2023学年完整公开课版认识GIS

地理信息系统项目1认识地理信息系统通过相关知识的学习，使学生熟悉地理信息系统的基本概念，明白GIS是什么，它能做什么，初步了解GIS数据生产的工作内容和工作流程，了解当前几种主流的GIS软件，以及GIS的发展历程和动态。通过本项目的实施，为学生从事GIS数据采集员、数据处理员岗位工作打下基础。【项目概述】项目1认识地理信息系统知识目标：1.掌握信息、数据、GIS的基本概念2.掌握GIS的特点，理解GIS与MIS、CAD\CAM的区别与联系。3.掌握地理信息系统的组成和功能，理解GIS的相关学科与技术。【教学目标】项目1认识地理信息系统技能目标：1.能认识GIS系统组成2.能进行GIS软件的基本操作3.能正确进行文件管理【教学目标】项目1认识地理信息系统任务1认识地理信息系统任务2职业岗位分析项目1认识地理信息系统项目1认识地理信息系统【任务描述】以地理信息系统软件MapGIS为平台，通过相关理论知识的学习，明确地理信息系统的基本概念、基本组成和功能应用。任务1认识地理信息系统任务1认识地理信息系统【相关知识】处理、分析空间分析算法现实世界获取水系信息地形信息道路信息植被信息等+++

空间数据库存储如何为一公园选择合理位置？依山傍水；交通方便；较安静…要求方案2条件2方案1条件1引入：请问测绘行业的3S技术？

任务1认识地理信息系统1.1信息与数据（1）信息定义：信息是现实世界在人们头脑中的反映。

信息的特性：

A、客观性：

B、适用性：

C、传输性：

D、共享性：1GIS的基本概念任务1认识地理信息系统（2）数据指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号。（3）两者关系数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。信息与数据是不可分离的。任务1认识地理信息系统图：信息与数据任务1认识地理信息系统1.2地理信息定义：是指与地理空间分布有关的信息，它是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动特征的表征和一切有用的知识。它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。特点：A、地域性；B、多维结构；C、时序特征；任务1认识地理信息系统1.3地理数据地理数据：是各种地理特征和现象间关系的数字化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。人类认识的巨大飞跃任务1认识地理信息系统地理实体地理数据地理信息现实世界计算机世界信息世界1.4信息系统(InformationSystem,IS)（1）定义：加工和处理信息的系统。任务1认识地理信息系统（2）四大组成：以计算机为工具的信息系统。计算机硬件、软件、数据和用户（3）四大功能：采集、管理、分析和表达。1.5地理信息系统

(GeographicInformationSystem,GIS)（1）定义：A、GIS将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。任务1认识地理信息系统任务1认识地理信息系统B、为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。---美国国家地理信息与分析中心C、GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。--英国教育部D、

定义：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。任务1认识地理信息系统任务1认识地理信息系统（2）理解aGIS是计算机系统，具有系统的基本功能，数据采集、管理、分析和表达。bGIS的处理对象是有关的地理分布数据，也就是地理空间数据。c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。dGIS的技术优势在于：数据综合、模拟与分析评价能力，实现地理空间过程演化的模拟和预测。D.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。（3）地理信息系统的特点A.公共的地理定位基础；B.具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力;C.极强的空间综合分析和动态预测能力；任务1认识地理信息系统GIS与其它IS之间的关系和区别GIS空间数据和属性数据的联合体任务1认识地理信息系统思考：GIS的产生、发展？2.1国际状况（1）60年代，探索时期，人们关注什么是GIS，GIS能干什么。（2）70年代，巩固时期，研究的重点是空间数据处理的算法,数据结构和数据库管理。（3）80年代，实破阶段，把GIS与RS结合来解决全球性问题。（4）90年代，全面应用，产业化阶段。2GIS的发展任务1认识地理信息系统我国GIS起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段：1、70年代，准备阶段2、80年代，试验起步阶段3、90年代，我国GIS发展阶段4、96年以来，是我国GIS产业化阶段。2.2我国GIS发展任务1认识地理信息系统组件式GIS(ComGIS)系统GIS系统、多媒体数据与GPS和RS的集成OpenGIS系统。3Dand4DGIS系统任务1认识地理信息系统WebGIS

系统GIS与专家系统、神经网络的结合数字地球空间数据仓库(SpatialDataWarehouse)虚拟GIS2.3GIS的发展趋势从计算机的角度看，GIS是由软件、硬件、数据和用户组成。

数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础）硬件（各种设备-物质基础）软件（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统）用户（GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户）导入新课：分组讨论GIS的组成？3GIS的组成用户软件硬件地理空间数据任务1认识地理信息系统3.1硬件配置

数字化、解析测图仪、扫描仪遥感处理设备等计算机、硬盘、光盘等存储设备存贮处理打印机、绘图仪、显示终端等输出服务器、网络适配器、传输介质、调制解调器等网络设备。网络随着网络普及，信息共享成为时代要求，GIS要有网络功能输入功能硬件配置任务1认识地理信息系统3.2软件配置GIS应用软件在GIS软件层次的外层，外层以内层软件为基础，共同完成用户指定的任务。(1)GIS软件层次GIS应用软件GIS硬件操作系统GIS专业平台软件GIS用户界面GIS数据库任务1认识地理信息系统操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件系统软件GIS(1)GIS软件层次任务1认识地理信息系统（2）GIS基础软件主要功能模块图形及属性编辑空间数据输入与转换空间数据管理系统空间查询与空间分析制图与输出任务1认识地理信息系统3.3地理空间数据栅格结构矢量结构定位拓扑关系属性任务1认识地理信息系统3.4系统开发、管理和使用人员

GIS咨询管理信息管理数据整理任务1认识地理信息系统GIS能作什么？4GIS功能缓冲区分析叠加分析空间查询网络分析地形分析。。。数据采集与输入数据编辑与更新数据存储与管理空间查询与分析数据显示与输出返回任务1认识地理信息系统数据采集与输入现实世界文字报告、遥感图象等数字化仪扫描仪解析测图仪键盘等编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等空间数据库返回任务1认识地理信息系统空间查询空间数据库哈尔滨在哪？空间查询属性查询78路公交经过哪些站？返回任务1认识地理信息系统叠加分析空间数据库

为某工厂选址，首先找出地价<1万元m;且地形起伏较小的区域?地价<1万元m坡度小于3度的地形信息空间检索满足两条件的区域+返回任务1认识地理信息系统缓冲区分析空间数据库道路的噪音影响范围?街道中心线空间检索城市环境评价返回任务1认识地理信息系统空间数据库哪条路最近,如何乘车?道路信息空间检索网络分析返回任务1认识地理信息系统地形分析空间数据库航道淤积,挖槽方案比较?地形信息空间检索返回任务1认识地理信息系统数据显示与输出空间数据库各种需求?各种信息空间检索返回任务1认识地理信息系统5.1GIS与数据库管理系统（DBMS）的关系GIS有别于DBMS（数据库管理系统），不是简单的数据管理，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统任务1认识地理信息系统例如：电话查号台114可看作一个事务数据库系统，它只能回答用户所查询的电话号码，而一个用于通讯GIS除了可查询电话号码外，还可提供所有电话用户的地理分布、电话空间分布密度、公共电话的位置与分布、新装用户距离最近的电信局等信息。5.2GIS与地理学及地学数据处理系统地理学为GIS提供了有关空间分析的基本观点与方法，是地理信息系统的基础理论。

GIS的发展也为地理问题的解决提供了新的技术手段、实现方法和途径，并使地理学研究的数学传统得到充分发挥。5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统5GIS与相关学科和技术的关系5.2GIS与地理学及地学数据处理系统任务1认识地理信息系统地学数据处理系统是以地学数据的收集、存贮、加工、集成、再生成等数据处理为目标，为地理信息系统提供符合一定标准和格式数据的信息系统。⑴作为GIS的外部数据处理，为GIS准备数据，如遥感校正。⑵作为GIS内部数据处理，已成为GIS空间分析的有机组成部分。5.3GIS与

CAD的区别5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统GIS与CAD系统的共同特点：(1)都有坐标系统(2)都能描述和处理图形数据及其空间关系(3)都能处理非图形属性数据。主要区别是：（1）CAD处理的多为规则的几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱。更缺乏分析和判断能力。（2）GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库。（3）CAD一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理的能力比GIS要弱。任务1认识地理信息系统5.4GIS与地图学及机助制图的区别和联系

5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统GIS脱胎于地图，并成为地图信息的一种新载体形式。地图是GIS重要数据来源之一。地图学理论与方法对GIS有重要的影响。地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息分析。

5.4GIS与地图学及机助制图的区别和联系

5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。GIS和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。

比较项目GISMIS数据类型有空间分布特性,由点、线、面及相互关系构成主要为属性数据和统计分析数据数据源图形图像及地理特征属性表格、统计数据、报表输出结果图形图像产品、统计报表、文字报告、表格表格、报表、报告硬件配置外设：数字化仪、扫描仪、绘图仪、打印机、磁带机

主机：要求高档微机或工作站打印机、键盘、一般微机软件要求高，价格昂贵如：ARC/INFO微机版约3.0万,工作站约5-10万要求低、便宜，标准规格统一，如ORACAL、FOXBASE等处理内容系统分析、检索、资源开发利用\区域规划，地区综合治理，环境监测，灾害预测预报查询、检索、系统分析、办公管理如OS工作方式人机对话，交互作用程度高人为干预少两者均以计算机为核心，数据量大而复杂5.5GIS与管理信息系统（MIS）的关系任务1认识地理信息系统5.6GIS与图像处理系统的区别和联系

5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统图像处理系统用来搜集、存储、处理和显示网格数据，能及时地提供准确、综合和大范围动态监测的各种资源与环境数据。它与GIS有以下不同：（1）图像处理系统是网格数据，所有信息以象元集合形式存储，每个象元代表某一空间坐标上的信息，象元间的位置关系则隐含在行列数中；而GIS一般采用矢量数据格式，以点、线、多边形的集合来表示数据；任务1认识地理信息系统（2）图像处理系统的主要功能是图像分析，具有复杂的图像分类、图像增强、模式识别、几何纠正等功能，而空间分析功能小；而GIS功能主要是空间查询与空间分析；

（3）图像处理系统不具备数据库管理功能，不能对属性数据进行处理，导致GIS与图像处理系统之间进行数据传输时，图形信息传输较顺利，属性信息传输异常困难，甚至不可能。5.6GIS与图像处理系统的区别和联系

5GIS与相关学科和技术的关系5.6GIS与图像处理系统的区别和联系

5GIS与相关学科和技术的关系任务1认识地理信息系统

（4）图像处理系统的应用目标是提供明确的地图、数字等成品；GIS制图功能与地图数据库功能已成为次要的功能，空间分析管理和决策是其最重要的目标。5GIS与相关学科和技术的关系6.1根据GIS的功能：分为工具型和应用型。

应用型GIS是在工具型GIS的支持下建立起来的。6.2根据GIS研究对象的性质和内容，可以把

应用型GIS分为：专题GIS和综合GIS。6.3根据GIS的数据结构：把GIS分为矢量型GIS、栅格型GIS和混合型GIS。返回6GIS的类型任务1认识地理信息系统应用型GIS：电信资源管理任务1认识地理信息系统城市土地利用信息系统任务1认识地理信息系统铁路地理信息系统任务1认识地理信息系统公安警用地理信息系统属性查询查询专题图作战指挥地图切换任务1认识地理信息系统医疗机构信息查询返回任务1认识地理信息系统GIS主要应用领域资源管理区域和城乡规划灾害监测环境评估作战指挥交通运输宏观决策商业金融、通讯邮电、日常生活等各领域返回7GIS的应用任务1认识地理信息系统资源管理

资源清查是GIS的最基本的职能包括:1）土地资源的清查、管理；

2）森林资源的清查、管理；

3）矿产资源的清查、管理；

4）土地利用规划；

5）野生动物的保护

……返回任务1认识地理信息系统区域和城乡规划GIS在区域和城乡规划中的应用包括：

1）城镇总体规划；

2）公共设施配置；

3）道路交通规划；

4）城市环境动态监测；

5）城市环境选质量评价；

6）城市建设用地适宜性评价；……返回任务1认识地理信息系统灾害监测返回GIS方法和多时相的遥感数据，用于:森林火灾的预测预报;洪水灾情监测和淹没损失估算;确定泄洪区内人员撤退、财产转移和救灾物资供应的最佳路线;为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。任务1认识地理信息系统环境评估返回任务1认识地理信息系统返回作战指挥任务1认识地理信息系统交通运输返回任务1认识地理信息系统宏观决策返回

GIS利用地理数据库，通过一系列决策模型的构建和比较分析，可为国家宏观决策提供依据。任务1认识地理信息系统GIS计算机科学数据库理论软件工程计算机图形学图象处理人工智能网络计算数学几何学拓扑学统计分析地理学、测绘学、地学地图学RS、GPS其他应用科学导入：分组讨论GIS与相关学科的关系

8GIS与相关学科的关系任务1认识地理信息系统数学运算研究统计学地理统计学认知科学计算机科学测量遥感摄影测量学制图学可视化符号学信息存储数据库模式识别计算几何计算机图形学人工智能旅游业航运市场资产管理产业/商业矿产开发设施维护公共信息查询公共管理考古学人文地理学社会