地理信息系统概论讲稿.ppt

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1、地理信息系统概论第一页，讲稿共三十八页哦地理信息系统概述地理信息系统概述第一周 GIS定义 GIS的组成 GIS的功能 GIS与相关学科 GIS与相关系统区别和联系 GIS入门基本内容第二页，讲稿共三十八页哦数据和信息数据和信息(Data&Information)l数据:指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。原始事实如：员工姓名，数据可以有数值、图形、声音、视觉数据等l信息:是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。以一定规则组织在一起的事实的集合。第三页，讲稿共三十

2、八页哦信息和数据的关系信息和数据的关系信息信息=数据数据+说明说明数据是信息的载体。数据是信息的载体。第四页，讲稿共三十八页哦信息系统信息系统l信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。l一个基于计算机的信息系统包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。第五页，讲稿共三十八页哦信息系统分类信息系统分类分析模型专家系统决策支持系统外部信息附加事实规则事务处理系统管理信息系统内部信息第六页，讲稿共三十八页哦信息系统分类信息系统分类l事务处理系统(Transaction Process System,TPS)主要用以支持操作层人员的日常活

3、动。它主要负责处理日常事务。l管理信息系统(Management Information System,MIS):需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。l决策支持系统(Decision Support System,DSS)是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。l人工智能和专家系统 专家系统(Expert System,ES)能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。第七页，讲稿共三十八页哦地理空间信息地理空间信息l有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。l其最主要的特征

4、：所有的信息都具有地理位置参照人类社会中70-80%的信息具有空间特性。第八页，讲稿共三十八页哦地理信息系统地理信息系统l地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少有空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。第九页，讲稿共三十八页哦什么是地理信息系统什么是地理信息系统?Burrough,1986

5、：一套功能强大的工具，用于收集、储存、查询、转换、显示和分析来自现实世界的空间数据。Dueker,1989：由软硬件、数据、人员、及机构编制组成的，用来收集、储存、分析和发布关于地球信息的系统。Cowen,1988：在解决某一问题的环境中集成空间参考数据的决策支持系统。Marble,1990：计算机化的空间模型、数据库结构、空间分析的理论和方法研究。第十页，讲稿共三十八页哦“盲人摸象式的盲人摸象式的”GIS定义定义l从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门新学科，具有独立的学科体系。l从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术。l从功

6、能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能。l从系统学的角度，GIS有其完备的结构和功能，是一个完整的系统。第十一页，讲稿共三十八页哦对对GIS的总体理解的总体理解Geographic InformationSystemScienceStudyService第十二页，讲稿共三十八页哦从一般用户角度看从一般用户角度看GISl用于空间数据分析处理的一组软件工具l涵盖整个空间数据处理过程收集、输入、储存、查询、编辑、分析、显示、输出l使用地球表面的显性位置来连接各个领域的多源数据l旨在为与资源和环境有关的科学决策提供有效支持第十三页，讲稿共三十八页哦GIS的组成的

7、组成第十四页，讲稿共三十八页哦GIS的的组成组成 系系 统统 软软 件件 系系 统统 硬硬 件件空间空间数据数据GIS用户用户第十五页，讲稿共三十八页哦GIS硬件配置：硬件配置：单机模式单机模式 由基本外设、处理设备、输入/出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便第十六页，讲稿共三十八页哦GIS硬件配置：硬件配置：局域网模式局域网模式 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便输 出用户组1输 入GIS中央数据库与网管Intranet用户组n第十七页，讲稿共三十八页哦GIS硬件配置：硬件配置：广域网模式广域网模式 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共

8、享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接输入GIS中央数据库（服务器）图象处理系统局域网用户组输出多媒体系统用户用户主主 干干 网网Internet第十八页，讲稿共三十八页哦GIS软件配置软件配置操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件系统软件GIS第十九页，讲稿共三十八页哦GIS软件功能块软件功能块空间数据输入空间数据输入与转换与转换空间数据库空间数据库管理系统管理系统图形与属性图形与属性数据编辑数据编辑制图制图与输出与输出空间查询空间查询与分析与分析GIS第二十页，讲稿共

9、三十八页哦GIS软件的功能软件的功能制图结构化数据交互展示原始数据观察的的现象、文件与地图存储与检索数据预处理查询与分析展示与交互数据获取数据库第二十一页，讲稿共三十八页哦GIS数据数据栅格结构栅格结构矢量结构矢量结构 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：几何、属性、时间数据；空间数据组织：矢量结构、栅格结构；空间数据管理：几何数据：文件 属性数据：关系数据库第二十二页，讲稿共三十八页哦GIS组成中的组成中的“人人”GIS咨询政策/机构管理信息管理数据整理用户第二十三页，讲稿共三十八页哦GIS功能：基本功能功能：基本功能l位置（Locations）l条件（Conditions）l趋势（T

10、rends）l模式（Patterns）l模型（Models）第二十四页，讲稿共三十八页哦GIS能够回答的问题能够回答的问题 l位置问题。即“在某个特定位置有什么”的问题。位置可以用多种方式描述，如名称，邮编，地理参照物等。l条件问题。即“在哪里”的问题。这个问题与上述相反，并且需要依靠空间分析来回答。这个问题要求找到满足某个条件的地点。（比如要找到一块无林地，要求是面积为2000平方米，距离公路100米以内，土壤可以支撑建筑物）。l趋势问题。即“自从以来发生了哪些变化？”的问题。可以观察某地区地理现象（如土地利用）随时间的变化趋势。l模式问题。即地理现象的聚集或排列规律问题。比如要确定核电站附

11、近居民的癌症发病率是否比其它地区的居民的要高。l模型问题。即“如果，会发生什么？”的问题。例如如果一条新道路加入网络，或一种有毒物质渗漏至当地水源供应的地方时，会发生什么事情。回答这些问题需要有关地理学以及其它专业信息。第二十五页，讲稿共三十八页哦GIS在公共经济与管理的应用在公共经济与管理的应用l环境公正和发展平权检测l投资效益评估l土地适宜性分析l政策性投资区域选择l房地产经营与管理l税收政策制定与修改l劳动与社会保障导向 第二十六页，讲稿共三十八页哦空间问题解决过程空间问题解决过程第二十七页，讲稿共三十八页哦GIS基本内容基本内容美国地理信息与分析中心GIS教学大纲一、概论一、概论 引言

12、、硬/软件、栅格GIS、数据获取、空间数据性质、空间现象及关系、GIS功能、栅格/矢量数据模型对比与相关问题二、二、GIS技术问题技术问题 坐标系统与地理编码、矢量数据结构与算法、栅格数据存储、关于地表的数据结构及其算法、客体与时间、数据库、误差模拟与不确定性、可视化技术三、三、GIS应用应用 GIS应用领域、决策支持、系统规划、系统实现、GIS发展趋势第二十八页，讲稿共三十八页哦空间数据获取空间数据获取第二十九页，讲稿共三十八页哦数据编辑与处理数据编辑与处理数据获取数据入库目的：保证数据入库时在内容上的完整性，逻辑上的一致性。方法：数据编辑与处理、错误修正：位置、图形和拓扑纠错 数据格式转化

13、：矢量栅格转化，不同数据格式转化 数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正 投影变换：地图投影方式选用 数据概化：平滑、特征集结 数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）地理编码：对象的坐标化和拓扑结构建立第三十页，讲稿共三十八页哦数据组织与管理数据组织与管理q 数据的集成过程 几何数据与属性数据组织q 数据结构 矢量结构、栅格结构、栅格/矢量结构 决定着GIS的数据分析能力、效率和精度q 数据管理 层次模型、网络模型、关系模型、混合管理模式第三十一页，讲稿共三十八页哦检索与分析检索与分析空间检索空间分析空间分析地形分析网络分析缓冲区分析几何量测地图分析叠置分析统计分析决策分析位置查询属性

14、查询拓扑查询空间查询第三十二页，讲稿共三十八页哦数据输出数据输出 数据交换 统计表格 制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图第三十三页，讲稿共三十八页哦GIS的相关学科的相关学科地理学遥感制图学CAD与计算机图形学测量与摄影测量第三十四页，讲稿共三十八页哦GIS特征特征qGIS与CAD、CAMqGIS与管理信息系统（MIS）qGIS与遥感图像处理系统（RS）qGIS与全球定位系统（GPS）qGIS与机助制图、地图数据库l 坐标参考系统 l 处理图形、非图形数据；l 对空间对象的空间相关关系建立 和处理l CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标变换；l CAD处理多为规则图形，而GIS为非几

15、何图形；l CAD图形功能强而属性处理能力差，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且专业化特征比较强；l GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复杂，数据之间联系紧密；l CAD不具备地理意义上的查询和分析能力。l 对属性数据进行管理和处理l 对图形数据进行存储l GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用；l MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有联系；l 管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。l为GIS的主要技术基础l 强调空间数据的处理、显示与表达l 几乎不具有空间分析能力 GIS包含

16、数字制图系统的全部功能。地图数据库若空间分析能力较强，可升格为GIS，而GIS若空间分析能力较弱，则退化为地图自动化系统。l 遥感数据是GIS的重要信息源。经过遥感信息系统处理的遥感信息，或进入GIS作为制图的背景图象，或是与经过分类的信息协同GIS集成分析。l 遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等。l面向位置的特征l 遥感图象处理系统不能看作是GIS。第三十五页，讲稿共三十八页哦地理信息的应用以及相关地理信息的应用以及相关学科学科第三十六页，讲稿共三十八页哦思考题思考题l你是如何理解GIS的?lGIS与一般的计算机信息系统、图形处理系统有何区别？lGIS有什么基本功能？通过什么样的途径实现？第三十七页，讲稿共三十八页哦第三十八页，讲稿共三十八页哦