地理信息系統(tǒng)概論第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五地理信息系統(tǒng)概述第一周GIS定義GIS的組成GIS的功能GIS與相關(guān)學(xué)科GIS與相關(guān)系統(tǒng)區(qū)別和聯(lián)系GIS入門基本內(nèi)容第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)和信息(Data&Information)數(shù)據(jù):指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號(hào)、圖形、圖像以及它們能轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。

原始事實(shí)如：員工姓名，數(shù)據(jù)可以有數(shù)值、圖形、聲音、視覺數(shù)據(jù)等信息:是向人們或機(jī)器提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體物理設(shè)備形式的改變而改變。

以一定規(guī)則組織在一起的事實(shí)的集合。第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五信息和數(shù)據(jù)的關(guān)系信息=數(shù)據(jù)+說明數(shù)據(jù)是信息的載體。第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠?yàn)閱我坏幕蛴薪M織的決策過程提供有用的信息。一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五信息系統(tǒng)分類第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五信息系統(tǒng)分類事務(wù)處理系統(tǒng)(TransactionProcessSystem,TPS)主要用以支持操作層人員的日常活動(dòng)。它主要負(fù)責(zé)處理日常事務(wù)。管理信息系統(tǒng)(ManagementInformationSystem,MIS):需要包含組織中的事務(wù)處理系統(tǒng)，并提供了內(nèi)部綜合形式的數(shù)據(jù)，以及外部組織的一般范圍和大范圍的數(shù)據(jù)。決策支持系統(tǒng)(DecisionSupportSystem,DSS)是一組處理數(shù)據(jù)和進(jìn)行推測的分析程序，用以支持管理者制定決策。人工智能和專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)(ExpertSystem,ES)能模仿人工決策處理過程的基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)。第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五地理空間信息有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對地理數(shù)據(jù)的解釋。其最主要的特征：所有的信息都具有地理位置參照人類社會(huì)中70-80%的信息具有空間特性。第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GeographicalInformationSystem,GIS)是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中，現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象，這些地理特征至少有空間位置參考信息和非位置信息兩個(gè)組成部分。第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五什么是地理信息系統(tǒng)?Burrough,1986：一套功能強(qiáng)大的工具，用于收集、儲(chǔ)存、查詢、轉(zhuǎn)換、顯示和分析來自現(xiàn)實(shí)世界的空間數(shù)據(jù)。Dueker,1989：由軟硬件、數(shù)據(jù)、人員、及機(jī)構(gòu)編制組成的，用來收集、儲(chǔ)存、分析和發(fā)布關(guān)于地球信息的系統(tǒng)。Cowen,1988：在解決某一問題的環(huán)境中集成空間參考數(shù)據(jù)的決策支持系統(tǒng)。Marble,1990：計(jì)算機(jī)化的空間模型、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、空間分析的理論和方法研究。第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五“盲人摸象式的”

GIS定義從學(xué)科的角度，GIS是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新學(xué)科，具有獨(dú)立的學(xué)科體系。從技術(shù)和應(yīng)用的角度，GIS是解決空間問題的工具、方法和技術(shù)。從功能上，GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能。從系統(tǒng)學(xué)的角度，GIS有其完備的結(jié)構(gòu)和功能，是一個(gè)完整的系統(tǒng)。第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五對GIS的總體理解GeographicInformationSystemScienceStudyService第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五從一般用戶角度看GIS用于空間數(shù)據(jù)分析處理的一組軟件工具涵蓋整個(gè)空間數(shù)據(jù)處理過程收集、輸入、儲(chǔ)存、查詢、編輯、分析、顯示、輸出使用地球表面的顯性位置來連接各個(gè)領(lǐng)域的多源數(shù)據(jù)旨在為與資源和環(huán)境有關(guān)的科學(xué)決策提供有效支持第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS的組成第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS的組成

系統(tǒng)

軟件

系統(tǒng)硬件空間數(shù)據(jù)GIS用戶第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS硬件配置：單機(jī)模式由基本外設(shè)、處理設(shè)備、輸入/出設(shè)備構(gòu)成適用于小型GIS建設(shè)數(shù)據(jù)傳輸與資源共享不方便第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS硬件配置：局域網(wǎng)模式部門或單位內(nèi)部GIS建設(shè)專線連接資源共享較方便輸出用戶組1輸入……GIS中央數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)管Intranet用戶組n第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS硬件配置：廣域網(wǎng)模式用戶分布地域廣泛，不適合專線連接公共通訊連接資源共享方便局部范圍為局域網(wǎng)，通過若干通道與廣域網(wǎng)連接輸入GIS中央數(shù)據(jù)庫（服務(wù)器）圖象處理系統(tǒng)局域網(wǎng)用戶組輸出多媒體系統(tǒng)用戶用戶主干網(wǎng)Internet第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS軟件配置操作系統(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GIS第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS軟件功能塊空間數(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GIS第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS軟件的功能第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS數(shù)據(jù)柵格結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)GIS的操作對象為空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)特征：幾何、屬性、時(shí)間數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)組織：矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)；空間數(shù)據(jù)管理：幾何數(shù)據(jù)：文件屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS組成中的“人”GIS咨詢政策/機(jī)構(gòu)管理信息管理數(shù)據(jù)整理用戶第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS功能：基本功能位置（Locations）條件（Conditions）趨勢（Trends）模式（Patterns）模型（Models）第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS能夠回答的問題位置問題。即“在某個(gè)特定位置有什么”的問題。位置可以用多種方式描述，如名稱，郵編，地理參照物等。條件問題。即“在哪里”的問題。這個(gè)問題與上述相反，并且需要依靠空間分析來回答。這個(gè)問題要求找到滿足某個(gè)條件的地點(diǎn)。（比如要找到一塊無林地，要求是面積為2000平方米，距離公路100米以內(nèi)，土壤可以支撐建筑物）。趨勢問題。即“自從……以來發(fā)生了哪些變化？”的問題?？梢杂^察某地區(qū)地理現(xiàn)象（如土地利用）隨時(shí)間的變化趨勢。模式問題。即地理現(xiàn)象的聚集或排列規(guī)律問題。比如要確定核電站附近居民的癌癥發(fā)病率是否比其它地區(qū)的居民的要高。模型問題。即“如果……，會(huì)發(fā)生什么？”的問題。例如如果一條新道路加入網(wǎng)絡(luò)，或一種有毒物質(zhì)滲漏至當(dāng)?shù)厮垂?yīng)的地方時(shí)，會(huì)發(fā)生什么事情。回答這些問題需要有關(guān)地理學(xué)以及其它專業(yè)信息。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS在公共經(jīng)濟(jì)與管理的應(yīng)用環(huán)境公正和發(fā)展平權(quán)檢測投資效益評估土地適宜性分析政策性投資區(qū)域選擇房地產(chǎn)經(jīng)營與管理稅收政策制定與修改勞動(dòng)與社會(huì)保障導(dǎo)向第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五空間問題解決過程第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS基本內(nèi)容美國地理信息與分析中心GIS教學(xué)大綱一、概論引言、硬/軟件、柵格GIS、數(shù)據(jù)獲取、空間數(shù)據(jù)性質(zhì)、空間現(xiàn)象及關(guān)系、GIS功能、柵格/矢量數(shù)據(jù)模型對比與相關(guān)問題二、GIS技術(shù)問題坐標(biāo)系統(tǒng)與地理編碼、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、關(guān)于地表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其算法、客體與時(shí)間、數(shù)據(jù)庫、誤差模擬與不確定性、可視化技術(shù)三、GIS應(yīng)用

GIS應(yīng)用領(lǐng)域、決策支持、系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、GIS發(fā)展趨勢第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五空間數(shù)據(jù)獲取第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)入庫目的：保證數(shù)據(jù)入庫時(shí)在內(nèi)容上的完整性，邏輯上的一致性。方法：數(shù)據(jù)編輯與處理、錯(cuò)誤修正：位置、圖形和拓?fù)浼m錯(cuò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化：矢量—柵格轉(zhuǎn)化，不同數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)比例轉(zhuǎn)化：平移、旋轉(zhuǎn)、比例、糾正投影變換：地圖投影方式選用數(shù)據(jù)概化：平滑、特征集結(jié)數(shù)據(jù)重構(gòu)：幾何形態(tài)變換（拼接、截取、壓縮、結(jié)構(gòu)）地理編碼：對象的坐標(biāo)化和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)組織與管理

數(shù)據(jù)的集成過程幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)組織

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)、柵格/矢量結(jié)構(gòu)決定著GIS的數(shù)據(jù)分析能力、效率和精度數(shù)據(jù)管理層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型、混合管理模式第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五檢索與分析空間檢索空間分析空間分析地形分析網(wǎng)絡(luò)分析緩沖區(qū)分析幾何量測地圖分析疊置分析統(tǒng)計(jì)分析決策分析位置查詢屬性查詢拓?fù)洳樵兛臻g查詢第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)交換統(tǒng)計(jì)表格制圖：專題地圖、影象地圖、統(tǒng)計(jì)地圖、地形圖第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS的相關(guān)學(xué)科地理學(xué)遙感制圖學(xué)CAD與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)測量與攝影測量GIS第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五GIS特征GIS與CAD、CAMGIS與管理信息系統(tǒng)（MIS）GIS與遙感圖像處理系統(tǒng)（RS）GIS與全球定位系統(tǒng)（GPS）GIS與機(jī)助制圖、地圖數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)參考系統(tǒng)處理圖形、非圖形數(shù)據(jù)；對空間對象的空間相關(guān)關(guān)系建立和處理

CAD不能建立地理坐標(biāo)統(tǒng)和完成地理坐標(biāo)變換；

CAD處理多為規(guī)則圖形，而GIS為非幾何圖形；

CAD圖形功能強(qiáng)而屬性處理能力差，而GIS圖形與屬性的操作比較頻繁，且專業(yè)化特征比較強(qiáng)；

GIS的數(shù)據(jù)量比CAD大得多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系緊密；

CAD不具備地理意義上的查詢和分析能力。對屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和處理對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)GIS對圖形和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用；

MIS一般只處理屬性數(shù)據(jù)，對圖形數(shù)據(jù)以文件形式進(jìn)行管理，圖形要素不能分解、查詢，圖形與數(shù)據(jù)之間沒有聯(lián)系；管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。為GIS的主要技術(shù)基礎(chǔ)強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的處理、顯示與表達(dá)幾乎不具有空間分析能力

GIS包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的全部功能。地圖數(shù)據(jù)庫若空間分析能力較強(qiáng)，可升格為GIS，而GIS若空間分析能力較弱，則退化為地圖自動(dòng)化系統(tǒng)。遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要信息源。經(jīng)過遙感信息系統(tǒng)處理的遙感信息，或進(jìn)入GIS作為制圖的背景圖象，或是與經(jīng)過分類的信息協(xié)同GIS集成分析。遙感圖象信息處理系統(tǒng)是專門用于對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的軟件，主要強(qiáng)調(diào)對遙感數(shù)據(jù)的幾何處理、灰度處理和專題信息提取，具有較強(qiáng)的制圖功能