GIS地理信息系统概述.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,什么是,GIS,？,1/67,2,我们的地球,2/67,3,不一样视角地球,一、背景：,生活地球,3/67,4,不一样视角地球,一、背景：,生活地球,4/67,5,不一样视角地球,一、背景：,生活地球,5/67,6,不一样视角地球,一、背景：,生活地球,6/67,7,不一样视角地球,一、背景：,生活地球,7/67,8,一、背景：,生活地球,8/67,9,地理信息系统,9/67,10,身边,GIS,10/67,11,11/67,12,12/67,13,13/67,14,14/67,15,三维,GIS,城市圈,15/67,16,全景,GIS,16/67,17,Googleearth,太空看地球！,17/67,18,你是否需要寻找一份能将地球、空间和高科技之间兴趣结合在一起,21,世纪职业？假如是话，请登入美国劳工部网站，了解关于地理空间行业信息。,从,年,5,月起，地理空间技术被美国劳工部列为三大新兴产业之一，与其并列是纳米技术和生物技术。,学习本课程有什么用？,18/67,19,GIS,能干些什么？,怎样使用,GIS,？,19/67,20,20/67,21,内 容,GIS,相关概念,GIS,组成,惯用,GIS,软件,GIS,发展简史,地理信息,系统概述,GIS,功效,21/67,了解,GIS,地理信息系统是集地球科学、信息科学与计算机技术为一体,高新技术,，当前已广泛应用于,资源管理、环境监测、灾害评定、城市与区域规划,等众多领域，成为社会可连续发展有效辅助决议支持工具。,以一个郊游公园选址项目为例，了解地理信息系统组成及其作用。,22/67,公园选址辅助决议,郊游公园选址项目,完成项目需要做哪些工作？,怎样进行选址？,考虑哪些原因？,资料搜集,选址,提交汇报,文字汇报,图件汇报,交通,占地大小,风景,水,山,植被覆盖,人文环境,历史,23/67,郊游公园详细位置选择需要满足一定,要求,：,1,）依山傍水，地形有一定起伏，必须靠近天然小河流；,2,）交通方便，但周围环境较平静，公园距公路距离最远不得超出,1.25km,，最近不得小于,0.25km,；,3,）空气新鲜，有一定植被覆盖率；,4,）等等其它条件；,公园选址辅助决议,24/67,公园选址辅助决议,25/67,总结：,数据获取,数据管理,数据处理和分析,方案制作、输出,地理信息系统是处理空间问题有效,辅助决议支持工具,。当前，地理信息系统还不能完全代替最终决议者。,公园选址辅助决议,26/67,27,整个过程中我们都用到了什么东西？,数据采集工具,数据（信息）,数据分析工具,打印机,27/67,28,一、,GIS,相关概念,1,、数据和信息,数据：,对客观事物符号表示。数据是指某一目标定性、定量描述原始资料，包含数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成数据等形式。,数据是用以载荷信息物理符号，数据本身并没有意义,。,信息：,用文字、数字、符号、语言、图形、图象等载体，表示事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决议依据。,能够把数据比作原材料，而信息是对原材料处理结果。如同一个木匠，在一些,工具,帮助下，能够把木材做成有用家俱。一样，计算机专业人员应用计算机硬件和软件把原始数据转换成信息。这种转换过程可用下列图说明。,28/67,29,一、,GIS,相关概念,2,、地理数据,和,地理信息,地理数据：（,Geographic Data,）是各种地理特征和现象之间关系符号化表示。包含空间位置特征、属性特征及时态特征三个基本特征部分。空间位置数据描述地理实体所在空间绝对位置以及实体间存在空间关系相对位置。空间位置可由定义坐标参考系统描述。空间关系可由拓扑关系，如邻接、关联、连通、包含、重合等来描述。,地理信息：除了含有信息普通特征外，还含有以下独特特征：空间分布性、数据量大、多维结构和时序特征。,空间分布性是指地理信息含有空间定位特点。,【X,、,Y,、,Z】,29/67,30,特征：,1,）地域性：地理信息属于空间信息，位置识别与数据相联络。,2,）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题第三维信息结构组合，为地理系统多层次分析和信息传输与筛选提供方便。,3,）时序特征：时空动态改变引发地理信息属性数据或空间数据改变。,30/67,31,一、,GIS,相关概念,3,、系统、信息系统,和地理信息系统,系统：有相互联络、相互依存又相互协调事物组成统一体,信息系统：是当代管理与决议工作主要伎俩，即含有采集、管理、分析和表示数据能力系统,31/67,32,一、,GIS,相关概念,3,、系统、信息系统和,地理信息系统,陈说彭院士,用于采集、模拟、处理、检索、分析和表示,地理空间数据,计算机信息系统。,(,陈说彭，,),是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与,空间,和,地理,分布相关,数据,空间,信息系统。,(,龚健雅，,),既是一门描述、存放、分析和输出,空间,信息理论和方法新兴交叉科学，又是一个以,地理空间数据,库,为基础，采取地理模型分析方法，适时提供各种空间地理信息和动态地理信息，为地理研究和地理决议服务计算机技术系统。,(,邬伦，,),32/67,33,地理信息系统,(Geographical Information Systems-GIS),与其它学科关系,地理学,测绘学,计算机科学,信息科学,地理信,息系统,管理科学,资源科学,环境科学,空间科学,33/67,34,二、,GIS,组成,人,34/67,35,硬件系统,由主机、外设和网络组成，用于存放、处理、传输和显示空间数据。,二、,GIS,组成,35/67,36,数字化仪,36/67,37,扫描仪,37/67,38,绘图仪,38/67,GPS,39,39/67,GPS,40,40/67,41,41/67,42,软件系统,由系统管理软件、数据库软件和基础,GIS,软件组成，用于执行,GIS,功效数据采集、存放、管理、处理、分析、建模和输出等操作。,二、,GIS,组成,42/67,43,空间数据,由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据存放、管理、查询、检索和更新等。,时间数据：时间分辨率,空间数据：空间分辨率,百分比尺,误差,不确定性,专题属性数据,二、,GIS,组成,43/67,44,用户界面,由菜单式、命令式或表格式图形用户界面所组成，是用以实现人机对话工具。,二、,GIS,组成,44/67,45,基本功效,数据,采集,与编辑,*,数据存放与,管理,*,数据,处理,和变换,空间,分析,和统计*,产品制作与,显示,*,二次,开发,和编程,应用功效,资源管理,区域规划,国土监测,辅助决议,定位服务,三、,GIS,功效,45/67,46,数据,采集,与编辑,(,重点,),文本数据,地图,野外测量数据,航空像片,遥感数据,交互式终端,GIS,软件,空间数据库,编辑：,矢量数据编辑,(Vector Data),栅格数据编辑,(Raster/Grid/Image Data),采集：,三、,GIS,功效,46/67,47,数据存放与,管理,DBMS,：,Data Base Management System,(,数据库管理系统,),空间数据存放形式：,点：,Point,Node,线：,Arc,Line,Polyline,面：,Area,Polygon,Region,空间关系：拓扑,DBMS,三、,GIS,功效,47/67,48,数据,处理,和变换,处理：,弧段、多边形外接矩形,点、线、面捕捉和判断,弧段求交,点、弧段、多边形位置,拓扑关系建立,变换：,空间坐标变换：平移变换、百分比变换、反射变换、旋转变换、几何纠正、投影变换,结构转换：栅格转矢量、矢量转栅格,三、,GIS,功效,48/67,49,空间,分析,和统计,空间数据量算：,长度；,面积；,分布中心,空间数据查询：,基于属性查询；,基于空间查询；,联合查询,空间查询方法：,基于,SQL,查询；,基于空间,SQL,查询；,基于可视化图形查询,三、,GIS,功效,49/67,50,叠置分析,(,叠加分析,/Overlay),：,A,B A,B A,B B,A B,A,基于栅格叠加分析,基于矢量叠加分析,三、,GIS,功效,50/67,51,邻域分析：,缓冲区分析,(Buffer),泰森多边形,(Thissen Polygon),Voronoi,图，,Delauny,三角网,空间网络分析：,网络图,路径分析,定位与配置分析,三、,GIS,功效,51/67,52,地形分析：,数字高程模型,(Digital Elevation Model:DEM),数字地形模型,(Digital Terrain Model:DTM),不规则三角网,(Triangulated Irregular Network:TIN),数字地形：,坡度,坡向,地表辐照度,空间统计分析：,主成份分析,(PCA),层次分析,(Hierachy),聚类分析,(Cluster),判别分析,(Distinguish),三、,GIS,功效,52/67,53,产品制作与,显示,空间信息可视化,地图,图像,统计图表,数字数据,三维可视化,虚拟现实,(Virtual Reality:VR),专题信息、专题地图,电子地图,三、,GIS,功效,53/67,54,二次,开发,和编程,组件式产品,MapObject,ArcObject,MapX,GeoMedia Object,SuperMap Object,GeoMap,所属企业,ESRI,ESRI,MapInfo,Intergraph,北京超图,武汉吉奥,组件技术,OLE,ActiveX,ActiveX,ActiveX,ActiveX,OLE,动态连接库,OCX,OCX/DLL,OCX,OCX,OCX,API,空间数据引擎,ArcSDE,ArcSDE,MapInfo Spatial,空间数据服务器,SuperMap SDX+,扩展,OpenGIS,开发语言,VC+,VB,C+Builder,PB,Delphi,Access,VC+,VB,Delphi,，,Java,VC+,VB,Delphi,Lotus,PB,VB,VC+,Delphi,PB,VB,Delphi,VC+,C+Builder,PB,C#,，,Java,VB,VC+,Delphi,PB,三、,GIS,功效,54/67,55,四、惯用,GIS,软件,软件系统,当前惯用,GIS,软件系统：,企业名称,桌面产品,组件产品,网络,GIS,数据库,ESRI,ArcView,ArcEditor,ArcGIS,ArcObject,MapObject,ArcEngine,ArcIMS,ArcSDE,MapInfo,MapInfo Professional,MapInfo MapBasic,MapInfo MapX,MapInfo MapXtreme,MapInfo Spatialware,Intergraph,GeoMedia Professional,GeoMedia Object,GeoMedia WebMap,GeoMedia Oracle GDO Server,北京超图,SuperMap Deskpro,Editor,Survey,SuperMap Object,SuperForm,SuperMap IS,SuperMap SDX+,武汉吉奥,GeoStar,GeoMap,GeoSurf,GeoSurf 2D for Oracle,武汉中地,MapGIS,MapGIS,MapGIS-IMS,Spatial Data Engine,55/67,56,五、,GIS,发展简史,(,一,),萌芽阶段,(20,世纪,60,年代之前,),计算机图形学；图形显示器；滚筒式绘图仪,(,二,),开拓阶段,(20,世纪,60-70,年代,),计算机辅助制图；地图综合；地图输出；栅格,-,矢量转换；,自动拓扑；图形和属性分离；图幅拼接；数据管理系统；,1971,年，投入使用,“,加拿大地理信息系统,”,(CGIS),，被认为是世界上最早大量投入使用较完善地理信息系统。,56/67,57,五、,GIS,发展简史,(,三,),巩固阶段,(20,世纪,70-80,年代,),计算机技术飞速发展；图形图像卡；美国森林资源信息系统；,USGS,；,GIRAS,；,GITAN,；,IBIS,；,ELAS,(,四,),突破阶段,(20,世纪,80-90,年代,),图形工作站；,PC,；栅格数据处理；实体识别；影像增强；,教授分析系统；,DBMS,；各种形式地图输出；国际合作加强；,进入多学科领域；分析、预报、决议功效加强,(,五,),社会化阶段,(20,世纪,90,年代至今,),平台成熟,【,国外（,ESRI,；,InterGraph,；,MapInfo,），国内（,SuperMap,；,MapGIS,；,GeoStar,）,】,地理信息产业（交通、水利、气象、银行、保险、电力,春笋发芽，气势磅礴发展,),57/67,58,58/67,六,.GIS,技术进展,6.1,空间数据库管理,关系型数据库,+,空间数据引擎,SDE,，,SDX,多尺度海量栅格数据组织与管理,数据分块、影像金字塔,空间数据仓库,特征、结构、数据分析和数据挖掘,59/67,六,.GIS,技术进展,6.2GIS,体系结构及其软件,集中式地理信息系统软件,组件化地理信息系统软件,网络地理信息系统,网格地理信息系统,时态,GIS,平台,60/67,8.GIS,发展展望,GIS,集成化和智能化发展趋势,图形数据和属性数据结合。,GIS,与,RS,集成,GIS,与,GPS,、,RS,技术集成。,GIS,与,GPS,、,CCD,技术集成,3S,与移动通信集成,GIS,与教授系统（,Expert System,）结合。,61/67,8.GIS,发展展望,GIS,软件中发展热点,GIS,中面向对象技术研究,时空系统,地理信息建模系统（,GIMS-Geographic Information Modeling System,）,三维地理信息系统研究,62/67,63,五、,GIS,发展简史,GIS,发展趋势,GIS,网络化、,GIS,标准化、数据商业化,系统专门化、,GIS,企业化、,GIS,全球化,GIS,大众化、开源化,63/67,64,课堂总结,地理信息系统概念,地理信息系统组成,地理信息系统功效,惯用,GIS,软件,64/67,作业,1,：地域经济分析,目标：,让初学,GIS,同学对该课程有一个初步、直观感受。,情景设置：,一名大学学生需要对比研究黄河流域和长江流域经济情况，请利用,GIS,帮助其分析,年黄河流域和长江流域经济情况（黄河、长江穿越省份地域经济发展区域差异情况）。,结果：,试验分析汇报,65,65/67,作业,1,：地域经济分析,提供数据：,中国行政区划图；长江、黄河水系。,要求：,制图，简明分析经济发展空间区域性。,结果：,试验分析汇报,提交方式：直接提交至网络教学平台,时间要求：本周六之前,66,66/67,67,结 束,67/67,