GIS地理信息系统概论省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

地理信息系统GeographicalInformationSystem主讲：李柳霞邮箱：rsllx@126.com1/98主要参考资料教材

汤国安等，地理信息系统教程，高教出版社，参考书汤国安地理信息系统（第二版），科学出版社，龚健雅地理信息系统基础，科学出版社，乌伦等，地理信息系统-原理、方法与应用，北京大学出版社，黄杏元等，地理信息系统概论(修订版），高等教育出版社，

陈健飞等译，地理信息系统导论，清华大学出版社，21世纪高等院校教材.地理信息系统教学丛书（20册），科学出版社，

ArcGIS地理信息系统基础与实训（第二版），清华大学出版社，

刘良明，ArcView基础教程，测绘出版社，余明，地理信息系统导论试验指导，清华大学出版社，GeographicalInformationSystem地理信息系统2/98相关期刊《地球信息科学》、《地理与地理信息科学》、《遥感学报》、《测绘学报》、《地理学报》、《遥感学报》、《测绘通报》等相关期刊相关网站

主要参考资料1）精品课程网站

首都师范大学

/dlxxxt/index.html

广州大学

/cyb/

华东师范大学

/cyb/

南京农业大学

/soil/gis/2）GIS论坛地理信息系统论坛/

GIS空间站/

GeographicalInformationSystem地理信息系统3/98教学内容与课时分配

课堂教学（36课时）

试验教学（18课时）

内容分八章，由课堂讲授、课堂讨论、上机实习和课程实习两大教学步骤组成，总课时为54课时，详细安排以下：考评：闭卷考试（平时40%+期末考试60%）GeographicalInformationSystem地理信息系统4/98基本要求本课程意在使学生掌握地理信息系统基本原理、技术方法和实际应用，了解其主要应用领域和发展方向，以及GIS在本专业应用和为未来学习奠定基础。GeographicalInformationSystem地理信息系统5/98主要内容概论1

地理空间数学基础2空间数据结构3空间数据组织与管理4空间数据查询与空间度量6GIS空间分析7

地理信息可视化8

空间数据采集与处理5GeographicalInformationSystem地理信息系统6/98第一章概论7/98第一章概论当今信息技术突飞猛进，信息产业空前发展，信息资源爆炸式扩张，多尺度、多类型、多事态地理信息是人类研究和处理资源、环境、人口、灾害、城市、建设等重大问题时所必须主要信息资源。系统论、信息论、控制论、形成，计算机技术、通信技术、遥感技术等空间技术、自动化技术应用，为信息资源科学管理展示了辽阔前景。地理信息系统顺时而生，它是地球系统科学与计算机科学技术、空间科学与技术等学科交叉形成一个交叉学科、前沿学科、边缘学科、一个高新技术学科，是当前计算机应用领域与信息产业中最具活力，最具发展前景学科。GeographicalInformationSystem地理信息系统8/98

年1月“NATURE”登载了弗吉尼亚•杰文（VirginiaGewin）文章指出：美国劳动部从经济社会发展和就业角度出发，在今年早些时候提出，地学技术（Geotechnology）（确切地说是地球空间技术-GeospatialTechnology）与纳米技术和生物技术一起成为当今最为主要新兴和最具发展前景三大技术领域。—NATURE|VOL427|22JANUARY，376-377国际上对地球空间技术新认识“Earlierthisyear,theUSDepartmentofLaboridentifiedgeotechnologyasoneofthethreemostimportantemergingandevolvingfields,alongwithnanotechnologyandbiotechnology”.

GeographicalInformationSystem地理信息系统9/98

地理信息系统基本特征地理信息系统内涵和外延地理信息系统结构和组成地理信息系统功效地理信息系统分类体系地理信息系统应用领域地理信息系统发展过程第一章概论

本章概要阐述地理信息系统基本概念，系统结构，系统功效、类型，应用范围，及其发展历程。要求掌握：GeographicalInformationSystem地理信息系统10/98第一章概论GIS基本概念1.1数据和信息地理数据和地理信息信息系统地理信息系统GeographicalInformationSystem地理信息系统11/98数据与信息数据

数据（Data）是人类在认识世界和改造世界过程中，定性或定量对事物和环境描述直接或间接原始统计，是一个未加工原始资料，是客观对象表示。GeographicalInformationSystem地理信息系统12/98数据与信息信息信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决议依据。数据和信息都含有客观性、适用性、可传输性和共享性GeographicalInformationSystem地理信息系统13/98地理数据和地理信息地理数据地理数据是各种地理特征和现象以他们之间关系数字化表示。地理数据和信息都含有空间上分布性、数量上海量性、载体多样性和位置与属性对应性等特征。GeographicalInformationSystem地理信息系统14/98地理数据与地理信息地理信息地理信息是相关地理实体性质、特征和运动状态表征和一切有用知识，它是对表示地理特征与地理现象之间关系地理数据解释。地理信息含有空间特征、时间特征、属性特征三大特征GeographicalInformationSystem地理信息系统15/98信息系统数据处理对象空间信息系统、非空间信息系统信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成，含有数据采集、管理、分析和表示数据能力系统。应用层次事务处理系统、管理信息系统、决议支持系统信息系统分类：GeographicalInformationSystem地理信息系统16/98地理信息系统地理信息系统

地理信息系统是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包含大气层）相关地理分布数据进行采集、存放、管理、运算、分析、显示和描述技术系统。

数据空间定位特征空间关系处理复杂性海量数据管理能力特征：GeographicalInformationSystem地理信息系统17/98第一章概论GIS组成1.2空间数据GIS用户硬件系统软件系统GeographicalInformationSystem地理信息系统18/981.2.1硬件设备输入设备专业设备常规设备GPS全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存放设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机GeographicalInformationSystem地理信息系统19/981.2.1硬件设备大幅面数字化仪大幅面扫描仪GeographicalInformationSystem地理信息系统20/981.2.1硬件设备GPS接收机虚拟立体镜GeographicalInformationSystem地理信息系统21/981.2.1硬件设备全站仪A3彩色激打大幅面绘图仪GeographicalInformationSystem地理信息系统22/981.2.2软件系统GIS支撑软件GIS平台软件GIS应用软件空间数据输入与转换空间数据库管理系统图形与属性数据编辑制图与输出空间查询与分析图1GIS软件组成图2GIS平台软件功效模块GeographicalInformationSystem地理信息系统23/98GIS软件国产专业软件

MapGIS中国地质大学开发

SuperMap中国科学院地理科学与资源研究所

GeoWay吉威数源信息工程有限企业

EzGis北京山海经纬信息技术有限企业

GeoStar武汉大学（武汉测绘科技大学）GeographicalInformationSystem地理信息系统24/981.2.3网络Internet网络Intranet网络Intranet网络Intranet网络服务器服务器服务器服务器PC机PC机PC机Extranet

GIS中网络主要作用信息传输，因为GIS数据海量特征，对网络要求也比较高。GIS中网络形式普通有：局域网、广域网、无线网络等几个。GeographicalInformationSystem地理信息系统25/981.2.4空间数据多媒体地图数字数据遥感、航天影像数据定位测量统计数据GIS空间数据GeographicalInformationSystem地理信息系统26/98GIS数据GeographicalInformationSystem地理信息系统27/98GIS数据GeographicalInformationSystem地理信息系统28/98

不一样用途GIS其地理空间数据种类、精度都是不一样，但基本上都包含3种相互联络数据类型：某个已知坐标系中位置实体间空间关系与几何位置无关属性1.2.4空间数据GeographicalInformationSystem地理信息系统29/981.2.5人员管理维护更新开发组织GeographicalInformationSystem地理信息系统30/98第一章概论GIS功效1.3数据采集功效数据编辑与处理数据存放、组织与管理功效空间查询与空间分析功效数据输出功效GeographicalInformationSystem地理信息系统31/981、数据采集功效NameAddressTownSt.Zip模拟地图遥感传感器影像数据扫描仪

存放介质矢量数据

栅格数据表格

计算机媒介数字化仪

地面测量与历史数据

GeographicalInformationSystem地理信息系统32/982、数据编辑与处理数据获取数据入库GeographicalInformationSystem地理信息系统33/982、数据编辑与处理数据编辑——矢量数据编辑“修改线属性”逐层放大GeographicalInformationSystem地理信息系统34/982、数据编辑与处理数据编辑——图层编辑GeographicalInformationSystem地理信息系统35/982、数据编辑与处理矢量数据栅格数据数据处理——数据格式化GeographicalInformationSystem地理信息系统36/982、数据编辑与处理数据处理——数据转换空间数据在不一样投影间转换GeographicalInformationSystem地理信息系统37/983、数据存放、组织与管理空间数据库栅格数据矢量数据表格、多媒体数据GeographicalInformationSystem地理信息系统38/984、空间查询与空间分析怎样制造呢？空间数据（原料）GIS空间查询与空间分析（工具）GeographicalInformationSystem地理信息系统39/984、空间查询与空间分析空间查询GeographicalInformationSystem地理信息系统40/98广州市海珠区空间分析——叠加分析4、空间查询与空间分析GeographicalInformationSystem地理信息系统41/98空间分析——叠加分析4、空间查询与空间分析GeographicalInformationSystem地理信息系统42/984、空间查询与空间分析城市环境评价空间分析——缓冲区分析GeographicalInformationSystem地理信息系统43/984、空间查询与空间分析空间分析——网络分析GeographicalInformationSystem地理信息系统44/984、空间查询与空间分析空间数据库航道淤积,挖槽方案比较?地形信息空间检索空间分析——地形分析GeographicalInformationSystem地理信息系统45/985、数据输出功效专题图影像图GeographicalInformationSystem地理信息系统46/98数据输出功效——可视化功效5、数据输出功效GeographicalInformationSystem地理信息系统47/98GIS基本功效实现过程文件图表数据获取

原始数据存放检索空间查询空间分析数据编辑投影变换数据输出

制图、表格

交互展示

结构化数据空间数据库GeographicalInformationSystem地理信息系统48/98GIS能够回答问题位置问题即“在某个特定位置有什么”问题。位置能够用各种方 式描述，如名称，邮编，地理参考物等。

条件问题即“在哪里”问题。这个问题与上述相反，而且需要依 靠空间分析往返答。这个问题要求找到满足某个条件地 点。（比如要找到一块无林地，要求是面积为平方 米，距离公路100米以内，土壤能够支撑建筑物）。

趋势问题即“自从……以来发生了哪些改变？”问题。能够观察 某地域随时间改变。

格局问题这个问题较为复杂。比如要确定核电站附近居民，其死 亡是否主要由癌症所致。

模型问题即“假如……，会发生什么？”问题。比如假如一条新 道路加入网络，或一个有毒物质渗漏至当地水源供给地 方时，会发生什么事情。回答这些问题需要相关地理学以 及其它信息。GeographicalInformationSystem地理信息系统49/98第一章概论GIS类型1.42DGISGIS类型TGIS3DGIS按数据结构划分矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS按软件开发模式与支持环境划分GIS模块集成式GIS按数据维数划分模块GIS关键式GIS组件式GIS和WebGIS互操作GIS按功效划分应用功效软件功效工具型应用型大众型专业GIS桌面GIS手持GIS组件GISGIS浏览器GeographicalInformationSystem地理信息系统50/98第一章概论GIS与其它学科关系1.5生态学测绘科学与技术地球系统科学计算机科学与技术GIS公共管理交通水文学旅游学环境学社会学数学土壤学林业经济学......GeographicalInformationSystem地理信息系统51/98GIS与其它信息系统区分1.GIS与机助制图系统(CAM)区分与联络

机助制图是地理信息系统主要技术基础机助制图功效主要强调空间数据处理、显示与表示二者主要区分在于空间分析方面。GIS不但包含机助制图系统全部功效，还含有丰富空间分析功效GeographicalInformationSystem地理信息系统52/98GIS与其它信息系统区分2.GIS与数据库管理系统区分与联络

数据库管理系统是普通事务管理系统和地理信息系统中属性数据管理基础软件当前有些商用关系数据库管理系统在向空间数据管理方面扩展二者区分在于地理信息系统除含有功效强大空间数据管理功效之外，还含有图形数据采集、空间数据可视化和空间分析等功效GeographicalInformationSystem地理信息系统53/98GIS与其它信息系统区分3.GIS与计算机辅助设计（CAD）区分与联络

二者共同点：都有坐标参考，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也能处理非图形属性数据二者主要区分：CAD处理多为规则几何图形及其组合，图形功效极强，属性功效相对较弱

GIS处理多为地理空间自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富符号库和属性库，GIS需要有较强空间分析功效，图形和属性相互操作十分频繁，且多含有专业化特征

CAD普通仅在单幅图上操作，海量数据图库管理能力比GIS要弱GeographicalInformationSystem地理信息系统54/98GIS与其它信息系统区分4.GIS与遥感图像处理系统区分与联络

遥感数据是GIS主要信息源。经过遥感信息系统处理遥感信息，或进入GIS系统作为制图背景图象，或是与经过分类信息协同GIS与遥感集成份析。遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理软件，主要强调对遥感数据几何处理、灰度处理和专题信息提取，含有较强制图功效，可设计丰富符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但因为缺乏实体空间关系描述，难以进行空间实体空间关系查询、属性查询及网络分析等。遥感图像处理系统不能看作GISGeographicalInformationSystem地理信息系统55/98测绘、地图制图灾害监测环境保护精细农业电子商务国防、军事宏观决议人口管理交通运输城镇规划与管理电子政务资源管理公安、抢救医疗、卫生1.6GIS应用范围GISGeographicalInformationSystem地理信息系统56/981.6GIS应用范围资源管理——城市土地利用信息系统

GeographicalInformationSystem地理信息系统57/981.6GIS应用范围资源管理——城市土地利用变更调查

GeographicalInformationSystem地理信息系统58/981.6GIS应用范围矿山虚拟剖面图资源管理——矿产资源管理

GeographicalInformationSystem地理信息系统59/981.6GIS应用范围灾害监测——洪水淹没区域预测

GeographicalInformationSystem地理信息系统60/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（国家测绘局公布地图）

茂县震前震后影像图GeographicalInformationSystem地理信息系统61/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（国家测绘局公布地图）

茂县行政区划图和遥感影像图GeographicalInformationSystem地理信息系统62/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（中国地震局专题图）

GeographicalInformationSystem地理信息系统63/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（中国地震局专题图）

GeographicalInformationSystem地理信息系统64/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（Google网络地图）

GeographicalInformationSystem地理信息系统65/981.6GIS应用范围灾害监测——5.12汶川地震（Google网络地图）

GeographicalInformationSystem地理信息系统66/981.6GIS应用范围环境保护GeographicalInformationSystem地理信息系统67/98LanduseSoilsDepthtoWaterGroundwaterContaminationVulnerability地下水污染脆弱性评价1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统68/98精准农业车载导航1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统69/981.6GIS应用范围Copyright©TheMcGrawHillCompanies,Inc.Permissionrequiredforreproductionordisplay.收割机

土壤采样车

翻耕机

喷药机

施肥机

播种机

喷药机

卫星

GPS

卫星

卫星

GPS

GPS

GPS

GPS

GPS

作物生长信息

精准农业农田作业系统GeographicalInformationSystem地理信息系统70/981.6GIS应用范围农作物估产地形预计肥料用量预计精细农业——农作物估产

GeographicalInformationSystem地理信息系统71/981.6GIS应用范围盐度分布

温度分布海底地貌渔捞数据精细农业——渔业

GeographicalInformationSystem地理信息系统72/981.6GIS应用范围资源管理——电信资源管理

GeographicalInformationSystem地理信息系统73/98香港运输署

TISSystem

1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统74/981.6GIS应用范围交通运输——铁路地理信息系统

GeographicalInformationSystem地理信息系统75/981.6GIS应用范围交通运输GeographicalInformationSystem地理信息系统76/981.6GIS应用范围交通运输——北京市车辆智能导航系统数字地图GeographicalInformationSystem地理信息系统77/981.6GIS应用范围国防军事——作战指挥

GeographicalInformationSystem地理信息系统78/98灾害事故应急指挥中心

1.6GIS应用范围国防军事——反恐：纽约911

GeographicalInformationSystem地理信息系统79/98没有受到影响

须要清理

已受破坏但还稳定

受较大破坏

已受破坏

有坍毁危险地图制作

纽约(911)

1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统80/981.6GIS应用范围属性查询查询专题图作战指挥地图切换公安、抢救——公安警用地理信息系统GeographicalInformationSystem地理信息系统81/9882

入室行窃热点分布凶杀案分布1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统82/981.6GIS应用范围医疗、卫生——医疗机构信息查询GeographicalInformationSystem地理信息系统83/9884

医疗、卫生——

SARSWebSite1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统84/98MacauGIS.mo/website/macau/macao1.htm1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统85/981.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统86/981.6GIS应用范围广州大学城空间查询系统（主界面）

GeographicalInformationSystem地理信息系统87/981.6GIS应用范围生成缓冲区最短路径分析图层控制图文查询定位查询关键字查询广州大学城空间查询系统（主要功效）

GeographicalInformationSystem地理信息系统88/98城市实体数字城市概念模型城市信息虚拟城市1.6GIS应用范围GeographicalInformationSystem地理信息系统89/98Copyright©TheMcGrawHillCompanies,Inc.Permissionrequiredforreproductionordisplay.eCitySoftware/Pari