草业信息学 71-GIS基本概念与功能

草业信息学黄晓东兰州大学草地农业科技学院第七章草业地理信息系统21.1什么是地理信息系统？(WhatisaGIS?)1.1.1GIS组成〔GISComponents〕1.1.2GIS应用〔GISApplications〕1.2GIS操作〔GISoperation〕1.3GIS数据获取〔GISdataacquisition〕1.4GIS软件〔GISSoftwares〕一、GISConceptsandOperations一、GIS根本概念与操作3遥感地图制图测绘与摄影测量61.1WhatIsaGIS?

1.1什么是地理信息系统？计算机系统Computersystemfor获取〔capturing〕存储〔storing〕查询〔querying〕分析〔analyzing〕显示地理参考数据〔displayinggeographicallyreferenceddata〕7GeographicallyReferencedData

地理参考数据Alsocalledgeospatialdata也称作地理空间数据Describebothlocationsandcharacteristicsofspatialfeatures描述位置及空间属性特征的数据9GIS与一般信息系统的区别管理信息系统：只有属性数据的管理，既使存储了图形，也往往以文件形式来存储，不能进行有关的空间数据操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。非地理信息系统：具有处理空间信息的能力，但仍然不能进行复杂的空间分析。地理信息系统：在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用；11AbilitytoprocessgeographicallyreferenceddatadistinguishesGISfromotherinformationsystems.

能对地理参考数据进行处理是地理信息系统区别于其他信息系统的能力。

12GIS与相关学科的关系地理学遥感技术地图学GIS计算机科学计算机图形学软件工程数据库技术专家系统CADGIS与相关学科与技术Copyright©TheMcGrawHillCompanies,Inc.Permissionrequiredforreproductionordisplay.131.1.1ComponentsofaGIS

1.1.1GIS组成ComputerSystem(hardware)硬件GISsoftware软件GeographicallyReferenceddata空间参考数据Brainwave专业人员Infrastructure根底设施14存储设备网络主机数字化仪扫描仪图象处理设备GPS测绘仪打印机显示器绘图仪输入设备管理设备输出设备Hardware15Software操作系统数据库软件

GIS专业软件

主要指计算机操作系统，包括Windows、Unix和Linux系列；空间数据库管理软件；属性数据库管理软件：Oracle，Sybase，SQLSever；数据输入和编辑、空间数据管理、数据处理和分析、数据输出、用户界面、系统二次开发能力、系统管理软件以及分析软件。系统软件16TheBrainwavereferstothepurposeandobjectives,andprovidesthereasonandjustificationforusingGIS由GIS专业人员确定使用GIS的目的和目标，提供使用GIS的动机和理由Equallyimportantasthecomputerhardwareandsoftware与计算机硬件和软件同等重要Brainwave17Theinfrastructurereferstothenecessaryphysical,organizational,administrative,andcultureenvironmentsthatsupportGISoperations.根底设施是指维持GIS运行所需的物理的、组织的、行政和文化环境。Theinfrastructureincludesrequisiteskills,datastandards,dataclearinghouses,andgeneralorganizationalpatterns.根底设施包括必备的技能、数据标准、数据交换中心和通用组织模式。Infrastructure181.1.2GISApplications

1.1.2GIS应用U.S.GeologicalSurvey地质调查局U.S.CensusBureau人口普查局U.S.ForestService林务局HUD住房和城市开展部States,counties,cities,businesses地图效劳211.2GISOperations

1.2GIS操作1.3.1SpatialDataInput空间数据输入1.3.2AttributeDataManagement属性数据管理1.3.3DataDisplay数据显示1.3.4DataExploration数据探查1.3.5DataAnalysis数据分析1.3.6GISModelsandModelingGIS模型与建模AclassificationofGISoperations

GIS操作的分类空间数据输入数据输入：使用现有的数据，创建新数据；数据编辑几何变换投影和重新投影属性数据管理数据输入与校验数据库管理属性数据操作数据显示制图符号化地图设计数据探查属性数据查询空间数据查询地理可视化数据分析矢量数据分析：缓冲区建立、地图叠置、距离量算、空间统计、地图处理栅格数据分析：局部、领域、分区、整体、栅格数据处理地形制图与分析视域和流域空间插值地理编码和动态分段路径分析和网络应用GIS建模二值模型指数模型回归模型过程模型22231.2.1SpatialDataInput

1.2.1空间数据输入TwooperationsUsingexistingdataCreatenewdata文本数据地图野外测量数据航空像片遥感数据交互式终端GIS软件空间数据库241.2.2AttributeDataManagement

1.2.2属性数据管理TablesRows-aspecificfeatureColumns(fields)-characteristicsofdataOperationsincludeinput,search,retrieval,manipulation,outputKey-inrelationaldatabase,linkbetweentablesandspatialdata251.2.3DataDisplay

1.2.3数据显示MapsmostimportantdisplaymediumMapdesigncriticalsteptosuccessofprojectTile标题

Subtitle副标题Body地图主题Legend图例Northarrow指北针Scalebar比例尺Acknowledgement注释Neatline图廓线Border边框271.2.4DataExploration

1.2.4数据探查SearchforgeneraltrendsindataQuerySpatialdataqueryAttributedataquerySQL(StructureQueryLanguage)SQL28291.2.5DataAnalysis

1.2.5数据分析HeartandsoulofGISprocessVectortoolsBuffer,overlay,distanceandareameasurementRastertoolsLocal,neighborhood,zonal,globaloperationsManymore30Avector-basedoverlayoperationcombinesspatialdataandattributedatafromdifferentlayerstocreatetheoutput.31Arasterdataoperationwithmultiplerasterscantakeadvantageofthefixedcelllocations.432321.3DataAcquisition

1.3数据获取Topicstillimportant1.PublicdataintendedforallusersMetadataDataconversion2.ProliferationofdatasuggeststhatnewdataconstantlybeingcreatedNeedmayexisttocreateowndata331.3.1ExistingGISData

1.3.1现有的地理信息系统数据Governmentagenciesatalllevels各级政府机构Privatesources私有资源Formatcompatibilityissues格式兼容Frameworkdata框架数据341.3.2Metadata

1.3.2元数据DataaboutdataInformationaboutthecontentofageospatialdatafileWilldatameetaspecificneed?Howtotransfer,process,andinterpretgeospatialdataContactforadditionalinformation35FGDCStandards

联邦地理数据委员会元数据标准

AdoptedbyfederalagenciesIdentificationDataqualitySpatialdataorganizationSpatialreferenceEntityandattributeDistributionMetadatareferenceQuotationTimeContacts361.3.3ConversionofExistingData

1.3.3现有数据的转换PublicdatainavarietyofformatsMustbeconvertedtoformatcompatiblewithyoursoftware371.3.4CreatingNewData

1.3.4创立新数据OccasionallymustcreatecustomdatawhendatanotavailablethroughothersourcesRemotelySensedDataFieldDataTextFileswithx-,y-CoordinatesScanningOn-ScreenDigitizingGround-basedAirplane-basedSatellite-based39AportableGPSreceiver.(CourtesyofTrimble.)40Alargedigitizingtableandacursorwitha16-buttonkeypad.(CourtesyofGTCOCalcomp,Inc.)41公司名称桌面产品组件产品网络GIS数据库ESRIArcView,ArcEditor,ArcInfoArcObject,MapObject,ArcIMSArcSDEMapInfoMapInfoProfessionalMapInfoMapBasic,MapInfoMapXMapInfoMapXtremeMapInfoSpatialwareIntergraphGeoMed