地理信息系統(tǒng)第1章

地理信息系統(tǒng)遼寧工程技術(shù)大學(xué)GIS教研室GeographicalInformationsystemGIS前言一、課程安排二、參考教材三、考察方式一、課程安排第七至八章：GIS的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、GIS的產(chǎn)品輸出設(shè)計(jì)第一章導(dǎo)論

:GIS概念,GIS的基本組成,GIS的功能與應(yīng)用，GIS的發(fā)展透視第二至六章：GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)庫、空間分析原理和方法及應(yīng)用模型什么是GIS、GIS能做什么GIS如何實(shí)現(xiàn)GIS如何設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與輸出二、參考教材

[1]

地理信息系統(tǒng)原理，馬明棟等，教育科學(xué)出版

社

[2]地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用，鄔倫等，科

學(xué)出版社

[3]地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)，龔健雅.，科學(xué)出版社

[4]地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ),邊馥苓,測(cè)繪出版社主要網(wǎng)站http:///http:///http:///http:///http:///http:///http:///

三、考核方式總成績(jī)（100分）=平時(shí)點(diǎn)名（5分）+課堂作業(yè)（10分）+平時(shí)表現(xiàn)（5分）+期末考試（80分）第一章緒論第一節(jié)GIS的基本概念一、數(shù)據(jù)與信息二、地理信息與地理信息系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)與信息1、數(shù)據(jù)通過數(shù)字化或記錄下來可以被鑒別的數(shù)字、文字、符號(hào)、聲音、圖象等符號(hào)。2、信息用數(shù)字、文字、符號(hào)、語言等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，以便向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)的知識(shí)，作為生產(chǎn)、管理和決策的依據(jù)客觀性、適應(yīng)性、傳輸性、共享性3、兩者關(guān)系數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)、載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是形與質(zhì)的關(guān)系。只有數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響才成為信息，數(shù)據(jù)只有經(jīng)過解釋才有意義，成為信息。二、地理信息和地理信息系統(tǒng)1、地理信息地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱；地域性、多維結(jié)構(gòu)、時(shí)序特征GIS空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合體

2、地理信息系統(tǒng)

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2、地理信息系統(tǒng)的概念A(yù)、地理信息系統(tǒng)是一種存儲(chǔ)、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)—美國學(xué)者PARKERB、GIS是一種獲取、存儲(chǔ)、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。--英國教育部

C、為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。---美國國家地理信息與分析中心D、GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。---美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)（1）GIS首先是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（2）GIS具有獨(dú)特的操作對(duì)象（3）GIS具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨(dú)特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復(fù)雜的查詢功能、強(qiáng)大的圖形創(chuàng)造和可視化表達(dá)手段、地理過程的演化模擬和空間決策支持功能（4）龐大的相關(guān)學(xué)科體系3、對(duì)地理信息系統(tǒng)的理解4、地理信息系統(tǒng)的分類體系信息系統(tǒng)：非空間、空間

非空間：管理信息系統(tǒng)空間：CAD/CAM系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的分類：

按研究范圍：全球、區(qū)域、國家

按數(shù)據(jù)類型：矢量、柵格、混合

按研究?jī)?nèi)容：專題、綜合

第二節(jié)GIS構(gòu)成用戶軟件硬件數(shù)據(jù)（系統(tǒng)分析與處理的對(duì)象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)）硬件（各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)）軟件（計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)）一、GIS組成應(yīng)用模型

（為某一實(shí)際應(yīng)用建立的數(shù)學(xué)或邏輯模型）應(yīng)用人員（GIS服務(wù)的對(duì)象，分為一般用戶和高級(jí)用戶）二、硬件組成1、單機(jī)模式的硬件組成（單用戶模式）主要由高檔計(jì)算機(jī)（高檔微機(jī)、工作站或小型機(jī)）、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備組成。目前運(yùn)行GIS的主機(jī)，包括大型、中型、小型機(jī)，工作站/服務(wù)器和微型計(jì)算機(jī)。其中各種類型的工作站/服務(wù)器成為GIS的主流。單機(jī)模式的硬件組成計(jì)算機(jī)數(shù)字化儀掃描儀手寫筆光筆輸入設(shè)備繪圖儀打印機(jī)刻錄機(jī)磁盤陣列磁帶機(jī)活動(dòng)硬盤輸出設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備

2、網(wǎng)絡(luò)模式的GIS硬件組成（多用戶模式）網(wǎng)絡(luò)模式的GIS主要在單機(jī)模式的基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如服務(wù)器、客戶機(jī)、路由器、交換機(jī)、集線器、傳輸介質(zhì)等。網(wǎng)絡(luò)模式的GIS硬件組成（多用戶模式）三、GIS軟件組成

1.操作系統(tǒng)軟件2.基礎(chǔ)支撐軟件：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)庫軟件

數(shù)據(jù)庫軟件（如Oracal、Sybase、SQLServer等）；系統(tǒng)庫軟件（如VB、

JAVA、

C++）3.GIS功能軟件：GIS軟件平臺(tái)、

GIS應(yīng)用軟件

GIS軟件平臺(tái)（如Arc/Info、MapInfo等）；

GIS應(yīng)用軟件（如吉林省水利信息系統(tǒng)）GIS工具軟件功能GIS軟件平臺(tái)的功能主要由以下幾個(gè)部分組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)分析與處理圖形與屬性編輯數(shù)據(jù)輸出與表示用戶接口第三節(jié)GIS的功能簡(jiǎn)介一、GIS基本功能數(shù)據(jù)采集與編輯；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理；數(shù)據(jù)處理和變換；空間分析和統(tǒng)計(jì)；產(chǎn)品制作與顯示；二次開發(fā)和編程。數(shù)據(jù)采集與編輯；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理；數(shù)據(jù)處理與變換數(shù)據(jù)變換：投影變換、幾何糾正、比例尺縮放、誤差改正和處理數(shù)據(jù)重構(gòu)：數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)裁剪、數(shù)據(jù)壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)抽取：類型選擇、窗口提取、布爾提取、空間內(nèi)插專業(yè)性分析空間分析和統(tǒng)計(jì)；路徑分析空間分析和統(tǒng)計(jì)；動(dòng)態(tài)分段空間分析和統(tǒng)計(jì)；斷面分析空間分析和統(tǒng)計(jì)；生成數(shù)字地面模型空間分析和統(tǒng)計(jì)；地圖整飾產(chǎn)品制作與顯示；黃河水保解析系統(tǒng)&淤堤壩管理系統(tǒng)二次開發(fā)與編程；城市土地利用信息系統(tǒng)二、應(yīng)用功能資源管理；區(qū)域規(guī)劃；國土監(jiān)測(cè)；輔助決策電信資源管理鐵路地理信息系統(tǒng)公安警用地理信息系統(tǒng)屬性查詢查詢專題圖作戰(zhàn)指揮地圖切換醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息查詢一、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生現(xiàn)代科學(xué)方法

系統(tǒng)論、信息論、控制論現(xiàn)代高新技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代科學(xué)方法和現(xiàn)代高新技術(shù)的形成與應(yīng)用為GIS的產(chǎn)生提供了先決條件，也預(yù)示信息時(shí)代的到來。

第四節(jié)GIS的發(fā)展概況二地理信息系統(tǒng)發(fā)展的四個(gè)階段60年代起源于北美：加拿大國家土地調(diào)查局為了處理大量的土地調(diào)查資料，于60年代開始建立地理信息系統(tǒng)（CGIS）；同一時(shí)期的美國哈佛大學(xué)的計(jì)算機(jī)圖形與空間分析實(shí)驗(yàn)室，建立通用的制圖軟件包，竭力發(fā)展空間分析模型和軟件。70年代是GIS發(fā)展的鞏固階段：美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對(duì)地理信息系統(tǒng)的研究均投入了大量的人力、物力、財(cái)力，研究不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)。80年代為地理信息系統(tǒng)的大發(fā)展階段：計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和普及，地理信息系統(tǒng)也逐步走向成熟，全世界范圍內(nèi)推向應(yīng)用階段。

90年代至今為地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用普及時(shí)代：由于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的普及地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)必備的工作系統(tǒng)。從美國的“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施行動(dòng)計(jì)劃（NII）”建設(shè)到數(shù)字地球的提出，由“數(shù)字地球”細(xì)化到“數(shù)字中國”、“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字小區(qū)”直到“企業(yè)信息化”、“電子商務(wù)”、“數(shù)字通訊”、“虛擬現(xiàn)實(shí)”等眾多的信息化領(lǐng)域的工作已全面鋪開。

三GIS在我國的發(fā)展

準(zhǔn)備階段：1978年到1980年，進(jìn)行輿論準(zhǔn)備，正式提出倡議，開始組建隊(duì)伍、組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究。起步階段：1981年到1985年，理論探索和區(qū)域性實(shí)驗(yàn)研究。并在此基礎(chǔ)上制定國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。

初步發(fā)展階段：1986年到90年代。地理信息系統(tǒng)的研究被列入我國“七五”攻關(guān)課題，并且作為一個(gè)全國性的研究領(lǐng)域，已逐步和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用效益。快速發(fā)展階段：

90年代末到現(xiàn)在。理論日趨成熟，應(yīng)用日益廣泛，三維GIS、WEBGIS走向應(yīng)用，GIS市場(chǎng)開始形成。四GIS的基礎(chǔ)理論測(cè)繪學(xué)：大