地理信息系統(tǒng)概論：第二講 地理信息2013

第二講：地理信息地理信息系統(tǒng)GIS地理信息系統(tǒng)概論上節(jié)知識點回顧RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、GIS概念2、GIS組成3、GIS研究(關注）問題4、GIS技術發(fā)展趨勢5、GIS應用領域6、GIS系統(tǒng)平臺 軟件建筑物道路河流醫(yī)院學校銀行植被政府地貌派出所……將不同類型的相關資訊信息數(shù)據(jù)通過它們各自相關的地理信息集中整合到一張電子地圖上進行綜合管理、查詢和分析。建立在數(shù)字化工程上的地理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)復雜GIS功能，為我們提供輔助決策依據(jù)。一、概念空間分析輔助決策地圖瀏覽制圖輸出統(tǒng)計分析定位監(jiān)控土地管理輔助規(guī)劃數(shù)據(jù)管理地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicalInformationSystem）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計支持空間數(shù)據(jù)的采集、存儲、管理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。地理信息硬件地理信息系統(tǒng)軟件二、組成人員People硬件Hardware軟件Software地理信息GI方法MethodsGIS213GIS的核心問題空間位置信息空間位置上的信息上述兩種信息相互之間關系GIS用于回答在哪里?是什么?有什么關系?三、研究問題四、發(fā)展趨勢

1、3S技術高度集成化

2、網(wǎng)絡化程度越來越高----WebGis3、組件式的二次開發(fā)平臺

4、多維GIS----虛擬現(xiàn)實技術

5、政府化、商業(yè)化GIS6、共享化、全球化GIS7、智慧城市基礎展示平臺8、地理信息服務可以應用于一切與位置、地理環(huán)境相關的任何領域！五、GIS應用六、GIS系統(tǒng)軟件系統(tǒng)平臺軟件系統(tǒng)應用功能軟件12具備GIS基本功能的軟件，通常由已完全商業(yè)化的平臺軟件商提供。為GIS專業(yè)應用而開發(fā)的GIS應用系統(tǒng)軟件，通常由專業(yè)化的GIS軟件開發(fā)商按軟件需求開發(fā)的系統(tǒng)。

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國內(nèi)外主要地理信息系統(tǒng)介紹

國內(nèi)GIS主流產(chǎn)品軟件名稱開發(fā)商MapGIS中國地質(zhì)大學計算機系吉奧之星(GeoStar)武漢測繪科技大學GIS研究中心城市之星(CityStar)北大遙感所,三秦有限公司SuperMap

中科院地理信息產(chǎn)業(yè)中心GIS系統(tǒng)平臺國外GIS產(chǎn)品ARC-INFO

ESRI_Inc.MapInfo

MapInfo_Inc.ArcMAPArcGIS

GeoMedia

Intergraph_Inc.MGE

AutoCAD--MapMap_AutoDesk_Inc.GIS系統(tǒng)平臺

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國內(nèi)外主要地理信息系統(tǒng)介紹

問題討論GIS系統(tǒng)為我們展示的是什么？GIS系統(tǒng)核心由是什么地理信息系統(tǒng)核心-----地理信息問題討論---結論如何將地理要素轉(zhuǎn)換成計算機能識別的地理信息？是建立地理信息系統(tǒng)的第一步??！如何將地理要素轉(zhuǎn)化為地理信息地理信息系統(tǒng)概論地理要素位置--坐標系統(tǒng)地理要素大小--地圖比例地理要素形狀--幾何圖形、圖像地理要素性質(zhì)--文字、數(shù)字地理要素相互關系—拓撲邏輯學地理信息在計算機中如何組織—空間數(shù)據(jù)結構地理信息在計算機中如何存儲于管理—

空間數(shù)據(jù)庫第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大小（地圖比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論一、地理要素位置描述2、如何描述地理要素之間位置關系？1、如何描述地理要素的位置？RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論一、地理要素位置描述

1、坐標系統(tǒng)BLHYXZ地理坐標系統(tǒng)類型？RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論地理坐標系統(tǒng)平面坐標系統(tǒng)球面坐標系統(tǒng)為什么分兩種坐標類型？他們之間有何關系？一、地理要素位置描述

1、坐標系統(tǒng)2.3、目前國內(nèi)常見坐標系統(tǒng)1954北京坐標系

1980西安坐標系

2000坐標系

地方獨立坐標系WGS全球定位系統(tǒng)坐標系2.4、目前國內(nèi)常見高程系黃海高程系珠江高程系獨立高程系RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論2、與坐標系統(tǒng)有關的知識2.1、幾個概念：參考橢球體（長軸、短軸、曲率）；大地基準面；大地原點（坐標系起算點）；大地坐標（平面坐標、球面坐標）；高程基準面；2.2、投影方式：高斯－克呂格投影；中央子午線；3°帶投影，6°帶投影；我國范圍：東經(jīng)72°--136°，包括11個6°投影帶，即13—23度帶；包括22個3°投影帶，即24—46度帶；RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論2、與坐標系統(tǒng)有關的知識3、地理坐標變換RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論3.1、投影變換3.2、坐標轉(zhuǎn)換7、地理坐標變換-----投影變換RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論A、解決球面坐標與平面坐標之間的互換問題B、通常稱為正解與反解變換C、投影變換實例7、地理坐標變換-----坐標轉(zhuǎn)換RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論A、解決不同坐標系統(tǒng)之間的互換問題B、通常稱為幾何糾正或坐標轉(zhuǎn)換C、幾何糾正或坐標轉(zhuǎn)換實例xypx’y’o平面坐標轉(zhuǎn)換A坐標系統(tǒng)B坐標系統(tǒng)?xypx’y’oy0x0a1、像點的平面坐標變換加入平移量（X0,Y0）平面坐標轉(zhuǎn)換1、地理坐標（大地坐標）系建立（B、L）；2、坐標系統(tǒng)由于選用的參考橢球、坐標原點不同而產(chǎn)生了不同的坐標系統(tǒng)，常見的有（北京54、西安80、WGS84、獨立坐標等）；3、投影坐標系統(tǒng)：可在地理坐標與平面坐標之間建立互換關系，常見投影方式分帶投影；4、相同坐標系統(tǒng)不同投影之間是可以通過投影變換實現(xiàn)統(tǒng)一；5、不同坐標系統(tǒng)，可通過平面坐標變換實現(xiàn)統(tǒng)一；地理信息系統(tǒng)概論小結：1、球面坐標系統(tǒng)是如何建立的?2、基于地圖投影的平面坐標是如何建立?3、平面坐標與球面坐標如何轉(zhuǎn)換?4、相同分帶前提下，位于相同緯度,距離中央子午線相同經(jīng)差的地理要素,其平面坐標它有何特點?5、同一地理位置，在不同的分帶投影平面坐標系統(tǒng)中，其平面坐標有何特點？6、如何實現(xiàn)不同投影之間的轉(zhuǎn)換？7、如何實現(xiàn)不同坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換？RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論閱讀書P31-49回答問題1、搜索坐標系統(tǒng)；2、了解各種坐標系統(tǒng)建立的方法；3、地圖投影的目的，投影變換的目的，如何實現(xiàn)？4、平面坐標變換（幾何糾正）目的？如何實現(xiàn)？5、將上述問題，在《地圖投影及坐標變換》實驗中一一論述。地理信息系統(tǒng)概論本節(jié)導讀與實踐：1、為什么兩幅以米為單位地圖，1萬地圖（3度分帶114度中央子午線）與5萬地圖（6度分帶117度中央子午線）有相同經(jīng)緯度，但平面坐標卻相距甚遠？2、為什么重建投影后，他們又可以在經(jīng)緯度相同處重疊？3、重建投影后，如果地圖單位仍采用平面單位米，其平面坐標是否有改變？4、通過實驗你了解或驗證了什么？5、你觀察到的矢量數(shù)據(jù)有何特點？影像（柵格）數(shù)據(jù)由有何特點？地理信息系統(tǒng)概論實驗后的思考：二、地理要素實物大小地理信息系統(tǒng)概論地理要素實物大小在計算機中如何表示？第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大?。ǖ貓D比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；二、地理要素大小（空間尺度）；RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論

目的：建立其實物（地理要素）與圖形（圖紙或圖形數(shù)據(jù)）之間的縮放比例，被綜合的程度。

矢量數(shù)據(jù)比例尺：矢量地圖空間尺度

柵格數(shù)據(jù)分辨率：柵格圖像空間尺度

RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、概念：地圖比例尺---比例尺表明了地圖數(shù)據(jù)的詳細（精確）程度，因此不同比例尺地圖往往需要采用不同的地圖投影方式。2、幾種表示方法：數(shù)字比例尺：1：100000文字比例尺：地圖上1mm等于實地1km圖解比例尺或直線比例尺：面積比例尺：圖上面積與實際面積之比圖上距離、實地距離；各種比例尺地圖RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1：25萬市區(qū)1：1萬郊區(qū)1：5萬1：20002、GIS工程中常見比例尺：1：400萬、1：100萬；1：50萬、1：25萬、1：5萬、1：1萬；1：5000、1：2000、1：1000、1：500；1：1萬---1：1000萬比例尺地圖又稱為國家基本比例尺地形圖1:500—1:5000大比例尺地圖3、同一地圖要素在不同比例尺地圖上有不同的表達方式RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、概念：分辨率---圖像最小單元像素（像元）所代表的實際大??；2、幾種表示方法：

以米為單位表示；3、幾種常見的遙感圖像(航空影像、衛(wèi)星影像）高分辨率：QB、IKONOS。。。。中分辨率：Spot、OBERVIEW、北京1號。。。。

中低分辨率：LandSet、TM、ETM、風云系列

三、地理要素的幾何形狀（外觀）地理信息系統(tǒng)概論地理要素幾何形狀在計算機中如何表示？第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大小（地圖比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；

1、圖像

2、圖形（點、線、面、體）RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論三、地理要素圖形表達（幾何圖形或地理圖像）矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)柵格圖形柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)結構RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論地理信息的幾何表達在計算機中的組織方式矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)結構RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論地理信息的矢量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結構：拓撲數(shù)據(jù)結構

幾何實體：點、線、多邊形、曲面柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結構：二維數(shù)組或矩陣數(shù)據(jù)結構

柵格劃分：像元（像素）2255275577755555第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大?。ǖ貓D比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；四、地理要素性質(zhì)（屬性表）第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大?。ǖ貓D比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；五、地理要素相互關系（空間拓撲關系）拓樸結構：是明確定義空間結構關系的一種數(shù)學方法，在地理信息系統(tǒng)中，它不但用于空間數(shù)據(jù)的編輯和組織，而且在空間分析和應用中都有肯有非常重要的意義?？臻g數(shù)據(jù)的拓樸關系包括：拓樸鄰接拓樸關聯(lián)（連通性和互為關聯(lián)的其他關系）拓樸包含RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大小（地圖比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論要素分層六、GIS數(shù)據(jù)特征圖形特征：位置、形狀、大小屬性特征：地理特性拓撲特征：空間關系地理空間要素表達現(xiàn)實世界植被類點層面層線層抽象出地理信息圖層屬性分類名稱、物種名稱、面積名稱、長度拓撲建筑類點層面層線層名稱、類型名稱、面積名稱、長度交通類點層面層線層名稱、類型名稱、面積名稱、長度無線拓撲面拓撲第二講：地理信息(空間數(shù)據(jù))

----本書2、4、6章RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、地理要素位置描述（空間數(shù)據(jù)定位體系）；2、地理要素大小（地圖比例尺）；3、地理要素圖形表達（幾何形狀）；4、地理要素性質(zhì)（用文字、數(shù)字）；5、地理要素相互關系（拓撲邏輯學）；6、地理信息特征（圖形、屬性、拓撲）；7、地理信息獲取方法（圖形編輯、屬性編輯、拓撲建立）；測繪儀器測量軟件其他數(shù)據(jù)圖紙掃描配準

矢量化空間數(shù)據(jù)庫制圖輸出GIS應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換遙感數(shù)據(jù)GPS接收機遙感分類提取直接通信GIS系統(tǒng)七、地理信息獲取方式方法地理信息---地圖掃描矢量化步驟RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1.選擇數(shù)據(jù)源、確定數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式2、確定數(shù)據(jù)有關技術指標3、選擇數(shù)據(jù)獲取的軟件平臺4、數(shù)據(jù)采集5、數(shù)據(jù)編輯6、數(shù)據(jù)拼接7、數(shù)據(jù)入庫8、數(shù)據(jù)動態(tài)更新與維護地理空間要素表達現(xiàn)實世界植被類點層面層線層抽象出地理信息圖層屬性分類名稱、物種名稱、面積名稱、長度拓撲建筑類點層面層線層名稱、類型名稱、面積名稱、長度交通類點層面層線層名稱、類型名稱、面積名稱、長度點拓撲線拓撲面拓撲選擇數(shù)字化方式及數(shù)字化軟件為數(shù)字化準備地圖原圖掌握地圖投影、比例尺、地理格網(wǎng)等基本情況新建一個圖層矢量化建立要素的拓撲關系為圖層內(nèi)的要素賦屬性值以點、線和多邊形模式采集數(shù)據(jù)數(shù)字化控制點并確定投影坐標參數(shù)選取控制參考點建立Tile/Layer空間數(shù)據(jù)管理模式的空間數(shù)據(jù)庫地圖接邊處理識別并改正屬性編碼錯誤矢量圖形的編輯、識別和錯誤修正坐標轉(zhuǎn)換或幾何糾正GI矢量化建庫流程圖(柵格---矢量轉(zhuǎn)換)5、數(shù)據(jù)采集RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論掃描柵格地圖在ArcView或ArcMap中加入柵格數(shù)據(jù)建立地圖投影柵格數(shù)據(jù)幾何糾正矢量數(shù)據(jù)坐標變換依據(jù)數(shù)據(jù)字典建立相應的圖層依據(jù)數(shù)據(jù)字典建立各圖層及對應屬性項圖形數(shù)字化屬性錄入、賦值RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論實習二-----空間數(shù)據(jù)采集與編輯

1、在ArcGIS中引入數(shù)據(jù)源（在“實習指導ArcGis\GIS綜設實驗\綜設試驗課題基礎數(shù)據(jù)”目錄中任選一張地圖做底圖）

2、建立坐標系及相關投影；

3、圖像坐標糾正（定向）；

4、按照地理要素的分類標準，設計數(shù)據(jù)字典，設計各圖層的圖形、屬性和拓撲；

5、依據(jù)數(shù)據(jù)字典逐層數(shù)字化，注意道路的連通性，多邊形的封閉性、公共邊等問題；

6、圖形、屬性的錄入與編輯；7、根據(jù)各圖層圖形特征建立拓撲關系

實驗后思考RS&GIS技術集成————遙感與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)概論1、GIS數(shù)據(jù)具有何顯著特征？2、建立一個GIS應用系統(tǒng)的首要任務是什麼？3、嘗試選定一種GIS的應用目標，并為你的應用選定數(shù)據(jù)源；4、根據(jù)你的系統(tǒng)