地理信息系统原理及应用课件

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1、地理信息系统原理及应用授课教师：刁 海 亭办 公 室：文理大楼1213西办公电话： 8249032E - mail: 学时：54；其中：讲课36，实验：18。开设本课程的目的：1）掌握地理信息系统的基本理论、知识和技能，了解地 理信息系统的主要应用领域和发展方向；学习GIS研究的思 维方式和研究方法。2）掌握GIS软件，会运用GIS软件进行制图、分析等，理 论联系实际地加强对地理信息系统原理、方法的理解和运用 。特点：是必修课，多学科集成、渗透性较强 ；空间抽象性学科性质：交叉学科；前沿学科；边缘学科评分标准：考试占70%；平时成绩占30% 课程介绍课程意义当前时代特点要求：信息时代GIS发展

2、势头迅速专业要求知识与技术信息化、数字化、 网络化、智能化课程意义当前时代特点要求：信息时代GIS发展势头迅速专业要求GIS软件GIS系统GIS会议GIS期刊GIS专业或课程nMAPGIS为我国“神七”航天员安全返回地面,成功地 建立了“搜索求援辅助决策系统”服务。wGIS为四川汶川地震抢险救灾、灾后评估、震后重 建所提供的地理信息涵盖了21个重灾县(区)、63个 受灾县,总面积达30万平方公里。为震后台湾旅行团 的安全脱险、米-171运输直升机失事的搜寻、唐家 山堰塞湖的泄流抢险工程等作出了贡献。w在北京奥运会保障工作中,GIS技术也广泛服务于 奥运赛事（INFO2008奥运会系统）,如青岛

3、奥帆比赛 的风力、风向测定由GIS提供技术保障。课程意义当前时代特点要求：信息时代GIS发展势头迅速专业要求GIS软件GIS系统GIS会议GIS期刊GIS专业或课程课程意义当前时代特点要求：信息时代GIS发展势头迅速专业要求提供数据数据处理测绘地理信 息系统参考资料核心教材： 黄杏元等，地理信息系统概论，高等教育出版社 参考教材： 李德仁，GIS导论，测绘出版社 龚健雅，地理信息系统基础，科学出版社 吴信才，地理信息系统原理与方法，电子工业出版社 边馥苓，地理信息系统原理与方法, 测绘出版社 胡鹏等，地理信息系统教程，武汉大学出版社 乌伦等，地理信息系统-原理、方法与应用，北京大学出版社 参考

4、期刊： 地理信息世界、测绘学报、测绘科学、地理学 报、遥感学报、武汉大学学报（信息版）、测绘通 报、中国图形图像学报、计算机辅助图形学报、计 算机工程等相关期刊相关网站http:/www.esrichina- http:/ http:/ http:/ / http:/ http:/ http:/ 论坛 http:/ 论坛第一章 导论 第二章 地理信息系统的数据结构 第三章 空间数据的采集与处理 第四章 地理信息系统空间数据库 第五章 空间分析的原理和方法 第六章 地理信息系统的应用模型 第七章 地理信息系统的设计与评价 第八章 地理信息系统产品的输出 第九章 GIS新技术 第十章 地理信息系统

5、应用实例课程安排 介绍GIS如何实 现GIS如何发 展 GIS实践第一章 导论地理信息系统基本概念GIS的基本构成GIS的功能简介GIS的发展概况GIS与其它系统的区别学习目标：w了解地理信息系统的发展过程及功能 w掌握地理信息系统及与地理信息系统相关的概念 、地理信息系统的组成、地理信息系统发展趋势 重点： w地理信息系统的基本概念及组成 w地理信息系统发展趋势发生了火灾，119怎么到达出事点第一章 导论地理信息系统基本概念GIS的基本构成GIS的功能简介GIS的发展概况GIS与其它系统的区别一、数据与信息数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。它

6、包括数字、文字、符号、图像和声音等。1-1 地理信息系统基本概念 文+1、2你好地理信息系统基本概念 信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、管理和决策的依据。信息的特点：F客观性：与客观事实相联系 F适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信 息种类不同 F传输性：在信息发送者和接受者之间进行传输 F共享性：可传输给多个用户，为用户共享地理信息系统基本概念 数据与信息的关系：数据是信息的表达形式，是信息的载体；信息是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。地理信息系统基本概念 数据解释信息+=数据处理：是对数

7、据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算以及分析、模拟和预测 等操作。地理信息系统基本概念 二、 地理信息与地理信息系统 J地理信息：是指表征与地理环境固有要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息系统基本概念 地理信息的特征：J空间特征：区域性J属性特征J时序特征：现势性地理信息系统基本概念 地理信息系统的全称 v北美、欧洲：Geographical Information System v加拿大：Geomatigue v中国：Resource and Environmental Information System v技术内涵：

8、Geo-relational Information System v信息科学：Spatial Information System v应用类型：Natural Resources Information SystemLand Information SystemTransportation Geographical Information System v地学应用： GeoScience v专业杂志：Geographical Information Science(英国)Geo-Information System （德国）地理信息系统基本概念 地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法

9、组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管 理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂 的规划和管理问题。美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）地理信息系统基本概念 说明： J是计算机系统 J操作对象：空间数据 J技术优势 J相关学科（地理学、测绘学）数据地理信息信息解释地理系统地理信 息系统GIS的分类类体系信息系统非空间信息系统专题GIS地理信息系统非地理信息系统管理信息系统综合GISCAD/CAM空间信息系统地籍GIS 交通GIS资源与环境GIS 规划与管理GIS数据模型矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS研究范围全球GIS区域GIS研究内容国家GIS第一章 导论地理信息系统基本概念G

10、IS的基本构成GIS的功能简介GIS的发展概况GIS与其它系统的区别1-2 GIS的基本构成系统硬件 系统软件 空间数据 应用人员 应用模型应用模型硬件系统软件系统GIS用户 GUI空间数据DBMS输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影 测量工作站解析和数字 摄影测量仪器遥感与遥感 图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪显示器打印机GIS的基本构成-硬件数字化仪扫描仪数字摄影测量工作站全站仪GIS的基本构成-软件操作系统 （系统调用、设备运行、网络等）系统库 （编程语言、数学库等）数据库系统软件GIS基础软件平台GIS

11、应用软件用户界面功能软件基础支撑软件操作系统软件GIS GIS功能软件GIS基础软件平台：ArcGIS、MapInfo、MapGis、SuperMap、GeoStar等GIS应用软件：土地信息系统、交通地理信息系统 基础支撑软件系统库软件数据库软件 操作系统软件 GIS的基本构成-软件 GIS功能软件GIS基础软件平台：ArcGIS、MapInfo、MapGis、SuperMap、GeoStar等GIS应用软件：土地信息系统、交通地理信息系统 基础支撑软件系统库软件：提供程序设计语言及数学函数库等数据库软件：Oracle、DB2、SQL Server等 操作系统软件：Windows、MS-DO

12、S、UNIX等 GIS的基本构成-软件空间数据是指以不同的方式和来源获得的数据，如地图、各种专题图、图像、采样数据等，这些数据都具有能够确定空间位置的特点。栅格结构矢量结构定位 拓扑关系 属性GIS的基本构成-空间数据GIS的基本构成-应用人员 系统开发人员 最终用户系统组织、管理、维护和数据更新、应用程序 开发、信息提取、地理决策构建GIS应用模型步骤： 明确用GIS求解问题的基本流程确定模型的类别、相关变量、参数和算法，构建模型 逻辑结构框图确定GIS空间操作项目和空间分 析方法模型运行结构验证、修改和输出GIS的基本构成-应用模型第一章 导论地理信息系统基本概念GIS的基本构成GIS的功

13、能简介GIS的发展概况GIS与其它系统的区别数据处理 和变换数据采集与编辑数据存储与管理数据显示 与输出空间查询 和分析基本功能1-3 GIS的功能简介GIS基本功能数据采集与编辑GIS Data地图数据影像数据地形数据属性数据GIS基本功能数据采集与编辑w矢量格式w栅格格式GIS基本功能数据存储与管理GIS基本功能数据处理和变换J 数据变换：指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，如投影变换、比例尺缩放、误差校正等 GIS基本功能数据处理和变换J 数据重构：指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，如数据拼接、数据压缩、结构转换等 GIS基本功能数据处理和变换J 数据抽取：指对数据从全

14、集合到子集的条件提取，如类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。 F空间查询F拓扑叠加F缓冲区分析F数字地形分析F网络分析GIS基本功能空间查询和分析F空间查询F拓扑叠加F缓冲区分析F数字地形分析F网络分析GIS基本功能空间查询和分析解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠 在一起进行图形运算和属性运算，产生新 的空间图形和属性的过程。123ABCA1 A2A3 B1B2C1超市的位置 居民区（有） 购买力 交通线（近） 便利性F空间查询F拓扑叠加F缓冲区分析F数字地形分析F网络分析GIS基本功能空间查询和分析在道路两侧50米内有哪些建筑物？解决近邻度问题缓冲区分析就是对一组

15、或一类地物按缓冲区分析就是对一组或一类地物按 缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形 图，然后将这个图层与需要进行缓冲图，然后将这个图层与需要进行缓冲 区分析的图层进行叠加分析，得到所区分析的图层进行叠加分析，得到所 需要的结果。需要的结果。 F空间查询F拓扑叠加F缓冲区分析F数字地形分析F网络分析GIS基本功能空间查询和分析提取坡度、坡向、通视分析、视域分析等F空间查询F拓扑叠加F缓冲区分析F数字地形分析F网络分析GIS基本功能空间查询和分析事发点医院解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS基本功能数据显示与输出文档山东.mxdGIS Data纸图影像山东.jpg数字地图资源管理、区域规划、灾害监测 、 作战指挥、城市基础设施管理 、宏观决策、社会调查与统计分 析、交通运输、环境评估等GIS应用：GIS应用资源管理GIS最初就是起源于资源 清查，是GIS的最基本的 职能。 加拿大应用GIS完成全 国土地资源潜力和估算 利用GIS进行世界小麦 大面积估产的高准确率- -这些说明GIS在资源清 查方面的应用趋于成熟 。GIS应用区域规划 规划人员利用G