地理信息系統(tǒng) 第一章 緒論

1、第1頁w 【參考教材】【參考教材】w 1地理信息系統(tǒng)教程，胡鵬等，武漢大學出版社w 2地理信息系統(tǒng)基礎 ，龔健雅，科學出版社w 3地理信息系統(tǒng)教程，鄔倫等，北京大學出版社 w 4地理信息系統(tǒng)概論，黃杏元等，高等教育出版社 w 5地理信息系統(tǒng)導論，陳述彭等，科學出版社， w 6地理信息系統(tǒng)原理與方法，吳信才，電子工業(yè)出版社w 7地理信息系統(tǒng)原理與方法, 邊馥苓 ,測繪出版社第2頁地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)Geographical Information System第3頁w 1854年年8月到月到9月月英國倫敦霍亂流行時，當局始英國倫敦霍亂流行時，當局始終找不到發(fā)病的原因，后來醫(yī)生約翰終找不到發(fā)病

2、的原因，后來醫(yī)生約翰斯諾斯諾(John Snow)說：說：“我們畫一張圖吧我們畫一張圖吧”。w 他在繪有霍亂流行地區(qū)所有道路、房屋、飲用他在繪有霍亂流行地區(qū)所有道路、房屋、飲用水機井等內(nèi)容的水機井等內(nèi)容的1：6500比例尺地圖上，標出比例尺地圖上，標出了每個霍亂病死者的了每個霍亂病死者的住家位置住家位置，得到了霍亂病，得到了霍亂病死者居住分布圖。死者居住分布圖。第4頁w 斯諾博士分析了斯諾博士分析了這張分布圖，馬這張分布圖，馬上明白了霍亂病上明白了霍亂病源之所在死源之所在死者住家都集中于者住家都集中于飲用飲用“布洛多斯布洛多斯托托”井水井水的地方的地方及周圍。及周圍。第5頁w 根據(jù)斯諾博士的分

3、析和請示，當局于根據(jù)斯諾博士的分析和請示，當局于9 9月月8 8日摘日摘下了這個水井的泵，禁止使用該水泵吸水，從下了這個水井的泵，禁止使用該水泵吸水，從這天以后，新的霍亂病患者就再也沒有出現(xiàn)了。這天以后，新的霍亂病患者就再也沒有出現(xiàn)了。w 在這個例子中，患者的在這個例子中，患者的居住地與飲用水井居住地與飲用水井之間之間的的空間位置關系空間位置關系提示了霍亂病的發(fā)病根源。提示了霍亂病的發(fā)病根源。第6頁w 信息負荷量小(幅面限制、內(nèi)容重疊限制)w 量算、統(tǒng)計精度低w 查找、分類、重新分類不方便w 復雜分析難以進行w 地圖和地圖、地圖和其它信息之間建立聯(lián)系不便。w 更新復雜，特別是局部更新工作量大第

4、7頁幾點結論w 對地圖的用途的擴展對地圖的用途的擴展不僅是量距、確定地物的方位等，而不僅是量距、確定地物的方位等，而是分析依附在地物上的現(xiàn)象是分析依附在地物上的現(xiàn)象w 分析為了決策分析為了決策找到原因，導致了政府的科學決策找到原因，導致了政府的科學決策w 我們重視的基礎地理信息成了背景，我們重視的基礎地理信息成了背景，依附的現(xiàn)象和屬性成為主要信息依附的現(xiàn)象和屬性成為主要信息w 研究的對象從地物擴展到現(xiàn)象（屬性）研究的對象從地物擴展到現(xiàn)象（屬性）第8頁1950年代末-60年代萌發(fā)于若干相互獨立的領域，早期的探索領域：w土地資源分析和成果表達 (Terry Coppock, CGIS，R. Tom

5、linson )w交通問題研究 (Duane Marble)w計算機地圖制圖 (David Bickmore & Ray Boyle)w景觀規(guī)劃、設計 (McHarg)w人口統(tǒng)計 (美國人口普查DIME)w遙感信息的利用w奧地利地籍管理w三個里程碑：CGIS，DIME，計算機圖形與空間分析哈佛實驗室第9頁 w Geographic Information System(北美)w Geographical Information System(歐洲)w 地理信息科學w Geographical Information Science第10頁一、信息與數(shù)據(jù)1、信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。特性

6、： 客觀性 適用性 傳輸性 共享性 1.1 GIS的基本概念的基本概念第11頁2、數(shù)據(jù)（Data）指輸入到計算機并能被計算機進行處理的數(shù)字、文字、符號、聲音、圖像等。3、兩者關系 1）、信息來源于數(shù)據(jù)，是經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)。2）、數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才能成為信息。第12頁二、地理信息與地理數(shù)據(jù)1、地理信息：與研究對象的空間地理分布有關的信息。 特性：地域性 多維結構 時序特征2、地理數(shù)據(jù)是各種地理特征和現(xiàn)象間關系的符號化表示。 第13頁301學校編號名稱班級性質(zhì)301405279125城中小學上群中學中心小學實驗中學24142228普通小學初中重點小學高中4052791251012031

7、877778598746324519219320179.路段編號類型路面材料寬度101203187.主干道次干道支路瀝青水泥瀝青402416.地塊編號土地使用建筑密度容積率77798746.住宅商業(yè)辦公工業(yè).0.40.80.70.3.1.52.13.00.8.第14頁三、信息系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)1、信息系統(tǒng)是能對數(shù)據(jù)和信息進行采集、存儲、加工和再現(xiàn)，并能回答用戶一系列問題的系統(tǒng)。 事務處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)；決策支持系統(tǒng)；人工智能、專家系統(tǒng)2、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管

8、理問題。 第15頁如何為一公如何為一公園選擇合理園選擇合理位置？位置？依山傍水；依山傍水； 交通方便；交通方便； 較安較安靜靜要要求求方案方案2 2條件條件2 2方案方案1 1條件條件1 1處理、分析處理、分析空間分空間分析析算法算法現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界獲取獲取水系信息水系信息地形信息地形信息道路信息道路信息植被信息等植被信息等+ + + +空間空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫存儲存儲第16頁w 一個一個完整完整的的GISGIS主要主要由由5 5個部分構成，即個部分構成，即計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)、計計算機軟件系統(tǒng)算機軟件系統(tǒng)、地理地理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（或（或空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)）、）、應用人員和應用模型應用人員和應用模

9、型。第17頁數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲信息輸入信息輸入系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)支持系統(tǒng)支持地理分析地理分析硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)空間空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)輸入設備輸入設備存儲設備存儲設備輸出設備輸出設備計算機系統(tǒng)軟件計算機系統(tǒng)軟件GIS軟件軟件應用分析程序應用分析程序地地理理數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫應用人員應用人員第18頁硬件系統(tǒng) 輸入設備輸入設備專用設備常規(guī)設備GPS全數(shù)字攝影測量工作站解析和數(shù)字攝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、鼠標處理設備處理設備工作站服務器硬盤陣列存儲設備存儲設備活動硬盤光盤機磁帶機輸出設備輸出設備繪圖儀終端打印機第19頁單機式第20頁局域網(wǎng)模式輸 出用

10、戶組1輸 入GIS中央數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)管Intranet用戶組n第21頁廣域網(wǎng)模式輸入GIS中央數(shù)據(jù)庫（服務器）圖象處理系統(tǒng)局域網(wǎng)用戶組輸出多媒體系統(tǒng)用戶用戶主主 干干 網(wǎng)網(wǎng)Internet第22頁軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調(diào)用、設備運行、網(wǎng)絡等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學庫等）標準軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應用軟件用戶界面GIS軟件軟件基礎軟件基礎軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件GIS第23頁常用的常用的 GISGIS軟件軟件 w 主要的國外系列軟件ESRI ArcGIS、ArcViewMapInfo MapInfow 主要國內(nèi)系列軟件武漢中地MapGIS 武漢吉奧GeoStar北京超圖Super

11、GIS 第24頁地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)分類幾何數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)時間數(shù)據(jù)時間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)幾何坐標定性定量第25頁地理實體地理實體（空間實體）（空間實體）-GIS-GIS的對象的對象 w 1、定義：指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟事件中不能指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟事件中不能再分割的單元再分割的單元。 2、地理實體的特性w 空間特征空間特征：描述事物或現(xiàn)象的地理位置以及空間相互關系（幾何特征或拓撲特征）w 屬性特征屬性特征：描述事物或現(xiàn)象的特性w 時間特征時間特征：描述事物或現(xiàn)象隨時間的變化。第26頁第27頁屬性特征屬性特征表示道路的一組線特征的屬性：道路類型：1=分隔行駛的公路 2=干線公路 3=主要公

12、路 4=住宅區(qū)街道 5=未鋪完的公路路面材料：混凝土、柏油、礫石路面寬度：以米計量道路名稱：在GIS系統(tǒng)中可有如下的描述：道路類型 長度 路面材料 寬度 行車道路 道路名稱 2 2715.5 混凝土 52 4 八一路第28頁時間特征：時間特征：第29頁GISGIS的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)( (空間信息空間信息) )w 空間數(shù)據(jù)（圖）：表示要素的空間位置、幾何特征w 屬性數(shù)據(jù)（文）：表示要素的非幾何特性，包括文字屬性、表格、其他非幾何數(shù)據(jù)（聲音、動畫、影像等等）第30頁數(shù)據(jù)：空間、屬性數(shù)據(jù)：空間、屬性 GIS的數(shù)據(jù)第31頁咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理應用人員應用人員第32頁1.3 GIS的基本功能二次開發(fā)和編程

13、GIS能作能作什么？什么？緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析疊加分析疊加分析空間查詢空間查詢網(wǎng)絡分析網(wǎng)絡分析地形分析地形分析。數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集與輸入與輸入數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲與管理與管理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理和變換和變換空間分析空間分析和統(tǒng)計和統(tǒng)計產(chǎn)品制作產(chǎn)品制作和顯示和顯示第33頁數(shù)據(jù)采集與輸入現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界文字報告、文字報告、遙感圖象遙感圖象等等數(shù)字化儀數(shù)字化儀掃描儀掃描儀解析測圖儀解析測圖儀鍵盤鍵盤 等等編輯、接邊、分層、圖形與編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、加注記等屬性連接、加注記等空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫第34頁空間數(shù)據(jù)的管理w 采用文件結構構造采用文件結構構造GIS數(shù)據(jù)對于小型應數(shù)據(jù)對于小型應用或許足夠，

14、但當數(shù)用或許足夠，但當數(shù)據(jù)規(guī)模和使用者人數(shù)據(jù)規(guī)模和使用者人數(shù)急劇增長時，必須通急劇增長時，必須通過大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進過大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行有效嚴格的組織管行有效嚴格的組織管理。在關系型數(shù)據(jù)庫理。在關系型數(shù)據(jù)庫中，不同表格間通過中，不同表格間通過相關項相互連接，提相關項相互連接，提供供GIS高度的可擴展高度的可擴展性和靈活的配置能力。性和靈活的配置能力。第35頁空間查詢與分析w 一旦涉足一旦涉足GIS領域，最基本的問題隨之而來領域，最基本的問題隨之而來： 誰是這所房產(chǎn)的所有者？誰是這所房產(chǎn)的所有者？ 出發(fā)點和目的地之間的距離？出發(fā)點和目的地之間的距離？ 哪里是工業(yè)用地區(qū)？哪里是工業(yè)用地區(qū)？ w 還有

15、更多非直接的咨詢等待回答：還有更多非直接的咨詢等待回答： 本區(qū)內(nèi)最適宜的商業(yè)中心的布局？本區(qū)內(nèi)最適宜的商業(yè)中心的布局？ 公路建成后對周圍環(huán)境將產(chǎn)生哪些影響？公路建成后對周圍環(huán)境將產(chǎn)生哪些影響？ 如何安排公交車的班次和站點從而使區(qū)域交通效益如何安排公交車的班次和站點從而使區(qū)域交通效益最優(yōu)化？最優(yōu)化？第36頁空間查詢空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫哈爾濱在哪哈爾濱在哪里？里？空間查詢空間查詢屬性查詢屬性查詢78路公交路公交經(jīng)過哪些經(jīng)過哪些站？站？第37頁疊加分析空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫 為某工廠選址，首先找為某工廠選址，首先找出地價出地價1萬元萬元m;且地形起伏較小的區(qū)域且地形起伏較小的區(qū)域?地價地價1萬元萬元m

16、坡度小于坡度小于3 3度度的地形信息的地形信息空間檢索空間檢索滿足兩條件的滿足兩條件的區(qū)域區(qū)域+ +第38頁緩沖區(qū)分析空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫道路的噪音影響范道路的噪音影響范圍圍?街道中心線街道中心線空間檢索空間檢索城市環(huán)境評價城市環(huán)境評價第39頁空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫哪條路最近哪條路最近,如如何乘車何乘車?道路信息道路信息空間檢索空間檢索網(wǎng)絡分析第40頁地形分析空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫航道淤積航道淤積, 挖挖槽方案比較槽方案比較?地形信息地形信息空間檢索空間檢索第41頁數(shù)字地形分析（數(shù)字地形分析（DEM / DTM）第42頁可視化表達輸出可視化表達輸出 GIS 的操作結果通過可視化的地的操作結果通過可

17、視化的地圖、影像、多媒體的方式加以直觀表圖、影像、多媒體的方式加以直觀表達，這是達，這是GIS無與倫比的另一優(yōu)勢。無與倫比的另一優(yōu)勢。第43頁數(shù)據(jù)顯示與輸出空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫各種需求各種需求?各種信息各種信息空間檢索空間檢索第44頁第45頁氣象分布等值線圖20N90E100E110E80E30N50N40N5001000Kilometers020N90E100E110E80E30N50N40N5001000Kilometers020N90E100E110E80E30N50N40N5001000Kilometers0氣象臺氣象臺溫度溫度氣壓氣壓 Weather Stations 第46頁DEM

18、 of China (1km 1km)第47頁中國陸地區(qū)域圖圖圖 例例1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47Land cover map of China900 E1200 E300 N500 N0500公里第48頁GIS基本功能的實現(xiàn)過程基本功能的實現(xiàn)過程文件圖表數(shù)據(jù)獲取 原始數(shù)據(jù)存儲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 結構化數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)庫

19、第49頁1.4 GIS的發(fā)展一、國外一、國外w 1、GIS的開拓期（60年代） w 2、GIS的鞏固發(fā)展時期（70年代） w 3、GIS技術大發(fā)展時期（80年代） w 4、GIS應用普及時期（90年代） w 5、網(wǎng)絡網(wǎng)絡GIS和空間信息網(wǎng)格和空間信息網(wǎng)格S SIG時期（時期（21世紀世紀） 第50頁GIS的開拓期（60年代） w 特點：w 早期GIS的雛形w 有關機構、組織紛紛建立1963年，加拿大測量學家R. T. Tomlinson首先提出GIS這一術語，建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）；1969年，ESRI （環(huán)境系統(tǒng)研究所）建立；第51頁鞏固發(fā)展時期（70年代） w 特點：w 計算機

20、發(fā)展到第三代，CPU速度提高，內(nèi)存增大w 磁盤出現(xiàn)，人機對話系統(tǒng)。7076年美國50個州建立了GIS。國際交流頻繁GIS人才教育專家影響減弱，政府影響增強 1978年，ERDAS成立。第52頁技術大發(fā)展時期（技術大發(fā)展時期（8080年代）年代） w 特點：w 第四代計算機發(fā)展，微機和遠程通信設備出現(xiàn)，計算機網(wǎng)絡化w 軟件技術發(fā)展，DBMS，軟件工具，應用軟件工具出現(xiàn)w 政府科學機構成立。 1981年，ESRI ARC/INFO GIS發(fā)布；1985年，GPS成為可運行系統(tǒng)；1986年，MapInfo建立；1986年，SPOT衛(wèi)星首次發(fā)射；1987年，地理信息系統(tǒng)的國際雜志出版；1988年，美國

21、人口調(diào)查局第一次公開發(fā)布TIGER；1988年，GIS World 首次發(fā)行； 第53頁GIS應用普及時期（90年代） w 特點w 實用化階段w 計算機和網(wǎng)絡發(fā)展，網(wǎng)絡GISw GIS成為部門的必備工作系統(tǒng)w 社會對GIS的認識普遍提高控件式GIS成為GISTools的發(fā)展方向 三維GIS嶄露頭角第54頁網(wǎng)絡GIS和空間信息網(wǎng)格SIG時期（21世紀） 特點：特點：w NII，NSDI和數(shù)字工程建設時期和數(shù)字工程建設時期w GIS成為國家信息化的基礎平臺成為國家信息化的基礎平臺w 軟硬件環(huán)境的困難基本排除軟硬件環(huán)境的困難基本排除第55頁二、我國 GIS的發(fā)展w 我國我國GIS的發(fā)展較晚，經(jīng)歷了四

22、個階段，的發(fā)展較晚，經(jīng)歷了四個階段，即起步（即起步（1970-1980）、準備）、準備(1980-1985)、發(fā)展（發(fā)展（1985-1995）、產(chǎn)業(yè)化（）、產(chǎn)業(yè)化（1996以后）以后）階段。我國地理信息系統(tǒng)方面的工作自階段。我國地理信息系統(tǒng)方面的工作自80年代初開始。自年代初開始。自90年代起，地理信息年代起，地理信息系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。目前開始向經(jīng)系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。目前開始向經(jīng)濟社會的各個領域滲透濟社會的各個領域滲透第56頁我國GIS發(fā)展的成就w 2006年年2月月24日，國家測繪局局長鹿心社在國務院日，國家測繪局局長鹿心社在國務院新聞辦舉行的新聞發(fā)布會上宣布：新聞辦舉行的新聞發(fā)布會上

23、宣布：國家基礎地理國家基礎地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)1:5萬數(shù)據(jù)庫建成萬數(shù)據(jù)庫建成我國陸地信息第一次全部實現(xiàn)高精確度數(shù)字化我國陸地信息第一次全部實現(xiàn)高精確度數(shù)字化打開地圖找到你居住的樓房：（打開地圖找到你居住的樓房：（1mm=50米），影像數(shù)據(jù)米），影像數(shù)據(jù)庫中大中城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的分辨率達到庫中大中城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的分辨率達到1米米 少繞一公里節(jié)約上千萬元：西氣東輸管線少繞一公里節(jié)約上千萬元：西氣東輸管線一小時游遍邊境線：我國有一小時游遍邊境線：我國有2.2萬公里的陸地邊境線，其萬公里的陸地邊境線，其中不少地方是崇山峻嶺，湍急的河流，難以涉足。有了中不少地方是崇山峻嶺，湍急的河流，難以涉足。有

24、了1:5萬數(shù)據(jù)庫，輕點鼠標，不到一小時就可以走遍陸地邊萬數(shù)據(jù)庫，輕點鼠標，不到一小時就可以走遍陸地邊境線。境線。20小時內(nèi)提供治污依據(jù)小時內(nèi)提供治污依據(jù) ：2005年年11月發(fā)生了松花江污染月發(fā)生了松花江污染事故，利用事故，利用1:5萬數(shù)據(jù)庫，在不到萬數(shù)據(jù)庫，在不到20小時內(nèi)，就趕制出了小時內(nèi)，就趕制出了10幅決策急需的紙制地圖和電子地圖。通過這些地圖可幅決策急需的紙制地圖和電子地圖。通過這些地圖可以直觀地看出污染源的精確位置、流經(jīng)地區(qū)，為預測判以直觀地看出污染源的精確位置、流經(jīng)地區(qū)，為預測判斷污染源的流向，下游采取筑壩等治理措施，提供了科斷污染源的流向，下游采取筑壩等治理措施，提供了科學的依

25、據(jù)。而這在過去至少需要半年時間，難免貽誤時學的依據(jù)。而這在過去至少需要半年時間，難免貽誤時機。機。 第57頁發(fā)達國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫建設現(xiàn)狀 美國已完成美國已完成1:10萬數(shù)據(jù)庫，正在建設萬數(shù)據(jù)庫，正在建設1:2.4萬的國家地理信息數(shù)據(jù)庫。萬的國家地理信息數(shù)據(jù)庫。 俄羅斯、加拿大正在建設俄羅斯、加拿大正在建設1:5萬國家基礎萬國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫。地理信息數(shù)據(jù)庫。 英國已建成英國已建成1:1萬國家地理信息數(shù)據(jù)庫。萬國家地理信息數(shù)據(jù)庫。 德國已建成德國已建成1:2.5萬國家基礎地理信息數(shù)萬國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫。據(jù)庫。第58頁(1)GIS與遙感和全球定位系統(tǒng)進一步結合，構成地理學日趨完善的技

26、術體系；(2) 空間數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)管理的研究更加深入；(3) GIS應用模型開發(fā)日趨加強；(4) GIS智能化；(5) GIS網(wǎng)絡化；(6) 三維GIS的研究不斷深入；(7) 宏觀與微觀應用進一步加強，并形成新的產(chǎn)業(yè)。三、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢三、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第59頁GIS軟件系統(tǒng)的發(fā)展研究重點 w 面向?qū)ο蠹夹g的研究面向?qū)ο蠹夹g的研究w 時態(tài)時態(tài)GIS或動態(tài)或動態(tài)GIS的研究的研究w GIS的數(shù)學建模系統(tǒng)的數(shù)學建模系統(tǒng)w 真三維真三維GIS的建立的建立w 網(wǎng)絡、因特網(wǎng)網(wǎng)絡、因特網(wǎng)GIS和和網(wǎng)格網(wǎng)格GISw GIS和虛擬現(xiàn)實相結合和虛擬現(xiàn)實相結合第60頁GISGIS計算機科學計算機科

27、學數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫理論理論軟件工軟件工程程計算機計算機圖形學圖形學圖象處圖象處理理人工智人工智能能網(wǎng)絡計網(wǎng)絡計算算數(shù)學數(shù)學幾何學幾何學拓撲學拓撲學統(tǒng)計分析統(tǒng)計分析地理學、測地理學、測繪學、地學繪學、地學地圖學地圖學RSRS、GPSGPS其他應用科學其他應用科學1.5 GIS與相關學科的關系與相關學科的關系 第61頁第62頁A A、GISGIS與一般與一般MISMIS：GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術，如離不開數(shù)據(jù)庫技術。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等都是數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等都是GISGIS廣泛使用的廣泛使用的核心技術。核心技術。 GISGIS對空間

28、數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應用共同管理、分析和應用，而，而一般一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側重于（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲與查詢的優(yōu)化存儲與查詢，即使存儲了圖形，也是以文件的形，即使存儲了圖形，也是以文件的形式存儲，不能對空間數(shù)據(jù)進行查詢、檢索、分析，沒有式存儲，不能對空間數(shù)據(jù)進行查詢、檢索、分析，沒有拓撲關系，其圖形顯示功能也很有限。拓撲關系，其圖形顯示功能也很有限。如電話查號臺是一個一般如電話查號臺是一個一般MIS，只能回答用戶詢問的電，只能回答用戶詢問的電話號碼，而通信信息系統(tǒng)除了可查詢電話號碼外，還提話號碼，而通信信息

29、系統(tǒng)除了可查詢電話號碼外，還提供用戶的地理分布、空間密度、最近的郵局等空間關系供用戶的地理分布、空間密度、最近的郵局等空間關系信息。信息。第63頁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GIS對圖形和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應用第64頁B、GIS與CAD管理了圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是管理了圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GISGIS，如如CAD，但是，但是 CAD不具備空間查詢和分析功能不具備空間查詢和分析功能 GISGIS與與CADCAD共同點共同點 GISGIS與與CADCAD 不同點不同點都有空間坐標系統(tǒng)；

30、都有空間坐標系統(tǒng)；都能將目標和參考系聯(lián)都能將目標和參考系聯(lián)系起來；系起來；都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓撲關系；撲關系；都能處理屬性和空間數(shù)都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)據(jù)CADCAD研究對象為人造對研究對象為人造對象象規(guī)則幾何圖形及規(guī)則幾何圖形及組合；組合；圖形功能特別是三維圖形功能特別是三維圖形功能強，屬性庫圖形功能強，屬性庫功能相對較弱；功能相對較弱；CADCAD中的拓撲關系較為中的拓撲關系較為簡單；簡單；一般采用幾何坐標系。一般采用幾何坐標系。GIS處理的數(shù)據(jù)大處理的數(shù)據(jù)大多來自于現(xiàn)實世界，多來自于現(xiàn)實世界，較之人造對象更復較之人造對象更復雜，數(shù)據(jù)量更大；雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方

31、式多數(shù)據(jù)采集的方式多樣化；樣化；GIS的屬性庫結構的屬性庫結構復雜，功能強大；復雜，功能強大；強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，分析，圖形屬性交圖形屬性交互使用頻繁；互使用頻繁；GIS采用地理坐標采用地理坐標系。系。第65頁C C、GISGIS與與CAMCAMCAMCAM（Computer Adid Map)-Computer Adid Map)-計算機地圖系統(tǒng)計算機地圖系統(tǒng) 計算機輔助制計算機輔助制圖。圖。 GISGIS與與CAMCAM共同點共同點 GISGIS與與CAMCAM 不同點不同點都有地圖輸出、空都有地圖輸出、空間查詢、分析和檢間查詢、分析和檢索功能索功能 CAM側重于數(shù)據(jù)查詢

32、、分類側重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有地圖輔助及自動符號化，具有地圖輔助設計和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的設計和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的輸出機制；輸出機制；它強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分它強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓撲關析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓撲關系；系；它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢。簡單的查詢。 CAM是是GIS的重要的重要組成部分；組成部分；綜合圖形和屬性數(shù)綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助間分析，提供輔助決策信息。決策信息。 第66頁空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體第67頁GIS與其它系統(tǒng)的區(qū)別與其

33、它系統(tǒng)的區(qū)別 的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶第68頁GIS 主要 應用領域 資源管理資源管理區(qū)域和城鄉(xiāng)區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃規(guī)劃災害監(jiān)測災害監(jiān)測 環(huán)境評估環(huán)境評估 作戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)指揮 交通運輸交通運輸 宏觀決策宏觀決策 商業(yè)金融、通訊商業(yè)金融、通訊郵電、日常生活郵電、日常生活等各領域等各領域1.6 GIS的應用的應用第69頁資源管理 GIS GIS最初就是起源于資源清查，最初就是起源于資源清查，是是GISGIS的最基本的職能，目前趨于的最基本的職能，目前趨于成熟的主要應用領域。資源清查包成熟的主要應用領域。資源清查包括土地資源，森林資源和礦產(chǎn)資源括土地資源，森林資源和礦產(chǎn)資源的清查、管理、

34、土地利用規(guī)劃，野的清查、管理、土地利用規(guī)劃，野生動物的保護等。生動物的保護等。GISGIS的主要任務的主要任務是將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機地是將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機地匯集在一起，并通過統(tǒng)計，疊量分匯集在一起，并通過統(tǒng)計，疊量分析等功能，按多種邊界和屬性條件，析等功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計和資源現(xiàn)狀分析，從而為資源統(tǒng)計和資源現(xiàn)狀分析，從而為資源的合理開發(fā)、利用提供依據(jù)。的合理開發(fā)、利用提供依據(jù)。 GISGIS在國際上在國際上典范典范中有：中有：A A、加拿大應用、加拿大應用GISGIS完成全國土地完成全國土地資源潛力和估算資源

35、潛力和估算B B、利用、利用GISGIS進行世界小麥大面積進行世界小麥大面積估產(chǎn)的高準確率估產(chǎn)的高準確率-這些說明這些說明GISGIS在資源清查方面的應用趨于成熟。在資源清查方面的應用趨于成熟。 第70頁災害監(jiān)測GISGIS方法和多時相的遙方法和多時相的遙感數(shù)據(jù)，可以有效地用感數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災的預測預報、于森林火災的預測預報、洪水災情監(jiān)測和淹沒損洪水災情監(jiān)測和淹沒損失估算，確定泄洪區(qū)內(nèi)失估算，確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移和人員撤退、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災物資供應的最佳路救災物資供應的最佳路線，為救災搶險和防洪線，為救災搶險和防洪決策提供及時準確的信決策提供及時準確的信息。息。第71頁環(huán)境

36、評估第72頁作戰(zhàn)指揮第73頁交通運輸?shù)?4頁宏觀決策 GIS GIS利用地理數(shù)據(jù)庫，利用地理數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構通過一系列決策模型的構建和比較分析，可為國家建和比較分析，可為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如宏觀決策提供依據(jù)。例如我國在三峽地區(qū)的研究中我國在三峽地區(qū)的研究中通過利用通過利用GISGIS和機助制圖和機助制圖的方法，建立環(huán)境監(jiān)測系的方法，建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為三峽工程的宏觀決統(tǒng)，為三峽工程的宏觀決策提供了建庫前后環(huán)境變策提供了建庫前后環(huán)境變化的數(shù)量，速度和演變趨化的數(shù)量，速度和演變趨勢等可靠數(shù)據(jù)。勢等可靠數(shù)據(jù)。第75頁區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃 在進行區(qū)域和城鎮(zhèn)規(guī)劃的過程中，在進行區(qū)域和城鎮(zhèn)規(guī)

37、劃的過程中，要處理許多不同性質(zhì)和不同特點的問要處理許多不同性質(zhì)和不同特點的問題，涉及多方面要素，如資源、環(huán)境、題，涉及多方面要素，如資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟、教育、文化和金人口、交通、經(jīng)濟、教育、文化和金融等，融等，GISGIS將這些數(shù)據(jù)信息歸算到城將這些數(shù)據(jù)信息歸算到城市的統(tǒng)一系統(tǒng)之中，最后進行城市和市的統(tǒng)一系統(tǒng)之中，最后進行城市和區(qū)域多目標的開發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)區(qū)域多目標的開發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，城市建設用地適宜性評價，總體規(guī)劃，城市建設用地適宜性評價，城市環(huán)境選質(zhì)量評價，道路交通規(guī)劃，城市環(huán)境選質(zhì)量評價，道路交通規(guī)劃，公共設施配置及城市環(huán)境動態(tài)監(jiān)測等，公共設施配置及城市環(huán)境動態(tài)監(jiān)測等，這些功能的實現(xiàn)是以這些功能的實現(xiàn)是以GISGIS的一些數(shù)據(jù)的一些數(shù)據(jù)處理和分析算法加以保證的，如處理和分析算法加以保證的，如GISGIS的空間搜索方法，多信息疊加處理和的空間搜索方法，多信息疊加處理和一系列的