城市信息系统第章

河南大学环境与规划学院主讲教师：王海鹰第一章绪论公众生产、生活的信息80%与地理空间位置有关城市地理信息城市地理信息城市地理信息研究范围划分城市地理信息的特征城市地理信息概述城市是一种超大型的、复杂的人文与自然的复合系统，是人口、资源、环境和社会经济要素高度密集的、以获得综合集聚效益为目的地理综合体。城市概念地理信息概念地理信息:地理信息是对表达地理现象的地理数据的解释，地理现象可以从不同侧面进行描述，形成不同类型的地理数据，通常分为几何数据、属性数据和时间数据，分别描述地理现象的空间位置、属性特征及时间特征三个侧面。几何数据：地理现象的空间位置、空间形态、空间关系等方面。属性数据：又称非空间数据，是描述地理现象专题性质的定性或定量数据。时间特征：地理数据采集或地理现象发生的时刻、时段，以及地理现象的动态变化。城市地理信息概念城市地理信息:城市地理空间分布有关的各种要素的图形信息、属性信息以及相互空间关系的总称，是有关城市地理实体的性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。城市地理信息研究范围划分城市地理信息以复杂的城市社会、经济、历史、文化等的空间表达为主要研究对象，因而需要引入更为宽广和更为深入的系统分析观点。城市信息范围分为宏观、中观、微观三个层次宏观层次城市看成是区域空间的一个点、增长中心或核心中观层次对应于城市市域、城市本身、城市中的区，将城市本身看成一个面；对应于城市市域、城市本身或城市中的一个区。微观左层次对应相于街洽区、炊规划杏小区偷，将短城市劝看成竹一种闸立体守空间地理旨信息游的普代遍特粒征空间疼分布特征知：离散咏分布的城垒市地行理信安息（勺离散疲性质趋：居战民点贼、商兼业网徐点等复）连续瘦分布的城誓市地讲理信油息（驴连续亦性质对：地走面高帆程、气床温、划雨量饥等）多维雁结构特征富：同一XY位置蔬上具帅有多盛个专崇题和装属性闲的信计息结礼构，翻如某续一点竖的高供程、做地耐工力、荡噪声尊、污乔染、鹅交通炒等多丙种信疾息。时序特征:动态变化滑特征这，及刻时更矩新采菠集数汗据，蜡预测社预报征。城市润地理暑信息群划分基础禾地理湖信息包括摊各种薪平面裹和高站程控特制点煮、建命筑物复、道资路、乓水系添、境械界、逼地形渣、植街被、透地名监及某童些属舅性信末息等测，用乡丰于表万示城脊市基朽本面晒貌并健作为主各种窄专题某信息好空间胁位置散的载帽体；专题择地理瓜信息各种行专题荣性城躬市地中理信龟息，斤包括旧城市钉规划您、土讲地利乌用、忌交通他、综锁合管他网、著房地纹产、誓地籍折、环缩慧境等返，用疲于表纤示城昌市某救一专稼业领桑域要机素的廉空间魂分布转及规印律。城市绢地理魂信息绘的基笛本特疫征数据孔量大空间丢特征要、时萍间特蚀征、竭容量敢很大求、不彼同时丘间版腰本。数据宅分布践不均激匀空间绸分布挣不均谦匀，后大都腰市复僚杂，览中小授城市物简单索。拓扑差关系钉复杂复杂订的空竟间关抵系，皇建筑虹物与忽街道妙的邻胞接关徒系、画公路旨城市彩穿越驳关系到等。多重捞属性分结构同一敞现象己有多吼方面特征：如城市恋属性宾包括踏面积滴、人而口、脂工业治产值等不同扇地理混现象孝占据葡同样位置，地理现象饰在空杜间位节置上询的重婆叠和堆部分听重叠邀。城市阵地理呜信息孩的基者本特挖征多尺沸度特油征同样浪的地烦理现除象，贯如采桶用不烫同尺毁度来胜研究蛛，研股究的荒结果赖往往甲也会掉不同。所衬以，序一定集要采白用合慢适的铜尺度惭来研寸究。空间集尺度攻：市域尺型度、咸城区迁尺度怕、街孤区尺度拼、甚份至到劣楼幢僻和门神牌号扩、等促。时钻间尺疑度：非不同介时期芬的城规市遥恒感影拨像、偷城市汇地形畜图，赌城市薯政区轰图。数据颜来源狮多样粉化地图树数字扯化、省实测启数据止、试秋验数程据、葛遥感茅与GP滨S数据促、统游计普盈查数刺据、扯理论冠推测保与估扮计数称据、肺历史眠纪录举数据匆等。烤多种橡数据钞需要坟预处欺理。表现熊形象坑性利用渠地图催进行宏城市郊空间渡信息虹可视省化，彼直观下反映缠城市叔地理乡丰信息丙。电塑子地槐图、蚊三维躁地图微等多铜种表笋现方孔式，赚丰富亩了城去市地激图的谷内容认。城市钞地理颂信息雨的认复知客观缴性与膛抽象壮性的富认知客观英存在区性是枯指地凶理信枯息是排地理眉客体料存在耻方式允、运易动状威态和醉属性悬的反箩映。抽象判性是徐指地异理信搭息已董经摆誓脱了遥地理蓄客体置本身催，是互地理渡客体叹的抽确象化走。时空窗统一运性的毯认知时空混特征空间洞特征著是区董别于姐其他确信息锦的标烘志随时络间变偶化，猴阶段祖性、妹周期隙性、粱顺序蜻性、螺不可取逆性挎。城市改地理弓信息奴的认孝知可存鞋储性与翅可传输艇性的老认知地理奏信息排的可呢存储旬性与也可传惑输性门是指作借助杯于一新定的激载体奋可以坏对地就理信惜息进架行记倦录并制借助艰一定肉动力妻进行奖传输闪的。可度遭量性恶与近夸似性艳的认幅知可度铁量性信息是可坡以度吼量的烫，按锻照Cl废au泽de掏S约ha层nn雪on的观定点，早信息武量的变大小亭通常愿用熵清表示患：H(倡x)为信棋源熵形，Pi是大制于0小于1的概耕率值舞，信茎息量赠越大，负伪熵越大气。城市斥地理灾信息杏的认少知可度孩量性思考叛下面户三幅项图信披息量宵的大籍小？丙？像素厕值全忧为0像素理值全包为25俯5遥感迟灰度给影像在图缎像中签，Pi是某售个像威素值棍出现纠的概爸率。城市释地理颠信息训的认秘知可转膏换性破与可梨扩充识性的宿认知可转偶换性表现帐在地队理信演息的委产生宏和形避式的特转换概。可扩备充性人们聚在认龙识地柜理客抬体本据质属良性的脸过程赌中，恨有一个满不断鱼深化但、不忘断扩兄充的码过程捕。例如崇：在规划熔城市线商业丸网点畜时，厘按通慰常概取念商辛业网杜点分助布的讯疏密箭程度响与人战口分土布的幸密度翅有关剖。通阁过进蛾一步您分析译和研误究发递现，扛商业经网点姿分布哄的疏鸟密程汇度还施与道腰路的折通达粘情况伏、商曾业的芦性质番有关态。再览进一则步分慈析和蒸研究削还可差以发寸现商姓业网晋点分猜布的脉疏密恭程度束与居组住在滑不同犁城区资居民锦的文岩化程类度、友居民茧的生摇活习羊惯、机民族您分布扮等诸液多方粒面因纸素有伞关。城市盆地理充信息地的地压位和拔作用国家棕政策：《“十二晋五”掘国家烂战略乱性新懒兴产捎业发凡展规肝划》、《国务剩院关该于促帽进地膏理信省息产同业发壶展的肾意见》将地胁理信亦息产篇业提好升为壶国家宝战略圆。机构网设置：国家郑测绘昏局更茶名为饶国家土测绘榨与地贺理信镰息局产业坏发展叫：20岩11年中稿国地藏理信柿息产狠业15垃00亿元柴，十上五期说间年描均增测长超停过25例%。十威二五沈期间,十二磨五”静期间辟，地弊理信纸息产喘业将凯保持楼总产向值25蠢%以上惰的年哀平均胡增长挽率，变到20麦20年形属成万斥亿元勇的年痒产值坊。数字调城市借的实叉施：截至交到20悦12年上榴半年筝，全沾国启赔动数历字城炕市建耀设的家城市蕉已达须到26傲7个，绍占比80冻%，增惹幅为20捡%，其搅中，摸东北吉、华的东等拔地区僻的发享展力韵度最劫大。城市蒜地理跃信息妖的地加位和旧作用城市献地理着信息硬的作荡用主郊要表报现在正以下悟几个兰方面渗：可以把城理市地易理空丝式间及陷其过跨程进确行压缩傍，重涝视城截市的梢过去蜜，预扁测城叉市未供来发笼展态务势。实现弓地理摇信息嘴的采望集、传份输、黄预测原预报抹和决班策一体肌化，绑使决芬策反铲馈周肯期缩毁短，辅使验县证成芳为可爆能。为解罚决城递市发禁展诸民多问著题，提供喂空间悲数据基础粉。城市垄地理滤信息初的研库究意论义城市窗规划船、建浮设与伴管理城市妻规划健管理器信息滔系统保、规崖划管懒理数据沫库、业规划想在线价、规棚划评葬估与粪趋势贼预测酷等。城市继化与长城市膜可持累续发棍展解决城市应化发腰展带滔来的馅一系余列问抖题：翼布局世混乱恼、环背境危稳机、罩资源除危机伤、耕排地浪漫费等说。广义好建筑次学实现址人、蹲建筑巩、自降然环妖境的趁动态户、和捷谐发惹展。小城困镇规夫划与废建设城乡居一体笋化、犹城乡四统筹城市影住宅锄产业锋发展社区肉规划愤设计引、房加地产乒评估构、房狡地产三维干浏览系统社会的与公预众服伟务导航努、安舒保、慈应急雕等。信息睛技术掉在城简市规免划管罪理中赖的应授用辅助客规划芬师完德成城奴市规董划、宵详细雨规划非等，貌主要音表现纪在：优化揭分析心模型可用恨于城亮市功谋能区日的划刮分、克选址朵、规墨划方阅案的色评价掘、土种地评担价、文环境盾质量茂评价喂等。比较错分析邮模型主要悼目的乡丰是反卵映城跳市的扩空间同发展促与变毛化特行征，刊即同输一地泼区、巡寿不同梳时间歉的城垃市土挤地利泽用栅情格层昌，经雪比较读分析辞后不评但要滴能反从映变绪化数任量，推而且榨要能扮反映戚变化昼的空倦间位厕置和抹分布房诚。规吩划者蛋与管立理者丧可从架数量烤和空纪间位施置两衫方面喝了解叨城市慈发展卵的趋阀势。聚类标与统进计模宝型聚类嫩分析债主要抵针对刷栅格熟数据支的再凳分类擦和多凶层栅本格叠围置结招果的轿再分开析等讲操作彩。统材计模数型包谦括单个因素裳不同伶状况既的统蔑计，感多因随素交锣叉统高计，湾频率韵统计挡等简宇单运细算和荡统计弟学涉荒及的而多种椒统计甚与检智验模维型。预测脖模型根据耽一定众数字执模型紫，估恨算人他口、桑用地返、经顶济发张展规控模。疏结合CA，多辫智能给体在干空间想上进聚行分懂布预羡测。城市私地理逝信息苗系统得的形稠成与径发展城市柔地理萄信息摆系统犹（UG捏IS，Ur鲜ba磨n限Ge叙og鼓ra微ph徐ic售I动nf拣or格ma速ti窃on细S竟ys距te挣m）：融计狸算机踩图形约和数责据库孩于一跨体，喂储存膨和处陆理空杜间信述息的乱高新帆技术哗。它耐把城档市的铁地理判位置分和相或关属睁性有贼机结驱合起袜来，浑根据遣实际狱需要屑准确慎真实直、图钱文并吊茂地岭输出挽给用环户，央满足古城市遵建设雁、企景业管邀理、桨居民难生活乌对空觉间信离息的唱要求笼，同纳时借骂助其尝独有药的空概间分默析功费能和不可视涛化表恢达，惹进行弱各种制辅助西决策轧。UG切IS在城援市中神得到论了广长泛的刑应用驳（行租业的献信息号分析静、政柴府、瞒企业封、个旷人的唇数字课化生凝存、澡共享采与服株务）喉，随市着数额字城睬市的耗进一浆步发毫展，城市不再敏被当度作工娱厂、讲住宅急、道配路等膨的简本单空矛间组助合体傍，而编将是被一个佳在计邮算机掘网络初、电阔子通比信技渠术控鄙制下的弄复杂厉生态惠系统，UG减IS将成钩为城虫市复合往生态为系统坑的神改经中烘枢。UG脖IS的功介能从数动据处孤理分析傲和表衣达的铁技术加角度概括额为数宗据获两取、箭转换叮和编蜻辑、数勺据重串构和锈转换拴、数侵据分烫析与表粥达、绸查询侦检索岂以及抚成果睡输出僵等六清种主栏要功膝能，疼这是织面向的城市风地理军信息享系统突专业事人员滨的概聋括；从用公户应净用的诊角度从用此户使奴用UG扒IS对城尚市进温行管孝理与塘规划榆的角洪度去石描述描，可假概括窗为三链种功匀能：管理次功能建立扶城市救地理茫信息誉系统附，实嗽现各雷种信释息的目数字你化、巴标准些化和恐计算百机化诸，从席而达掏到统薄一管吨理、叼数据膨共享搞和促健进办齿公自红动化街目的历，实怕现信息栋的快赴速查王询检区索、末实时已交换梨以及卷可视妻化表工达和驼输出挺，逐岭步形搅成一挤个以竭计算自机为垄核心幕的城厨市动托态管兰理系龄统，对城逮市实窜行现梢代化搅管理。UG活IS的功歼能评价虏分析扯功能通过采建立充不同果的分纳析模花型和任辅助坑决策进支持逃系统垂，对狐城市摆某单错一或允综合揪性问菊题，各如交父通网血络、居投资粪环境写、规裤划管代理、澡企业台选址有或工狂程效抵益等揭，进彻行综衫合评姿价分超析，获提出则方案刷，供券主管芒部门火决策这参考规，也屈包括闻应付蝇一些梳突发显性事承件，丛如城软市洪美水、碰火灾烫等灾雕害，咳也可状通过构相关返的分披析评出价，尤作出撤快速稠反应康。规划野与预意测功复能根据派城市提现状朗、发僻展趋斗势和今潜在歪能力五等综锤合因紧素，皮通过毁不同母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WCS、…应用系统数字高程模型基础律地理信息数据论库面向嫌服务元的产品惭数据UG耻IS的框刮架结志构体吹系哇！真方便，点点鼠标就能查到各部门数据了！公安局房产局公用事业局规划局市政府旅游局国土局公共服务平台旅游地理信息系统搭建式综合式金土工程应用系统领导决策支持系统嵌入式房产信息服务系统接口式地名管理信息系统还能快速搭建应用系统呢！UG茫IS与GI拜SUG汁IS是基稍于城挑市空乳间的促地理凑信息苦系统鹊，是猜地理性信息氏系统捡在城黄市规允划、怖建设杠和管疼理中婶的综浅合应角用。其内容睛涉及场城市哈和区织域的弱各种仁社会烛、经虚济和部环境捞要素模以及灵人类翅大部咸分社畜会活穗动。拜城市模是人弹口、元资源蓝、环济境和挎社会超经济信要素杆密集偿的地嫂理综菠合体肚，是像人文枣和自界然高均度复前合的黎复杂蜜系统朴。UG芝IS具有怒下面字一些冻主要苏的特阵点：数据庆类型乳的多堵样性旦和服倒务对改象的浴多层搏性。基础盯地理时数据滥、各析种专废题数技据、伐社会照经济舍统计欺数据包等。洒政府伟、企朝业、剑公众彻的需聚要，提管理顽、评饼价、基规划抬、我预测缸的需欠要。精度例高、股现势克性强群。UG拨IS是地捕理信矮息系珠统在勾大比盾例尺扫地学疼中的抗应用董。例钱如，估它用香于房就地产奋和地室籍的辽管理死，为央此要乏采集汪和处畅理宗送地数精据，段其精丈度要燥求甚怨高。从另外雕，城滨市化秆进程思和城舒市发萍展加罗快，岛对信望息更定新的属时效采性要扣求也粗随之脖提高载，已价经提选出“顾逐日练更新棕”的君要求讲，以标确保过系统剥内信安息良爪好的撑现势术性。UG常IS与GI率S模型扮化、呆智能军化和滴多功著能性巾。UG榴IS既要提实现姿管理掘现代烟化，巷又要壮实现兵策略牙的制亏订和周优化奶，它编必然华要有活一整再套分肺析、现评价敬、预削测和握优化买的模先型，赢并具升备管肯理、顾评价达分析煮和预彼测预泳报等细多种耳功能异，它乳比一故般地毙理信徐息系愿统应衫有更弟综合斤和更蚀高级朝的智枯能化去需求斤。与办讲公自顺动化电的一肥体化涨。城市用政府系业务服部门园的办览公自惑动化裁是UG顷IS应具初备的爹功能赖之一古，也孔是确转保UG嫌IS具有盾生命揭力和蒙信息未更新义能力困的一赞个非张常重酒要的券途径种。因吊此，辣政府睬职能矛部门咽的办炕公自仰动化滨最好锅能充求分应欲用UG躁IS的技猾术，滚并形董成一枪体化很的系核统结萌构。UG余IS的特紧点严格厦的层厘次结档构和精高度前统一辰的规昼范标况准城市帐的职辨能部乖门很努多，姨结构疤相对钓复杂泼。因惭此，援对于稳一个UG阵IS，从弊其底皮层的隔基础女地理亦信息沫子系晓统，破到中块层的悉各种喷专题眨子系晚统和白高层践的综贼合子凯系统辅，在浅层次昆结构鸦和建味设顺全序上是均有积严格恼的要旦求。伞并且蹄在信块息标漠准、掉技术绘标准硬和系析统标味准上菊必须巨有一揉整套灯规范中，以乡丰确保娱信息仗共享主和系壳统兼纱容。强烈霜的