地理信息系统第一章

资源与环境科学学院GISGeographicalInformationSystem地理信息系统第一章地理信息系统导论第二章地理数据结构及其文件组织第三章地理数据库第四章地理数据采集第五章空间数据处理第六章地理数据计量地理分析第七章空间分析第八章地理信息产品输出第九章地理信息系统设计与评价第十章地理信息系统应用实例地理信息系统导论学习目标：·理解GIS的相关概念，说明GIS和相关学科的关系·掌握GIS的特点、类型与组成·了解GIS的基本功能和用途·了解GIS的发展概况重点：GIS的基本概念、组成及功用地理信息系统导论第一节地理信息系统的产生第二节地理信息系统的基本概念第三节地理信息系统的特点和功能第四节地理信息系统的组成第五节地理信息系统的研究内容第六节地理信息系统的发展趋势信息革命的影响，要求地理学要顺应时代的要求，跟上时代的步伐，地理学要高度现代化。计算机技术、自动化技术等的发展为GIS的形成奠定了坚实的基础；地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有存贮、分析和显示地理信息的功能。计算机制图技术的发展对GIS的产生起了有力的促进作用；海量资源信息，客观上需要GIS为之服务；由于社会的进步，人类开始觉悟到对于自然资源的利用，不能是简单的掠夺，而应当合理的管理利用，并且把开发和保护相结合。对自然资源应采取科学的管理，进行定量分析和预测，从而为宏观科学决策提供依据，这些为GIS的产生提供了应用基础。基于以上社会经济与技术发展的历史背景和原因，地理信息系统于60年代中期开始形成并逐渐发展起来。第一节地理信息系统的产生数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统基本概念信息的特点数据与信息的区别第二节地理信息系统的基本概念数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统(1)信息的客观性(2)信息的适用性(3)信息的传输性(4)信息的共享性信息的特点：数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义数据只有对实体行为产生影响时才成为信息数据与信息的关系基本概念地理信息的特征地图与地理信息的关系数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。地图是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并经过制图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量的空间分布和联系以及随时间的发展变化。数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统基本概念(1)属于空间信息(2)具有多维结构的特征(3)时序特征十分明显数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地理信息的特征1.地图是地理信息载体2.地图是地理信息的传统数据源3.地图是GIS的查询与分析结果的表示方法数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地图与地理信息的关系地理系统是一个多层次的巨系统，它具有多层次的结构和泛目标的功能，需要多学科的知识结构和多种形式技术体系的支持。地理系统是认识地理圈的事物、现象和发生发展过程，理解物质迁移与能量转换内外循环的规律，认识地理规律、掌握地理信息，以调控资源与环境为目的的逻辑思维过程。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。地理系统是地理信息系统的科学依据；地理信息系统是研究地理系统的科学技术保证。数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地理信息系统的分类地理信息系统的功能地理信息系统的应用第三节地理信息系统的特点和功能地理信息系统的特点1.公共的地理定位基础；2.具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力3.系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；4.以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。一、地理信息系统的特点专题地理信息系统(ThematicGIS)区域地理信息系统(RegionalGIS)地理信息系统工具(GISTools)城市信息系统自然资源查询信息系统规划与评估信息系统土地管理信息系统等。按功能分类按内容分类二、地理信息系统的分类数据输入、存贮和编辑操作运算数据查询和检索应用分析图形显示和结果输出数据更新三、地理信息系统的功能四、地理信息系统的应用1.统计与量算；2.规划与管理；3.预测与监测；4.辅助决策。第四节地理信息系统的组成数据输入数据存储信息输入系统操作系统支持地理分析硬件系统地理数据软件系统输入设备存储设备输出设备计算机系统软件GIS软件应用分析程序地理数据库用户一、GIS的硬件系统输入设备数字化仪扫描仪键盘数字像机输出设备显示器绘图机打印机校片纪录仪计算机主机存储设备光盘读写器磁带机硬盘软盘二、GIS的软件系统数据输入和校验数据存储和管理数据变换分析数据显示和输出用户接口模块GIS软件应用分析软件计算机系统软件操作系统汇编程序编译程序服务程序三、地理数据地理数据分类几何数据关系数据属性数据度量关系延伸关系拓扑关系几何坐标定性定量四、用户系统组织、管理、维护和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决策一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统的研究内容概念、定义、内涵构成、特点、功能和任务理论体系发展历史及发展趋势一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统的研究内容硬件配置数据结构与表示输入输出系统地理数据管理用户界面GIS工具软件研制一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统的研究内容应用系统设计数据采集与校验专题分析模型3S结合地学专家系统考古学人文地理学公共管理社会学流行病学健康护理规划森林学土壤科学地貌学环境科学地质学生态学水文学气象学公共信息查询矿产开发设施维护产业/商业市场旅游业资产管理计算机科学制图学可视化符号学测量遥感照相测量法数学数据库计算机图形学统计学地理统计学人工智能认知科学社会－经济测量地形测量环境测量二相关学科树1.起步阶段（60年代），注重空间数据的地学处理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出GIS这一术语，建立加拿大地理信息系统（CGIS）；1969年，ESRI（环境系统研究所）建立；1969年，Integraph公司建立。2.发展阶段（70年代），注重空间地理信息的管理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。1978年，ERDAS成立。一、地理信息系统的发展概况第六节GIS发展趋势3.推广应用阶段（80年代），注重空间决策支持分析。1981年，ESRIARC/INFOGIS发布；1985年，GPS成为可运行系统；1986年，MapInfo建立；1986年，SPOT卫星首次发射；1987年，地理信息系统的国际杂志出版；1988年，美国人口调查局第一次公开发布TIGER；1988年，GISWorld首次发行；1989年，Ingegraph发布MGE；4.用户时代（90年代后）,注重GIS社会应用与服务，GIS技术迅猛发展。控件式GIS成为GISTools的发展方向;WebGIS蓬勃发展;三维GIS崭露头角。5.国外主流GIS软件ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS）GENAMAPMGE（ModularGISEnvironment）（GeoMedia）MapInfo（MapinfoProserver、MapX、MapXtreme、SpatialWare）ERDAS二、我国GIS的发展1.准备阶段（70年代）2.试验阶段（80年代）3.全面发展阶段（90年代）4.国产主流GIS软件GeoStarMapGISSuperMapCityStar(1)GIS与遥感和全球定位系统进一步结合，构成地理学日趋完善的技术体系；(2)空间数据结构与数据管理的研究更加深入；(3)GIS应用模型开发日趋加强；(4)GIS智能化；(5)GIS网络化；(6)三维GIS的研究不断深入；(7)宏观与微观应用进一步加强，并形成新的产业。三、地理信息系统的发展趋势