地理信息系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介

第一章導(dǎo)論1地理信息系統(tǒng)基本概念2地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成3地理信息系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介4地理信息系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容5地理信息系統(tǒng)的發(fā)展透視3地理信息系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介

3.1GIS核心問(wèn)題——?jiǎng)⒛衔恢茫↙ocations）條件（Conditions）趨勢(shì)（Trends）模式（Patterns）模型（Models）/模擬（simulation)3.1GIS核心問(wèn)題—位置某個(gè)特定位置有什么？幾何查屬性例：國(guó)家屬性查詢(xún)3.1GIS核心問(wèn)題—條件滿足給定條件的地理對(duì)象分布屬性查位置例：客戶(hù)分布3.1GIS核心問(wèn)題—趨勢(shì)地理對(duì)象隨時(shí)間的變化例：人口變化趨勢(shì)3.1GIS核心問(wèn)題—模式空間對(duì)象的分布模式問(wèn)題揭示空間對(duì)象的空間關(guān)系例：商業(yè)服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)3.1GIS核心問(wèn)題—模型解決問(wèn)題方案基于模型的例：公園選址3.2GIS的基本功能數(shù)據(jù)的輸入功能圖形與文本編輯功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與組織空間查詢(xún)與分析數(shù)據(jù)的輸出與表達(dá)功能

——萬(wàn)劍華數(shù)據(jù)采集與編輯數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理和變換空間分析和統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品制作與顯示二次開(kāi)發(fā)和編程

——黃杏元3.2GIS的基本功能文件圖表數(shù)據(jù)獲取原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索空間查詢(xún)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(kù)GIS功能概述以及它們的表現(xiàn)3.2GIS的基本功能-數(shù)據(jù)采集與編輯3.2GIS的基本功能-編輯變換與處理數(shù)據(jù)入庫(kù)目的：保證數(shù)據(jù)在入庫(kù)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)3.2GIS的基本功能-數(shù)據(jù)組織與管理數(shù)據(jù)的集成過(guò)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3.2GIS的基本功能-檢索與分析空間檢索空間分析空間分析地形分析網(wǎng)絡(luò)分析緩沖區(qū)分析幾何量測(cè)地圖分析疊置分析統(tǒng)計(jì)分析決策分析位置查詢(xún)屬性查詢(xún)拓?fù)洳樵?xún)空間查詢(xún)3.2GIS的基本功能-產(chǎn)品制作與顯示一個(gè)運(yùn)行的GIS，其產(chǎn)品制作與顯示的功能包括：設(shè)置顯示環(huán)境，定義制圖環(huán)境，顯示地圖要素，定義字形符號(hào)，設(shè)置字符大小和顏色，標(biāo)注圖名和圖例，以及繪圖文件編輯等。3.2GIS的基本功能-二次開(kāi)發(fā)和編程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(wú)可枚舉的，任何GIS都應(yīng)提供二次開(kāi)發(fā)工具。定制菜單、程序與可視化界面等GIS二次開(kāi)發(fā)環(huán)境：專(zhuān)用工具：如Arc/Info的AML語(yǔ)言；通用語(yǔ)言：如VC++、VB、Delphi等組件開(kāi)發(fā)：如MapInfo的MapX；3.3應(yīng)用功能資源管理；區(qū)域規(guī)劃；國(guó)土監(jiān)測(cè)；輔助決策；4地理信息系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容

4.1研究?jī)?nèi)容

4.2地理信息系統(tǒng)相關(guān)學(xué)科1.地理學(xué)2.地圖學(xué)3.計(jì)算機(jī)科學(xué)

計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)（DBMS）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）計(jì)算機(jī)輔助制圖（CAM）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

GIS與CAD和CAM的區(qū)別：第一，CAD不能建立地理坐標(biāo)系和完成地理坐標(biāo)變換；第二，GIS的數(shù)據(jù)量比CAD、CAM大得多，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密，這是因?yàn)镚IS涉及的區(qū)域廣泛，精度要求高，變化復(fù)雜，要素眾多，相互關(guān)聯(lián)，單一結(jié)構(gòu)難以完整描述；第三，CAD和CAM不具備GIS具有地理意義的空間查詢(xún)和分析功能。4.遙感考古學(xué)人文地理學(xué)公共管理社會(huì)學(xué)流行病學(xué)健康護(hù)理規(guī)劃森林學(xué)土壤科學(xué)地貌學(xué)環(huán)境科學(xué)地質(zhì)學(xué)生態(tài)學(xué)水文學(xué)氣象學(xué)公共信息查詢(xún)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)設(shè)施維護(hù)產(chǎn)業(yè)/商業(yè)市場(chǎng)旅游業(yè)資產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)科學(xué)制圖學(xué)可視化符號(hào)學(xué)測(cè)量遙感照相測(cè)量法數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)地理統(tǒng)計(jì)學(xué)人工智能認(rèn)知科學(xué)社會(huì)－經(jīng)濟(jì)測(cè)量地形測(cè)量環(huán)境測(cè)量相關(guān)學(xué)科樹(shù)5地理信息系統(tǒng)的發(fā)展透視5.1GIS發(fā)展簡(jiǎn)史5.2當(dāng)代GIS發(fā)展動(dòng)態(tài)5.1GIS發(fā)展簡(jiǎn)史5.1.1國(guó)外GIS發(fā)展?fàn)顩r

1)開(kāi)拓發(fā)展階段（20世紀(jì)60年代）注重空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理。

1963年，加拿大測(cè)量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出GIS這一術(shù)語(yǔ)，并建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）；

1969年，ESRI（環(huán)境系統(tǒng)研究所）建立；

1969年，Integraph公司建立。

2)鞏固發(fā)展階段（20世紀(jì)70年代）注重空間地理信息的管理，受到政府部門(mén)、商業(yè)公司和大學(xué)的普遍重視。

1978年，ERDAS成立。5.1.1國(guó)外GIS發(fā)展?fàn)顩r3.大發(fā)展階段（20世紀(jì)80年代）注重空間決策支持分析

1981年，ESRIARC/INFOGIS發(fā)布；

1985年，GPS成為可運(yùn)行系統(tǒng)；

1986年，MapInfo建立；

1986年，SPOT衛(wèi)星首次發(fā)射；

1987年，地理信息系統(tǒng)的國(guó)際雜志出版；

1988年，美國(guó)人口調(diào)查局第一次公開(kāi)發(fā)布TIGER；

1988年，GISWorld首次發(fā)行；

1989年，Ingegraph

發(fā)布MGE；4.社會(huì)化階段（20世紀(jì)90年代以來(lái)）,注重GIS社會(huì)應(yīng)用與服務(wù)，GIS技術(shù)迅猛發(fā)展。控件式GIS成為GISTools的發(fā)展方向;

WebGIS蓬勃發(fā)展;

三維GIS嶄露頭角。

5.國(guó)外主流GIS軟件

ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS）

GENAMAPMGE（ModularGISEnvironment）（GeoMedia）

MapInfo（Mapinfo

Proserver、MapX、MapXtreme、SpatialWare）

ERDAS

5.1.2我國(guó)GIS的發(fā)展

1.準(zhǔn)備階段（1978-1980）

2.起步階段（1980-1985）

3.全面發(fā)展階段（1986-1995）

4.產(chǎn)業(yè)化階段（1996至今）5.國(guó)產(chǎn)主流GIS軟件

GeoStar

MapGIS

SuperMap

CityStar5.2當(dāng)代GIS發(fā)展動(dòng)態(tài)5.2.1GIS理論研究中及待解決的問(wèn)題5.2.2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)5.2.1GIS理論研究中及待解決的問(wèn)題1）GIS理論發(fā)展的需求隨著GIS理論的發(fā)展與完善，以及人們對(duì)空間信息需求量的增大，為了使得GIS系統(tǒng)得到可持續(xù)的發(fā)展，則必須使GIS向集成化和智能化方向發(fā)展，該方向包括以下幾個(gè)方面：①圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合②GIS與RS的結(jié)合③GIS與GPS和CCD技術(shù)的結(jié)合④GIS與專(zhuān)家系統(tǒng)（ExpertSystem）的結(jié)合2）GIS理論研究中及待解決的問(wèn)題①GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法學(xué)問(wèn)題

②GIS的功能問(wèn)題③多媒體地理信息系統(tǒng)的管理和操作的問(wèn)題④GIS地理信息的深加工問(wèn)題

⑤空間信息可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）5.2.2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)1）GIS軟件中發(fā)展的熱點(diǎn)

①GIS中面向?qū)ο蠹夹g(shù)研究

②時(shí)空系統(tǒng)