GIS設計與應用

主講教師：

湯君友博士、副教授

Email：

tjy2000phd@

電話：025-8379533813305158897

教材：李滿春等.GIS設計與實現.科學出版社，2003

（教學課件主要在《GIS設計與實現》書中所附光盤基礎上修改而成）

補充講義：湯君友.GIS設計與應用教程.東南大學，2005考核：平時成績（10％）＋設計報告（20％）＋期末考試（70％）1學習目標系統地了解GIS設計的基本原理掌握GIS軟件工程中諸如系統需求分析、項目管理方案設計、系統總體設計以及系統詳細設計、系統實施、運行和維護的主要技術方法。運用GIS設計理論進行應用系統的分析與設計結合具體應用領域的專業(yè)知識進行GIS應用建模GIS項目組織與管理

————GIS項目經理2主要參考書[1]吳信才.地理信息系統設計與實現.電子工業(yè)出版社，2002[2]郭慶勝等.地理信息系統工程設計與管理.武漢大學出版社，2003[3]畢碩本等.地理信息系統軟件工程的原理與方法.科學出版社，2003[4]錢樂祥.GIS分析與設計.中國環(huán)境科學出版社，20023各章節(jié)目錄第一章GIS與GIS產品模式第二章GIS設計思想、內容和標準第三章GIS設計方法第四章系統分析第五章系統總體設計第六章系統詳細設計第七章空間數據庫系統設計第八章分布式GIS設計第九章系統實施第十章GIS測試、評價與維護第十一章

GIS設計項目管理與質量保證第十二章GIS專題信息系統設計實例總論分析與設計實施與管理應用系統案例4補充教程章節(jié)第1章GIS數據質量控制與元數據第2章GIS常用軟件平臺第3章遙感數字圖像處理軟件系統第4章GIS軟件工程標準化第5章面向對象的分析與設計技術第6章基于MO和AO的GIS二次開發(fā)第7章GIS專題應用信息系統設計案例5第一章GIS與GIS產品模式一、什么是GIS

二、GIS構成

三、GIS用戶和產品模式

四、GIS前瞻 6一、什么是GIS（一）GIS概述（二）GIS發(fā)展（三）GIS應用7GIS是橫斷計算機科學、信息學、遙感科學、測量學、地圖學、地理學、資源學、環(huán)境學等學科的一門新興邊緣學科。GIS概述8地理信息系統（GIS）是什么？空間數據屬性數據空間數據和屬性數據的綜合體NameAddressTownSt.ZipGIS是GIS9GIS概念框架用戶界面系統和數據庫管理產品生成產品輸出空間數據處理空間數據分析數據輸入數據庫建立10GIS在信息系統中的地位信息系統非空間信息系統專題地理信息系統地理信息系統非地理信息系統管理信息系統綜合地理信息系統CAD/CAM空間信息系統地籍GIS交通GIS資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS數據模型矢量GIS柵格GIS矢-柵GIS研究范圍全球GIS區(qū)域GIS研究內容11GIS特點GIS的處理對象是地理數據GIS提供了地理數據采集、存儲、顯示、操作、分析、建模、輸出等一系列工具GIS實現了地圖實體與其屬性數據庫的關聯

12GIS的功能文件圖表數據獲取

原始數據存儲檢索空間查詢空間分析數據編輯投影變換數據輸出

制圖、表格

交互展示

結構化數據空間數據庫1314ToolsSDBMap理解GIS的三種視角

15GIS與其他學科的關系GIS與地圖學GIS與計算機制圖GIS與地理學GIS與計算機輔助設計（CAD）16地理信息科學地理學地圖學RS/GPS計算機科學網絡CG/CAD/CAMDSS/ES數據庫軟件工程17GIS研究內容分類1.地理信息系統的基本理論地理信息系統的概念和內涵；地理信息系統的信息論研究；地理信息系統的理論體系；地理信息系統的構成、功能、特點和任務；地理信息系統發(fā)展方向等理論問題。182.地理信息系統技術系統設計地理信息系統的硬件設計和配置；地理空間數據結構及表示；輸入和輸出系統；空間數據庫管理系統；用戶界面和用戶工具設計；地理信息系統工具軟件研制；網絡地理信息系統的研制等。

193.地理信息系統應用方法應用系統設計和實現方法；數據采集與檢驗；空間分析函數與專題分析模型；地理信息系統與遙感、GPS技術的結合方法；地學專家系統研究等。返回20從第一個地理信息系統（CGIS）誕生至今，GIS已有四十多年的發(fā)展歷史。20世紀60年代：開拓發(fā)展階段，機助制圖、量算分析

70年代：鞏固階段，大容量、圖形化人機交互

80年代：突破階段，微機GIS軟件產品、應用擴展

90年代：社會化階段，空間信息產業(yè)、WebGIS

新世紀：空間信息基礎設施、數字城市、數字地球GIS發(fā)展21GIS發(fā)展的各階段特點集成式GIS模塊式GIS核心式GIS組件式GIS萬維網GIS特點在一個系統中集成了GIS的各項功能系統分成許多相對獨立的功能模塊從底層提供GIS功能，通過API訪問通過標準通信接口實現模塊間通信及與其它系統集成結合Internet，實現GIS共享和互操作功能滿足了GIS綜合應用的需要用戶根據需求選擇功能模塊易于集成其它系統開發(fā)成本低、難度小，可以在通用語言環(huán)境中實現GIS功能社會化的GIS，可擴展性好，跨平臺存在問題系統過于復雜，軟件成本高；難與其它系統集成難于與其它系統集成開發(fā)難度高，不能進行可視化程序設計有待于進一步發(fā)展目前處在迅速發(fā)展中返回22目前，GIS已經被成功應用于商業(yè)、國防、電信、教育、工程、環(huán)境、政府、衛(wèi)生、資源、交通等行業(yè)。根據GIS應用的層次可以將GIS應用分為：地圖制圖空間數據管理空間統計分析空間分析評價與模擬預測建模輔助宏觀決策GIS與RS的集成應用GIS應用23空間數據采集24管理海量數據25屬性瀏覽查詢26路徑分析27動態(tài)分段28地圖整飾29生成數字地面模型30三維地下體分析31企業(yè)應用32實時信息的及時、直觀瀏覽與查詢圖文結合信息管理33無線設備應用導航移動位置的服務……34大眾化應用旅游交通3536北大校園內景點查詢返回37二、GIS構成（一）硬件（二）軟件（三）數據（四）人員返回38GIS的組成系統軟件系統硬件空間數據GIS用戶39空間數據庫操作管理分析決策模型界面表現數據獲取通訊用戶網絡40硬件輸入設備專用設備常規(guī)設備GPS全數字攝影測量工作站解析和數字攝影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統全站儀掃描儀數字化儀鍵盤、鼠標處理設備工作站服務器硬盤陣列存儲設備活動硬盤光盤機磁帶機輸出設備繪圖儀終端打印機返回41軟件操作系統（系統調用、設備運行、網絡等）系統庫（編程語言、數學庫等）標準軟件（圖形、數據庫等）GIS基本功能軟件GIS應用軟件用戶界面GIS軟件基礎軟件系統軟件GIS42GIS軟件的分類GIS軟件應用型軟件工具型軟件GIS二次開發(fā)平臺軟件AM/FM專開發(fā)平臺軟件其它工具型軟件制圖軟件資源調查信息管理空間分析與預測……43空間數據輸入與轉換空間數據庫管理系統圖形與屬性數據編輯制圖與輸出空間查詢與分析GIS44國內（主要由高校和科研院所開發(fā)）：Geo-Union（北大）、MapGIS（地質大學）、GeoStar（武漢大學）、CityStar（北大）、SuperMap（地理所）、GeoBeans（遙感所）、……國外（公司）：ArcGIS、MapInfo、AutoDesk、SmallWorld、Intergarph、……GIS軟件平臺返回45地理數據是以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和人文景觀的數據GIS的數據來源普通地圖影像其它圖形軟件的結果數據或相關的數據資料遙感數據數據46現實地理空間世界抽象、投影空間實體圖層地圖空間數據庫分類應用管理組織使用空間數據47柵格結構矢量結構GIS的操作對象為