地理信息 緒論.ppt

1、夏凱,63748859,網(wǎng)絡(luò)課堂：信息學(xué)院空間信息學(xué),課程名稱與教材關(guān)系,參考書,地理信息系統(tǒng)原理（劉南、劉仁義，高等教育出版社，2002） 遙感專題分析與地學(xué)圖譜（傅肅性，科學(xué)出版社，2002） 全球定位系統(tǒng)(GPS)的原理與數(shù)據(jù)處理（劉大杰，同濟(jì)出版社，2001） 新編地圖學(xué)教程（蔡孟裔，高等教育出版社，2000）,前言,1）信息的巨大物化力量,2）信息資源的科學(xué)管理和充分利用,3） 信息產(chǎn)業(yè)的形成與壯大,1、信息時代特點,2、地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢前所未有,前言,-投入使用的GIS系統(tǒng)，每2-3年翻一翻； -GIS市場保持很高的年增長率; -愈來愈多的地區(qū)性和國際

2、性會議以GIS為主題； -愈來愈多的學(xué)術(shù)刊物和論文采用GIS為標(biāo)題； -愈來愈多的學(xué)科將GIS作為其發(fā)展方向加以強調(diào)； -愈來愈多的大學(xué)增加關(guān)于GIS的課程。,一、例子,如何為一公園選擇合理位置？,第一章 緒論,1-1 GIS概念,二、信息與數(shù)據(jù),第一章 緒論,1、信息,1）定義： 信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。,2）信息的特性： A、客觀性： B、適用性： C、傳輸性： D、共享性：,1-1 GIS概念,2、數(shù)據(jù),第一章 緒論,1-1 GIS概念,指輸入到計算機并能被計算機進(jìn)行處理的數(shù)字、文字、符號、聲 音、圖象等符號。,3、兩者關(guān)系 （有人認(rèn)為，輸入的都叫數(shù)據(jù)，輸出的都叫信息，其實不然

3、）。 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。,三、地理信息與地學(xué)信息,第一章 緒論,1-1 GIS概念,1、地理信息,1）定義： 指與研究對象的空間地理分布有關(guān)的信息。,2）特點： A、空間性； B、專題性； C、動態(tài)性。,第一章 緒論,1-1 GIS概念,2、地學(xué)信息,與人類居住的地球有關(guān)的信息都是地學(xué)信息。,地理信息的信息源是地球表面的巖石圈、水圈、大氣層等； 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 宇宙空間。它是人們深入認(rèn)識地球系統(tǒng)、適度開發(fā)資源、保護(hù)環(huán)境的前提和保 證。,3、兩者信息源不同,四、信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng),第一章 緒論,1-

4、1 GIS概念,1、信息系統(tǒng)( Information System ,IS ) 1）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整體。 2）信息系統(tǒng)： 能對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集、存儲、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。 3）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),2、地理信息系統(tǒng)( Geographic Information System ,GIS),第一章 緒論,1-1 GIS概念,1）定義： A、GIS將地理環(huán)境的各種要素，包括它們的空間位置形狀及分布特征和與之有關(guān)的社

5、會、經(jīng)濟(jì)等專題信息以及這些信息之間的聯(lián)系等進(jìn)行獲取、組織、存儲、檢索、分析，并在管理、規(guī)劃與決策中應(yīng)用。 B、 為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。-美國國家地理信息與分析中心 C、GIS是一種獲取、存儲、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。-英國教育部,2）理解 a GIS是信息系統(tǒng)，具有系統(tǒng)的基本功能，數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)。 b GIS的處理對象是有關(guān)的地理分布數(shù)據(jù)，也就是空間數(shù)據(jù)。,第一章 緒論,1-1 GIS概念,3、GIS與其它IS之間的關(guān)系和區(qū)別,G,IS,空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體,1）GIS與其它IS之間的關(guān)系（信息系

6、統(tǒng)分類）,第一章 緒論,1-1 GIS概念,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、財務(wù)等MIS,非地理信息系統(tǒng),CAD/CAM,地理信息系統(tǒng)（GIS）,專題GIS,綜合信息系統(tǒng),地籍信息系統(tǒng),城市管線信息系統(tǒng),城市規(guī)劃與管理IS,區(qū)域資源與環(huán)境IS,2）GIS與其它IS的區(qū)別,第一章 緒論,1-1 GIS概念,A、GIS與一般MIS的區(qū)別： 1）GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用； 2）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)化存儲與查詢。,B、GIS與CAD,第一章 緒論,1-1 GIS概念,管理了圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)

7、不一定是GIS，如，,C.GIS與CAM,CAM（Computer Adid Map)-計算機地圖系統(tǒng)計算機輔助制圖,第一章 緒論,1-1 GIS概念,第一章 緒論,1、60年代，探索時期，人們關(guān)注什么是GIS，GIS能干什么。 2、70年代，鞏固時期，研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理。 3、80年代，實破階段，把GIS與RS結(jié)合來解決全球性問題。 4、90年代，全面應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化階段，對GIS進(jìn)一步研究，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。 5 2000年后網(wǎng)絡(luò)化的成功，對商業(yè)模式的探索,一、國際GIS的發(fā)展?fàn)顩r,1-1 G

8、IS發(fā)展,二、我國GIS發(fā)展,我國GIS起步較晚，但發(fā)展較快，分為以下幾個階段： 1、 70年代，準(zhǔn)備階段 2、 80年代，試驗起步階段 3、 90年代，我國GIS發(fā)展階段 4、 96年以來，是我國GIS產(chǎn)業(yè)化階段。,第一章 緒論,1-2 GIS發(fā)展,1-3 GIS 構(gòu)成,第一章 緒論,從計算機的角度看，GIS是由軟件、硬件、數(shù)據(jù)和用戶組成。,數(shù)據(jù)（系統(tǒng)分析與處理的對象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)）,硬件（各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)）,軟件（支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機程序系統(tǒng)）,用戶（GIS服務(wù)的對象，分為一般用戶和從事建立、維護(hù)、管理和更新的高級用戶）,一、GIS組成,第一章 緒論,1-

9、3 GIS 構(gòu)成,二、硬件配置,數(shù)字化、掃描儀、遙感處理設(shè)備等,計算機 硬盤 光盤 等存儲設(shè)備,存貯 處理,打印機 繪圖儀 顯示終端 等,輸出,服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)、調(diào)制解調(diào)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。,網(wǎng)絡(luò),隨著網(wǎng)絡(luò)普及，信息共享成為時代要求，GIS要有網(wǎng)絡(luò)功能,輸入,功能,硬件配置,第一章 緒論,1-3 GIS 構(gòu)成,三、軟件配置,GIS應(yīng)用軟件,GIS硬件,操作系統(tǒng),GIS專業(yè)平臺軟件,GIS數(shù)據(jù)庫,GIS應(yīng)用軟件在GIS軟件層次的外層，外層以內(nèi)層軟件為基礎(chǔ)，共同完成用戶指定的任務(wù)。,1、GIS軟件層次,2、GIS基礎(chǔ)軟件主要模塊,第一章 緒論,1-3 GIS 構(gòu)成,第一章 緒論,1-4 GI

10、S 功能和應(yīng)用,GIS能作什么？,一、GIS 功能,數(shù)據(jù)采集與輸入、編輯、管理,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,現(xiàn)實世界,空間查詢,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,哈爾濱在哪里？,空間查詢,屬性查詢,78路公交經(jīng)過哪些站？,疊加分析,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,緩沖區(qū)分析,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,城市環(huán)境評價,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)分析,地形分析,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,航道淤積, 挖槽方案比較?,數(shù)據(jù)顯示與輸出,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,二、

11、GIS 主要 應(yīng)用領(lǐng)域,資源管理,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,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）野生動物的保護(hù) ,區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,GIS在區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用包括： 1）城鎮(zhèn)總體規(guī)劃； 2）公共設(shè)施配置； 3）道路交通規(guī)劃； 4）城市環(huán)境動態(tài)監(jiān)測； 5）城市環(huán)境選質(zhì)量評價； 6）城市建設(shè)用地適宜性評價； ,災(zāi)害監(jiān)測,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,GIS方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，用于: 森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報; 洪水災(zāi)情

12、監(jiān)測和淹沒損失估算; 確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線; 為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。,環(huán)境評估,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,作戰(zhàn)指揮,交通運輸,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,宏觀決策,第一章 緒論,1-4 GIS 功能和應(yīng)用,1-5 GIS 相關(guān)學(xué)科,第一章 緒論,數(shù)學(xué),運算研究,統(tǒng)計學(xué),地理統(tǒng)計學(xué),認(rèn)知科學(xué),計算機科學(xué),測量,遙感,攝影測量學(xué),制圖學(xué),可視化,符號學(xué),信息存儲,數(shù)據(jù)庫,模式識別,計算幾何,計算機圖形學(xué),人工智能,旅游業(yè),航運,市場,資產(chǎn)管理,產(chǎn)業(yè)/商業(yè),礦產(chǎn)開發(fā),設(shè)施維護(hù),公共信息查詢,公共管理,考古學(xué),人文地理學(xué),社會科學(xué),健康護(hù)理規(guī)劃,流行病學(xué),環(huán)境科學(xué),地貌學(xué),土壤科學(xué),森林學(xué),地質(zhì)學(xué),生態(tài)學(xué),水文學(xué),氣象學(xué),地形測量,環(huán)境測量,社會、經(jīng)濟(jì)測量,第一章 緒論,1-5 GIS 相關(guān)學(xué)科,三.GIS的理論,GIS的度量空間 1.基本理論： 空間問題的可計算性 地理過程的可計算性,2. 理論問題：空間信息網(wǎng)格,整體組織； 空間數(shù)據(jù)模型；矢量、柵格 空間數(shù)據(jù)共享理論,元數(shù)據(jù),OpenGIS； 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量；誤差及傳播 可視化理論和方法：VR-地圖綜合 空間分析理論和方法:三維,第一章 緒