地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論省公開課金獎(jiǎng)全國賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

主講：葉高峰中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理與信息技術(shù)學(xué)院

1/42課程性質(zhì)：系定選修課課時(shí)數(shù)及安排：總48課時(shí)，講課32課時(shí)，上機(jī)16課時(shí)考評方式：考試答疑地點(diǎn)：教五-207B聯(lián)絡(luò)方式：82322298（O）/p>

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gye.cugb@(緊急郵件)GIS技術(shù)與應(yīng)用課程介紹2/42參考書：地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論，陳說彭等，科學(xué)出版社，1999

地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論，Kang-tsungChang著，陳健飛等譯，科學(xué)出版社，3/42GISGeographicalInformationSystem地理信息系統(tǒng)4/42

第一講地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論5/42地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論學(xué)習(xí)目標(biāo)：

·了解GIS相關(guān)概念，說明GIS和相關(guān)學(xué)科關(guān)系

·掌握GIS特點(diǎn)、類型與組成

·了解GIS基本功效和用途

·了解GIS發(fā)展概況重點(diǎn)：GIS基本概念、組成及功用6/42地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論第一節(jié)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生第二節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念第三節(jié)地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)和功效第四節(jié)地理信息系統(tǒng)組成第五節(jié)地理信息系統(tǒng)研究內(nèi)容第六節(jié)地理信息系統(tǒng)操作第七節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢7/42

信息革命影響，要求地理學(xué)要順應(yīng)時(shí)代要求，跟上時(shí)代步伐，地理學(xué)要高度當(dāng)代化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等發(fā)展為GIS形成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，它們都是地理信息載體，含有存貯、分析和顯示地理信息功效。計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)發(fā)展對GIS產(chǎn)生起了有力促進(jìn)作用；海量資源信息，客觀上需要GIS為之服務(wù)；因?yàn)樯鐣?huì)進(jìn)步，人類開始覺悟到對于自然資源利用，不能是簡單掠奪，而應(yīng)該合理管理利用，而且把開發(fā)和保護(hù)相結(jié)合。對自然資源應(yīng)采取科學(xué)管理，進(jìn)行定量分析和預(yù)測，從而為宏觀科學(xué)決議提供依據(jù)，這些為GIS產(chǎn)生提供了應(yīng)用基礎(chǔ)?；谝陨仙鐣?huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展歷史背景和原因，地理信息系統(tǒng)于60年代中期開始形成并逐步發(fā)展起來。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生8/42數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)基本概念信息特點(diǎn)數(shù)據(jù)與信息區(qū)分第二節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念9/42數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)是客觀事物屬性、數(shù)量、位置及其相互關(guān)系等抽象表示，隨載荷它物理設(shè)備形式而改變。信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界各種事實(shí)知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含意義。它不隨載體物理形式改變而改變。10/42數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)(1)信息客觀性(2)信息適用性(3)信息傳輸性(4)信息共享性信息特點(diǎn)：11/42數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息是不可分離，數(shù)據(jù)是信息表示，信息是數(shù)據(jù)內(nèi)涵。數(shù)據(jù)本身并沒有意義數(shù)據(jù)只有對實(shí)體行為產(chǎn)生影響時(shí)才成為信息數(shù)據(jù)與信息關(guān)系12/42基本概念地理信息特征地圖與地理信息關(guān)系數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)13/42地理信息是指表示地理環(huán)境諸要素?cái)?shù)量、質(zhì)量、分布特征及其相互聯(lián)絡(luò)和改變規(guī)律數(shù)字、文字、圖象和圖形等總稱。地圖是將地理環(huán)境諸要素按照一定數(shù)學(xué)法則，利用符號系統(tǒng)并經(jīng)過制圖綜合縮繪于平面上圖形，以傳遞各種自然和社會(huì)現(xiàn)象數(shù)量與質(zhì)量空間分布和聯(lián)絡(luò)以及隨時(shí)間發(fā)展改變。數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)基本概念14/42(1)屬于空間信息(2)含有多維結(jié)構(gòu)特征(3)時(shí)序特征十分顯著數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)地理信息特征15/421.地圖是地理信息載體2.地圖是地理信息傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源3.地圖是GIS查詢與分析結(jié)果表示方法數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)地圖與地理信息關(guān)系16/42

地理系統(tǒng)是一個(gè)多層次巨系統(tǒng)，它含有多層次結(jié)構(gòu)和泛目標(biāo)功效，需要多學(xué)科知識結(jié)構(gòu)和各種形式技術(shù)體系支持。地理系統(tǒng)是認(rèn)識地理圈事物、現(xiàn)象和發(fā)生發(fā)展過程，了解物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)換內(nèi)外循環(huán)規(guī)律，認(rèn)識地理規(guī)律、掌握地理信息，以調(diào)控資源與環(huán)境為目標(biāo)邏輯思維過程。

地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，利用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)理論，科學(xué)管理和綜合分析含有空間內(nèi)涵地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決議等所需信息技術(shù)系統(tǒng)。簡單說，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)。

地理系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)科學(xué)依據(jù)；地理信息系統(tǒng)是研究地理系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)確保。數(shù)據(jù)與信息地理信息與地圖地理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)17/42地理信息系統(tǒng)分類地理信息系統(tǒng)功效地理信息系統(tǒng)應(yīng)用第三節(jié)地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)和功效地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)18/42公共地理定位基礎(chǔ)；2.含有采集、管理、分析和輸出各種地理空間信息能力3.系統(tǒng)以分析模型驅(qū)動(dòng)，含有極強(qiáng)空間綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測能力，并能產(chǎn)生高層次地理信息；4.以地理研究和地理決議為目標(biāo)，是一個(gè)人機(jī)交互式空間決議支持系統(tǒng)。一、地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)19/42專題地理信息系統(tǒng)(ThematicGIS)區(qū)域地理信息系統(tǒng)(RegionalGIS)地理信息系統(tǒng)工具(GISTools)城市信息系統(tǒng)自然資源查詢信息系統(tǒng)規(guī)劃與評定信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)等。按功效分類按內(nèi)容分類二、地理信息系統(tǒng)分類20/42數(shù)據(jù)輸入、存貯和編輯操作運(yùn)算數(shù)據(jù)查詢和檢索應(yīng)用分析圖形顯示和結(jié)果輸出數(shù)據(jù)更新三、地理信息系統(tǒng)功效21/42四、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用1.統(tǒng)計(jì)與量算；2.規(guī)劃與管理；3.預(yù)測與監(jiān)測；4.輔助決議。22/42第四節(jié)地理信息系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存放信息輸入系統(tǒng)操作系統(tǒng)支持地理分析硬件系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)輸入設(shè)備存放設(shè)備輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件GIS軟件應(yīng)用分析程序地理數(shù)據(jù)庫用戶23/42一、GIS硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備數(shù)字化儀掃描儀鍵盤數(shù)字像機(jī)輸出設(shè)備

顯示器繪圖機(jī)打印機(jī)校片紀(jì)錄儀計(jì)算機(jī)主機(jī)存放設(shè)備光盤讀寫器磁帶機(jī)硬盤軟盤24/42二、GIS軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入和校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放和管理數(shù)據(jù)變換分析數(shù)據(jù)顯示和輸出用戶接口模塊GIS軟件應(yīng)用分析軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)匯編程序編譯程序服務(wù)程序25/42三、地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)分類幾何數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)度量關(guān)系延伸關(guān)系拓?fù)潢P(guān)系幾何坐標(biāo)定性定量四、用戶系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、應(yīng)用程序開發(fā)、信息提取、地理決議26/42一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第五節(jié)地理信息系統(tǒng)研究內(nèi)容概念、定義、內(nèi)涵組成、特點(diǎn)、功效和任務(wù)理論體系發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢27/42一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第五節(jié)地理信息系統(tǒng)研究內(nèi)容硬件配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與表示輸入輸出系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)管理用戶界面GIS工具軟件研制28/42一、研究內(nèi)容GIS基本理論技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方法第五節(jié)地理信息系統(tǒng)研究內(nèi)容應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集與校驗(yàn)專題分析模型3S結(jié)合地學(xué)教授系統(tǒng)29/42考古學(xué)人文地理學(xué)公共管理社會(huì)學(xué)流行病學(xué)健康護(hù)理規(guī)劃森林學(xué)土壤科學(xué)地貌學(xué)環(huán)境科學(xué)地質(zhì)學(xué)生態(tài)學(xué)水文學(xué)氣象學(xué)公共信息查詢礦產(chǎn)開發(fā)設(shè)施維護(hù)產(chǎn)業(yè)/商業(yè)市場旅游業(yè)資產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)科學(xué)制圖學(xué)可視化符號學(xué)測量遙感攝影測量法數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)圖形學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)地理統(tǒng)計(jì)學(xué)人工智能認(rèn)知科學(xué)社會(huì)－經(jīng)濟(jì)測量地形測量環(huán)境測量二相關(guān)學(xué)科樹30/42空間數(shù)據(jù)輸入屬性數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)探查數(shù)據(jù)分析GIS建模第六節(jié)GIS操作31/42空間數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)入：使用已經(jīng)有數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編輯投影和投影變換幾何變換32/42屬性數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)進(jìn)入和核實(shí)數(shù)據(jù)庫管理33/42數(shù)據(jù)顯示地圖和圖、表應(yīng)用34/42數(shù)據(jù)探查屬性數(shù)據(jù)查詢空間數(shù)據(jù)查詢地理可視化35/42數(shù)據(jù)分析矢量數(shù)據(jù)分析：緩沖、疊加、距離測量、地圖操作柵格數(shù)據(jù)分析：局域、鄰域、分區(qū)、全局地形制圖和分析空間插值：全局、局域基于局域分析網(wǎng)絡(luò)分析36/42GIS建模二值模型指數(shù)模型回歸模型過程模型37/421.起步階段（60年代），重視空間數(shù)據(jù)地學(xué)處理。

1963年，加拿大測量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出GIS

這一術(shù)語，建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）；

1969年，ESRI（環(huán)境系統(tǒng)研究所）建立；

1969年，Intergraph企業(yè)建立。

2.發(fā)展階段（70年代），重視空間地理信息管理，受到政府部門、商業(yè)企業(yè)和大學(xué)普遍重視。

1978年，ERDAS成立。一、地理信息系統(tǒng)發(fā)展概況第七節(jié)GIS發(fā)展趨勢38/423.推廣應(yīng)用階段（80年代），重視空間決議支持分析。

1981年，ESRIARC/INFOGIS公布；

1985年，GPS成為可運(yùn)行系統(tǒng)；

1986年，MapInfo建立；

1986年，SPOT衛(wèi)星首次發(fā)射；

1987年，地理信息系統(tǒng)國際雜志出版；

1988年，美國人口調(diào)查局第一次公開公布TIGER；

1988年，GISWorld首次發(fā)行；

1989年，Intergraph公布MGE；39/424.用戶時(shí)代（90年代后）,重視GIS社會(huì)應(yīng)用與服務(wù)，

GIS技術(shù)迅猛發(fā)展?？丶紾IS成為GISTools發(fā)展方向;WebGIS蓬勃發(fā)展;

三維GIS嶄露頭角。5.國外主流GIS軟件

ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS）

GENAMAPMGE（ModularGISEnvironment）（GeoMedia）

MapInfo（MapinfoProserver、MapX、MapXtreme、

SpatialWare）

ERDAS40/42二、我國GIS發(fā)展

1.準(zhǔn)備階段（70年代）

2.試驗(yàn)階段（80年代）

3.全方面發(fā)展階段（90年代）

4.國產(chǎn)主流GIS軟件

GeoStar