地理信息系统ppt课件.ppt
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1、安徽师范大学安徽师范大学GISGIS系系一、数据与信息一、数据与信息 数据(数据(datadata)是通过数字化或是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号,直接记录下来的可以被鉴别的符号,包括数字、文字、符号、图形、图包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形像以及它们能够转换成的数据等形式。式。 数据只有对实体行为产生影响时才成为信息数据只有对实体行为产生影响时才成为信息 例如:例如:“1”1”和和“0”0”,当用来表示某一种,当用来表示某一种实体在某个地域内存在与否时,它就提供了实体在某个地域内存在与否时,它就提供了有有(1(1表示表示) )、无、无(0(0表示表示)
2、 )的信息。的信息。数据处理数据处理: :即对数据进行运算、排序、转换、即对数据进行运算、排序、转换、分类、增强等,其目的就是为了得到数据中分类、增强等,其目的就是为了得到数据中包含的信息。包含的信息。信息与数据是不可分离的,即信息是数据的信息与数据是不可分离的,即信息是数据的内涵,而数据是信息的表达。也就是说数据内涵,而数据是信息的表达。也就是说数据是信息的载体。是信息的载体。 信信 息息(information)(information) 狭义:狭义:为人们获得信息前后对事物认识为人们获得信息前后对事物认识 的差别的差别 广义:广义:信息是指主体信息是指主体( (人、生物和机器人、生物和机
3、器) ) 与外部客体与外部客体 ( (环境、其它人、生环境、其它人、生 物和机器物和机器) )之间相互联系的一种形之间相互联系的一种形 式。式。 信息的特点:信息的特点: 客观性,适用性客观性,适用性 ,传输性,共享性,传输性,共享性信息的特点信息的特点信息的客观性:与客观事物紧密相联系的;信息的客观性:与客观事物紧密相联系的; 信息的适用性:信息对决策是十分重要;信息的适用性:信息对决策是十分重要; 信息的传输性:信息可以在信息发送者和接受信息的传输性:信息可以在信息发送者和接受者之间传输,既包括系统把有用信息送至终端设者之间传输,既包括系统把有用信息送至终端设备备( (包括远程终端包括远程
4、终端) ),和以一定形式提供给有关用,和以一定形式提供给有关用户,也包括信息在系统内各子系统之间的传输和户,也包括信息在系统内各子系统之间的传输和交换。交换。 信息的共享性:信息与实物不同,它可以传输信息的共享性:信息与实物不同,它可以传输给多个户,为多个用户共享,而其本身并无损失。给多个户,为多个用户共享,而其本身并无损失。信息的这些特点,使信息成为当代社会发展的一信息的这些特点,使信息成为当代社会发展的一项重要资源。项重要资源。 数据与信息的关系数据与信息的关系 信息与数据是不可分离的。信息与数据是不可分离的。 信息是与物理介质有关的数据表达。信息是与物理介质有关的数据表达。 数据中所包含
5、的意义就是信息。数据中所包含的意义就是信息。 数据是记录下来的某种可以识别的符号,具有多种多样的形式,数据是记录下来的某种可以识别的符号,具有多种多样的形式,也可以加以转换,但其中包含的信息内容不会改变。也可以加以转换,但其中包含的信息内容不会改变。 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,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。并随载荷它的物理设备的形式而改变。 数据是原始事实,而信息是数据处理的结果。数据是原始事实
6、,而信息是数据处理的结果。 不同知识、经验的人,对于同一数据的理解,可得到不同信息。不同知识、经验的人,对于同一数据的理解,可得到不同信息。 地理信息:是指表征地理圈或地理环境固地理信息: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、有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。的总称。 地理数据:是各种地理特征和现象间关系地理数据:是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置、属性特征的符号化表示,包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。及时态特征三部分。一定坐标系中的位置;一定坐标系中的位置; 与
7、位置无关的属性与位置无关的属性( (如岩性、地价等如岩性、地价等) );相互间的空间关系相互间的空间关系( (拓扑关系拓扑关系) ),这种关系,这种关系描述物体间是如何连接在一起的,或一物描述物体间是如何连接在一起的,或一物体如何在其它物体间移动体如何在其它物体间移动。 地理信息的特征地理信息的特征空间特征:其位置的识别是与数据联系在一空间特征:其位置的识别是与数据联系在一 起的。起的。多维特征:即在二维空间的基础上实现多专多维特征:即在二维空间的基础上实现多专 题的第三维结构题的第三维结构. .时序特征:可以按照时间尺度划分地理时序特征:可以按照时间尺度划分地理 信息,对地理事物进行预测、信
8、息,对地理事物进行预测、 预报,从而为科学决策提供预报,从而为科学决策提供 重要依据。重要依据。1、系统:是具有特定功能的、相互联系的许系统:是具有特定功能的、相互联系的许多要素所构成的一个整体。多要素所构成的一个整体。2 2、信息系统:是具有数据采集、管理、分析、信息系统:是具有数据采集、管理、分析和表达能力的系统,它能够为单一的或有和表达能力的系统,它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用信息。组织的决策过程提供有用信息。3 3、信息系统的类型:事务处理系统、管理信、信息系统的类型:事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统、人工智能和专家息系统、决策支持系统、人工智能和专家系统等。系统等。
9、北美、欧洲:北美、欧洲:Geographical Information System 加拿大:加拿大: Geomatigue 中国:中国: Resource and Environmental Information System 技术内涵:技术内涵: Geo-relational Information System 信息科学:信息科学: Spatial Information System 应用类型:应用类型: Natural Resources Information System Land Information System Transportation Geographical
10、Information System 地学应用:地学应用: GeoScience 专业杂志专业杂志:Geographical Information science( (英国英国) ) Geo-Information System(德国)德国) GISGIS是由计算机硬件、软件和不是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据采集、管理、处理、支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。的规划和管理问题。 美国联邦美国联邦数字地图协调委员会(数字地图协调委员会(FICCDCFICC
11、DC)地理信息系统与计算机地图制图地理信息系统与计算机地图制图 地理信息系统不同于计算机地图制图,后者主要考虑可视材地理信息系统不同于计算机地图制图,后者主要考虑可视材料的显示和处理,不太注重可视实体具有或不具有的非图形属性,料的显示和处理,不太注重可视实体具有或不具有的非图形属性,而这种属性数据在分析中可能非常有用。现代而这种属性数据在分析中可能非常有用。现代GISGIS必须具有良好必须具有良好的计算机图形软件,但图形软件包本身不足以完成用户希望完成的计算机图形软件,但图形软件包本身不足以完成用户希望完成的任务。的任务。地理信息系统(地理信息系统(GISGIS)与计算机辅助设计()与计算机辅
12、助设计(CADCAD) CADCAD主要用于绘制范围广泛的技术图形,大至飞机小至微芯主要用于绘制范围广泛的技术图形,大至飞机小至微芯片等。片等。GISGIS和和CADCAD的共同点是二者都要有坐标参考系统,但的共同点是二者都要有坐标参考系统,但GISGIS处处理非图形属性数据和描述、分析图形单元间拓扑关系的功能明显理非图形属性数据和描述、分析图形单元间拓扑关系的功能明显强于强于CADCAD。它们之间的主要区别还在于。它们之间的主要区别还在于GISGIS的容量大得多,数据输的容量大得多,数据输入方式不同,所用的数据分析方法具有专业化特征等。这种差别入方式不同,所用的数据分析方法具有专业化特征等。
13、这种差别有时可能相当大,即便是一个很有效的有时可能相当大,即便是一个很有效的CADCAD系统,有时也可能完系统,有时也可能完全不适合于地理信息分析处理。全不适合于地理信息分析处理。 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。 以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力,并能产生高层空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力,并能产生高层次的地理信息。次的地理信息。 由计算机系统支持进行空间地理数据管理,并由计算机程序模由计算机系统支持
14、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。信息,完成人类难以完成的任务。 地理信息系统从外部来看,它表现为计算机软硬件系统;而其地理信息系统从外部来看,它表现为计算机软硬件系统;而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型,是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。信息的流动型,是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。信息的流动及信息流动的结果,完全由计算机程序的运行和数据的交换来及信息流动的结
15、果,完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真。仿真。 地理信息系统(地理信息系统(GISGIS)与管理信息系统()与管理信息系统(MISMIS)比较项目比较项目GISGISMISMIS数据类型数据类型有空间分布特性有空间分布特性, ,由点、线、由点、线、面及相互关系构成面及相互关系构成主要为属性数据和统计分析数主要为属性数据和统计分析数据据数据源数据源图形图像及地理特征属性图形图像及地理特征属性表格、统计数据、报表表格、统计数据、报表输出结果输出结果图形图像产品、统计报表、图形图像产品、统计报表、文字报告、表格文字报告、表格表格、报表、报告表格、报表、报告硬件配置硬件配置外设:数字化仪、扫描仪
16、、外设:数字化仪、扫描仪、绘图仪、打印机、磁带机绘图仪、打印机、磁带机 主机:要求高档微机或工主机:要求高档微机或工作站作站打印机、键盘、一般微机打印机、键盘、一般微机软件软件要求高,价格昂贵要求高,价格昂贵 如:如:ARC/INFOARC/INFO、微机版约、微机版约3.03.0万万, ,工作站版约工作站版约5-105-10万万要求低、便宜,标准规格统一,要求低、便宜,标准规格统一,如如ORACALORACAL、FOXBASE FOXBASE 等等处理内容处理内容(采用目的(采用目的或分析内容)或分析内容)用于系统分析、检索、资源用于系统分析、检索、资源开发利用或区域规划,地区开发利用或区域
17、规划,地区综合治理,环境监测,灾害综合治理,环境监测,灾害预测预报预测预报查询、检索、系统分析、办公查询、检索、系统分析、办公管理。如管理。如OGISOGIS工作方式工作方式人机对话,交互作用程度高人机对话,交互作用程度高人为干预少人为干预少两者均以计算机为核心,数据量大而复杂(共同点)两者均以计算机为核心,数据量大而复杂(共同点)l 专题地理信息系统(专题地理信息系统(Subject GISSubject GIS):是具有有限目标和):是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务,如专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务,如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作
18、物估产信水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。境管理信息系统等。l 区域地理信息系统(区域地理信息系统(Regional GISRegional GIS):主要以区域综合研):主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县级等。级等。 l 地理信息系统工具地理信息系统工具( (GISToolsGISTools):它是一组具有图形图):它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输
19、出等像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。地理信息系统软件设计地理信息系统基本功能的软件包。地理信息系统软件设计技术较高,而且重复编制比较复杂的基础软件也造成人力技术较高,而且重复编制比较复杂的基础软件也造成人力的极大浪费,因此采用地理信息系统工具(的极大浪费,因此采用地理信息系统工具(GIS-ToolsGIS-Tools),),无疑是建立实用地理信息系统的一条捷径。无疑是建立实用地理信息系统的一条捷径。地理信息系统的分类地理信息系统的分类:(划分的不同依据)(划分的不同依据) 研究范围(全球性和区域性)、研究内研究范围(全球性和区域性)、研究内容(专
20、题和综合)、数据模型(矢量、容(专题和综合)、数据模型(矢量、栅格和混合型)。栅格和混合型)。地理信息系统的构成地理信息系统的构成: 计算机硬件系统、计算机软件系统、空计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据、应用人员、应用模型。间数据、应用人员、应用模型。计算机硬件系统计算机硬件系统计算机软件系统计算机软件系统地理空间数据地理空间数据应用人员应用人员应用模型应用模型图形编码请求属性编码请求接 口图形数据获取属性数据获取查询功能制图功能查询请求输出请求扫描数字化窗口条件属性条件打印机绘图仪显示器跟踪数字化DTM点线面地理信息系统 数据库与数据库管理系统 空间数据处理 空间数据分析 规划、管理和
21、决策模型 信息显示与制图输出 地理信息系统的组成地理信息系统的组成计算机数字化仪扫描仪手写笔光笔输 入 设 备输 出 设 备存 储 设 备喷墨绘图仪喷墨打印机激光打印机光盘刻录机磁盘阵列光盘塔活动硬盘GISGIS硬件的组成硬件的组成1 1、计算机主机;、计算机主机;2 2、数据输入设备:数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、数据输入设备:数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等;键盘、通讯端口等;3 3、数据存贮设备:光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、数据存贮设备:光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、磁盘阵列等;磁盘阵列等;4 4、数据输出设备:笔式绘图仪、喷墨绘图仪(打印机)
22、、激、数据输出设备:笔式绘图仪、喷墨绘图仪(打印机)、激光打印机等。光打印机等。GIS应用软件系统库 数据库标 准 软 件操作系统计算机硬件 计算机软件系统的层次计算机软件系统的层次1 1、计算机系统软件、计算机系统软件 通常包括操作系统、汇编程序、编译程通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等,是册、程序说明等,是GISGIS日常工作所必需的。日常工作所必需的。2 2、地理信息系统软件和其他支撑软件、地理信息系统软件和其他支撑软件 可以是通用的可以是通用的GISGIS软件也可包括数据库管软件也可包括数据库管理
23、软件、计算机图形软件包、理软件、计算机图形软件包、CADCAD、图像处、图像处理软件等。理软件等。3 3、应用分析程序、应用分析程序 (1 1)数据输入)数据输入方式:方式:手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化 扫描数字化仪的光栅扫描数字化扫描数字化仪的光栅扫描数字化 键盘输入键盘输入 (2 2)数据存贮与管理)数据存贮与管理(3 3)数据分析与处理)数据分析与处理(4 4)数据输出与表示模块)数据输出与表示模块(5 5)用户接口模块)用户接口模块 指以地球表面空间位置为参照,描述自然、指以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文经济景观的数据。这些数据可以社会
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