第一章 GIS绪论
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1、地理信息系统地理信息系统主要参考书教材：地理信息系统概论(第3版).黄杏元,马劲松 参考书：陈述彭等. 地理信息系统导论.邬伦等. 地理信息系统原理、方法和应用.党安荣等. ArcGIS8 Desktop地理信息系统应用指南.樊红等. ARC/INFO应用与开发技术.宋小冬等. 地理信息系统实习教程（ArcGIS9.x)汤国安等. ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程.论坛1、GIS空间站：http:/ 1 GIS 1 GIS 的基本概念的基本概念2 GIS 2 GIS 与相关学科及技术的关系与相关学科及技术的关系3 GIS 3 GIS 发展概况发展概况4 GIS 4 GIS 应用领域应用
2、领域第一章绪论 1 GIS 1 GIS 的基本概念的基本概念2 GIS 2 GIS 与相关学科及技术的关系与相关学科及技术的关系3 GIS 3 GIS 发展概况发展概况4 GIS 4 GIS 应用领域应用领域1 GIS 的基本概念1.1 地理信息系统的定义1.2 地理信息系统构成1.3 地理信息系统基本功能1.1 地理信息系统的定义及理解 （1）信息（2）数据（3）地理信息（4）地理信息系统（1）信息 广义信息论认为，信息是指主体（人、生物或机器）与外部客体（环境、其他人、生物或机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 信息是向人们或
3、机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。（2）数据 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号，数据本身并没有意义，如数字“1”。数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。 （3）地理信息 地理数据是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。 地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。在地理信息中，其位置是通过数据进行标识的，这是地理信息区
4、别于其它类型信息的最显著的标志。 地理信息的特征：l 空间特征l 属性特征l 时序特征（4）地理信息系统的定义及理解 地理信息系统是采集、存储、查询、分析、管理和输出地理空间数据的计算机数据库系统。1.2 地理信息系统构成数据输入数据输入数据存储数据存储信息输入信息输入系统操作系统操作系统支持系统支持地理分析地理分析硬件系统硬件系统地理数据地理数据软件系统软件系统输入设备输入设备存储设备存储设备输出设备输出设备计算机系统软件计算机系统软件GIS软件软件应用分析程序应用分析程序地地理理数数据据库库用户用户(1) GIS 的硬件系统的硬件系统输入设备输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影测量工作
5、站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备输出设备绘图仪终端打印机数 据 输 入 和 校 验数 据 输 入 和 校 验数 据 存 储 和 管 理数 据 存 储 和 管 理数 据 变 换 分 析数 据 变 换 分 析数 据 显 示 和 输 出数 据 显 示 和 输 出用 户 接 口 模 块用 户 接 口 模 块GIS软件软件应 用 分 析 软 件应 用 分 析 软 件计 算 机 系 统 软 件计 算 机 系 统 软 件操 作 系 统操 作 系 统汇 编 程 序汇 编 程 序编 译 程
6、 序编 译 程 序服 务 程 序服 务 程 序(2) GIS的软件系统的软件系统GIS 软件o国外： 美国环境系统研究所ESRI的 ArcGIS, Arcview MapInfo 公司的MapInfo Intergraph 公司的MGE、GeoMedia 加拿大阿波罗公司的TITAN GISo国内： 中国地质大学 MapGIS 武汉测绘科技大学的 GeoStar 中科院 SuperMap 林科院 ViewGIS 北京大学 CityStar 北京慧图公司 TopMap 1.3 地理信息系统基本功能数据采集与编辑；数据存储与管理； 数据处理和变换；空间分析和统计； 产品制作与显示；二次开发和编程。
7、GIS的功能数据获取GIS的功能编辑变换与处理目的：保证数据在入库时在内容上的完整性，目的：保证数据在入库时在内容上的完整性， 逻逻 辑上的一致性。辑上的一致性。方法：数据编辑与处理、错误修正：方法：数据编辑与处理、错误修正： 数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化；数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化； 数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正 投影变换：投影方式投影变换：投影方式 数据概化：平滑、特征集结数据概化：平滑、特征集结 数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构） 地理编码：
8、拓扑结构地理编码：拓扑结构GIS的功能数据组织与管理 数据的集成过程数据的集成过程 几何数据与属性数据组织几何数据与属性数据组织 数据结构数据结构 矢量结构、栅格结构、栅格矢量结构、栅格结构、栅格/矢量结构矢量结构 决定着决定着GIS的数据分析能力、效率和精度的数据分析能力、效率和精度数据管理：数据管理： 层次模型、网络模型、关系模型层次模型、网络模型、关系模型 混合管理模式混合管理模式GIS的功能检索与分析空间检索空间检索空间分析空间分析空间分析空间分析地形分析地形分析网络分析网络分析缓冲区分析缓冲区分析几何量测几何量测地图分析地图分析叠置分析叠置分析统计分析统计分析决策分析决策分析位置查询
9、位置查询属性查询属性查询拓扑查询拓扑查询空间查询空间查询GIS的功能数据输出 数据交换 统计表格 制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图GIS的功能用户界面GIS的功能二次开发 GIS的空间分析技术与手段是有限的，而实际应用模型是无可枚举的，任何GIS都应提供二次开发工具。定制菜单、程序与可视化界面等GIS二次开发环境： 专用工具：如Arc/Info的AML语言； 通用语言：如VC+、VB、Delphi等 组件开发：如MapInfo的MapX；地理信息系统可用于回答以下问题 定位 某个特定位置有什么？ 几何查属性 例：国家属性查询条件 满足给定条件的地理对象分布 属性查位置 例：客户分布趋
10、势 地理对象随时间的变化 例：人口变化趋势模式 空间对象的分布模式问题 揭示空间对象的空间关系 例：商业服务竞争模拟 解决问题方案 基于模型的 例：公园选址 2 GIS 与相关学科及技术的关系GIS的相关学科技术（据郭达志等）地理学地图制图学数据库理论机助设计软件工程人工智能城市规划测量学摄影测量遥感数学计算机科学信息科学资源管理GIS相相关关学学科科树树考古学考古学人文地理学人文地理学公共管理公共管理社会学社会学流行病学流行病学健康护理规划健康护理规划森林学森林学土壤科学土壤科学地貌学地貌学环境科学环境科学地质学地质学生态学生态学水文学水文学气象学气象学公共信息查询公共信息查询矿产开发矿产开
11、发设施维护设施维护产业产业/商业商业市场市场旅游业旅游业资产管理资产管理计算机科学计算机科学制图学制图学可视化可视化符号学符号学测量测量遥感遥感照相测量法照相测量法数学数学数据库数据库计算机计算机图形学图形学统计学统计学地理地理 统计学统计学人工人工智能智能认知科学认知科学社会经济社会经济测量测量地形测量地形测量环境测量（1）地理学 是以地域单元研究人类居住的地球及其部分区域，研究人类环境的结构、功能、演化以及人地关系。空间分析是GIS的核心，地理学作为GIS的分析理论基础，可为GIS提供引导空间分析的方法和观点。（2）遥感 遥感信息是地理信息系统十分重要的信息源，已成为获取、维护与更新GIS
