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1.4與GIS相關(guān)的學(xué)科第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一（1）硬件系統(tǒng)（2）軟件系統(tǒng)（3）地理空間數(shù)據(jù)（4）人員（組織管理以及用戶）第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2.1硬件系統(tǒng)打印機(jī)顯示器繪圖儀掃描儀數(shù)字化儀解析測圖儀測繪儀器遙感GPS主機(jī)存儲設(shè)備網(wǎng)絡(luò)輸入設(shè)備處理設(shè)備輸出設(shè)備資源一號衛(wèi)星：由北京、廣州和烏魯木齊三個地面接收站接收該衛(wèi)星獲取的我國境內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)。所接收影像的地面分辨率分別有19.5m、78m、256m等三種。PocketPC動態(tài)差分GPS全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2.2

軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：

WINDOWS,UNIX

GIS軟件：ARCGIS,MAPINFO,MAPGIS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Oracle,SQL_server其它軟件：對GIS軟件提供支撐及功能補(bǔ)充，如圖像處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)圖形軟件包等。國產(chǎn)軟件國外軟件第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一行政區(qū)劃圖2.3空間數(shù)據(jù)

（1）地圖數(shù)據(jù)

地形圖第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一遙感（RemoteSensing,RS）遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由遙感平臺（飛機(jī)、衛(wèi)星等）、遙感儀器（傳感器）、圖像接受處理和分析判讀應(yīng)用四部分所組成。2.3空間數(shù)據(jù)（2）遙感影像第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一SPOT-4(10m)第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2.3空間數(shù)據(jù)（3）GPS數(shù)據(jù)全球定位系統(tǒng)（GPS,GlobalPositioningSystem）是利用人造衛(wèi)星進(jìn)行點(diǎn)位測量導(dǎo)航，它能同時提供用戶的三維坐標(biāo)、三維速度分量和精確定時。第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2.4人員開發(fā)者用戶瀏覽者101001000第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地理信息系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)編輯組織/管理顯示/輸出數(shù)據(jù)分析查詢/檢索第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3.1數(shù)據(jù)采集第3節(jié)GIS的功能應(yīng)氣尹黎明第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3.2數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)入庫數(shù)據(jù)編輯包括屬性編輯和圖形編輯。屬性編輯主要與數(shù)據(jù)庫管理結(jié)合在一起。圖形編輯主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立、圖形整理、圖幅拼接、圖形變換、投影變換以及誤差校正等步驟。第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

數(shù)據(jù)的集成過程空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量模型、柵格模型、柵格/矢量模型屬性數(shù)據(jù)管理：層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型混合管理模式3.3數(shù)據(jù)組織與管理第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3.4數(shù)據(jù)分析（1）地形分析（2）網(wǎng)絡(luò)分析（3）緩沖區(qū)分析（4）幾何量測（5）地圖分析（6）疊置分析（7）統(tǒng)計(jì)分析（8）決策分析（3）緩沖區(qū)分析第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一緩沖區(qū)分析實(shí)例第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3.5查詢與檢索查找一個指定的要素基于條件查找要素第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3.6顯示與輸出地圖圖表文本遙感影像第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一GISData紙圖影像文檔3.6顯示與輸出報告第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一GIS的應(yīng)用領(lǐng)域地理邏輯繪圖繪圖機(jī)構(gòu)地質(zhì)測繪環(huán)保機(jī)構(gòu)地方政府人口局稅務(wù)部門旅游服務(wù)業(yè)公用事業(yè)公司企業(yè)教育交通運(yùn)輸部門第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一4.1制作專題地圖

專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。

一個好的地理信息系統(tǒng)應(yīng)該能提供一種良好的、交互式的制圖環(huán)境，以供地理信息系統(tǒng)的使用者能夠設(shè)計(jì)和制作高質(zhì)量的地圖。

第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一小麥長勢分級遙感解譯圖第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一4.2制作專題信息系統(tǒng)，用于資源管理、環(huán)境監(jiān)測、評價與規(guī)劃、城市與區(qū)域規(guī)劃等。

專題信息系統(tǒng)：

具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)項(xiàng)的選擇和操作功能設(shè)計(jì)是為特定的目的服務(wù)，如紅壤資源信息系統(tǒng)、土地資源信息系統(tǒng)、水資源管理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)等。

第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一資源環(huán)境信息土壤資源水資源肥料資源氣候資源環(huán)境條件農(nóng)戶生產(chǎn)指導(dǎo)土地資源部門宏觀決策農(nóng)業(yè)分區(qū)農(nóng)地規(guī)劃灌溉調(diào)配社會經(jīng)濟(jì)信息科技信息計(jì)量施肥種植選址質(zhì)量評價硬件組織管理者數(shù)據(jù)應(yīng)用模型軟件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶界面管理操作系統(tǒng)農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)基本組成框圖示例

第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一江蘇省土壤信息系統(tǒng)圖層管理編輯圖形顯示查詢統(tǒng)計(jì)空間分析農(nóng)業(yè)區(qū)劃決策模塊施肥決策系統(tǒng)模塊第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第4節(jié)GIS應(yīng)用應(yīng)氣尹黎明淮河流域水土保持信息管理系統(tǒng)第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一城市土地利用信息系統(tǒng)第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一屬性查詢查詢專題圖作戰(zhàn)指揮地圖切換北京市公安局宣武分局警用地理信息系統(tǒng)第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一鐵路地理信息系統(tǒng)第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

4.3可視化

地理信息系統(tǒng)的多維可視化是指采用三維和四維等地圖表現(xiàn)形式來反映地理客體的多維特征。第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一GPSGISRS幾何配準(zhǔn)、輔助分類等提供、更新區(qū)域信息定點(diǎn)查詢專題信息提供、更新空間定位信息提供定位遙感信息查詢幾何糾正、訓(xùn)練區(qū)域選擇及分類驗(yàn)證等4.4

3S集成第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一ITS:智能交通系統(tǒng)第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一①60年代起步階段：功能簡單,CGIS為為標(biāo)志；②70年代鞏固階段：圖形功能不強(qiáng)；數(shù)據(jù)管理能力弱；技術(shù)上沒有實(shí)質(zhì)性突破；③80年代突破階段：柵格掃描技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)據(jù)輸入更加方便，速度更快；數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)和分析處理功能得到發(fā)展；關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，使數(shù)據(jù)處理開始和數(shù)學(xué)模型、模擬等決策工具結(jié)合；④90年代至今普及階段：地理信息產(chǎn)業(yè)趨于成熟；

GIS開始標(biāo)準(zhǔn)化；與遙感技術(shù)、GPS、網(wǎng)絡(luò)通訊、人工智能等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，開辟了GIS應(yīng)用的新領(lǐng)域，使GIS更加實(shí)用化；第5節(jié)GIS發(fā)展5.1國外應(yīng)用氣象學(xué)院尹黎明第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一①70年代的準(zhǔn)備階段：輿論、倡議、組建隊(duì)伍②80年代試驗(yàn)階段：引進(jìn)國外GIS技術(shù)，進(jìn)行GIS試驗(yàn)，研究數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)許多高校和科研院所開設(shè)GIS的課程和講習(xí)班遙感所的第一個地理信息系統(tǒng)研究室③90年代至今：全面發(fā)展階段商業(yè)GIS軟件的研制GIS規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化GIS學(xué)術(shù)活動頻繁自主知識產(chǎn)權(quán)軟件公司更多有100多所大學(xué)開設(shè)GIS專業(yè)5.2國內(nèi)第49頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一5.3GIS發(fā)展趨勢1.GIS標(biāo)準(zhǔn)化：