1.what-is-gis(中山大學(xué)GIS課件)

第一講何為GIS中山大學(xué)

遙感與地理信息工程系主要內(nèi)容

地理信息系統(tǒng)的基本概念地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)一.地理信息系統(tǒng)的基本概念地理信息系統(tǒng)的定義GIS的基本功能GIS的發(fā)展歷史當(dāng)前流行的GIS產(chǎn)品地理信息系統(tǒng)的定義地理信息系統(tǒng)（GIS,GeographicInformationSystem）是組織、存儲(chǔ)、管理、表達(dá)和分析處理空間信息的軟件工具，它以實(shí)體的空間位置信息為主線，集成經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、科技、文化等各類信息，為各種應(yīng)用服務(wù)。它一方面可以形成自己的產(chǎn)業(yè)，另一方面又可以推進(jìn)空間信息應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是空間技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的主要軟件基礎(chǔ)，具有廣闊應(yīng)用前景。定義

GIS的基本功能數(shù)據(jù)的采集、編輯數(shù)據(jù)的組織與管理格式化、轉(zhuǎn)換、概括化顯示、查詢空間分析與應(yīng)用數(shù)據(jù)的采集、編輯數(shù)據(jù)的采集與編輯主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容與空間上的完整性。數(shù)據(jù)的采集、編輯現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá)數(shù)據(jù)的采集手工錄入屬性數(shù)據(jù)柵格圖的掃描相片等數(shù)據(jù)數(shù)字化輸入紙質(zhì)地圖其它數(shù)據(jù)源航空航天遙感符號(hào)屬性的編輯矢量數(shù)據(jù)的編輯“修改線屬性”逐級(jí)放大圖層的編輯GIS數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與組織是一個(gè)數(shù)據(jù)集成的過(guò)程，也是建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵步驟，涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織?？臻g數(shù)據(jù)管理的主要任務(wù)是在空間數(shù)據(jù)之間建立拓?fù)潢P(guān)系

PointsMult-pointsLinesPolygons

LinesPathsRing(閉合paths)SegmentsPolySegmentsPaths/RingsLines/Polygons各個(gè)層次都可編輯屬性數(shù)據(jù)的組織有文件系統(tǒng)、層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。目前被廣泛采用的主要是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織與管理

在數(shù)據(jù)的組織與管理中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融合為一體CoveragedatafileGeo

databaseGIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)的組織決定的OIDShapeRoadType...

1XY,...Highway...

一行存一個(gè)(對(duì)象)每一列對(duì)應(yīng)一個(gè)(對(duì)象類)OIDShapeRoadType...

1XY,...Highway...

Feature(row)

Feature(class)GIS數(shù)據(jù)的格式化、轉(zhuǎn)換這一系列功能通常稱作數(shù)據(jù)操作(Datamanipulation)。

數(shù)據(jù)格式化(Dataformation)是指不同數(shù)據(jù)間的變換，尤其是矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(Datatransfer)涉及到數(shù)據(jù)比例尺的縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等方面，其中最主要的是投影變換。數(shù)據(jù)的格式化與轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)在不同投影之間的轉(zhuǎn)換分析與應(yīng)用功能分析功能包括查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、空間分析、模型分析等方面。查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)計(jì)算是GIS以及許多數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)應(yīng)具備的最基本的分析功能，而空間分析功能才是GIS的核心，也是GIS與其它系統(tǒng)區(qū)別的重要標(biāo)志。模型分析是指GIS支持下處理分析問(wèn)題的方法體現(xiàn)，是GIS應(yīng)用深化的重要體現(xiàn)。GIS的數(shù)據(jù)查詢GIS的空間疊加分析GIS的空間疊加分析GIS的空間疊加分析GIS的網(wǎng)絡(luò)分析GIS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可視化功能用戶利用地理信息系統(tǒng)的顯示功能不僅可以觀察查詢和分析的結(jié)果，而且還可以進(jìn)行信息的輸出?？梢暬δ蹽IS顯示功能中的超級(jí)鏈接GIS的發(fā)展歷史60年代GIS的開(kāi)拓期70年代GIS的鞏固發(fā)展期注重于空間地理信息的管理80年代GIS的大發(fā)展時(shí)期90年代GIS的用戶時(shí)代注重于空間決策支持分析逐步向?qū)嵱没?、業(yè)務(wù)化、規(guī)?；蛯I(yè)化的方向發(fā)展GIS進(jìn)入信息高速公路計(jì)劃和數(shù)字地球構(gòu)想美國(guó)成立NCGIA中國(guó)成立了資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室誕生了80多個(gè)GIS軟件（ESRI成立于1969年）美國(guó)的DIME、加拿大的GRDSR注重空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理當(dāng)前國(guó)內(nèi)外流行的GIS軟件國(guó)外較為著名的有ARC/INFO國(guó)內(nèi)較為著名的有ARCVIEWMapInfoGEOSTARMapGIS災(zāi)害控制和分析水土保護(hù)農(nóng)業(yè)決策和精細(xì)農(nóng)業(yè)海洋漁業(yè)環(huán)境保護(hù)城市GIS數(shù)字地球軍事國(guó)防等GIS的應(yīng)用領(lǐng)域基于地理信息系統(tǒng)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)示例滑坡分布信息滑坡分析及評(píng)價(jià)結(jié)果水土保持管理信息系統(tǒng)坡度信息土地利用信息坡向信息植被覆蓋信息地形信息產(chǎn)量分布GIS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)作物估產(chǎn)地形估計(jì)肥料用量估計(jì)GIS在城市土地利用中的應(yīng)用。

海珠區(qū)1991年土地利用現(xiàn)狀圖海珠區(qū)2001年土地利用現(xiàn)狀圖GIS在城市土地利用中的應(yīng)用GIS在城市土地利用中的應(yīng)用海洋漁業(yè)GIS研制海洋漁業(yè)GIS基礎(chǔ)軟件；建設(shè)海洋漁業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；開(kāi)發(fā)海洋漁業(yè)模型庫(kù)系統(tǒng)。海洋漁業(yè)地理信息系統(tǒng)總體構(gòu)成圖WINDOWSNT4.0(WINDOWS98)VB6.0VC++5.0EA2000海洋漁業(yè)GIS基礎(chǔ)軟件GISSoftware魚(yú)鷹99模型庫(kù)管理系統(tǒng)

ModelBaseSoftware海洋漁業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件DataProcessingSoftware數(shù)據(jù)庫(kù)Database屬性庫(kù)AttributionDatabase空間庫(kù)SpatialDatabase模型庫(kù)ModelBase專業(yè)模型SpecialtyModels通用模型GeneralModels海洋漁業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DataProcessingSystem海洋漁業(yè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)DataAnalysisSystem海洋漁業(yè)數(shù)據(jù)制圖顯示系統(tǒng)Mapping&DisplayingSystemGPS漁船動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GPSFishingBoatsDynamicMonitoringandManagementSystem海洋漁業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)

InformationDistributingSystemonInternet處理Processing分析Analysis顯示Displaying發(fā)布Distributing通用符號(hào)

GeneralSymbol專業(yè)符號(hào)SpecialtySymbolSQLServer7.0數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DatabaseManagementSoftwarte符號(hào)庫(kù)Symbollibrary技術(shù)層TechnologicLevel支撐層SupportLevel用戶層UserLevel鹽度分布

溫度分布海底地貌漁撈數(shù)據(jù)東海魚(yú)類資源狀況及變動(dòng)分析城市交通GIS目的是建立廣泛的實(shí)時(shí)數(shù)字交通信息用戶服務(wù)體系，使交通流處于最佳狀態(tài)，公眾能夠高效地使用公路交通設(shè)施和能源。包含轉(zhuǎn)向限制的車道拓?fù)鋖1l1l2l3l4l4l3①②③④⑤1.8km1.5km0.3km0.7kmA2A1A3A4大屯路華東路清昌平高速路昌平高速路l1l2l3l4l8l6l5l7l8l7

帶有輔道的立交橋車道拓?fù)浔本┦熊囕v智能導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字地圖時(shí)間最短路徑算法運(yùn)行結(jié)果時(shí)間最短路徑算法運(yùn)行結(jié)果GIS的發(fā)展趨勢(shì)理論發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用趨勢(shì)

理論發(fā)展趨勢(shì)地理空間信息認(rèn)知研究地理空間數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及集成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)字地球戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)服務(wù)信息共享地學(xué)信息圖譜地球信息機(jī)理

GIS理論的發(fā)展必須借助其它理論的進(jìn)展GIS新技術(shù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)地觀測(cè)技術(shù)GIS新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分布式技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮技術(shù)面向?qū)ο蠹夹g(shù)互操作技術(shù)第四代GIS技術(shù)支持“數(shù)字地球”或“數(shù)字城市”概念的實(shí)現(xiàn)，從二維向多維發(fā)展，從靜態(tài)數(shù)據(jù)處理向動(dòng)態(tài)發(fā)展，具有時(shí)序數(shù)據(jù)處理能力?；诰W(wǎng)絡(luò)的分布式數(shù)據(jù)管理及計(jì)算、Web-GIS和B/S體系結(jié)構(gòu)，用戶可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空間數(shù)據(jù)調(diào)用、檢索、查詢、分析，具有聯(lián)機(jī)事務(wù)管理(OLTP)和聯(lián)機(jī)分析(OLAP)管理能力。面向空間實(shí)體及其相互關(guān)系的數(shù)據(jù)組織和融合，具有矢量和遙感影像數(shù)據(jù)互動(dòng)等多源數(shù)據(jù)的裝載與融合能力，多尺度比例尺數(shù)據(jù)無(wú)縫融合、互動(dòng)。具有統(tǒng)一的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和分析處理能力、基于空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘和強(qiáng)大的模型支持能力。具有與其他計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的整體集成能力。例如與MIS、GIS、OA等各種企業(yè)信息化系統(tǒng)的無(wú)縫集成；微型、嵌入式GIS與各種掌上終端設(shè)備集成，如PDA、手機(jī)、GPS接收設(shè)備等。具有虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)及自適應(yīng)可視化能力，針對(duì)不同的用戶出現(xiàn)不同的用戶界面及地圖和虛擬現(xiàn)實(shí)效果。技術(shù)方面面向?qū)ο蟮慕M件式GIS發(fā)展網(wǎng)絡(luò)GIS的應(yīng)用三維GIS和虛擬現(xiàn)實(shí)組件GIS組件A編輯器1組件B組件C組件D組件E組件A編輯器2組件B組件C組件D組件E組件1組件2組件3組件n組件1組件2組件n定制組件分布式組件組件1組件2遠(yuǎn)地R組件n遠(yuǎn)地S組件R組件S網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程機(jī)1遠(yuǎn)程機(jī)2本地機(jī)（客戶/服務(wù)器模式）（瀏覽器/服務(wù)器模式）網(wǎng)絡(luò)GIS

基于萬(wàn)維網(wǎng)的時(shí)空分布式協(xié)同空間決策支持系統(tǒng)研究，致力于在現(xiàn)有WebGIS在線查詢與制圖功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)上的空間分析與決策支持功能；同時(shí)，探討協(xié)同式群體空間決策支持的模型方法與技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。在線的數(shù)據(jù)查詢和瀏覽

NewYork

London

數(shù)字城市

數(shù)字城市建設(shè)包括4部分內(nèi)容，即基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、電子商務(wù)及公眾信息服務(wù)。從具體的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè)，如城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)、電力、電信、公安、消防、急救等等方面。三維GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)

三維GIS和虛擬GIS方面的研究，主要包括三維數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)分析，多維空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，虛擬GIS引擎等方面。3DGIS實(shí)例

地形仿真圖礦山虛擬剖面圖虛擬城市應(yīng)用方面空間信息服務(wù)與產(chǎn)業(yè)空間信息共享與數(shù)據(jù)服務(wù)體系空間信息服務(wù)基于GPS和GIS技術(shù)的導(dǎo)航系統(tǒng)空間信息共享與數(shù)據(jù)服務(wù)體系傳統(tǒng)操作數(shù)據(jù)地球信息科學(xué)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)專家知識(shí)處理記錄轉(zhuǎn)化管理器復(fù)制服務(wù)器數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)服務(wù)器傳統(tǒng)操作系統(tǒng)服務(wù)器元數(shù)據(jù)映射數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)元服務(wù)器主要數(shù)據(jù)源后置處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和清理中間處理部門數(shù)據(jù)中心多維數(shù)據(jù)中心前置處理應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求……客戶工作站客戶工作站客戶工作站