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GIS 基 础 知 识 GIS的应用GIS的类别GIS的基本概念 GIS的构成GIS的定义主要内容 常用GIS软件GIS 的数据特征和数据类型 GIS的数据源主要内容地理信息：地理信息：一切与空间位置有关的信息，如地面上所有地物信息，包括一切与空间位置有关的信息，如地面上所有地物信息，包括空间空间位置信息和属性信息位置信息和属性信息地理信息系统地理信息系统GISGIS（Geographic Information SystemGeographic Information System）：顾名思义，地理信顾名思义，地理信息系统是处理地理信息的系统。息系统是处理地理信息的系统。是是在计算机软、硬件支持下，采集、存储、在计算机软、硬件支持下，采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据，适时提供各种空间的和动态的地理管理、检索、分析和描述地理空间数据，适时提供各种空间的和动态的地理信息，用于管理和决策过程的计算机系统。信息，用于管理和决策过程的计算机系统。随着随着GISGIS的广泛的广泛应应用，用，GISGIS数据采集和数据采集和维护维护更新已更新已经经成成为为系系统统有效利用的有效利用的关关键键之一。之一。一、GIS的定义二、GIS构成 GIS GIS系统将描述位置（地方）的系统将描述位置（地方）的层信息层信息结合在一起，通过这些信息结合在一起，通过这些信息可以使你更好地认识这个位置（地方）。你可以按照需要选择运用哪些可以使你更好地认识这个位置（地方）。你可以按照需要选择运用哪些层信息，比如找一个更好的地段设立店铺、分析环境危害、通过综合城层信息，比如找一个更好的地段设立店铺、分析环境危害、通过综合城市中相同的犯罪，发现犯罪类型等等。市中相同的犯罪，发现犯罪类型等等。地理信息系统包括：地理信息系统包括：硬件系统硬件系统：计算机主机、数据输入设备、数据存储设备和数据输出设：计算机主机、数据输入设备、数据存储设备和数据输出设 备备 ；软件系统软件系统：数据库与数据库管理系统、空间数据处理、空间数据分析、：数据库与数据库管理系统、空间数据处理、空间数据分析、规划管理和决策模型以及信息显示与制图输出；规划管理和决策模型以及信息显示与制图输出；地理空间数据地理空间数据：图形、图像、表格和数字等；：图形、图像、表格和数字等；系统开发、管理与使用人员系统开发、管理与使用人员：系统组织、管理、维护和数据更新等。：系统组织、管理、维护和数据更新等。业界对业界对GISGIS的关注焦点是的关注焦点是整合整合并且能够让用并且能够让用户访问的到户访问的到数据数据库库GISGIS将我们复杂的数将我们复杂的数据据和应用整合在一和应用整合在一起起数据采集数据采集数据管理和维数据管理和维护护 1 1、计算机硬件系统、计算机硬件系统(主机、输入设备、输出设备、存储设备主机、输入设备、输出设备、存储设备)：GISGIS的骨架的骨架2 2、计算机软件系统：、计算机软件系统：GISGIS的大脑的大脑3 3、地理数据（、地理数据（GISGIS中有两种数据，一是空间数据，另外一中有两种数据，一是空间数据，另外一 种是属性数据。在建立种是属性数据。在建立GISGIS的最初阶段，数据采集和转换的经的最初阶段，数据采集和转换的经费往往高达整个系统的费往往高达整个系统的70%70%80%80%。）：。）：GISGIS的血液。的血液。4 4、管理和操作人员、管理和操作人员图层图层：将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。：将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。专题地图专题地图：以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为：以表现某单一属性的位置或若干选定属性之间关系为主要目的的地图。如水系图、旅游图、交通图、土地利用图等主要目的的地图。如水系图、旅游图、交通图、土地利用图等空间信息空间信息：描述地物所在位置的信息（数据），包括：点状要素、：描述地物所在位置的信息（数据），包括：点状要素、线状要素和面状要素线状要素和面状要素属性信息属性信息：描述一定地物的特征的定性或定量指标（属性数据）：描述一定地物的特征的定性或定量指标（属性数据）三、GIS基本概念专题图数据结构（空间数据的存储格式）栅栅格数据格数据(Raster)(Raster)是指将地球表面划分为大小是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像每个网格作为一个像元或像素，每个栅格单元只能存在素，每个栅格单元只能存在一个值。（如遥感影像、航一个值。（如遥感影像、航片、扫描地形图等）片、扫描地形图等）栅格结构栅格结构矢量结构矢量结构矢量数据矢量数据(Vector)(Vector)通过记录坐标的方式通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实线、多边形等地理实体体可以通过矢量化将可以通过矢量化将栅格数据变为矢量栅格数据变为矢量数据，多数数据，多数GISGIS公司公司都做此工作都做此工作拓扑(Topology)在在GISGIS中，我们可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的中，我们可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的模型，一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制。而拓扑关系模型，一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制。而拓扑关系是指地理空间实体间的一种关系，这种关系不会因为地理空间实体是指地理空间实体间的一种关系，这种关系不会因为地理空间实体的地理空间变换而改变，的地理空间变换而改变，例如点在面内，线和面的空间关联关系等。例如点在面内，线和面的空间关联关系等。在在GISGIS中，拓扑的主要功能就是用于保证数据质量，同时也中，拓扑的主要功能就是用于保证数据质量，同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架，在这个框架中，地理实体为模拟地理空间现象提供一个模型框架，在这个框架中，地理实体被赋予了行为、有效性规则、属性域以及默认值。利用这些特征，被赋予了行为、有效性规则、属性域以及默认值。利用这些特征，我们能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间。我们能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间。按功能：工具型按功能：工具型GISGIS与应用型与应用型GISGIS工具型工具型GISGIS常称为常称为GISGIS开发平台、开发平台、GISGIS基础软件。基础软件。通常为一组具有通常为一组具有GISGIS功能的软件包，是建立应用型功能的软件包，是建立应用型GISGIS的支撑软件。如的支撑软件。如ARC/INFOARC/INFO，MGEMGE，GENAMAPGENAMAP，MapInfoMapInfo，MAPGISMAPGIS，GeoStarGeoStar等。等。应用型应用型GISGIS在工具型在工具型GISGIS的支持下，利用工具型的支持下，利用工具型GISGIS的二次开发功能建立起来的，其基本功能和版权都的二次开发功能建立起来的，其基本功能和版权都依赖于工具型依赖于工具型GISGIS。如基于。如基于ARC/INFOARC/INFO的厦门市城市规的厦门市城市规划、建设与管理信息系统；基于划、建设与管理信息系统；基于MAP/INFOMAP/INFO的大连市的大连市公安局地理信息系统，全国民航地理信息管理系统。公安局地理信息系统，全国民航地理信息管理系统。四、GIS的类型按研究对象的性质和内容：专题按研究对象的性质和内容：专题GISGIS与综合与综合GISGIS专题专题GISGIS具有特定的研究领域、服务领域和专业特点。如矿具有特定的研究领域、服务领域和专业特点。如矿产资源信息系统。产资源信息系统。综合综合GISGIS一般以国家、州、省等区域的综合研究和全面的服一般以国家、州、省等区域的综合研究和全面的服务为目标建立的。如加拿大国家信息系统、我国务为目标建立的。如加拿大国家信息系统、我国1 1：100100万国土基万国土基础信息系统础信息系统按数据结构：矢量型按数据结构：矢量型GISGIS、栅格型、栅格型GISGIS和混合型和混合型GISGIS栅格型栅格型GISGIS以栅格数据结构，既以规则的点阵象元来表示空以栅格数据结构，既以规则的点阵象元来表示空间数据间数据矢量型矢量型GISGIS用矢量数据结构，即用精确的坐标值来表示点、用矢量数据结构，即用精确的坐标值来表示点、线、面等地理实体。线、面等地理实体。混合型混合型GISGIS矢量、栅格数据结构并存的矢量、栅格数据结构并存的GISGIS。1 1、GISGIS的主要作用的主要作用 制图制图：对于：对于90%90%的用户，最重要的应用是制图，制作各种专题地图。的用户，最重要的应用是制图，制作各种专题地图。查询查询：用户可以在地图上进行查询，看到表示于地图上的查询结果。：用户可以在地图上进行查询，看到表示于地图上的查询结果。分析分析：空间分析是指为制定规划和决策，应用逻辑或数学模型分析空间：空间分析是指为制定规划和决策，应用逻辑或数学模型分析空间数据。数据。2 2、GISGIS的应用的应用市政建设与管理市政建设与管理 城市规划城市规划 企业决策企业决策 资源管理资源管理 地质矿产地质矿产医疗保健、医疗保健、城市交通城市交通 邮电通讯邮电通讯 市场销售市场销售 房地产房地产水利电力水利电力 环保旅游环保旅游 教育教育 公安消防公安消防 军事军事五、GIS的应用1 1、地图数据、地图数据2 2、遥感数据、遥感数据3 3、文本资料（各行业、部门有关法律文档、行业规范、技术、文本资料（各行业、部门有关法律文档、行业规范、技术标准、条例等）标准、条例等）4 4、统计资料（如人口、基础设施、兵要地质等）、统计资料（如人口、基础设施、兵要地质等）5 5、实测数据（野外实测、实测数据（野外实测、GPSGPS）6 6、多媒体数据（辅助、多媒体数据（辅助GISGIS的分析和查询）的分析和查询）7 7、已有系统的数据（数据共享和交换）、已有系统的数据（数据共享和交换）六、GIS的数据源1 1、空间数据的特征、空间数据的特征空间数据具有三个基本特征：空间数据具有三个基本特征：(1)(1)属性特征属性特征用以描述事物或现象的特性，即用来说明用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么是什么”，如，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等。事物或现象的类别、等级、数量、名称等。(2)(2)空间特征空间特征用以描述事物或现象的地理位置，又称几何特征、定位特用以描述事物或现象的地理位置，又称几何特征、定位特征，如界桩的经纬度等。征，如界桩的经纬度等。(3)(3)时间特征时间特征用以描述事物或现象随时间的变化，例如人口数的逐年变用以描述事物或现象随时间的变化，例如人口数的逐年变化。化。2 2、空间数据的类型、空间数据的类型根据空间数据的特征，可以把空间数据归纳为三类：根据空间数据的特征，可以把空间数据归纳为三类：(1)(1)属性数据属性数据描述空间数据的属性特征的数据，也称非几何数据。即说明描述空间数据的属性特征的数据，也称非几何数据。即说明“是什么是什么”，如类型、等级、名称、状态等。，如类型、等级、名称、状态等。(2)(2)几何数据几何数据描述空间数据的空间特征的数据，也称位置数据、定位数据。描述空间数据的空间特征的数据，也称位置数据、定位数据。即说明即说明“在哪里在哪里”，如用，如用X X、Y Y坐标来表示。坐标来表示。(3)(3)关系数据关系数据描述空间数据之间的空间关系的数据，如空间数据的相邻、描述空间数据之间的空间关系的数据，如空间数据的相邻、包含等，主要是指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方包含等，主要是指拓扑关系。拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法。法。七、GIS的数据特征和数据类型G GI IS S软件件产品品 开开发商商 MapGIS 中国地质大学信息工程学院 吉奥之星(GeoStar)武汉测绘科技大学GIS研究中心 Intergraph 鹰图公司 SuperMap 中科院地理信息产业中心 citystar 北京大学 ViewGIS(地理信息之窗)北京资信技术电子开发公司 MapEngineer北京朝夕科技有限责任公司 ARCGIS ESRI Inc.(美国环境系统研究所)MapInfo MapInfo Inc.h ht tt tp p:/w ww ww w.d do oc c8 88 8.c co omm/p p-9 91 16 69 94 41 17 71 14 40 04 4.h ht tmml l（软软件件功功能能简简介介）八、常用GIS软件简介厂家厂家数据格式数据格式特点特点兼容性（应用）兼容性（应用）MapInfo*.tab好好*.mif数据交换格式数据交换格式好（好（价格便宜，易学易用，价格便宜，易学易用，定位于低端市场）定位于低端市场）中地公司中地公司MapGIS点：点：*.wt线：线：*.wl面：面：*.wp图形编辑功能图形编辑功能强大强大较好，国内大部分较好，国内大部分GIS软件软件都支持都支持（国土、电信）（国土、电信）超图公司超图公司SuperMapsdb文件文件:存放地存放地图位置坐标数据图位置坐标数据sdd文件文件:存放属存放属性数据性数据功能覆盖广，适合做二次开发应用领域较广（应用领域较广（产品比较全面，是国内比较优秀的GIS平台）1 1 1 1、GISGISGISGIS软件的基本功能软件的基本功能软件的基本功能软件的基本功能 数据采集与输入；数据采集与输入；地图编辑；地图编辑；空间数据管理；空间数据管理；空间分析；空间分析；地形分析；地形分析；数据显示与输出。数据显示与输出。2 2、ARCGISARCGIS软软件件简简介介 ArcGIS ArcGIS 具有具有统统一、一、严严整、完整、完备备、可伸、可伸缩缩集成体系集成体系结结构的系列构的系列GISGIS平台。具平台。具有灵活、可有灵活、可扩扩展的展的C/SC/S与与B/SB/S结结合的体系合的体系结结构，构，为为用用户户从低到高多从低到高多层层次的次的应应用需用需求提供了更加完善、更加开放、可求提供了更加完善、更加开放、可扩扩展性更展性更强强的解决方案。由以下几部分的解决方案。由以下几部分组组成：成：桌面桌面GISGISArcGIS Desktop:ArcGIS Desktop:ArcMapArcMap 、ArcReaderArcReader、ArcViewArcView、ArcEditorArcEditor、ArcInfoArcInfo和和扩扩展模展模块块；ArcInfoArcInfo是以矢量数据是以矢量数据结结构构为为主体的主体的GISGIS系系统统，它是通，它是通过过关关系数据系数据库库管理属性数据。管理属性数据。嵌入式嵌入式GISGISArcGIS EngineArcGIS Engine是一个完整的嵌入式是一个完整的嵌入式GISGIS组组件件库库和工具包；使和工具包；使用用ArcGIS EngineArcGIS Engine，开，开发发者在者在C+C+，C#C#，.NET.NET和和JavaJava环环境中使用境中使用简单简单的接口的接口获获取取任意任意GISGIS功能的功能的组组合来构建合来构建专门专门的的GISGIS应应用解决方案。用解决方案。服服务务器器GISGISArcGIS ServerArcGIS Server、ArcIMSArcIMS和和ArcSDEArcSDE；ArcGIS ServerArcGIS Server是一个是一个应应用用服服务务器，它包含一个可共享的器，它包含一个可共享的GISGIS软软件件对对象象库库，能在企，能在企业业和和WebWeb计计算框架中建算框架中建立服立服务务器端的器端的GISGIS应应用。用。ArcIMSArcIMS是通是通过过开放的开放的InternetInternet协议发协议发布地布地图图、数据和元、数据和元数据的可伸数据的可伸缩缩的网的网络络地地图图服服务务器。器。ArcSDEArcSDE是在各种关系型数据是在各种关系型数据库库管理系管理系统统中中管理地理信息的高管理地理信息的高级级空空间间数据服数据服务务器。器。移移动动GISGISArcPadArcPad，支持，支持GPSGPS的无的无线线移移动设备动设备，越来越多地，越来越多地应应用在野外数据用在野外数据采集和信息采集和信息 ARCGIS9的系统架构点、线、面图层点、线、面图层属性信息属性信息 ArcGIS ArcGIS遵循国际通用标准，结合最先进的遵循国际通用标准，结合最先进的ITIT技术，既技术，既保证系统的先进性，又保证系统的资源共享和开放。保证系统的先进性，又保证系统的资源共享和开放。ArcGISArcGIS系列软件具有强大的分析功能，如：系列软件具有强大的分析功能，如：缓冲区分析缓冲区分析（Buffer)Buffer)、地统计分析、叠加分析（、地统计分析、叠加分析（Overlay)Overlay)、拓扑分、拓扑分析、最佳路径分析析、最佳路径分析、网络分析、三维分析、栅格分析、网络分析、三维分析、栅格分析、追追踪分析、流域分析、径流分析、洪水淹没模拟、河道剖面踪分析、流域分析、径流分析、洪水淹没模拟、河道剖面分析、河流追溯分析、坝址分析等；支持水利模型。可以分析、河流追溯分析、坝址分析等；支持水利模型。可以说说ArcGISArcGIS为水利信息化提供了一个非常好的基础平台，将为水利信息化提供了一个非常好的基础平台，将信息系统真正建成了决策支持系统。信息系统真正建成了决策支持系统。最佳路径分析最佳路径分析缓缓冲区分析冲区分析三三维维分析分析地地统计统计分析分析2 2、MapinfoMapinfo软软件件 简简介介 MapinfoMapinfo是美国是美国MAPINFOMAPINFO公司推出的适用于不同平台的公司推出的适用于不同平台的GISGIS系系统统，在，在PCPC桌面平台上其占有相当大的市桌面平台上其占有相当大的市场场。MapinfoMapinfo是是以矢量数据以矢量数据结结构构为为主体的主体的GISGIS平台，平台，对对空空间间数据管理采用无拓数据管理采用无拓扑矢量扑矢量结结构，具有构，具有强强大的符合工大的符合工业业界数据界数据库标库标准的管理系准的管理系统统，在城市在城市规规划、行政管理等方面得到广泛划、行政管理等方面得到广泛应应用。它的主要用。它的主要优势优势是是在空在空间间数据数据库库管理和分析方面，管理和分析方面，简单简单易学、易学、实实用，而且桌面制用，而且桌面制图图功能功能强强。4 4、MapGISMapGIS软软件件简简介介 MAPGIS MAPGIS是中国地是中国地质质大学信息工程学院武大学信息工程学院武汉汉中地中地信息工程有限公司自行研制开信息工程有限公司自行研制开发发的地理信息系的地理信息系统统，是国，是国产优产优秀的桌面秀的桌面GISGIS软软件，它属于矢量数据件，它属于矢量数据结结构构GISGIS平台，平台，主要主要优势优势功能有：功能有：将空将空间间数据数字化数据数字化输输入、入、编辑编辑、拓扑一体化。、拓扑一体化。具有具有强强大的制大的制图图功能，包括各种功能，包括各种专题图专题图例符号的例符号的制作制作较较其它其它软软件方便灵活得多。件方便灵活得多。基本上完成了基本上完成了GISGIS方方面面的分析功能。方方面面的分析功能。数据格式：数据格式：wlwl线线文件文件/wp/wp区文件区文件/wt/wt点文件点文件/mpj/mpj工程文件工程文件 作业（2.5分一题，一共10分）1 1、水系、水系、水系、水系图图、土地利用、土地利用、土地利用、土地利用图图等表示等表示等表示等表示专题专题要素的地要素的地要素的地要素的地图图称称称称为为？2 2、常用的、常用的、常用的、常用的GISGIS空空空空间间分析有哪些？分析有哪些？分析有哪些？分析有哪些？（至少（至少（至少（至少3 3种）。种）。种）。种）。3 3、常用、常用、常用、常用GISGIS软软件及格式（至少件及格式（至少件及格式（至少件及格式（至少3 3种）。种）。种）。种）。4 4、简简述述述述3S3S之之之之间间的关系的关系的关系的关系 。讨论：讨论：讨论：讨论：对对比南方、中海达、天宝与我比南方、中海达、天宝与我比南方、中海达、天宝与我比南方、中海达、天宝与我们们的的的的7 7 7 7系列系列系列系列销销售模式，提出建售模式，提出建售模式，提出建售模式，提出建议议。1 1、以云南情况、以云南情况为为例，目前南方例，目前南方专专注省上关系，以大注省上关系，以大单为单为主。而我主。而我们们主要是地区主要是地区单单子子为为主，很主，很难难串起来。串起来。2 2、今年的、今年的7 7系列任系列任务务很重，很重，该该如何完成如何完成?谢谢！