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1、地理信息系统历史与概貌地理信息系统历史与概貌地图是表达地理信息基本语言，纸介质地图在分析、地图是表达地理信息基本语言，纸介质地图在分析、表达地理信息的局限性表达地理信息的局限性（1 1）精度不高，定位、量算不准。）精度不高，定位、量算不准。（2 2）分类、重组不方便，不灵活。）分类、重组不方便，不灵活。（3 3）信息负荷量有限（幅面限制、内容重叠）。）信息负荷量有限（幅面限制、内容重叠）。（4 4）更新周期长，工作量。）更新周期长，工作量。（5 5）地图和地图、地图和地图以外的信息建立联系不）地图和地图、地图和地图以外的信息建立联系不方便。方便。1960年代蒙发期年代蒙发期n n1957195
2、7，就有瑞士气象学家、英国生物学家用计算机产生简易地图，有学术，就有瑞士气象学家、英国生物学家用计算机产生简易地图，有学术文献记载，但对后人影响不大。文献记载，但对后人影响不大。19601960年代诞生了三个里程碑年代诞生了三个里程碑n n19631963，加拿大政府做土地资源调查，尝试用计算机量算土地面积，加拿大政府做土地资源调查，尝试用计算机量算土地面积，19601960年代末初步完成。这是第一次大规模的实践，建立了计算机在地理信息应年代末初步完成。这是第一次大规模的实践，建立了计算机在地理信息应用领域的信心，而且正式启用了用领域的信心，而且正式启用了Canada Geographic I
3、nformation Canada Geographic Information SystemSystem（CGISCGIS）这个名称。）这个名称。n n19641964，哈佛大学成立了计算机图形与空间分析实验室（，哈佛大学成立了计算机图形与空间分析实验室（Harvard Harvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial AnalysisLaboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis）。该实验室持续）。该实验室持续、有效地开展了空间数据结构、空间分析计算方法的探索性研究，对、有效
4、地开展了空间数据结构、空间分析计算方法的探索性研究，对GISGIS技术的发展影响深远。该实验室在技术的发展影响深远。该实验室在19801980年代初结束。年代初结束。n n19671967，DIME-GBFDIME-GBF（Dual Independent Map Encoding Dual Independent Map Encoding Geographic Geographic Based FilesBased Files），基于街道地址的地理编码，为人口普查服务，在），基于街道地址的地理编码，为人口普查服务，在19881988年年发展成发展成TIGERTIGER（Topological
5、ly Integrated Geographic Encoding and Topologically Integrated Geographic Encoding and ReferencingReferencing）。社会经济调查信息有了合适的定位方法，而且免费向社）。社会经济调查信息有了合适的定位方法，而且免费向社会提供基础数据，极大推动了会提供基础数据，极大推动了GISGIS在人文、社会领域的推广、普及。在人文、社会领域的推广、普及。70年代技术储备期年代技术储备期 80年代理论走向实用期年代理论走向实用期6060年代末年代末7070年代初二项重要促进年代初二项重要促进n n19691
6、969，Design With NatureDesign With Nature（设计结合自然）出版，（设计结合自然）出版，Ian Ian McHargMcHarg提出了用空间叠合方法评价土地、资源、景观，对城提出了用空间叠合方法评价土地、资源、景观，对城市规划及其相关领域的市规划及其相关领域的GISGIS应用方法有很大促进。应用方法有很大促进。n n19721972，Landsat 1Landsat 1投入运行，卫星遥感影像用于资源、环境调投入运行，卫星遥感影像用于资源、环境调查，逐步和查，逐步和GISGIS相结合。相结合。n nGISGIS在在19701970年代侧重技术研究。研究空间数据
7、的储存、检索、年代侧重技术研究。研究空间数据的储存、检索、转换、分析、表达的技术问题，实用系统的进展不显著。转换、分析、表达的技术问题，实用系统的进展不显著。n n19801980年代开始实用。计算机（工作站）成本下降，年代开始实用。计算机（工作站）成本下降，GISGIS软件软件通用化、商品化，各种实用系统逐步涌现。通用化、商品化，各种实用系统逐步涌现。19811981，以，以ARC/INFOARC/INFO为代表的多种为代表的多种GISGIS软件进入商业化阶段，软件进入商业化阶段，GISGIS在发在发达国家逐步进入各个领域的应用。达国家逐步进入各个领域的应用。 19851985，GPSGPS
8、（Global Global Position SystemPosition System）开始运作，先用于军事，然后逐步向民用）开始运作，先用于军事，然后逐步向民用开放。开放。90年代推广应用期年代推广应用期 21世纪广泛应用世纪广泛应用n n19901990年代推广、普及。软件进一步改进，二次开发简化，易学年代推广、普及。软件进一步改进，二次开发简化，易学易用，便于集成，易用，便于集成，GISGIS应用已渗透到和地理空间信息处理的各应用已渗透到和地理空间信息处理的各个领域，地籍、农业、水资源、林业、地质、环保、公用事业、个领域，地籍、农业、水资源、林业、地质、环保、公用事业、基础设施、交通
9、运输、物流、城市规划、治安、防灾、社会研基础设施、交通运输、物流、城市规划、治安、防灾、社会研究、卫生保健、商务、军事、究、卫生保健、商务、军事、。 n n19941994，NSDINSDI（US National Spatial Data InfrastructureUS National Spatial Data Infrastructure），），OpenGIS ConsortiumOpenGIS Consortium。n n19961996，出现了，出现了Internet GISInternet GIS网站，网站，MapQuestMapQuest商业化运作。商业化运作。n n2121世
10、纪世纪GISGIS广泛应用，大众化的趋势更明显，专业应用走向深广泛应用，大众化的趋势更明显，专业应用走向深化、融合。化、融合。n n在欧美国家，脱离在欧美国家，脱离GISGIS，难以开展规划、城市建设管理。，难以开展规划、城市建设管理。地理信息系统和城市规划的关系地理信息系统和城市规划的关系GISGIS是解决空间信息的处理，城市规划是空间资源的分配、管理。是解决空间信息的处理，城市规划是空间资源的分配、管理。因此两者有天然的联系。因此两者有天然的联系。世界上第一个有实用价值的世界上第一个有实用价值的CGISCGIS（Canada Geographic Canada Geographic Inf
11、ormation SystemInformation System，CGISCGIS，19601960年代中期）的服务对象是土年代中期）的服务对象是土地资源管理，所做的工作是土地资源调查、量算。地资源管理，所做的工作是土地资源调查、量算。对对GISGIS技术进行初始性、开创性研究的哈佛大学计算机图形与空技术进行初始性、开创性研究的哈佛大学计算机图形与空间分析实验室（间分析实验室（19601960年代末到年代末到19801980年代初）所依托的专业是景年代初）所依托的专业是景观规划设计。观规划设计。“ “千层饼千层饼” ”式的空间叠合的应用对象也是景观设计（式的空间叠合的应用对象也是景观设计（D
12、esign With Design With Nature, McHarg, 1969Nature, McHarg, 1969，设计结合自然设计结合自然，麦克哈格）。，麦克哈格）。当前世界上最大的当前世界上最大的GISGIS软件公司（软件公司（Environment Systems Environment Systems Research Institute, Inc., ESRIResearch Institute, Inc., ESRI，19691969年创立）最初创立是规划年创立）最初创立是规划设计咨询公司。设计咨询公司。地理信息系统的发展动力地理信息系统的发展动力 社会需要社会需要n
13、n资源紧张、环境问题激化，资源和环境意识增强资源紧张、环境问题激化，资源和环境意识增强n n交通条件改善，运输量增加，人、物空间流动性提高，时交通条件改善，运输量增加，人、物空间流动性提高，时间和运输成本依然重要间和运输成本依然重要n n社会、经济的空间特征变化加快社会、经济的空间特征变化加快n n城市化，建设规模大（发展中国家）城市化，建设规模大（发展中国家）n n土地开发，工程建设限制条件越来越多，难度越来越大土地开发，工程建设限制条件越来越多，难度越来越大n n基础设施维护费用上升基础设施维护费用上升n n军事、治安、防灾用途关系密切军事、治安、防灾用途关系密切n n为公众日常生活服务为
14、公众日常生活服务技术可能技术可能n n计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积缩小，管理维护简便。缩小，管理维护简便。n n计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降、携储器、多媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降、携带方便。带方便。n n网络通讯：局域网轻而易举，互联网方兴未艾。网络通讯：局域网轻而易举，互联网方兴未艾。n n计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发
15、工具、应用集成、多民族语言、开发工具、应用集成、多民族语言、。n n数据获取：航测、遥感、卫星定位系统，野外现场数字化数据获取：航测、遥感、卫星定位系统，野外现场数字化采集。采集。政府与企业的推动政府与企业的推动n n基础数据的公益化基础数据的公益化美国：美国：National Spatial Data InfrastructureNational Spatial Data Infrastructure 欧洲：欧洲：European Geographic Information European Geographic Information InfrastructureInfrastructu
16、ren n人才培训与科学研究人才培训与科学研究n n软件开发与技术服务依靠企业软件开发与技术服务依靠企业什么是地理信息系统什么是地理信息系统 (Geographic Information System，GIS)n n技术角度的技术角度的GISGIS：以计算机为基础的综合性应用技术：以计算机为基础的综合性应用技术n n数据采集与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、数据采集与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表达与输出。成果表达与输出。n nGISGIS所处理的数据：所处理的数据：n n（1 1）空间、几何数据：矢量图形、栅格图像、镶嵌）空间、几何数据：矢量图形、栅格图像、镶嵌网网n
17、n（2 2）属性、非几何数据：表状属性、正文、其他）属性、非几何数据：表状属性、正文、其他（声音、图片、动画、（声音、图片、动画、）n nGISGIS与计算机地图制图：前者侧重查询、分析，后者与计算机地图制图：前者侧重查询、分析，后者侧重制图，在信息表达方面已经相互融合侧重制图，在信息表达方面已经相互融合n nGISGIS与与CADCAD的区别：的区别：GISGIS不适合工程设计，不适合工程设计，CADCAD的空的空间分析功能弱，显示、绘图的方式也不同间分析功能弱，显示、绘图的方式也不同n n应用角度的应用角度的GISGIS：以：以GISGIS技术为核心的实用信息系统，技术为核心的实用信息系统
18、，往往和非往往和非GISGIS相互结合相互结合n n如：资源管理、土地管理、城市规划、交通运输、如：资源管理、土地管理、城市规划、交通运输、环境监测、环境监测、n n实用系统的常见类型：日常业务管理，数据供应，实用系统的常见类型：日常业务管理，数据供应，公众查询，分析与决策支持，公众查询，分析与决策支持，n n应用、科学、工程角度的应用、科学、工程角度的GISGIS：地理信息系统，地：地理信息系统，地理信息科学，地理信息工程。理信息科学，地理信息工程。n n地理信息系统：以计算机为基础，建立应用系统。地理信息系统：以计算机为基础，建立应用系统。n n地理信息科学：用数字化的信息来研究地理。地理
19、信息科学：用数字化的信息来研究地理。n n地理信息工程：为各行各业提供数字化的地理信息。地理信息工程：为各行各业提供数字化的地理信息。栅格结构矢量结构“图层图层”GIS数据构成数据构成空间和属性数据的关系42 空间和属性数据构成空间和属性数据构成空空间事物抽象事物抽象典型典型对象象典型属性典型属性图形形图像表达形式像表达形式点点学校、学校、环保保监测站站规模、有关模、有关监测指指标点状符号点状符号线道路、道路、电缆、水系、水系交通量、交通量、电压、水、水质线型型面（多面（多边形）形）地地块、行政区、行政区土地使用、人口土地使用、人口填充符号、填充符号、边界界线连续表面表面地形、气温地形、气温高
20、程、温度高程、温度彩色彩色图像、立体网状像、立体网状图辅助地助地图注注记地名、高程地名、高程制制图参数参数文字、文字、辅助助线、点符号、点符号GIS 已经涉及城市规划的各个阶段已经涉及城市规划的各个阶段pp资源调查资源调查(resource inventory)(resource inventory)pp现状分析现状分析(analysis of existing situations)(analysis of existing situations)pp模拟和预测模拟和预测(modeling and projection) (modeling and projection) pp提出规划方案提
21、出规划方案(development of planning (development of planning options)options)pp方案选择方案选择(selection of planning options)(selection of planning options)pp建设许可建设许可(development permission)(development permission)pp规划评价、监督、反馈规划评价、监督、反馈(evaluation, monitoring feedback (evaluation, monitoring feedback ) )5 GIS推广应
22、用的障碍推广应用的障碍n n数据收集、输入、更新工作量大，花费人工多、质量保障难。数据收集、输入、更新工作量大，花费人工多、质量保障难。n n人才缺乏。基层人员不熟悉，高层管理领导不了解，技术人人才缺乏。基层人员不熟悉，高层管理领导不了解，技术人员知识、技能未更新。规划单位领导误把员知识、技能未更新。规划单位领导误把GISGIS当成当成CADCAD，对，对应用有很大限制。应用有很大限制。n n通用软件的功能有限，需要和专业相结合，和其他信息技术通用软件的功能有限，需要和专业相结合，和其他信息技术相结合。相结合。课余练习，时常反问自己：课余练习，时常反问自己：GISGIS对城市规划有何用？对城市规划有何用？对城市规划有何用？对城市规划有何用？本周要求：派代表借用光盘，安装软件，课余完成第本周要求：派代表借用光盘，安装软件，课余完成第本周要求：派代表借用光盘，安装软件，课余完成第本周要求：派代表借用光盘，安装软件，课余完成第1 1 1 1章练习。章练习。章练习。章练习。下周在学院下周在学院B B楼楼2 2楼，教学机房上机辅导、答疑、讲解。楼，教学机房上机辅导、答疑、讲解。
