测绘学概论第七讲地理信息系统

GeographicInformationSystem什么是GISGIS的构成GIS能干什么GIS的发展什么是GIS一、数据与信息1.信息2.数据3.信息与数据的关系定义：信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。特性：1）客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证；2）适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。所建立的信息系统的明确目的性所决定了信息的适用性；3）传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。4）共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。定义：指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、声音、图像等符号。特性：数据是对客观现象的表示，是用以载荷信息的物理符号，数据本身并没有意义。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。二、地理信息与地学信息1.地理信息2.地学信息3.地理信息与地学信息的区别定义：是指与研究对象的空间地理分布有关的信息,它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。特性：1）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。这是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志；2）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据或空间数据的变化。可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）中期的（如土地利用、作物估产）长期的（如城市化、水土流失）超长期的（如地壳变动、气候变化）实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。定义：指与人类居住的地球有关的信息都是地学信息特性：具有无限性、多样性、灵活性等特点地学信息是人们深入认识地球系统、合理开发资源、净化能源、保护环境的前提和保证。地理信息与地学信息的区别主要在于信息源的范围不同地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等；地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。什么是GIS三、信息系统与地理信息系统1.信息系统（InformationSystem,IS）2.地理信息系统3.地理信息与其他系统之间的区别与联系系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，能完成特定功能的有机整体。信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。具有采集、管理、分析和表达数据的能力。类型：a.事务处理系统、管理信息系统b.决策支持系统c.人工智能、专家系统定义：1）美国学者Parker认为“GIS是一种存贮、分析和显示空间与非空间数据的信息技术”。2）加拿大的RogerTomlinson认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”。3）Goodchild把GIS定义为“采集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”。4）Burrough认为“GIS是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具”。5）俄罗斯学者定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集合”。6）美国国家地理信息与分析中心给出的定义：“GIS为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统”。7）英国教育部认为：“GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统”。8）FICCDC认为“GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题”理解：地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、处理、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。地理信息系统具有以下三个方面的特征：第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。什么是GIS地理信息系统与其他系统之间的区别1）.GIS与IS之间的关系从操作、管理的信息种类的不同，信息系统分为一般管理信息系统(MIS)和空间信息系统(SIS)信息系统（IS)非空间信息系统空间信息系统（SIS）如厂矿企业管理、财务等MIS非地理信息系统地理信息系统（GIS）CAD/CAM专题GIS综合信息系统地籍信息系统城市规划与管理IS区域资源与环境IS…………城市管线信息系统什么是GIS地理信息系统与其他系统之间的区别1）.GIS与IS之间的关系从操作、管理的信息种类的不同，信息系统分为一般管理信息系统(MIS)和空间信息系统(SIS)GIS空间数据和属性数据的联合体什么是GIS地理信息系统与其他系统之间的区别2）.GIS与一般MIS的区别GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用；GIS的处理对象是有关的地理分布数据，也就是空间数据一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询。什么是GIS地理信息系统与其他系统之间的区别3）.GIS与CAD/CAM的区别管理了图形数据和非空间属性数据的系统不一定是GIS，如CAD、CAMGIS与CAD共同点GIS与CAD不同点都有空间坐标系统；都能将目标和参考系联系起来；都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和空间数据CAD研究对象为人造对象—规则几何图形及组合；图形功能功能较强，属性库功能较弱；CAD中的拓扑关系较为简单；一般采用几何坐标系。GIS处理的数据很复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化；GIS的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；GIS采用地理坐标系。GIS与CAM共同点GIS与CAM不同点都有地图输出、空间查询、分析和检索功能CAM侧重于数据查询、分类及自动符号化；它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏拓扑关系；它与数据库的联系通常是一些简单的查询。CAM是GIS的重要组成部分；综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。什么是GIS什么是GISGIS的构成GIS能干什么GIS的发展一、GIS的构成一个实用的GIS系统，要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能，其基本组成一般包括以下五个主要部分：系统软件系统硬件空间数据应用人员应用模型应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户软系统件，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统硬件系统，各种设备-物质基础数据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在GIS的构成二、系统硬件——基本配置输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影测量工作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、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机GIS的构成二、系统硬件——应用模式单机模式：•由基本外设、处理设备和输出设备构成•适用于小型GIS建设•数据传输与资源共享不方便GIS的构成二、系统硬件——应用模式输出用户组1输入……GIS中央数据库与网管Intranet用户组n局域网模式•部门或单位内部GIS建设•专线连接•资源共享较方便GIS的构成二、系统硬件——应用模式广域网模式•用户分布地域广泛，不适合专线连接•公共通讯连接•资源共享方便•局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接输入GIS中央数据库（服务器）图象处理系统局域网用户组输出多媒体系统用户用户主干网InternetGIS的构成二、系统软件——软件结构操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件操作系统GISGIS的构成二、系统软件——操作系统操作系统主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/NT/2000/XP、UNIX等。操作系统关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。GIS的构成二、系统软件——基础软件数据库软件，用来管理空间数据(包括图形数据和属性数据)流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQLServer、Ingress等。目前GIS软件中采用商用数据库管理属性数据，一个有发展前景的模型是面向对象数据模型，可实现图形和属性数据的联合管理。Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。ESRI公司的SDE(SpatialDatabaseEngine)是基于关系数据库的空间数据管理平台。图形平台，某些GIS软件中图形处理平台如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMapGIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGEGIS软件GIS的构成二、系统软件——GIS软件空间数据输入与转换空间数据库管理系统图形与属性数据编辑制图与输出空间查询与分析GISGIS的构成二、系统软件——GIS软件——类型专业GIS（ProfessionalGIS）桌面GIS（DesktopGIS）手持GIS（Hand-HeldGIS）组件GIS（ComponentGIS）GISViewer网络GIS（InternetGIS）其它（基于CAD的GIS）GIS的构成三、空间数据空间数据是指描述地球表层一定范围内的地理事物及其关系的数据,又称地理数据。是GIS的操作对象，是地理信息的载体，是系统应用的基础空间数据特征：几何、属性、时间数据；空间数据组织：矢量结构、栅格结构；空间数据管理：几何数据——文件属性数据——关系数据库GIS的构成四、应用人员•GIS的开发是以人为本的系统工程•业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键•不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理的能力•技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。数据整理GIS的构成四、应用人员缺少决策者的支持缺少专业知识缺乏远见缺少用户介入缺少长期规划缺少系统分析失败的GIS个人冲突没有协作精神错误的选择错误的使用没有进行咨询没有培训没有手册没有用户的参与没有总体目标没有任务目标没有应用目标没有软件版本升级没有数据的更新没有模型的改进没有使用系统方法没有反复试验修改GIS的构成五、应用模型应用模型是客观世界中相应系统经由观念世界到信息世界的映射，反映了人类对客观世界利用改造的能动作用并且是GIS技术产生社会经济效益的关键所在，也是GIS生命力的重要保证，因此在GIS技术中占有十分重要的地位需要解决的问题多源