搜索
地理信息系统（GIS—GeographicInformationSystems）管理空间分布数据的计算机系统GIS将使人们不仅知道存在什么样的信息，而且知道其发生在什么地方，并能研究其在空间与时间上的变化。GIS改变了传统的用图模式，用现代计算机技术来管理和分析空间数据，并将结果可视化，提高人们的认知能力与信息处理能力，为科学管理和决策提供重要手段。GIS的主要应用：1）资源管理;2）资源配置;3）城市规划和管理;4）土地信息系统和地籍管理;5）应急反应;6）商业和市场;7）基础设施管理;GIS系统的基本功能•地图输入、存储、表达、处理功能•数据库管理功能•数据查询分析功能•数据的可视化表达方式地图输入、存储、表达、处理功能•表达：点、线、区域、地图符号等图形元素，文本类型、线型、填充模式和颜色等表现形式，•存储：多格式位图文件GIF、TIF、BMP、TGA等DXF格式的数据文件。•处理：图形元素的增删、修改。图层组织，各类图元分层组合。分层标注。图形缩放工具多种投影模式。数据库管理功能除一般数据库管理功能外，应具有运用地理编码(Geocode)，根据各数据点的地理坐标，将数据库的数据与其在地图上相对应的图形元素一一对应。数据查询分析功能•查询、分析地理数据库信息。对象(Object)查询区域查询缓冲区（buffer）查询•数据统计、分类•判断和分析数据的可视表达方式采用多种方式对数据库内容进行描述：•地图(Map)•浏览表格（brower）•图表（Graph）这三种视图均可动态链接。采用多种方式显示查询分析的结果：•条形图（Barchart）•饼图（piechart）•点密度图(Dotdensity)•区块图（Ranges）•数量分级图（Graduated）等地理信息及数据组织•地理空间•系统构成•数据模型•数据组织问题•数据库组织地理空间•1地理空间：地理学的空间是一个定义在地球表层目标集上的关系。宏观的空间分布和目标间的相关关系。几何关系是所有这些关系中的基础关系。•2地理空间的三维特征•3地理空间的多尺度特征与时变特征•4面向对象的整体数据模型地理信息及数据组织地理信息系统的组成•基础层、专题层和应用层三个层次组成。•基础层：城市空间定位公共基础系统，必须由政府统一组织、委托业务部门主持进行。•专题层：城市规划、土地管理、城市公安、城市自来水等若干系统，与政府部门的办公自动化紧密结合，发挥地理信息系统的综合管理作用，必须由政府管理部门组织完成。•应用层：针对发展中存在的问题，利用地理信息系统的强大综合分析能力，通过应用分析模型，解决所面临的资源、人口、环境和城市灾害等影响城市可持续发展的重大问题。地理信息及数据组织两种典型的GIS数据模型•1拓扑关系数据模型•2面向实体的数据模型地理信息及数据组织1拓扑关系数据模型•以“结点---弧段---多边形”拓扑关系为基础的数据模型•优点是数据结构紧凑，拓扑关系明晰，拓扑查询和网络分析方面的效率高•不足：(1)对单个地理实体的操作效率不高(2)难以表达复杂的地理实体。(3)难以实现快速实体查询和复杂实体的空间分析(4)局部更新困难地理信息及数据组织12面向实体的数据模型•以独立、完整、具有地理意义的实体为基本单位对地理空间进行表达•面向实体的数据模型在具体实现时采用的是完全面向对象的软件开发方法•优点：实体管理、修改方便，查询检索、空间分析容易•缺点：(1)拓扑关系需临时构建(2)动态分段、网络分析效率降低地理信息及数据组织数据库组织•图形数据与属性数据分离组织•图形数据与属性数据合一组织地理信息及数据组织地理信息中的数据包括两大类型：•(1)空间数据空间数据以空间位置为参照的数据。•(2)非空间的属性数据非空间属性数据用来反映非几何位置的属性，非几何属性分为定性和定量两种，前者包括名称，类型，特性等；后者则包括数量和等级等。地理信息及数据组织地理信息系统的空间数据表示点号坐标1x1,y12x2,y2……33x33,y33线号起点终点点号Ⅰ171234567Ⅱ79789Ⅲ919101…………Ⅹ16231625262723多边形号边界线号1ⅠⅡⅢ2Ⅳ3ⅢⅤⅥⅦ4ⅡⅦⅨⅧ5ⅥⅨⅩ地理信息及数据组织属性数据与地图数据•(1).tab文件:描述表的数据结构的文件。•(2).dat/wsk/dbf/xls文件:dbase,foxbase,Excel等文件。•(3).map文件:用于描述图形对象。•(4).id文件:图形文件的索引地理信息及数据组织属性数据.TAB文件.DAT文件空间数据..MAP文件文件头字段数字段1说明……字段M说明图元数据描述：图幅区域图层说明图上实体描述……文件头字段定义记录1记录2……记录x....索引1索引2……索引N....文件头点，记录号，坐标线,记录号,坐标,线形面,记录号,边界,填充…….图例，颜色，大小……拐点数及坐标信息……..ID文件地理信息及数据组织GIS数据组织问题•1数据分层问题•2不能表现地理实体之间的语义关系•3特殊地理现象的表达问题1数据分层问题•将地理特征表达为带有分类属性的几何对象，然后以层（Layer）为概念组织、存储、修改和显示它们•分层在地理对象的管理上带来方便•GIS中的叠置分层概念根据僵硬的边界将现实世界划分为一系列的覆盖层，这些分类并不能完全充分地反映现实世界。2不能表现地理实体之间的语义关系•语义关系的忽视实际上是对一部分地理现象规律的忽视。•所有的地理空间实体都分布在一定的地理系统中，其地理性质的相互关系形成了空间的分布、形式、结构和规律等方面的内涵•在复杂的、深层次的空间分析上显得被动。3特殊地理现象的表达问题•模糊对象和不确定对象的表达•精确的对象模型有明确的空间边界、拓扑关系和明确定义的属性集•连续的场现象用在时空域连续变化的光滑数学表面来表达系统建设的模式：•第一种是完全自主开发，需要有大的投入，而且需要配备齐全的水平较高的专业人员队伍。第二种模式是全盘委托开发模式，整个工程从设计到实施都交给某一家或几家开发单位。第三种模式是联合开发，这种模式能否成功的关键是否能够明确各自的地位和作用，特别是系统建设单位要通过联合开发，培养自己的技术队伍，最终达到又自己的技术队伍运转和发展有关业务系统的目的，并在系统的不同建设阶段，选择不同类型的合作伙伴，同时明确界定阶段合作的内容，明确分工，参与系统的整体技术决策。GIS发展方向•数据标准化（InteroperableGIS）•数据多维化（3D&4DGIS）•系统集成化（ComponentGIS）•系统智能化（CyberGIS）•平台网络化（WebGIS）•应用社会化（数字地球DigitalEarthDE）数据标准化（InteroperableGIS）•互操作地理信息系统（InteroperableGIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。数据多维化（3D&4DGIS）•三维（四维）地理信息系统（3D&4DGIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。系统集成化（ComponentGIS）•面向对象和构件技术的地理信息系统（ComGIS）是把GIS的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。系统智能化（CyberGIS）•赛博空间（Cyberspace）是以计算机技术、现代通信、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础，构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间。在赛博空间中以这种空间智能体做为构成模块的GIS系统就是CyberGIS，它自动地接受用户以高级的语言描述的指令，利用它能感知并作用于赛博空间的本领，通过与其它空间智能体的交互，为用户找到赛博空间中所需信息。平台网络化（WebGIS）•基于的地理信息系统（WebGIS）是利用Internet技术在Web上发布空间信息供用户浏览和使用。WebGIS系统可分为四部分：•WebGIS浏览器，用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理；•WebGIS信息代理，用以均衡网络负载，实现空间信息网络化；•WebGIS服务器，用于满足浏览器的数据请求，完成后台空间数据库管理；•WebGIS编辑器，提供导入空间数据库数据功能，形成完整的GIS对象，GIS模型和GIS数据结构的编辑和表现环境。应用社会化（DigitalEarthDE）•它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源。数字地球是GIS的延伸，建立数字地球的核心技术包括GIS与数字库、遥感、遥测、信息技术等。遥感、遥测技术用来完成数据采集、处理和识别，GIS和数据库技术用于完成数据存贮、检索、集成、融合、综合和分析，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。交通地理信息系统（GeographicInformationSystemforTransportation）简称GIS-T•1.车辆管理调度：电子地图上显示出车辆位置。•2.车辆导航：车上定位装置和电子交通图及交通信息相结合。•3.公共交通信息：电子地图、交通有关信息与路况信息。•4.事故管理和处理：主要用户是警察局、消防局和急救中心。•5.交通管制。•6.旅客交通信息：线路图,交通工具和时间等。GIS系统软件（开发平台）主要GIS系统平台软件名称公司名称国家年产值:万美元GeoMediaIntergraphUSA42300ARC/INFOESRIUSA15500CARISUniversalSystemCanada15500MAPINFOMAPINFOUSA3200GenamapGenasysIIUSA1700SmallWorldSmallWorldUK1600MapInfo主要功能显示数据查看数据——显示地理对象成都_block.tab查看数据——在浏览窗口中成都_Market.tab布置屏幕：打开多个文件，平铺、重叠…创建数据集的子集：成都_block.tab_矩形选择_浏览_select表对数据作统计图：各种统计创建工作空间：新多个文件组合打开工作空间：退出MapInfo地图窗口显示地图：成都_zhu1.wor改变视图对话框：主工具(1)漫游器按钮(2)缩放按钮(3)改变视图按钮浏览窗口显示[成都_Market.tab_打开选择《无视图》]的浏览改变列的大小改变列的顺序方法1.直接用鼠标拖曳:方法2.用菜单命令:复制一个字段作为添加列增加一个字段作为添加列删除列改变列的标题统计图窗口打开【行政区概况.tab】创建统计图人口_餠图打开【宁波地图.tab、标注.tab】统计_面积、标注_名称面积_柱图访问统计图类型对话框：参数_外观_布局_图例在左边数据标注修改标题地图窗口图层控制图层操作打开zhu2.wor使用图层控制(1)将图层重新排序：(2)增加一个图层：加全图层(3)删除图层：改变图层设置(1)使用缩放水平显示图层：显示_在缩放范围内_限制专题层显示(2)替换缺省的样式设置：Hospital样式改变保存地图主工具条主工具条中的工具：1)选择按钮2)矩形选择按钮3)半径选择按钮4)边界选择按钮5)信息按钮6)标注按钮7)标尺按钮8)图层控制按钮查询菜单打开【zhu1.wor】使用Select查询:_Market_辅助_表达式_列class、运算=1查询结果是临时的，结果存入文件。一级商场.tab关闭浏览窗口。使用SQL命令Block_红运花园*,name=”红运花园”Road_regular__width=20存储、显示专题渲染打开【zhu2.wor+police.tab】专题图_等级_123修改样式退出后再进入MapInfo。再打开【zhu2.wor+police.tab】专题图_独立值_修改符号打开【Block.tab】专题图_独立值或范围_分级修改为