地理信息系统原理讲义课件

1、中国地质大学江城学院地理信息系统原理中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院地理信息系统原理中国地质大学江城学院GIS 原理与方法1 绪论 2 空间数据结构 3 地理信息系统的地理数学基础 4 地理信息系统的数据输入 5 地理信息系统的数据处理 6 空间数据管理 8 空间分析 9 数字高程模型12 GIS输出与数字地图13 地理信息系统工程14 地理信息系统的发展趋势 中国地质大学江城学院GIS 原理与方法1 绪论 中国地质大学江城学院14 地理信息系统的发展趋势栅格数据结构、矢量数据结构传统的GIS系统空间分析面向对象的数据模型和多库一体化大型关系数据库为后台的数据管理数据挖掘和知识发现、数

2、据融合 75%Data Conversion: 10-15%Attribute TaggingSpatial 5% AnalysisData ConversionSpatial AnalysisAttribute TaggingGIS的总体发展中国地质大学江城学院14 地理信息系统的发展趋势栅格数据结构、矢量数据结构面向对14 地理信息系统的发展趋势14.1 互操作GIS14.2 GIS的集成化14.3 GIS的大众化和信息服务14.4 嵌入式GIS14.5 网格GIS中国地质大学江城学院14 地理信息系统的发展趋势14.1 互操作GIS中国地质大14.互操作GIS1. GIS互操作的概念 G

3、IS互操作是具有不同数据结构和数据格式的GIS系统的集成。以互操作标准开发的不同GIS应用系统之间能动态地进行相互间的功能调用，数据集之间可以透明地访问，从而允许用户通过网络实时获取不同系统中的地理信息，避免了冗余数据存储，这是实现地理空间数据共享的一次深刻的技术革命。中国地质大学江城学院14.互操作GIS1. GIS互操作的概念 中国地质大学江2.开放式地理信息系统（OGIS）及其特点 （1） 互操作性 OGIS提供地理数据和地理操作的标准接口，这些接口支持孤立系统和网络，以完成应用程序之间的地理数据访问和交换；分布式的客户/ 服务器结构的地理操作和分布式对等实体的地理操作。（2）支持信息团

4、体性 具有不同的应用背景的用户可以方便地交换地理数据而不会造成语义的误解和损失。（3）普适性 通过OGIS定义的标准接口和协议，所有的应用程序，无论是属于哪个专业领域，都可以方便地处理地理数据。（4）兼容性 由于OGIS并不定义地理数据的存储格式和处理方法，因此基于OGIS的应用程序将能够与旧有的地理数据保持兼容。（5）可移植性 OGIS独立于软件、硬件及网络环境，因此，它不需修改便可在不同的计算机上运行。（6）可扩展性 硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面，可以随着新的地理数据类型和处理方法的发展而发展，它具有容纳新的地理数据处理技术和新的分

5、布计算平台技术的能力。（7）可伸缩性 基于OGIS的应用程序通常由相对独立的软件组件构成，这些组件可以为各种计算环境重新配置，而不必考虑数据量的大小。中国地质大学江城学院2.开放式地理信息系统（OGIS）及其特点 中国地质大学江城3. OGIS的组成部分 OGIS软件框架主要由3部分组成：统一的开放式地理数据模型；统一的地理操作服务模型和实现团体间的地理数据和操作资源共享的信息团体模型。中国地质大学江城学院3. OGIS的组成部分 中国地质大学江城学院4. OGIS的实现技术面向对象技术和分布计算技术开放式数据库互连（ODBC）分布式对象技术中国地质大学江城学院4. OGIS的实现技术中国地质

6、大学江城学院14. GIS的集成化14.2.1 GPS、RS与GIS的集成 14.2.2 GIS多源空间数据集成 14.2.3 GIS与应用模型集成14.2.4 GIS与专家系统的集成 14.2.5 GIS应用平台集成 14.2.6 GIS与多媒体技术集成中国地质大学江城学院14. GIS的集成化14.2.1 GPS、RS与GIS的14.2.1 GPS、RS与GIS的集成虽然GIS在其理论和应用技术上有了很大的发展，但单靠传统GIS的使用却不能满足目前社会对信息快速、准确更新的要求。而与GIS独立、平行发展的全球定位系统（GPS）和遥感（RS）为GIS适应社会发展的需求提供了可能性。 中国地质

7、大学江城学院14.2.1 GPS、RS与GIS的集成虽然GIS在其理论和GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器；RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段， 三者的结合简称3S集成。RSGPSGIS几何配准、辅助分类等提供或更新区域信息提供或更新空间定位定点查询专题信息几何校正、训练区选择及分类验证等提供定位遥感信息查询中国地质大学江城学院GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；RSGPSGIS各种卫星定位系统比较定位系统卫星数量在轨数量定位精度研制国家北斗一号：3二号：3030（今明年10颗）10m1m中国Galileo 3021m欧盟GLO

8、NASS241710-15m俄罗斯GPS24245m美国中国地质大学江城学院各种卫星定位系统比较定位系统卫星数量在轨数量定位精度研制国家中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院导航中国地质大学江城学院导航中国地质大学江城学院娱乐功能中国地质大学江城学院娱乐功能中国地质大学江城学院3S集成移动测量（制图）系统中国地质大学江城学院3S集成移动测量（制图）系统中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院路面检测与测量系统（RTM）中国地质大学江城学院路面检测与测量系统（RTM）中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院车载测量系统应用领域车辆导航公路及铁路等道路网的

9、测绘建筑物的测绘交通事故现场勘查与测量流动交通监测车和移动作战环境监测智能化交通中国地质大学江城学院车载测量系统应用领域车辆导航中国地质大学江城学院14.2.2 GIS多源空间数据集成 1多源数据的特点 （1）多语义性 （2）多时间尺度 （3）多分辨率 （4）多比例尺 （5）多数据格式（6）多空间维数（7）多精度水平（8）多参考系统（9）多表达形式 中国地质大学江城学院14.2.2 GIS多源空间数据集成 1多源数据的特点 中2多源数据的集成模式 （1）数据格式转换模式 （2）数据互操作模式 （3）直接数据访问模式 中国地质大学江城学院2多源数据的集成模式 中国地质大学江城学院14.2.3 G

10、IS与应用模型集成GIS与应用模型的集成，既可以发挥GIS空间操作方面的优势，又可以提高GIS应用系统的分析功能，弥补GIS在专业应用领域的分析功能的不足。 现有的几种集成方法如下：（1）源代码集成方式（2）函数库集成模式 （3）可执行程序集成方式（4）DDE和OLE集成（5）基于组件的集成方式（6）搭建式（插件式）的集成方式中国地质大学江城学院14.2.3 GIS与应用模型集成GIS与应用模型的集成，既14.2.4 GIS与专家系统的集成GIS与专家系统的结合是建立智能化空间决策支持系统（Spatial Decision Support Systems，SDSS）的重要途径。它为决策者提供分

11、析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。中国地质大学江城学院14.2.4 GIS与专家系统的集成GIS与专家系统的结合是14.2.5 GIS应用平台集成企业GIS需要和办公自动化系统、材料管理系统、工程档案管理系统等进行紧密集成。企业应用GIS和其他系统进行集成，从而形成以GIS为核心的Intranet企业级地理信息系统集成平台。通过GIS系统，也使管理部门一些相对封闭的数据真正走向开放，从而节约了企业的投资，推动了行业的信息化建设进程（闾国年，2003）。中国地质大学江城学院14.2.5 GIS应用平台集成企业GIS需要和办公自动

12、化系14.2.6 GIS与多媒体技术集成多媒体地理信息系统（MGIS）将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技术融为一体，为GIS应用开拓了新的领域和广阔前景。它不仅能为社会经济、文化教育、旅游、商业、决策管理和规划等提供生动、直观、高效的信息服务，而且将使电脑技术真正走进人类社会生活。多媒体技术在GIS领域的深入应用，乃至出现具有良好集成能力的MGIS是技术发展的必然。 中国地质大学江城学院14.2.6 GIS与多媒体技术集成多媒体地理信息系统（MG14.3 GIS的大众化和信息服务人类所接触的信息中有80%以上都与空间相关，随着人类对空间信息需求的快速增加已经让越来越多的人认识并了解GI

13、S，GIS正在成为普通公众解决空间位置问题的有力工具，GIS走向大众已成为GIS发展的必然趋势。当前，GIS正逐步融入IT主流，已成为IT产业重要的组成部分。GIS正随着计算机和网络的普及为越来越多人的使用，如Google Earth的普及和位置信息服务都是GIS大众化的例证。中国地质大学江城学院14.3 GIS的大众化和信息服务人类所接触的信息中有80%数字地球1998年美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心做了题为“数字地球-认识21世纪我们这个星球”的讲话以后，数字地球一词开始风靡全球。汽车导航LBSMobile GIS中国地质大学江城学院数字地球中国地质大学江城学院数字公路中国地质大学江城

14、学院数字公路中国地质大学江城学院数字深圳中国地质大学江城学院数字深圳中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院LBS中国地质大学江城学院LBS中国地质大学江城学院中国联通推出“GPS one”手机定位已达到5-10米中国地质大学江城学院中国联通推出“GPS one”手机定位已达到5-10米中国地中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院14.4 嵌入式GIS嵌入式设备的优点是小巧灵活、便携性好。但受到其硬件的限制，传统的运行于PC机上的GIS软件的某些功能在嵌

15、入式环境下难以实现，如可视化，嵌入式设备的显示屏通常较小，传统GIS软件中图形和注记等的可视化方式可能就不适合于嵌入式设备。 嵌入式GIS可应用于国防、测绘、导航等领域。中国地质大学江城学院14.4 嵌入式GIS嵌入式设备的优点是小巧灵活、便携性好14.5 网格GIS网格地理信息系统(GridGIS)是指实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式GIS软件平台和技术体系（方金云，2003）。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等，通过高速互连网络连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格GIS。中国

16、地质大学江城学院14.5 网格GIS网格地理信息系统(GridGIS)是指实End！中国地质大学江城学院End！中国地质大学江城学院树立质量法制观念、提高全员质量意识。9月-229月-22Saturday, September 24, 2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。00:19:0100:19:0100:199/24/2022 12:19:01 AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。9月-2200:19:0100:19Sep-2224-Sep-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。00:19:0100:19:0100:19Saturday, September 24, 2022安全在于心细，事故出在麻痹。9月-229月-2200:19:0100:19:01September 24, 2022踏实肯干，努力奋斗。2022年9月24日12:19 上午9月-229月-22追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。24 九月 202212:19:01 上午00:19:019月-22严格把控质量关，让生产更加有保障。九月 2212:19 上午9月-2200:19September 24, 2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022/9/24 0:19:0100:19