地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五“以我國西北地區(qū)為例來說明荒漠化的危害與治理”、“以洞庭湖為例來說明濕地資源的開發(fā)與保護”、“以田納西河流域為例來闡述流域的綜合治理與開發(fā)”、“以美國農(nóng)業(yè)為例來說明區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”、“以珠江三角洲為例來說明區(qū)域工業(yè)化與城市化進程”的問題等專題地理的內(nèi)容。第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第三章第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用

一、地理信息系統(tǒng)第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五學(xué)習(xí)目標

1．地理信息系統(tǒng)的概念是什么?地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程是怎樣的?其組成包括哪幾部分?地理信息系統(tǒng)的工作過程怎樣?

了解地理信息系統(tǒng)的概念和發(fā)展，掌握地理信息系統(tǒng)的組成和工作過程。

2．地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用包括哪些領(lǐng)域?在城市管理和建設(shè)中有什么作用?

了解地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。理解在城市管理和建設(shè)中的作用。第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五（一）．地理信息系統(tǒng)的概念地理信息系統(tǒng)(Geographicalinformationsystem，簡稱GIS)是一種以采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五目前GIS的發(fā)展有兩大趨勢：(1)與計算機及遙感技術(shù)結(jié)合。提供數(shù)據(jù)的采集、儲存、檢查、操作與分析。組合式GIS技術(shù)的發(fā)展還使之與其他計算機信息系統(tǒng)集成，跨語言使用，提供無限擴展的數(shù)據(jù)系統(tǒng)；(2)最新的GIS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到對地理空間信息進行可視化的動態(tài)分析，在三維圖形中對信息進行交互操作，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、多媒體和立體視覺給人創(chuàng)造一個虛擬的數(shù)字地球和數(shù)字城市。第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五來自地理環(huán)境的信息大部分與位置和空間分布有關(guān)．所以GIS應(yīng)用非常廣泛。GIS的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益?，F(xiàn)代地理信息技術(shù)正深刻地改變著人們的生活和工作，同時也沖擊著傳統(tǒng)的思維方式和教育觀念。第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五[背景知識1]

地理信息系統(tǒng)的內(nèi)涵是什么?

地理信息系統(tǒng)從外部看表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)，但其內(nèi)涵卻是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組成的地理信息模型。是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五[背景知識2]

地理信息系統(tǒng)的特征是什么?

具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。

以地理研究和決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測能力．產(chǎn)生高層次的地理信息。由計算機支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法．作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

[背景知識3]

地理信息系統(tǒng)的基本功能是什么?地理信息系統(tǒng)應(yīng)具備五項基本功能—

數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達與輸出第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

[閱讀指導(dǎo)]

地理信息系統(tǒng)能為我們做些什么？第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五1、位置．即在某個地方有什么。位置可以是地名、郵政編碼或地理坐標等：如在一個陌生城市。我們可以利用它調(diào)出所在位置附近的地圖，查詢目標地點。

2、條件．即符合某些條件的實體在哪里：如在某個地區(qū)尋找面積不小于l000M：的不被植被覆蓋的。且地質(zhì)條件適合建大型建筑的區(qū)域。第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

3、趨勢．即在某個地方發(fā)生的某個事件及其隨時間的變化過程。4、模式．即在某個地方的空間實體的分布模式。模式分析揭示了地理實體之間的空間關(guān)系。5、模擬，即某個地方如果具備某種條件會發(fā)生什么。通過模擬的，分析現(xiàn)實的。第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例1讀以下資料，回答下列問題。地理信息系統(tǒng)(GIS)與一般信息系統(tǒng)的主要差別是．GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。如目前我國已應(yīng)用GIS對各地區(qū)各時段的“非典型肺炎”臨床診斷病例、疑似病例等指標分類匯總．在地圖上進行“地點”“狀況”的位置標定。每日發(fā)布各地疫情通報。供有關(guān)部門查詢分析．制定相應(yīng)的防治策略。第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五(1)下列課題中。主要是應(yīng)用GIS進行研究的有()A、近50年來．世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化趨勢分析B、近10年來，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設(shè)相關(guān)性分析C、浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化特征分析D、上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)線主要道路交叉點交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點分布的方案設(shè)計BCD第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五解析：(1)題要求學(xué)生注意"GIS所采集的信息是按地理空間分布特征。來反映地理實體結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化規(guī)律的”，而A選項中世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化不是地理空間分布特征。因此不能應(yīng)用GIS進行研究。第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

(2)試設(shè)計一項應(yīng)用GIS的課題研究項目。設(shè)計項目：如“江漢平原某年水稻長勢的監(jiān)測分析”“中等城市垃圾填埋場選址模式及其與交通、環(huán)境關(guān)系的分析”“油輪在某海域發(fā)生大量漏油事故時，預(yù)測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五（二）．地理信息系統(tǒng)的發(fā)展第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五（三）地理信息系統(tǒng)的組成輸入輸出傳輸存儲數(shù)據(jù)管理輸出第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五（三）地理信息系統(tǒng)的組成第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五(閱讀指導(dǎo))

GIS的數(shù)據(jù)管理GIs的數(shù)據(jù)管理方式主要有兩種：一種是以圖形的方式(圖形數(shù)據(jù))進行管理，另一種是以數(shù)據(jù)表(屬性數(shù)據(jù))的形式進行管理。這樣，可根據(jù)用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶，便于分析及決策使用。第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五（四）．地理信息系統(tǒng)的工作過程第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五[教材圖表點撥]

圖3—8地圖數(shù)字化過程常見的紙質(zhì)地圖、文字以及非數(shù)字形式的資料，都必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，才能被計算機存儲、識別和處理。實現(xiàn)從圖形到數(shù)字的轉(zhuǎn)換過程，稱為數(shù)字化。圖形數(shù)據(jù)的輸入，常用的方法是掃描紙質(zhì)地圖后進行數(shù)字化第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五(背景知識)矢量———假定地理空間是連續(xù)的，通過記錄坐標的方式盡可能精確地表示點、線、多邊形等地理實體，坐標空間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。對于點實體，矢量結(jié)構(gòu)中只記錄其在特定坐標系下的坐標和屬性代碼；對于線實體，用一系列的點坐標表示；多邊形是指邊界完全閉合的空間區(qū)域，用一系列坐標對的連線表示。第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五圖層—一將空間信息按其幾何特征及屬性劃分成的專題。專題地圖——以表現(xiàn)某一屬性的位置或若干個選定屬性之間關(guān)系為主要目的的地圖。第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

[閱讀指導(dǎo)]

數(shù)字化與GIS數(shù)據(jù)源地理數(shù)據(jù)的采集方法包括實地調(diào)查、采樣；傳統(tǒng)的測量方法，如三角測量法、三邊測量法；人口普查；生物遙測學(xué)；數(shù)字攝影技術(shù)；全球定位系統(tǒng)(GPS)；現(xiàn)代遙感技術(shù)等。其中，遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIs的重要數(shù)據(jù)來源，利用衛(wèi)星拍攝的高分辨率遙感技術(shù)影像，人們可以迅速獲得幾周前甚至幾天前的最新數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)真實準確，成本也很低。第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五和用GIS中的地理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地理分析、評價、預(yù)測和輔助決策，是GIS的重要應(yīng)用領(lǐng)域。網(wǎng)上的電子地圖采用圖層管理的方法，用戶可以選擇需要的圖層進行顯示、查詢、分析。

[閱讀指導(dǎo)]

GIS的查詢與分析

第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五P81-82活動的參考答案國外GIS軟件，如哈佛大學(xué)開發(fā)的SYMAP系列軟件等。目前，國內(nèi)下列GIS軟件在解決實際工程能力和技術(shù)創(chuàng)新等方面表現(xiàn)突出，如MapCIS6．6、SuperMapGIS2003、地網(wǎng)V5．0、CitoMap等。第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例2甲圖為一幅具有林木、河流和住房的景觀圖，乙圖是根據(jù)該圖而建立的空間數(shù)據(jù)模型。由此比較地圖與地理信息系統(tǒng)對地物的表示有何差異。第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五解析：該題的命題目的是讓學(xué)生知道地理信息系統(tǒng)是如何建立的，如何將地面地理信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)。從題中我們可以看出地理信息系統(tǒng)簡要的工作程序，是將區(qū)域內(nèi)地物的有關(guān)信息(林木、河流和住房)轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以識別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立起區(qū)域地物信息數(shù)據(jù)模型和空間模型。第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五首先建立區(qū)域的柵格結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)區(qū)域大小，將乙圖空間按規(guī)則分成一個個小塊，地物所在位置用它們所占據(jù)的柵格的行、列號來定義，地物屬性通過賦予柵格屬性值來表示，如林木用s表示，河流用r表示，住房用h表示。這樣，地圖就轉(zhuǎn)變成了空間數(shù)據(jù)，將其儲入計算機，就可建立這個區(qū)域的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。從中可以看出地理信息技術(shù)與地圖在許多方面有相同，也有不同的地方。第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五參考答案：

(1)儲存信息的形式不同。地理信息系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)模型，以數(shù)據(jù)庫的形式儲存地理空間數(shù)據(jù)，而地圖以圖紙的形式保存地理信息。

(2)查詢的方式不同。地理信息系統(tǒng)通過計算機進行查詢和數(shù)據(jù)更新，而地圖則通過肉眼進行判讀，獲得地理信息。GIS獲取的信息更有針對性，速度也更快。

(3)地理信息系統(tǒng)可以將不同來源、不同比例尺、不同投影的地圖數(shù)據(jù)進行綜合，并進行空間分析，而地圖有許多方面做不到。第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第三章第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用

二、地理信息系統(tǒng)與城市管理

第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五目前，GIS廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五災(zāi)害郵電商業(yè)監(jiān)控管理第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五[閱讀指導(dǎo)]

GⅡS在道路交通中的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用

道路交通管理道路設(shè)計道路建設(shè)道路管理道路的通行狀況，定位事故點，提供交通疏散的方案最佳路徑分析、最小造價分析

工程進度、工程質(zhì)量

路況信息、道路養(yǎng)擴

第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例3“GIS’’的英文全名是Ge。graphicalinformatlonsystem，也叫地理信息系統(tǒng)，具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫和空間分析這三項功能。GIs可以像傳統(tǒng)地圖一樣，解決與“地點…‘狀況”有關(guān)的查詢。但GIs能進行趨勢分析，復(fù)雜的“模式分析”和用“虛擬模擬’’進行預(yù)測性分析等。據(jù)此完成(1)～(2)題。第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五(1)如果將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi)，可以(

)A．用來分析、判斷引起火災(zāi)的原因B．預(yù)測森林火災(zāi)的發(fā)生地點C.預(yù)測森林火災(zāi)后所造成的后果D．及時知道火災(zāi)地點、范圍、分析火勢蔓延方向，制定滅火方案D第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五(2)有的漁民已經(jīng)利用GIS技術(shù)來尋找魚群。如果普遍引用這技術(shù)()A.可以使?jié)O獲量持續(xù)增長B.可能導(dǎo)致過度捕撈，使?jié)O業(yè)資源枯竭C.絕對會增加漁業(yè)的生產(chǎn)成本D.會促進漁業(yè)生產(chǎn)，加大對漁業(yè)資源的開發(fā)利用，提高漁民的生活水平B第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五解析：(1)GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到日常生產(chǎn)和生活的眾多領(lǐng)域。(2)GIS可以用來尋找魚群，暫時增加捕撈量，隨著產(chǎn)量增加，生產(chǎn)成本會逐漸降低，但由于過度捕撈會導(dǎo)致漁業(yè)資源枯竭，最終會降低漁民的生活水平第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五1．地理信息系統(tǒng)是()A主要記錄地理事物的計算機系統(tǒng)B．具有空間分析能力，沒有動態(tài)預(yù)測能力C是地圖繪制系統(tǒng)D．是專門處理地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)體驗成功D第五十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五