GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).科學(xué)出版社，2003

（教學(xué)課件主要在《GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》書中所附光盤基礎(chǔ)上修改而成）

補(bǔ)充講義：湯君友.GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用教程.東南大學(xué)，2005考核：平時(shí)成績（10％）＋設(shè)計(jì)報(bào)告（20％）＋期末考試（70％）1學(xué)習(xí)目標(biāo)系統(tǒng)地了解GIS設(shè)計(jì)的基本原理掌握GIS軟件工程中諸如系統(tǒng)需求分析、項(xiàng)目管理方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)的主要技術(shù)方法。運(yùn)用GIS設(shè)計(jì)理論進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)結(jié)合具體應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行GIS應(yīng)用建模GIS項(xiàng)目組織與管理

————GIS項(xiàng)目經(jīng)理2主要參考書[1]吳信才.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).電子工業(yè)出版社，2002[2]郭慶勝等.地理信息系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與管理.武漢大學(xué)出版社，2003[3]畢碩本等.地理信息系統(tǒng)軟件工程的原理與方法.科學(xué)出版社，2003[4]錢樂祥.GIS分析與設(shè)計(jì).中國環(huán)境科學(xué)出版社，20023各章節(jié)目錄第一章GIS與GIS產(chǎn)品模式第二章GIS設(shè)計(jì)思想、內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)第三章GIS設(shè)計(jì)方法第四章系統(tǒng)分析第五章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第六章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)第七章空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)第八章分布式GIS設(shè)計(jì)第九章系統(tǒng)實(shí)施第十章GIS測試、評(píng)價(jià)與維護(hù)第十一章

GIS設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理與質(zhì)量保證第十二章GIS專題信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例總論分析與設(shè)計(jì)實(shí)施與管理應(yīng)用系統(tǒng)案例4補(bǔ)充教程章節(jié)第1章GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與元數(shù)據(jù)第2章GIS常用軟件平臺(tái)第3章遙感數(shù)字圖像處理軟件系統(tǒng)第4章GIS軟件工程標(biāo)準(zhǔn)化第5章面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)第6章基于MO和AO的GIS二次開發(fā)第7章GIS專題應(yīng)用信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例5第一章GIS與GIS產(chǎn)品模式一、什么是GIS

二、GIS構(gòu)成

三、GIS用戶和產(chǎn)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(yīng)用7GIS是橫斷計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、遙感科學(xué)、測量學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)、資源學(xué)、環(huán)境學(xué)等學(xué)科的一門新興邊緣學(xué)科。GIS概述8地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么？空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合體NameAddressTownSt.ZipGIS是GIS9GIS概念框架用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成產(chǎn)品輸出空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫建立10GIS在信息系統(tǒng)中的地位信息系統(tǒng)非空間信息系統(tǒng)專題地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)非地理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)綜合地理信息系統(tǒng)CAD/CAM空間信息系統(tǒng)地籍GIS交通GIS資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS數(shù)據(jù)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(nèi)容11GIS特點(diǎn)GIS的處理對(duì)象是地理數(shù)據(jù)GIS提供了地理數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、操作、分析、建模、輸出等一系列工具GIS實(shí)現(xiàn)了地圖實(shí)體與其屬性數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)

12GIS的功能文件圖表數(shù)據(jù)獲取

原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索空間查詢空間分析數(shù)據(jù)編輯投影變換數(shù)據(jù)輸出

制圖、表格

交互展示

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫1314ToolsSDBMap理解GIS的三種視角

15GIS與其他學(xué)科的關(guān)系GIS與地圖學(xué)GIS與計(jì)算機(jī)制圖GIS與地理學(xué)GIS與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）16地理信息科學(xué)地理學(xué)地圖學(xué)RS/GPS計(jì)算機(jī)科學(xué)網(wǎng)絡(luò)CG/CAD/CAMDSS/ES數(shù)據(jù)庫軟件工程17GIS研究內(nèi)容分類1.地理信息系統(tǒng)的基本理論地理信息系統(tǒng)的概念和內(nèi)涵；地理信息系統(tǒng)的信息論研究；地理信息系統(tǒng)的理論體系；地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、特點(diǎn)和任務(wù)；地理信息系統(tǒng)發(fā)展方向等理論問題。182.地理信息系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地理信息系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和配置；地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及表示；輸入和輸出系統(tǒng)；空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；用戶界面和用戶工具設(shè)計(jì)；地理信息系統(tǒng)工具軟件研制；網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的研制等。

193.地理信息系統(tǒng)應(yīng)用方法應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法；數(shù)據(jù)采集與檢驗(yàn)；空間分析函數(shù)與專題分析模型；地理信息系統(tǒng)與遙感、GPS技術(shù)的結(jié)合方法；地學(xué)專家系統(tǒng)研究等。返回20從第一個(gè)地理信息系統(tǒng)（CGIS）誕生至今，GIS已有四十多年的發(fā)展歷史。20世紀(jì)60年代：開拓發(fā)展階段，機(jī)助制圖、量算分析

70年代：鞏固階段，大容量、圖形化人機(jī)交互

80年代：突破階段，微機(jī)GIS軟件產(chǎn)品、應(yīng)用擴(kuò)展

90年代：社會(huì)化階段，空間信息產(chǎn)業(yè)、WebGIS

新世紀(jì)：空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字城市、數(shù)字地球GIS發(fā)展21GIS發(fā)展的各階段特點(diǎn)集成式GIS模塊式GIS核心式GIS組件式GIS萬維網(wǎng)GIS特點(diǎn)在一個(gè)系統(tǒng)中集成了GIS的各項(xiàng)功能系統(tǒng)分成許多相對(duì)獨(dú)立的功能模塊從底層提供GIS功能，通過API訪問通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口實(shí)現(xiàn)模塊間通信及與其它系統(tǒng)集成結(jié)合Internet，實(shí)現(xiàn)GIS共享和互操作功能滿足了GIS綜合應(yīng)用的需要用戶根據(jù)需求選擇功能模塊易于集成其它系統(tǒng)開發(fā)成本低、難度小，可以在通用語言環(huán)境中實(shí)現(xiàn)GIS功能社會(huì)化的GIS，可擴(kuò)展性好，跨平臺(tái)存在問題系統(tǒng)過于復(fù)雜，軟件成本高；難與其它系統(tǒng)集成難于與其它系統(tǒng)集成開發(fā)難度高，不能進(jìn)行可視化程序設(shè)計(jì)有待于進(jìn)一步發(fā)展目前處在迅速發(fā)展中返回22目前，GIS已經(jīng)被成功應(yīng)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(jù)GIS應(yīng)用的層次可以將GIS應(yīng)用分為：地圖制圖空間數(shù)據(jù)管理空間統(tǒng)計(jì)分析空間分析評(píng)價(jià)與模擬預(yù)測建模輔助宏觀決策GIS與RS的集成應(yīng)用GIS應(yīng)用23空間數(shù)據(jù)采集24管理海量數(shù)據(jù)25屬性瀏覽查詢26路徑分析27動(dòng)態(tài)分段28地圖整飾29生成數(shù)字地面模型30三維地下體分析31企業(yè)應(yīng)用32實(shí)時(shí)信息的及時(shí)、直觀瀏覽與查詢圖文結(jié)合信息管理33無線設(shè)備應(yīng)用導(dǎo)航移動(dòng)位置的服務(wù)……34大眾化應(yīng)用旅游交通3536北大校園內(nèi)景點(diǎn)查詢返回37二、GIS構(gòu)成（一）硬件（二）軟件（三）數(shù)據(jù)（四）人員返回38GIS的組成系統(tǒng)軟件系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)GIS用戶39空間數(shù)據(jù)庫操作管理分析決策模型界面表現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取通訊用戶網(wǎng)絡(luò)40硬件輸入設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)全站儀掃描儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠標(biāo)處理設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備活動(dòng)硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備繪圖儀終端打印機(jī)返回41軟件操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學(xué)庫等）標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應(yīng)用軟件用戶界面GIS軟件基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)軟件GIS42GIS軟件的分類GIS軟件應(yīng)用型軟件工具型軟件GIS二次開發(fā)平臺(tái)軟件AM/FM專開發(fā)平臺(tái)軟件其它工具型軟件制圖軟件資源調(diào)查信息管理空間分析與預(yù)測……43空間數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖形與屬性數(shù)據(jù)編輯制圖與輸出空間查詢與分析GIS44國內(nèi)（主要由高校和科研院所開發(fā)）：Geo-Union（北大）、MapGIS（地質(zhì)大學(xué)）、GeoStar（武漢大學(xué)）、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(tái)返回45地理數(shù)據(jù)是以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會(huì)和人文景觀的數(shù)據(jù)GIS的數(shù)據(jù)來源普通地圖影像其它圖形軟件的結(jié)果數(shù)據(jù)或相關(guān)的數(shù)據(jù)資料遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)46現(xiàn)實(shí)地理空間世界抽象、投影空間實(shí)體圖層地圖空間數(shù)據(jù)庫分類應(yīng)用管理組織使用空間數(shù)據(jù)47柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)GIS的操作對(duì)象為