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1、必修必修GIS的概念和功能的概念和功能GIS的历史的历史GIS的组成的组成GIS的工作过程的工作过程GIS的应用的应用一、地理信息系统一、地理信息系统（一）地理信息系统的概念（一）地理信息系统的概念 地理信息系统地理信息系统( (Geographical Geographical information steminformation stem，简称简称GISGIS) )是一种以是一种以采采集集、存储存储、管理管理、分析分析和和描述描述地球表面与地球表面与地理分布有关数据地理分布有关数据（地理参考信息）（地理参考信息）的的空空间信息系统间信息系统（计算机系统）。（计算机系统）。 GIS在数字化
2、时代的今天，应用非常广泛在数字化时代的今天，应用非常广泛且深刻，已延伸到各行各业，千家万户，尤且深刻，已延伸到各行各业，千家万户，尤其在其在电子地图、数据分析与决策管理电子地图、数据分析与决策管理方面的方面的功能，更是独领风骚。功能，更是独领风骚。 数据：与地理有关的各种数字，比如说数据：与地理有关的各种数字，比如说经纬度、气温、降水等。经纬度、气温、降水等。 GIS不仅可以不仅可以存储、管理数据存储、管理数据，还可以，还可以显示数据的空间分布显示数据的空间分布，并具有强大的，并具有强大的空间查空间查询询、分析分析、模拟模拟、统计统计和和预测预测等功能。等功能。 一般信息系统：一般信息系统：只
3、能只能存储、管理数据，存储、管理数据，不不能能将数据在空间上的分布表现出来。将数据在空间上的分布表现出来。 地理信息系统：地理信息系统：除了一般信息系统的功能除了一般信息系统的功能外，外，还能还能显示数据的空间分布，并且显示数据的空间分布，并且有强大的有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测空间查询、分析、模拟、统计和预测等等功能功能。地理信息系统与一般信息系统的区别：地理信息系统与一般信息系统的区别：资料资料 地理信息系统地理信息系统( (GIS)GIS)与一般信息系统与一般信息系统的主要差别是：的主要差别是：GISGIS所采集的信息是所采集的信息是按地理空按地理空间分布特征间分布特征来反映
4、来反映地理实体结构及其动态变地理实体结构及其动态变化规律的。化规律的。 如目前我国已应用如目前我国已应用GISGIS对各地区各时对各地区各时段的段的“非典型肺炎非典型肺炎”临床诊断病例、疑似病临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇总例等指标分类汇总在地图上进行在地图上进行“地点地点”“”“状况状况”的位置标定的位置标定。每日发布各地疫情。每日发布各地疫情通报。供有关部门查询分析制定相应的防通报。供有关部门查询分析制定相应的防治策略。治策略。阅读阅读 地理信息系统能为我们做些什么地理信息系统能为我们做些什么 土地管理部门土地管理部门可以及时了解土地利用现状，可以及时了解土地利用现状，分析土地利用的合
5、理性；分析土地利用的合理性； 房产经纪人房产经纪人可以在一定区域寻找满足条件可以在一定区域寻找满足条件的所有房屋；的所有房屋； 公安部门公安部门可以科学部署警力，随时掌握居可以科学部署警力，随时掌握居民信息；民信息； 查询最近的餐馆；查询最近的餐馆； 查询目标地点和最合理的公交线路等等。查询目标地点和最合理的公交线路等等。网络网络GIS路径查询路径查询用来用来查询两点间的交通路线查询两点间的交通路线（二）地理信息系统的发展（二）地理信息系统的发展 地理信息系统最初为地理信息系统最初为解决地理问题解决地理问题而出现，而出现，但现在它已成为信息产业的一个重要组成部但现在它已成为信息产业的一个重要组
6、成部分。分。阅读阅读 地理信息系统简史地理信息系统简史 1963 1963年，年，加拿大加拿大测量学家首先提出测量学家首先提出“地理信息地理信息系统系统”这一概念，并建立了世界上这一概念，并建立了世界上第一第一个地理信息个地理信息系统系统“加拿大地理信息系统加拿大地理信息系统”，用于用于自然资源自然资源的管理与规划。的管理与规划。GIS的历史的历史（1 1）世界世界世界世界GISGIS的发展：的发展：的发展：的发展：2020世纪世纪世纪世纪6060年代年代年代年代 7070年代年代年代年代 8080年代年代年代年代 9090年代年代年代年代（开拓期）（开拓期）（开拓期）（开拓期） （巩固发展期
7、）（大发展期）（用户时代）（巩固发展期）（大发展期）（用户时代）（巩固发展期）（大发展期）（用户时代）（巩固发展期）（大发展期）（用户时代）（2 2）我国我国我国我国GISGIS的发展的发展的发展的发展：2020世纪世纪世纪世纪8080年代初年代初年代初年代初 9090年代年代年代年代 2121世纪世纪世纪世纪（开始起步）（开始起步）（开始起步）（开始起步） （快速发展）（重大进展）（快速发展）（重大进展）（快速发展）（重大进展）（快速发展）（重大进展）起步晚，发展快1、地理信息系统发展简史、地理信息系统发展简史GIS的组成的组成输入设备输入设备输入设备输入设备专用设备专用设备专用设备专用设备
8、常规设备常规设备常规设备常规设备GPSGPS全数字摄影全数字摄影全数字摄影全数字摄影测量工作站测量工作站测量工作站测量工作站解析和数字解析和数字解析和数字解析和数字摄影测量仪器摄影测量仪器摄影测量仪器摄影测量仪器图象处理图象处理图象处理图象处理系统系统系统系统全站仪全站仪全站仪全站仪扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪数字数字数字数字化仪化仪化仪化仪键盘键盘键盘键盘鼠标鼠标鼠标鼠标处理设备处理设备工作站工作站工作站工作站服务器服务器服务器服务器硬盘阵列硬盘阵列硬盘阵列硬盘阵列存储设备存储设备活动硬盘活动硬盘活动硬盘活动硬盘光盘机光盘机光盘机光盘机磁带机磁带机磁带机磁带机输出设备输出设备绘图仪绘图仪绘图仪绘
9、图仪终端终端终端终端打印机打印机打印机打印机（1 1）硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备）硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备）硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备）硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备操作系统操作系统操作系统操作系统（系统调用、设备运行、网络等）（系统调用、设备运行、网络等）（系统调用、设备运行、网络等）（系统调用、设备运行、网络等）系统库系统库系统库系统库（编程语言、数学库等）（编程语言、数学库等）（编程语言、数学库等）（编程语言、数学库等）标准软件标准软件标准软件标准软件（图形、数据库等）（
10、图形、数据库等）（图形、数据库等）（图形、数据库等）GISGIS基本功能软件基本功能软件基本功能软件基本功能软件GISGIS应用软件应用软件应用软件应用软件用户界面用户界面用户界面用户界面GIS软件软件基础软件基础软件系统软件系统软件GIS（2 2）软件：包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数）软件：包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数）软件：包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数）软件：包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数据显示与输出；其功能是存储、分析、显示地理数据。据显示与输出；其功能是存储、分析、显示地理数据。据显示与输出；其功能是存储、分析、显示地理数据。据显示与
11、输出；其功能是存储、分析、显示地理数据。（3 3）数据：包括基础数据（如地形、地貌、地质数据等）和专题）数据：包括基础数据（如地形、地貌、地质数据等）和专题）数据：包括基础数据（如地形、地貌、地质数据等）和专题）数据：包括基础数据（如地形、地貌、地质数据等）和专题数据（如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等）。数据（如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等）。数据（如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等）。数据（如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等）。（4 4）人员：包括专业人员和用户。）人员：包括专业人员和用户。）人员：包括专业人员和用户。）人员：包括专业人员和用户。开发开发
12、开发开发管理管理管理管理分析分析分析分析GISGIS用户用户用户用户（5 5）模型：是解决各种实际问题的专业程式。）模型：是解决各种实际问题的专业程式。）模型：是解决各种实际问题的专业程式。）模型：是解决各种实际问题的专业程式。（三）地理信息系统的组成（三）地理信息系统的组成人员人员输入输入输出输出传输传输存储存储数据管理数据管理输出输出（三）地理信息系统的组成（三）地理信息系统的组成人员人员输入输入输出输出传输传输存储存储数据管理数据管理输出输出GIS的工作过程的工作过程数据输入、数据输入、数据输入、数据输入、存储存储存储存储数据操作、数据操作、数据操作、数据操作、分析分析分析分析地理信息输
13、出地理信息输出地理信息输出地理信息输出可视化表达可视化表达可视化表达可视化表达（地图、三维（地图、三维（地图、三维（地图、三维视图、多媒体视图、多媒体视图、多媒体视图、多媒体等）等）等）等） 主要包括地理数据的主要包括地理数据的输入、存储，地理数据输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出的操作和分析，以及地理信息输出等环节。等环节。（四）地理信息系统的工作过程（四）地理信息系统的工作过程1、地理数据的输入、地理数据的输入 将收集好的各种数据资料，经过分类和标准将收集好的各种数据资料，经过分类和标准化处理后，就可输入到计算机中。其中对图形化处理后，就可输入到计算机中。其中对图形数据的输
14、入，常用的方法的扫描纸质地图后进数据的输入，常用的方法的扫描纸质地图后进行行数字化处理数字化处理。纸质地图纸质地图扫描扫描图像处理图像处理图像拼接图像拼接图像剪裁图像剪裁图像地址图像地址匹配匹配矢量化矢量化编辑与修改编辑与修改地图数字化过程地图数字化过程2、数据存储、数据存储 采用采用“分层分层”技术，即将地图中的不同要素，存技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的储在不同的“层层”中。将不同的中。将不同的“层层”要素进行重叠，要素进行重叠，就形成不同主题的地图。就形成不同主题的地图。（Layer 1：背景图层；：背景图层；Layer 2：流域图层；：流域图层； Layer 3：河流图层；：河
15、流图层；Layer 4：电站图层）：电站图层） 3、对数据的操作与分析、对数据的操作与分析 对对GIS操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是式表现出来，这种形式可以是图形、地图或表格图形、地图或表格。用户和。用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就可应用。决策者对操作结果进行判断分析后，就可应用。4、GIS的输出的输出 将编辑好的将编辑好的GIS信息在计算机信息在计算机显示器的屏幕上显示器的屏幕上显示，或通过绘显示，或通过绘图仪、打印机等图仪、打印机等输出。输出。完成完成P81-82的活动的活动 答：答：国外国外GIS软件，如
16、哈佛大学软件，如哈佛大学开发的开发的SYMAP系列软件等。系列软件等。 目前，目前，国内国内下列下列GIS软件在解决实软件在解决实际工程能力和技术创新等方面表现突出，际工程能力和技术创新等方面表现突出，如如MapCIS66SuperMapGIS2003、地网地网V50、CitoMap等。等。二、地理信息系统与城市管理二、地理信息系统与城市管理GIS的应用的应用1 1、应用领域：、应用领域：、应用领域：、应用领域：2 2、GISGIS与城市管理：与城市管理：与城市管理：与城市管理：（1 1）城市规划和管理）城市规划和管理）城市规划和管理）城市规划和管理: :城市规划的设计、工程选址、城市规划的设
17、计、工程选址、城市规划的设计、工程选址、城市规划的设计、工程选址、城市管理、辅助决策；城市管理、辅助决策；城市管理、辅助决策；城市管理、辅助决策；（2 2）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；）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；（3 3）土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理；）土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理；）土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理；）土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理；（4 4）生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境）生态环境管理：城市生态规
18、划、环境评价、环境）生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境）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、环保设施的管理。与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理。与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理。与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理。资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设规划、邮电
19、通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。施、商业金融等人们生产生活的各个领域。施、商业金融等人们生产生活的各个领域。施、商业金融等人们生产生活的各个领域。其中其中GIS在城市建设和管理中的典型应用在城市建设和管理中的典型应用1、城市规划与管理、城市规划与管理2、基础设施管理、基础设施管理3、土地利用与管理、土地利用与管理4、生态环境管理、生态环境管理GIS在交通管理中在交通管理中GIS在道路管理中在道路管理中基于基于GIS的城市交通建设和管理系统的城市交通建设和管理系统 图图1 宁波市道路现状图宁波市道路现状图 图图2 宁波市道路总体规划图宁波市道路总体规划图 1：城市道路交通建设：城市道路交通建设 2：公交网络规划：公交网络规划 图图3 宁波市公交网络现状图宁波市公交网络现状图 图图4 宁波市公交网络规划图宁波市公交网络规划图 3：公交运行实时监控：公交运行实时监控 图图5公交运行模拟图公交运行模拟图（1路公交车）路公交车） 图图6公交运行跟踪放大图公交运行跟踪放大图 用于分析城市现状，进行用于分析城市现状，进行有效管理，实施未来规划。有效管理，实施未来规划。
