1.what-is-gis(中山大学GIS课件)

第一讲何为GIS中山大学

遥感与地理信息工程系主要内容

地理信息系统的基本概念地理信息系统的主要应用地理信息系统的发展趋势一.地理信息系统的基本概念地理信息系统的定义GIS的基本功能GIS的发展历史当前流行的GIS产品地理信息系统的定义地理信息系统（GIS,GeographicInformationSystem）是组织、存储、管理、表达和分析处理空间信息的软件工具，它以实体的空间位置信息为主线，集成经济、社会、环境、科技、文化等各类信息，为各种应用服务。它一方面可以形成自己的产业，另一方面又可以推进空间信息应用与产业的发展，是空间技术应用领域的主要软件基础，具有广阔应用前景。定义

GIS的基本功能数据的采集、编辑数据的组织与管理格式化、转换、概括化显示、查询空间分析与应用数据的采集、编辑数据的采集与编辑主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性。数据的采集、编辑现实世界空间数据地图遥感影像特征关系行为观察选择抽象综合测量：位置编码：属性建立关系：表达数据的采集手工录入属性数据栅格图的扫描相片等数据数字化输入纸质地图其它数据源航空航天遥感符号属性的编辑矢量数据的编辑“修改线属性”逐级放大图层的编辑GIS数据的组织与管理数据的存储与组织是一个数据集成的过程，也是建立GIS数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。空间数据管理的主要任务是在空间数据之间建立拓扑关系

PointsMult-pointsLinesPolygons

LinesPathsRing(闭合paths)SegmentsPolySegmentsPaths/RingsLines/Polygons各个层次都可编辑属性数据的组织有文件系统、层次结构、网络结构与关系数据库管理系统等。目前被广泛采用的主要是关系数据库系统数据的组织与管理

在数据的组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体CoveragedatafileGeo

databaseGIS的数据存储结构是由数据的组织决定的OIDShapeRoadType...

1XY,...Highway...

一行存一个(对象)每一列对应一个(对象类)OIDShapeRoadType...

1XY,...Highway...

Feature(row)

Feature(class)GIS数据的格式化、转换这一系列功能通常称作数据操作(Datamanipulation)。

数据格式化(Dataformation)是指不同数据间的变换，尤其是矢量数据与栅格数据之间的转化。数据转换(Datatransfer)涉及到数据比例尺的缩放、平移、旋转等方面，其中最主要的是投影变换。数据的格式化与转换矢量数据栅格数据数据的转换空间数据在不同投影之间的转换分析与应用功能分析功能包括查询、检索、统计计算、空间分析、模型分析等方面。查询、检索、统计计算是GIS以及许多数据信息系统应具备的最基本的分析功能，而空间分析功能才是GIS的核心，也是GIS与其它系统区别的重要标志。模型分析是指GIS支持下处理分析问题的方法体现，是GIS应用深化的重要体现。GIS的数据查询GIS的空间叠加分析GIS的空间叠加分析GIS的空间叠加分析GIS的网络分析GIS数据统计分析可视化功能用户利用地理信息系统的显示功能不仅可以观察查询和分析的结果，而且还可以进行信息的输出。可视化功能GIS显示功能中的超级链接GIS的发展历史60年代GIS的开拓期70年代GIS的巩固发展期注重于空间地理信息的管理80年代GIS的大发展时期90年代GIS的用户时代注重于空间决策支持分析逐步向实用化、业务化、规模化和专业化的方向发展GIS进入信息高速公路计划和数字地球构想美国成立NCGIA中国成立了资源与环境信息系统国家重点实验室诞生了80多个GIS软件（ESRI成立于1969年）美国的DIME、加拿大的GRDSR注重空间数据的地学处理当前国内外流行的GIS软件国外较为著名的有ARC/INFO国内较为著名的有ARCVIEWMapInfoGEOSTARMapGIS灾害控制和分析水土保护农业决策和精细农业海洋渔业环境保护城市GIS数字地球军事国防等GIS的应用领域基于地理信息系统的滑坡风险评价示例滑坡分布信息滑坡分析及评价结果水土保持管理信息系统坡度信息土地利用信息坡向信息植被覆盖信息地形信息产量分布GIS在农业中的应用农作物估产地形估计肥料用量估计GIS在城市土地利用中的应用。

海珠区1991年土地利用现状图海珠区2001年土地利用现状图GIS在城市土地利用中的应用GIS在城市土地利用中的应用海洋渔业GIS研制海洋渔业GIS基础软件；建设海洋渔业综合数据库；开发海洋渔业模型库系统。海洋渔业地理信息系统总体构成图WINDOWSNT4.0(WINDOWS98)VB6.0VC++5.0EA2000海洋渔业GIS基础软件GISSoftware鱼鹰99模型库管理系统

ModelBaseSoftware海洋渔业数据处理软件DataProcessingSoftware数据库Database属性库AttributionDatabase空间库SpatialDatabase模型库ModelBase专业模型SpecialtyModels通用模型GeneralModels海洋渔业数据处理系统DataProcessingSystem海洋渔业数据分析系统DataAnalysisSystem海洋渔业数据制图显示系统Mapping&DisplayingSystemGPS渔船动态监测系统GPSFishingBoatsDynamicMonitoringandManagementSystem海洋渔业信息网络发布系统

InformationDistributingSystemonInternet处理Processing分析Analysis显示Displaying发布Distributing通用符号

GeneralSymbol专业符号SpecialtySymbolSQLServer7.0数据库管理系统DatabaseManagementSoftwarte符号库Symbollibrary技术层TechnologicLevel支撑层SupportLevel用户层UserLevel盐度分布

温度分布海底地貌渔捞数据东海鱼类资源状况及变动分析城市交通GIS目的是建立广泛的实时数字交通信息用户服务体系，使交通流处于最佳状态，公众能够高效地使用公路交通设施和能源。包含转向限制的车道拓扑l1l1l2l3l4l4l3①②③④⑤1.8km1.5km0.3km0.7kmA2A1A3A4大屯路华东路清昌平高速路昌平高速路l1l2l3l4l8l6l5l7l8l7

带有辅道的立交桥车道拓扑北京市车辆智能导航系统数字地图时间最短路径算法运行结果时间最短路径算法运行结果GIS的发展趋势理论发展趋势技术发展趋势应用趋势

理论发展趋势地理空间信息认知研究地理空间数据规范标准及集成数据仓库数字地球战略网络服务信息共享地学信息图谱地球信息机理

GIS理论的发展必须借助其它理论的进展GIS新技术数据仓库对地观测技术GIS新技术网络技术分布式技术数据挖掘海量数据存储和压缩技术面向对象技术互操作技术第四代GIS技术支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GIS和B/S体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理(OLTP)和联机分析(OLAP)管理能力。面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与MIS、GIS、OA等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式GIS与各种掌上终端设备集成，如PDA、手机、GPS接收设备等。具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。技术方面面向对象的组件式GIS发展网络GIS的应用三维GIS和虚拟现实组件GIS组件A编辑器1组件B组件C组件D组件E组件A编辑器2组件B组件C组件D组件E组件1组件2组件3组件n组件1组件2组件n定制组件分布式组件组件1组件2远地R组件n远地S组件R组件S网络远程机1远程机2本地机（客户/服务器模式）（浏览器/服务器模式）网络GIS

基于万维网的时空分布式协同空间决策支持系统研究，致力于在现有WebGIS在线查询与制图功能的基础上，实现因特网上的空间分析与决策支持功能；同时，探讨协同式群体空间决策支持的模型方法与技术实现途径。在线的数据查询和浏览

NewYork

London

数字城市

数字城市建设包括4部分内容，即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。从具体的应用来说，GIS已经广泛应用于构成数字城市的众多行业，如城市规划、城市地下管网、电力、电信、公安、消防、急救等等方面。三维GIS与虚拟现实(VR)

三维GIS和虚拟GIS方面的研究，主要包括三维数据模型，数据分析，多维空间数据库管理系统，虚拟GIS引擎等方面。3DGIS实例

地形仿真图矿山虚拟剖面图虚拟城市应用方面空间信息服务与产业空间信息共享与数据服务体系空间信息服务基于GPS和GIS技术的导航系统空间信息共享与数据服务体系传统操作数据地球信息科学数据仓库对地观测数据台站观测数据野外调查数据统计数据专家知识处理记录转化管理器复制服务器数据仓库服务器传统操作系统服务器元数据映射数据仓库元服务器主要数据源后置处理数据转换和清理中间处理部门数据中心多维数据中心前置处理应用服务器数据请求……客户工作站客户工作站客户工作站