地理信息系統(tǒng)1第一章課件

地理信息系統(tǒng)

GeographicInformationSystems主講人:朱文博E-MAIL:tyzhuwenbo@163.com山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院1可編輯課件PPTGIS=Geographicinformationsystems通用的計算機技術+獨特的GIS理論體系新興的、應用廣泛的、具有強大生命力、發(fā)展快速、與多學科結合在一起的一門信息科學不同學者對GIS的認識地學科學＋信息科學

Gentleman+intelligence+smile2可編輯課件PPT教材說明教材:《地理信息系統(tǒng)》劉南劉仁義

《地理信息系統(tǒng)實習教程》宋小冬軟件:MAPGISARCVIEW參考書《地理信息系統(tǒng)概論》黃杏元《地理信息系統(tǒng)導論》陳述彭魯學軍周成虎《地理信息系統(tǒng)教程》湯國安3可編輯課件PPT主要網站///////4可編輯課件PPT課程目的GIS是目前信息系統(tǒng)的重要研究內容和應用領域具備地理信息的基礎知識,熟悉GIS的基本理論和實際應用今后發(fā)展的目標和方向熟練掌握GIS軟件的操作和使用5可編輯課件PPT教學內容

第一章地理信息系統(tǒng)概述第二章空間數(shù)據(jù)組織與計算機表達第三章地理空間數(shù)據(jù)管理第四章地理空間數(shù)據(jù)處理第五章空間分析第六章GIS新技術發(fā)展第七章總結全課程6可編輯課件PPT課程要求掌握GIS的基礎知識,培養(yǎng)地理空間思維能力

熟悉概念框架、理解GIS組成、基本功能掌握GIS的數(shù)據(jù)處理流程

采集、編輯、組織、管理、分析、輸出熟悉GIS空間分析基本技術和方法具備用GIS解決本專業(yè)相關問題的能力了解GIS的學科動態(tài)和發(fā)展趨勢通過該門課程的學習，使學生掌握地理信息系統(tǒng)的基本原理、基本方法與常用GIS軟件的操作，為GIS的開發(fā)應用打下理論基礎。7可編輯課件PPT數(shù)字地球海量數(shù)據(jù)組成的，能立體表達虛擬的地球。繼信息高速公路之后又一全球性的科技發(fā)展戰(zhàn)略目標，是國家主要的信息基礎設施，是信息社會的主要組成部分。地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、網絡、通訊、仿真與虛擬現(xiàn)實技術等現(xiàn)代科技的高度綜合和升華。8可編輯課件PPT第一章地理信息系統(tǒng)概述9可編輯課件PPT本章目標掌握地理信息系統(tǒng)最基本的、最重要的概念掌握空間信息和空間數(shù)據(jù)基本特征熟悉GIS核心內容和功能及組成了解GIS產生、發(fā)展、應用領域。10可編輯課件PPT1.數(shù)據(jù)、信息和信息系統(tǒng)

2.地理信息系統(tǒng)的基本概念和本質特征

3.地理信息系統(tǒng)的應用和發(fā)展

4.GIS功能及組成

5.本章小結本章內容11可編輯課件PPT1.1數(shù)據(jù)、信息和信息系統(tǒng)

12可編輯課件PPT1.1.1系統(tǒng)信息系統(tǒng)(IS)

采集數(shù)據(jù)，輸出信息，有一定功能的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS)

地理（與地理有關的數(shù)據(jù)）+信息（事物的消息或知識）+系統(tǒng)（特定功能的體系）13可編輯課件PPT1.1.2基本概念數(shù)據(jù)：人類在認識世界的過程中，定性或定量描述認識目標的直接記錄或原始資料。信息：一切有用的消息或知識，是表征事物特征的一種普遍的形式。

數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別和聯(lián)系數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，信息則是數(shù)據(jù)內涵的意義，是數(shù)據(jù)的內容和解釋。數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是潛在于數(shù)據(jù)中的意義。14可編輯課件PPT信息系統(tǒng)的特征從數(shù)據(jù)中提取和發(fā)掘有用信息,具有分析功能和分析模型。信息系統(tǒng)四大要素數(shù)據(jù)及信息、硬件、軟件和人員1.1.3

信息系統(tǒng)15可編輯課件PPT1.2GIS的基本概念和本質特征

16可編輯課件PPT17可編輯課件PPT1.2.1基本概念地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem）計算機硬軟件環(huán)境下，對地理空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、顯示、管理和分析的技術系統(tǒng)。（從技術系統(tǒng)和功能的角度）學科：描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學科；技術系統(tǒng)：以地理空間數(shù)據(jù)（GeospatialDatabase）為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統(tǒng)。18可編輯課件PPT基本概念地理空間數(shù)據(jù)表示地理現(xiàn)象和事物的數(shù)據(jù)地理空間信息對地理空間數(shù)據(jù)的解釋19可編輯課件PPT1.2.2空間數(shù)據(jù)的基本特征空間數(shù)據(jù)的基本特征空間位置特征（空間數(shù)據(jù)）地理位置數(shù)據(jù)（定位）和空間關系數(shù)據(jù)（拓撲關系）。屬性特征（屬性數(shù)據(jù)）地物的自然或人文屬性的定性和定量的指標。時態(tài)特征（時間尺度）數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻或時段，對地理信息進行動態(tài)表現(xiàn)。地理空間數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)+非空間數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)+時態(tài)數(shù)據(jù)）20可編輯課件PPT空間數(shù)據(jù)區(qū)別于計算機數(shù)據(jù)的本質特征空間位置特征、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一對應關系地理空間數(shù)據(jù)＝空間特征數(shù)據(jù)+屬性數(shù)據(jù)+兩種數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系21可編輯課件PPT地理空間數(shù)據(jù)和信息的特殊復雜性可視化功能

圖形圖像的可視化二維到三維靜態(tài)到動態(tài)的方向發(fā)展區(qū)域性和層次性

區(qū)域性：按圖幅和區(qū)域組織層次性：不同比例尺的層次—制圖概括

不同要素的專題圖層—多重圖層的疊置和分析功能（P12）海量數(shù)據(jù)特征空間分析功能

最核心最重要的功能和概念。1.2.3GIS與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別22可編輯課件PPT1.3地理信息系統(tǒng)的應用和發(fā)展23可編輯課件PPT1.3.1產生和發(fā)展60年代

CGIS世界上第一個運行的地理信息系統(tǒng)

CYMAP哈佛大學軟件包（地理信息系統(tǒng)軟件系統(tǒng)思想）

80年代

GIS普及和推廣階段：GIS技術一體化(ARCINFO等得到應用和推廣)90年代飛躍階段：GIS成為完整學科（數(shù)字地球概念的提出）24可編輯課件PPT1.3.2研究領域和應用測繪與地圖制圖

資源調查與管理城鄉(xiāng)規(guī)劃災害監(jiān)測環(huán)境保護

國防宏觀決策支持

25可編輯課件PPT

城市土地利用信息系統(tǒng)26可編輯課件PPT電信資源管理信息系統(tǒng)27可編輯課件PPT鐵路地理信息系統(tǒng)28可編輯課件PPT公安警用地理信息系統(tǒng)屬性查詢查詢專題圖作戰(zhàn)指揮地圖切換29可編輯課件PPT醫(yī)療機構信息查詢30可編輯課件PPT31可編輯課件PPT1.3.3地理信息科學北美、歐洲：GeographicInformationSystem加拿大：Geomatigue中國：ResourceandEnvironmentalInformationSystem十個重點研究領域32可編輯課件PPT

GIS

3S技術的核心對地理數(shù)據(jù)進行分析和處理

RS(remotesensing)采集、接收遙感數(shù)據(jù)，從中提取地球資源環(huán)境各種信息的技術

GPS(globalpositioningsystems)利用衛(wèi)星實時高精度確定地面目標精確位置的技術數(shù)字地球———數(shù)字中國——數(shù)字山西——數(shù)字農大3S技術33可編輯課件PPT1.4GIS的功能及組成34可編輯課件PPT1.4.1GIS的主要任務

某個地方有什么(查詢，獲取屬性)

符合某些條件的實體在哪里(以屬性查地物）變化趨勢（動態(tài)特征，總結變化趨勢）空間結構特征（分析數(shù)據(jù)，得出規(guī)律）模擬（智能分析和決策）35可編輯課件PPT1.4.2基本功能數(shù)據(jù)的采集和輸入掃描儀，光盤，手扶跟蹤數(shù)字化儀數(shù)據(jù)處理檢驗與編輯、格式化、轉換、概括格式化：原始數(shù)據(jù)轉換為矢量數(shù)據(jù)或柵格數(shù)據(jù)或其相互轉換數(shù)據(jù)轉換：坐標轉換：平面坐標變換、投影變換

不同格式數(shù)據(jù)間的相互轉換數(shù)據(jù)概括：制圖綜合—比例尺變化時的圖形變化數(shù)據(jù)存儲、組織和管理顯示與輸出專題圖、地圖空間查詢與分析空間分析是GIS的核心功能（空間查詢檢索、定式化空間分析功能、其他空間模型分析）36可編輯課件PPT1.4.3GIS的組成數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲信息輸入系統(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)輸入設備存儲設備輸出設備計算機系統(tǒng)軟件GIS軟件應用分析程序地理數(shù)據(jù)庫用戶37可編輯課件PPT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計算機硬件系統(tǒng)38可編輯課件PPT計算機軟件系統(tǒng)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(jù)庫等）GIS