2013湘教版必修三3.1《地理信息系统及其应用》课件

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1、第一节第一节 地理信息系统及其应用地理信息系统及其应用预习新起点预习新起点知能新整合知能新整合学点一学点一典例分析典例分析对应训练对应训练学点二学点二典例分析典例分析对应训练对应训练合作讨论合作讨论地地 理理 信信 息息 系系 统统 及及 其其 应应 用用一、地理信息系统一、地理信息系统地地 理理 信信 息息 系系 统统概念：地理信息系统是一种以概念：地理信息系统是一种以_、存储、存储、_、分析和描述地球表面与地理分布、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间有关数据的空间_系统系统采集采集 管理管理 信息信息发展发展地理信息系地理信息系 统发展简史统发展简史2020世纪世纪6060年代：开

2、拓期年代：开拓期 2020世纪世纪7070年代：巩固发展期年代：巩固发展期 2020世纪世纪8080年代：大发展期年代：大发展期 2020世纪世纪9090年代后：用户时代年代后：用户时代我国我国GISGIS 的发展的发展2020世纪世纪8080年代初期：开始起步年代初期：开始起步 2020世纪世纪9090年代：快速发展阶段年代：快速发展阶段 2121世纪：重大发展阶段世纪：重大发展阶段基础数据基础数据 专题数据专题数据地地 理理 信信 息息 系系 统统组成组成硬件硬件 设备设备计算机主机计算机主机 数据数据_设备设备 数据数据_设备设备 数据数据_设备设备 存储设备存储设备输入输入 输出输出

3、传输传输GISGIS 软件软件功能：功能：_、显示、分析地理数据、显示、分析地理数据 内容：数据输入与编辑、内容：数据输入与编辑、_、数据操作以及数据显示和数据操作以及数据显示和_存储存储 数据管理数据管理 输出输出GISGIS地理数据地理数据地理数据的输入、存储地理数据的输入、存储 地理数据的操作和分析地理数据的操作和分析 地理信息的输出地理信息的输出GISGIS人员人员开发人员开发人员 用户用户应用模型：人口扩散模型、商业选址模型等应用模型：人口扩散模型、商业选址模型等工作过程工作过程城市规划和管理：城市规划的设计、工程选城市规划和管理：城市规划的设计、工程选址、城市管理、辅助决策址、城市

4、管理、辅助决策 基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护 土地利用与管理：土地利用状况的土地利用与管理：土地利用状况的_和和_ 生态环境管理：城市生态规划、环境评价、生态环境管理：城市生态规划、环境评价、 环境与区域可持续发展的决策分析、环环境与区域可持续发展的决策分析、环 保设施的管理保设施的管理二、地理信息系统与城市管理二、地理信息系统与城市管理地地 理理 信信 息息 系系 统统 与与 城城 市市 管管 理理应用：资源调查、环境评估、应用：资源调查、环境评估、_预测、国土预测、国土管理、城市规划、管理、城市规划、_通信、交通运输、公通信、交通运输

5、、公安、水利、公共设施、安、水利、公共设施、_金融金融灾害灾害 邮电邮电 商业商业GISGIS 在城在城 市建市建 设和设和 管理管理 中的中的 典型典型 应用应用监控监控 管理管理返回目录学点一学点一 地理信息系统地理信息系统1. 1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念对地理信息系统概念的理解要把握两个方面：对地理信息系统概念的理解要把握两个方面：首先，首先，GISGIS是一种计算机系统，它具备一般计算机系统所具有是一种计算机系统，它具备一般计算机系统所具有 的功能，如采集、管理、分析和表达数据等功能。的功能，如采集、管理、分析和表达数据等功能。其次，其次，GISGIS处理的数据都和地理信

6、息有着直接或间接的关系。处理的数据都和地理信息有着直接或间接的关系。 这样，可以简单地定义地理信息系统为用于采集、存储、管理、分这样，可以简单地定义地理信息系统为用于采集、存储、管理、分 析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。地理信息析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。地理信息 系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。2.2.地理信息系统的发展地理信息系统的发展从历史发展看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的从历史发展看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的 又一种新的载体形式。又一种新的载体形式。

7、到目前，到目前，GISGIS发展已经历了四个阶段，如图所示。发展已经历了四个阶段，如图所示。3.3.地理信息系统的组成地理信息系统的组成 组成及主要功能如下表：组成及主要功能如下表：组成功能包括的内容硬件 用作数据和信息的用作数据和信息的 采集、处理、加工采集、处理、加工 、分析和输出等、分析和输出等包括计算机主机、数据包括计算机主机、数据 输入设备、数据输出设输入设备、数据输出设 备、数据传输设备、存备、数据传输设备、存 储设备储设备组成功能包括的内容软件地理数据人员提供存储、显示、分提供存储、显示、分 析地理数据的功能析地理数据的功能包括数据输入与编辑、数包括数据输入与编辑、数 据管理、数

8、据操作以及数据管理、数据操作以及数 据显示和输出等据显示和输出等是是GISGIS系统建立的基系统建立的基 础础包括基础数据和专题数据包括基础数据和专题数据GISGIS是一个动态的地理是一个动态的地理 模型，需要人员进行系模型，需要人员进行系 统组织、管理、维护和统组织、管理、维护和 数据更新、系统扩充完数据更新、系统扩充完 善以及应用程序开发并善以及应用程序开发并 采用空间分析模型提取采用空间分析模型提取 多种信息多种信息包括从事包括从事GISGIS系统开发的系统开发的 专业人员和采用专业人员和采用GISGIS完成完成 工作的用户工作的用户4. 4.地理信息系统的工作过程地理信息系统的工作过程

9、GISGIS的工作过程，主要包括地理数据的输入、存储，的工作过程，主要包括地理数据的输入、存储， 地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。其简地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。其简 要程序如下图所示：要程序如下图所示：组成功能包括的内容应用 模型应用模型是在对专业领应用模型是在对专业领 域的具体对象与过程进域的具体对象与过程进 行大量研究的基础上总行大量研究的基础上总 结出的规律的表示，结出的规律的表示， GISGIS应用就是利用这些应用就是利用这些 模型对大量空间数据进模型对大量空间数据进 行综合分析来解决实际行综合分析来解决实际 问题的问题的包括人口扩散模型、包括人口扩散

10、模型、 商业选址模型、路径商业选址模型、路径 分析模型等分析模型等（1 1）第一步：建设）第一步：建设GISGIS的首要工作是建立地理数据库。的首要工作是建立地理数据库。GISGIS的数据是多种多样的。将收集好的各种数据资料，经的数据是多种多样的。将收集好的各种数据资料，经 过分类和标准化处理后，就可以输入到计算机中。其中，对于过分类和标准化处理后，就可以输入到计算机中。其中，对于 图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字处理图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字处理 。此外，遥感数据已经成为。此外，遥感数据已经成为GISGIS的重要数据来源。的重要数据来源。（2 2）第

11、二步：）第二步：GISGIS数据的存储。数据的存储。GISGIS的数据存储采用的数据存储采用“ “分层分层” ”技术，即将地图中的不同要素，技术，即将地图中的不同要素， 存储在不同的存储在不同的“ “图层图层” ”中。将不同的中。将不同的“ “图层图层” ”要素进行重叠，就形成要素进行重叠，就形成 不同主题的地图。不同主题的地图。（3 3）第三步：）第三步：GISGIS数据的操作与分析。数据的操作与分析。对对GISGIS数据的操作与分析，是数据的操作与分析，是GISGIS应用的基础。通过对应用的基础。通过对GISGIS 数据的操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来数据的操作，可以使

12、各类数据之间的关系以直观的形式表现出来 。（4 4）第四步：）第四步：GISGIS输出。输出。GISGIS的输出，是指将编辑好的的输出，是指将编辑好的GISGIS信息在计算机显示器的屏信息在计算机显示器的屏 幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出的过程。幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出的过程。其实，其实，GISGIS工作过程还有最重要的第五步：工作过程还有最重要的第五步：GISGIS应用。以各应用。以各 种图形、地图或表格等形式输出的数据，用户和决策者对数据进种图形、地图或表格等形式输出的数据，用户和决策者对数据进 行判断分析后，就可以应用。行判断分析后，就可以应用。返回目录典例分析典例分析

13、【例例1 1】甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地是根据该图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异。理信息系统对地物的表示有何差异。【答案答案】储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模 型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存 地理信息；地理信息；查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询

14、和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。GISGIS获取获取 的信息更有针对性，速度也更快；的信息更有针对性，速度也更快；地理信息系统可以将不同来源地理信息系统可以将不同来源 、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析，、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析， 而地图有许多方面做不到。而地图有许多方面做不到。【解析解析】该题的命题目的是让学生知道地理信息系统是如何建立的，该题的命题目的是让学生知道地理信息系统是如何建立的， 如何将地面地理信息转变为地理信息系统中的数据。从题中我们可以看出，如何将地面

15、地理信息转变为地理信息系统中的数据。从题中我们可以看出， 地理信息系统简要的工作程序，是将区域内地物的有关信息（林木、河流和地理信息系统简要的工作程序，是将区域内地物的有关信息（林木、河流和 住房）转变为计算机可以识别的数据结构，建立起区域地物信息数据模型和住房）转变为计算机可以识别的数据结构，建立起区域地物信息数据模型和 空间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则空间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则 分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地 物属性通过赋予栅格属性值来表示，如林木用物属性通过赋予栅格属性值来表示，如林木用s s表示，河流用表示，河流用r r表示，住房用表示，住房用 h h表示。这样，地图就转变成了空间数据，将其储入计算机，就可建立这个表示。这样，地图就转变成了空间数据，将其储入计算机，就可建立这个 区域的地理信息系统数据库。从分析中可以看出，地理信息技术与地图在许区域的地理信息系统数据库。从分析中可以看出，地理信息技术与地图在许 多方面相同，但也有不同的地方。多方面相同，但也有不同的地方。返回目录对应训练对应训练如果将如果将GISGIS用来监测森林火灾，可以（用来监测森林火灾，可以（ ） A.A.用来