地理信息系统的基本概念教学文案.ppt

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1、 第一页，共32页。GISGeographical Information System地理信息系统地理信息系统第二页，共32页。地理信息系统导论地理信息系统导论(do ln)学习目标：学习目标：理解理解GIS的相关概念，说明的相关概念，说明GIS和相关学科的关系和相关学科的关系 掌握掌握GIS的特点的特点(tdin)、类型与组成、类型与组成 了解了解GIS的基本功能和用途的基本功能和用途 了解了解GIS的发展概况的发展概况 重点：重点：GIS的基本概念、组成及功用的基本概念、组成及功用第三页，共32页。地理信息系统导论地理信息系统导论(do ln)第一节第一节 地理信息系统的产生地理信息系统

2、的产生第二节第二节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念第三节第三节 地理信息系统的特点和功能地理信息系统的特点和功能第四节第四节 地理信息系统的组成地理信息系统的组成第五节第五节 地理信息系统的研究内容地理信息系统的研究内容 第六节第六节 地理信息系统的发展趋势地理信息系统的发展趋势 第四页，共32页。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

3、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(yj)，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。第一节第一节 地理信息系统的产生地理信息系统的产生(chnshng)第五页，共32页。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(xnx)的特点数据(shj)与信息的区别第二节第二节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本

4、概念第六页，共32页。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。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信息是向人们或机器提供关于现实(xinsh)世界各种事实的知识，是世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不数据、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。随载体的物理形式的改变而改变。第七页，共32页。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(xnx)的客观性(2)信息(xnx)的

5、适用性(3)信息(xnx)的传输性(4)信息(xnx)的共享性信息信息(xnx)的的特点：特点：第八页，共32页。数据与信息地理信息与地图地理信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统信息与数据是不可分离的，信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身并没数据的内涵。数据本身并没有意义有意义,数据只有对实体数据只有对实体(sht)行为产生影响时才行为产生影响时才成为信息成为信息数据(shj)与信息的关系第九页，共32页。基本概念基本概念地理信息地理信息(d l xn x)的特征的特征地图与地理信息地图与地理信息(d l xn x)的关

6、系的关系数据与信息地理信息与地图地理信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统第十页，共32页。地理信息是指表示地理环境诸要素的数地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互量、质量、分布特征及其相互(xingh)联系和变化规律的数字、文联系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称。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和社会现象的数量与质量的

7、空间分布和联系以及随时间的发展变化。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信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统基本概念第十一页，共32页。(1)属于(shy)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信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统地理信息地理信息(d l xn x)的特征的特征第十二页，共32页。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(ji gu)的表示方法数据与信息地理信息与地图地理信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统地图与地理信

8、息(d l xn x)的关系第十三页，共32页。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(qiny)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

9、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信息与地图地理系统与地理系统与地理信息系统地理信息系统第十四页，共32页。地理信息系统的分类地理信息系统的分类(fn li)地理信息系统的功能地理信息系统的功能(gngnng)地理信息系统的应用地理信息系统的应用(yngyng)第三节第三节 地理信息系统的特点和功能地理信息系统的特点和功能地理信息系统的特点地理信息系统的特点第十五页，共32页。1.公共的地理定位基础(jch)；2.2.具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力3.3.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；4.4

10、.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(tdin)第十六页，共32页。专题地理信息系统(Thematic GIS)区域地理信息系统(Regional GIS)地理信息系统工具(GIS Tools)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(fn li)第十七页，共32页。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(xinsh)和结果输出数据更新三、地理信息系统的功能(gngnng)第十八页，共32页。四、地理信息系统的应用(yngyng)1.统计与量算；2.规

11、划与管理(gunl)；3.预测与监测；4.辅助决策。第十九页，共32页。第四节第四节 地理信息系统的组成地理信息系统的组成(z chn)(z chn)数据数据(shj)输入输入数据数据(shj)存存储储信息输入信息输入系统操作系统操作系统支持系统支持地理分析地理分析硬件系统硬件系统空间数据空间数据软件系统软件系统输入设备输入设备存储设备存储设备输出设备输出设备计算机系统软件计算机系统软件GIS软件软件应用分析程序应用分析程序地地理理数数据据库库用户用户第二十页，共32页。一、一、GIS 的的 硬硬 件件 系统系统(xtng)输输入入设设备备数数 字字 化化 仪仪扫扫描描仪仪键键 盘盘数数 字字

12、 像像 机机输输 出出 设设 备备 显显 示示 器器绘绘 图图 机机打打 印印 机机校校片片纪纪录录仪仪计计算算机机主主机机存储设备存储设备光光盘盘读读写写器器U盘盘硬硬盘盘软软盘盘第二十一页，共32页。二、二、GISGIS的软件系统的软件系统数数 据据 输输 入入 和和 校校 验验数数 据据 存存 储储 和和 管管 理理数数 据据 变变 换换 分分 析析数数 据据 显显 示示 和和 输输 出出用用 户户 接接 口口 模模 块块GIS软件软件应应 用用(yngyng)分分析析软软件件计计 算算 机机 系系 统统 软软 件件操操 作作 系系 统统汇汇 编编 程程 序序编编 译译 程程 序序服服

13、务务 程程 序序第二十二页，共32页。三、空间数据三、空间数据空间数据分类几何数据几何数据关系数据关系数据属性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、用四、用 户户系统组织、管理(gunl)、维护和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决策第二十三页，共32页。一、研究一、研究(ynji)(ynji)内容内容GIS基本理论基本理论技术系统技术系统应用方法应用方法第五节第五节 地理信息系统的研究地理信息系统的研究(ynji)(ynji)内容内容 概念、定义、内涵构成、特点(tdin)、功能和任务理论体系发展历史及发展趋势第二十四页，共32页。一、研究一、研究(ynji)(ynji

14、)内容内容GIS基本理论基本理论技术系统技术系统应用方法应用方法第五节第五节 地理信息系统的研究地理信息系统的研究(ynji)内容内容 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(yn h ji min)GIS工具软件研制第二十五页，共32页。一、研究一、研究(ynji)(ynji)内容内容GIS基本理论基本理论技术系统技术系统应用方法应用方法第五节第五节 地理信息系统的研究地理信息系统的研究(ynji)内容内容 应用系统(xtng)设计数据采集与校验专题分析模型3S结合地学专家系统(xtng)第二十六页，共32页。考古学考古学人文地理学人文地理学公共管理公共管理社会学社会学流行病

15、学流行病学健康护理规划健康护理规划森林学森林学土壤科学土壤科学地貌学地貌学环境科学环境科学地质学地质学生态学生态学水文学水文学气象学气象学公共信息查询公共信息查询矿产开发矿产开发设施维护设施维护产业产业/商业商业市场市场旅游业旅游业资产管理资产管理计算机科学计算机科学制图学制图学可视化可视化符号学符号学测量测量遥感遥感照相测量法照相测量法数学数学数据库数据库计算机计算机图形学图形学统计学统计学地理地理 统计学统计学人工人工智能智能认知科学认知科学社会经济测量地形测量环境测量二二 相相关关(x xi i n ng gg gu u n n)学学科科树树第二十七页，共32页。1.起步阶段（60年代）

16、，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(zhngsh)。1978年，ERDAS成立。一、地理信息系统的发展一、地理信息系统的发展(fzhn)概况概况第六节第六节 GIS GIS发展趋势发展趋势第二十八页，共32页。3.推广应用阶段（80年代），注重空间决策支持分析。1981年，ESRI ARC/INFO GIS发布；198

17、5年，GPS成为可运行系统；1986年，MapInfo建立；1986年，SPOT卫星(wixng)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，GIS World 首次发行；1989年，Ingegraph 发布MGE；第二十九页，共32页。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(zhli)GIS软件 ARC/INFO（ArcGIS、ArcView、ArcObject、ArcIMS）GENAMAP

18、 MGE（Modular GIS Environment）（GeoMedia）MapInfo（Mapinfo Proserver、MapX、MapXtreme、SpatialWare）ERDAS 第三十页，共32页。二、我国二、我国GISGIS的发展的发展 1.1.准备阶段（准备阶段（7070年代）年代）2.2.试验阶段（试验阶段（8080年代）年代）3.3.全面发展阶段（全面发展阶段（9090年代）年代）4.4.国产国产(guchn)(guchn)主流主流GISGIS软件软件 GeoStar GeoStar MapGIS MapGIS SuperMap SuperMap CityStar CityStar第三十一页，共32页。(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(ynji)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(ynji)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三、地理信息系统的发展趋势第三十二页，共32页。