地理信息系统导论省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

主讲：叶高峰中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院

1/42课程性质：系定选修课课时数及安排：总48课时，讲课32课时，上机16课时考评方式：考试答疑地点：教五-207B联络方式：82322298（O）/p>

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gye.cugb@(紧急邮件)GIS技术与应用课程介绍2/42参考书：地理信息系统导论，陈说彭等，科学出版社，1999

地理信息系统导论，Kang-tsungChang著，陈健飞等译，科学出版社，3/42GISGeographicalInformationSystem地理信息系统4/42

第一讲地理信息系统导论5/42地理信息系统导论学习目标：

·了解GIS相关概念，说明GIS和相关学科关系

·掌握GIS特点、类型与组成

·了解GIS基本功效和用途

·了解GIS发展概况重点：GIS基本概念、组成及功用6/42地理信息系统导论第一节地理信息系统产生第二节地理信息系统基本概念第三节地理信息系统特点和功效第四节地理信息系统组成第五节地理信息系统研究内容第六节地理信息系统操作第七节地理信息系统发展趋势7/42

信息革命影响，要求地理学要顺应时代要求，跟上时代步伐，地理学要高度当代化。计算机技术、自动化技术等发展为GIS形成奠定了坚实基础；地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息载体，含有存贮、分析和显示地理信息功效。计算机制图技术发展对GIS产生起了有力促进作用；海量资源信息，客观上需要GIS为之服务；因为社会进步，人类开始觉悟到对于自然资源利用，不能是简单掠夺，而应该合理管理利用，而且把开发和保护相结合。对自然资源应采取科学管理，进行定量分析和预测，从而为宏观科学决议提供依据，这些为GIS产生提供了应用基础。基于以上社会经济与技术发展历史背景和原因，地理信息系统于60年代中期开始形成并逐步发展起来。第一节地理信息系统产生8/42数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统基本概念信息特点数据与信息区分第二节地理信息系统基本概念9/42数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统数据是客观事物属性、数量、位置及其相互关系等抽象表示，随载荷它物理设备形式而改变。信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实知识，是数据、消息中所包含意义。它不随载体物理形式改变而改变。10/42数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统(1)信息客观性(2)信息适用性(3)信息传输性(4)信息共享性信息特点：11/42数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统数据与信息是不可分离，数据是信息表示，信息是数据内涵。数据本身并没有意义数据只有对实体行为产生影响时才成为信息数据与信息关系12/42基本概念地理信息特征地图与地理信息关系数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统13/42地理信息是指表示地理环境诸要素数量、质量、分布特征及其相互联络和改变规律数字、文字、图象和图形等总称。地图是将地理环境诸要素按照一定数学法则，利用符号系统并经过制图综合缩绘于平面上图形，以传递各种自然和社会现象数量与质量空间分布和联络以及随时间发展改变。数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统基本概念14/42(1)属于空间信息(2)含有多维结构特征(3)时序特征十分显著数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地理信息特征15/421.地图是地理信息载体2.地图是地理信息传统数据源3.地图是GIS查询与分析结果表示方法数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统地图与地理信息关系16/42

地理系统是一个多层次巨系统，它含有多层次结构和泛目标功效，需要多学科知识结构和各种形式技术体系支持。地理系统是认识地理圈事物、现象和发生发展过程，了解物质迁移与能量转换内外循环规律，认识地理规律、掌握地理信息，以调控资源与环境为目标逻辑思维过程。

地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，利用系统工程和信息科学理论，科学管理和综合分析含有空间内涵地理数据，以提供管理、决议等所需信息技术系统。简单说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据一个技术系统。

地理系统是地理信息系统科学依据；地理信息系统是研究地理系统科学技术确保。数据与信息地理信息与地图地理系统与地理信息系统17/42地理信息系统分类地理信息系统功效地理信息系统应用第三节地理信息系统特点和功效地理信息系统特点18/42公共地理定位基础；2.含有采集、管理、分析和输出各种地理空间信息能力3.系统以分析模型驱动，含有极强空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次地理信息；4.以地理研究和地理决议为目标，是一个人机交互式空间决议支持系统。一、地理信息系统特点19/42专题地理信息系统(ThematicGIS)区域地理信息系统(RegionalGIS)地理信息系统工具(GISTools)城市信息系统自然资源查询信息系统规划与评定信息系统土地管理信息系统等。按功效分类按内容分类二、地理信息系统分类20/42数据输入、存贮和编辑操作运算数据查询和检索应用分析图形显示和结果输出数据更新三、地理信息系统功效21/42四、地理信息系统应用1.统计与量算；2.规划与管理；3.预测与监测；4.辅助决议。22/42第四节地理信息系统组成数据输入数据存放信息输入系统操作系统支持地理分析硬件系统地理数据软件系统输入设备存放设备输出设备计算机系统软件GIS软件应用分析程序地理数据库用户23/42一、GIS硬件系统输入设备数字化仪扫描仪键盘数字像机输出设备

显示器绘图机打印机校片纪录仪计算机主机存放设备光盘读写器磁带机硬盘软盘24/42二、GIS软件系统数据输入和校验数据存放和管理数据变换分析数据显示和输出用户接口模块GIS软件应用分析软件计算机系统软件操作系统汇编程序编译程序服务程序25/42三、地理数据地理数据分类几何数据关系数据属性数据度量关系延伸关系拓扑关系几何坐标定性定量四、用户系统组织、管理、维护和数据更新、应用程序开发、信息提取、地理决议26/42一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统研究内容概念、定义、内涵组成、特点、功效和任务理论体系发展历史及发展趋势27/42一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统研究内容硬件配置数据结构与表示输入输出系统地理数据管理用户界面GIS工具软件研制28/42一、研究内容GIS基本理论技术系统应用方法第五节地理信息系统研究内容应用系统设计数据采集与校验专题分析模型3S结合地学教授系统29/42考古学人文地理学公共管理社会学流行病学健康护理规划森林学土壤科学地貌学环境科学地质学生态学水文学气象学公共信息查询矿产开发设施维护产业/商业市场旅游业资产管理计算机科学制图学可视化符号学测量遥感摄影测量法数学数据库计算机图形学统计学地理统计学人工智能认知科学社会－经济测量地形测量环境测量二相关学科树30/42空间数据输入属性数据管理数据显示数据探查数据分析GIS建模第六节GIS操作31/42空间数据输入数据进入：使用已经有数据，创建新数据数据编辑投影和投影变换几何变换32/42属性数据管理数据进入和核实数据库管理33/42数据显示地图和图、表应用34/42数据探查属性数据查询空间数据查询地理可视化35/42数据分析矢量数据分析：缓冲、叠加、距离测量、地图操作栅格数据分析：局域、邻域、分区、全局地形制图和分析空间插值：全局、局域基于局域分析网络分析36/42GIS建模二值模型指数模型回归模型过程模型37/421.起步阶段（60年代），重视空间数据地学处理。

1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出GIS

这一术语，建立加拿大地理信息系统（CGIS）；

1969年，ESRI（环境系统研究所）建立；

1969年，Intergraph企业建立。

2.发展阶段（70年代），重视空间地理信息管理，受到政府部门、商业企业和大学普遍重视。

1978年，ERDAS成立。一、地理信息系统发展概况第七节GIS发展趋势38/423.推广应用阶段（80年代），重视空间决议支持分析。

1981年，ESRIARC/INFOGIS公布；

1985年，GPS成为可运行系统；

1986年，MapInfo建立；

1986年，SPOT卫星首次发射；

1987年，地理信息系统国际杂志出版；

1988年，美国人口调查局第一次公开公布TIGER；

1988年，GISWorld首次发行；

1989年，Intergraph公布MGE；39/424.用户时代（90年代后）,重视GIS社会应用与服务，

GIS技术迅猛发展。控件式GIS成为GISTools发展方向;WebGIS蓬勃发展;

三维GIS崭露头角。5.国外主流GIS软件

ARC/INFO（ArcView、ArcObject、ArcIMS）

GENAMAPMGE（ModularGISEnvironment）（GeoMedia）

MapInfo（MapinfoProserver、MapX、MapXtreme、

SpatialWare）

ERDAS40/42二、我国GIS发展

1.准备阶段（70年代）

2.试验阶段（80年代）

3.全方面发展阶段（90年代）

4.国产主流GIS软件

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