石大地理信息系統(tǒng)講義01導(dǎo)論

地理信息系統(tǒng)講義第一章導(dǎo)論教學(xué)目的：初步了解什么是地理信息系統(tǒng)，掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念教學(xué)內(nèi)容：第1節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念第2節(jié)GIS的基本構(gòu)成第3節(jié)GIS的功能簡(jiǎn)介第4節(jié)GIS的發(fā)展透視重點(diǎn)和難點(diǎn)：地理信息系統(tǒng)的一些基本概念教學(xué)手段:講授法作為全球信息化浪潮重要組成部分舶地理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，日益引起科技界、企業(yè)界和政府部門的廣泛關(guān)注。地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和全球定位技術(shù)三者有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成科學(xué)地理學(xué)日臻完善的技術(shù)體系，引起世界各國(guó)普通的重視。地理信息系統(tǒng)是管理和分析空間數(shù)據(jù)舶科學(xué)技術(shù)，它及時(shí)而又準(zhǔn)確地向地學(xué)工作者、各級(jí)管理和生產(chǎn)部門提供有關(guān)區(qū)域綜合、方案優(yōu)選、戰(zhàn)略決策等方面可靠的地理或空間信息，這就是地理信息系統(tǒng)的主要職能。在論述地理信息系統(tǒng)之前，先介紹有關(guān)基本概念。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念一、數(shù)據(jù)與信息1、兩者在詞義上的差別：數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容；2、數(shù)據(jù)是客觀對(duì)象的表示，只有當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)體行為產(chǎn)生影響時(shí)才成為信息；3、信息是當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。二、地理信息與地理信息系統(tǒng)1、地理信息（1）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；（2）地理信息屬于空間信息，它具有空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)態(tài)變化特征。2、地理信息系統(tǒng)（GIS）（1）GIS是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，它研究關(guān)于地理空間信息處理和分析過程中提出一系列基本問題，如空間對(duì)象表達(dá)與建模、空間關(guān)系及推理機(jī)制、空間信息的控制基準(zhǔn)、空間信息的認(rèn)知與分析、GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)GIS應(yīng)用模型與可視化、空間信息的政策與標(biāo)準(zhǔn)等；（2）GIS的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn)是按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)編碼，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性、定量和拓?fù)潢P(guān)系的描述,由此而形成GIS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是有效的地理實(shí)體表達(dá)、獨(dú)特的時(shí)空分析能力、強(qiáng)大的圖形創(chuàng)造手段和可靠的科學(xué)預(yù)測(cè)與輔助決策功能等；（3）GIS是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，該工程技術(shù)系統(tǒng)由六個(gè)子系統(tǒng)組成；（4）GIS為地理學(xué)解決復(fù)雜的規(guī)劃與管理問題提供了有效的手段，而地理學(xué)則為GIS提供了重要的基礎(chǔ)理論依托；（5）GIS的科學(xué)定義：地理信息系統(tǒng)既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。其技術(shù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和相關(guān)的方法過程所組成，用以支持空間數(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。第二節(jié)GIS的基本構(gòu)成一、系統(tǒng)硬件由主機(jī)、外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)組成，用于存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示空間數(shù)據(jù)。二、系統(tǒng)軟件由系統(tǒng)管理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和基礎(chǔ)GIS軟件組成，用于執(zhí)行GIS功能的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、處理、分析、建模和輸出等操作。三、空間數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組成，用于空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、查詢、檢索和更新等。四、應(yīng)用模型由數(shù)學(xué)模型、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃突旌夏Ｐ徒M成，用于解決某項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用問題，獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。?五、用戶界面由菜單式、命令式或表格式的圖形用戶界面所組成，是用以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的工具。第三節(jié)GIS的功能簡(jiǎn)介基本功能一、數(shù)據(jù)采集與編輯；二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理；三、數(shù)據(jù)處理和變換；四、空間分析和統(tǒng)計(jì)；五、產(chǎn)品制作與顯示；六、二次開發(fā)和編程。七、輔助決策；八、定位服務(wù)。第四節(jié)GIS的發(fā)展透視一、發(fā)展概況二、發(fā)展簡(jiǎn)史；三、發(fā)展態(tài)勢(shì)：1、GIS已成為一門綜合性技術(shù)；2、GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁；3、GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)；四、地理信息科學(xué)(geoinformatics)的產(chǎn)生和發(fā)展。1、基礎(chǔ)理論地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科，因此它明顯的體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征，這些交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論同樣構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論體系；各國(guó)政府設(shè)立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)來引導(dǎo)GIS理論研究，如美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)（NSF）支持成立了國(guó)家地理信息與分析中心（NCGIA）等，研究重點(diǎn)包括空間關(guān)系、空間數(shù)據(jù)模型、空間認(rèn)知、空間推理、地理信息機(jī)理和地理信息不確定性等；李德仁院士在《空間信息系統(tǒng)的集成與實(shí)現(xiàn)》一書中，扼要敘述了地球空間信