GIS的简介(GIS为专业简称)

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1、GIS地理信息系统原理Fundamental of Geographic Information System (GIS)授课教师：袁艳斌 教授办公室：资环楼3层321本人工作室电 话：63459039e-mail: 武汉理工大学 资源与环境工程学院资源与环境工程学院前 言地理信息系统原理 -前言一、师生相互认识。二、学习习要求。资源与环境工程学院前 言地理信息系统原理 -前言v为什么要学“地理信息系统”这门课？v怎样去学“地理信息系统”这门课？v在“地理信息系统”这门课中，我们将学到什么？资源与环境工程学院前 言一、为什么要学“地理信息系统门课？1） 1）人类不断利用资源、改造自然，资源的开

2、发必然导致环境的变化，人类已意识到人、地、生（生态环境Entironment）协调发展的迫切性，树立人与自然和环境协调发展的可持续发展观，其自觉程度决定于人与自然环境冲突的激烈程度。为了减少冲突，又能最大限度利用资源，保护环境，只有进行资源开发和环境保护的合理规划。我们知道，这种了解地球、规划和决策行为，就是一个人类如何高效、合理和科学地进行资源环境评价、规划、管理和保护的决策问题，时代的发展（模拟时代信息时代数字时代），出现的以GIS为代表的时空一体化信息处理软件工具，如何应用并初步了解资源环境研究中这种空间信息技术，增强主动参与诸如生态环境等实施过程的积极性（也为自己提供了更多的机会）；资

3、源与环境工程学院前 言一、为什么要学“地理信息系统”这门课？2） 一个问题：设想在20世纪60年代，你作为一个大国自然资源和开发国家部门工作的一员，在你管理众多资源的范围内，职责之一是清查编目所有可利用的森林和土地、矿产资源、野生动物分布区需求、水体可利用程度及其数量。更重要的任务是怎样评价正在开发的资源，并预测这些资源在未来10年、20年乃至100年，其可利用性及其数量将如何变化？资源与环境工程学院前 言3） “地理信息系统（GIS）”产生的历史背景和原因人类生活在地球上，对地球上资源的依赖是实时的、永久的。空间信息则 是研究地球最直观的基础信息资源。空间信息，由于它具有区域性、时序 性和多

4、类型、多来源、多维数、多主题、多数据量等，是人类生存和社会 活动中连接各种信息，形成在空间和时间上连续分布的综合信息的基础。 20世纪60、70年代，随着资源开发与利用、环境保护等问题的日益突出，人 类社会迫切需要一种能够有效地分析、处理空间信息的技术、方法和系统。 此阶段，计算机软硬件技术得到飞速发展，与此相关的计算机图形和数据库 技术也开始走向成熟。这为地理信息系统理论和技术方法的创立提供了动力 和技术支持。虽然计算机制图(Computer Cartography)、数据库管理（ Database Management）、计算机辅助设计(Computer Aided Design)、管理

5、信息系统（Management Information System，简称MIS）、遥感、应用数学 和计量地理学等技术能够满足处理空间信息的部分需求，但都无法全面地完 成对地理空间信息的有效管理和处理。 一、为什么要学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言应用GIS进行资源空间信息管理和处理，建立专题地理信息系统的设计 与实现不仅需要各类专业知识，还需要相当水平的计算机知识、需要信 息系统的设计能力，需要应用GIS软件实现设计与组织实施的能力，此 类人才的缺乏已成为资源信息研究领域GIS推广应用亟待解决的问题。 据统计，目前世界各国各级政府和商业数据库中，80%的信息与实体 空间位置

6、有关。因此，地理信息系统GIS（Geographic Information System, 缩写为GIS）就成为一门与人类生存、发展和进步密切关联 的信息科学与技术，在资源研究和应用的领域越来越广泛。运用GIS 解决的资源问题大到人类普遍关心的全球人口、资源和环境（矿产资 源、土地资源、人口及相关资源的管理）和协调发展问题，小到一个 工程的选址、一块耕地的利用。 3） “地理信息系统（GIS）”产生的历史背景和原因一、为什么要学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言(1)计算机制图着重于数据分类和自动符号表达。归根到底是利用计 算机技术代替传统的手工制图，实现工程图形的计算机处理。

7、主要 处理规则几何图形，同时数据库管理功能缺乏。 (4)遥感是关于从一定距离使用各种传感器获取特定目标的各种图象 ，并对这类图象进行处理和分析以提取信息的技术。 (2)数据库管理系统主要实现对非图形数据的管理。 (3)计算机辅助设计偏重于设计并对所设计的物体用图形符号进行表 达。确切的说，计算机辅助设计是在人的参与下，以计算机为中心的 一整套系统对设计对象的最佳设计，即辅助设计人员完成包括资料检 索、计算、确定图形形状、自动绘图和打印等一系列设计过程。功能 相对较为单一，无法同时处理图形、图象、数字等。 3） “地理信息系统（GIS）”产生的历史背景和原因一、为什么要学“地理信息系统”这门课？

8、资源与环境工程学院前 言(5)管理信息系统是一个由人 、计算机等组成的能对信息进行收集、传递 、存储、加工、维护和使用的系统。归纳起来，管理信息系统的主要功能 有如下几条： a)尽可能及时全面地提供信息和数据，以支持达到系统目标的决策；b)准备和提供统一格式的信息，使各种统计工作简化；c)利用指定的数学方法分析数据，可以根据过去的数据预测将来的情况；d)对不同的管理层次给出不同的要求和不同细度的报告，以期最快、及 时作出决策；e)有效地利用管理信息系统的人和设备，使信息成本最低。往往停留在数据级上支持管理者。 3） “地理信息系统（GIS）”产生的历史背景和原因一、为什么要学“地理信息系统”这

9、门课？资源与环境工程学院前 言 3） “地理信息系统（GIS）”产生的历史背景和原因(6) 在各种应用数学基础上发展起来的计量地理学强调的则只是空间 研究，但它的研究对象主要与下列内容有关： a)空间与过程的研究：这是关于地域分布与地域过程的研究，主要查 明地表事物的分布位置、成因及变化。b)生态研究：主要对人地关系的研究。c)区域研究：主要是地理区域的相似性和差异性研究。 一、为什么要学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言综上所述，CAD等系统功能相对较为单一，无法 同时处理图形、图象、数据库管理、空间分析等 问题。在此情况下，地理信息系统理论和技术方 法的出现就是历史的必然。事

10、实上，地理信息系 统理论和技术也可以看作是计算机图形学、CAD 、MIS、数据库管理、遥感与计量地理学等学科 综合发展的产物 。一、为什么要学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言这是一门什么性质的课？ 基础素质教育课 基础理论课 专业理论课 基本技能课一、为什么要学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言二、怎样去学“地理信息系统”这门课？教 材： 地理信息系统原理讲义 袁艳斌 俞艳 编 武汉理工大学教材中心G I S：A Visual Approach 地理信息系统：可视化方法 Bruce E. Davis 武汉理工大学教材中心资源与环境工程学院前 言学习参考书：【1】

11、陈述彭，鲁学军，周成虎，地理信息系统导论，科学出版社，1999【2】 邬伦，地理信息系统原理、方法和应用，科学出版社，2001【3】 龚健雅，地理信息系统基础，科学出版社，2001【4】 龚建雅，当代GIS的若干理论与技术，武汉测绘科技大学出版社，1999【5】 吴信才，地理信息系统设计与实现，电子工业出版社， 2001【6】 边馥苓，地理信息系统原理和方法，测绘出版社，1997【7】 李志林，朱庆，数字高程模型。 武汉测绘大学出版社，2000【8】 李旭祥， GIS在环境科学与工程中的应用，电子工业出版社，2003二、怎样去学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言资源与环境工程学院

12、前 言资源与环境工程学院前 言资源与环境工程学院前 言资源与环境工程学院前 言http:/ （GIS帝国论坛） http:/www.esrichina- （ESRI中国（北京）有限公司） http:/ （GIS空间站） http:/ http:/(ArcInfo/Arcview) http:/(MapInfo) http:/ (AutoCAD) http:/(MAPGIS) http:/（TITAN GIS/PCI） http:/(北京超图） http:/（中国卫星地面站）.参 阅 网 站：资源与环境工程学院前 言武汉大学学报 测绘学报 测绘通报 遥感学报 地理科学 空间科学学报 中国图象图形

13、学报 解放军测绘学院学报 地理研究 INT，J. Geographical Information Systems Photogrammetric Engineering and Remote Sensing Computer Vision, Graphics and Image Processing Cartography and Geographic Information Systems .参 阅 期 刊：资源与环境工程学院前 言二、怎样去学“地理信息系统”这门课？拟采取的教学方法： 课堂讲授：教材十分丰富，各有侧重点，没有必要每本都 去仔细阅读，这需要同学们自己开拓性的补充学习 课堂讨

14、论：鼓励踊跃参与讨论，随时提出问题 专题调研：能针对具体问题，鼓励自己动手查资料和上机 实验，最好能根据自己的心得写出科技小论文 网络资源：充分利用网络信息资源 实地考察：有条件，可以尝试对学校的空间布局环境等进 行实地采集并在计算机上尝试处理 考试方式： 百分制： 期末考试70%+(平时按时上课课堂讨论实验作业）30%资源与环境工程学院前 言学习理念：1、树立良好的专业思想：信息时代对人才的需求，必须是掌握高新信息技术 的复合型人才，而技术依托于专业知识而存在，任何人才都需要在有牢固 专业思想的前提下，努力吸取现代高新信息技术，是决定我们自己能否积 极主动学习，获取专业知识，取得事业成功的前

15、提条件。2、与资源环境专业知识结合：以GIS为核心的系列空间信息技术是以资源环 境等空间信息为研究对象的边缘交叉学科，需要计算机技术基础学科的支 持，同时，技术性学科需要与专业知识结合，才有其强大的生命力；当前 技术与专业知识已趋于多学科交叉、渗透和融合的阶段，大学培养的人才 不具有扎实而宽广的专业知识面，将直接影响到专业知识水平和今后的发 展前途。开设地理信息系统的目的，也正在于此。二、怎样去学“地理信息系统”这门课？资源与环境工程学院前 言学习理念：3、较强的数理基础及较高的计算机及外语水平：随着资源环境工作信息化时代的到来 ，计算机技术的普及使环境调查、监测、评价等工作的定量化成为可能。特别是作 为处理环境空间信息的GIS核心技术的出现、发展和应用，这类复合型应用人才需 要较强的数理基础，同时为了能及时地了解国外的学科研究和发展现状，开展国际 学术交流，都需要较高的外语水平。4、创新性学习的意识：科学是在不断开拓、不断创新基础上发展的，没有创新就不可 能有发展。为了适应现代科学技