地理科學與地理信息技術(shù)入門指南

地理科學與地理信息技術(shù)入門指南匯報人：XX2024-01-23地理科學基礎(chǔ)地理信息技術(shù)概述空間數(shù)據(jù)獲取與處理地理信息系統(tǒng)軟件操作實踐遙感圖像處理與分析地理信息技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用案例contents目錄01地理科學基礎(chǔ)地理學以地球表層系統(tǒng)為研究對象，包括自然地理環(huán)境和人文地理環(huán)境兩大方面。揭示地球表層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、演化規(guī)律以及人類活動與地理環(huán)境之間的相互關(guān)系。地理學研究對象與任務(wù)研究任務(wù)研究對象大氣圈水圈巖石圈生物圈地球表層系統(tǒng)及其組成要素包圍地球的空氣層，是地球表層系統(tǒng)與宇宙空間相互作用的界面。地球最外層的固體巖石部分，包括地殼和上地幔頂部。地球上的水體構(gòu)成的連續(xù)圈層，包括海洋、湖泊、河流等。地球上所有生物及其生存環(huán)境的總稱，包括各種生態(tài)系統(tǒng)。人類活動對自然環(huán)境的影響人類通過生產(chǎn)和生活活動不斷改變著自然環(huán)境，對自然環(huán)境的干預(yù)能力不斷增強。人地關(guān)系地域系統(tǒng)以地球表層一定地域為基礎(chǔ)的人地關(guān)系系統(tǒng)，即人類活動與地理環(huán)境相互作用形成的開放復雜巨系統(tǒng)。自然環(huán)境對人類活動的影響自然環(huán)境為人類提供生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時也制約著人類活動的范圍和方式。自然環(huán)境與人類活動關(guān)系自然地理學、人文地理學和地理信息科學等分支學科在理論和方法上的交叉融合。地理學各分支學科的融合地理學與社會學、經(jīng)濟學、生態(tài)學等學科的交叉研究成為新的學術(shù)生長點。地理學與其他學科的交叉遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等地理信息技術(shù)在資源環(huán)境、城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用以地球系統(tǒng)為研究對象，探討地球各圈層之間的相互作用和整體行為的地球系統(tǒng)科學成為當代地理學發(fā)展的重要方向。地球系統(tǒng)科學的興起當代地理學發(fā)展趨勢02地理信息技術(shù)概述利用傳感器接收地物反射或輻射的電磁波信號，通過處理和分析獲取地物信息。遙感技術(shù)原理資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與管理等。遙感技術(shù)應(yīng)用遙感技術(shù)（RS）原理及應(yīng)用GIS構(gòu)建包括空間數(shù)據(jù)輸入、處理、分析、輸出等過程，涉及地圖學、計算機科學等多個學科。GIS功能空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、地圖制作與可視化、決策支持等。地理信息系統(tǒng)（GIS）構(gòu)建與功能GPS定位原理利用衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號進行定位，通過接收設(shè)備接收信號并計算位置。GPS應(yīng)用導航、測量、地圖制作、智能交通系統(tǒng)、精準農(nóng)業(yè)等。全球定位系統(tǒng)（GPS）定位原理及應(yīng)用3S技術(shù)集成與應(yīng)用領(lǐng)域3S技術(shù)集成遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的有機結(jié)合。應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測與保護、城市規(guī)劃與管理、資源調(diào)查與開發(fā)、災(zāi)害監(jiān)測與評估、精準農(nóng)業(yè)、智能交通系統(tǒng)、公共安全等。03空間數(shù)據(jù)獲取與處理以點、線、面等幾何要素表達空間對象，具有精度高、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜的特點。矢量數(shù)據(jù)以像元陣列表達空間對象，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，但數(shù)據(jù)量較大。柵格數(shù)據(jù)表達地形起伏的數(shù)據(jù)，可用于地形分析、水文分析等。數(shù)字高程模型（DEM）通過遙感技術(shù)獲取地球表面的影像數(shù)據(jù)，具有覆蓋范圍廣、更新周期短的特點。遙感影像數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)類型及特點利用測量儀器進行實地測量，獲取高精度的空間數(shù)據(jù)。地面測量遙感技術(shù)地圖數(shù)字化其他數(shù)據(jù)源通過衛(wèi)星、飛機等遙感平臺獲取地球表面的影像數(shù)據(jù)。將紙質(zhì)地圖通過掃描儀等設(shè)備轉(zhuǎn)化為數(shù)字地圖數(shù)據(jù)。如GPS軌跡數(shù)據(jù)、社交媒體簽到數(shù)據(jù)等?？臻g數(shù)據(jù)獲取方法數(shù)據(jù)預(yù)處理對數(shù)據(jù)進行增刪改查、拓撲處理、數(shù)據(jù)壓縮等。數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸出01020403將處理結(jié)果輸出為地圖、報表、圖片等形式。包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪等。根據(jù)需求進行空間分析、統(tǒng)計分析等?？臻g數(shù)據(jù)處理流程完整性評價檢查數(shù)據(jù)是否完整，有無遺漏。準確性評價檢查數(shù)據(jù)與真實情況的符合程度。一致性評價檢查數(shù)據(jù)內(nèi)部之間是否存在矛盾或不一致的情況?，F(xiàn)勢性評價檢查數(shù)據(jù)是否反映當前的最新情況?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量評價04地理信息系統(tǒng)軟件操作實踐ArcGISMapInfoSuperMap比較常見GIS軟件介紹與比較由Esri公司開發(fā)，功能強大的GIS軟件，廣泛應(yīng)用于地理分析、數(shù)據(jù)管理和地圖制作。由PitneyBowes公司推出，專注于商業(yè)分析和位置智能，提供豐富的地圖和數(shù)據(jù)分析工具。中國自主研發(fā)的GIS軟件，提供從桌面到服務(wù)器、從二維到三維的全面GIS解決方案。ArcGIS在高級分析和數(shù)據(jù)管理方面具有優(yōu)勢；MapInfo在商業(yè)分析和可視化方面表現(xiàn)突出；SuperMap則以其本土化特色和強大的三維功能著稱。03空間分析包括緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，用于揭示地理現(xiàn)象的空間關(guān)系和模式。01數(shù)據(jù)導入與導出支持多種格式的空間數(shù)據(jù)導入，如Shapefile、GeoDatabase等，并能導出為圖片、PDF等格式。02地圖制作與編輯提供豐富的地圖符號和標注工具，支持地圖的交互式編輯和自動化制圖。ArcGIS軟件基本操作數(shù)據(jù)連接與查詢支持連接多種數(shù)據(jù)庫和文件類型的數(shù)據(jù)源，提供靈活的查詢和數(shù)據(jù)檢索功能。地圖可視化與表達提供多種地圖樣式和專題圖制作工具，支持動態(tài)地圖和數(shù)據(jù)驅(qū)動的可視化。商業(yè)智能分析集成商業(yè)智能工具，支持基于位置的數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)洞察。MapInfo軟件基本操作支持三維地形、建筑物、地下管線等數(shù)據(jù)的導入和建模，提供豐富的三維符號和特效。三維場景構(gòu)建提供空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持大數(shù)據(jù)量的空間數(shù)據(jù)存儲、查詢和分析?？臻g數(shù)據(jù)管理與分析支持Android和iOS等移動平臺的GIS應(yīng)用開發(fā)，實現(xiàn)隨時隨地的地理信息服務(wù)。移動GIS應(yīng)用SuperMap軟件基本操作05遙感圖像處理與分析可見光遙感圖像利用可見光波段進行拍攝，具有高分辨率和豐富的色彩信息。紅外遙感圖像利用紅外波段進行拍攝，能夠反映地表熱輻射狀況，用于熱環(huán)境監(jiān)測。微波遙感圖像利用微波波段進行拍攝，具有穿透云霧的能力，適用于全天候觀測。多光譜遙感圖像同時獲取多個波段的信息，提供更豐富的地物特征。遙感圖像類型及特點輻射定標將遙感器記錄的原始DN值轉(zhuǎn)換為大氣外層表面反射率或輻射亮度等物理量。大氣校正消除大氣散射、吸收、反射引起的誤差，獲取地表真實反射率。幾何校正消除遙感圖像成像過程中的幾何畸變，實現(xiàn)與地理坐標的匹配。圖像融合將多源遙感圖像信息進行融合，提高空間分辨率和光譜分辨率。遙感圖像預(yù)處理流程頻率域增強通過濾波、傅里葉變換等方法提取圖像特征信息。通過紋理分析、紋理合成等方法突出圖像紋理特征。紋理增強通過灰度變換、直方圖均衡化等方法改善圖像視覺效果。空間域增強通過色彩變換、彩色合成等方法提高圖像色彩表現(xiàn)力。色彩增強遙感圖像增強方法ABCD遙感圖像分類技術(shù)應(yīng)用土地覆蓋分類利用遙感圖像對地表覆蓋類型進行分類，如林地、草地、水體等。農(nóng)業(yè)資源調(diào)查利用遙感圖像評估農(nóng)作物長勢、土壤質(zhì)量等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。城市規(guī)劃與管理利用遙感圖像監(jiān)測城市擴張、交通狀況等，為城市規(guī)劃和管理提供依據(jù)。環(huán)境監(jiān)測與保護利用遙感圖像監(jiān)測環(huán)境污染、生態(tài)破壞等，為環(huán)境保護和治理提供數(shù)據(jù)支撐。06地理信息技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用案例資源調(diào)查利用遙感技術(shù)進行大范圍資源調(diào)查，如森林、礦產(chǎn)、水資源等，快速獲取資源分布和數(shù)量信息。環(huán)境監(jiān)測通過GIS技術(shù)集成多源環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源追蹤和生態(tài)風險評估。災(zāi)害預(yù)警結(jié)合GIS的空間分析功能和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分和災(zāi)害預(yù)警。資源環(huán)境調(diào)查評價中應(yīng)用利用GIS技術(shù)進行城市空間布局規(guī)劃，包括交通網(wǎng)絡(luò)、公共設(shè)施、綠地系統(tǒng)等。城市規(guī)劃通過GIS集成城市基礎(chǔ)設(shè)施信息，實現(xiàn)市政設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和維護管理。市政管理結(jié)合GIS的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，進行房地產(chǎn)價值評估和市場分析。房地產(chǎn)評估城市規(guī)劃建設(shè)管理中應(yīng)用交通規(guī)劃利用GIS技術(shù)進行交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包括道路、鐵路、航空和水運等。交通監(jiān)控通過GIS集成實時交通信息，實現(xiàn)交通擁堵、事故等監(jiān)控和調(diào)度。物流優(yōu)化結(jié)合GIS的空間分析功能和物流數(shù)據(jù)，進行物流路