GIS基本介绍.ppt

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1、目的：介绍目的：介绍GIS的基本原理的基本原理 GISGIS的定义的定义 GISGIS的主要组成部分的主要组成部分 GISGIS的一些应用实例的一些应用实例 什么是什么是 GIS GIS的组成的组成 GIS如何工作如何工作 GIS的任务的任务 通用通用GIS软件软件什么是什么是GIS 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管软硬件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，适时提供空间和动态理、操作、分析、模拟和显示，适时提供空间和动态的地理信息，为决策服务的一类信息系统。

2、的地理信息，为决策服务的一类信息系统。什么是什么是GIS 地理信息系统地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而与其他信息系统相区别，从而

3、使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。预测结果、规划战略等中具有实用价值。什么是什么是GIS 一门技术一门技术软件和硬件软件和硬件专业模型专业模型 一种信息管理策略一种信息管理策略 目的目的: : 全面改善决策全面改善决策什么是什么是GIS 输入：数据输入：数据输入：查询输入：查询地理数据库地理数据库输出输出: : 显示显示及报告及报告转换及分析转换及分析GIS应用领域：应用领域：公共管理：公共管理：规划规划地质地质探矿探矿林业林业地点选择地点选择市场咨询市场咨询土木工程土木工程犯罪分析犯罪分析测量测量计算机

4、科学计算机科学/MIS/MIS图形学图形学可视化可视化 数据库数据库系统管理系统管理安全安全地理学及地理学及相关领域：相关领域：绘图学绘图学测地学测地学照相测量法照相测量法地形学地形学空间结构学空间结构学 硬件硬件 软件软件 数据数据 人员人员 方法方法特定的应用特定的应用决策目的决策目的空间数据空间数据计算机软硬件计算机软硬件硬件是指能够运行硬件是指能够运行GISGIS软件的计算机。软件的计算机。今天，今天，GISGIS软件可在很多类型的硬件上软件可在很多类型的硬件上运行，从中央计算机服务器到桌面计算运行，从中央计算机服务器到桌面计算机，从单机到网络环境。机，从单机到网络环境。 输入和处理地

5、理信息的工具输入和处理地理信息的工具 数据库管理系统数据库管理系统(DBMS) 支持地理查询、分析和视觉化的工具支持地理查询、分析和视觉化的工具 容易使用这些工具的图形化界面容易使用这些工具的图形化界面(GUI) GISGIS软件提供所需的存储、分析和显示地理软件提供所需的存储、分析和显示地理信息的功能和工具。主要的软件部件有：信息的功能和工具。主要的软件部件有：一个一个GISGIS系统中最重要的部件就是数据。地理空系统中最重要的部件就是数据。地理空间数据和相关的属性数据可以自己采集或者从间数据和相关的属性数据可以自己采集或者从商业数据提供者处购买。商业数据提供者处购买。GISGIS将把空间数

6、据和其将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起，而且可以使用那他数据源的数据集成在一起，而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系统，来管理空间数据。数据可分为：管理系统，来管理空间数据。数据可分为： 空间数据空间数据 属性数据属性数据水系水系地形地形土地利用土地利用公用设施公用设施街道街道行政区行政区空间数据空间数据属性数据属性数据数据类型数据类型水系地形经度纬度纬度经度道路经度纬度纬度纬度纬度图层由两种数据组成：图层由两种数据组成：空间数据用以描述地理位置空间数据用以描述地理位置属性数据用以描述什么、多少、什么时候属性数据用以描述什

7、么、多少、什么时候图层可以用两种方式表示：图层可以用两种方式表示：矢量格式如点和线矢量格式如点和线格栅格式如象素点格栅格式如象素点所有的地理数据都有以下四方面特性：所有的地理数据都有以下四方面特性： 坐标系、比例尺、精度、分辨率坐标系、比例尺、精度、分辨率在矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以在矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以x x、y y坐标形式储存。一个点特征的定位，例如一个钻孔，可以被坐标形式储存。一个点特征的定位，例如一个钻孔，可以被一个单一的一个单一的x x、y y坐标所描述。线特征，例如公路和河流，可坐标所描述。线特征，例如公路和河流，可以被存储于一系列的点

8、坐标。多边形特征，例如销售地域或以被存储于一系列的点坐标。多边形特征，例如销售地域或河流聚集区域，可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量河流聚集区域，可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量模式非常有利于描述一些离散特征，但对连续变化的特征，模式非常有利于描述一些离散特征，但对连续变化的特征，例如土壤类型或赶往医院的开销等，就不太有用。例如土壤类型或赶往医院的开销等，就不太有用。矢量和栅格模式矢量和栅格模式栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元，有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式还是栅格元，有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式

9、还是栅格模式，用来存储地理数据，都有优点和缺陷。现代的模式，用来存储地理数据，都有优点和缺陷。现代的GISGIS都都可以处理这两种模式。可以处理这两种模式。矢量和栅格模式矢量和栅格模式矢量图形和栅格图形矢量图形和栅格图形格栅图格栅图1.5米米路面矢量图路面矢量图街道图层：线街道图层：线土地块层：面土地块层：面矢量矢量图层图层坐标系坐标系:State Plane, North Central Texas Zone, NAD 83分辨率分辨率:0.5 meters 精度精度:1.0 meters比例尺比例尺:see scale bar015003000 英尺图层图层叠加在格栅图上矢量层叠加在格栅图

10、上矢量层GIS技术如果没有人来管理系统和制定计技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题，将没有什么价值。划应用于实际问题，将没有什么价值。GIS的用户范围包括从设计和维护系统的的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家，到那些使用该系统并完成他们技术专家，到那些使用该系统并完成他们每天工作的人员。每天工作的人员。成功的成功的GISGIS系统，具有好的设计计划和自系统，具有好的设计计划和自己的事务规律，这些是规范而且对每一个己的事务规律，这些是规范而且对每一个公司来说具体的操作实践又是独特的。公司来说具体的操作实践又是独特的。 地理参考系统地理参考系统 专业数学模型专业数学模型GIS如何工

11、作如何工作地理信息包含有明确的地理参照系统，例如经度和纬度地理信息包含有明确的地理参照系统，例如经度和纬度坐标，或者是国家网格坐标。也可以包含间接的地理参坐标，或者是国家网格坐标。也可以包含间接的地理参照系统，例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位照系统，例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。一种叫做地理编码的自动处理系统用置识别、路名等。一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系统，如地址描述，转变成明确的地理来从间接的参照系统，如地址描述，转变成明确的地理参照系统，如多重定位。这些地理参考系统可以使你定参照系统，如多重定位。这些地理参考系统可以使你定位一些特征，例

12、如商业活动、森林位置，也可以定位一位一些特征，例如商业活动、森林位置，也可以定位一些事件，例如地震，用于做地表分析。些事件，例如地震，用于做地表分析。 地理参考系统地理参考系统 0, 0WidthHeightprinterOrigin0,0pc地图输出设备控制地理坐标系统地理坐标系统土地利用模型土地利用模型出行发生出行发生出行分布出行分布方式分担方式分担交通分配交通分配城市交通运输模型系统（城市交通运输模型系统（UTMS） 数据输入数据输入 存储存储 管理管理 查询和分析查询和分析 可视化输出可视化输出InventoryDecision SupportCitizensThe WorldGeog

13、raphicKnowledgeInventoryDecision SupportCitizensThe WorldGeographicKnowledge在地理数据用于在地理数据用于GISGIS之前，数据必须转换成适当的之前，数据必须转换成适当的数字格式。从图纸数据转换成计算机文件的过程叫数字格式。从图纸数据转换成计算机文件的过程叫做数字化。对于大型的项目，现代做数字化。对于大型的项目，现代GISGIS技术可以通技术可以通过扫描技术来使这个过程全部自动化，对于较小的过扫描技术来使这个过程全部自动化，对于较小的项目，需要手工数字化（使用数字化桌）。项目，需要手工数字化（使用数字化桌）。对于一个特殊

14、的对于一个特殊的GIS项目来说，有可能需要将数据项目来说，有可能需要将数据转换成或处理成某种形式以适应你的系统。例如，转换成或处理成某种形式以适应你的系统。例如，地理信息适用于不同的比例尺（街道中心线文件的地理信息适用于不同的比例尺（街道中心线文件的比例尺也许是比例尺也许是1:100,000；人口边界是；人口边界是1:50,000；邮；邮政编码是政编码是1:10,000）。在这些信息被集成以前，必）。在这些信息被集成以前，必须转变成同一比例尺。这可以是为了显示的目的而须转变成同一比例尺。这可以是为了显示的目的而做的临时变换，也可以是为了分析所做的永久变换做的临时变换，也可以是为了分析所做的永久

15、变换。GIS技术提供了许多工具来处理空间数据和去除技术提供了许多工具来处理空间数据和去除不必要的数据。不必要的数据。对于小的对于小的GISGIS项目，把地理信息存储成简单的文件项目，把地理信息存储成简单的文件就足够了。但是，当数据量很大而且数据用户数很就足够了。但是，当数据量很大而且数据用户数很多时，最好使用一个数据库管理系统（多时，最好使用一个数据库管理系统（DBMSDBMS），来），来帮助存储、组织和管理数据。一个数据库管理系统帮助存储、组织和管理数据。一个数据库管理系统DBMSDBMS就是用来管理一个数据库就是用来管理一个数据库一个数据的完整收一个数据的完整收集集的计算机软件。的计算机软

16、件。GIS提供简单的鼠标点击查询功能和复杂的分析工提供简单的鼠标点击查询功能和复杂的分析工具，为管理者和类似的分析家提供及时的信息。当具，为管理者和类似的分析家提供及时的信息。当你分析地理数据用于寻找模式和趋势，或提出你分析地理数据用于寻找模式和趋势，或提出“如如果果怎么样怎么样”设想时，设想时，GIS技术实际上正在被使技术实际上正在被使用。现代的用。现代的GIS具有许多有力的分析工具。具有许多有力的分析工具。批量匹配对于许多类型的地理操作，最终结果最好是以地图对于许多类型的地理操作，最终结果最好是以地图或图形来显示。图件对于存储和传递地理信息是非或图形来显示。图件对于存储和传递地理信息是非常

17、有效的。制图者已经生产了上千年的地图，常有效的。制图者已经生产了上千年的地图，GISGIS为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人心的工具。地图显示可以集成在报告、三维观察、心的工具。地图显示可以集成在报告、三维观察、照片图象和例如多媒体的其他输出中。照片图象和例如多媒体的其他输出中。 更好的管理信息更好的管理信息 高质量的分析高质量的分析 能够开展各种条件下的情形分析能够开展各种条件下的情形分析 提高项目工作效率提高项目工作效率 设施管理设施管理 市场分析市场分析 环境分析环境分析 交通运输交通运输/ /车辆路径车辆路径 公共卫生公共卫生 保险

18、业保险业 以及更多以及更多. . . AntarcticaRussiaChinaCanadaBrazilAustraliaUnited StatesGreenlandIndiaIranZaireSudanArgentinaKazakhstanMaliMexicoPeruMongoliaEgyptAngolaChileTurkeyColombiaSwedenSouth AfricaFranceBurmaKenyaNorwayOmanIndonesiaMadagascarJapanGhanaCubaCambodiaNew ZealandTaiwanVenez uelaBoliviaLibyaP a

19、kistanAfghanis tanTurkmeni stanU zbeki stanEquatorArctic CircleAntarctic CircleTropic of CancerTropic of CapricornPapua New Gu ineaKoreaThailandGuineaBotswanaMozambiqueTanzaniaPrime MeridianInternational Date Line校车接送孩子的校车接送孩子的最佳路线？最佳路线？查询？查询？到底火灾现场的到底火灾现场的最快路径最快路径为球场规划最佳位置为球场规划最佳位置交通流量评估交通流量评估Russi

20、aKazakhstanUzbekistanTurkmenistanAzerbaijanEstoniaLatviaLithuania-ByelarusUkraine-MoldovaUni on of Sovi et Soci al i st Republ i cs俄罗斯政治解体后的边界？俄罗斯政治解体后的边界？排水系统研究排水系统研究预测最容易遭到滑坡预测最容易遭到滑坡影响的区域？影响的区域？核废料埋放地址规划核废料埋放地址规划废物回收规划废物回收规划如果对森林资源的破坏保持现有的速度，那么如果对森林资源的破坏保持现有的速度，那么多少年后我们将完全消耗完这些资源？多少年后我们将完全消耗完这些资源

21、？NEWSTemperature (Degrees Celcius)Cold (-27 C to -12 C) Cold to Moderate (-11 C to -7 C)Moderate (-6 C to 2 C)Moderate to Hot (3 C - 12 C)Hot (13 C to 32 C )Legend气候专题图专题图# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S # S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#

22、 S# S # S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S # S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S#S#S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S

23、# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S

24、# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#

25、S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#

26、S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#

27、S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S# S#S# S# SPacific OceanPacific OceanAtlantic OceanAtlantic OceanIndian OceanArctic OceanArctic OceanCountriesMajor RiversMajor Cities# SLes

28、s than 4.7 million#S4.7 to 9.4 million# S9.4 to 14.1 million#S14.1 to 18.8 million# S18.9 to 23.6 millionLegendMajor CitiesN专题专题图图GISRSGPS交通行业交通行业决策分析决策分析数学模型数学模型=相关领域相关领域应用应用什么是什么是GIST？空间数据提取、获得空间数据提取、获得空间及属性数据管理空间及属性数据管理区域及城市交通规划区域及城市交通规划交通仿真交通仿真公路路线设计公路路线设计交通基础设施管理交通基础设施管理交通应急交通应急空间定位服务空间定位服务区域道路

29、运输分析区域道路运输分析物流货物运输优化物流货物运输优化交通安全黑点、黑带、黑面分析研究交通安全黑点、黑带、黑面分析研究交通出行信息服务交通出行信息服务GIS-T主要应用领域主要应用领域 ArcGIS (ArcView, ArcInfo, ArcEdit, ArcIMS, MapObjects) MapInfo MapTitude GeoMedia AutoCAD Map MicroStation MapGIS SuperMap谢谢大家！李海峰博士李海峰博士中国科学院上海高等研究院中国科学院上海高等研究院上海市浦东新区海科路上海市浦东新区海科路99号号电话：电话：02120325152E-mail: