第一章导论(地理信息系统概论)

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地理信息系统概论

第一章：导论1、地理信息系统地理信息系统的定义在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统。

其目的是为土地利用、自然资源管理、环境、交通、城市市政设施以及其它管理内容的规划和管理等领域提供决策支持。

地理信息系统（Geographic Information System GIS）的定义（1）工具角度(Tools)：GIS是在计算机硬件、软件及网络技术支持下，对有关空间数据进行输入、处理、存贮、查询、检索、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。

（2）学科角度(Science) ： GIS是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。

（3）服务角度 (Service ) ： GIS是服务于GIS可用于土地管理、房地产经营、污染治理、环境保护、交通规划、上下管线管理、市政工程服务和城市规划、自然资源调查、环境研究、土地详查与利用、森林管理、农作物估产、各种灾害预测与防治、国民经济．调查和宏观决策分析等。

地理信息系统具有以下4个的特征：1、地理信息系统的外壳是计算机化的技术系统，它又有若干相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图象处理子系统、数据产品输出子系统等。

这些子系统功能的强弱，直接影响在实际应用中对地理信息系统软件和开发方法的选型。

2、地理信息系统操作的对象是地理空间数据，即由点、线、面这三类基本要素组成的地理实体。

地理空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码（地理编码），实现对其定位、定性和定量描述。

只有在地理信息系统中，才实现了空间数据的空间位置、空间属性和时态三种基本要素的统一。

3、地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程的演化和预测。

地理信息系统概论

GIS导论第一章【数据】凡是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。

不仅是数字，文字、符号、图像等也可以是数据。

【信息】狭义：“两次不定性之差”，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。

广义：是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式【信息的特点】地理信息的客观性；地理信息的适用性；地理信息的传输性；地理信息的共享性。

【地理信息】是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

【地理数据】是与地理环境要素有关的物质的数量、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。

【地理信息的特征】空间特征：地理信息具有空间特征，是空间信息，其数据是与确定的空间位置联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志；属性特征：地理信息具有属性特征，通常在二维空间的定位基础上，按专题来表达多维即多层次的属性信息。

时序特征：地理信息具有时序特征，通常可以按照时间的尺度来区分地理信息；【地理信息系统的基本构成】系统硬件：用以储存、处理、传输和显示地理或空间数据。

包括数据处理设备、数据输入设备、数据输出设备，处理设备室地理信息系统硬件的主体，是系统硬件的核心。

系统软件：GIS功能软件（GIS应用软件、GIS基础软件平台）、基础支撑软件（数据库系统软件、系统库）、操作系统软件（操作系统）。

空间数据：可分为矢量数据、栅格数据。

应用人员：包括系统开发人员和地理信息系统的最终用户。

应用模型：是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案。

【地理信息系统的基本功能】数据采集与编辑、数据存储于管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程。

第二章【GIS空间数据分类】41按数据来源按数据结构按数据特征按几何特征按数据发布形式地图数据影像数据文本数据矢量数据栅格数据空间数据非空间属性数据点线面、曲面体数字线画图数字栅格图数字高程模型数字正射影像图按照来源分类：41地图数据、影像数据、文本数据。

地理信息系统导论-第一章绪论

目前遥感数据自给率可达80%
2012年1月９日，我国在太原卫星发射中心成功将“资源三号”卫星送入轨道。
“资源三号”卫星高度约５００公里、倾角约９７．５度的太阳同步轨道。
资源三号卫星配置4台相机：
优于2.5米的高分辨率正视全色TDI CCD相机
两台优于4.0米分辨率的前视、后视全色 TDI CCD相机
神威太湖之光，Sunway MPP，SW26010，国家超级计算中心，中国无锡，1060万个核心， 93.01pf（每秒千万亿次运算）。世界第一天河二号，国防科技大学，TH-IVB-FEP Cluster，国家超级计算机中心，中国广州， 312万个核心，33.86pf。世界第二
方法 2. 会使用一种以上的软件绘制地图、分析
和查询数据
3. 对应用和开发的途径有初步的了解 4. 环境遥感技术初步
第一章绪论
日本2011年3月11日地震引发海啸，应急期间，地理信息系统在协助应急管理人员进行救援行动、定位严重受损区域和基础设施、确定医疗救助优先级，以及安置临时避难所等方面发挥了重要作用
地理信息系统导论
—构建基于地理信息系统（GIS）的环境科学应用
有一类信息，总是与位置有关，描述何地有何物、何事称地理空间信息——包括空间位置、属性（除位置外的全部）
当局限于地球表面的目标时，存在一种信息，总是与坐标信息关联
空间数据地理关联数据
我们再来看现代的地图（卫星影像）
2015年10月，资源三号卫星应用系统全面建成，标志着我国卫星测绘应用技术研究取得新的突破，填补了我国自主民用卫星测绘技术空白
过去，我国90%以上的卫星遥感数据依赖国外卫星数据进口。资源三号卫星测绘遥感卫星体系有助于改变此局面 2017年1月，资源三号卫星影像云服务平台英国节点正式开通

地理信息系统概论

第一章地理信息系统概论数据与信息信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。

信息的特点：客观性（信息与客观事实紧密相关）、实用性(经过信息系统处理可以变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息)、传输性（可以在发送者和接收者之间传播）、共享性（可为多个用户共享而本身无损失）。

数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。

数据的特点：格式依赖计算机系统，可以转换形式，是用以载荷信息的物理符号，本身并无意义。

数据与信息的关系：信息与数据是不可分离的。

信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。

数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。

信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。

数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。

不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。

信息系统:信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用信息。

信息系统的类型：事务处理系统（支持操作层人员的日常活动，处理日常事务）；管理信息系统（为战术层管理者提供信息，包含事务处理系统）；决策支持系统（交互式信息系统，能支持管理者制定决策）;人工智能和专家系统（能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统）。

地理信息系统地理信息系统是一种决策支持系统。

它的定义由两方面组成，一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

地理信息系统概论笔记

地理信息系统概论（修订版）第一章导论第一章导论§1 地理信息系统基本概念1．1数据与信息数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。

数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。

数据是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。

就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。

信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

1．2地理信息与地理信息系统地理信息是指表征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、图象和图形的总称。

地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。

地理信息系统（Geographical Information System）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义）§2 GIS的基本组成GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

2．1系统硬件1、GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站/服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站/服务器成为GIS的主流。

2、GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。

地理信息系统-第一章-导论

10/16/2020
前言
☆学习目的与要求 ☆ 学时分配 ☆ 考核方式 ☆ 课程安排 ☆ 参考教材
10/16/2020
学习目的与要求
相关课程背景知识：测绘学、地图学、数据库、数据结构、图形学……
掌握GIS的概念，了解GIS的组成和基本功能；掌握GIS的数据处理流程
采集、编辑、组织、管理、分析和输出；熟悉GIS空间分析基本技术和方法，具有用GIS解决相关问题
定性或定量地描述事物的特征和状况。
未经加工的数字、文字、符号、声音、图象等原始资料。数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。
信息（information):狭义的说就是“两次不定性之差”,广义的说是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
地理信息系统
Geographical Information System
10/16/2020
问题的提出
1. 与安徽省相邻且人口比安徽省人口多的省份？ 2. 合肥市政务新区在什么位置？ 3. 安徽农业大学到政务新区的最短路径、公交换乘？ 4. 购房选择：住房面积>100 m2 &朝南&房价<1万元/m2 5. 长江西路两侧1000米范围内的中学有多少所？ 6. 某老板想在国购广场开餐饮连锁店，如何选址？
的能力；了解GIS的发展趋势
通过该门课程的学习，能掌握GIS的基本原理、基本方法与常用GIS软件的操作，为GIS的开发、应用打下理论基础。
10/16/2020
学时分配
讲课 25学时实验 10学时总学时 35学时

地理信息系统概论

地理信息系统概论复习要点第一章、导论1、数据：数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。

2、信息：信息使用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。

3、数据与信息的关系：数据是信息的表达方式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。

数据只有通过解释才有意义，才能成为信息。

4、数据处理：所谓数据处理，是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析模拟和预测等操作。

数据处理的目的：（1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；（2）把数据加工成对正确管理和决策有用的数据（3）把数据编辑后存储起来，以供后续使用。

5、地理信息和地理数据：地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、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。

6、地理信息的特征（1）空间特征：空间特征是指地理现象的空间位置及其相互关系，其数据成为空间数据；（2）属性特征：属性特征表示地理现象的名称、类型和数量等，其数据成为属性数据；（3）时序特征：时间特征指地理现象随时间而发生的变化，其数据称为时态数据；地理空间数据的三要素缺一不可。

7、地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和现实，以便解决复杂的规划和管理问题。

8、地理信息系统的分类体系(P6图)9、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。

一、系统硬件：1、数据处理设备：例如大型机、图形工作站、服务器和个人计算机，主流采用C/S（客户机/服务器）模式；2、数据输入设备：图形手扶跟踪数字化仪、图形扫描仪、数字测量设备；3、数据输出设备：绘图仪、打印机、计算机显示器和大屏幕投影仪等；二、系统软件：1、GIS功能软件：GIS功能软件可分两大类型：①GIS基础软件平台：国外的有ESRI公司的ArcGIS（包括ArcInfo和ArcView GIS等）、Intergraph公司的GeoMedia、MapInfo公司的MapInfo；国内的有超图公司的SuperMap、中地公司的MapGIS和吉奥公司的GeoStar等； GIS基础软件平台功能：（1）空间数据输入和编辑（2）空间数据管理（3）空间数据处理和分析（4）空间数据输出（5）图形用户界面（6）系统二次开发功能；2、基础支撑软件：主要包括系统库软件和数据库软件（P16）3、操作系统软件：如windows、UNIX、Linux等。

地理信息系统概论知识点总结

地理信息系统概论第一章导论数据与信息的关系：数据：是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息：是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。

数据（）是信息()的表达，而信息是数据的内容。

数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。

就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。

数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

地理信息：是指表征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、图象和图形的总称。

地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息系统（）：地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。

其技术系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

的基本构成：一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软1 / 11件、空间数据、应用人员和应用模型。

1、系统硬件：（1）主机：包括大型、中型、小型机，工作站∕服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站∕服务器成为的主流。

（2）外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。

（3）网络设备：包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。

黄杏元《地理信息系统概论》（第3版）课后习题-第一章至第八章【圣才出品】

黄杏元《地理信息系统概论》（第3版）课后习题-第一章至第八章【圣才出品】第二部分课后习题第1章导论1．什么是地理信息系统（GIS）？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？答：（1）地理信息系统地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（2）与一般计算机应用系统的异同点地理信息系统隶属于信息系统，属于空间信息系统。

它与非空间信息系统（如管理信息系统）的主要区别在于它能够处理空间定位数据，并且其存储和处理的信息是经过地理编码的。

具体如下：①GIS与机助制图系统机助制图是地理信息系统的主要技术基础，它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。

地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。

一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。

②GIS与DBMS（数据库管理系统）GIS除需要功能强大的空间数据的管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。

因此，GIS在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多得多。

③GIS与CAD系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

④GIS与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。

它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。

这种系统一般缺少实体的空间关系描述，难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。

2．地理信息系统有哪几个主要部分组成？它的基本功能有哪些？试举目前广泛应用的两个基础地理信息系统软件为例，列出它们的功能分类表，并比较其异同点。

答：（1）系统组成地理信息系统，一般包括系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

地理信息系统概论复习资料

地理信息系统概论第一章导论数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用于定性或定量地描述事物的特征和状况。

不仅包括数字，也包括文字、符号、图像和声音等。

数据本身没有意义，其格式随存储它的物理设备的形式而改变。

信息：狭义信息论指两次不定性之差，即人们获得信息后对事物认识的差异；广义信息论认为信息是指主体和外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表示事物特征的一种普遍形式。

地理信息系统中的信息即是广义的信息概念，它不随数据格式的改变而改变。

数据及信息的关系：数据是信息的表达方式，是信息的载体；信息那么是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容；数据只有通过解释才成为信息。

数据处理的目的：把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式；把数据加工成对正确管理和决策有用的数据；把数据编辑后存储起来，以供后续使用。

信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。

地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。

地理数据：是及地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。

地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。

地理信息系统的根本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。

地理信息系统的应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。

第二章地理信息系统的数据构造大地水准面：是假设静止的平均海水面穿过大陆、岛屿形成包围整个地球的一个闭合曲面。

旋转椭球体：是一个可以用数学公式描述的规那么的几何外表，可以作为平面坐标的基准。

大地坐标系：1954北京坐标系、1980国家大地坐标系、地心坐标系。

GIS空间数据的分类：按照数据来源分类：地图数据，影像数据，文本数据；按照数据构造分类：矢量数据，栅格数据；按照数据特征分类：空间定位数据，非空间属性数据；按照数据几何特征分类：点、线、面、曲面、体；按照数据发布形式分类：数字线画图数据，数字栅格图数据，数字高程模型数据，数字正射影像数据。

地理信息系统导论

2．地理信息系统及其类型
2．3．4空间数据
是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。在GIS中，空间数据主要包括： 1）某个已知坐标系中的位置 2）实体间的空间关系 3）与几何位置无关的属性
2．地理信息系统及其类型
•
图1-7：几种典型的拓扑关系
3．地理信息系统的功能概述
• 地理信息系统的核心问题可归纳为五个方面的内容：位置、条件、变化趋势、模式和模型。 • 1）位置（Locations） • 即在某个特定的位置有什么。 • 2）条件（Conditions） • 即什么地方有满足某些条件的东西。 • 3）变化趋势（Trends） • 该类问题需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。
1）信息的含义信息是指主体（人、生物或机器）与外部客体（环境、其他人、生物或机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 2）信息的特点客观性、实用性、传输性、共享性
1．地理信息系统的基本概念
1．1．2 数据数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。数据是用以载荷信息的符号，数据本身并没有意义。信息与数据是不可分离的。
1．地理信息系统的基本概念
1．2信息系统及其类型
系统是具有特定功能的、相互有机联系的许多要素所构成的一个整体。对计算机而言，系统是为实现某些特定的功能，由必要的人、机器、方法或程序按一定的相关关系联系起来进行工作的集合体，内部要素之间的相互联系通过信息流实现。系统的特征由构成系统的要素及其相互之间的联系方式所决定。

地理信息系统概论第一章绪论 ppt课件

➢对数据的解释、运用与解算，是数据内涵的意义，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
（三）信息的特点：
1、客观性：是正确性和精确度的保证；
2、适用性：是建立系统的目的性所决定；
3、传输性：网络技术；
4、共享性：发展的必然。
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6
二、地理信息与地理信息系统
（一）地理信息（geographical information)：是地理数据所蕴涵和表达的地理意义。地理数据是表征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、图像和图形的总称。
➢是未经加工的原始材料，是对信息的表达，是客观对象的表示。
信息（information):狭义的说就是“两次不定性之差”
广义的说是指主体与外部客体之间相互联系的一种形
式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是
表征事物特征的一种普遍形式。
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（二）数据处理与解释：
➢数据要通过处理和解释才能得到信息，处理是为了便于去解释数据，而解释则需要人的智慧、学识和经验。
➢迅速发展：70年代，计算机的发展带动了GIS的迅速发展；
➢普遍发展和推广应用阶段：80年代，数据库管理系统的成熟，计算机的普及；
பைடு நூலகம்
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§3 GIS的功能简介
一、基本功能
1、数据采集与编辑：通常分层采集。
2、数据存储与管理：必须有属性和空间数据的互查；
3、数据处理和变换：数据的统一和规范；
4、空间分析和统计：帮助确定地理要素之间新的空间
关系，以便灵活解决各类专门问题；
5、产品制作与显示：
6、二次开发和编程：走向用户。

地理信息系统概论复习资料

地理信息系统概论【第一章】导论1 、数据：数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特性和状况。

2 、信息：信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体与客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。

3 、信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性4 、地理数据：指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形的总称，是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。

5 、地理信息的特征：（1）空间特征：分布性，使信息具有空间维。

（2）属性特征：专题性，具有专题属性（属性维）。

（3）时序特征：动态性，使信息随时间动态变化（时间维）。

6 、地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

7 、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。

（1）系统硬件：数据输入设备：卫星遥感影像接收机、GPS、扫描仪、数字化仪数据处理设备：大型机、图形工作站、服务器、个人计算机（PC）数据输出设备：绘图仪、打印机、大屏幕（2）系统软件：是整个系统的核心。

GIS 功能软件：分为GIS基础软件平台和GIS应用软件基础支撑软件：包括系统库软件和数据库软件操作系统软件（3）空间数据：地理数据是GIS的操作对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

①空间特征：是指地理现象的空间位置及其相互关系，其数据称为空间数据，分为矢量数据（点、线、面）和栅格数据（平面、曲面），包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系。

②属性特征：表示地理现象的名称、类型和数量等，其数据称为属性数据。

③时间特征：指地理现象随时间而发生的变化，其数据称为时态数据。

8 、地理信息系统的功能：基本功能：数据采集与编辑，数据的存储与管理，数据的处理和变换（数据变换、数据重构、数据抽取），空间分析和统计（叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析），产品制作与演示，二次开发和编程应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策9 、 Roger Tomlinson从1963年开始创建世界上第一个地理信息系统即加拿大信息系统（CGIS），Tomlinson被誉为地理信息系统之父。

第一章地理信息系统概论-讲义

空间和地理空间
Space
– 从数学、物理学、哲学、认知心理学可以有不同的定义
Geographical Space
– Geographic space is large-scale space, i.e., space that is beyond the human body and that may represented by many different geometries at many different scales.
信息系统分类
分析模型
决策支持系统
专家系统
附加事实规则
外部信息
内部信息
管理信息系统
事务处理系统
信息系统分类(Cont.)
事务处理系统(Transaction Process System, TPS)主要用以支持操作层人员的日常活动。它主要负责处理日常事务。管理信息系统(Management Information System, MIS):需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。决策支持系统(Decision Support System, DSS)是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。人工智能和专家系统专家系统(Expert System, ES) 能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。
事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。 – 以一定规则组织在一起的事实的集合。
信息和数据的关系
信息=数据+说明数据是信息的载体。
信息系统
信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。一个基于计算机的信息系统包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

《地理信息系统》第一讲-概论.

第一章绪论
GIS的应用领域
在民航的应用
(2) 空管部门空域规划与划分、空域管理（航图、航路、流量控制）、飞行追踪、气象管理、无线电波管理、应急搜救。（3）航空公司飞机飞行监控、航线管理、VIP、常旅客管理、票务管理
第一章绪论国外GIS的发展概况

1．20世纪50年代的萌芽状态
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，建立了世界上第一个地理信息系统—— 加拿大地理信息系统(CGIS)。稍后，美国哈佛大学研制出 SYMAP系统软件。
第一章绪论
国外GIS的发展概况（续）

3．20世纪70年代巩固阶段
由于计算机硬件和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。此外，探讨以遥感数据为基础的地理信息系统逐渐受到重视

4．20世纪80年代突破阶段
随着计算机软、硬件技术的发展和普及，地理信息系统也逐渐走向成熟。这一时期是地理信息系统发展的重要时期。这一时期，很多国家制定了本国的地理信息系统发展规划，启动了若干科研项目，建立了一些政府性、学术性机构，如美国于1987年成立了国家地理信息与分析中心(NCGIA)，英国于1987年成立了地理信息协会。
公共供应网络（电、气、水、废水）、电信网络、交通控制管理、城市规划、道路工程。
第一章绪论
GIS的应用域
(4) 为政府或企业提供管理、规划和决策工具
企业生产经营管理、税收、地籍管理、宏观规划、开发评价管理、交通工程、公共设施使用，公共卫生管理、经济发展和赈灾服务。
在民航的应用
（1）机场土地规划、机场选址、机场净空管理、跑道设计、基础设施建设、机场基础设施管理（水、电、通信、排污），机场环境保护（噪声监测评价、垃圾处理、居民健康调查）、机场特种车辆监控、机场后期运营管理。

地理信息系统导论陈述彭科学出版社

地理信息系统导论陈述彭科学出版社第一章绪论第一节地理信息系统地理信息系统：一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术二、地理信息的特征地理信息：有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识三大要素：空间位置、属性特征、时域特征特征：信息的一般特性+区域分布性、数据量大、信息载体的多样性三、信息系统的主要类型信息系统：具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统基本组成：计算机硬件、软件、数据和用户类型：事务处理系统、决策支持系统第二节地理信息系统组成及其功能一、地理信息系统的组成数据输入子系统、数据存储与检索子系统、数据输入与分析子系统、输出子系统二、地理信息系统的功能1.地理信息系统的基本功能：数据采集、检验与编辑（获取数据，保证库中数据内容上与空间上的完整性、数据值逻辑一致无错等）；数据格式化、转换、概化（数据操作）；数据的存储与组织（数据集成的过程）；查询、检索、统计、计算功能；空间分析（核心）和显示2.空间分析与模型分析功能三个层次：空间检索（“空间索引”是关键）、空间拓扑叠加分析、空间模拟分析（GIS系统外部的空间模型分析、内部的空间模型分析、混合型）第二章地理空间与空间数据基础第一节地理空间二、地理空间的数学建构4类几何模型：自然面、相对抽象-大地水准面、椭球体模型（以大地水准面为基准）、数学模型三、地理空间坐标系的建立：二维欧几里得空间（笛卡尔平面直角坐标系）四、地理空间的距离度量2种度量方法：沿真实的地球表面进行；沿地球旋转椭球体的距离量算（欧几里得、曼哈顿、时间）；五、地理空间的表达1、矢量：0-3维矢量2、栅格3、三角形不规则网（TIN）---地理连续面六、地理空间的拓扑三个重要的拓扑概念：连接性（弧段在结点处的相互联接关系）、多边形区域定义（多个弧段首尾相连构成了多边形的内部域）、邻接性（通过定义弧段的左右边及其方向性来判断弧段左右多边形的邻接性）2、空间关系：拓扑（相邻、包含、相交等）、顺序（前后左右等）、度量（实体之间距离等）第二节空间数据模型与结构一、概述数据建模：选择数据模型对现实世界数据进行组织》》》选择数据结构进行表达该数据模型》》》选择适合记录该数据结构的文件格式二、空间数据模型3、空间数据模型：矢量、栅格、三角网三、空间数据结构栅格（完全栅格结构、游程编码、Morton顺序和Morton坐标、区域四叉树）矢量（Spaghetti结构、Roessel拓扑数据结构、表面格网数据结构）四、空间数据组织与编码第三节空间数据质量一、概念数据质量相关：误差（数据与真值）、准确度（计算或估算值与真值）、精密度、不确定性三、质量问题的来源自身存在的不稳定性、表达、处理中的误差、使用中的误差第四节空间数据的元数据三、空间数据元数据的获取与管理第一阶段：根据要建的数据库内容而设计的元数据（普通+专指性）第二阶段：元数据随数据的形成同步产生第三阶段：上述数据收集到以后根据需要产生的四、应用（帮助用户获取数据、数据质量控制、数据集成中的应用、数据存贮和功能的实现）原因：完整性、可扩展性、特殊化、安全性、差错功能、浏览功能、程序生成第一节空间数据输入四、空间坐标的转换1、矢量转换：表格坐标-投影坐标-地理坐标-工作投影坐标2、栅格转换：重采样三种方法：最邻近方法、线性内插、三次卷积五、空间数据类型转换：2、栅格向矢量转换：多边形边界提取》》》边界线追踪》》》去除多余点及曲线圆滑》》》拓扑关系生成第二节空间数据压缩编码一、影像压缩编码多灰度采用保真度编码，允许极小误差；二值影像和少灰度信息保持编码，不允许误差存在变换编码、熵编码、行程编码、跳白块编码、线性四叉树编码二、自适应二维行程编码基于线性四叉树的二维Morton行程编码、n-Morton行程编码、自适应二维行程编码三、数字高程模型数据和多灰度影像的压缩信息保持压缩、保真度压缩第三节地理空间数据库一、传统的数据库模型1、层次模型与树结构2、网状模型与图结构3、关系模式与二维表结构三、面向对象的数据库系统第四节可视化与空间查询二、影像地图的构成与空间对象关联的图形要素（点、线、不规则多边形、像元点）+地图注记四、空间信息查询1、空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，按一定的顺序排列的一种数据结构（包含空间对象的概要信息）格网型、BSP树、KDB树、R/R+树、CELL树2、查询方式：基于空间特征、基于属性特征、基于空间关系和属性特征第四章空间信息模型分析第一节空间信息模型基本概念空间信息模型：通过针对存在于空间实体之间的信息及其变化机制的模拟和分析来研究人类生存环境的发展规律的模型一、模型和域模型：把一个（源）域的组成部分表现在另一个（目标）域种的一种结构建模的目的：把源域简单化、抽象化模型的有用性判断：模拟源域的效果和在两个域间转换的难易程度二、模型质量准确性（Accuracy）：经模型转换后源域和目标域的匹配精确性（Precision）：目标域中量测的精细程度三、是域还是对象基于域的模型：把空间存在信息作为连续的空间分布信息的集合来处理基于对象的模型：把空间存在信息作为不连续的可被识别的、具有地理参照的实体来处理第二节基于域的空间信息模型一、域的特征：域：一系列等值面组成1、空间结构特征和属性域：属性域包含以下测量值：名称、序数、间隔、比率2、连续的、可微分的、离散的域：3、各项同性域与各项异性域：空间域内部各种性质是否随方向变化方向而变化4、空间自相关及其他空间模式描述参数：空间自相关：空间域中的值聚集程度的一种度量很强的正空间自相关一个空间域中的类似的数值有集聚的倾向空间自相关为零属性值和空间相邻程度没有明显联系负的空间自相关类似的属性值在空间上有相互排斥的倾向第三节基于对象的空间信息模型一个实体必须符合三个条件：可被识别、重要（与问题相关）、可被描述（静态属性、行为特征、结构特征）一、空间对象：对象存在于空间中（“嵌入空间”：欧氏空间、度量空间、拓扑空间、面向集合的空间）二、空间操作：静态的（不会使运算对象发证本质变化）和动态的（改变一个或多个运算对象）第四节数字地面模型一、定义数字地面模型（DTM）：描述地面特性的空间分布的有序数值阵列数字高程模型（DEM）：一种地面特性（由X、Y水平坐标系统来描述）的DTM二、DTM的实现DTM按空间结构分类：规则格点（格网）、散点、等值线、曲面、线路、平面多边形、空间格网的生成方法：反距离权插值（IDW）、双线性插值（不规则采样点、规则采样点）、趋势面插值、样条插值、克吕格插值第五节空间信息分析的基本方法1、空间信息量算：空间信息分析的定量化基础质心量算、几何量算、形状量算2、空间信息分类：主成分分析法：通过数理统计分析，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变量，选择信息最丰富的少数因子进行各种聚类分析、层次分析法（AHP）：把相互关联的要素按隶属关系划分为若干层次，请有经验的专家们对各层次各因素的相对重要性给出定量指标，利用数学方法，综合各人给出的权值、系统聚类分析：根据实体间的相似程度，逐步合并为若干类别，其相似程度由距离或相似系数定义判别分析：根据理论与实践预先确定出等级序列的因子标准，再将分析的地理实体安排到序列的合理位置上3、叠加分析：两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素分类：多边形叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加4、网络分析：对地理网络（交通网络）、城市基础设施建设（各种网线、电力线、电话线、供排水线）进行地理分析和模型化基本组成部分和属性：链、障碍、拐角点、中心、站点路径分析（静态求最佳路径、动态分段技术、N条求最佳路径分析、最短路径、动态最佳路径分析）、地址匹配、资源分配5、缓冲区分析：针对点线面实体自动建立周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形6、空间统计分析：常规统计分析、空间自相关分析（认识空间分布特征，选择适宜的空间尺度来完成空间分析——Moran I指数）、回归分析（两组或多组变量之间的相关关系）、趋势分析（模拟地理特征的空间分布与时间过程）、专家打分模型第六节地学模型分析基于理化原理的理论模型、基于原理和经验的混合模型、基于变量之间统计关系或启发式的经验模型。

地理信息系统概论讲义

地理信息系统概论讲义第一章绪论第一节 GIS基本概念一、地理信息系统基本概念一、信息和数据（一）信息1、定义：信息是用数字、文字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实，作为生产、建设、管理、分析和决策的依据。

2、特点：（1）信息的客观性：与客观事实紧密相关（2）信息的适用性：信息对决策十分重要（3）信息的可传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端）和以一定的形式或格式提供给有关用户，也包括信息在系统内各个子系统之间的流转和交换。

（4）信息的共享性：信息与实物不同，可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。

信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。

（二）数据（Data）定义：数据是通过数字化记录下来可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号。

1、在计算机的化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。

2、数据的特点：数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。

3、获得信息量的多少与人的知识水平和经验有关。

4、信息与数据是不可分离的，信息是数据的内涵，数据是信息的表达，即数据是信息的载体；。

信息=数据+说明二、地理信息1、定义：地理信息是有关地理实体的性质特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。

或定义为：地理信息是指表征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。

从另一角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。

2、特点：（1）空间分布性：其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。

地理信息是先定位后定义。

（2）多维结构的特征：在二维空间的基础上，实现多专题的第三维的信息结构，而各个专题或实体型之间的联系是通过属性码进行的，为地理系统各圈层的综合性研究提供了可能性。

第一章 导论(地理信息系统概论)

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《地理信息系统》第一讲-概论.

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