第一章__地理信息系统导论(2013.9)

1、资源专业计算机与信息工程学院计算机与信息工程学院空间信息技术教研室空间信息技术教研室主讲：黄于同主讲：黄于同3:461资源专业3:462教学目的和要求教学目的和要求n掌握GIS的概念，了解GIS组成和基本功能； 概念框架、理解，GIS组成、基本功能n掌握GIS的数据处理流程 采集、编辑、组织、管理、分析、输出；n熟悉GIS空间分析基本技术和方法，具有用GIS解决本专业相关问题的能力；n了解GIS的发展与趋势 资源专业成绩评定成绩评定v理论考试：70%v实验：20%v平时：10%3:463教学安排教学安排资源专业教学内容教学内容第一章 GIS介绍第二章 空间数据结构第三章 空间数据处理第四章 空

2、间数据库第五章 空间分析技术与方法第六章 GIS应用模型第七章 系统设计与评价第八章 GIS产品输出3:464GISGIS原理与方法原理与方法厦门理工学院计算机与信息工程学院厦门理工学院计算机与信息工程学院空间信息技术教研室空间信息技术教研室资源专业主要内容主要内容第第1节节 地理信息系统基本概念地理信息系统基本概念第第2节节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成第第3节节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介第第4节节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况本章重点：本章重点：GIS的基本概念、构成和功能的基本概念、构成和功能资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念

3、地理信息系统的基本概念 一、数据与信息一、数据与信息（一）基本概念（一）基本概念 数据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。定量地描述事物的特征和状况。数据是对客观现象的表示，数据本数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义身并没有意义。 信息信息是以数字、文字、符号、语言、图像等形式来表示事件、是以数字、文字、符号、语言、图像等形式来表示事件、现象等的内容、数量或特征，向人们提供关于现实世界各种事实的现象等的内容、数量或特征，向人们提供关于现实世界各种事实的知识，为生产、管理和决策提供依据。知识，为

4、生产、管理和决策提供依据。信息是现实世界在人们头脑信息是现实世界在人们头脑中的反映。中的反映。2022-5-57资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 （二）两者关系（二）两者关系信息与数据是不可分离的，信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达数据是信息的表达、载体，、载体，信息是信息是数据的内涵数据的内涵，是，是形与质形与质的关系。的关系。数据本身并没有意义，数据只有通过解释，对实体行为产生影数据本身并没有意义，数据只有通过解释，对实体行为产生影响时才成为信息。响时才成为信息。2022-5-58资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 （

5、三）信息的特点（三）信息的特点2022-5-59任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息正确性任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息正确性和精确度的保证。和精确度的保证。GIS将大量的地理数据收集、组织和管理起来，经过将大量的地理数据收集、组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对决策具有重要意义的有用信处理、转换和分析变为对决策具有重要意义的有用信息，这是由系统建立的明确目的性所决定的。息，这是由系统建立的明确目的性所决定的。信息可在发送者和接受者之间进行传输。信息可在发送者和接受者之间进行传输。客观性客观性适用性适用性传输性传输性 共享性共享性 信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身

6、并无信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。损失，这为信息的并发应用提供可能性。资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 （四）数据处理与解释（四）数据处理与解释数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、数据处理是指对数据进行收集、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。其目的在于：检索、计算以及分析、模拟和预测等操作。其目的在于： 把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式 把数据加工成对正确管理和决策有用的数据把数据加工成

7、对正确管理和决策有用的数据 把数据编辑后存储起来，以供后续使用把数据编辑后存储起来，以供后续使用数据处理是为数据解释服务的，数据解释还需要人类的智慧，对数据处理是为数据解释服务的，数据解释还需要人类的智慧，对同一数据，各人的解释可能不同，其对决策的影响也不同，而不同的同一数据，各人的解释可能不同，其对决策的影响也不同，而不同的解释，则往往来自于不同的背景、目的和应用。解释，则往往来自于不同的背景、目的和应用。2022-5-510资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 二、地理信息与地理信息系统二、地理信息与地理信息系统（一）地理信息（一）地理信息 基本概念基本概念地

8、理数据地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特是与地理环境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。征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义，是与研究对象是地理数据所蕴含和表达的地理含义，是与研究对象的空间地理分布有关的信息。的空间地理分布有关的信息。2022-5-511资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 地理信息的特征地理信息的特征空间特征空间特征（地域性）（地域性）1地理信息属于空间地理信息属于空间信息，其数据是与信息，其数据是与确定的空间位置联

9、确定的空间位置联系在一起的，它的系在一起的，它的这种定位特征是通这种定位特征是通过统一的地理定位过统一的地理定位基础来体现的。基础来体现的。2在二维空间定位基础在二维空间定位基础上，实现多专题的第上，实现多专题的第三维信息结构的组合，三维信息结构的组合，为地理信息各圈层之为地理信息各圈层之间的综合研究提供可间的综合研究提供可能，也为地理系统多能，也为地理系统多层次的分析和信息的层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。传输与筛选提供方便。 属性特征属性特征（多维结构）（多维结构）3时空的动态变化引时空的动态变化引起地理信息的属性起地理信息的属性或空间数据的变化，或空间数据的变化，实时的实时的GIS

10、系统要求系统要求能及时采集和更新能及时采集和更新地理信息，使其具地理信息，使其具有现势性。有现势性。时序特征时序特征资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 （二）地理信息系统（二）地理信息系统地理信息系统简称为地理信息系统简称为GIS。关于它确切的全称，多数人认为是。关于它确切的全称，多数人认为是Geographical Information System，也有人认为是，也有人认为是Geo Information System。国际上现发行的两种主要的专业杂志，就是。国际上现发行的两种主要的专业杂志，就是各自采用不同的全称，前者是英国出版的季刊的全称，后者是德国出

11、各自采用不同的全称，前者是英国出版的季刊的全称，后者是德国出版的季刊的全称。在加拿大和澳大利亚，则称为版的季刊的全称。在加拿大和澳大利亚，则称为Land Information System。在我国，通常称为。在我国，通常称为Resources and Environmental Information Systems。全称虽有差异，但简称都是。全称虽有差异，但简称都是GIS。2022-5-513资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 2022-5-514什么是什么是GIS资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 定义定义1.美国的美国的P

12、arker：地理信息系统是一种存储、分析和显示空间与：地理信息系统是一种存储、分析和显示空间与非空间数据的信息技术。非空间数据的信息技术。2.美国的美国的Michael Goodchild：采集、存储、管理、分析和显示：采集、存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统。有关地理现象信息的综合系统。3.加拿大的加拿大的Roger Tomlinson：全方位分析和操作地理数据的：全方位分析和操作地理数据的数字系统。数字系统。4.Peter Burroughs：地理信息系统是属于从现实世界中采集、：地理信息系统是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具。存储、提取、

13、转换和显示空间数据的一组有力的工具。5.俄罗斯学者：一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有内俄罗斯学者：一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集合。部联系的工具集合。，有的侧重技术内涵，有的侧重应用功能，有的侧重技术内涵，有的侧重应用功能2022-5-515资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 推荐推荐定义定义：美国联邦数字地图协调委员会（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）地理信息系统是由地理信息系统是由计算机计算机硬件、软件和不同的方法组成的硬件、软件和不同的方法组成的系统系统，该系统设计用来支持该系统设计用来支持空间数据空间数据的的采

14、集、管理、处理、分析、建模和显采集、管理、处理、分析、建模和显示示，以便解决，以便解决复杂的规划和管理问题复杂的规划和管理问题。2022-5-516资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 2022-5-517地理信息系统的概念框架和构成地理信息系统的概念框架和构成用户界面用户界面系统和数据库管理系统和数据库管理产品生成产品生成产品输出产品输出空间数据处理空间数据处理空间数据分析空间数据分析数据输入数据输入数据库建立数据库建立资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 基本概念基本概念 1. GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，该系统通常由若

15、干相互的物理外壳是计算机化的技术系统，该系统通常由若干相互关联的子系统构成；关联的子系统构成； 2. GIS的操作对象是地理数据；的操作对象是地理数据； 3. GIS的技术优势在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的技术优势在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和强大的图形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等；空间决策支持功能等； 4. 相关学科：地理学、测绘学相关学科：地理学、测绘学2022-

16、5-518资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 2022-5-519GIS相关学科相关学科GIS计算机科学计算机科学数据库数据库理论理论软件软件工程工程计算机计算机图形学图形学图像图像处理处理人工人工智能智能网络网络计算计算数学数学几何学几何学拓扑学拓扑学统计分析统计分析地理学、测绘地理学、测绘学、地学、地 学学地图学地图学RS、GPS其它应用科学其它应用科学资源专业2022-5-520 数学数学运算研究运算研究 统计学统计学地理统计学地理统计学认知科学认知科学计算机科学计算机科学测量测量遥感遥感摄影测量学摄影测量学制图学制图学可视化可视化符号学符号学信息存储信息

17、存储数据库数据库模式识别模式识别计算几何计算几何计算机图形学计算机图形学人工智能人工智能旅游业旅游业航运航运市场市场资产管理资产管理产业产业/商业商业矿产开发矿产开发设施维护设施维护公共信息查询公共信息查询公共管理公共管理考古学考古学人文地理学人文地理学社会科学社会科学健康护理规划健康护理规划流行病学流行病学环境科学环境科学地貌学地貌学土壤科学土壤科学森林学森林学地质学地质学生态学生态学水文学水文学气象学气象学地形测量地形测量环境测量环境测量社会、经社会、经济测量济测量学科树学科树GIS资源专业 从技术和应用的角度，从技术和应用的角度， GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术是解决空间问题的

18、工具、方法和技术，简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统术系统； 从学科的角度，从学科的角度， GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上，从功能上，GIS 具有空间数据的获取、存储、具有空间数据的获取、存储、显显示、编辑、处理、分示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；析、输出和应用等功能； 从系统学的角度，从系统学的角度， GIS 具有一定结构和功能

19、，是一个完整的系统。具有一定结构和功能，是一个完整的系统。2022-5-521第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 资源专业第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 地理信息系统的特点地理信息系统的特点1. 公共的地理定位基础；公共的地理定位基础；2. 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力;3. 系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；力，并能产生高层次的地理信息；4. 以地理研究和地理决策为目的，

20、是一个人机交互式的空间决策以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。支持系统。 2022-5-522资源专业2022-5-523第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 GIS与其它系统的区别与其它系统的区别1. GIS与一般与一般MIS GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般般MIS侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检

21、索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。2. GIS与与CAD/CAM 二者虽然都有参考系统，都能表达和处理空间定位数据，二者虽然都有参考系统，都能表达和处理空间定位数据，但但CAD/CAM系统属性库功能弱，更缺乏空间分析和判断能力。系统属性库功能弱，更缺乏空间分析和判断能力。 资源专业2022-5-524第一节第一节 地理信息系统的基本概念地理信息系统的基本概念 地理信息系统的分类体系地理信息系统的分类体系非空间信息系统非空间信息系统管理信息系统管理信息系统信息系统信息系统专题专题GISGIS非地理信息系统非地理信息系统综合综合

22、GISCAD/CAM空间信息系统空间信息系统地籍地籍GIS交通交通GIS人口人口GIS城市城市GIS省省GIS数字地球数字地球数据模型数据模型矢量矢量GIS栅格栅格GIS矢矢-栅栅GIS研究范围研究范围全球全球GIS区域区域GIS研究内容研究内容国家国家GIS GIS分类分类资源专业第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成2022-5-525Title in here空间数据空间数据Title in here系统软件系统软件Title in here系统硬件系统硬件应用人员应用人员应用模型应用模型资源专业2022-5-526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

23、本构成一、系统硬件一、系统硬件GPS全数字摄影全数字摄影测量工作站测量工作站解析和数字解析和数字摄影测量仪器摄影测量仪器RS全站仪全站仪 绘图仪绘图仪终端终端打印机打印机输输出出设备设备专用设备专用设备工作站工作站服务器服务器硬盘阵列硬盘阵列存储设备存储设备活动硬盘活动硬盘光盘机光盘机磁带机磁带机计算机计算机处处理理设备设备输输入入设备设备常规设备常规设备扫描仪扫描仪数字化仪数字化仪键盘、鼠标键盘、鼠标资源专业 输入设备输入设备数字化仪3:4627资源专业工程扫描仪工程扫描仪v分辨率：2400dpiv色彩：32位真彩色v幅面：A0 3:4628资源专业摄影测量工作站摄影测量工作站v用于获取数字

24、正射影像数据（DOM）和数字高程模型（DEM）3:4629资源专业绘图仪绘图仪v分辨率：1200dpiv打印宽度:1.5mv色彩种类：6种3:4630资源专业第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的基本构成2022-5-531GIS应用软件应用软件GIS基础软件平台基础软件平台数据库系统软件（存储和管理）数据库系统软件（存储和管理）系统库（编程语言、数学库等）系统库（编程语言、数学库等）操作系统（系统调用、设备运行、网络管理等）操作系统（系统调用、设备运行、网络管理等）GIS功能软件功能软件基础支撑软件基础支撑软件操作系统软件操作系统软件地理信息系统软件层次地理信息系统软件层次二、系

25、统软件二、系统软件( (一）一）GIS软件层次软件层次资源专业2022-5-532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( (二）二）GIS基础基础软件平台功能软件平台功能空间数据的输入和编辑空间数据的输入和编辑空间数据的管理空间数据的管理空间数据的处理和分析空间数据的处理和分析空间数据的输出空间数据的输出图形用户界面图形用户界面系统二次开发系统二次开发资源专业三、空间数据三、空间数据2022-5-533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地地理理数数据据空间数据空间数据矢量数据矢量数据点点线线面面栅格数据栅格数据平面平面曲面曲面属性数据属性数据名称名

26、称类型类型数量数量时态数据时态数据描述对象时空变化的状态、特点和过程描述对象时空变化的状态、特点和过程资源专业四、应用人员四、应用人员包括系统开发人员和终端用户，从事系统的组织、管理、维护包括系统开发人员和终端用户，从事系统的组织、管理、维护和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决策和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决策2022-5-534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资源专业五、应用模型五、应用模型GIS应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案，是人们对客观世界的规律性认识，再经

27、过从概念到计算机的解决方案，是人们对客观世界的规律性认识，再经过从概念到计算机信息表达的映射，形成计算机可以运行的软件功能序列，其构建和选择信息表达的映射，形成计算机可以运行的软件功能序列，其构建和选择是系统应用成败至关重要的因素。是系统应用成败至关重要的因素。虽然虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一专门应用目的的解决，必须通过构建专门的应用模型，它是专门应用目的的解决，必须通过构建专门的应用模型，它是GIS与相关与相关专业连接的纽带。专业连接的纽带。2022-5-535第二节第二节 地理信息系统的基本构成地理信息系统的

28、基本构成资源专业2022-5-536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需要解决的问题需要解决的问题多元数据收集多元数据收集规划定义过程规划定义过程应用操作过程应用操作过程问题的定义问题的定义分析分析/联合联合问题的实质问题的实质证据证据/数据数据/假设假设问题的概念问题的概念概念概念/要素要素/方法方法解决问题的数据解决问题的数据数据源数据源/数据集数据集数据库建立数据库建立数据输入数据输入/格式化格式化问题数据子集问题数据子集提取提取/综合综合问题求解问题求解统计计算统计计算/模型分模型分析析/空间分析空间分析问题答案问题答案验证验证/解释解释/表达表达用用GISGI

29、S求解问题的基本流程（陈述彭）求解问题的基本流程（陈述彭）资源专业2022-5-537GIS可以干可以干什么什么第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介一、基本功能一、基本功能2022-5-538二次开发与编程二次开发与编程产品制作与演示产品制作与演示空间分析和统计空间分析和统计数据处理与变换数据处理与变换数据采集与编辑数据采集与编辑数据存储与管理数据存储与管理GIS612345资源专业2022-5-539第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介（一）数据采集与编辑（一）数据采集与编辑 GIS

30、数据分层概念数据分层概念资源专业2022-5-540第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介现实世界现实世界文字报文字报告、遥告、遥感图像感图像等等数字化仪、扫描仪数字化仪、扫描仪GPS、RS设备设备解析测图仪解析测图仪键盘等键盘等编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等空间数据库空间数据库 GIS数据采集流程数据采集流程资源专业2022-5-541（二）数据存储与管理（二）数据存储与管理 GIS数据库（空间数据库）数据库（空间数据库）是区域内一定地理要素特征以一定的组织方式存储在一起的相关是区域内一定地理要素特征以一定的组织方式存

31、储在一起的相关数据的集合。数据的集合。 空间数据的管理技术空间数据的管理技术空间数据库的定义，数据访问和提取，从空间位置检索空间物体空间数据库的定义，数据访问和提取，从空间位置检索空间物体及其属性，从属性条件检索空间物体及其位置，开窗和接边操作，数及其属性，从属性条件检索空间物体及其位置，开窗和接边操作，数据更新和维护等。据更新和维护等。第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-542第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介空间数据库空间数据库哈尔滨在哈尔滨在哪里？哪里？空间查询空间查询属性查询属性查询78路公交经路公交经过哪些站？过哪些

32、站？资源专业2022-5-543（三）数据处理与变换（三）数据处理与变换 数据变换数据变换 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、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等；变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等； 数据重构数据重构 指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等；拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等； 数据抽取数据抽取 指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类型选择、窗口指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类

33、型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。提取、布尔提取和空间内插等。第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-544（四）空间分析与统计（四）空间分析与统计 叠加分析叠加分析通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加，不仅建立新的空间通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加，不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于进行多条件的查询检特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析等；索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析等； 缓冲区分析缓冲区分析它是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立各种类型要

34、素它是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立各种类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素的空间接近度或邻近性。的缓冲多边形，用以确定不同地理要素的空间接近度或邻近性。第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-545 网络分析网络分析网络模型是运筹学中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹网络模型是运筹学中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，使其运行效果最好，如一定资源的最佳分划一项网络工程如何安排，使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想在于人类活动总配，从一地到另一地的运输费用最低等

35、。其基本思想在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。 数字地形分析数字地形分析GIS提供了构造数字高程模型及有关地形分析的功能模块，包括坡提供了构造数字高程模型及有关地形分析的功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库容量、表面度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决策提供重要的基础性数据。策提供重要的基础性数据。第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能

36、简介资源专业2022-5-546空间数据库空间数据库 为某工厂选址，要求地为某工厂选址，要求地价价1万元万元/平方米且地形平方米且地形起伏较小的区域起伏较小的区域?地价地价1万元万元/m2坡度小于坡度小于3度度的地形信息的地形信息空间检索空间检索满足两条件满足两条件的区域的区域+第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介叠加分析叠加分析资源专业2022-5-547空间数据库空间数据库道路的噪音影响道路的噪音影响范围范围?街道中心线街道中心线缓冲区分析缓冲区分析第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介空间检索空间检索资源专业2022-5-548空间数据库空间数据

37、库哪条路最近，哪条路最近，如何乘车如何乘车?道路信息道路信息第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介网络分析网络分析空间检索空间检索资源专业2022-5-549空间数据库空间数据库航道淤积，挖航道淤积，挖槽方案比较槽方案比较?地形信息地形信息数字地形分析数字地形分析第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介空间检索空间检索资源专业2022-5-550（五）产品制作与演示（五）产品制作与演示 产品产品地图图像、符号图、动线图、点值图、晕线图、等值线图、立地图图像、符号图、动线图、点值图、晕线图、等值线图、立体图等体图等 主要功能主要功能设置地图范围、投影、比例尺

38、、组织地图要素显示顺序、定义设置地图范围、投影、比例尺、组织地图要素显示顺序、定义文字格式、设置地图符号形式、标注图名和图例、图形编辑等。文字格式、设置地图符号形式、标注图名和图例、图形编辑等。第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-551（六）二次开发和编程（六）二次开发和编程 脚本语言开发环境脚本语言开发环境 组件组件v 定制菜单、程序与可视化界面等定制菜单、程序与可视化界面等v GISGIS二次开发环境：二次开发环境： 通用语言：如通用语言：如VC+ VC+ 、VBVB、C#C#等等 组件开发：如组件开发：如MapInfoMapInfo的的MapX

39、MapX；第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业GISGIS可以回答的问题可以回答的问题 位置位置（LocationsLocations）在某个特定的位置有什么？在某个特定的位置有什么？ 条件条件（ConditionsConditions）什么地方有满足某些条件的东西？什么地方有满足某些条件的东西？ 变化趋势变化趋势（TrendsTrends）该类问题需要综合现有数据，以识该类问题需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。别已经发生了或正在发生变化的地理现象。 分布规律分布规律（PatternsPatterns）该类问题是分析与已经发生或正该类问题

40、是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。在发生事件有关的因素。 模型建模模型建模（ModelsModels）该类问题的解决需要建立新的数该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。据关系以产生解决方案。资源专业2022-5-553第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介文件文件图表图表数据获取数据获取 原始数据原始数据存储检索存储检索空间查询空间查询空间分析空间分析数据编辑数据编辑投影变换投影变换数据输出数据输出 制图、表格制图、表格 交互展示交互展示 结构化数据结构化数据空间空间数据库数据库GISGIS基本功能的实现过程基本功能的实现过程资源专业2022-5-554

41、如何为一公如何为一公园选择合理园选择合理位置？位置？依山傍水；依山傍水； 交通交通方便；空气新鲜，方便；空气新鲜，有植被覆盖有植被覆盖要要求求方案方案2条件条件2方案方案1条件条件1现实世界现实世界获取获取水系信息水系信息地形信息地形信息道路信息道路信息植被信息等植被信息等+处理、分析处理、分析空间分空间分析算法析算法空间数据库空间数据库存储存储实例实例资源专业2022-5-555二、应用功能二、应用功能（一）资源管理（一）资源管理（二）区域规划（二）区域规划（三）国土监测（三）国土监测（四）辅助决策（四）辅助决策第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介 资源专业2022-5

42、-556第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-557第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介 国土管理国土管理资源专业2022-5-558 矿山遥感监测三维矿山遥感监测三维GISGIS地理信息系统地理信息系统资源专业2022-5-559第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介城市地质勘察信息系统城市地质勘察信息系统资源专业2022-5-560第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-561第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介环境评估环境评估资源专业2022-

43、5-562第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介环境监测环境监测资源专业2022-5-563灾害评估灾害评估第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-564第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介汶川抗震救灾辅助分析系统汶川抗震救灾辅助分析系统资源专业2022-5-565第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介电子地图电子地图资源专业2022-5-566第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介电信资源管理信息系统电信资源管理信息系统资源专业2022-5-567第三节第三节 地理信息系

44、统的功能简介地理信息系统的功能简介属性查询属性查询查询查询专题图专题图作战指作战指挥挥地图切地图切换换公安警用信息系统公安警用信息系统资源专业2022-5-568第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介铁路地理信息系统铁路地理信息系统资源专业2022-5-569第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介昌平旅游专家咨询系统昌平旅游专家咨询系统资源专业主界面主界面2022-5-570第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介城市供水管网城市供水管网GISGIS系统系统统计统计爆管分析爆管分析缓冲区分析缓冲区分析资源专业主界面主界面2022-5-5

45、71水利信息系统水利信息系统第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介工程基础资料查询工程基础资料查询实时水情雨情与实时水情雨情与水库实时水位、库容关系水库实时水位、库容关系洪水水位与市区淹没情况模拟图洪水水位与市区淹没情况模拟图资源专业2022-5-572第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-573北京市北京市SASSAS疫情控制与预警系统疫情控制与预警系统第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-574第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介医疗机构信息查询系统医疗机构信息查询

46、系统资源专业2022-5-575商业应用商业应用第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介资源专业2022-5-576第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介 风 蚀区 区 蚀水北京及周边地区土壤侵蚀状况北京及周边地区土壤侵蚀状况地学研究地学研究资源专业2022-5-577第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介 我国在三峡地区的我国在三峡地区的研究中通过利用研究中通过利用GIS和和机助制图的方法，建立机助制图的方法，建立环境监测系统，为三峡环境监测系统，为三峡工程的宏观决策提供了工程的宏观决策提供了建库前后环境变化的数建库前后环境变化的数量

47、，速度和演变趋势等量，速度和演变趋势等可靠数据。可靠数据。宏观决策宏观决策资源专业2022-5-578第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介交通调度交通调度资源专业2022-5-579第三节第三节 地理信息系统的功能简介地理信息系统的功能简介作战指挥作战指挥资源专业2022-5-580三、三、GIS 应用环境应用环境 单机应用：GIS数据处理，专业GIS分析，地图设计出版 网络应用：如Google Earth, Google Map 等 WebGIS；电力，电信等企业级GIS业务系统 移动应用：GPS卫星导航、个人位置服务、车辆跟踪及监控资源专业2022-5-581第四节第

48、四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况机助制图机助制图CGISSYMAP开拓起步开拓起步人机图形交互人机图形交互DIME编码编码资源环境应用资源环境应用巩固发展巩固发展PC Arc/InfoNCGIA成立成立GIS软件商品化软件商品化茁壮发展茁壮发展WebGISGIS互操作互操作虚拟虚拟GIS应用普及应用普及网络网络GIS移动移动GIS社会服务社会服务地理信息系统地理信息系统地理信息科学地理信息科学地理信息服务地理信息服务GIServiceGISciceceGISystem60年代年代70年代年代80年代年代90年代年代21世纪世纪资源专业一、国一、国际际GISGIS发展概况发展概

49、况（一）起步阶段（一）起步阶段(60年代年代)， GIS思想和技术方法的探索时期思想和技术方法的探索时期，注重空间数据的地学处理。，注重空间数据的地学处理。2022-5-582第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况 1963年，加拿大测量学家年，加拿大测量学家Roger Tomlinson首先提出首先提出GIS这一术语，这一术语，建立加拿大地理信息系统（建立加拿大地理信息系统（CGIS）Roger Tomlinsonthe Father of GIS资源专业2022-5-583第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况国际国际GIS 60GIS 60年代大事

50、记年代大事记资源专业 纷纷成立的有关纷纷成立的有关GIS的组织和机构：的组织和机构： 1967，成立美国城市和区域信息系统协会（，成立美国城市和区域信息系统协会（URISA） 1968，国际地理联合会（，国际地理联合会（IGU）成立了地理数据采集与处理委员会（）成立了地理数据采集与处理委员会（CGDSP） 1969，成立美国信息系统全国协会（，成立美国信息系统全国协会（NASIS） 这些组织相继举行了一系列这些组织相继举行了一系列GIS的国际研讨会，对的国际研讨会，对GIS技术的发展和技术的发展和传播起到了重要的指导作用传播起到了重要的指导作用2022-5-584第四节第四节 地理信息系统的发

51、展概况地理信息系统的发展概况资源专业（二）发展阶段（二）发展阶段(70年代年代)，注重空间地理信息的管理，受，注重空间地理信息的管理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。2022-5-585第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况国际国际GIS 70GIS 70年代大事记年代大事记资源专业(三）推广应用阶段三）推广应用阶段(80年代年代)， GIS在理论、方法和技术上取在理论、方法和技术上取得突破并趋向成熟，注重空间决策支持分析。得突破并趋向成熟，注重空间决策支持分析。 2022-5-586第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息

52、系统的发展概况国际国际GIS 80GIS 80年代大事记年代大事记资源专业2022-5-587控件式控件式GIS成为成为GISTools的发展方向的发展方向;WebGIS蓬勃发展蓬勃发展;三维三维GIS崭露头角。崭露头角。 （五）全面普及阶段五）全面普及阶段(21世纪世纪)网络网络GIS移动移动GIS第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况国际国际GIS 90GIS 90年代大事记年代大事记（四）用户时代（四）用户时代(90年代年代)，注重，注重GIS社会应用与服务，社会应用与服务， GIS技术迅猛发展技术迅猛发展资源专业2022-5-588二、我国二、我国GIS发展概况发展

53、概况（一）准备阶段（一）准备阶段(70年代年代)70年代初，我国开始探讨计算机在测量、地图制图和遥感领年代初，我国开始探讨计算机在测量、地图制图和遥感领域的应用，进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个域的应用，进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个别实验研究，别实验研究，1977年诞生我国第一张全要素数字地图。年诞生我国第一张全要素数字地图。第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况资源专业2022-5-589（二）试验阶段（二）试验阶段(19811985年年)80年代，地理信息系统这一新技术在我国正式进入全面试验阶段年代，地理信息系统这一新技术在我国正式进

54、入全面试验阶段，对，对GIS进行理论探索和区域性实验研究，在进行理论探索和区域性实验研究，在GIS理论探索、规范探讨理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养、典型试验和专题试验、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养、典型试验和专题试验等方面都取得了实质性的进展。在典型试验中主要研究建立数据规范等方面都取得了实质性的进展。在典型试验中主要研究建立数据规范和标准、空间数据库建立、数据处理和分析算法以及系统分析软件和和标准、空间数据库建立、数据处理和分析算法以及系统分析软件和应用软件的开发等。在专题试验和应用方面，探索地理信息系统的设应用软件的开发等。在专题试验和应用方面，探索地理信息系统的设计与应用，包括人口、资源、环境与经济等广泛专题的试验和应用。计与应用，包括人口、资源、环境与经济等广泛专题的试验和应用。此外，国际此外，国际GIS学术会议多次在我国举行，有关高校开设了地理信息学术会议多次在我国举行，有关高校开设了地理信息系统课程，这一切均为系统课程，这一切均为GIS的进一步发展和实际应用打下了基础。的进一步发展和实际应用打下了基础。第四节第四节 地理信息系统的发展概况地理信息系统的发展概况资源专业2022-5-590（三）发展阶段（三）发展阶段(19861995年年)GIS研究作为政府