地理信息系統(tǒng)課程(GIS)_第1章 緒 論

1、1.什么是GIS?2.GIS能干什么? 城市規(guī)劃 虛擬現(xiàn)實(shí) 社會(huì)管理 , 導(dǎo) 航3.GIS高級(jí)形式 GIS是一門典型的交叉學(xué)科 GIS是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科 GIS是一門迅速發(fā)展的學(xué)科 課程特點(diǎn)教材問題課時(shí)安排 總學(xué)時(shí)：6450（講課）14（實(shí)驗(yàn)）GIS概述： 4GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 4GIS數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制：6 GIS數(shù)據(jù)處理： 8 GIS數(shù)據(jù)庫： 5 空間數(shù)據(jù)查詢與分析： 11 空間信息的可視化：4 GIS應(yīng)用： 4GIS設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)： 4教學(xué)要求 強(qiáng)調(diào)實(shí)踐：（實(shí)驗(yàn)簽到、定機(jī)定人、成果自存） 成績?cè)u(píng)估：平時(shí)30考試70關(guān)于這門課的若干問題第1節(jié) GIS的概念的概念 第第2節(jié)節(jié) GIS的組成的組

2、成 第第3節(jié)節(jié) GIS的功能及應(yīng)用的功能及應(yīng)用 第第4節(jié)節(jié) GIS的發(fā)展的發(fā)展 教學(xué)要求 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)活動(dòng) 作 業(yè)教學(xué)要求 1. 掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念 2. 了解地理信息系統(tǒng)發(fā)展的歷史背景和原因了解地理信息系統(tǒng)發(fā)展的歷史背景和原因 3. 理解地理信息系統(tǒng)的組成、功能及應(yīng)用理解地理信息系統(tǒng)的組成、功能及應(yīng)用 教學(xué)重點(diǎn) 1. GIS概念和特點(diǎn)。概念和特點(diǎn)。 2. 空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)和GIS應(yīng)用模型。應(yīng)用模型。 3. GIS基本功能基本功能 4. GIS近代發(fā)展特點(diǎn)近代發(fā)展特點(diǎn) 教學(xué)活動(dòng) 在網(wǎng)絡(luò)上，在網(wǎng)絡(luò)上，檢索相關(guān)的地理信息系統(tǒng)往站檢索相關(guān)的地理信息系統(tǒng)往站, ,

3、 了解該領(lǐng)域的新進(jìn)展了解該領(lǐng)域的新進(jìn)展。 返回上一頁第1 節(jié) GIS的概念一、數(shù)據(jù)與信息 1.信息 2.數(shù)據(jù) 3.信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系定義：信息是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)據(jù)、符號(hào)、聲音、圖像等形式記錄 下來，進(jìn)行傳遞和處理,為人們的生產(chǎn)，建設(shè)，管理等提供依據(jù)。特性： 1）客觀性：任何信息都是與客觀事實(shí)相聯(lián)系的，這是信息的正確性和精確度的保證； 2）適用性：問題不同，影響因素不同，需要的信息種類是不同的。所建立的信息系統(tǒng)的 明確目的性所決定了信息的適用性； 3）傳輸性：信息可在信息發(fā)送者和接受者之間進(jìn)行傳輸信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)，被形象地稱為 “信息高速公路”。 4）共享性：信息與實(shí)物不同，

4、信息可傳輸給多個(gè)用戶，為用戶共享，而其本身并無損 失，這為信息的并發(fā)應(yīng)用提供可能性。 定義：指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號(hào)、聲音、圖像等符號(hào)。特性：數(shù)據(jù)是對(duì)客觀現(xiàn)象的表示，是用以載荷信息的物理符號(hào)，數(shù)據(jù)本身并沒有意義。 數(shù)據(jù)的格式往往和具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。 數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)、載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是形與質(zhì)的關(guān)系。只有數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響才成為信息，數(shù)據(jù)只有經(jīng)過解釋才有意義，成為信息。信息可以離開信息系統(tǒng)而獨(dú)立存在，也可以離開信息系統(tǒng)的各個(gè)組成和階段而獨(dú)立存在；而數(shù)據(jù)的格式往往與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。 第

5、1 節(jié) GIS的概念二、地理信息與地學(xué)信息 1.地理信息 2.地學(xué)信息 3.地理信息與地學(xué)信息的區(qū)別定義：是指與研究對(duì)象的空間地理分布有關(guān)的信息,它表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分 布特征，相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。特性： 1）地域性：地理信息屬于空間信息，位置的識(shí)別與數(shù)據(jù)相聯(lián)系，它的這種定位特征是通過 公共的地理基礎(chǔ)來體現(xiàn)的。這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著標(biāo)志； 2）多維結(jié)構(gòu)：在二維空間編碼基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多專題的第三維信息結(jié)構(gòu)的組合，為地理系統(tǒng) 多層次的分析和信息的傳輸與篩選提供方便。 3）時(shí)序特征：時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化引起地理信息的屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變化。 可以按時(shí)間

6、尺度將地理信息劃分為超短期的（如臺(tái)風(fēng)、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(chǎn)） 長期的（如城市化、水土流失） 超長期的（如地殼變動(dòng)、氣候變化） 實(shí)時(shí)的GIS系統(tǒng)要求能及時(shí)采集和更新地理信息，使得地理信息具有現(xiàn)勢(shì)性。定義：指與人類居住的地球有關(guān)的信息都是地學(xué)信息特性：具有無限性、多樣性、靈活性等特點(diǎn) 地學(xué)信息是人們深入認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng)、合理開發(fā)資源、凈化能源、保護(hù)環(huán)境的前提和保證。 地理信息與地學(xué)信息的區(qū)別主要在于信息源的范圍不同 地理信息的信息源是地球表面的巖石圈、水圈、大氣圈和人類活動(dòng)等； 地學(xué)信息所表示的信息范圍更廣泛，不僅來自地表，還包括地下、大氣層甚至宇宙空

7、間。 第1 節(jié) GIS的概念三、信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng) 1.信息系統(tǒng)（Information System, IS） 2.地理信息系統(tǒng) 3.地理信息與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別與聯(lián)系系統(tǒng)： 由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成，能完成特定功能的有機(jī)整體。 信息系統(tǒng)： 能對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、加工和再現(xiàn)，并能回答用戶一系列問題的系 統(tǒng)。具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)的能力。 類型： a. 事務(wù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng) b. 決策支持系統(tǒng) c. 人工智能、專家系統(tǒng) 定義： 1）美國學(xué)者Parker認(rèn)為“GIS是一種存貯、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)”。 2）加拿大的Roger Tomli

8、nson認(rèn)為“GIS是全方位分析和操作地理數(shù)據(jù)的數(shù)字系統(tǒng)”。 3）Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關(guān)地理現(xiàn)象信息的綜合系統(tǒng)”。 4）Burrough認(rèn)為“GIS是屬于從現(xiàn)實(shí)世界中采集、存儲(chǔ)、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的一組有 力的工具”。 5）俄羅斯學(xué)者定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。 6）美國國家地理信息與分析中心給出的定義：“GIS為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示空 間定位數(shù)據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”。 7）英國教育部認(rèn)為：“GIS是一種獲取、存儲(chǔ)、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)”。8）FICC

9、DC認(rèn)為 “GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來支持 空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題” 理解：地理信息系統(tǒng)的定義是由兩個(gè)部分組成的。 一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、處理、存儲(chǔ)、分析和輸出空間信息的理論 和方法的一門新興的交叉學(xué)科； 另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型 分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服 務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)具有以下三個(gè)方面的特征： 第一，具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性； 第二，

10、由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的 地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)； 第三，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息系統(tǒng)能以快 速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過程動(dòng)態(tài)分析。 第1 節(jié) GIS的概念地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別 1）.GIS與IS之間的關(guān)系 從操作、管理的信息種類的不同，信息系統(tǒng)分為一般管理信息系統(tǒng)(MIS)和空間信息系統(tǒng)( SIS) 信息系統(tǒng)（IS)非空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)（SIS）如廠礦企業(yè)管理、財(cái)務(wù)等MIS非地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GIS）CAD/CAM專題GI

11、S綜合信息系統(tǒng)地籍信息系統(tǒng)城市規(guī)劃與管理IS區(qū)域資源與環(huán)境IS 城市管線信息系統(tǒng)第1 節(jié) GIS的概念地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別 1）.GIS與IS之間的關(guān)系 從操作、管理的信息種類的不同，信息系統(tǒng)分為一般管理信息系統(tǒng)(MIS)和空間信息系統(tǒng)( SIS) 空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體第1 節(jié) GIS的概念地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別 2）.GIS與一般MIS的區(qū)別 GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用； GIS的處理對(duì)象是有關(guān)的地理分布數(shù)據(jù)，也就是空間數(shù)據(jù) 一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢。 第1 節(jié) GIS的概念地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間

12、的區(qū)別 3）.GIS與CAD/CAM的區(qū)別 管理了圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS，如CAD、CAM GIS與CAD共同點(diǎn) GIS與CAD 不同點(diǎn) 都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)； 都能將目標(biāo)和參考系聯(lián)系起來； 都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系； 都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)CAD研究對(duì)象為人造對(duì)象規(guī)則幾何圖形及組合； 圖形功能功能較強(qiáng)，屬性庫功能較弱； CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡單； 一般采用幾何坐標(biāo)系 。GIS處理的數(shù)據(jù)很復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式多樣化； GIS的屬性庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大； 強(qiáng)調(diào)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁； GIS采用地理坐標(biāo)系 。GIS與CAM共同點(diǎn)GIS與CAM 不

13、同點(diǎn)都有地圖輸出、空間查詢、分析和檢索功能 CAM側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動(dòng)符號(hào)化； 它強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓?fù)潢P(guān)系； 它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢。 CAM是GIS的重要組成部分； 綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析，提供輔助決策信息。 第1 節(jié) GIS的概念地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的區(qū)別 4）.GIS與RS的相互關(guān)系 遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要信息源。經(jīng)過處理的遙感信息，或進(jìn)入GIS系統(tǒng)作為制 圖的背景圖象，或是與經(jīng)過分類的信息協(xié)同GIS與遙感的集成分析。 遙感圖象信息處理系統(tǒng)是專門用于對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的軟件，主要強(qiáng)調(diào)對(duì) 遙感數(shù)據(jù)的幾何處理、灰度處理和專

14、題信息提取，具有較強(qiáng)的制圖功能，可 設(shè)計(jì)豐富的符號(hào)和注記，雖有空間疊置分析空能，但由于缺少實(shí)體空間關(guān)系 的描述，難以進(jìn)行空間實(shí)體的空間關(guān)系查詢、屬性查詢及網(wǎng)絡(luò)分析等。 面向位置的特征 遙感圖象處理系統(tǒng)不能看作是GIS。 第2 節(jié) GIS的構(gòu)成一、GIS的構(gòu)成 一個(gè)實(shí)用的GIS系統(tǒng)，要支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，其基本組成一般包括以下五個(gè)主要部分：系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)應(yīng)用人員應(yīng)用模型應(yīng)用人員，GIS服務(wù)的對(duì)象，分為一般用戶和從事建 立、維護(hù)、管理和更新的高級(jí)用戶軟系統(tǒng)件，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、加工、回答用戶問 題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)硬件系統(tǒng)，各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)，

15、系統(tǒng)分析與處理的對(duì)象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)應(yīng)用模型，解決某一專門應(yīng)用的應(yīng)用模型，是GIS技術(shù) 產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在 第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)硬件基本配置 輸入設(shè)備輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站解析和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)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(biāo)處理設(shè)備處理設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備活動(dòng)硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機(jī)第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)硬件應(yīng)用模式 單機(jī)模式： 由基本外設(shè)、處理設(shè)備和輸出設(shè)備構(gòu)成 適用于小型GIS建設(shè) 數(shù)據(jù)傳輸與資源共享不方便第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)硬件應(yīng)用模式 輸 出用戶組1輸

16、入GIS中央數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)管Intranet用戶組n局域網(wǎng)模式： 部門或單位內(nèi)部GIS建設(shè) 專線連接 資源共享較方便第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)硬件應(yīng)用模式 廣域網(wǎng)模式： 用戶分布地域廣泛，不適合專線連接 公共通訊連接 資源共享方便 局部范圍為局域網(wǎng)，通過若干通道與廣域網(wǎng)連接輸入GIS中央數(shù)據(jù)庫（服務(wù)器）圖象處理系統(tǒng)局域網(wǎng)用戶組輸出多媒體系統(tǒng)用戶用戶主主 干干 網(wǎng)網(wǎng)Internet第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)軟件軟件結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學(xué)庫等）標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應(yīng)用軟件用戶界面GIS軟件基礎(chǔ)軟件操作系統(tǒng)GIS第2 節(jié)

17、GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)主要是計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)以及各種標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)軟件，目前流行的有DOS、Windows98/NT/2000/XP、UNIX等。 操作系統(tǒng)關(guān)系到GIS軟件和開發(fā)語言使用的有效性，是GIS軟硬件環(huán)境的重要組成部分。第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)軟件 數(shù)據(jù)庫軟件，用來管理空間數(shù)據(jù)，包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 流行數(shù)據(jù)庫軟件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 目前GIS軟件中采用商用數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)，一個(gè)有發(fā)展前景的模型是面向?qū)ο?數(shù)據(jù)模型，可實(shí)現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合管理。 Oracle、

18、Informix、Ingress等關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理軟件都相繼增加了空間數(shù)據(jù)類型。 ESRI公司的SDE(Spatial Database Engine)是基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。圖形平臺(tái)，某些GIS軟件中圖形處理平臺(tái)。如AutoDesk公司開發(fā)的基于AutoCAD的AutoMap GIS軟件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS軟件 第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)軟件GIS軟件 空間數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖形與屬性數(shù)據(jù)編輯制圖與輸出空間查詢與分析GIS第2 節(jié) GIS的構(gòu)成二、系統(tǒng)軟件GIS軟件類型 0 專業(yè)GIS（Professional

19、GIS）0 桌面GIS（Desktop GIS）0 手持GIS（Hand-Held GIS）0 組件GIS（Component GIS）0 GIS Viewer0 網(wǎng)絡(luò)GIS（Internet GIS）0 其它（基于CAD的GIS）第2 節(jié) GIS的構(gòu)成三、空間數(shù)據(jù) 柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)是指描述地球表層一定范圍內(nèi)的地理 事物及其關(guān)系的數(shù)據(jù),又稱地理數(shù)據(jù)。 是GIS的操作對(duì)象，是地理信息的載 體，是系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ) 空間數(shù)據(jù)特征：幾何、屬性、時(shí)間數(shù)據(jù)； 空間數(shù)據(jù)組織：矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)； 空間數(shù)據(jù)管理： 幾何數(shù)據(jù)文件 屬性數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫 第2 節(jié) GIS的構(gòu)成四、應(yīng)用人員 GIS的開發(fā)是以人為

20、本的系統(tǒng)工程 業(yè)務(wù)素質(zhì)與專業(yè)知識(shí)是GIS工程及應(yīng)用成功的關(guān)鍵。不但對(duì)GIS的技術(shù)和功能有足夠的了解，而且要具備組織管理的能力。技術(shù)培訓(xùn)、硬件維護(hù)與更新、系統(tǒng)升級(jí)、數(shù)據(jù)更新、文檔管理、數(shù)據(jù)共享建設(shè)等。咨詢信息管理數(shù)據(jù)整理第2 節(jié) GIS的構(gòu)成四、應(yīng)用人員 缺少?zèng)Q策者的支持缺少專業(yè)知識(shí)缺乏遠(yuǎn)見缺少用戶介入缺少長期規(guī)劃缺少系統(tǒng)分析失敗的GIS個(gè)人沖突個(gè)人沖突沒有協(xié)作精神沒有協(xié)作精神錯(cuò)誤的選擇錯(cuò)誤的選擇錯(cuò)誤的使用錯(cuò)誤的使用沒有進(jìn)行咨詢沒有進(jìn)行咨詢沒有培訓(xùn)沒有培訓(xùn)沒有手冊(cè)沒有手冊(cè)沒有用戶的參與沒有用戶的參與沒有總體目標(biāo)沒有總體目標(biāo)沒有任務(wù)目標(biāo)沒有任務(wù)目標(biāo)沒有應(yīng)用目標(biāo)沒有應(yīng)用目標(biāo)沒有軟件版本升級(jí)沒有軟件版

21、本升級(jí)沒有數(shù)據(jù)的更新沒有數(shù)據(jù)的更新沒有模型的改進(jìn)沒有模型的改進(jìn)沒有使用系統(tǒng)方法沒有使用系統(tǒng)方法沒有反復(fù)試驗(yàn)修改沒有反復(fù)試驗(yàn)修改五、應(yīng)用模型 應(yīng)用模型是客觀世界中相應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)由觀念 世界到信息世界的映射，反映了人類對(duì) 客觀世界利用改造的能動(dòng)作用 并且是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的 關(guān)鍵所在，也是GIS生命力的重要 保證，因此在GIS技術(shù)中占有十分 重要的地位 需要解決的問題多源數(shù)據(jù)收集規(guī)劃定義過程應(yīng)用操作過程問題的定義分解/聯(lián)合問題的實(shí)質(zhì)證據(jù)/數(shù)據(jù)/假設(shè)問題的概念概念/要素/方法解決問題的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源/數(shù)據(jù)集 問題答案 驗(yàn)證/解釋/表達(dá)問題求解統(tǒng)計(jì)計(jì)算/模型分析/空間分析問題數(shù)據(jù)子集提取/綜合數(shù)據(jù)庫

22、建立數(shù)據(jù)輸入/格式化第2 節(jié) GIS的構(gòu)成第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用一、GIS功能概述 GIS能作什么？緩沖區(qū)分析 疊加分析 空間查詢 網(wǎng)絡(luò)分析 地形分析 。數(shù)據(jù)采集與輸入 數(shù)據(jù)編輯與更新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理空間查 詢與分析數(shù)據(jù)顯示與輸出 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用一、GIS功能概述 GIS的核心問題可歸納為五個(gè)方面內(nèi)容：位置、條件、變化趨勢(shì)、模式和模型 1）位置（Locations） 即在某個(gè)特定的位置有什么。 首先，必須定義某個(gè)物體或地區(qū)信息的具體位置，常用的定義方法有： 通過各種交互手段確定位置，或者直接輸入一個(gè)坐標(biāo)； 其次，指定了目標(biāo)或區(qū)域的位置后，可以獲得預(yù)期的結(jié)果以及其所有或部分特

23、性，例如當(dāng)前地塊所有者、地址、土地利用情況、估價(jià)等。2）條件（Conditions）即什么地方有滿足某些條件的東西。 首先，可以用下列方式指定一組條件，如： 從預(yù)定義的可選項(xiàng)中進(jìn)行選??； 填寫邏輯表達(dá)式； 在終端上交互地填寫表格。 其次，指定條件后，可以獲得滿足指定條件的所有對(duì)象的列表，如： 在屏幕上以高亮度顯示滿足指定條件的所有特征。3）變化趨勢(shì)（Trends）綜合現(xiàn)有數(shù)據(jù)，以識(shí)別已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生變化的地理現(xiàn)象 首先，確定趨勢(shì)，當(dāng)然趨勢(shì)的確定并不能保證每次都正確，一旦掌握了一個(gè)特 定的數(shù)據(jù)集，要確定趨勢(shì)可能要依賴假設(shè)條件、個(gè)人推測(cè)、觀測(cè)現(xiàn)象或 證據(jù)報(bào)道等 其次，針對(duì)該趨勢(shì)，可通過對(duì)數(shù)據(jù)的分

24、析，對(duì)該趨勢(shì)加以確認(rèn)或否定。地理信 息系統(tǒng)可使用戶快速獲得定量數(shù)據(jù)以及說明該趨勢(shì)的附圖等。4）模式（Patterns）分析與已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生事件有關(guān)的因素。 首先，確定模式，模式的確定通常需要長期的觀察、熟悉現(xiàn)有數(shù)據(jù)、了解數(shù)據(jù) 間的潛在關(guān)系。 其次，模式確定后，可獲得一份報(bào)告，說明該事件發(fā)生在何時(shí)何地、顯示事件 發(fā)生的系列圖件。5）模型（Models）該類問題的解決需要建立新的數(shù)據(jù)關(guān)系以產(chǎn)生解決方案。 首先，建立模型，如選擇標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法等。 其次，建立了一個(gè)或多個(gè)模型后，能產(chǎn)生滿足特定的所有特征的列表，并著重 顯示被選擇特征的地圖，且提供一個(gè)有關(guān)所選擇的特征詳細(xì)描述的報(bào)表第3 節(jié) GIS的

25、功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn) 文件圖表數(shù)據(jù)獲取 原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取 現(xiàn)實(shí)世界文字報(bào)告、遙感圖象等數(shù)字化儀掃描儀解析測(cè)圖儀鍵盤 等編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)編輯、變換與處理 數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)入庫目的：保證數(shù)據(jù)入庫時(shí)在內(nèi)容上的完整性，邏輯上的一致性。方法：數(shù)據(jù)編輯與處理、錯(cuò)誤修正： 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化：矢量、柵個(gè)格轉(zhuǎn)化，不同數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化； 數(shù)據(jù)比例轉(zhuǎn)化：平移、旋轉(zhuǎn)、比例、糾正 投影變換：投影方式 數(shù)據(jù)概化：平

26、滑、特征集結(jié) 數(shù)據(jù)重構(gòu)：幾何形態(tài)變換（拼接、截取、壓縮、結(jié)構(gòu)） 地理編碼：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組織與管理 數(shù)據(jù)的集成過程： 幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)組織 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)、柵格/矢量結(jié)構(gòu) 決定著GIS的數(shù)據(jù)分析能力、效率和精度 數(shù)據(jù)管理： 層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型、混合管理模式 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)空間查詢空間數(shù)據(jù)庫哈爾濱在哪里？空間查詢屬性查詢78路公交經(jīng)過哪些站？第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)疊加分析空間數(shù)據(jù)庫 為某工廠選址，首先找出地價(jià)1萬元m; 且地形起伏較小的區(qū)域?地價(jià)1萬元m坡度小于3度的地形信息

27、空間檢索滿足兩條件的區(qū)域+ +第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)分析空間數(shù)據(jù)庫道路的噪音影響范圍?街道中心線空間檢索城市環(huán)境評(píng)價(jià)第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析空間數(shù)據(jù)庫哪條路最近,如何乘車?道路信息空間檢索第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出 數(shù)據(jù)交換 統(tǒng)計(jì)表格 制 圖：專題地圖、影象地圖、統(tǒng)計(jì)地圖、地形圖GIS Data第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)用戶界面 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用二、基本功能實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)GIS的空間分析技術(shù)與手段是有限的，而實(shí)際應(yīng)用模型是無可枚舉的，任何GIS都應(yīng)提供二次開發(fā)工具。定制菜單、程序與可視

28、化界面等GIS二次開發(fā)環(huán)境： 專用工具：如Arc/Info的AML語言； 通用語言：如VC+、VB、Delphi等 組件開發(fā)：如ArcView 的MapObject，ArcGIS的ArcObject，MapInfoMapX；第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域GIS 主要應(yīng)用領(lǐng)域 資源管理 區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃 災(zāi)害監(jiān)測(cè) 環(huán)境評(píng)估 作戰(zhàn)指揮 交通運(yùn)輸 宏觀決策 商業(yè)金融、通訊郵電、日常生活等各領(lǐng)域第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域資源管理 資源清查是GIS的最基本的職能 包括: 1）土地資源的清查、管理； 2）森林資源的清查、管理； 3）礦產(chǎn)資源的清查、管理； 4）土地利用規(guī)劃； 5）野生

29、動(dòng)物的保護(hù) 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃GIS在區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用包在區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用包括：括： 1）城鎮(zhèn)總體規(guī)劃；）城鎮(zhèn)總體規(guī)劃； 2）公共設(shè)施配置；）公共設(shè)施配置； 3）道路交通規(guī)劃；）道路交通規(guī)劃； 4）城市環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；）城市環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)； 5）城市環(huán)境選質(zhì)量評(píng)價(jià)；）城市環(huán)境選質(zhì)量評(píng)價(jià)； 6）城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)；）城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)； 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)GIS方法和多時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)，用于: 森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào); 洪水災(zāi)情監(jiān)測(cè)和淹沒損失估算; 確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線; 為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防

30、洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境評(píng)估 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域作戰(zhàn)指揮 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域交通運(yùn)輸 第3 節(jié) GIS的功能及應(yīng)用三、應(yīng)用領(lǐng)域宏觀決策 GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，可為國家宏觀決策提供依據(jù)。第4 節(jié) GIS的發(fā)展一、國際GIS的發(fā)展?fàn)顩r 60年代，探索時(shí)期：人們關(guān)注什么是GIS，GIS能干什么。 70年代，發(fā)展時(shí)期：研究的重點(diǎn)是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù) 庫管理。 80年代，實(shí)破階段：把GIS與RS結(jié)合來解決全球性問題。 90年代，全面應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化階段：對(duì)GIS進(jìn)一步

31、研究，研究的內(nèi)容集中 在：空間信 息分析的新模式和新方 法，空間關(guān)系和 數(shù)據(jù)模型，人工智能引入等。 40年代和50年代計(jì)算機(jī)科學(xué)、地圖學(xué)和航空攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生利用計(jì)算機(jī)匯總各種數(shù)據(jù)，借助計(jì)算機(jī)處理和分析這些數(shù)據(jù)，最后通過計(jì)算機(jī)輸出一系列結(jié)果，作為輔助決策的有用信息，產(chǎn)生了最早地理信息系統(tǒng)的基本框架。50年代末60年代初，計(jì)算機(jī)獲得廣泛應(yīng)用以后，很快就被應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。計(jì)算機(jī)分析地圖內(nèi)容并提供信息，是從自然資源的管理和土地規(guī)劃任務(wù)開始的，在這個(gè)基礎(chǔ)上誕生了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)加拿大地理信息系(CGIS，諾基爾湯姆林遜，1963)。受計(jì)算機(jī)發(fā)展水平的限制，當(dāng)時(shí)的地理信息系統(tǒng)

32、的特征是存儲(chǔ)能力小，磁帶存取速度慢。機(jī)助制圖能力較強(qiáng)，地學(xué)分析功能較簡單，實(shí)現(xiàn)了手扶跟蹤數(shù)字化方法，可以完成地圖數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉嫞址鶖?shù)據(jù)的自動(dòng)拼接，開創(chuàng)了格網(wǎng)單元的操作方法，發(fā)展了許多基于格網(wǎng)的系統(tǒng)。所有這些處理空間數(shù)據(jù)的主要技術(shù)，奠定了地理信息系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。另外，紛紛成立的許多有關(guān)GIS的組織和機(jī)構(gòu)對(duì)傳播和發(fā)展地理信息系統(tǒng)也起了重要的指導(dǎo)作用。 在這期間，計(jì)算機(jī)發(fā)展到第三代，內(nèi)存容量大增，運(yùn)算速度加快，大容量直接存取設(shè)備磁盤的使用，為地理數(shù)據(jù)的錄入、儲(chǔ)存、檢索、輸出提供了強(qiáng)有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強(qiáng)了人機(jī)對(duì)話和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝著實(shí)用化方向發(fā)展。從1970年

33、至1976年，美國地質(zhì)調(diào)查所就建成了50多個(gè)信息系統(tǒng)，分別作為處理地理、地質(zhì)和水資源等領(lǐng)域空間信息的工具。加拿大、聯(lián)邦德國、瑞典等國，也先后發(fā)展了自己的地理信息系統(tǒng)。一些商業(yè)公司開始活躍，GIS軟件在市場(chǎng)上受到歡迎，據(jù)IGU統(tǒng)計(jì)，在70年代約有300多個(gè)系統(tǒng)投入使用，其中較完整的系統(tǒng)軟件就有80個(gè)之多。D.F.Marble等擬訂了處理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件登錄的標(biāo)準(zhǔn)格式，提出GIS發(fā)展研究的重點(diǎn)是空間數(shù)據(jù)處理的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理這三方面。許多大學(xué)(如美國紐約州立大學(xué)等)開始注意培養(yǎng)GIS方面的人才，創(chuàng)建了GIS實(shí)驗(yàn)室。因此，地理信息系統(tǒng)這一技術(shù)受到了政府部門、商業(yè)公司和大學(xué)的普遍重視，成

34、為引人注目的領(lǐng)域。 由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)，為計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。軟件開發(fā)工具的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的推廣，推動(dòng)了GIS的數(shù)據(jù)處理能力，空間分析功能，人機(jī)交互對(duì)話，地圖的輸入、編輯和輸出技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，并逐漸走向成熟。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用從解決基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃(如道路、輸電線等)轉(zhuǎn)向更加復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)問題。 90年代以來，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和地球數(shù)字化產(chǎn)品的普及應(yīng)用，GIS的發(fā)展進(jìn)入用戶時(shí)代。社會(huì)對(duì)GIS的認(rèn)識(shí)普遍提高，需求大幅度增加，GIS已成為許多機(jī)

35、構(gòu)(特別是政府決策部門)必備的工作系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)已被列入“信息高速公路”計(jì)劃，也是美國前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅摹皵?shù)字地球”戰(zhàn)略的重要組成部分。90年代，GIS開發(fā)和研究主要集中在下列一些方向： 空間信息分析的新模式和新方法； 空間信息應(yīng)用模型；GIS的效益評(píng)價(jià)； 三維、四維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型； 人工智能和專家系統(tǒng)的引入； 網(wǎng)絡(luò)GIS； 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS的結(jié)合等。 第4 節(jié) GIS的發(fā)展二、國內(nèi)GIS的發(fā)展?fàn)顩r 起步較晚，但發(fā)展較快，分為以下幾個(gè)階段： 70年代，準(zhǔn)備階段 80年代，試驗(yàn)起步階段 90年代，發(fā)展階段 96年以來，產(chǎn)業(yè)化階段70年代初，我國開始探討計(jì)算機(jī)在測(cè)量、地圖制圖和遙感

36、領(lǐng)域的應(yīng)用。1972年開始研制制圖自動(dòng)化系統(tǒng)1974年引進(jìn)美國地球資源衛(wèi)星圖像，開展了衛(wèi)星圖像的處理和信息解譯工作，還開展了全國 范圍的航空攝影測(cè)量與地形制圖，為我國地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì) 基礎(chǔ)，并于1977年誕生我國第一張全要素?cái)?shù)字地圖。這些都為我國地理信息系統(tǒng)的研制和開發(fā)做了物質(zhì)和技術(shù)準(zhǔn)備，為GIS的發(fā)展開辟了道路。80年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)“信息革命”的熱烈響應(yīng)，GIS技術(shù)在我國正式進(jìn)入全面試驗(yàn)階段我國在GIS理論探索、規(guī)范探討、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、軟件開發(fā)、系統(tǒng)建立、人才培養(yǎng)、典型試驗(yàn)和專題試驗(yàn)等方面都取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。 在典型試驗(yàn)中主要研究建立數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、空間數(shù)據(jù)庫

37、建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法以及系 統(tǒng)分析軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)等。 在專題試驗(yàn)和應(yīng)用方面，探索地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，建成的區(qū)域性系統(tǒng)有1 100萬國 土基本信息系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)、洪水災(zāi)害預(yù)報(bào)與分析系統(tǒng)等。國際GIS學(xué)術(shù)會(huì)議多次在我國舉行，有關(guān)高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)課程，這一切均為GIS的進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 從1986年到1995年前后，我國GIS走上了全面發(fā)展道路。 沿海、沿江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的發(fā)展，土地的有償使用和外資的引進(jìn)，急需GIS為之服務(wù)，推動(dòng)了 GIS的發(fā)展和應(yīng)用。 GIS研究作為政府行為，正式列入國家科技攻關(guān)項(xiàng)目，開始有計(jì)劃、有組織、有目標(biāo)地進(jìn)行理 論研究和應(yīng)用建設(shè)。

38、 全國許多行業(yè)部門和部分省市積極發(fā)展各自專業(yè)GIS和區(qū)域GIS，上海、北京、深圳、海口、 三亞、常州等大中城市都在積極建設(shè)城市GIS。 1996年以來，我國GIS技術(shù)在技術(shù)研究、成果應(yīng)用、人才培養(yǎng)、軟件開發(fā)等方面進(jìn)展迅速，并力圖將GIS從初步發(fā)展時(shí)期的研究實(shí)驗(yàn)、局部應(yīng)用推向?qū)嵱没?、集成化、工程化，為國民?jīng)濟(jì)發(fā)展提供輔助分析和決策依據(jù)。GIS在研究和應(yīng)用過程中走向產(chǎn)業(yè)化道路，成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)普遍使用的工具，并在各行各業(yè)發(fā)揮重大作用。 第4 節(jié) GIS的發(fā)展三、當(dāng)代GIS的發(fā)展動(dòng)態(tài) 自20世紀(jì)60年代世界上第一個(gè)GIS加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)問世以來，經(jīng)過近40多年年的發(fā)展，GIS系統(tǒng)軟件和

39、應(yīng)用軟件日趨成熟和完善。 隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS的社會(huì)需求量增大，GIS應(yīng)用日趨廣泛。應(yīng)用需求促進(jìn)發(fā)展，GIS已從一門技術(shù)發(fā)展為一門獨(dú)立的新興學(xué)科。 下面就GIS當(dāng)前的幾個(gè)熱門研究領(lǐng)域作一介紹。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)與GIS 真三維GIS和時(shí)空GIS GIS應(yīng)用模型 InternetGIS GIS與專家系統(tǒng) GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合。 第4 節(jié) GIS的發(fā)展面向?qū)ο蠹夹g(shù)與GIS 1. 圖形和屬性分開管理的數(shù)據(jù)模型的弱點(diǎn) 不利于空間數(shù)據(jù)的整體管理，以保證數(shù)據(jù)的一致性； GIS的開放性和互操作性受限制； 數(shù)據(jù)共享和并行處理無保證。 2. 面向?qū)ο蠹夹g(shù) 面向?qū)ο蠹夹g(shù)將

40、現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體都抽象為對(duì)象，利用四種數(shù)據(jù)抽象技術(shù)(分類、概括、聯(lián)合、 聚集)可構(gòu)建復(fù)雜的地理實(shí)體，利用繼承和傳播這兩種數(shù)據(jù)抽象工具將所有實(shí)體對(duì)象構(gòu)建 成一個(gè)分層結(jié)構(gòu)。 面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信息提供了一條適合于人類思維模式的直觀、結(jié)構(gòu)清晰、 組織有序的方法，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型成為較為理想的統(tǒng)一管理GIS空間數(shù)據(jù)的有效模型。 因而，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向。 Smallworld GIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表， 3. 面向?qū)ο蟮腉IS有待進(jìn)一步研究的問題 大對(duì)象的操作仍受硬件條件的限制； 對(duì)象的獨(dú)立性與顆粒度問題； 矢量和柵格

41、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和復(fù)合對(duì)象表示的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。 第4 節(jié) GIS的發(fā)展真3維GIS與時(shí)空GIS 1. 真3維GIS 目前絕大多數(shù)的GIS采用二維或2.5維來表示現(xiàn)實(shí)三維現(xiàn)象，通常將三維分量Z值當(dāng)做一個(gè)屬性 值，如DEM數(shù)據(jù)，這對(duì)于許多地學(xué)分析是非常不便的，甚至難以進(jìn)行。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，使得顯示和描述三維實(shí)體的幾何特征和屬性特征 成為可能，因此真三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，真三維GIS的應(yīng)用成為GIS發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)： 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，包括數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化； 三維數(shù)據(jù)的生成和管理； 地理數(shù)據(jù)的三維顯示，包括三維數(shù)據(jù)的空間操作和

42、分析，表面處理，柵格圖像、全息圖 像顯示，層次處理等。 2. 時(shí)空GIS 由于受器件的限制和一些技術(shù)原因，傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其時(shí)間特性。因而需要開發(fā)時(shí)空四維GIS。實(shí)現(xiàn)時(shí)空復(fù)合操作，將空間分析問題進(jìn)一步拓展為時(shí)空分析范疇，已成為新一代GIS的重要研究課題，其主要研究內(nèi)容是： 時(shí)空模型 時(shí)空數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)、操作、查詢 時(shí)空分析 目前較常用的做法是在數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上擴(kuò)充，如在關(guān)系模型的元組中加入時(shí)間，在對(duì)象模型中引入時(shí)間屬性。在這種擴(kuò)充的基礎(chǔ)上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有待進(jìn)一步的研究。 第4 節(jié) GIS的發(fā)展GIS應(yīng)用模型的發(fā)展 GIS強(qiáng)大的生命力在于與各種實(shí)

43、際應(yīng)用的結(jié)合。而通用GIS的數(shù)據(jù)管理、查詢和空間分析功能對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)檫@些領(lǐng)域都有自己獨(dú)特的專用模型。目前的GIS對(duì)用戶定義通用GIS空間分析與各專業(yè)模型的主要途徑 松散耦合式，也稱為外部空間模型法。這種方法基本上將GIS當(dāng)做一個(gè)空間數(shù)據(jù)庫看待，在GIS 環(huán)境外部借助其他軟件或計(jì)算機(jī)高級(jí)語言建立專用模型，其與GIS之間采用數(shù)據(jù) 通訊的方式聯(lián)系。 嵌入式，也稱內(nèi)部空間模型法。即在GIS中借助GIS的通用功能來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域的專用分析模 混合型空間模型法，是前兩種方法的結(jié)合，即盡可能利用GIS提供的功能，最大限度地減少用 戶自行開發(fā)的工作量和難度，又保持外部空間模型法的靈活性

44、。 這些方法的一個(gè)主要問題是它對(duì)于普通用戶而言過于困難。最好的方式是GIS本身能支持建立專業(yè)應(yīng)用模型，能支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗(yàn)的環(huán)境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策，GIMS是目前GIS研究的熱點(diǎn)問題之一。第4 節(jié) GIS的發(fā)展Internet GIS Internet GIS的信息處理模式由傳統(tǒng)的集中式轉(zhuǎn)向客戶服務(wù)器模式，客戶機(jī)處理GIS應(yīng)用軟件，服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理GIS空間數(shù)據(jù)庫，并響應(yīng)客戶機(jī)對(duì)GIS應(yīng)用功能的服務(wù)請(qǐng)求。 由于Internet GIS分布式管理與互操作的要求，Internet GIS又有組件式GIS和Open GIS兩個(gè)研究熱點(diǎn)，但目

45、前Internet GIS仍然存在著諸多不足 目前Internet GIS存在的不足 支持單一數(shù)據(jù)源而非多數(shù)據(jù)源的獲取，不能滿足日益增長的信息交互與Open GIS規(guī)范的需求； 數(shù)據(jù)集中而非分布式存放與管理，不利于信息的共享與更新； 缺乏統(tǒng)一的管理機(jī)制以實(shí)現(xiàn)大量分布式空間信息相互間的有機(jī)聯(lián)系； 缺乏豐富的空間信息表現(xiàn)手法以及與網(wǎng)絡(luò)資源特別是借助瀏覽器表達(dá)的能力； 空間信息獲取控制以及客戶與服務(wù)器端安全體系的建立不夠完善。 目前，商品化的WebGIS還處于初級(jí)階段，提供的查詢和分析功能還不能滿足專業(yè)應(yīng)用的需要，它的出現(xiàn)已開始改變GIS傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出和地圖發(fā)布的方式，為地理信息的高度社會(huì)化共享提供了可能。 組件式GIS 即將已有的巨型GIS分解為若干可互操作的自我管理、相互獨(dú)立的組件，包括數(shù)據(jù)管理組件、空間查詢組件、數(shù)據(jù)獲取組件、專題制圖組件和顯示組件等。這些組件建立在分布