地理信息系統(tǒng)課件

1、地理信息系統(tǒng)課件課程大綱地理信息系統(tǒng)的概念與原理地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的作用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)的效益評估方法地理信息系統(tǒng)的歷史與發(fā)展趨勢地理信息系統(tǒng)的基本概念與原理地理信息系統(tǒng)的基本概念與原理地理信息系統(tǒng)是整個地球或部分區(qū)域的資源、環(huán)境在計算機中的縮影。GIS的定義的定義1。歷史定義：地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、模擬、分析和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)從外部看，它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)，其內(nèi)涵是由計算機程

2、序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的高度信息化的地理系統(tǒng)。信息的流動及信息流動的結(jié)果，完全由計算機程序的運行和數(shù)據(jù)的交換來仿真，地理學家可以在GIS的支持下，提取地理系統(tǒng)的不同側(cè)面、不同層次的空間和時間特征信息，也可以快速模擬自然過程的演變和思維過程，取得地理預(yù)測和實驗的結(jié)果，選擇優(yōu)化方案，避免錯誤的決策。2。現(xiàn)代定義：地理信息系統(tǒng)是空間數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)之要義空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合體能讓你輕易找到工業(yè)園能讓你輕易找到工業(yè)園5英里內(nèi)英里內(nèi)和和20年以上年輪屬性的所有橋梁年以上年輪屬性的所有橋梁GIS的數(shù)據(jù)采集功能用于大型用于大型G

3、IS工程工程 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 測繪測繪 勘測勘測 規(guī)劃規(guī)劃 土地土地 交通交通 管線管線 農(nóng)林農(nóng)林 水利水利 環(huán)保環(huán)保 油田油田 地質(zhì)地質(zhì) 軍事軍事GIS可以做什么可以做什么 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理GIS可以做什么可以做什么 管理海量數(shù)據(jù)管理海量數(shù)據(jù)GIS可以做什么可以做什么 瀏覽瀏覽查詢查詢GIS可以做什么？可以做什么？ 專業(yè)性分析專業(yè)性分析GIS可以做什么？可以做什么？ 路徑分析路徑分析GIS可以做什么可以做什么 地圖整飾地圖整飾GIS可以做什么？可以做什么？ 動態(tài)分段動態(tài)分段GIS可以做什么可以做什么 斷面分析斷面分析GIS可以做什么可以做什么 格網(wǎng)分析格網(wǎng)分析GIS可以做什么可以做什么

4、 生成數(shù)字地面模型生成數(shù)字地面模型 三維地下體分析三維地下體分析GIS可以做什么可以做什么人人系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn)模型實現(xiàn)模型實現(xiàn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)GIS技術(shù)技術(shù)學科學科1. 項目項目GIS2. 部門部門GIS3. 企業(yè)企業(yè)GIS4. 社會社會GISGIS的組成與發(fā)展階段的組成與發(fā)展階段邏輯維邏輯維知識維知識維時間維時間維GIS 三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)明確目標明確目標系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析資料收集資料收集系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化指標設(shè)計指標設(shè)計決策制定決策制定系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合計劃實施計劃實施邏輯維計算機科學計算機科學城市科學城市科學地理學地理學信息論信息論測繪遙感學測繪遙感學應(yīng)用數(shù)學應(yīng)用數(shù)學環(huán)境科學環(huán)境科學管理科學管理

5、科學知識維時間維意向階段意向階段系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計研究階段研究階段規(guī)劃階段規(guī)劃階段調(diào)查階段調(diào)查階段調(diào)查研究階段調(diào)查研究階段安裝階段安裝階段總體方案研究階段總體方案研究階段運行階段運行階段GIS的相關(guān)學科地理學GIS遙感技術(shù)攝影測量學數(shù)學和統(tǒng)計學制圖技術(shù)計算機科學專家系統(tǒng)計算機圖形學計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)庫技術(shù)軟件工程GIS應(yīng)用的構(gòu)成GIS的構(gòu)成硬件：計算機、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟件： 計算機系統(tǒng)軟件 地理信息系統(tǒng)軟件 應(yīng)用分析軟件GIS的主要應(yīng)用程序及與硬件的關(guān)系的主要應(yīng)用程序及與硬件的關(guān)系 輸入、數(shù)據(jù)采集（輸入、數(shù)據(jù)采集（數(shù)字化儀、掃描儀數(shù)字化儀、掃描儀） 建庫、數(shù)據(jù)管理（建庫、數(shù)據(jù)管理（服務(wù)器

6、、工作站服務(wù)器、工作站） 查詢、空間分析（查詢、空間分析（服務(wù)器、工作站服務(wù)器、工作站） 決策支持、上網(wǎng)（決策支持、上網(wǎng)（服務(wù)器、工作站、服務(wù)器、工作站、） 制作專題圖（制作專題圖（服務(wù)器、工作站）服務(wù)器、工作站） 輸出（輸出（繪圖儀繪圖儀）空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 點 線 面 集合 構(gòu)造適用坐標 對坐標量無 限制矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)南川市 南川市 李渡區(qū) 李渡區(qū) 長壽縣 長壽縣 墊江縣 墊江縣 渝中區(qū) 渝中區(qū) 豐都縣 豐都縣 彭水苗族土家族自治縣 彭水苗族土家族自治縣 南岸區(qū) 南岸區(qū) 沙坪壩區(qū) 沙坪壩區(qū) 江北區(qū) 江北區(qū) 九龍坡區(qū) 九龍坡區(qū) 大渡口區(qū) 大渡口區(qū) 巴南區(qū) 巴南區(qū) 江津市 江津市 隆昌縣 隆昌縣

7、安岳縣 安岳縣 潼南縣 潼南縣 大足縣 大足縣 榮昌縣 榮昌縣 永川市 永川市 武勝縣 武勝縣 合川市 合川市 渝北區(qū) 渝北區(qū) 鄰水縣 鄰水縣 石柱土家族自治縣 石柱土家族自治縣 忠縣 忠縣 武隆縣 武隆縣 華鎣市 華鎣市 銅梁縣 銅梁縣 璧山縣 璧山縣 北碚區(qū) 北碚區(qū) 雙橋區(qū) 雙橋區(qū) 0.07.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km區(qū)縣區(qū)劃圖區(qū)縣區(qū)劃圖河流河流機場機場區(qū)縣界線區(qū)縣界線主要公路主要公路縣區(qū)政府駐地縣區(qū)政府駐地西苑西苑頤和園頤和園西北望西北望玉泉山玉泉山臥佛寺臥佛寺香山香山八大處八大處西郊機場西郊機場黃莊黃莊五里坨五里坨BEIJING1.BMP北京街區(qū)鐵路水域城區(qū)邊界L

8、abels of 主要地名主要地名矢量圖 柵格圖空間數(shù)據(jù)SDO_GIDSDO_CODESDO_MAXCODE1013T2T2FFFF匜10131013T320T302T320FF匜T302FF匜 每個特征都由貼片索引 基于樹型結(jié)構(gòu) 存儲在 B+ 樹型索引 索引點、線、面 支持通過SQL大數(shù)據(jù)量的讀取及存儲GIS的應(yīng)用領(lǐng)域GIS的現(xiàn)狀（應(yīng)用領(lǐng)域）的現(xiàn)狀（應(yīng)用領(lǐng)域）1、基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)建設(shè)部門、基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)建設(shè)部門 傳統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用傳統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用GIS的部門，有近的部門，有近15年的數(shù)據(jù)建設(shè)歷史年的數(shù)據(jù)建設(shè)歷史基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，相互間無共享機制，數(shù)據(jù)不對公基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，相互間無共享機

9、制，數(shù)據(jù)不對公眾公開。數(shù)據(jù)格式多樣化?？臻g與屬性相關(guān)的數(shù)據(jù)分離存儲。眾公開。數(shù)據(jù)格式多樣化?？臻g與屬性相關(guān)的數(shù)據(jù)分離存儲。2、市政設(shè)施部門、市政設(shè)施部門 均為工程應(yīng)用部門。設(shè)備數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫。均為工程應(yīng)用部門。設(shè)備數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫。3、公眾服務(wù)部門，近、公眾服務(wù)部門，近5年開始進行信息化建設(shè)。年開始進行信息化建設(shè)。4、金融服務(wù)部門，部分數(shù)據(jù)庫具有空間特征。、金融服務(wù)部門，部分數(shù)據(jù)庫具有空間特征。5、社會經(jīng)濟部門，多數(shù)數(shù)據(jù)庫不具備空間屬性。、社會經(jīng)濟部門，多數(shù)數(shù)據(jù)庫不具備空間屬性。 GIS用戶主要分布的行業(yè)用戶主要分布的行業(yè)空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)部門：勘測測繪、遙感等城市市政管理部門：規(guī)劃、土地

10、、房地產(chǎn)、市政水電氣能源部門：石油、天然氣、地質(zhì)自然利用：農(nóng)林、水利、環(huán)保公眾服務(wù)部門：公安、消防、緊急救援金融服務(wù)部門：銀行、保險社會經(jīng)濟部門：統(tǒng)計局、信息中心GIS的效益評估方法1、直接效益： 軟件效益、工程效益、服務(wù)效益2、間接效益： 科學決策效益、快速決策效益成本時間手工操作計算機管理GIS的實踐效益的實踐效益GIS項目的投資情況分析項目的投資情況分析 GIS 應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的利潤的主要來源存在于整個工程項目的過程中，一個工程項目對開發(fā)商來說大體的利潤來源可以從下列項目過程獲?。?占整個項目的百分比 30% 20% 20% 15% 15%開發(fā)商可獲取的利潤比 10% 5% 30% 100%

11、35% 根據(jù)一份調(diào)查資料表明，1990 年我國軟件銷售額只有 2.2 億元，1998 年提高到約 150億元。近幾年系統(tǒng)集成商獲得的利潤當中將有 50%來自于應(yīng)用軟件的銷售。數(shù) 據(jù) 采 集與建庫硬件集成GIS 軟件銷售培 訓 咨詢服務(wù)應(yīng) 用 系統(tǒng)開發(fā)地理信息系統(tǒng)是IT的支柱性產(chǎn)業(yè)Row Locking地理信息系統(tǒng)（GIS）的傳統(tǒng)挑戰(zhàn) 孤立的、各自為政的部門 專有的 數(shù)據(jù), 程式化的編程語言 昂貴的 軟硬件平臺 工具使用的艱難地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展趨勢 向非GIS用戶發(fā)送空間數(shù)據(jù) 方便地在你更大的信息系統(tǒng)中集成空間信息 維護 準確的、無縫連接的實時數(shù)據(jù) 提供 快速的數(shù)據(jù)接入 GIS走向網(wǎng)絡(luò)

12、化 GIS、GPS、RS一體化 GIS工程化 Tools ( (工具工具) ) Centralized ( (集中式集中式) ) Standalone ( (孤立的孤立的) ) GIS Data ( (GIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)) ) Mapping System Legacy data migration Isolated spatial analysis Integrated technology Distributed ( (分布式分布式) ) Embedded ( (嵌入式的嵌入式的) ) Spatially enabled data Database System Legacy data acc

13、ess Enterprise spatial analysisGIS的發(fā)展趨勢：從專業(yè)應(yīng)用融入的發(fā)展趨勢：從專業(yè)應(yīng)用融入IT 潮流潮流( (制圖系統(tǒng)制圖系統(tǒng)) )( (現(xiàn)有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換現(xiàn)有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換) )( (現(xiàn)有數(shù)據(jù)的訪問現(xiàn)有數(shù)據(jù)的訪問) )( (數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)) )( (空間相關(guān)的數(shù)據(jù)空間相關(guān)的數(shù)據(jù)) )（基于集成技術(shù)）（基于集成技術(shù)）( (獨立的空間分析獨立的空間分析) )( (企業(yè)級的空間分析企業(yè)級的空間分析) )GIS的發(fā)展趨勢：的發(fā)展趨勢：OPEN GIS15方大科技方大科技GIS的發(fā)展方向的發(fā)展方向-開放的開放的 GIS目標目標多源數(shù)據(jù)的集成與分析多源數(shù)據(jù)的集成與分析無需轉(zhuǎn)換

14、，無需轉(zhuǎn)換，GIS應(yīng)用能與任何應(yīng)用能與任何GIS數(shù)據(jù)格式進行連接和相互集成數(shù)據(jù)格式進行連接和相互集成目標目標多源數(shù)據(jù)的集成與分析多源數(shù)據(jù)的集成與分析無需轉(zhuǎn)換，無需轉(zhuǎn)換，GIS應(yīng)用能與任何應(yīng)用能與任何GIS數(shù)據(jù)格式進行連接和相互集成數(shù)據(jù)格式進行連接和相互集成GIS的發(fā)展趨勢：的發(fā)展趨勢：超圖空間數(shù)據(jù)倉庫超圖空間數(shù)據(jù)倉庫無中間件無中間件C CH HI IN NA A_ _I ID DG Ge eo om me et tr ry y市市名名面面積積總總?cè)巳藬?shù)數(shù)G Ge eo oM Me et tr ry y_ _S S650101 長二進制數(shù)據(jù)烏魯木齊 12855 21332921vp數(shù)字地球與數(shù)字

15、地球與GIS 數(shù)字地球就是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認識。數(shù)字城市是數(shù)字地球的具體實現(xiàn)。 巨大的數(shù)字地球由下列體系組成： 數(shù)據(jù)采集與更新體系 數(shù)據(jù)處理與儲存體系 信息提取與分析體系 數(shù)據(jù)與信息傳播體系 數(shù)據(jù)庫體系 網(wǎng)絡(luò)體系 應(yīng)用模型體系 專用軟件體系 標準與互操作體系數(shù)字地球與數(shù)字地球與GIS數(shù)字地球需要的新理論和技術(shù)：數(shù)字地球需要的新理論和技術(shù)： 數(shù)據(jù)獲取與更新（數(shù)據(jù)源、空間數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)庫）數(shù)據(jù)獲取與更新（數(shù)據(jù)源、空間數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)庫） 網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播 數(shù)據(jù)處理、儲存、數(shù)據(jù)庫、信息提取與分析數(shù)據(jù)處理、儲存、數(shù)據(jù)庫、信息

16、提取與分析 GIS互操作技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、互操作技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、WEB GIS技術(shù)等技術(shù)等主要的主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商產(chǎn)品供應(yīng)商ESRI19%Intergraph20%Landmark Graphics11%Siemens Nixdorf Info systeme9%Smallworld Systems4%Autodesk6%Bentley Systems4%MapInfo4%Other23%DataQuest 1997 GIS Market Share Worldwide, S/W Only, All Operating SystemsSource: DataQuest, Dec. 1

17、998INTERGAPHESRIAutoDeskBSISmallworldMapInfoSeimensLandmarkOtherDeLorme, Maptitude, Precision Mapping, etc.GIS的現(xiàn)狀（軟件領(lǐng)域）的現(xiàn)狀（軟件領(lǐng)域）主要的主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商產(chǎn)品供應(yīng)商INTERGRAPHESRIAutoDeskMapInfoSimensMapGISGeoStar RDBMS(NT or UNIX)數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器GIS Office (Client 1)GeoMedia Professional (Client n)InternetInternet ExplorerNetscapeorGeoMedia Web Map + RDBMS(NT Server)Web 服務(wù)器服務(wù)器IntranetGeoMedia GeoMediaProfessionalGeoMediaGeoMedia Network客戶端的瀏覽查詢（規(guī)劃，管線，交通，社會經(jīng)濟信息等查詢客戶端的瀏覽查詢（規(guī)劃，管線，交通，社會經(jīng)濟信息等查詢）各專業(yè)的各專業(yè)的分析應(yīng)用分析應(yīng)用數(shù)據(jù)更新，編輯及制圖數(shù)據(jù)更新，編輯及制圖GeoVec Office (Client n)GeoVec Office (Client 1)數(shù)據(jù)采集，建庫數(shù)據(jù)采集，建庫（地形管網(wǎng)及規(guī)劃圖紙掃描矢量化）（地形管網(wǎng)及規(guī)劃