地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用 課件 項(xiàng)目1 地理信息系統(tǒng)認(rèn)知

地理信息系統(tǒng)的概念信息與地理信息的概念地理信息系統(tǒng)的概念地理信息系統(tǒng)的特征一、信息與地理信息的概念什么是信息？信息（Information）定義：利用數(shù)字、文字、符號等數(shù)據(jù)表示事物的特征、形態(tài)以及不同事物間的聯(lián)系，從而向人們提供新的事實(shí)的知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息（Information）載體數(shù)據(jù)：文字、數(shù)字、符號、圖形、視頻等。與數(shù)據(jù)的區(qū)別信息是數(shù)據(jù)的含義，對數(shù)據(jù)的解釋。作用為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策提供依據(jù)。信息山東省，簡稱“魯”，是中華人民共和國省級行政區(qū)，省會濟(jì)南，截至2018年末，全省常住人口10047.24萬人。信息（Information）對信息的理解信息特征客觀性適用性傳輸性共享性信息（Information）信息的特征定義：表示地理圈或地理環(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)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。地理信息是對表達(dá)地理特征和地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。地理信息（GeographicInformation）定位特征多維結(jié)構(gòu)時(shí)序特征地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）定位特征是指地理實(shí)體的空間位置，通過坐標(biāo)來表示。是地理信息區(qū)別于其他類型信息的一個(gè)最顯著的標(biāo)志。地理信息（GeographicInformation）多維結(jié)構(gòu)是指在二維空間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)專題第三維結(jié)構(gòu)。地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）地理信息的特征時(shí)序特征是指地理信息會隨著時(shí)空的動態(tài)變化而發(fā)生空間特征或?qū)傩蕴卣鲾?shù)據(jù)的變化。二、地理信息系統(tǒng)的概念地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡稱GIS）1963年，加拿大測量學(xué)家羅杰·湯姆林森首次提出GIS的概念，并建立世界上第一個(gè)GIS，就是加拿大GIS（CGIS）。地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡稱GIS）定義：在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，以采集、處理、管理、分析和顯示空間實(shí)體的地理分布數(shù)據(jù)及與之相關(guān)的屬性，并以回答用戶問題等為主要任務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。我們稱空間實(shí)體的地理分布數(shù)據(jù)及與之相關(guān)的屬性為空間數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)是采集、處理、管理、分析、顯示與應(yīng)用空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS使用的工具是計(jì)算機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡稱GIS）對地理信息系統(tǒng)的理解計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)GIS的處理對象是空間數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡稱GIS）對地理信息系統(tǒng)的理解GIS功能是實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、處理、管理、分析、顯示及應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡稱GIS）對地理信息系統(tǒng)的理解三、地理信息系統(tǒng)的特征多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科測繪學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)科、人工智能……數(shù)據(jù)類型多樣空間特征數(shù)據(jù)屬性特征數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜空間特征數(shù)據(jù)屬性特征數(shù)據(jù)空間關(guān)系數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化以空間分析為主，解決人們與位置有關(guān)的問題確定因道路拓寬需要拆遷的范圍路徑規(guī)劃地名搜索應(yīng)用領(lǐng)域廣，類型多樣國土資源管理城市管理交通運(yùn)輸大眾信息服務(wù)1.2地理信息系統(tǒng)的組成地理信息系統(tǒng)的組成和類型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)人員核心處理對象決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式一、地理信息系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)與一些外部設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以存儲、處理、傳輸和顯示地理信息。1.硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備常規(guī)設(shè)備掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲設(shè)備專用設(shè)備GNSS全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)攝影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀U盤硬盤光盤磁帶輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機(jī)工作站服務(wù)器個(gè)人電腦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1.硬件系統(tǒng)2.軟件系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)運(yùn)行所必需的各種程序，通常包括：系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫軟件地理信息系統(tǒng)軟件2.軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件指的是操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫軟件2.軟件系統(tǒng)用于復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)管理和組織。地理信息系統(tǒng)軟件2.軟件系統(tǒng)用于支持對空間數(shù)據(jù)輸入、處理、管理、分析和輸出的用戶接口。一般指功能強(qiáng)大的通用GIS軟件。地理信息系統(tǒng)操作的對象。汽油空間數(shù)據(jù)3.空間數(shù)據(jù)（1）來源3.空間數(shù)據(jù)地圖影像統(tǒng)計(jì)資料空間特征屬性特征時(shí)態(tài)特征（2）特征3.空間數(shù)據(jù)空間特征（2）特征表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。3.空間數(shù)據(jù)屬性特征（2）特征用以描述事物或現(xiàn)象的特性，即用來說明“是什么”，如事物或現(xiàn)象的類別、等級、數(shù)量、名稱等。3.空間數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)特征（2）特征用以描述事物或現(xiàn)象隨時(shí)間的變化。3.空間數(shù)據(jù)4.人員系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)擴(kuò)充完善應(yīng)用程序開發(fā)靈活采用地理分析模型提取多種信息人是地理信息系統(tǒng)的重要構(gòu)成因素。人員科學(xué)研究人員項(xiàng)目經(jīng)理系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)開發(fā)人員數(shù)據(jù)處理人員用戶4.人員二、地理信息系統(tǒng)的種類專題GIS區(qū)域GISGIS工具具有優(yōu)先目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統(tǒng)，為特定的專門目的服務(wù)。專題GIS以區(qū)域綜合研究和全面服務(wù)為目標(biāo)的地理信息系統(tǒng)。區(qū)域GIS一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運(yùn)算和多種輸出等功能的GIS軟件。GIS工具地理信息系統(tǒng)的基本功能空間數(shù)據(jù)采集編輯處理管理查詢分析可視化GIS基本功能

顯示與輸出空間數(shù)據(jù)采集編輯與處理管理空間查詢與分析空間數(shù)據(jù)采集，是將GIS系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)輸入到GIS系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)由外部格式轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)部格式，便于系統(tǒng)處理。一、空間數(shù)據(jù)采集空間數(shù)據(jù)野外實(shí)測攝影測量與遙感地圖多媒體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料野外實(shí)測攝影測量與遙感紙質(zhì)地圖統(tǒng)計(jì)資料已存在于其他系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)數(shù)字測圖系統(tǒng)、GIS軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影工作站遙感影像處理系統(tǒng)數(shù)字化儀掃描矢量化手工直接錄入分析計(jì)算直接導(dǎo)入GIS軟件導(dǎo)入接口空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)編輯檢查、識別和糾正由地圖或影像數(shù)字化后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，及由其他格式轉(zhuǎn)換過來的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。空間數(shù)據(jù)處理將不同來源的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個(gè)地圖投影、坐標(biāo)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。二、空間數(shù)據(jù)編輯與處理空間數(shù)據(jù)空間特征數(shù)據(jù)屬性特征數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)瀏覽查詢編輯導(dǎo)入導(dǎo)出……三、空間數(shù)據(jù)組織與管理存儲地名查詢四、空間查詢與分析查詢附近的賓館空間分析緩沖區(qū)分析疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析空間插值地形分析如何為一公園選擇合理位置？要求：依山傍水；交通方便；較安靜……方案疊加分析緩沖區(qū)分析水系信息地形信息道路信息植被信息等+++空間數(shù)據(jù)庫存儲疊加分析緩沖區(qū)分析網(wǎng)絡(luò)分析五、顯示與輸出多樣化的輸出類型電子地圖上的信息360°實(shí)景地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域人類80%左右的信息與地理位置有關(guān)。GIS憑借對空間數(shù)據(jù)的采集、編輯處理、管理、查詢分析、可視化等功能，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。GIS國土資源管理城市規(guī)劃環(huán)境管理交通運(yùn)輸醫(yī)療衛(wèi)生災(zāi)害預(yù)測、評估大眾信息服務(wù)軍事……測繪與地圖制圖測繪與地圖制圖國土資源管理城市規(guī)劃環(huán)境管理大眾信息服務(wù)測繪與地圖制圖國土資源管理城市規(guī)劃環(huán)境管理大眾信息服務(wù)GIS軟件可以輸出普通地圖和專題地圖。普通地圖專題地圖一、測繪與地圖制圖GNSS定位系統(tǒng)、航空攝影測量、遙感及無人機(jī)技術(shù)為GIS實(shí)時(shí)提供海量的、高精度的定位和影像數(shù)據(jù)。二、國土資源管理空間數(shù)據(jù)庫不同比例尺不同類型不同專題空間數(shù)據(jù)國土資源數(shù)據(jù)的高效集成和綜合應(yīng)用。采集行政監(jiān)管系統(tǒng)多源信息的集合國土資源“一張圖”工程遙感土地利用現(xiàn)狀基本農(nóng)田遙感監(jiān)測土地變更調(diào)查基礎(chǔ)地理信息計(jì)劃審批供應(yīng)補(bǔ)充開發(fā)執(zhí)法天上看、網(wǎng)上管、地上查城市規(guī)劃規(guī)劃編制管理海量數(shù)據(jù)管理規(guī)劃監(jiān)察城市三維可視化三、城市規(guī)劃規(guī)劃編制管理城市空間擴(kuò)展和城市景觀格局城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)城市公共設(shè)施選址城市交通網(wǎng)絡(luò)研究地理信息系統(tǒng)規(guī)劃模型選址模型城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)的多準(zhǔn)則決策模型區(qū)位-配置模型海量數(shù)據(jù)管理城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)建有空間數(shù)據(jù)庫、綜合信息平臺，存儲和管理海量空間數(shù)據(jù)。規(guī)劃監(jiān)察對不同時(shí)相的衛(wèi)星影像進(jìn)行對比分析將不同時(shí)相衛(wèi)星影像變化區(qū)域處理成變化圖斑根據(jù)變化圖斑的面積分級分色顯示執(zhí)法監(jiān)督局瀏覽衛(wèi)星影像和不同色彩的變化圖斑根據(jù)圖斑到現(xiàn)場進(jìn)行坐標(biāo)、面積等技術(shù)指標(biāo)的詳細(xì)測量結(jié)合規(guī)劃數(shù)據(jù)和審批數(shù)據(jù)，對圖斑進(jìn)行進(jìn)一步核實(shí)進(jìn)行違法建設(shè)的查處城市三維可視化管理海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、交互觀察方案效果方案對比評價(jià)建筑模型四、環(huán)境管理在地理信息系統(tǒng)的技術(shù)支持下：85%以上獲取、存儲、管理和顯示各種環(huán)境信息；對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測、模擬、分析和評價(jià)；為環(huán)境管理提供信息服務(wù)和技術(shù)支持。信息豐富多樣的動態(tài)的電子地圖，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)可視化環(huán)境數(shù)據(jù)可視化環(huán)境規(guī)劃環(huán)境應(yīng)用模型GIS建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境評價(jià)危險(xiǎn)物運(yùn)輸管理借助GIS的規(guī)劃功能,可以實(shí)現(xiàn)：優(yōu)化選擇,避開人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域。借助GPS與GIS結(jié)合技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。地圖瀏覽五、大眾信息服務(wù)地名搜索信息查詢智能路線規(guī)劃智能導(dǎo)航（駕車、步行、騎行）實(shí)時(shí)路況地理信息系統(tǒng)的發(fā)展19世紀(jì)60年代，世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生。加拿大中國80年代，我國地理信息系統(tǒng)的研究與應(yīng)用開始。發(fā)展現(xiàn)狀國際國內(nèi)20世紀(jì)60年代開拓發(fā)展階段20世紀(jì)70年代發(fā)展鞏固階段20世紀(jì)80年代推廣應(yīng)用階段20世紀(jì)90年代以后蓬勃發(fā)展階段一、地理信息系統(tǒng)在國際上的發(fā)展1963年，加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson首先提出了“地理信息系統(tǒng)”這一術(shù)語，并建立了世界上第一個(gè)實(shí)用的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS)。特點(diǎn)：算法尚顯粗糙；圖形功能有限；帶有更多的機(jī)助制圖色彩；地學(xué)分析功能極為簡單。20世紀(jì)60年代：開拓發(fā)展階段以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)逐漸受到重視。計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大容量存取設(shè)備——硬盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索和輸出提供了強(qiáng)有力的手段。建立了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型的地理信息系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代：發(fā)展鞏固階段用戶屏幕和圖形圖像卡的發(fā)展，增強(qiáng)了人機(jī)對話和高質(zhì)量圖形顯示功能。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的普及和圖形輸入、輸出和存儲設(shè)備的快速發(fā)展，大大推動了地理信息系統(tǒng)軟件的發(fā)展。主要發(fā)展在柵格掃描輸入的數(shù)據(jù)處理方面大大提高數(shù)據(jù)輸入的效率；在數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算方面軟件處理的數(shù)據(jù)量和復(fù)雜程度大大提高；遙感影像的自動校正、實(shí)體識別、影像增強(qiáng)和專家系統(tǒng)分析軟件明顯增加；在數(shù)據(jù)輸出方面，與硬件技術(shù)相配合，GIS軟件可支持多種形式的地圖輸出；在地理信息管理方面，適合GIS空間關(guān)系表達(dá)和分析的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也有了很大的發(fā)展。20世紀(jì)80年代：推廣應(yīng)用階段地理信息系統(tǒng)將深入到各行各業(yè)乃至各家各戶。20世紀(jì)90年代：蓬勃發(fā)展階段二、地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展主要進(jìn)行輿論準(zhǔn)備第一階段（1970年到1980年）：準(zhǔn)備階段正式提出倡議開始組建隊(duì)伍培訓(xùn)人才組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究完成了技術(shù)引進(jìn)、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等，對GIS進(jìn)行了理論探索和區(qū)域性