地理信息系统-PPT.ppt

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,*,地理信息系统（,GIS,）,1,一,.,地理信息系统的基本概念,二,.,地理信息系统的基本构成,三,.,地理信息系统的功能简介,2,一,.,地理信息系统的基本概念,数据和信息,地图和地理信息,信息系统与地理信息系统,3,一、数据和信息,1,、数据,（,Data,）,数据（,Data,）,是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。,PS,卫星定位仪,甘肃农业大学图书馆,北纬,N36,0526.19,东经,E103,4158.92,海拔：,1528.31,米,4,2,、信息,（,Information,）,信息（,Information,）,是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实知识，作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。,国家重点实验室培育基地,甘肃省干旱生境作物学重点实验室：北纬,N360524.09,东经,E1034156.49,海拔,1527.44,米,5,信息的特征：,客观性,适用性,可传输性,共享性,信息借助数据中心、交换中心、信息网络传输、交换与共享,6,信息与数据的关系：,（,1,）信息来源于数据，是数据的内容和解释。,例如：从测量数据中可以得到地面物体的位置、形状和大小等信息；从遥感图像数据中可以得到各种地物的图形大小和专题信息。,（,2,）数据是客观对象的性状的表示；而信息则是数据内涵的意义。数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。,7,二、地图和地理信息,地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。,地理信息,是指与空间地理分布有关的信息，它表示地表物体和环境固有的数据、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等总称。,8,地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性：,（,1,）空间分布性。,地理信息具有空间定位、空间分布的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性为区域性、多维性。,先定位：经纬度,后定性：村庄或城镇,区域性：公共地理基础,多维性：面积、人口、交通、产业构成等,9,（,2,）数据量大。,地理信息既有空间数据，也有属性数据、时间数据。数据的分析、处理对系统带来很大压力。,每天处理上万亿兆的地球环境数据！,10,（,3,）信息载体的多样性,地理信息的第一载体是地理实体的本身；除此之外，还有描述地理实体的文字、数字、地图和影像等符号信息载体；以及纸质、磁带、光盘等物理介质载体。,磁带：信息物理载体,11,三、信息系统与地理信息系统,1,、信息系统,信息系统（,Information System,）,是具有采集、处理、管理和分析数据能力的系统，它能为单一的或有组织的决策过程提供各种有用信息。,12,从系统结构及处理方法看，信息系统主要分为下列几种：,（,1,）管理信息系统,是一种基于数据库的回答系统，它主要停留在数据库上支持管理者。如人事管理信息系统、财务管理信息系统、产品销售信息系统等。,13,（,2,）决策支持系统,是在管理信息系统基础上发展起来的。它不仅为管理者提供数据支持，还提供方法和模型的支持，可对问题进行模拟，从而辅助决策者对问题的解决选择最佳方案。,14,（,3,）智能决策支持系统,是在决策支持系统中进一步引入人工智能技术。如专家决策系统，可提高系统决策的智能化程度。,15,（,4,）空间信息系统,空间信息系统是对空间数据进行采集、处理、管理和分析的信息系统。,由于空间数据的特殊性，使空间信息系统的组织结构及处理方法有别于一般信息系统。,16,2,、地理信息系统,地理信息系统（,GIS-,Geographic Information System,）,是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。,17,地理信息系统具有以下三个方面的特征：,（,1,）具有,采集、管理、分析和输出,多种地理空间信息的能力；,18,（,2,）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、多要素分析和动态预测的能力；并能产生高层的地理信息；,19,（,3,）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。,20,地理信息系统是一门,多技术交叉,的空间信息科学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就，,如下图：,21,遥感和全球定位系统数据源,地理学,输入输出地图信息,摄影测量学,获取信息,计算机科学,硬件软件基础,GIS,人工智能专家系统提供逻辑思维模型,数学,基础工具及数学模型,统计学、运筹学、,统计模型、优化决策,地学、空间科学,空间分析方法,22,地理信息系统按其内容可以分为三大类：,（,1,）专题地理信息系统：,是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。,（,2,）区域地理信息系统：,主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。,（,3,）地理信息系统工具：,它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。如：,ARC/INFO,、,Mapinfo,、,CityStar,、,Geostar,、,MAPGIS,等,。,23,二,.,地理信息系统的基本构成,一个完整的地理信息系统主要由四个部分组成：,计算机硬件系统,计算机软件系统,地理空间数据,系统开发、管理和使用人员,24,25,1,、计算机硬件系统,26,GIS,硬件配置一般包括四个部分,1,、,GIS,主机,2,、数据采集与输入设备,数字化仪、图像扫描仪、解析和数字摄影测量设备、电子速测仪、,GPS,接收机、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等；,3,、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；,4,、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。,27,2,、计算机软件系统,操作系统,（系统调用、设备运行、网络等）,系统库,（编程语言、数学库等）,标准软件,（图形、数据库等）,GIS,基本功能软件,GIS,应用软件,用户界面,GIS,软件,基础软件,系统软件,GIS,28,GIS,软件按功能可分为以下几类：,（,1,）数据输入,将系统外部的原始数据,(,多种来源、多种形式的信息,),传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式的过程。,（,2,）数据存贮与管理,数据存储和数据库管理涉及地理元素（表示地表物体的点、线、面）的位置、连接关系及属性数据如何构造和组织等。,29,（,3,）数据分析与处理,指对单幅或多幅图件及其属性数据进行分析运算和指标量测。,（,4,）数据输出与表示模块,输出与表示是指将地理信息系统内的原始数据或经过系统分析、转换、重新组织的数据以某种用户可以理解的方式提交给用户。,（,5,）用户接口模块,该模块用于接收用户的指令、程序或数据，是用户和系统交互的工具，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。,30,3,、地理空间数据,地理信息系统中的数据包括两大类型：,1.,空间数据,用来确定图形和制图特征的位置，这是以地球表面空间位置为参照的。,2.,非空间的属性数据,用来反映与几何位置无关的属性，即通常所说的非几何属性，它是与地理实体相联系的地理变量或地理意义，一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计等方法得到。,31,地理空间数据,栅格结构,矢量结构,定位,拓扑关系,属性,32,系统开发、管理和使用人员,GIS,咨询,管理,信息管理,数据整理,33,三,.,地理信息系统的,功能简介,数据采集与编辑,数据存储与管理,数据处理和变换,查询与空间分析,产品制作与显示,二次开发和编程,基本功能,应用功能,34,一、基本功能,1,、数据采集与编辑,地理信息系统的数据通常抽象为不同的专题或层，如图。数据采集与编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为,x,、,y,坐标及对应的代码输入到计算机中。,35,GIS,的数据采集功能,36,2,、数据存储与管理,空间数据的管理技术主要包括：,空间数据库的定义,数据访问和提取,从空间位置检索空间物体及其属性,从属性条件检索空间物体及其位置,开窗和接边操作,数据更新和维护等,37,矢量图,栅格图,38,3,、数据处理和变换,数据处理的任务和操作内容有：,(1),数据变换。,指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等；,(2),数据重构。,指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等；,(3),数据抽取。,指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内差等。,39,4,、查询与空间分析,主要方法：,拓扑叠合,缓冲区建立,数字地形分析,空间集合分析,5,、产品制作与显示,GIS,产品的输出,GIS,的多维可视化,6,、二次开发和编程,40,用于大型,GIS,工程,应用领域：,测绘,勘测,规划,土地,交通,管线,农林,水利,环保,油田,地质,军事,二、应用功能,41,GIS,的应用功能,管理海量数据,42,GIS,的应用功能,浏览,查询,43,GIS,的应用功能,专业性分析,44,GIS,的应用功能,路径分析,45,GIS,的应用功能,动态分段,46,GIS,的应用功能,断面分析,47,GIS,的应用功能,格网分析,48,GIS,的应用功能,生成数字地面模型,49,三维地下体分析,GIS,的应用功能,50,GIS,的应用功能,地图整饰,51,请提出宝贵意见,谢谢！,结束,52,