-地理信息系統(tǒng)概述課件

XiaChun-lin,SchoolofGeomatics,

LiaoningTechnicalUniversity地理信息系統(tǒng)原理PrincipleofGeographicInformationSystem課程安排(CourseArrangement)總學時：48上機：8（計算機實驗室，主樓三機房）考核辦法：閉卷考試，A、B卷（考試課）先修課程：測量學，數(shù)據(jù)結構，數(shù)據(jù)庫等后續(xù)課程：GIS軟件應用，GIS實習，創(chuàng)新專題設計，畢業(yè)設計等。主要內(nèi)容(MajorContents)一、地理信息系統(tǒng)概述(OutlineAboutGIS)二、GIS數(shù)據(jù)結構(DatastructureofGIS)三、空間數(shù)據(jù)的處理(SpatialDataProcessing)四、GIS空間數(shù)據(jù)庫(SpatialDatabaseofGIS)地理信息系統(tǒng)：(geographicInformationSystem)

對地理信息進行采集、存儲、管理、分析和再現(xiàn)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。（智能性，專家系統(tǒng)）簡單理解：把現(xiàn)實世界微縮為計算機模型，隨意分析操作。功能等價：GIS=CAD+Database+SpatialAnalysis初識地理信息系統(tǒng)第1章地理信息系統(tǒng)概述CAD下全國地圖數(shù)字地圖GIS下的空間與屬性數(shù)據(jù)GIS應用之—虛擬規(guī)劃

GIS應用之普通地圖制圖---1:2000國家標準地形圖GIS應用之—道路三維設計與效果預覽GIS應用之－空間分析（剖面分析）因此，GIS外觀表現(xiàn)是計算機硬件系統(tǒng)，內(nèi)涵卻是一些計算機程序和各種地理數(shù)據(jù)組織而成的現(xiàn)實空間信息模型。GIS就是要以地理信息世界模擬表達地理現(xiàn)實世界，通過信息聯(lián)系反映出客觀實體間的聯(lián)系，對客觀世界的事物、關系和過程進行描述、分析和仿真。3.GIS的特點a.多方式采集、管理、輸出地理數(shù)據(jù)；b.空間分析能力，輔助決策；c.地理空間數(shù)據(jù)的實驗場，無損失模擬。

§1.1地理信息系統(tǒng)基本概念一、數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)是信息的表達，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。數(shù)據(jù)：是用以記錄信息的原始材料?？梢允菙?shù)字、文字、符號、圖象等形式。信息：是數(shù)據(jù)的涵義，對數(shù)據(jù)的解譯。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理信息

1.2地理信息與地理信息系統(tǒng)一.地理信息（GeographicInformation）:

是表征地理環(huán)境中固有要素或?qū)嶓w的數(shù)量、質(zhì)量、分布、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖形和圖象等的總稱。

特性：1）地理信息屬于空間信息，是與其空間位置（空間坐標）相聯(lián)系的。2）地理信息具有多維特征：三維；二維+任意第三維；時間維另有定義：～是以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文經(jīng)濟景觀數(shù)據(jù)。二.地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem）多種定義概念框架用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)輸入（建庫）空間數(shù)據(jù)處理分析產(chǎn)品生產(chǎn)和輸出（1）GIS的表現(xiàn)：外在表現(xiàn)為計算機系統(tǒng)，內(nèi)部由數(shù)據(jù)及若干子系統(tǒng)構成；（2）操作對象：空間數(shù)據(jù)。每一地理目標都要按統(tǒng)一的地理坐標進行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性、定量和拓撲關系描述。（根本區(qū)別，難點所在）（3）GIS的優(yōu)勢：獨特的空間查詢、空間分析能力，可視化表達，地理過程的演化模擬和決策支持?！?.2GIS的基本構成(硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)，應用人員，應用模型)1.2.1GIS硬件系統(tǒng)(HardwareSystem)1.桌面GIS(DesktopGIS)：

高檔微機+必要數(shù)據(jù)輸入/輸出設備

輸入：數(shù)字化儀，掃描儀，解析或數(shù)字攝影測量儀

輸出：顯示器，繪圖儀，打印機2.網(wǎng)絡GIS(WebGIS)：

服務器+客戶機+網(wǎng)絡設備1.2.2GIS軟件系統(tǒng)(GISSoftware)系統(tǒng)軟件（Windows/unix)，數(shù)據(jù)庫軟件(Access,Oracle),GIS專業(yè)軟件（用于各種應用系統(tǒng)建設）圖1-8

數(shù)據(jù)輸入與編輯模塊（ModelofDataInput&Editing)：

將地圖、文本、遙感、航片、GPS等數(shù)據(jù)錄入地理數(shù)據(jù)庫，進行必要編輯。

地理數(shù)據(jù)庫管理模塊(ModelofGeographicDatabaseManagement)：

管理點、線、面實體及其空間關系；必要的數(shù)據(jù)轉換與處理。空間查詢與分析模塊(ModelofSpatialQuery&Analysis)：

圖、屬查詢；空間指標量算；支持各種空間分析。用戶接口(UserInterface)：

接受和運行用戶指令（菜單）數(shù)據(jù)輸出與表達模塊(ModelofDataI/O)：

根據(jù)用戶要求將GIS內(nèi)數(shù)據(jù)分析處理，以各種方式提交用戶（地圖，表格，數(shù)字，文字，影像）。二次開發(fā)環(huán)境：可編寫復雜的GIS應用系統(tǒng)。三、空間與屬性數(shù)據(jù)的連接、查詢、管理1.混合式：分別存儲，表示碼（ID）連接；2.擴展式：通過GeoSQL訪問RDBMS；3.開放式：用專門DBMS統(tǒng)一管理空間和屬性數(shù)據(jù)；四、GIS從業(yè)人員（1）GIS開發(fā)人員：基礎平臺開發(fā)；二次開發(fā)。（2）GIS應用人員：數(shù)據(jù)--->結果五、應用模型為專業(yè)性應用目的，而建立的數(shù)學模型及實現(xiàn)模塊?！?.3GIS的功能簡介一、基本功能（數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出）1.數(shù)據(jù)采集與編輯

將各專題層的實體轉化為x、y坐標及相應的代碼存入計算機。5.產(chǎn)品制作與顯示GIS產(chǎn)品：處理、分析獲得的圖、表、文字等；（二維，三維）6.二次開發(fā)環(huán)境編程中調(diào)用GIS的命令、函數(shù)；Mapinfo提供專門的功能控件，供可視化開發(fā)語言調(diào)用。MapX,ArcObjects二、應用功能資源管理區(qū)域規(guī)劃國土監(jiān)測輔助決策§1.4GIS的發(fā)展一、發(fā)展史:60年代(開拓期):第一個GIS建立;70年代(鞏固期)：相關理論、技術發(fā)展；80年代(發(fā)展期):我國85年成立資環(huán)信息系統(tǒng)國家重點實驗室;90年代后(用戶時代):各地區(qū)紛紛建立GIS系統(tǒng).二、目前:

向集成化、產(chǎn)業(yè)化、社會化和科學化發(fā)展：1.GIS已成為一門綜合性技術：3S；其他技術2.GIS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展勢頭強勁3.GIS網(wǎng)絡化成為社會熱點4.地理信息科學的產(chǎn)生GeomaticsGeoinfomatics3.將來:GIS的大眾化：隨著GIS日益融入人們生活,“GIS的發(fā)展將來就是沒有GIS”.§1.5GIS與其他學科的關系

除軟硬件和數(shù)據(jù)外，需要人進行系統(tǒng)管理、維護、數(shù)據(jù)更新、擴充完善、應用開發(fā)，提取多種信息為決策服務。他們應該具備良好的測繪、遙感、地理、計算機技術和應用科學的基礎知識，處理各類復雜技術為題的經(jīng)驗，較強的決策指揮能力。（1）地理學及其分支（測量學、地圖學等）為GIS提供理論依托;（2）計算機制圖為GIS的圖形處理和輸出提供理論支持;地圖強調(diào)圖形顯示與符號化;GIS強調(diào)空間分析.（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用于存儲、管理和查詢非圖形的屬性數(shù)據(jù)；（4）遙感與攝影測量是GIS的主要信