什么是地理信息系統(tǒng)

什么是地理信息系統(tǒng)第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六什么是地理信息系統(tǒng)GIS的概念框架

GIS的定義、理解和框架體系結構

GIS的基本內容

GIS技術涉及的基本內容

GIS的組成硬件、軟件、空間數(shù)據、管理人員

GIS的功能基本要求、具體功能

GIS與相關學科

GIS的學科樹

GIS的特性

GIS與相關系統(tǒng)區(qū)別和聯(lián)系第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—定義類型面向數(shù)據處理過程定義面向專題應用定義面向工具箱定義面向數(shù)據庫定義第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—作用與地位地圖觀點：地圖數(shù)據處理與顯示數(shù)據庫觀點：計算機角度分析工具觀點：空間分析與空間建模第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—術語北美、歐洲：GeographicalInformationSystem加拿大：Geomatigue中國：ResourceandEnvironmentalInformationSystem技術內涵：Geo-relationalInformationSystem信息科學：SpatialInformationSystem應用類型：NaturalResourcesInformationSystemLandInformationSystem

TransportationGeographicalInformationSystem地學應用：GeoScience專業(yè)雜志：GeographicalInformationScience(英國)Geo-InformationSystem（德國）第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義GIS是由計算機硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計用來支持空間數(shù)據采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題?！绹?lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調委員會（FICCDC）第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—概念框架用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據庫管理產品生成產品輸出空間數(shù)據處理空間數(shù)據分析數(shù)據輸入數(shù)據庫建立第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—對GIS的理解GIS的物理外殼是計算機化的技術系統(tǒng)數(shù)據采集系統(tǒng)、數(shù)據管理系統(tǒng)、數(shù)據處理和分析系統(tǒng)、可視化表達與輸出系統(tǒng)等組成，影響著GIS硬件平臺、系統(tǒng)效率和功能、數(shù)據處理方式和產品類型。GIS的操作對象是空間數(shù)據地理數(shù)據—屬性數(shù)據、幾何數(shù)據、時間數(shù)據。GIS對空間數(shù)據的管理好操作，是GIS區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的根本標志，也是技術難點之一。第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—對GIS的理解（續(xù)）GIS的技術優(yōu)勢在于它的空間分析能力

GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等，可產生常規(guī)方法難以獲得的重要信息，這是GIS的重要貢獻。GIS與地理學、測繪學聯(lián)系緊密地理學是GIS的理論依托，為GIS提供有關空間分析的基本觀點和方法。測繪學為GIS提供各種定位數(shù)據，其理論和算法可直接用于空間數(shù)據的變換和處理。

GIS引入地學界，如同F(xiàn)ortran語言引入計算機科學界一樣重要。

美國學者K.I.蘭菲爾

第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS定義—GIS在信息系統(tǒng)中的位置信息系統(tǒng)非空間信息系統(tǒng)專題地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)非地理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)綜合地理信息系統(tǒng)CAD/CAM空間信息系統(tǒng)地籍GIS交通GIS資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS數(shù)據模型矢量GIS柵格GIS矢-柵GIS研究范圍全球GIS區(qū)域GIS研究內容第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS基本內容美國地理信息與分析中心GIS教學大綱一、概論

引言、硬/軟件、柵格GIS、數(shù)據獲取、空間數(shù)據性質、空間現(xiàn)象及關系、GIS功能、柵格/矢量數(shù)據模型對比與相關問題二、GIS技術問題坐標系統(tǒng)與地理編碼、矢量數(shù)據結構與算法、柵格數(shù)據存儲、關于地表的數(shù)據結構及其算法、客體與時間、數(shù)據庫、誤差模擬與不確定性、可視化技術三、GIS應用

GIS應用領域、決策支持、系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)實現(xiàn)、GIS發(fā)展趨勢第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS基本內容UnwinGIS教學大綱一、概論GIS定義與歷史、作為商品的數(shù)據與信息、GIS應用潛力二、GIS制圖與空間分析空間數(shù)據類型、地理參考、地圖投影、坐標變換、空間基本概念、點線面的基本操作三、計算機環(huán)境下的實現(xiàn)不同層次信息的數(shù)字表達、數(shù)據模型、誤差、矢量/柵格討論、計算機技術進展四、GIS操作硬件、數(shù)據存儲媒介、處理器與處理環(huán)境、顯示、生產系統(tǒng)舉例五、GIS應用應用領域、全球尺度應用、GIS決策、項目管理、價格效益分析六、機構問題數(shù)據使用權、質量保證與標準、法律意義、GIS管理、GIS教育與培訓第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS基本內容計算機軟件、硬件空間數(shù)據獲取空間數(shù)據表達與數(shù)據結構空間數(shù)據處理空間數(shù)據管理空間數(shù)據分析空間數(shù)據的顯示與可視化GIS應用GIS項目管理、開發(fā)、質量保證與標準化GIS教育與培訓第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—概論系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件空間數(shù)據GIS用戶第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—硬件—基本配置輸入設備專用設備常規(guī)設備GPS全數(shù)字攝影測量工作站解析和數(shù)字攝影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標處理設備工作站服務器硬盤陣列存儲設備活動硬盤光盤機磁帶機輸出設備繪圖儀終端打印機第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—硬件—應用模式單機模式：由基本外設、處理設備和輸出設備構成適用于小型GIS建設數(shù)據傳輸與資源共享不方便第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—硬件—應用模式局域網模式：部門或單位內部GIS建設專線連接資源共享較方便輸出用戶組1輸入……GIS中央數(shù)據庫與網管Intranet用戶組n第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—硬件—應用模式廣域網模式：用戶分布地域廣泛，不適合專線連接公共通訊連接資源共享方便局部范圍為局域網，通過若干通道與廣域網連接輸入GIS中央數(shù)據庫（服務器）圖象處理系統(tǒng)局域網用戶組輸出多媒體系統(tǒng)用戶用戶主干網Internet第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—軟件結構操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調用、設備運行、網絡等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學庫等）標準軟件（圖形、數(shù)據庫等）GIS基本功能軟件GIS應用軟件用戶界面GIS軟件基礎軟件系統(tǒng)軟件GIS第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—軟件—系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件主要是計算機的操作系統(tǒng)以及各種標準外設的驅動軟件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX等。系統(tǒng)軟件關系到GIS軟件和開發(fā)語言使用的有效性，是GIS軟硬件環(huán)境的重要組成部分。第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—軟件—基礎軟件數(shù)據庫軟件用來管理空間數(shù)據，包括圖形數(shù)據和屬性數(shù)據。流行數(shù)據庫軟件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQLServer、Ingress等。目前GIS軟件中采用商用數(shù)據庫管理屬性數(shù)據，一個有發(fā)展前景的模型是面向對象數(shù)據模型，可實現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據的聯(lián)合管理。Oracle、Informix、Ingress等關系數(shù)據庫管理軟件都相繼增加了空間數(shù)據類型。而ESRI公司的SDE（SpatialDatabaseEngine）也是基于關系數(shù)據庫的空間數(shù)據管理平臺。圖形平臺某些GIS軟件中圖形處理平臺。如AutoDesk公司開發(fā)的基于AutoCAD的AutoMapGIS軟件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGEGIS軟件第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—軟件—GIS軟件空間數(shù)據輸入與轉換空間數(shù)據庫管理系統(tǒng)圖形與屬性數(shù)據編輯制圖與輸出空間查詢與分析GIS第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—空間數(shù)據柵格結構矢量結構GIS的操作對象為空間數(shù)據空間數(shù)據特征：幾何、屬性、時間數(shù)據；空間數(shù)據組織：矢量結構、柵格結構；空間數(shù)據管理：幾何數(shù)據：文件屬性數(shù)據：關系數(shù)據庫第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的組成—管理人員GIS咨詢管理信息管理數(shù)據整理GIS的開發(fā)是以人為本的系統(tǒng)工程。業(yè)務素質與專業(yè)知識是GIS工程及應用成功的關鍵。不但對GIS的技術和功能有足夠的了解，而且要具備組織管理管理的能力。技術培訓、硬件維護與更新、系統(tǒng)升級、數(shù)據更新、文檔管理、數(shù)據共享建設等。第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能（核心問題）位置（Locations）條件（Conditions）趨勢（Trends）模式（Patterns）模型（Models）第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能—位置某個特定位置有什么？幾何查屬性例：國家屬性查詢第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能—條件滿足給定條件的地理對象分布屬性查位置例：客戶分布第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能—趨勢地理對象隨時間的變化例：人口變化趨勢第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能—模式空間對象的分布模式問題揭示空間對象的空間關系例：商業(yè)服務競爭第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能—模型解決問題方案基于模型的例：公園選址第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能實現(xiàn)文件圖表數(shù)據獲取原始數(shù)據存儲檢索空間查詢空間分析數(shù)據編輯投影變換數(shù)據輸出制圖、表格交互展示結構化數(shù)據空間數(shù)據庫第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—基本功能實現(xiàn)數(shù)據獲取第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)編輯變換與處理數(shù)據獲取數(shù)據入庫目的：保證數(shù)據在入庫時在內容上的完整性，邏輯上的一致性。方法：數(shù)據編輯與處理、錯誤修正：數(shù)據格式轉化：矢量、柵個格轉化，不同數(shù)據格式轉化；數(shù)據比例轉化：平移、旋轉、比例、糾正投影變換：投影方式數(shù)據概化：平滑、特征集結數(shù)據重構：幾何形態(tài)變換（拼接、截取、壓縮、結構）地理編碼：拓撲結構第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)數(shù)據組織與管理數(shù)據的集成過程幾何數(shù)據與屬性數(shù)據組織數(shù)據結構矢量結構、柵格結構、柵格/矢量結構決定著GIS的數(shù)據分析能力、效率和精度數(shù)據管理：層次模型、網絡模型、關系模型混合管理模式第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)檢索與分析空間檢索空間分析空間分析地形分析網絡分析緩沖區(qū)分析幾何量測地圖分析疊置分析統(tǒng)計分析決策分析位置查詢屬性查詢拓撲查詢空間查詢第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)數(shù)據輸出數(shù)據交換統(tǒng)計表格制圖：專題地圖、影象地圖、統(tǒng)計地圖、地形圖第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)用戶界面第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS的功能—功能實現(xiàn)二次開發(fā)GIS的空間分析技術與手段是有限的，而實際應用模型是無可枚舉的，任何GIS都應提供二次開發(fā)工具。定制菜單、程序與可視化界面等GIS二次開發(fā)環(huán)境：專用工具：如Arc/Info的AML語言；通用語言：如VC++、VB、Delphi等組件開發(fā)：如MapInfo的MapX；第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS與相關學科地理學遙感制圖學CAD與計算機圖形學測量與攝影測量GIS第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS特征GIS與CAD、CAMGIS與數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMS）GIS與管理信息系統(tǒng)（MIS）GIS與遙感信息處理系統(tǒng)（RS）GIS與機助制圖系統(tǒng)、地圖數(shù)據庫第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS特征（續(xù)）GIS與CAD、CAM：坐標參考系統(tǒng)處理圖形、非圖形數(shù)據；對空間對象的空間相關關系建立和處理第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS特征（續(xù)）CAD不能建立地理坐標統(tǒng)和完成地理坐標變換；CAD處理多為規(guī)則圖形，而GIS為非幾何圖形；CAD圖形功能強而屬性處理能力若，而GIS圖形與屬性的操作比較頻繁，且專業(yè)化特征比較強；GIS的數(shù)據量比CAD大得多，數(shù)據結構、數(shù)據類型復雜，數(shù)據之間聯(lián)系緊密；CAD不具備地理意義上的查詢和分析能力；第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六GIS特征（續(xù)）GIS與MIS對屬性數(shù)據進行管理和處理對圖形數(shù)據進行存儲GIS對圖形和屬性數(shù)據共同管理、分析和應用；MIS一般只處理屬性數(shù)據，對圖形數(shù)據以文件形式進行管理，圖形要素不能分解、查詢，圖形與數(shù)據之間沒有聯(lián)系；管理地圖和