1gis基本原理与应用概况

1、建筑与规划数字技术（2）GIS处理的对象：地理信息Data Information地理信息系统Geographic Information System GIS地理信息：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有分析与显示地理信息的功能。、空间分位置特征： 80%以上与空间位置有关的信息重庆大学规学院具有结构的特征时序特征十分明显类型多样GIS处理的数据空间数据（图）：空间位置、几何特性属性数据（文）：文字属性、表格、其他非几何数据（声音、动画、影像等等）2 22 22 22 2 2 2 2 2 2 2 2 22 12 111221 12 2112222

2、2111233222 2 1 1 1 22222222 222322 2 2 2 2 2 222 3 2 2 2 2 222 2 理解GIS1.1GIS？地理信息系统（GIS）GIS将图形数据与属性有机联系起来管理。 GIS重视对拓扑结构的管理，重视拓扑关系的自动生成 ，强调与空间相关的查询统计，强调空间分析，强调三维模型分析。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。在计算机硬、系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关空间分布的数据进行、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS1测量学摄

3、影测量遥感地理学计算机科学信息科学资源管理地理学地图制图学数据库理论计算机助设计工程人工智能城市规划第一章 绪论地理信息系统的产生与发展GIS的基本功能分析分析1854年8-9月英国伦敦霍乱流行琼博士“井”水显示查询输出数据分析查询分析空间对象的分布模式问题例：公共设施的服务范围空间对象随时间的变化解决问题方案，寻求最佳的方案2通过空间对象查询属性通过属性条件查询空间对象数 100万人相邻叠加网络Well typeDrilled Building owner Smith Soil type SandyWhich parcels are within 50 feet of the road?矢量

4、格式实体的表示是不连续X,Y X,Y X,Y栅格格式X,Y使用方格来模拟实体RowsX,YColumns显示输出维输出GIS与其他系统的区别GIS有别于MIS（管理信息系统）GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。GIS有别于CADGIS和CAD共同点是二者都有坐标参考系统。CAD图形功能编辑较强，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力；GIS处理非图形数据、描述、空间运

5、算、分析图形单元间拓扑关系等功能明显强于CAD。输出GIS与CAD输出3GIS与CAD共同点GIS与CAD 不同点都有空间坐标系统；研究对象为人造对 象规则几何图形及组合；图形功能强，属性库功能相处理的数据大多来自于现实世界，较之人造对象更复杂，数据量更大；的方都能将目标和参考系联系起来；都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和空间数据对较弱；空间分析功能较弱；中的拓扑关系较为简单；式多样化；GIS的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属互使用频繁；一般采用几何坐标系。GIS可采用地理坐标系，也可以采用几何坐标系。维输出三纸图ernet影像GIS文档Data三图表地图电子地图

6、文本可查询的三维电子地图关于“空间”重点参考书城市规划的“空间”对空间的认识是从建筑、街道等小尺度空间到区域大尺度空间地涉及人造物，而对自然规律认识GIS的“间”从宇宙、地球等巨型空间到区域空间再到局部小空间所涉及的空间事物大多数为地理自然事物，认识自然规律要求用系统和整体角度出发，在用科学的量化分析方法地理信息系统的城市规划对GIS的需求定性定量经验理性认识客观分析有限的单要素识别综合判断GIS能完成的城市规划分析现状信息快速提取（）遥感判图与信息识别（）城市空间动态分布及其动态变化（）地形分析（）适宜性分析和敏感性分析（）流域与水文分析（）景观可视域分析（）最优路径分析（）社会经济要素空间

7、分布探索（）19世纪以来普遍应用的地图和专题图就是一种模拟式的地理信息系统。上世纪50年代，随着电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用以及 部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这才导致了现代意义上的地理信息系统的问世。地理信息系统的出现主要参考书1 汤国安，2006ArcGIS地理信息系统空间实验，科学，1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探索领域：土地资源分析和成果表达 (Terry Coppock, CGIS，

8、R. Tomlinson )交通问题研究 (Duane Marble)计算机地图制图 (David Bickmore & Ray Boyle)景观规划、设计 (McHarg)2城市规划GIS技术应用指南，中国建筑工业，20123，2007地理信息系统实习，：科学，4 M Zeiler Ming Our World；，等译 为的世界建模，人民邮电，20045 Maribeth Price Mastering ArcGIS (Fourth Edition), The McGraw-Hill Companies, 2009李玉龙，闫，等译 ArcGIS地理信息系统子工业，2009(第四版) 电6 M

9、ichael J de Smith, Michael F Goodchild, Paul A LongleyGeospatial ysis：A Comprehensive Guide to Principle, Techniques and Software s (Second Edition), The Winchelsea Press, 2007，冷海龙，等译 地理空间分析原理、技术与应用（第二版），电子工业，2009统计 (遥感信息的利用奥地利地籍管理普查DIME)4空1.4 GIS的组成与结构1.5 GIS的应用分析城乡和区域的自然环境和人文地理要素的空间分布、空间结构、空间联系 和空

10、间过程的演变规律，为规划和决策提供依据。城乡规划资源与管理监测环境保护国防宏观决策支持计算机系统资源与管理用户界面GISGIS应用GIS基本功能标准（图形、数据库等）系统库（编程语言、数学库等）基础GIS系统操作系统（系统调用、设备运行、网络等）GIS在规划领域中的应用前景规划前期数据综合对现状的定量化判读GIS对现状的定量化分析GIS结合定量模型对用地、等信息的时空图景地理空间数据空间数据GIS定量化分析结果推导方案GIS对方案的比较属性数据GIS对方案实施效果的分析利用网络GIS促进城市规划中的大众参与2015/12/2 305系系统空间统数据硬软用户件 件ArcGIS 基本框架GIS在景

11、观园林设计中作用单项分析地形分析与可视化（高程、坡度、坡向、日照、视线）地形统计与土方计算（填挖方）园路选线分析（可以快速为观景亭台选择在水体一定距离内、主路一定距离之外且坡度小于20% , 具有一定面积的地块）水文分析（知地表水流的方向、位置、径流量以及低洼场地）基于简单距离的设施和场地布局（buffer：如管线与建筑树木的水平间距, 生态敏感区、水源保护区等要有一定的控制缓冲区, 雨水口的集水面积, 卫生填埋点与地表水的距离, 供水点、消防管线和消防栓的有效服务距离, 音响/ 噪声、照明的间距等）综合分析图层叠加分析(Overlay)（1970 年麦克）（不）适宜用地成本距离分析(Cost

12、- Distance) 成本最低的道路选线网络分析（network）时间最短的游憩线路、距离最短的游憩线路、成本最小的游憩线路1.6 GISArcView简介提供了制图和GIS功能ArcGIS (ESRI系列产品)MapInfo保持了桌面ArcViewGIS的功能增强ArcCatalog浏览和管理数据动态的投影转换VBA开发（ ArcViewGIS ：Avenue）增强的编辑工具支持静态注记GeoMedia （IDRISIAutodesk Mapergraph系列产品）MapGIS （SuperMap （大学）轻型化的ArcToolBox提供工具20多个工具数据转换和管理GeoStar （中国

13、地质大学）CityStar （）（ArcGIS）ArcEditor包含了ArcView的所有功能增加了对空间数据库和coverage数据编辑能力多用户编辑、版本管理定制数据类型与要素连接的注记轻型化的ArcToolBox提供工具20多个工具数据转换和管理环境系统（Environmental Systems Research Institute,ESRI），成立于1969年，1982年推出世界第一套商业地理信息系统PC版的Arc/Info1 0。1992年，ESRI推出了ArcView，它使人们用更少的投资就可以获得一套简单易用的桌面制图工具。1999年的12月，发布了Arc/Info 8，同时

14、也推出了ArcIMS，这是当时第一个只要运用简单的浏览器界面，就可以将本地数据和 ernet网上的数据结合起来的GIS。2004年4月，ESRI推出了新一代9版本ArcGIS的GIS系统，提供了一套完整的产品。 2008年6月，ESRI推出了的9 3版本ArcGIS多的功能模块，给用户提供更完善的解决方案。，为构建完善，增加了更2010年8月，ESRI推出了版本10 0版本ArcGIS，增强了数据编辑便捷性，三维显示和编辑功能 （含中文版）2012年， ArcGIS10 1（含中文版）2013年， ArcGIS10 2（含中文版）6ArcInfo EditorArcView+Coverage

15、及Geodatabase编辑ArcView数据制图客户化空间查询简单特征编辑客ArcInfo ArcInfo Editor ArcViewArcExplorerViewers户端服务ArcIMS服务器ArcSDE 服务文件数据库ArcInfoWorks ion ArcInfo和Desktop ArcInfoWorks ion ArcInfo在UNIX和NT上；Desktop ArcInfo运行 在Windows NT上包括ArcView和ArcEditor的功能高级的空间处理能力全部的ArcToolBox功能（150个工具集）完全的GIS数据建立、更新、查询、制图和分析ArcGIS桌面: Ar

16、cToolboxArcGIS桌面: ArcCatalogArcGIS桌面: ArcSceneArcGIS桌面: ArcMap基于ArcGIS的三维建模Cityengine 7GIS的桌面化操作编辑制图查询统计生成三维显 示、查询鸟瞰飞行浏览数据图形的/文本的管理数据GeoDB结构定义及编辑元数据设置和查看ArcInfo ProfesalArcInfo Editor+高级空间处理数据转换Works ionARC命令图形用户界面ToolsWizardsImport/Export GeoDatabaseArcGIS桌面: ArcGlobeArcGIS所支持的文件sh文件：shp文件:几何位置属性shx文件：几何位置属性的索引dbf文件：是dBa