第一講引論《地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實踐》教程趙前勝

武漢大學(xué)測繪學(xué)院教學(xué)提綱一、什么是GIS

二、GIS用戶和產(chǎn)品

三、GIS的應(yīng)用及前瞻

一、什么是GIS（一）GIS概述（二）GIS發(fā)展（三）GIS構(gòu)成（一）GIS概述GIS是以計算機技術(shù)為依托，以具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)為處理對象，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，采集、存儲、顯示、處理、分析、輸出地理信息的計算機系統(tǒng)，為規(guī)劃、管理和決策提供信息來源和技術(shù)支持。

GIS研究內(nèi)容數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)處理和分析數(shù)據(jù)輸出GIS的特點GIS的處理對象是地理數(shù)據(jù)GIS提供了地理數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示、操作、分析、建模、輸出等一系列工具實現(xiàn)了地圖實體與其屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)空間特性和屬性特征的統(tǒng)一GIS與其他學(xué)科的關(guān)系GIS計算機科學(xué)地理學(xué)測繪學(xué)哲學(xué)其他應(yīng)用科學(xué)數(shù)學(xué)幾何學(xué)拓?fù)鋵W(xué)地圖學(xué)遙感運籌學(xué)（二）GIS的發(fā)展模擬地理信息系統(tǒng)階段地圖（包括地形圖和專題圖）

學(xué)術(shù)探索階段50年代（CGIS）飛速發(fā)展和推廣應(yīng)用階段

70年代以后（ArcGIS）

地理信息產(chǎn)業(yè)的形成和社會化地理信息系統(tǒng)（SocialGIS）的出現(xiàn)90年代后（WebGIS）GIS軟件發(fā)展集成式GIS模塊式GIS核心式GIS組件式GIS萬維網(wǎng)GIS計算機技術(shù)集成式GIS在GIS發(fā)展早期，為滿足某些特定需求，產(chǎn)生了許多的GIS功能模塊。隨著需求不斷升級，研究人員開始將這些分散的功能模塊集成為具有多種功能的綜合性GIS。該時期即GIS發(fā)展的集成化階段。結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、成本較高。

模塊式GIS研究人員著眼于系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，按功能的關(guān)聯(lián)度，將GIS劃分為不同的功能模塊。模塊化GIS不同于集成式GIS從下而上的開發(fā)思路，采用從上往下的方法進行開發(fā)，功能模塊內(nèi)聚性更強、劃分更為合理?？梢暬刂品柼幚矸糯罂s小漫游圖層的控制地圖的操作地圖顯示…核心式GIS集成式GIS和模塊式GIS都沒有解決與其它系統(tǒng)的集成問題，核心式GIS正是基于該背景提出來的,它將GIS功能封裝成動態(tài)鏈接庫（DLL），通過應(yīng)用程序接口（API）訪問，以此來實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的集成。核心式GIS開發(fā)難度大，不易被開發(fā)人員掌握，不利于GIS社會化和大眾化的發(fā)展

組件式GIS綜合了模塊式GIS、核心式GIS的優(yōu)點，將GIS功能劃分為不同的功能模塊這些模塊之間以及與其它系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口實現(xiàn)交互，不僅解決了異構(gòu)系統(tǒng)的交互問題，而且開發(fā)成本低、易于掌握。萬維網(wǎng)GISInternet技術(shù)的發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)化成為GIS發(fā)展的必然趨勢，因此WebGIS應(yīng)運而生WebGIS的發(fā)展使得Internet用戶可以通過萬維網(wǎng)瀏覽空間數(shù)據(jù)、制作專題圖以及進行各種空間檢索和空間分析?？臻g數(shù)據(jù)發(fā)布空間查詢檢索和聯(lián)機處理空間數(shù)據(jù)可視化空間模型分析服務(wù)Web資源的共享GIS軟件發(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(wǎng)GIS特點在一個系統(tǒng)中集成了GIS的各項功能系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)通信接口實現(xiàn)模塊間通信及GIS與其它系統(tǒng)集成結(jié)合Internet，實現(xiàn)GIS的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)境中實現(xiàn)GIS功能社會化的GIS，可擴展性好，跨平臺存在問題系統(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，不能進行可視化程序設(shè)計有待于進一步發(fā)展目前還不成熟（三）GIS的構(gòu)成硬件軟件數(shù)據(jù)人員方法硬件數(shù)據(jù)采集、輸入設(shè)備數(shù)據(jù)存儲和處理設(shè)備輸出設(shè)備軟件操作系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理軟件系統(tǒng)開發(fā)軟件GIS軟件工具型軟件應(yīng)用型軟件

數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)是以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和人文景觀的數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)字、文字、圖形、圖像和表格等。GIS的數(shù)據(jù)來源普通地圖地面測量數(shù)據(jù)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)應(yīng)該選擇何種（或哪些）比例尺的數(shù)據(jù)？已有數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性如何？數(shù)據(jù)精度是否能滿足要求？數(shù)據(jù)格式是否能被已有的GIS軟件集成？應(yīng)采用何種方法進行處理和集成？采用何種方法進行數(shù)據(jù)的更新和維護？

方法、人員方法方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)人員GIS系統(tǒng)的能動部分

二、GIS用戶和產(chǎn)品GIS用戶最終用戶GIS平臺軟件用戶GIS應(yīng)用軟件用戶GIS專業(yè)人員GIS開發(fā)商/系統(tǒng)集成商部分GIS軟件開發(fā)商及其主要產(chǎn)品情況表（國外）公司主要GIS軟件產(chǎn)品ESRIInc.ArcGIS系列IntergraphGeoMedia系列AutodeskAutodeskMapGuide等ERDAS（Leica）Imagine系列等MapInfoInc.MapInfo系列GoogleGoogleEarthMicroSoftVirtualEarth3DBentleyIncMicrostation部分GIS軟件開發(fā)商及其主要產(chǎn)品情況表（國內(nèi)）公司主要GIS軟件產(chǎn)品武漢大學(xué)吉奧信息中心GeoStar

中國地質(zhì)大學(xué)中地信息中心MapGIS中科院地理所超圖公司SuperMAP2000北京靈圖軟件技術(shù)有限公司51ditu開源GISGRASS（綜合）PostgreSQL/PostGIS空間數(shù)據(jù)庫GeoToolsGIS中間件MapServerWebMapServerWorldWind三維

產(chǎn)品比較ArcGIS是目前功能最為完善、性能最為穩(wěn)定的專業(yè)地理信息系統(tǒng)軟件平臺之一，也是最龐大的GIS軟件。SuperMap

具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型地理信息系統(tǒng)軟件平臺。包括組件式GIS開發(fā)平臺（SuperMapObjects）、服務(wù)式GIS開發(fā)平臺（SuperMapIS，SuperMapiServer）、嵌入式GIS開發(fā)平臺、桌面GIS平臺（SuperMapViewer、SuperMapExpress、SuperMapDeskpro）、導(dǎo)航應(yīng)用開發(fā)平臺以及相關(guān)的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)、加工和管理工具。ArcGIS產(chǎn)品家族三、GIS的應(yīng)用及前瞻資源管理農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)

分布、分級、統(tǒng)計、制圖等問題。資源配置各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等機構(gòu)在各地的配置等都是資源配置問題。城市規(guī)劃和管理在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、

公共設(shè)施、運動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。土地信息系統(tǒng)和地籍管理土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。生態(tài)、環(huán)境管理與模擬區(qū)域生態(tài)規(guī)劃環(huán)境現(xiàn)狀評價環(huán)境影響評價污染物削減分配的決策支持環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持環(huán)保設(shè)施的管