《地理信息系统教程》PPT课件

《《地理信息系统教程》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《地理信息系统教程》PPT课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、地理信息系统概论地理信息系统概论黄杏元马劲松汤勤编著高等教育出版社，2003地理信息系统课程简介地理信息系统课程简介 地理信息系统是一门综合性较强的课程，知识点多，具有学科与技术的统一性、发展与内容更新的快速性、多学科集成（地理学、地图学、测绘学、遥感科学、计算机科学、数据库、信息科学等）、渗透性较强、空间抽象性强、研究对象的空间尺度变化大，应用范围广等特点。课程讲述的主要内容包括空间信息基础、空间数据结构、空间数据库、空间数据采集与处理、GIS空间分析原理与方法、地理信息系统产品输出、地理信息系统设计与标准化、GIS新技术等。其中，空间数据结构、空间数据处理、GIS空间分析原理与方法和地理信

2、息系统产品输出等为课程的中心内容。地理信息系统课程特点地理信息系统课程特点vGIS是一门典型的交叉性学科 要掌握相关学科的知识。vGIS是一门实践性很强的学科 要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基础GIS软件的操作和使用vGIS是一门迅速发展中的学科 要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自己的能力。 地理信息系统地理信息系统课程的要求课程的要求v掌握地理信息系统的基本原理：掌握地理信息系统的基本原理： 包括空间数据的语义学基础、GIS的科学定义、空间关系和空间对象的表达、空间数据结构和类型、空间分析原理和地学模型方法等；v掌握地理信息系统的基本

3、技术和方法掌握地理信息系统的基本技术和方法： 具有应用相关软件从事空间数据的采集、存储与管理、处理、分析和图形创建的基本技能；v初步具有应用初步具有应用GISGIS技术开展地学研究的能力：技术开展地学研究的能力： 包括地学应用模型的构建，应用型GIS的设计，主要GIS软件系统的使用和评价等。 陆守一，地理信息系统，高等教育出版社，2004陈健飞译，地理信息系统导论，科学出版社，2003陈述彭，地理信息系统导论，科学出版社，2002吴信才，地理信息系统设计与实现，电子工业出版社，2000龚健雅，地理信息系统基础，科学出版社,1998张超，地理信息系统，高等教育出版社，1995邬伦，地理信息系统教

4、程，北京大学出版社，1994地理信息系统地理信息系统课程课程主要参考书主要参考书第一节第一节 GIS GIS的基本概念的基本概念 第二节第二节 GIS GIS的基本构成的基本构成第三节第三节 GIS GIS的功能的功能第四节 GIS研究内容第五节 GIS与相关学科第六节 GIS发展透视本章重点：本章重点：地理信息系统的定义、构成及功能。第一章第一章导论导论本章内容本章内容一、一、 数据与信息数据与信息1 1、信息、信息 信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。第一节第一节 G

5、ISGIS基本概念基本概念信息的特点：信息的特点：客观性：信息与客观事实紧密相关实用性：经过信息系统处理可以变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息；传输性：可以在发送者和接收者之间传播；共享性：可为多个用户共享而本身无损失。 数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料。包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。 2 2、数据、数据数据的特点：数据的特点： 数据格式依赖计算机系统，可以进行转换，是用以载荷信息的物理符号，本身并无意义。第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念(1)(1)信息与数据是不可分离的；(2)(2)信息是内涵，数据是载体。信息由与物理介质有关的数

6、据表达，数据中所包含的意义就信息；(3)(3)数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。(4)(4)信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变；(5)(5)数据是原始事实，而信息是数据处理的结果；(6)(6)不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。3. 3. 信息与数据的联系与区别信息与数据的联系与区别第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念地理信息地理信息 是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识

7、，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。4 4 地理信息与地理信息与GISGIS地理数据地理数据 是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念英文名称：英文名称：Geographic Information System，简称GIS 由于研究和应用领域的不同，人们对地理信息系统的定义仍存在分歧。一般可分为3种观点：1 1、地图观：、地图观： 来自于制图学派，强调GIS是一个地图处理和显示系统。在系统中，每个数据集被看成一张地图，或者一个图层（Layer），或者一个专题（Theme），或者覆盖（Cove

8、rage），利用GIS的相关功能对数据集进行操作和运算，就可以得到新的地图。二、二、 地理信息系统定义地理信息系统定义第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念2 2、数据库观、数据库观 来自于计算机学派，强调数据库理论和技术方法对GIS设计、操作的重要性。3 3、空间分析观、空间分析观 来自于地理学派，强调空间分析和模拟的重要性。实际上，GIS空间分析功能是它与CAD、MIS系统的主要区别之一，也是GIS理论和技术方法发展的动力。 定义：定义： GIS是由计算机硬软件、地理数据和用户组成，通过对地理数据的采集，输入、存储、检索、操作和分析，生成并输出

9、各种地理数据，从而为工程设计、土地利用、资源管理、城市管理、环境监测、管理决策等应用服务的计算机系统。 第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念用户界面系统和数据库管理数据输入和数据库建立空间数据处理和分析产品生成和输出GIS概念框架第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念GIS概念框架概念框架三、地理信息系统分类三、地理信息系统分类第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念区域性地理信息系统全球性地理信息系统综合地理信息系统专题地理信息系统工具型地理信息系统应用型地理信息系统按研究区域分按研究区域分按研究内容分按研究内容分按功能分按功能分四、四、GISGIS与一般信息系统的区别与一般信息

10、系统的区别信息系统信息系统非空间信息系统非空间信息系统空间信息系统空间信息系统管理信息系统管理信息系统非地理信息系统非地理信息系统地理信息系统地理信息系统综合地理信息系统综合地理信息系统专题地理信息系统专题地理信息系统CAD第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念管理信息系统：只有属性数据的管理，既使存储了图形，也往往以文件形式来存储，不能进行有关的空间数据操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。非地理信息系统：具有处理空间信息的能力，但仍然不能进行复杂的空间分析。地理信息系统：在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析

11、和应用；不同信息系统之间的关系不同信息系统之间的关系第一节第一节 GISGIS基本概念基本概念系统硬件系统软件空间数据应用人员应用模型GIS的基本构成GIS的基本构成的基本构成第二节第二节地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成 存储设备网络主机数字化仪扫描仪图象处理设备GPS测绘仪打印机显示器绘图仪输入设备输入设备管理设备管理设备输出设备输出设备1 1、系统硬件、系统硬件第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成 第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成2 2、系统软件、系统软件操操作作系系统统数数 据据 库库 软软 件件 GIS专专 业业 软软 件件

12、主要指计算机操作系统，包括Windows、Unix和Linux系列；空间数据库管理软件； 属性数据库管理软件：Oracle，Sybase，SQL Sever；数据输入和编辑、空间数据管理、数据处理和分析、数据输出、用户界面、系统二次开发能力、系统管理软件以及分析软件。系系统统软软件件第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成空间特征：是指地理实体的空间位置及相互关系；属性特征：表示地理实体的名称、类型和数量等；时间特征：指实体随时间而发生的相关变化。3 3、空间数据、空间数据 地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。 根据地理实体的空

13、间图形表示形式，可将空间数据抽象为点、线和面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量或者栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构。包括系统开发人员，GIS技术的最终用户。 应用模型的构建和选择是系统应用成败的重要因素，虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一个专门应用问题的解决，仍然必须通过构件专门的应用模型。 如：土地利用适宜性模型，公园选址模型，洪水预测模型，森林增长模型等。第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成5、应用模型、应用模型4 4、应用人员、应用人员第三节第三节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能 由计算机技术与空间数据相结合而产

14、生的GIS这一高新技术，不仅包含了处理地理信息的各种高级功能（数据采集、管理、处理、分析和输出），而且依托这些基本功能，通过空间分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库技术和二次开发技术等，以及各种技术的集成技术，演绎丰富的应用功能，以满足社会和用户的广泛需求。 第第三节节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能 GIS基基本本功功能能数据采集与编辑数据存储与管理数据处理与变换空间分析与统计产品制作与显示二次开发与编程GISGIS功能功能GIS应应用用功功能能城乡规划灾害监测.环境管理辅助决策 1 1、数据采集与编辑、数据采集与编辑 地理信息系统的数据通常抽象为不同的专题或层。数据采集与编辑功能

15、就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为X、Y坐标及对应的代码并输入到计算机中。（1 1）数据采集：）数据采集：数据采集是地理信息系统研究的重要内容，它是把现有资料转换为计算机可处理的形式，按照统一的参考坐标、统一编码、统一的标准和结构组织到数据库中的数据处理过程。（2 2）数据编辑）数据编辑 是指对地理信息系统中的空间数据和属性数据进行数据组织、修改等。针对数据的不同，可分为空间数据编辑和属性数据编辑。第第三节节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能一、一、GISGIS基本功能基本功能第第三节节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能 2 2、数据存储与管理、数据存储与管理这是数据集成的过程，涉

16、及到空间数据和属性数据的组织。(1)(1)空间数据组织方式空间数据组织方式 矢量模型 栅格模型 栅格/矢量混合模型(2)(2)属性数据组织方式属性数据组织方式 关系数据结构 层次结构 网状结构 在空间数据组织与管理中，其关键是如何将空间数据和属性数据融合为一体。一般将两者分开存储，利用标识码来连接。第第三节节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能 3 3、数据处理与变换、数据处理与变换（1）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，包括投影变换、比例尺缩放、误差改正和处理等；（2）数据重构： 指对数据从一种几何状态转换为另一种几何状态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等；（3）数据抽取： 指对数据从全集到子集的条件提取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。 第第三节节 地理信息系统的功能地理信息系统的功能 4 4、空间分析、空间分析（1）空间数据几何量测）空间数据几何量测 包括长度、面积、分布中心等的计算。（2）空间集合分析）空间集合分析 空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的条件进行布尔逻辑运算。其算子及其运算结果 （3）叠加分析）叠加分析 通过将同一