地理信息系统技术应用 课件 项目1 地理信息系统认知

地理信息系统的概念信息与地理信息的概念地理信息系统的概念地理信息系统的特征一、信息与地理信息的概念什么是信息？信息（Information）定义：利用数字、文字、符号等数据表示事物的特征、形态以及不同事物间的联系，从而向人们提供新的事实的知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。信息（Information）载体数据：文字、数字、符号、图形、视频等。与数据的区别信息是数据的含义，对数据的解释。作用为生产、建设、经营、管理、分析和决策提供依据。信息山东省，简称“鲁”，是中华人民共和国省级行政区，省会济南，截至2018年末，全省常住人口10047.24万人。信息（Information）对信息的理解信息特征客观性适用性传输性共享性信息（Information）信息的特征定义：表示地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、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。地理信息是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释。地理信息（GeographicInformation）定位特征多维结构时序特征地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）定位特征是指地理实体的空间位置，通过坐标来表示。是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。地理信息（GeographicInformation）多维结构是指在二维空间的基础上实现多个专题第三维结构。地理信息的特征地理信息（GeographicInformation）地理信息的特征时序特征是指地理信息会随着时空的动态变化而发生空间特征或属性特征数据的变化。二、地理信息系统的概念地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）1963年，加拿大测量学家罗杰·汤姆林森首次提出GIS的概念，并建立世界上第一个GIS，就是加拿大GIS（CGIS）。地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）定义：在计算机软硬件支持下，以采集、处理、管理、分析和显示空间实体的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术系统。我们称空间实体的地理分布数据及与之相关的属性为空间数据。地理信息系统是采集、处理、管理、分析、显示与应用空间数据的计算机系统。GIS使用的工具是计算机软件、硬件系统。地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）对地理信息系统的理解计算机硬件、软件系统GIS的处理对象是空间数据。地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）对地理信息系统的理解GIS功能是实现空间数据的采集、处理、管理、分析、显示及应用。地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）对地理信息系统的理解三、地理信息系统的特征多学科交叉的边缘学科测绘学、地理学、地图学、数学、计算机学科、人工智能……数据类型多样空间特征数据属性特征数据影像数据数据结构复杂空间特征数据属性特征数据空间关系数据随时间的变化以空间分析为主，解决人们与位置有关的问题确定因道路拓宽需要拆迁的范围路径规划地名搜索应用领域广，类型多样国土资源管理城市管理交通运输大众信息服务1.2地理信息系统的组成地理信息系统的组成和类型计算机硬件系统计算机软件系统空间数据人员核心处理对象决定系统的工作方式和信息表示方式一、地理信息系统的组成计算机与一些外部设备及网络设备，用以存储、处理、传输和显示地理信息。1.硬件系统输入设备常规设备扫描仪数字化仪键盘、鼠标计算机系统存储设备专用设备GNSS全数字摄影测量系统摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪U盘硬盘光盘磁带输出设备绘图仪终端打印机工作站服务器个人电脑网络设备1.硬件系统2.软件系统地理信息系统运行所必需的各种程序，通常包括：系统软件数据库软件地理信息系统软件2.软件系统系统软件指的是操作系统。数据库软件2.软件系统用于复杂的空间数据管理和组织。地理信息系统软件2.软件系统用于支持对空间数据输入、处理、管理、分析和输出的用户接口。一般指功能强大的通用GIS软件。地理信息系统操作的对象。汽油空间数据3.空间数据（1）来源3.空间数据地图影像统计资料空间特征属性特征时态特征（2）特征3.空间数据空间特征（2）特征表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。3.空间数据属性特征（2）特征用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么”，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等。3.空间数据时态特征（2）特征用以描述事物或现象随时间的变化。3.空间数据4.人员系统组织、管理、维护数据更新系统扩充完善应用程序开发灵活采用地理分析模型提取多种信息人是地理信息系统的重要构成因素。人员科学研究人员项目经理系统设计人员系统开发人员数据处理人员用户4.人员二、地理信息系统的种类专题GIS区域GISGIS工具具有优先目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务。专题GIS以区域综合研究和全面服务为目标的地理信息系统。区域GIS一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等功能的GIS软件。GIS工具地理信息系统的基本功能空间数据采集编辑处理管理查询分析可视化GIS基本功能

显示与输出空间数据采集编辑与处理管理空间查询与分析空间数据采集，是将GIS系统外部原始数据输入到GIS系统内部，并将这些数据由外部格式转化为系统内部格式，便于系统处理。一、空间数据采集空间数据野外实测摄影测量与遥感地图多媒体数据统计资料野外实测摄影测量与遥感纸质地图统计资料已存在于其他系统中的数据数字测图系统、GIS软件数据采集系统数字摄影工作站遥感影像处理系统数字化仪扫描矢量化手工直接录入分析计算直接导入GIS软件导入接口空间数据库空间数据编辑检查、识别和纠正由地图或影像数字化后产生的数据，及由其他格式转换过来的数据中出现的错误。空间数据处理将不同来源的数据统一到同一个地图投影、坐标系统和数据结构。二、空间数据编辑与处理空间数据空间特征数据属性特征数据空间数据库管理系统浏览查询编辑导入导出……三、空间数据组织与管理存储地名查询四、空间查询与分析查询附近的宾馆空间分析缓冲区分析叠加分析网络分析空间插值地形分析如何为一公园选择合理位置？要求：依山傍水；交通方便；较安静……方案叠加分析缓冲区分析水系信息地形信息道路信息植被信息等+++空间数据库存储叠加分析缓冲区分析网络分析五、显示与输出多样化的输出类型电子地图上的信息360°实景地理信息系统的应用领域人类80%左右的信息与地理位置有关。GIS凭借对空间数据的采集、编辑处理、管理、查询分析、可视化等功能，具有广泛的应用领域。GIS国土资源管理城市规划环境管理交通运输医疗卫生灾害预测、评估大众信息服务军事……测绘与地图制图测绘与地图制图国土资源管理城市规划环境管理大众信息服务测绘与地图制图国土资源管理城市规划环境管理大众信息服务GIS软件可以输出普通地图和专题地图。普通地图专题地图一、测绘与地图制图GNSS定位系统、航空摄影测量、遥感及无人机技术为GIS实时提供海量的、高精度的定位和影像数据。二、国土资源管理空间数据库不同比例尺不同类型不同专题空间数据国土资源数据的高效集成和综合应用。采集行政监管系统多源信息的集合国土资源“一张图”工程遥感土地利用现状基本农田遥感监测土地变更调查基础地理信息计划审批供应补充开发执法天上看、网上管、地上查城市规划规划编制管理海量数据管理规划监察城市三维可视化三、城市规划规划编制管理城市空间扩展和城市景观格局城市建设用地适宜性评价城市公共设施选址城市交通网络研究地理信息系统规划模型选址模型城市建设用地适宜性评价的多准则决策模型区位-配置模型海量数据管理城市规划管理信息系统建有空间数据库、综合信息平台，存储和管理海量空间数据。规划监察对不同时相的卫星影像进行对比分析将不同时相卫星影像变化区域处理成变化图斑根据变化图斑的面积分级分色显示执法监督局浏览卫星影像和不同色彩的变化图斑根据图斑到现场进行坐标、面积等技术指标的详细测量结合规划数据和审批数据，对图斑进行进一步核实进行违法建设的查处城市三维可视化管理海量数据实时、交互观察方案效果方案对比评价建筑模型四、环境管理在地理信息系统的技术支持下：85%以上获取、存储、管理和显示各种环境信息；对环境进行监测、模拟、分析和评价；为环境管理提供信息服务和技术支持。信息丰富多样的动态的电子地图，实现了环境数据可视化环境数据可视化环境规划环境应用模型GIS建设项目的环境评价危险物运输管理借助GIS的规划功能,可以实现：优化选择,避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域。借助GPS与GIS结合技术进行实时监控。地图浏览五、大众信息服务地名搜索信息查询智能路线规划智能导航（驾车、步行、骑行）实时路况地理信息系统的发展19世纪60年代，世界上第一个地理信息系统的产生。加拿大中国80年代，我国地理信息系统的研究与应用开始。发展现状国际国内20世纪60年代开拓发展阶段20世纪70年代发展巩固阶段20世纪80年代推广应用阶段20世纪90年代以后蓬勃发展阶段一、地理信息系统在国际上的发展1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了“地理信息系统”这一术语，并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS)。特点：算法尚显粗糙；图形功能有限；带有更多的机助制图色彩；地学分析功能极为简单。20世纪60年代：开拓发展阶段以遥感数据为基础的地理信息系统逐渐受到重视。计算机硬件、软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备——硬盘的使用，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。建立了许多不同专题、不同规模、不同类型的地理信息系统。20世纪70年代：发展巩固阶段用户屏幕和图形图像卡的发展，增强了人机对话和高质量图形显示功能。微型计算机系统的普及和图形输入、输出和存储设备的快速发展，大大推动了地理信息系统软件的发展。主要发展在栅格扫描输入的数据处理方面大大提高数据输入的效率；在数据存储和运算方面软件处理的数据量和复杂程度大大提高；遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件明显增加；在数据输出方面，与硬件技术相配合，GIS软件可支持多种形式的地图输出；在地理信息管理方面，适合GIS空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很大的发展。20世纪80年代：推广应用阶段地理信息系统将深入到各行各业乃至各家各户。20世纪90年代：蓬勃发展阶段二、地理信息系统在国内的发展主要进行舆论准备第一阶段（1970年到1980年）：准备阶段正式提出倡议开始组建队伍培训人才组织个别实验研究完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等，对GIS进行了理论探索和区域性