地理信息系統(tǒng)-課件

地理信息系統(tǒng)（GIS）12021地理信息系統(tǒng)（GIS）12021一.地理信息系統(tǒng)的基本概念二.地理信息系統(tǒng)的基本構成三.地理信息系統(tǒng)的功能簡介22021一.地理信息系統(tǒng)的基本概念22021一.地理信息系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)和信息地圖和地理信息信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)32021一.地理信息系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)和信息32021一、數(shù)據(jù)和信息1、數(shù)據(jù)（Data）

數(shù)據(jù)（Data）是通過數(shù)字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號，不僅數(shù)字是數(shù)據(jù)，而且文字、符號和圖像也是數(shù)據(jù)。

ＧPS衛(wèi)星定位儀

甘肅農業(yè)大學圖書館北緯N36°05′26.19″

東經E103°41′58.92″

海拔：1528.31米

42021一、數(shù)據(jù)和信息ＧPS衛(wèi)星定位儀甘肅農業(yè)大學圖書館北緯2、信息（Information）信息（Information）是用數(shù)字、文字、符號、語言等介質來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內容、數(shù)量或特征，以便向人們（或系統(tǒng)）提供關于現(xiàn)實世界新的事實知識，作為生產、管理、經營、分析和決策的依據(jù)。

國家重點實驗室培育基地——甘肅省干旱生境作物學重點實驗室：北緯N36°05′24.09″

東經E103°41′56.49″

海拔1527.44米

520212、信息（Information）國家重點實驗室培育基地——信息的特征：客觀性適用性可傳輸性共享性信息借助數(shù)據(jù)中心、交換中心、信息網(wǎng)絡傳輸、交換與共享62021信息的特征：信息借助數(shù)據(jù)中心、交換中心、信息網(wǎng)絡傳輸、交換與信息與數(shù)據(jù)的關系：（1）信息來源于數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的內容和解釋。例如：從測量數(shù)據(jù)中可以得到地面物體的位置、形狀和大小等信息；從遙感圖像數(shù)據(jù)中可以得到各種地物的圖形大小和專題信息。（2）數(shù)據(jù)是客觀對象的性狀的表示；而信息則是數(shù)據(jù)內涵的意義。數(shù)據(jù)只有對實體行為產生影響時才成為信息。72021信息與數(shù)據(jù)的關系：72021二、地圖和地理信息

地理信息系統(tǒng)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。

地理信息是指與空間地理分布有關的信息，它表示地表物體和環(huán)境固有的數(shù)據(jù)、質量、分布特征，聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形、圖像等總稱。82021二、地圖和地理信息地理信息是指與空間地理分布有地理信息除了具有信息的一般特性，還具有以下獨特特性：（1）空間分布性。地理信息具有空間定位、空間分布的特點，先定位后定性，并在區(qū)域上表現(xiàn)出分布式特點，其屬性為區(qū)域性、多維性。

先定位：經緯度后定性：村莊或城鎮(zhèn)區(qū)域性：公共地理基礎多維性：面積、人口、交通、產業(yè)構成等92021地理信息除了具有信息的一般特性，還具有以下獨特特（2）數(shù)據(jù)量大。地理信息既有空間數(shù)據(jù)，也有屬性數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的分析、處理對系統(tǒng)帶來很大壓力。每天處理上萬億兆的地球環(huán)境數(shù)據(jù)！102021（2）數(shù)據(jù)量大。每天處理上萬億兆的地球環(huán)境數(shù)據(jù)！1020（3）信息載體的多樣性地理信息的第一載體是地理實體的本身；除此之外，還有描述地理實體的文字、數(shù)字、地圖和影像等符號信息載體；以及紙質、磁帶、光盤等物理介質載體。磁帶：信息物理載體112021（3）信息載體的多樣性磁帶：信息物理載體112021三、信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)

1、信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)（InformationSystem）是具有采集、處理、管理和分析數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能為單一的或有組織的決策過程提供各種有用信息。122021三、信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)122021

從系統(tǒng)結構及處理方法看，信息系統(tǒng)主要分為下列幾種：（1）管理信息系統(tǒng)是一種基于數(shù)據(jù)庫的回答系統(tǒng)，它主要停留在數(shù)據(jù)庫上支持管理者。如人事管理信息系統(tǒng)、財務管理信息系統(tǒng)、產品銷售信息系統(tǒng)等。132021從系統(tǒng)結構及處理方法看，信息系統(tǒng)主要分為下列幾種：（2）決策支持系統(tǒng)是在管理信息系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的。它不僅為管理者提供數(shù)據(jù)支持，還提供方法和模型的支持，可對問題進行模擬，從而輔助決策者對問題的解決選擇最佳方案。142021（2）決策支持系統(tǒng)142021（3）智能決策支持系統(tǒng)是在決策支持系統(tǒng)中進一步引入人工智能技術。如專家決策系統(tǒng)，可提高系統(tǒng)決策的智能化程度。152021（3）智能決策支持系統(tǒng)152021（4）空間信息系統(tǒng)空間信息系統(tǒng)是對空間數(shù)據(jù)進行采集、處理、管理和分析的信息系統(tǒng)。由于空間數(shù)據(jù)的特殊性，使空間信息系統(tǒng)的組織結構及處理方法有別于一般信息系統(tǒng)。162021（4）空間信息系統(tǒng)162021

2、地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS-GeographicInformationSystem）是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統(tǒng)。1720212、地理信息系統(tǒng)172021

地理信息系統(tǒng)具有以下三個方面的特征：

（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；

182021地理信息系統(tǒng)具有以下三個方面的特征：182021（2）以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素分析和動態(tài)預測的能力；并能產生高層的地理信息；

192021（2）以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有（3）由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或專門的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產生有用信息，完成人類難以完成的任務。202021（3）由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模

地理信息系統(tǒng)是一門多技術交叉的空間信息科學，它依賴于地理學、測繪學、統(tǒng)計學等基礎性學科，又取決于計算機硬件與軟件技術、航天技術、遙感技術和人工智能與專家系統(tǒng)技術的進步與成就，如下圖：212021地理信息系統(tǒng)是一門多技術交叉的空間信息科學，它依遙感和全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)源地理學輸入輸出地圖信息攝影測量學獲取信息計算機科學硬件軟件基礎GIS人工智能專家系統(tǒng)提供邏輯思維模型數(shù)學基礎工具及數(shù)學模型統(tǒng)計學、運籌學、統(tǒng)計模型、優(yōu)化決策地學、空間科學空間分析方法222021遙感和全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)源地理學攝影測量學計算機科學GIS人工

地理信息系統(tǒng)按其內容可以分為三大類：（1）專題地理信息系統(tǒng)：是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)。（2）區(qū)域地理信息系統(tǒng)：主要以區(qū)域綜合研究和全面信息服務為目標。（3）地理信息系統(tǒng)工具：它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。如：ARC/INFO、Mapinfo、CityStar、Geostar、MAPGIS等。232021地理信息系統(tǒng)按其內容可以分為三大類：232021二.地理信息系統(tǒng)的基本構成一個完整的地理信息系統(tǒng)主要由四個部分組成：計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員242021二.地理信息系統(tǒng)的基本構成一個完整的地理信息系統(tǒng)主要由四2520212520211、計算機硬件系統(tǒng)

2620211、計算機硬件系統(tǒng)

262021GIS硬件配置一般包括四個部分1、GIS主機2、數(shù)據(jù)采集與輸入設備

數(shù)字化儀、圖像掃描儀、解析和數(shù)字攝影測量設備、電子速測儀、GPS接收機、手寫筆、光筆、鍵盤、通訊端口等；3、數(shù)據(jù)存貯設備

光盤刻錄機、磁帶機、光盤塔、活動硬盤、磁盤陣列等；4、數(shù)據(jù)輸出設備

筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀（打印機）、激光打印機等。272021GIS硬件配置一般包括四個部分2720212、計算機軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調用、設備運行、網(wǎng)絡等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學庫等）標準軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應用軟件用戶界面GIS軟件基礎軟件系統(tǒng)軟件GIS2820212、計算機軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)系統(tǒng)庫標準軟件GIS基本功能軟件GGIS軟件按功能可分為以下幾類：（1）數(shù)據(jù)輸入

將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)(多種來源、多種形式的信息)傳輸給系統(tǒng)內部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉換為便于系統(tǒng)處理的內部格式的過程。（2）數(shù)據(jù)存貯與管理

數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫管理涉及地理元素（表示地表物體的點、線、面）的位置、連接關系及屬性數(shù)據(jù)如何構造和組織等。

292021GIS軟件按功能可分為以下幾類：292021（3）數(shù)據(jù)分析與處理

指對單幅或多幅圖件及其屬性數(shù)據(jù)進行分析運算和指標量測。

（4）數(shù)據(jù)輸出與表示模塊

輸出與表示是指將地理信息系統(tǒng)內的原始數(shù)據(jù)或經過系統(tǒng)分析、轉換、重新組織的數(shù)據(jù)以某種用戶可以理解的方式提交給用戶。（5）用戶接口模塊

該模塊用于接收用戶的指令、程序或數(shù)據(jù)，是用戶和系統(tǒng)交互的工具，主要包括用戶界面、程序接口與數(shù)據(jù)接口。

302021（3）數(shù)據(jù)分析與處理302021

3、地理空間數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包括兩大類型：

1.空間數(shù)據(jù)

用來確定圖形和制圖特征的位置，這是以地球表面空間位置為參照的。

2.非空間的屬性數(shù)據(jù)

用來反映與幾何位置無關的屬性，即通常所說的非幾何屬性，它是與地理實體相聯(lián)系的地理變量或地理意義，一般是經過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統(tǒng)計等方法得到。

3120213、地理空間數(shù)據(jù)312021地理空間數(shù)據(jù)

柵格結構矢量結構定位拓撲關系屬性322021地理空間數(shù)據(jù)柵格結構矢量結構定位322021系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員

GIS咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理332021系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員GIS咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理33三.地理信息系統(tǒng)的功能簡介數(shù)據(jù)采集與編輯數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)處理和變換查詢與空間分析產品制作與顯示二次開發(fā)和編程基本功能應用功能342021三.地理信息系統(tǒng)的功能簡介數(shù)據(jù)采集與編輯基本功能應用功能一、基本功能1、數(shù)據(jù)采集與編輯

地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常抽象為不同的專題或層，如圖。數(shù)據(jù)采集與編輯功能就是保證各層實體的地物要素按順序轉化為x、y坐標及對應的代碼輸入到計算機中。352021一、基本功能352021GIS的數(shù)據(jù)采集功能362021GIS的數(shù)據(jù)采集功能3620212、數(shù)據(jù)存儲與管理

空間數(shù)據(jù)的管理技術主要包括：空間數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)訪問和提取從空間位置檢索空間物體及其屬性從屬性條件檢索空間物體及其位置開窗和接邊操作數(shù)據(jù)更新和維護等3720212、數(shù)據(jù)存儲與管理372021矢量圖

柵格圖382021矢量圖柵格圖3820213、數(shù)據(jù)處理和變換數(shù)據(jù)處理的任務和操作內容有：(1)數(shù)據(jù)變換。指對數(shù)據(jù)從一種數(shù)學狀態(tài)轉換為另一種數(shù)學狀態(tài)，包括投影變換、輻射糾正、比例尺縮放、誤差改正和處理等；(2)數(shù)據(jù)重構。指對數(shù)據(jù)從一種幾何形態(tài)轉換為另一種幾何形態(tài)，包括數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)截取、數(shù)據(jù)壓縮、結構轉換等；(3)數(shù)據(jù)抽取。指對數(shù)據(jù)從全集合到子集的條件提取，包括類型選擇、窗口提取、布爾提取和空間內差等。3920213、數(shù)據(jù)處理和變換3920214、查詢與空間分析主要方法：拓撲疊合緩沖區(qū)建立數(shù)字地形分析空間集合分析5、產品制作與顯示GIS產品的輸出GIS的多維可視化6、二次開發(fā)和編程4020214、查詢與空間分析5、產品制作與顯示402021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……二、應用功能412021用于大型GIS工程應用領域：二、應用功能412021GIS的應用功能管理海量數(shù)據(jù)422021GIS的應用功能管理海量數(shù)據(jù)422021GIS的應用功能瀏覽查詢432021GIS的應用功能瀏覽432021GIS的應用功能專業(yè)性分析442021GIS的應用功能專業(yè)性分析442021GIS的應用功能路徑分析452021GIS的應用功能路徑分析452021GIS的