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1、地理信息系统 GIS 简介 新一代交通信息技术研究中心 2010年10月 目的 介绍GIS的基本原理 通过本课程你可以了解到 GIS的定义 GIS的主要组成部分 GIS的一些应用实例 主要内容主要内容 什么是 GIS GIS的组成 GIS如何工作 GIS的任务 通用GIS软件 地理信息系统地理信息系统 GIS GIS 什么是GIS G I SG I S 地理信息系统地理信息系统 GIS GIS 地理信息系统是以地理空间数据库为基础 在计算机 软硬件环境的支持下 对空间相关数据进行采集 管 理 操作 分析 模拟和显示 适时提供空间和动态 的地理信息 为决策服务的一类信息系统 什么是GIS 地理信
2、息系统地理信息系统 GIS GIS 地理信息系统 GIS Geographic Information System 是一种基于计算机的工具 它可以对在地球上存在 的东西和发生的事件进行成图和分析 GIS 技术把 地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般 的数据库操作 例如查询和统计分析等 集成在一 起 这种能力使 GIS与其他信息系统相区别 从而使 其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件 预 测结果 规划战略等中具有实用价值 什么是GIS 地理信息系统地理信息系统 GIS GIS 一门技术 软件和硬件 专业模型 一种信息管理策略 目的 全面改善决策 什么是GIS GISGIS的体系结构
3、和组成的体系结构和组成 输入 数据 输入 查询地理数据库 输出 显示 及报告 转换及分析 GISGIS的基础知识的基础知识 GIS 应用领域 公共管理 规划 地质 探矿 林业 地点选择 市场咨询 土木工程 犯罪分析 测量 计算机科学 MIS 图形学 可视化 数据库 系统管理 安全 地理学及 相关领域 绘图学 测地学 照相测量法 地形学 空间结构学 GISGIS的组成的组成 硬件 软件 数据 人员 方法 GISGIS的组成的组成 特定的应用 决策目的 G I SG I S 空间数据 计算机软硬件 GISGIS的组成的组成 硬件硬件 硬件是指能够运行GIS软件的计算机 今天 GIS软件可在很多类型
4、的硬件上 运行 从中央计算机服务器到桌面计算 机 从单机到网络环境 GISGIS的组成的组成 软件软件 输入和处理地理信息的工具 数据库管理系统 DBMS 支持地理查询 分析和视觉化的工具 容易使用这些工具的图形化界面 GUI GIS软件提供所需的存储 分析和显示地理 信息的功能和工具 主要的软件部件有 一个GIS系统中最重要的部件就是数据 地理空 间数据和相关的属性数据可以自己采集或者从 商业数据提供者处购买 GIS将把空间数据和其 他数据源的数据集成在一起 而且可以使用那 些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库 管理系统 来管理空间数据 数据可分为 GISGIS的组成的组成 数据数据 空
5、间数据 属性数据 GISGIS的组成的组成 数据数据 GISGIS的组成的组成 数据数据 水系 地形 土地利用 公用设施 街道 行政区 GISGIS的组成的组成 数据数据 空间数据 属性数据 数据类型 GISGIS的组成的组成 数据数据 水系 地形 经度 纬度 经度 道路 经度 纬度 纬度 图层由两种数据组成 空间数据用以描述地理位置 属性数据用以描述什么 多少 什么时候 图层可以用两种方式表示 矢量格式如点和线 格栅格式如象素点 所有的地理数据都有以下四方面特性 坐标系 比例尺 精度 分辨率 GISGIS的组成的组成 数据数据 在矢量模式中 关于点 线和多边形的信息被编码并以x y 坐标形式
6、储存 一个点特征的定位 例如一个钻孔 可以被 一个单一的x y坐标所描述 线特征 例如公路和河流 可 以被存储于一系列的点坐标 多边形特征 例如销售地域或 河流聚集区域 可以被存储于一个闭合循环的坐标系 矢量 模式非常有利于描述一些离散特征 但对连续变化的特征 例如土壤类型或赶往医院的开销等 就不太有用 矢量和栅格模式 GISGIS的组成的组成 数据数据 栅格模式发展为连续特征的模式 栅格图象包含有网格单 元 有点像扫描的地图或照片 不管是矢量模式还是栅格 模式 用来存储地理数据 都有优点和缺陷 现代的GIS都 可以处理这两种模式 矢量和栅格模式 GISGIS的组成的组成 数据数据 矢量图形和
7、栅格图形 格栅图 1 5米 路面矢量图 街道图层 线土地块层 面 矢量 图层 坐标系 State Plane North Central Texas Zone NAD 83 分辨率 0 5 meters 精度 1 0 meters 比例尺 see scale bar 015003000 英尺 图层 GISGIS的组成的组成 数据数据 叠加在格栅图上矢量层 GISGIS的组成的组成 人员人员 GIS技术如果没有人来管理系统和制定计 划应用于实际问题 将没有什么价值 GIS的用户范围包括从设计和维护系统的 技术专家 到那些使用该系统并完成他们 每天工作的人员 GISGIS的组成的组成 方法方法 成
8、功的GIS系统 具有好的设计计划和自 己的事务规律 这些是规范而且对每一个 公司来说具体的操作实践又是独特的 GISGIS的组成的组成 方法方法 地理参考系统 专业数学模型 GIS如何工作 GISGIS的组成的组成 方法方法 地理信息包含有明确的地理参照系统 例如经度和纬度 坐标 或者是国家网格坐标 也可以包含间接的地理参 照系统 例如地址 邮政编码 人口普查区名 森林位 置识别 路名等 一种叫做地理编码的自动处理系统用 来从间接的参照系统 如地址描述 转变成明确的地理 参照系统 如多重定位 这些地理参考系统可以使你定 位一些特征 例如商业活动 森林位置 也可以定位一 些事件 例如地震 用于做
9、地表分析 地理参考系统 0 0 Width Height printer Origin 0 0 pc GISGIS的组成的组成 方法方法 地图 输出设备 控制 地理坐标系统 GISGIS的组成的组成 方法方法 土地利用模型 出行发生 出行分布 方式分担 交通分配 城市交通运输模型系统 UTMS GIS 的任务 数据输入 存储 管理 查询和分析 可视化输出 GIS 的任务 输入输入 在地理数据用于GIS之前 数据必须转换成适当的 数字格式 从图纸数据转换成计算机文件的过程叫 做数字化 对于大型的项目 现代GIS技术可以通 过扫描技术来使这个过程全部自动化 对于较小的 项目 需要手工数字化 使用数
10、字化桌 GIS 的任务 处理处理 对于一个特殊的GIS项目来说 有可能需要将数据 转换成或处理成某种形式以适应你的系统 例如 地理信息适用于不同的比例尺 街道中心线文件的 比例尺也许是1 100 000 人口边界是1 50 000 邮 政编码是1 10 000 在这些信息被集成以前 必 须转变成同一比例尺 这可以是为了显示的目的而 做的临时变换 也可以是为了分析所做的永久变换 GIS技术提供了许多工具来处理空间数据和去除 不必要的数据 GIS 的任务 管理 对于小的GIS项目 把地理信息存储成简单的文件 就足够了 但是 当数据量很大而且数据用户数很 多时 最好使用一个数据库管理系统 DBMS
11、来 帮助存储 组织和管理数据 一个数据库管理系统 DBMS就是用来管理一个数据库 一个数据的完整收 集 的计算机软件 GIS提供简单的鼠标点击查询功能和复杂的分析工 具 为管理者和类似的分析家提供及时的信息 当 你分析地理数据用于寻找模式和趋势 或提出 如 果 怎么样 设想时 GIS技术实际上正在被使 用 现代的GIS具有许多有力的分析工具 GIS GIS 的任务的任务 查询和分析查询和分析 缓冲区分析缓冲区分析 覆盖范围分析覆盖范围分析 批量匹配 GIS 的任务 可视化输出可视化输出 对于许多类型的地理操作 最终结果最好是以地图 或图形来显示 图件对于存储和传递地理信息是非 常有效的 制图者
12、已经生产了上千年的地图 GIS 为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人 心的工具 地图显示可以集成在报告 三维观察 照片图象和例如多媒体的其他输出中 GISGIS带来的效益带来的效益 更好的管理信息 高质量的分析 能够开展各种条件下的情形分析 提高项目工作效率 GISGIS的不同领域应用的不同领域应用 设施管理 市场分析 环境分析 交通运输 车辆路径 公共卫生 保险业 以及更多 地图集地图集 Antarctica Russia China Canada Brazil Australia United States Greenland India Iran Zaire Sudan Arge
13、ntina Kazakhstan Mali Mexico Peru Mongolia Egypt Angola Chile Turkey Colombia Sweden South Africa France Burma Kenya Norway Oman Indonesia Madagascar Japan Ghana Cuba Cambodia New Zealand Taiwan Venez uela Bolivia Libya P akistan Afghanis tan Turkmeni stan U zbeki stan Equator Arctic Circle Antarcti
14、c Circle Tropic of Cancer Tropic of Capricorn Papua New Gu inea Korea Thailand Guinea Botswana Mozambique Tanzania Prime Meridian International Date Line 城市地图 查询 校车接送孩子的 最佳路线 查询 到底火灾现场的 最快路径 查询与分析 为球场规划最佳位置 查询与分析 交通流量评估 查询 地图及国界查询 地图及国界 俄罗斯政治解体后的边界 环境地图环境地图 查询与分析 排水系统研究 查询与分析 预测最容易遭到滑坡 影响的区域 查询与分析 核
15、废料埋放地址规划 查询与分析 废物回收规划 查询与分析 如果对森林资源的破坏保持现有的速度 那么多 少年后我们将完全消耗完这些资源 气候 专题图 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S
16、 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S
