GIS地理信息系统概述.ppt

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1、123不同视角地球不同视角地球一、背景：一、背景：生活的地球4不同视角地球不同视角地球一、背景：一、背景：生活的地球5不同视角地球不同视角地球一、背景：一、背景：生活的地球6不同视角地球不同视角地球一、背景：一、背景：生活的地球7不同视角地球不同视角地球一、背景：一、背景：生活的地球8一、背景：一、背景：生活的地球9地理信息系统101112131415三维三维GIS都市圈都市圈16全景全景GIS17Googleearth18你是否需要寻找一份能将地球、空间和高科技之间你是否需要寻找一份能将地球、空间和高科技之间的兴趣结合在一起的的兴趣结合在一起的21世纪职业？如果是的话，请世纪职业？如果是的话

2、，请登入美国劳工部网站，了解关于地理空间行业的信登入美国劳工部网站，了解关于地理空间行业的信息。息。从从2008年年5月起，地理空间技术被美国劳工部列为月起，地理空间技术被美国劳工部列为三大新兴产业之一，与其并列的是纳米技术和生物三大新兴产业之一，与其并列的是纳米技术和生物技术。技术。学习本课程有什么用？192021内内 容容GIS相关概念相关概念GIS组成组成常用常用GIS软件软件GIS发展简史发展简史地理信息地理信息系统概述系统概述GIS功能功能了解了解GIS地理信息系统是集地球科学、信息科学与计算机地理信息系统是集地球科学、信息科学与计算机技术为一体的技术为一体的高新技术高新技术，目前已

3、广泛应用于，目前已广泛应用于资源管资源管理、环境监测、灾害评估、城市与区域规划理、环境监测、灾害评估、城市与区域规划等众多等众多领域，成为社会可持续发展的有效的辅助决策支持领域，成为社会可持续发展的有效的辅助决策支持工具。工具。以一个郊游公园选址项目为例，了解地理信息系以一个郊游公园选址项目为例，了解地理信息系统组成及其作用。统组成及其作用。公园选址辅助决策公园选址辅助决策郊游公园选址项目郊游公园选址项目 完成项目需要做哪些工作？ 如何进行选址？ 考虑哪些因素？ 资料收集资料收集 选址选址 提交报告提交报告 文字报告文字报告 图件报告图件报告 交通交通 占地大小占地大小 风景风景 水水 山山

4、植被覆盖植被覆盖 人文环境人文环境 历史历史郊游公园具体位置的选择需要满足一定的郊游公园具体位置的选择需要满足一定的要求要求： 1）依山傍水，地形有一定起伏，必须靠近）依山傍水，地形有一定起伏，必须靠近天然的小河流；天然的小河流； 2）交通方便，但周围环境较安静，公园距）交通方便，但周围环境较安静，公园距公路的距离最远不得超过公路的距离最远不得超过1.25km，最近不得小，最近不得小于于0.25km； 3）空气新鲜，有一定的植被覆盖率；）空气新鲜，有一定的植被覆盖率； 4）等等其它条件；）等等其它条件；公园选址辅助决策公园选址辅助决策公园选址辅助决策公园选址辅助决策总结：总结：数据获取数据管理

5、数据处理和分析方案制作、输出地理信息系统是解决空间问题的有效的辅助决策支持工辅助决策支持工具具。目前，地理信息系统还不能完全代替最终决策者。公园选址辅助决策公园选址辅助决策27 整个过程中我们都用到了什么东西？整个过程中我们都用到了什么东西？ 数据采集工具数据采集工具 数据（信息）数据（信息） 数据分析工具数据分析工具 打印机打印机28一、一、GIS相关概念相关概念1、数据和信息、数据和信息数据：数据：对客观事物的符号表示。数据是指某一目标定性、定量对客观事物的符号表示。数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图

6、像以及它们能转换成的数据等形式。它们能转换成的数据等形式。数据是用以载荷信息的物理符数据是用以载荷信息的物理符号，数据本身并没有意义号，数据本身并没有意义。信息：信息：用文字、数字、符号、语言、图形、图象等载体，表示用文字、数字、符号、语言、图形、图象等载体，表示事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。经营、管理、分析和决策的依据。可以把数据比作原材料，而信息是对原材料处理的结果。可以把数据比作原材

7、料，而信息是对原材料处理的结果。如同一个木匠，在一些如同一个木匠，在一些工具工具的帮助下，可以把木材做成的帮助下，可以把木材做成有用的家具。同样，计算机专业人员应用计算机的硬件有用的家具。同样，计算机专业人员应用计算机的硬件和软件把原始数据转换成信息。这种转换过程可用下图和软件把原始数据转换成信息。这种转换过程可用下图说明。说明。 29一、一、GIS相关概念相关概念2、地理数据、地理数据和和地理信息地理信息地理数据：（地理数据：（Geographic Data）是各种地理特征和现象之间关）是各种地理特征和现象之间关系的符号化表示。包括空间位置特征、属性特征及时态特征三系的符号化表示。包括空间位

8、置特征、属性特征及时态特征三个基本特征部分。空间位置数据描述地理实体所在的空间绝对个基本特征部分。空间位置数据描述地理实体所在的空间绝对位置以及实体间存在的空间关系的相对位置。空间位置可由定位置以及实体间存在的空间关系的相对位置。空间位置可由定义的坐标参照系统描述。空间关系可由拓扑关系，如邻接、关义的坐标参照系统描述。空间关系可由拓扑关系，如邻接、关联、连通、包含、重叠等来描述。联、连通、包含、重叠等来描述。 地理信息：除了具有信息的一般特性外，还具有以下独特特性：地理信息：除了具有信息的一般特性外，还具有以下独特特性：空间分布性、数据量大、多维结构和时序特征。空间分布性、数据量大、多维结构和

9、时序特征。空间分布性是空间分布性是指地理信息具有空间定位的特点。指地理信息具有空间定位的特点。 【X、Y、Z】30特性：特性：1）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系。据相联系。2）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。息的传输与筛选提供方便。3）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。据或空间

10、数据的变化。31一、一、GIS相关概念相关概念3、系统、信息系统、系统、信息系统和地理信息系统和地理信息系统系统：有相互联系、相互依存又相互协调的事物构成的统一体信息系统：是现代管理与决策工作的重要手段，即具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统32一、一、GIS相关概念相关概念3、系统、信息系统和、系统、信息系统和地理信息系统地理信息系统陈述彭院士n 用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。(陈述彭，2000)n 是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。(龚健雅，2001)n既是一门描述、存储、分析和输出空间信息

11、的理论和方法的新兴交叉科学，又是一个以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间地理信息和动态地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。(邬伦，2002)33地理信息系统(Geographical Information Systems - GIS)与其它学科关系与其它学科关系地理学测绘学计算机科学信息科学地理信地理信息系统息系统管理科学资源科学环境科学空间科学34二、GIS组成人35 硬件系统 由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输和显示空间数据。二、GIS组成36数字化仪37扫描仪38绘图仪GPS39GPS404142 软件系统 由系统管理软件、数据库软件

12、和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。二、GIS组成43 空间数据 由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等。时间数据：时间分辨率空间数据：空间分辨率 比例尺 误差 不确定性专题属性数据二、GIS组成44 用户界面 由菜单式、命令式或表格式的图形用户界面所组成，是用以实现人机对话的工具。二、GIS组成45三、GIS功能46文本数据地图野外测量数据航空像片遥感数据交互式终端GIS软件空间数据库编辑：矢量数据编辑 (Vector Data)栅格数据编辑 (Raster / Grid / Image Dat

13、a)采集：三、GIS功能47DBMS：Data Base Management System(数据库管理系统)空间数据存储形式：点：Point, Node线：Arc, Line, Polyline面：Area, Polygon, Region空间关系：拓扑DBMS三、GIS功能48处理：弧段、多边形外接矩形点、线、面捕捉和判断弧段求交点、弧段、多边形位置拓扑关系建立变换：空间坐标变换：平移变换、比例变换、反射变换、旋转变换、几何纠正、投影变换结构转换：栅格转矢量、矢量转栅格三、GIS功能49空间数据量算：空间数据量算：长度；面积；分布中心空间数据查询：空间数据查询：基于属性查询；基于空间查询；

14、联合查询空间查询方法：空间查询方法：基于SQL查询；基于空间SQL查询；基于可视化图形查询三、GIS功能50叠置分析叠置分析(叠加分析叠加分析/Overlay)：AB AB AB BA BA基于栅格的叠加分析基于矢量的叠加分析三、GIS功能51邻域分析：邻域分析：缓冲区分析缓冲区分析(Buffer)泰森多边形泰森多边形(Thissen Polygon) Voronoi图，图，Delauny三角网三角网空间网络分析：空间网络分析：网络图网络图路径分析路径分析定位与配置分析定位与配置分析三、GIS功能52地形分析：地形分析：数字高程模型数字高程模型(Digital Elevation Model:

15、 DEM)数字地形模型数字地形模型(Digital Terrain Model: DTM)不规则三角网不规则三角网(Triangulated Irregular Network: TIN)数字地形：数字地形：坡度坡度坡向坡向地表辐照度地表辐照度空间统计分析：空间统计分析：主成分分析主成分分析(PCA)层次分析层次分析(Hierachy)聚类分析聚类分析(Cluster)判别分析判别分析(Distinguish)三、GIS功能53l空间信息可视化空间信息可视化地图地图图像图像统计图表统计图表数字数据数字数据三维可视化三维可视化虚拟现实虚拟现实(Virtual Reality: VR)l专题信息、

16、专题地图专题信息、专题地图l电子地图电子地图三、GIS功能54组件式产品组件式产品MapObjectArcObjectMapXGeoMedia ObjectSuperMap ObjectGeoMap所属公司所属公司ESRIESRIMapInfoIntergraph北京超图北京超图武汉吉奥武汉吉奥组件技术组件技术OLEActiveXActiveXActiveXActiveXOLE动态连接库动态连接库OCXOCX/DLLOCXOCXOCXAPI空间数据引擎空间数据引擎ArcSDEArcSDEMapInfo Spatial空间数据空间数据服务器服务器SuperMap SDX+扩展扩展OpenGIS开发语言开发语言VC+, VB, C+ Builder, PB, Delphi, AccessVC+, VB, Delphi，JavaVC+, VB, Delphi, Lotus, PBVB, VC+, Delphi, PBVB, Delphi, VC+, C+ Builder, PB, C#，JavaVB, VC+, Delphi, PB三、GIS功能55四、常用GIS软件 软件系统 目前常用GI