GIS Chapt1_緒論

地理信息系統(tǒng)原理與應用,第一章緒論,基本概念,1.信息和數(shù)據(jù),2、地理信息,3、地理信息的特征,空間分布性,數(shù)據(jù)和信息,海量數(shù)據(jù),信息載體的多樣性,地理信息地理信息是有關地理實體的性質、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現(xiàn)象之間關系的地理數(shù)據(jù)的解釋。從另一個角度來說，一切與空間位置有關的信息都叫做地理信息。它脫胎于地圖，它們都是地理信息的載體，具有存儲、分析與顯示地理信息的功能。,地理信息的特點:空間分布性具有多維結構的特征時序特征十分明顯按照時間尺度將地理信息劃分為超短期的(如臺風、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低溫)、中期的(如土地利用、作物估產)、長期的(如城市化、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。這對地理事物的預測、預報，從而為科學決策提供依據(jù)很重要。具有豐富的信息GIS數(shù)據(jù)庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關的其它信息，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經濟情況、交通情況等等。80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關。,一切信息都可圖形化,信息系統(tǒng),是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。,組成,硬件軟件數(shù)據(jù)用戶,信息系統(tǒng)的組成,信息系統(tǒng)的類型,信息系統(tǒng)的類型,信息系統(tǒng),非空間信息系統(tǒng),專題地理信息系統(tǒng),地理信息系統(tǒng),非地理信息系統(tǒng),管理信息系統(tǒng),綜合地理信息系統(tǒng),CAD/CAM,空間信息系統(tǒng),地籍GIS交通GIS,資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS,數(shù)據(jù)模型,矢量GIS,柵格GIS,矢-柵GIS,研究范圍,全球GIS,區(qū)域GIS,研究內容,GIS在信息系統(tǒng)中的位置,GIS與其它系統(tǒng)的區(qū)別,GIS有別于DBMS;GIS有別于MIS;GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫;GIS有別于CAD系統(tǒng);,地理信息系統(tǒng)是什么？,地理信息系統(tǒng)是什么？,如果說地圖是地理學的第二代語言，那么地理信息系統(tǒng)就是地理學的第三代語言。陳述彭,簡單的說，地理信息系統(tǒng)是回答如下問題的信息系統(tǒng)“哪里”。HenryTom,什么是GIS？,地理信息系統(tǒng)（GIS,GeographicInformationSystem）是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對現(xiàn)實世界（資源與環(huán)境）的研究和變遷的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)，它作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體的新興邊緣學科而迅速地興起和發(fā)展起來。GIS重視對拓撲結構的管理，重視拓撲關系的自動生成，強調與空間相關的查詢統(tǒng)計，強調空間分析，強調三維模型分析。地理信息系統(tǒng)中“地理”的概念并非指地理學，而是廣義地指地理坐標參照系統(tǒng)中的坐標數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及以此為基礎而演義出來的知識。,GISisaSystemofcomputersoftware,hardwareanddata,andpersonneltohelpmanipulate,analyzeandpresentinformationthatistiedtoaspatiallocation.-Amethodtovisualize,manipulate,analyze,anddisplayspatialdata-“SmartMaps”linkingadatabasetothemap,ADefinitionofGIS,用戶界面,系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理,產品生成產品輸出,空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫建立,地理信息系統(tǒng)按其內容分為三大類：專題地理信息系統(tǒng)（SubjectGIS）：是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)。為特定的專門的目的服務，如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產資源信息系統(tǒng)、農作物估產信息系統(tǒng)、草場資源管理信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)、環(huán)境管理信息系統(tǒng)等。區(qū)域地理信息系統(tǒng)（RegionalGIS）：主要以區(qū)域綜合研究和全面信息服務為目標。如國家級、地區(qū)級、市級或縣級等。地理信息系統(tǒng)工具(GISTools）：是一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功能的軟件包。,地理信息系統(tǒng)的研究內容,用戶,第二節(jié)地理信息系統(tǒng)的構成和功能,計算機硬件系統(tǒng),計算機軟件系統(tǒng),定位拓撲關系屬性,地理空間數(shù)據(jù),系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員,系統(tǒng)的應用模式（單機式）,系統(tǒng)的應用模式（局域網(wǎng)模式）,系統(tǒng)的應用模式（廣域網(wǎng)模式）,地理信息系統(tǒng)的功能,位置（Location）條件（Condition）趨勢（Trends）模式（Pattern）模型（Model）和模擬（simulation）,GIS的基本功能,輸入查詢編輯分析輸出,文件圖表,數(shù)據(jù)獲取,原始數(shù)據(jù),存儲檢索,空間查詢空間分析,數(shù)據(jù)編輯投影變換,數(shù)據(jù)輸出,制圖、表格,交互展示,結構化數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)庫,GIS基本功能的實現(xiàn)過程,GIS可以做什么數(shù)據(jù)采集,用于大型GIS工程應用領域：測繪勘測規(guī)劃土地交通管線農林水利環(huán)保油田地質軍事,GIS可以做什么數(shù)據(jù)管理,GIS可以做什么,管理海量數(shù)據(jù),GIS可以做什么,瀏覽查詢,GIS可以做什么？,專業(yè)性分析,GIS可以做什么？,路徑分析,GIS可以做什么,地圖整飾,GIS可以做什么？,動態(tài)分段,GIS可以做什么,斷面分析,GIS可以做什么,格網(wǎng)分析,GIS可以做什么,生成數(shù)字地面模型,三維地下體分析,GIS可以做什么,GIS軟件類型,專業(yè)GIS（ProfessionalGIS）桌面GIS（DesktopGIS）手持GIS（Hand-HeldGIS）組件GIS（ComponentGIS）網(wǎng)絡GIS（InternetGIS）其它（基于CAD的GIS）,主要GIS軟件,第三節(jié)地理信息系統(tǒng)研究內容,GIS的應用領域,地理邏輯繪圖,繪圖機構,地質測繪,環(huán)保機構,地方政府,人口局,稅務部門,旅游服務業(yè),公用事業(yè)公司,企業(yè),教育,交通運輸部門,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,EmergencyServicesFire&PoliceEnvironmentalMonitoring&ModelingBusinessSiteLocation,DeliverySystemsIndustryTransportation,Communication,Mining,Pipelines,HealthcareGovernmentLocal,State,Federal,MilitaryEducationResearch,TeachingTool,Administration,WhereverSpatialDataAnalysisisNeeded,城市土地利用信息系統(tǒng),電信資源管理,鐵路地理信息系統(tǒng),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,醫(yī)療機構信息查詢,地理學,GIS,遙感技術,攝影測量學,數(shù)學和統(tǒng)計學,制圖技術,計算機科學,專家系統(tǒng),計算機圖形學,計算機輔助設計,數(shù)據(jù)庫技術,軟件工程,第四節(jié)地理信息系統(tǒng)相關學科,GIS學科樹,第五節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡史,國際發(fā)展概況,GIS開拓期(60年代）GIS鞏固發(fā)展期（70年代）GIS技術大發(fā)展時期（80年代）地理信息系統(tǒng)的應用普及時代（90年代）,現(xiàn)代科學方法系統(tǒng)論、信息論、控制論現(xiàn)代高新技術計算機技術、空間技術和自動化技術現(xiàn)代科學方法和現(xiàn)代高新技術的形成與應用為GIS的產生提供了先決條件，也預示信息時代的到來。,地理信息系統(tǒng)的產生,地理信息系統(tǒng)的發(fā)展的四個階段1.60年代起源于北美：加拿大(CGIS)2.70年代是GIS發(fā)展的鞏固階段：美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等3.80年代為地理信息系統(tǒng)的大發(fā)展階段：計算機的迅速發(fā)展和普及，地理信息系統(tǒng)也逐步走向成熟，并在全世界范圍內全面地推向應用階段。4.90年代至今為地理信息系統(tǒng)的應用普及時代：美國的“國家信息基礎設施：行動計劃（NationalInformationInfrastructure,簡稱NII）”“數(shù)字地球”、“數(shù)字中國”、“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字小區(qū)”直到“企業(yè)信息化”、“電子商務”、“數(shù)字通訊”、“虛擬現(xiàn)實”,GIS在我國的發(fā)展準備階段（1978年1980年）進行輿論準備，正式提出倡議，開始組建隊伍、組織個別實驗研究。起步階段（1981年1985年)理論探索和區(qū)域性實驗研究。并在此基礎上制定國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。初步發(fā)展階段（1986年90年代）。地理信息系統(tǒng)的研究被列入我國“七五”攻關課題，并且作為一個全國性的研究領域，已逐步和國民經濟建設相結合，并取得了重要進展和實際應用效益?？焖侔l(fā)展階段（90年代末現(xiàn)在）理論日趨成熟，應用日益廣泛，三維GIS、WEBGIS走向應用，GIS市場開始形成。,第