第01章-GIS原理-緒論

地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望地理信息系統(tǒng)基本原理第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望1、信息(Information)狹義信息論將信息定義為“兩次不定性之差”，即指人們獲得信息前后對事物認(rèn)識的差別；廣義信息論認(rèn)為，信息是指主體（人、生物或機(jī)器）與外部客體（環(huán)境、其他人、生物或機(jī)器）之間相互聯(lián)系的一種形式，是主體和客體之間的一切有用的消息或知識，是表征事物特征的一種普遍形式。一般認(rèn)為：信息是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體物理設(shè)備形式的改變而改變。地理信息系統(tǒng)基本原理GeographicInformationSystem，GIS-------------地理信息系統(tǒng)一、基本概念信息具有以下特點：客觀性：任何信息都是與客觀事實緊密相關(guān)的，這是信息正確性和精確度的保證；實用性：信息對決策是十分重要的，信息系統(tǒng)將地理空間的巨大數(shù)據(jù)流收集、組織和管理起來，經(jīng)過處理、轉(zhuǎn)換和分析變?yōu)閷ιa(chǎn)、管理和決策具有重要意義的有用信息；傳輸性：信息可以在信息發(fā)送者和接受者之間傳輸，既包括系統(tǒng)把有用信息送至終端設(shè)備（包括遠(yuǎn)程終端）和以一定的形式或格式提供給有關(guān)用戶，也包括信息在系統(tǒng)內(nèi)各個子系統(tǒng)之間的流轉(zhuǎn)和交換，如網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)；共享性：信息與實物不同，信息可以傳輸給多個用戶，為多個用戶共享，而其本身并無損失。信息的這些特點，使信息成為當(dāng)代社會發(fā)展的一項重要資源。地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念2、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像以及它們能轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。數(shù)據(jù)是用以載荷信息的物理符號，數(shù)據(jù)本身并沒有意義。如數(shù)字“1”。信息可以離開信息系統(tǒng)而獨立存在，也可以離開信息系統(tǒng)的各個組成和階段而獨立存在；而數(shù)據(jù)的格式往往與計算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形式而改變。地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念3、數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：數(shù)據(jù)加工處理信息地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念4、地理信息的定義：地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對地理數(shù)據(jù)的解釋。在地理信息中，其位置是通過數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。地理信息具有區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)特性和動態(tài)變化的特性：地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念區(qū)域性是通過經(jīng)緯網(wǎng)等建立的地理坐標(biāo)來實現(xiàn)空間位置的標(biāo)識；多維結(jié)構(gòu)特性即在二維空間的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多專題的第三維結(jié)構(gòu)；地理信息的時序特征十分明顯，可以按時間尺度將地理信息劃分為超短期的（如臺風(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、氣候變化）等。5、信息系統(tǒng)的定義：信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)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。信息系統(tǒng)包括計算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。信息系統(tǒng)也需要人的參與。地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念1）計算機(jī)硬件包括各類計算機(jī)處理及終端設(shè)備，它幫助人們在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)、存儲信息和快速獲得幫助；2）軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的采集、存儲加工、再現(xiàn)和回答用戶問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)，它接受有效數(shù)據(jù)，并正確地處理數(shù)據(jù)；在一定的時間內(nèi)提供適用的、正確的信息；并存儲信息為將來所用；3）數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析與處理的對象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)；4）用戶是信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象。由于信息系統(tǒng)并不是完全自動化的，在系統(tǒng)中總是包含一些人的復(fù)雜因素，人的作用是輸入數(shù)據(jù)、使用信息和操作信息系統(tǒng)，建立信息系統(tǒng)。6、地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點。地理信息系統(tǒng)的核心在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。地理信息系統(tǒng)的定義：

一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲、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)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫（GeospatialDatabase）為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念（1）地圖觀：認(rèn)為GIS是一個地圖處理和顯示系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每個數(shù)據(jù)集被看成是一張地圖、或一個圖層（layer）、或一個專題(theme)、或覆蓋(coverage)。利用GIS的相關(guān)功能對數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作和運算，就可以得到新的地圖。（2）數(shù)據(jù)庫觀：強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫理論和技術(shù)方法對GIS設(shè)計、操作的重要性。（3）空間分析觀：強(qiáng)調(diào)空間分析和模擬的重要性。實際上，GIS的空間分析功能是它與CAD、MIS等系統(tǒng)的主要區(qū)別之一，也是GIS理論和技術(shù)方法發(fā)展的動力。（1）面向數(shù)據(jù)處理過程的定義：地理信息系統(tǒng)是一個具有輸入、存儲、查詢、分析和輸出地理數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。（2）面向?qū)ｎ}應(yīng)用的定義：根據(jù)處理信息的類型來定義地理信息系統(tǒng)，如房地產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，土地管理信息系統(tǒng)，城市交通管理信息系統(tǒng)，資源開采管理信息系統(tǒng)等。（3）工具箱定義：這種定義基于軟件系統(tǒng)分析的觀點，認(rèn)為地理信息系統(tǒng)包括各種復(fù)雜的處理空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)程序和各種算法。工具箱定義系統(tǒng)地描述了地理信息系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，這為軟件系統(tǒng)的評價提供了基本的技術(shù)指標(biāo)。（4）數(shù)據(jù)庫定義：強(qiáng)調(diào)分析工具與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的聯(lián)接。一個通用的地理信息系統(tǒng)可以看成是許多特殊的空間分析方法與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的結(jié)合。

地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念

地理信息系統(tǒng)是由計算機(jī)軟硬件、地理數(shù)據(jù)和用戶組成的，通過對地理數(shù)據(jù)的采集、輸入、存儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為工程設(shè)計、土地利用、資源管理、城市管理、環(huán)境監(jiān)測、管理決策等應(yīng)用服務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)，是計算機(jī)科學(xué)、遙感與航測技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)輔助設(shè)計、應(yīng)用數(shù)學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科綜合發(fā)展的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念構(gòu)成功能應(yīng)用與其它學(xué)科的聯(lián)系7、GIS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，具有空間性和動態(tài)性；第二，由計算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機(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、綜合地對復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過程動態(tài)分析。

地理信息系統(tǒng)基本原理一、基本概念地理信息系統(tǒng)基本原理第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能1.數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理2.數(shù)據(jù)編輯3.數(shù)據(jù)存儲與管理4.數(shù)據(jù)查詢與檢索5.數(shù)據(jù)分析6.數(shù)據(jù)顯示與結(jié)果輸出7.數(shù)據(jù)更新地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能1．?dāng)?shù)據(jù)輸入、預(yù)處理

空間數(shù)據(jù)只有加工為適合的形式才能被GIS利用，將空間數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)的過程稱為數(shù)字化。最新掃描技術(shù)使大規(guī)模自動數(shù)字化成為可能，中小型作業(yè)仍可使用手工數(shù)字化；GIS軟件提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可從CAD(DMG文件格式)、文本、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等各種形式轉(zhuǎn)人數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能2．?dāng)?shù)據(jù)編輯

數(shù)據(jù)編輯主要包括屬性編輯和圖形編輯。屬性編輯主要與數(shù)據(jù)庫管理結(jié)合在一起完成。圖形編輯主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立、圖形編輯、圖形整理、圖幅拼接、圖形變換、投影變換、誤差校正等功能。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能3．?dāng)?shù)據(jù)存儲與管理

數(shù)據(jù)存儲就是將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機(jī)內(nèi)部或外部存貯介質(zhì)上。其存儲方式與數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)相關(guān)，關(guān)健在于建立記錄的邏輯順序。GIS既能采用普通文件結(jié)構(gòu)構(gòu)造數(shù)據(jù)，又能通過大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行有效嚴(yán)格的組織管理。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，不同表格間通過主碼與外碼相互連接，提供GIS高度的可擴(kuò)展性和靈活的配置能力。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能4．?dāng)?shù)據(jù)查詢與檢索

數(shù)據(jù)查詢與檢索就是指從數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫或存儲裝置中，查找和選取所需數(shù)據(jù)。其中查詢是指根據(jù)用戶提出的問題．確定查找方向和步驟，從而得到需要的信息；檢索是指從數(shù)據(jù)文件中，提取所需要的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能5．?dāng)?shù)據(jù)分析

GIS能分析所定區(qū)域內(nèi)的各種現(xiàn)象和過程。這一分析功能可在系統(tǒng)操作運算功能的支持下或建立專門的分析軟件來實現(xiàn)，包括信息采集與分析、統(tǒng)計分析、多要素綜合分析等。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能6．?dāng)?shù)據(jù)顯示與結(jié)果輸出

數(shù)據(jù)顯示就是中間處理過程和最終結(jié)果的屏幕顯示，包括圖形數(shù)據(jù)的數(shù)字化與編輯以及操作分析過程的顯示。通常以人機(jī)對話方式來選擇顯示的對象與形式，如數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計圖形顯示、空間數(shù)據(jù)的圖形圖像顯示等。結(jié)果輸出有專題地圖、圖表、數(shù)據(jù)、表格、報告等多種類型。屏幕顯示也是結(jié)果輸出的一個方面。輸出設(shè)備有顯示器、彩色繪圖儀、打印機(jī)等。地理信息系統(tǒng)基本原理二、地理信息系統(tǒng)的功能7．?dāng)?shù)據(jù)更新

數(shù)據(jù)更新就是以新的數(shù)據(jù)項或記錄來替換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的數(shù)據(jù)項或記錄。它是通過刪除、修改、再插入等一系列操作來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有更新能力。數(shù)據(jù)更新是地理信息系統(tǒng)建立地理數(shù)據(jù)的時間序列，滿足動態(tài)分析的前提。數(shù)據(jù)更新分全面更新和局部更新兩種。數(shù)據(jù)更新的關(guān)鍵在于建立遙感與地理信息系統(tǒng)的接口，提高不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度和效率，以及提高遙感數(shù)據(jù)的幾何精度和分類精度。地理信息系統(tǒng)基本原理第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用地理邏輯繪圖繪圖機(jī)構(gòu)地質(zhì)測繪環(huán)保機(jī)構(gòu)地方政府人口局稅務(wù)部門旅游服務(wù)業(yè)公用事業(yè)公司企業(yè)教育交通運輸部門地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用GIS應(yīng)用系統(tǒng)一般來說，GIS應(yīng)用系統(tǒng)通?？蓮囊韵聨追N角度來劃分：以研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容分類以研究區(qū)的區(qū)域范圍分類以系統(tǒng)用途分類地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用1．以研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容分類綜合性地理信息系統(tǒng)：按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)存儲、管理一定范圍內(nèi)的各種自然和社會經(jīng)濟(jì)綜合數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)。如加拿大國家地理信息系統(tǒng)，中國自然環(huán)境綜合信息系統(tǒng)等。專題性地理信息系統(tǒng)：具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)項的選擇和操作功能設(shè)計是為特定的目的服務(wù)，如紅壤資源信息系統(tǒng)、土地資源信息系統(tǒng)、水資源管理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)等。地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2．以研究區(qū)的區(qū)域范圍分類全球性地理信息系統(tǒng)：這種系統(tǒng)研究區(qū)域范圍往往涉及全球范圍。如全球人口資源地理信息系統(tǒng)。區(qū)域性地理信息系統(tǒng)：主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務(wù)為目標(biāo)，可以有不同的規(guī)模，如國家級的、省級的、市(地)級和縣級等相各不相同級別行政區(qū)服務(wù)的區(qū)域信息系統(tǒng)，也可以按自然分區(qū)或以流域為單位的區(qū)域信息系統(tǒng)。如加拿大國家信息系統(tǒng)、我國黃河流域信息系統(tǒng)等。地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用3．以系統(tǒng)用途分類

（1）城市信息系統(tǒng)；（2）資源調(diào)查與評價信息系統(tǒng)；（3）規(guī)劃信息系統(tǒng)；（4）輔助決策信息系統(tǒng)等。地理信息系統(tǒng)基本原理三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用(1)專題地圖制圖——地形測量、人口、社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計圖(2)礦產(chǎn)資源評價——地質(zhì)制圖、地質(zhì)災(zāi)害、品位估算與預(yù)測(3)環(huán)境評價與監(jiān)測——環(huán)境影響評價、污染評價(4)土地、水資源調(diào)查與管理——土地管理、道路設(shè)計、文物保護(hù)、水質(zhì)評價等；(5)資源開采——生產(chǎn)圖形的繪制與修改、開采技術(shù)參數(shù)的評價與預(yù)測、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理等；(6)管網(wǎng)、交通模擬模型——煤氣管道、污水管道、輸電線路鐵路、公路的網(wǎng)絡(luò)模型研究；(7)導(dǎo)航系統(tǒng)——空中管制、海圖制作等；(8)城市規(guī)劃——居民點、商業(yè)網(wǎng)點、道路的設(shè)計，各種管網(wǎng)

工程的設(shè)計與管理，各種城市景觀的規(guī)劃與設(shè)計；(9)教練與模擬——基于GIS和虛擬現(xiàn)實（VirtualReality簡稱VR）地理信息系統(tǒng)基本原理第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望地理信息系統(tǒng)的組成地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成完整的GIS應(yīng)包括4個主要部分：一、GIS的硬件設(shè)備二、GIS的軟件三、數(shù)據(jù)四、GIS人員地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成1、GIS的硬件設(shè)備

GIS的硬件設(shè)備構(gòu)成GIS的物理外殼。其配置一般包括以下幾個部分磁帶/光盤遙感/GPS掃描儀數(shù)字化儀工作站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)器繪圖儀電子地圖PC/NCIntranetInternet

輸入設(shè)備處理設(shè)備輸出設(shè)備圖

GIS硬件設(shè)備配置地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成(1)計算機(jī)主機(jī)：它可以是單機(jī)，也可以組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。(2)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：用于將系統(tǒng)所需要的各種數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，并將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化數(shù)據(jù)。通常有數(shù)字化儀、掃描儀、圖像處理系統(tǒng)、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收機(jī)、解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀等，它們將以圖形、圖像、文件、報表等不同形式顯示數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果。地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成(3)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備：主要指存儲數(shù)據(jù)的磁盤、磁帶、光盤及相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)備。(4)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備：它包括圖形終端顯示設(shè)備、繪圖儀、打印機(jī)、可擦寫光盤以及多媒體輸出裝置等。(5)數(shù)據(jù)通訊傳輸設(shè)備：包括網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連線及其他網(wǎng)絡(luò)專門設(shè)施。GIS可以通過網(wǎng)絡(luò)交流信息或共享數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成2、GIS的軟件

GIS的軟件是指GIS運行所必需的各種程序，它們構(gòu)成GIS的核心部分，關(guān)系到GIS的功能。這些軟件通常由4部分組成：(1)計算機(jī)系統(tǒng)軟件(2)GIS系統(tǒng)軟件(3)應(yīng)用分析程序(4)其他支持軟件地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成1)計算機(jī)系統(tǒng)軟件：主要指為用戶使用計算機(jī)提供方便的程序系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)、匯編系統(tǒng)、編譯程序、診斷程序、庫程序等。這些是GIS正常運行所必需的。2)GIS系統(tǒng)軟件：指GIS基本功能軟件包，以完成對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、存儲、管理、分析、查詢、顯示再現(xiàn)和與用戶接口。地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成3)應(yīng)用分析程序：這是系統(tǒng)開發(fā)人員或用戶為某種特定應(yīng)用任務(wù)而開發(fā)的程序，對系統(tǒng)功具有擴(kuò)充作用。應(yīng)用程序作用于地理專題數(shù)據(jù)或區(qū)域數(shù)據(jù)，構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的具體內(nèi)容，這是用戶最為關(guān)心的真正用于地理分析的部分，也是從空間數(shù)據(jù)中提取地理信息的關(guān)鍵。用戶進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的大部分工作是開發(fā)應(yīng)用程序，而應(yīng)用程序的水平在很大程度上決定著系統(tǒng)的優(yōu)劣和成敗。4)其他支持軟件：用于對GIS系統(tǒng)軟件提供支撐或功能上的一些補(bǔ)充。包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、計算機(jī)圖形軟件包等。地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成三、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是GIS的管理內(nèi)容和操作對象。它是指以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、文字、表格、圖像和圖形等。它們由系統(tǒng)研制者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機(jī)或其他輸人設(shè)備輸入到GIS中，也可以通過其他系統(tǒng)的通訊接口直接輸入GIS。GIS正是通過對這些數(shù)據(jù)的采集、管理、分析，提取其信息內(nèi)容構(gòu)成信息模型，根據(jù)用戶的要求來模擬現(xiàn)實世界，其相應(yīng)的區(qū)域信息包括位置信息、屬性信息和空間關(guān)系等。地理信息系統(tǒng)基本原理四、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成四、GIS人員

GIS是一個動態(tài)的地理模型，是一個復(fù)雜的人－－機(jī)系統(tǒng)。僅僅有系統(tǒng)硬件、軟件和數(shù)據(jù)還構(gòu)不成一個完整的GIS。它必須處于相應(yīng)的機(jī)構(gòu)或組織環(huán)境內(nèi)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴(kuò)充等工作。因此，系統(tǒng)的管理、維護(hù)和使用人員是GIS中的重要構(gòu)成因素。這里GIS人員既包括從事GIS系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)人員，也包括采用GIS完成日常工作的終端用戶。地理信息系統(tǒng)基本原理第一章：緒論1、地理信息系統(tǒng)的基本概念2、地理信息系統(tǒng)的功能3、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用4、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成5、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望一、國外發(fā)展概況

二、國內(nèi)發(fā)展概況

三、GIS的發(fā)展趨勢地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望以時間發(fā)展為序列，綜合考慮GIS發(fā)展的特點，可將GIS分為4個發(fā)展階段：20世紀(jì)60年代起始發(fā)展階段70年代鞏固發(fā)展階段80年代推廣應(yīng)用階段

90年代的全面發(fā)展階段地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望1．60年代起始發(fā)展階段

世界上最早的GIS源于北美，是由加拿大測量學(xué)家R.F.TomUnMn提出并建立的，稱為加拿大地理信息系統(tǒng)(CanadaGeographicInformationSystem，CGIS)，主要用于自然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國哈佛大學(xué)HowardT．Fisher設(shè)計和建立了SYMAP系統(tǒng)軟件。但由于當(dāng)時計算機(jī)技術(shù)水平不高，存儲量小，磁帶存取慢，使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩，地學(xué)分析功能極為簡單。地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望當(dāng)時的系統(tǒng)能實現(xiàn)手扶跟蹤數(shù)字化地圖，進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉嫞址鶖?shù)據(jù)的拼接，并發(fā)展了基于柵格的操作方法。這一時期GIS發(fā)展的另一顯著特點是許多與GIS有關(guān)的組織和機(jī)構(gòu)紛紛建立。例如，1966年美國成立城市和區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會(UrbanRegionalInformationSystemAssociation，URISA)，1969年又建立起州信息系統(tǒng)全國協(xié)會(NationalAssociationofStatesInformationSystem，NASIS)。這些組織和機(jī)構(gòu)的建立，為傳播GIS知識和推動GIS技術(shù)的發(fā)展，起到了重要的作用。地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望2．70年代鞏固發(fā)展階段

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著計算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大容量存取設(shè)備——磁盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索和輸出提供了強(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)對話和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝實用方向迅速發(fā)展，不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的GIS在世界各地紛紛研制，美國、加拿大、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究均投入了大量人力和物力。例如，1970一1976年，美國地質(zhì)調(diào)查局就建成了50多個專業(yè)性的地理信息系統(tǒng)，用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望1974年日本國土地理院開始建立數(shù)字國土信息系統(tǒng)，存儲、處理和檢索測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地質(zhì)等信息；瑞典在中央、區(qū)域和城市三級建立了許多信息系統(tǒng)，如土地測量信息系統(tǒng)、斯德哥爾摩地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。其他一些國家也先后建立了許多專業(yè)性的地理信息系統(tǒng)。與此同時，一些商業(yè)公司開始活躍起來，軟件在市場上受到歡迎。據(jù)統(tǒng)計，在70年代大約有300多個系統(tǒng)投入使用。這期間許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也開始重視GIS軟件設(shè)計及應(yīng)用的研究，例如，美國紐約州立大學(xué)布法羅校區(qū)創(chuàng)建了GIS實驗室。總之，在這一時期，地理信息系統(tǒng)技術(shù)已受到政府部門、商業(yè)公司和大學(xué)的普遍重視，成為一個引人注目的領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望

3．80年代推廣應(yīng)用階段

由于計算機(jī)的發(fā)展，推出了圖形工作站和微型PC機(jī)等性能價格比大為提高的新一代計算機(jī)，計算機(jī)和空間信息系統(tǒng)在許多部門廣泛應(yīng)用。GIS系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的發(fā)展，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機(jī)交互、地圖輸入、編輯和輸出技術(shù)均有較大提高。從而使得它的應(yīng)用從解決基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃(如道路、輸電線)轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)，例如土地的農(nóng)業(yè)利用，城市化的發(fā)展，人口規(guī)劃與安置等。同時，由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸時效得到極大的提高。與遙感技術(shù)相結(jié)合、GIS開始用于解決全球性問題，例如全球沙漠化、全球可居住區(qū)的評價、厄爾尼諾現(xiàn)象及酸雨、核擴(kuò)散及核廢料、全球變化與全球監(jiān)測。80年代，GIS軟件的研制和開發(fā)也取得了很大成績，涌現(xiàn)出一批有代表性的GIS軟件，如ARC／INFO、IGDS／MRS、TIGRIS、MGE、SYSTEM9、Microstation、MIPS、GENEMAP等等。地理信息系統(tǒng)基本原理五、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及展望

這一時期GIS在技術(shù)上有了很大的發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下四個方面：柵格掃描技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)據(jù)輸入更加方便，速度更快；數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)和分析處理功能得到很大發(fā)展；高性能顯示裝置的發(fā)展以及大幅面彩色噴墨輸出裝置的發(fā)展，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)和處理結(jié)果可以得到更有效地表達(dá)；關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RelationalDatabaseManagementSystem，RDMS)的發(fā)展和應(yīng)用，使GIS的數(shù)據(jù)管理得到很大改善，系統(tǒng)軟件工具