1.第一讲 GIS概述
GIS基础知识简介
GIS基础知识简介前⾔前⼀段时间，在公司进⾏了分析 GIS 基础信息的介绍。
之所以会有这个介绍以及为什么是我？这个个中缘由说下。
公司不是⼀个GIS⽅⾯的公司，但是由于业务的需要，经常需要⽤到地图（要和地图打交道），但是GIS知识匮乏。
我呢是公司⾥专业和GIS相关的，就由我来介绍下GIS。
这⾥知识简单的介绍，如有问题请指出，以便交流学习。
下⾯就把简介内容介绍下。
⼀、GIS概念1、定义地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时⼜称为“地学信息系统”。
它是⼀种特定的⼗分重要的空间信息系统。
它是在硬、软件系统⽀持下，对整个或部分表层、空中和地下空间中的有关分布进⾏、、、、、和的技术系统。
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是⼀门综合性学科，结合与以及和计算机科学，已经⼴泛的应⽤在不同的领域，是⽤于输⼊、存储、查询、分析和显⽰数据的，随着GIS的发展，也有称GIS为“”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。
1.1、GIS的特点为了满⾜GIS对地球表⾯、空中和地下若⼲要素空间分布和相互关系的研究，GIS必须具备以下基本特点。
①公共的地理定位基础；所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进⾏严格的空间定位,才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进⾏复合和分解，将隐含其中的信息变为显⽰表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础,⽀持空间问题的处理与决策。
（强调坐标的重要性，所以对于⼀些没有坐标的或者不知道坐标系统的数据是基本没有什么⽤的）②标准化和数字化；将多信息源的空间数据和统计数据进⾏分级、分类、规格化和标准化，使其适应于计算机输⼊和输出的要求，便于进⾏社会经济和⾃然资源、环境要素之间的对⽐和相关分析。
第一讲GIS概论
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GIS的相关学科
地理学
GIS
遥感技术
摄影测量学
数学和统计学
制图技术
计算机科学
专家系统
计算机图形学
计算机辅助设计
数据库技术
第1讲GIS概述
第1讲GIS概述GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息与数据相结合的技术工具。
它可用于收集、存储、处理、分析和展示地理数据，以帮助用户更好地理解和解决与地理位置相关的问题。
GIS在各个领域和行业中都有广泛的应用，如城市规划、环境管理、自然资源管理、农业、气候变化研究等。
地理空间信息包括位置、形状、大小、距离、方向等与地理要素有关的信息。
GIS通过使用软件和硬件工具将地理空间信息与其他数据结合，将地理信息可视化和分析。
GIS的三个基本组成部分是硬件、软件和数据。
硬件包括计算机、GPS设备、遥感和扫描仪等。
软件用于对地理数据进行存储、处理和分析，如ArcGIS、QGIS等。
数据是GIS的基础，包括地理数据、属性数据和图像数据等。
GIS的应用领域广泛。
在城市规划中，GIS可用于评估土地利用、交通网络规划、设施位置选择等。
在环境管理中，GIS可用于监测和管理自然资源、环境污染等。
在农业中，GIS可用于土壤评估、作物生长模拟等。
在气候变化研究中，GIS可用于模拟气候变化、评估潜在影响等。
GIS的发展使得地理空间信息成为重要的决策支持工具。
它可以帮助决策者更好地理解和解决与地理位置相关的问题。
例如，在城市规划中，GIS可以为政府官员提供决策支持，以制定更合理的城市规划政策。
在应急管理中，GIS可以帮助决策者更好地预测和应对自然灾害。
在商业领域中，GIS可以用来进行市场分析、区域营销等。
虽然GIS具有广泛的应用前景，但也面临一些挑战和问题。
首先，数据的质量和准确性是使用GIS的基础，但往往受到数据获取和处理的困扰。
其次，GIS技术的复杂性对于一些用户来说可能是一个挑战，需要一定的专业知识和培训。
此外，GIS的应用也牵涉到一些隐私和安全问题。
总结来说，GIS是一种将地理空间信息与数据相结合的技术工具，可以应用于各个领域和行业。
它能帮助用户更好地理解和解决与地理位置相关的问题。
虽然面临一些挑战，但GIS的应用前景仍然广阔，将持续发展和创新。
地理信息系统gis第1章 GIS概论ppt课件
（8）Chrisman（1999）认为，GIS是人们在与社会结构相互 作用的同时，测量、描述地理现象，再将这些描述转换成 其他形式的有组织的活动。
（9）21世纪初期，一些发达国家的GIS权威机构又对GIS给 出了定义，代表性的如下。
桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的 主要目的是产生地图，这里的“地图”就是数据库。大多 数桌面制图系统只有极其有限的数据管理、空间分析以及 个性化能力。
桌面制图系统是在桌面计算机（即图形工作站及微型计算 机的统称）上进行操作的。人们把运行于桌面计算机上的 地理信息系统，称为桌面GIS。
GIS的桌面制图通过编辑器为用户提供交互式界面对图形 进行操作，包括符号设计、图面整饰、图形综合、页面排 版等，同时还可以将设计好的地图制版输出，供批量印刷。
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（2）GIS与CAD和CAM • GIS与CAD的区别和联系，见表1.2
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• GIS与CAM区别和联系
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1.1 GI最S新概课件念框架和构成
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总之，GIS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 有广阔的应用前景。从GIS概念的提出到现代对GIS概念的理 解，是一门不断发展、不断完善的学科和技术。从20世纪80 年代至今，先后经历了从GISystem 到GIScience再到 GIService的发展，形成了理论研究、技术开发、工程应用与 产业化管理的完善体系，三个不同侧重阶段的发展时期如图 1.2 所示。
第一章GIS地图制图概述ppt课件
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1.4.2 GIS与计算机地图制图的发展
GIS是在计算机地图制图技术上逐渐发展起来的，它不仅 继承了地图学中空间信息的传递功能，更强调了空间数据。 早在18世纪，欧州一些国家就开始系统地绘制本国地形图。 60年代，计算机的出现，传统的制图方式被打破，对地球资 源的量化分析和评价产生了实质性的发展，地图要素被量化 成简单的数字，可以用计算机很方便地给予定性、定量及定 位分析，进而用颜色、符号和文字说明完整地表达实体，因 此产生了计算机地图制图技术。70年代后期，由于计算机硬 件持续发展，计算机地图制图的历程向前迈进了一大步。
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1.2.4地图制图学发展趋势
①地图制图学作为区域性学科，其重点已由普通地图制 图转移到专题地图制图，并向综合制图、实用制图和系统制 图的方向发展。
②地图制图学作为技术性学科，正在向机助制图方向发 展，逐步代替延续几千年的手工编图的作业方法。
③随着地图制图学同各学科间的相互渗透，产生了一些 新的概念和理论。例如，以地图图形显示、传递、转换、存 储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论和地图传输论； 研究经过地图图形模式化建立地图数学模型和数字模型的地 图模式论；研究用图者对地图图形和色彩的感受过程和效果 的地图感受论；研究和建立地图语言的地图符号学，等等。
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1.2.3地图制图学发展简史
地图的起源和地图制图学的发展已有悠久的历史。古希腊地理学家C.托勒 密的《地理学指南》就是一部地图制图学著作。托勒密认为地理学就是“以线 画形式描绘地球上所有迄今已知的部分及其附属的东西”。他研究了简单的圆 锥投影并绘制了世界地图。中国西晋著名地图制图学家裴秀所创立的“制图六 体”，对中国古代地图制图学的发展产生了深远的影响。唐代的贾耽、元代的 朱思本、明代的罗洪先等历代地图制图学家也对地图制图学的发展有过较大贡 献。欧洲文艺复兴时期，著名地图制图学家G.墨卡托对地图制图学的发展起过 重大的推动作用。17世纪以后，欧洲进行的大规模三角测量和地形图测绘，促 进了地图制图学的更快发展。在中国，从清代开始，进行了国家规模的地图测 绘，编制成带有近代性的《皇舆全图》和《大清一统舆图》。20世纪初兴起的 航空摄影测量方法，改变了地形图测绘生产过程，加上照像平版彩色胶印技术 的应用，为地图的大规模编绘和印制创造了条件，同时也促进了地图制图学现 代体系的形成。
GIS第1章 绪论
第1章绪论1.1 地理信息系统发展概述1.1.1 地理信息系统的基本概念1. 地理信息信息(information)是指用来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征的文字、数字、符号、语言、图像等介质。
信息来自人类的社会活动又服务于人类的社会活动，向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实和知识，是人类生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
信息与数据密切相关，数据是未经加工的原始资料，是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记录描述的单一或组合物理符号，是信息的载体，数字、文字、符号、图像等都是数据；信息则是经过处理后并能够被识别的用于解释数据的数据，能够反映数据内涵的意义，是数据的内容和解释。
地理信息与研究对象的空间地理分布有关，指地球表层物体及环境所固有的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
地理信息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，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征(简称属性)及时序特征三部分。
地球表层的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈是地理信息的主要描述对象，这些信息与人类社会的生活、生产、管理和决策关系非常密切，是人类认识自然、了解自然的基础。
地理信息除了具有信息的一般特性外，还具有以下特点。
(1) 空间性地理信息属于空间信息，有空间分布的特点。
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。
地理实体或目标具有空间特征，空间特征包括空间位置、几何特征(如方向、距离、面积等)和拓扑关系(地理实体之间的邻接、包含、关联等)，地理信息空间定位可通过公共的地理基础来实现，即按照特定地区的经纬网或公里网建立的地理坐标来实现空间位置的识别，并可以按照指定的区域进行信息的处理。
(2) 空间关联性有些信息本身并不具有空间性，如大量的属性数据，也有人称为非空间数据。
它是描述地理实体特征的定性或定量的指标，可以是关于地理目标的定性描述，也可以是地理目标的定量量测数据。
地理信息系统(GIS)概述
1992年城市化范围
2.区域生态环境治理
GIS可以将RS（遥感）与GPS（全球定位系统） 获取的数据从定量、动态和机制等方面进行综 合集成，建立具有实时、空间表达详尽等特点 的区域生态环境时空变化模型。通过对遥感图 像的分析，了解过去若干年内该区域生态环境 的变化过程，并将其与驱动因子联系起来，建 立解释生态环境当前和未来变化的经验性诊断 模型，为区域生态环境治理提供科学的依据。
第1章 GIS概述
• 一.GIS（Geographical Information System，简称GIS） 基本概念
是一种采集、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 理地理数据的通用技术。
第一章 GIS概述
• 二.GIS组成
地理信息系统的五个主要组成部分：系统 硬件，系统软件，空间数据，应用人员和 应用模型。
• 五.GIS的主要应用领域
第一章 GIS概述
第一章 GIS概述
1.资源管理
运用GIS有关软件可以输出不同土地利用 类型的分布和面积，按照不同高程带划分 的土地利用类型，不同坡度的土地利用现 状，以及不同时期的土地利用变化等，这 为资源的合理利用、开发和科学管理提供 依据。
2.灾害监测
3.环境保护
第一章 GIS概述
第一章 GIS概述
• 四.GIS基本功能
第一章 GIS概述
GIS数据采集功能:包括图形数据采集与编辑和属性 数据编辑与分析
第一章 GIS概述
数据获取
数据入库
数据编辑与处理
第一章 GIS概述
• 数据存储、组织与管理
第一章 GIS概述
第一章 GIS概述
第一章 GIS概述
第一章 GIS概述
GIS概述
自上而下：先检测全区域，其值不相同时就四叉分割，直到最小栅格或数值都相同为止。
自下而上：按MD码标记的栅格顺序扫描栅格单元，先检测0、1、2、3单元，若4个单元值相同，则合并；反之，作为4个叶节点记录。然后4、5、6、7单元，依次逐层向上，直到最后生成根节点。自下向上扫描栅格单元的顺序代码称为莫顿码。
实体型数据结构的优点：结构简单、直观，编码容易
实体型数据结构的缺点：①数据冗余，相邻多边形的公共边易产生分歧；②实体互相独立，缺乏联系；③岛弧处理比较困难。
ESRI公司的Shapefile文件是描述数据的几何和属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式。一个Shapefile文件包括一个主文件（.shp），一个索引文件（.shx）和一个（.dbf）dBASE表文件。
弧段：构成多边形的线又称为链段或弧段。
结点：两条以上的弧段相交的点称为结点。
岛：由一条弧段组成的多边形称为岛或洞。
简单多边形：多边形图中不含岛的多边形。
复合多边形：图中含岛的多边形，多边形为外边界，岛为内边界。
4、栅格数据模型。
栅格数据结构指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织方式。
空间元数据：指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理信息共享的核心标准之一。
数据标准：欧洲标准化委员会CEN/TC211，美国联邦地理数据委员会FGDC、地球信息技术委员会ISO/TC211
空间元数据的作用：帮助空间数据使用者查询所需的空间信息，进行空间数据的共享，并进一步处理空间数据。
属性数据查询：非空间的信息查询、简单查询、条件查询。
第一讲 GIS概述PPT课件
2）实体间的空间关系 实体间的空间关系通常包括：度量关系，如两个地物之 间的距离远近；延伸关系（或方位关系），定义了两个 地物之间的方位；拓扑关系，定义了地物之间连通、邻 接等关系，是GIS分析中最基本的关系，其中包括了网络 结点与网络线之间的枢纽关系（图1-2-a），边界线与面 实体间的构成关系（图1-2-b），面实体与岛或内部点的 包含关系（图1-2-c）等。
商用GIS软件的功能
观察的的现象、 文件与地图
数据获取
数据的获取（Data
Acquisition）、数据的初
原始数据
步处理（Preliminary data
Processing）、数据的存 储及检索（Storage and 数 据 库
存储与 检索
数据预处理
展示与
制图
交互
Retrieval）、数据的查
图1-2：几种典型的拓扑关系
3）与几何位置无关的属性
即通常所说的非几何属性或简称属性，是与地理实体相 联系的地理变量或地理意义。属性分为定性和定量的两 种，前者包括名称、类型、特性等，后者包括数量和等 级；定性描述的属性如土壤种类、行政区划等，定量的 属性如面积、长度、土地等级、人口数量等。非几何属 性一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统 计得到。任何地理实体至少有一个属性，而地理信息系 统的分析、检索和表示主要是通过属性的操作运算实现 的，因此，属性的分类系统、量算指标对系统的功能有 较大的影响。
2．地理信息系统及其类型
2．1 地理信息系统 地理信息系统（Geographical Information System，GIS） 是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地 理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处 理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关 的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息 系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现 象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信 息两个组成部分。 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。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的交叉学科；另一方面， 地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库 （Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方 法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研 究和地理决策服务的计算机技术系统。
GIS基础讲稿第1章
第一章地理信息系统导论地理信息系统（Geographic Information System）简称“GIS”，涉及地理学、测绘学、遥感科学、信息科学、系统科学、空间科学、环境科学、城市科学、决策科学、计算机科学与技术等学科，是管理和分析空间数据的综合性技术。
它的基础是地理、测绘、系统工程与人工智能，它的支撑是计算机技术，它的应用领域最初是地理、规划、地图与管理等行业，现在已涉及到所有领域与部门。
地理信息系统、遥感系统（RS）、全球定位系统(GPS)与通信技术的结合，丰富与完善了地理信息系统的科学体系。
地理信息系统的出现与应用揭开了地理学科的新篇章，其影响之深刻是难以估量的。
如果说，用地图记载地理现象，以坐标确定空间位置是地理学的巨大进步，信息论、控制论、系统论与耗散结构、突变论、协同论的引用给地理学注入了新鲜血液，计算机技术、遥感技术的应用使地理学充满了勃勃生机，则地理信息系统的出现是地理学发展史上的革命性变革，代表了地理学发展的一个重要方向。
1.1 基本概念1.1.1 数据、信息与信息系统今天，人们都深刻地认识到，信息如同矿物资源、水资源、能源一样，是重要的与社会经济发展不可分割的特殊资源，是人与客观世界之间的媒介，对管理和决策起着直接的决定性的影响。
人们从认识客观世界中的事物到表示信息的数据，一般经历了客观世界、数据世界与信息世界三个过程。
客观世界的研究对象是实体及其有关内容，用数据世界来表达，用信息世界来反映。
数据是客观实体的表达形式，是信息的载体。
信息是数据载体所包含的实际意义。
建立信息系统的过程是将客观世界与数据世界用计算机进行密切结合的过程。
信息从客观世界经过人为的选择、加工、组织进入数据世界，最后又回到客观世界之中。
我们面临的世界是一个人文、经济、自然、社会组成的复杂巨系统，是物质、能量和信息的统一体。
地理信息系统主要的研究对象就是系统中运动的实体及其性质，对这些描述客观世界的概念是本章首先要搞清楚的概念。
GIS概述
GIS概述地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集合了地理数据的组织、存储、处理、分析和展示功能与一体的计算机系统。
它通过将地理空间数据与属性数据结合在一起，可以对地理现象进行描述、分析、模拟和预测。
GIS系统广泛应用于土地利用规划、城市规划、环境保护、资源管理、气象预报、农业、交通、能源、医疗等领域。
GIS系统的核心是地理信息，它包括空间数据和属性数据两个方面。
空间数据是指用空间坐标来描述地理现象的数据，通常以点、线、面的形式存储。
属性数据是指与地理现象相关的非空间信息，如地理名称、人口统计数据、土地利用类型等。
地理信息是基于位置的信息，通过整合空间数据和属性数据，可以更好地理解和描述地理现象，提供有关地理现象的综合、准确和可视化的信息。
GIS系统的主要功能包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析和数据展示等。
数据采集是指从现实世界中获取地理数据的过程，可以通过GPS测量、卫星遥感等手段获取空间数据和属性数据。
数据存储是指将采集到的地理数据存储在计算机系统中，通常以数据库的形式存储。
数据管理是指对地理数据进行组织、分类和管理，以支持GIS系统的有效运行。
数据分析是指利用GIS系统进行空间分析、地理统计分析、网络分析等，以提取有关地理现象的有意义的信息。
数据展示是指将分析结果以地图、图表、三维模型等形式展示出来，以帮助用户更好地理解和决策。
GIS系统的基本原理包括地理参考系统、数据模型和地理分析方法。
地理参考系统是指用于定义地理位置的一种标准系统，包括地理坐标系统和地理投影系统。
数据模型是指用于描述地理现象的抽象模型，包括点、线、面等要素类型，以及拓扑结构和属性字段等。
地理分析方法是指用于处理地理数据和提取有关地理现象的方法，如缓冲区分析、空间插值、路径分析等。
GIS系统的应用非常广泛。
在土地利用规划中，GIS可以提供土地利用类型、土地利用变化和土地开发的信息，从而帮助决策者进行土地规划和管理。
01课-GIS概述
“5.12”汶川大地震抗震 救灾中，地理信息系统在以 下六方面发挥了重要作用。 1 疾病监测 2 重点基础设施保护 3 应急指挥与管理 事件密度分析和事件类 型分析；响应分析 ；人员分 析。 4 移动和车载制图 5 公众信息 6 资源跟踪和管理
2001 年 9 月 11 日，纽约应急服务中心（EOC）处 在高度戒备状态。包括一台发电机，一台备用发电机， 一套供水系统，一套过滤通风系统可以屏蔽99％的空气 污染物。另外还有计算机，电话以及配有不间断电源的 无线电设备。EOC最多可容纳68个部门办公，在这里他 们可以直接使用安装在工作站上的软件，访问他们必需 的有关数据和数据连接。 EOC 的所有设备都安置在特 别坚固的钢筋混凝土建筑中，可以抵抗每小时 200英里 的风力。一旦发生紧急情况，可以快速到达并投入应急 管理和指挥工作。
一幅画在纸上的地图，你所能做的操作就是打开 它。这时候展现在你面前的是关于城市、道路、山峦、 河流、铁道和行政区划的一些表现。城市在这些地图 上只能用一个点或一个圈表示、道路是一条黑线、山 峰是一个很小的三角、而湖泊则是一个蓝色的块。 同纸质地图一样，GIS产生的数字地图也是用象素 或点表示诸如城市这样的信息，用线表示道路这样的 信息、小块表示湖泊等信息。 但是不同的是，这些信息都来自数据库，并且只 在用户选择显示它们的时候才被显示。数据库中存储 着诸如这个点的位臵、道路的长度、甚至湖泊的面积 等信息。
但是，当两架喷气客机撞击世贸中心姊妹楼造成 这两座摩天大厦倒塌时，大火在多处蔓延，其中包括 EOC 的一栋房屋。当天晚上，EOC 所有装备全部付之 一炬。
在EOC的重建任务中，建立GIS 是重要一环。 EOC职员拥有ESRI的GIS软件和相关城市信息，如：学 校，医院，看护所等。他们可以直接绘制出洪水受灾 区域，疏散路线，紧急救援路线以及避难所的位 置„ „。但是，现在一切都一去不复返了。 纽约911事件告诉我们：快速恢复GIS系统并使其 发挥最大功效是国家每个担负灾难应急和管理任务的 相关部门的重要一课。特别针对象911这样的灾难事故。
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1.2 GIS空间数据组织与结构简介
地理空间数据是GIS系统的基础组成部分，其也是GIS 软件的直接操作对象。应该说整个GIS系统都是围绕空间数 据的采集、加工、存储、分析和表现等来展开的。 从数据结构上来说，矢量和栅格是地理信息系统中两种 主要的空间数据结构。
1.2.1 栅格数据结构
基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构。我们可 以把它看作是将空间分割成有规则的网格，并在各个网格上 给出相应的属性值，从而来表示地理实体的一种数据组织形 式。简单地讲，栅格数据结构实际就是像元阵列，每个像元 由行列确定它的位置并有一个相应的属性值。
1.3.3 服务器GIS（Server GIS ）
GIS软件可以被集中地管理在应用服务器和网络服务器 中。通过网络，向任意数量的用户提供各种GIS功能。企业 GIS用户可以使用传统的、高级的GIS桌面软件、网络浏览 器、定制的应用、移动计算设备、以及数字设备等连接到中 央GIS服务器，获得GIS服务。 这些服务器GIS能够提供丰 富的GIS功能。 1．ArcSDE 2．ArcIMS 3．ArcGIS Server
1.4.1 ArcGIS 9软件特色
ArcGIS 9是ESRI发布的功能比较强大而又完善的版本。 ArcGIS 9的一个主要目标是与现有的ArcGIS 8.3平台的功能和数据 模型完全兼容，使得最终用户和开发商可以很方便地对系统进行升 级，同时在软件稳定性、测试、空间数据库伸缩性和栅格处理的性 能方面作了改进；提供强大的跨平台支持能力，包括Windows、 UNIX和Linux平台，这为用户提供了更加灵活的配置选择。 1．制图编辑的高度一体化 2．便捷的元数据管理 3．灵活的定制与开发 4．ArcGIS 9的新功能
1.6 小结
本章简单介绍了一些GIS的基本理论知识，并就GIS的两大空 间数据组织与结构（栅格、矢量数据结构）进行了介绍，探讨了两 种结构的优缺点。紧接着本章对ArcGIS 9软件进行了详细地介绍， 包括ArcGIS 9软件的结构、体系和安装等。最后对ArcGIS 9软件所 特有的矢量数据结构进行了讲解。 本章的重点在于ArcGIS 9软件结构体系，掌握其结构体系和 功能对于有针对性地学好本软件有着致关重要的铺垫作用。另外， 很多读者可能是初学者，对GIS还不太了解。其实理解GIS基础知识 以及ArcGIS使用的数据结构也很重要，这也是本章的难点。 在学习本章的过程中应该注意结合其他有关GIS书籍与资料， 在理解GIS基本理论与知识的基础之上，再来熟悉ArcGIS软件是很 有必要的。
GIS第一讲
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
四、地理信息系统的基本概念 1 数据与信息 数据 指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、 指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、 声音、图象等符号。 声音、图象等符号。 数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。 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， 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 是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、 是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、 声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建 声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理 为人们的生产， 为人们的生产 管理等提供依据。 设，管理等提供依据。
二、学习方法
学时分配：总学时60学时，其中上机实验18学时 学时分配：总学时60学时，其中上机实验18学时 60学时 18 作业与课堂学习结合 上机实验与课堂学习结合 广泛参考其他资料
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
三、直观了解
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
第一讲（ 第一讲（P1~P10） ）
四、地理信息系统的基本概念 3 系统、信息系统、地理信息系统 系统、信息系统、 System：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成， 由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成， 由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成 能完成特定功能的有机整体。 能完成特定功能的有机整体。 Information System（IS）：能对数据和信息进行采集、存储、 能对数据和信息进行采集、 能对数据和信息进行采集 存储、 加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。具有采集、 加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。具有采集、管 分析和表达数据的能力。 理、分析和表达数据的能力。
GIS介绍1PPT优秀课件
GIS的一些基本技术
4.使用地图 矢量地图的存取：
与栅格地图类似，不过，编号的每个块比栅 格地图要大，每个适量地图包可以对应同一 位置的几级地图显示。
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GIS的一些基本技术
5.地图渲染 给地图增加标尺，特殊POI点效果，缩放尺， 指北针，放大缩小图标等等
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GIS的一些基本技术
6.基于地图的业务 位置查询： 查询包含关键字的POI点，并用列表显示。点 击POI列表，在地图上定位某个POI。
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GIS的一些基本技术
2. 各种坐标生成及转化
像素坐标： 由地理坐标根据公式转化而成，最大级别的
像素坐标与地理坐标一一对应。地图门户网站， 手机地图看到的地图，都是以像素坐标表示的平 面地图。
根据平面电子地图的详细程度，平面电子地图 （像素坐标）可以分为1 -- 20级别。
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GIS的一些基本技术
n级像素坐标 ： 4副世界地图拼合。 x坐标：（0 --- 512 * 2^(n-1)） y坐标： (0 --- 512 * 2^(n-1)) 图块编号：000000...0(n个0) ~
333333...3(n个3) 图块坐标：x,y
0<= x <= 2^n - 1 0<= y <= 2^n - 1 图块大小：256 * 256
3.认识地图
栅格地图优点： 漂亮，准确，存取方便，每副图片的大小 可以预计，最大图片和最小图片的大小相 差不大。
34
GIS的一些基本技术
3.认识地图 栅格地图缺点：
总数据量大，地图校准有困难，容易被破 解。
35
GIS的一些基本技术
3.认识地图
栅格地图应用： 地图门户网站，一些手机地图。栅格地图 需要通过网络下载，数据流量较大。下载 厚的栅格地图很容易被破解。
MAPGIS讲座
第一讲、MAPGIS基本概念GIS与MAPGIS1、什么是GIS地理信息系统，是英文Geographic Information System, 简称GIS。
GIS 是一个基于数据库管理系统（DBMS ）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
MAPGIS是国内GIS市场占有率最大的软件系统。
MAPGIS功能数据采集与编辑功能GIS的核心是一个地理数据库,所以建立GIS的第一步是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中,即数据采集.为了消除数据采集的错误,需要对图形及文本数据进行编辑和修改.属性数据编辑与分析属性数据比较规范,适应于表格表示,所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统管理. 通常的关系数据库管理系统(RDBMS)都为用户提供了一套功能很强的数据编辑和数据库查询语言,即SQL,系统设计人员可据此建立友好的用户见界面,以方便用户对属性数据的输入、编辑与查询. 除文件管理功能外, 属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构. 由于GIS中各类地物的属性不同, 描述他们的属性项及值域亦不同, 所以系统应提供用户自定义数据结构的功能,系统还应提供修改结构的功能,以及提供拷贝结构、删除结构、合并结构等功能.制图功能GIS的核心是一个地理数据库。
建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。
因为大多数用户目前最关心的是制图。
从测绘角度来看，GIS是一个功能极强的数字化制图系统。
然而计算机制图需要涉及计算机的外围设备,各种绘图仪的接口软件和绘图指令不尽相同,所以GIS中计算机绘图的功能软件并不简单,ARC/INFO的制图软件包具有上百条命令,它需要设置绘图仪的种类,绘图比例尺,确定绘图原点和绘图大小等. 一个功能强的制图软件包还具有地图综合,分色排版的功能. 根据GIS的数据结构及绘图仪的类型,用户可获得矢量地图或栅格地图. 地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图, 而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图,如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高线图等等. 还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图,如坡度图、坡向图剖面图等等.空间数据库管理功能地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集。
gis原理知识点整理
gis原理知识点整理GIS原理知识点整理一、GIS概述1. 什么是GIS2. GIS的应用领域3. GIS的发展历程二、GIS数据模型1. 矢量数据模型1.1 点、线、面的表示方法1.2 拓扑关系1.3 属性数据的关联2. 栅格数据模型2.1 栅格数据的组成2.2 栅格数据的存储方式2.3 栅格数据的分析方法3. 栅格与矢量数据模型的比较三、GIS数据获取与处理1. 数据获取方法1.1 地面调查、测量与勘测1.2 遥感技术1.3 全球定位系统（GPS）1.4 公开数据源的利用2. 数据处理与预处理2.1 数据清洗与去噪2.2 数据投影与坐标转换2.3 数据融合与融合方法四、GIS空间分析1. 空间查询与选择1.1 点选、线选、面选的操作方法1.2 属性查询与空间查询的结合2. 空间关系分析2.1 邻接关系2.2 包含关系2.3 重叠关系3. 缓冲区分析3.1 缓冲区的定义与应用3.2 缓冲区分析的方法与结果解释五、GIS数据可视化与表达1. 地图制图基础1.1 地图投影的选择与变换1.2 地图符号与图例设计2. 地图呈现与表达2.1 点、线、面的符号化方法2.2 颜色与渐变的运用2.3 等值线与等值面的绘制六、GIS空间分析应用案例1. 土地利用规划2. 环境保护与资源管理3. 城市规划与交通管理4. 水资源管理与洪涝灾害预警5. 农业与农村发展七、GIS发展趋势与挑战1. 云计算与移动GIS2. 人工智能与GIS融合3. 数据隐私与安全保护4. 大数据与数据挖掘在GIS中的应用5. 空间信息服务与智慧城市建设的关系结语：GIS作为一门交叉学科，涉及地理学、计算机科学、遥感技术等多个领域的知识。
通过对GIS概述、数据模型、数据获取与处理、空间分析、数据可视化与表达、应用案例以及发展趋势与挑战的整理，希望读者能够对GIS的基本原理有一个全面的了解。
随着技术的不断发展，GIS在各个领域的应用将会更加广泛，为解决现实问题提供更有效的方法和工具。
第一讲GIS基本概论与原理
CAM是GIS的重要组成部分；
综合图形和属性数据进行 深层次的空间分析，提供 辅助决策信息。
2020/12/8
38
GIS工具软件功能 • GIS 软件平台的功能主要由以下几个部分组成：
数据输入与转换
图形与属性编辑
数据存储与管理
数据分析与处理
用户接口 2020/12/8
数据输出与表示 39
（1）数据输入模块
运行阶段
2020/12/8
26
GIS的相关学科
制图技术 数学和统计学
地理学 GIS
摄影测量学 遥感技术
计算机科学
软件工程 2020/12/8
数据库技术
计算机辅助设计
计算机图形学
专家系统 27
GIS与其它相关学科系统间的关系
• GIS与地图学 – GIS是以地图数据库（主要来自地图）为基础 – 最终产品之一也是地图 – GIS是地图学理论、方法与功能的延伸 • 地图学强调图形信息传输 • GIS则强调空间数据处理与分析
2020/12/8
12
GIS的组成与发展阶段
•发
展
阶
段
• （１）起始发展阶段(60年代) • （２）发展巩固阶段(70年代) • （３）推广应用阶段(80年代) • （４）蓬勃发展阶段(90年代以后)
2020/12/8
13
1. 项目GIS 2. 部门GIS 3. 企业GIS 4. 社会GIS
2020/12/8
计算机科学 地理学 测绘遥感学 环境科学
城市科学 信息论
应用数学 管理科学
知识维
2020/12/8
24
明确目标 资料收集 指标设计 系统综合
系统分析 系统优化 决策制定 计划实施
GIS概述
GIS在仓库规划中的应用由于GIS本身是把计算 GIS在仓库规划中的应用由于GIS本身是把计算 机技术、地理信息和数据库技术紧密相结合起来 的新型技术，其特征非常适合仓库建设规划，从 而使仓库建设规划走向规范化和科学化，使仓库 建设的经费得到最合理的运用。仓库GIS作为仓 建设的经费得到最合理的运用。仓库GIS作为仓 库MIS中的一个子系统，它用地理坐标、图标的 MIS中的一个子系统，它用地理坐标、图标的 方式更直观地反映仓库的基本情况，如仓库建筑 情况、仓库附近公路和铁路情况、仓库物资储备 情况。
四 GIS的优点
整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多 操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反 应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合 管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信 息和决策信息。 系统采用成熟的高新科技，要目前较为先进的 方法实现需要的功能，既反应当今科技的先进水 平，又具有发展潜力，保证系统在相当长的时间 内不被淘汰。
GIS在铁路运输中的应用可进行环境分析及动态 GIS在铁路运输中的应用可进行环境分析及动态 预测、区域规划、客户服务等。 GIS在物流分析方面的应用完整的GIS物流分析 GIS在物流分析方面的应用完整的GIS物流分析 软件集成了车辆路线模型、最短路径模型、网络 物流模型、分配集合模型和设施定位模型等。
GIS概述 GIS概述
一 GIS的定义
GIS（ GIS（Geographical Information System，地理信息系 System，地理信息系 统）是多种学科交叉的产物，它以地理空间数据为基础， 采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的 地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技 术系统。 其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库、电子表 格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后 对显示结果浏览、操作和分析。其显示范围可以从洲际地 图到非常详细的街区地图，显示对象包括人口、销售情况、 运输线路以及其他内容。
GIS(地理信息系统)概述
较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较强 较强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱
较强 较强 强 强 强 强 强 强 强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较强 较强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱
较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较强 较强 较强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱
空间统计分类分析
空间查询 空间量算 围绕点 围绕线/弧 围绕面/多边形 加权 点与多边形 线与多边形 多边形与多边形 最短路径 网络属性值累计 路由分配 空间邻接搜索 最近相邻搜索 地址匹配 拓扑分析 临近分析 复合分析 统计图表分析 主成分分析 层次分析 系统聚类分析 判别分析
强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 强 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱 较弱
GIS系统案例分析-水利水电 GIS在水利水电中的主要应用
---防洪减灾方面的应用 ---水资源管理方面的应用 ---水环境和水土保持方面的应用 ---水利水电工程建设和管理方面的应用
我国是一个水资源相对紧缺的国家，洪涝灾害、干旱缺水和 水污染等问题十分突出，即水资源短缺与洪涝灾害频繁发生 并存，洪涝灾害与干旱灾害并存。资源性缺水与水质性缺水 并存。这一系列的现象严重制约了国民经济和社会发展。 任何一项先进技术的应用和发展都必须依附于生产的需要。 GIS技术在水利行业的应用也主要围绕着上述主要问题。
矢量绘图机
喷墨打印机
高分辨彩显 屏幕像元点阵 行式打印机 胶片拷贝机 字符点阵 光栅
软 件 名 称 空 间 分 析
各软件的空间分析功能比较
ARC/ INFO ARC VIEW
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z 动态性
国
土
信
息
工
程
系
地理信息系统概论
空间性、多维性
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
动态性
中
南
大
学
测
绘
与
国
土
信
息
工
程
2001
系
2002
地理信息系统概论
地理信息特性的具体体现
中 z 信息内容:几何、属性、拓扑、不确定性等
南 大
z 特殊的数据结构、索引方法、算法等
地理信息系统概论
燃气管网抢险、派工、巡检系统系统逻辑结构
抢险、派工、巡检后台系统
中 南
应
大
派工、会诊 抢险 指挥
用
学
测
集
绘 与
成
国 管理规范
网
土
信
关
息 工
GIS服务 决策、分析预案
程
系
MobilMail LBS GPS GIS
移动信息使用者
移 动 信 息 外出巡检、 交 修理员工 互 网
关
相关责任单位 信息采集、维 修、维护人员
外部协同计 算机
协同办公平台涉 及的员工及公众
地理信息系统概论 某生态环境区自然风光
中
南
大
学
测
绘
与
国
土
信
息 工 程 系
某湖是中南地区第二大人工水库，水面面积 24万亩，库容量达81.2亿立方米。
然而，该湖生态遭受到周边矿区污染。
地理信息系统概论
生态环境遭受污染，形势不容乐观，治理刻不容缓！
地理信息系统概论
矿体三维可视化
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
淹没水位计算与调节
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
灾前统计
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
数据集成
综合分析与应用
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息
洞庭遥构生数土自矿森湖水感造态字地然产林国资多数影解环地资灾矢栅文图资资媒据土源量格档表像译境体库图源害源源资源
工
程
系
地理信息系统概论
湖南省地质灾害分区评价
中
南
大
学
测 绘 与 国
(a地灾评单地灾历强分潜危程易性期损) 区历质 害 价 元 质 害 史 度 区 在 险 损 分 望 失史强度
(b) 潜在强度
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
锰矿多元地理地信学息空系统间概数论据库
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
矿山GIS
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
新建数字高程模型
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
公共信息查询与服务
中
南 大
Internet
学
测
绘
与
国
土
信
息
工
程
系
地理信息系统概论
ITS: 智能交通系统
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
息
工 目前，中国有100多所大学开设GIS专业
程
系
地理信息系统概论
GIS的主要内容
1. 软件、硬件
中
2. 空间数据获取
南 大
3. 空间数据表达
学
4. 空间数据管理
测 绘
5. 空间数据处理
与
6. 空间数据分析
国 土
7. 显示和可视化
信
8. GIS应用
息 工
9. GIS 工程
程
系
地理信息系统概论
GIS’属性(ATTRIBUTES)
地理信息系统概论
Disease distribution analysis( SARS-2003/5/14)
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
H1N1疫情分布分析
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
system）
学 测
z 平面坐标（Plane coordinate system）
绘 z 全球横轴墨卡托投影（UTM）
与
国 z GPS坐标
土
信 z 地图投影
息 工
z 投影转换
程
系
地理信息系统概论
GIS 数据获取
中
z 地图数字化
南
z 扫描矢量化
大
学
z GPS
测
绘
z 摄影测量
与 国
z 鼠标
土 信
z 野外测量
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
z 平台:UNIX—WINDOWS
南 大
z 关系数据库——对象关系数据库
学 测
z WEB GIS
绘 与
z OPEN GIS
国 土
z TGIS
信
z 3DGIS
息
工
程
系
地理信息系统概论
GIS的科学趋势
中
南
z GISc: 地理信息科学
大
学
z Cognition: 认识，使GIS简单
测
绘
z 本体论: 模型可重用性
与 国
z 动画
土 信
z 多媒体
息
工
程
系
地理信息系统概论
中 南
GIS的应用领域
大
学
测
绘
与
国
土
信
息
工
程
系
地理信息系统概论
GIS的应用
• 测绘
中
南
• 规划管理
大
学
• 交通（GPS)
测
绘
• 农业
与
国 土
• 安全
信 息
• 矿山GIS
工
程
• 信息服务
系
地理信息系统概论
海量数据管理
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
GIS 概论
中
南
大
学 测
周晓光
绘
与
国
土
信 息
测绘与国土信息工程系
工
程
系
地理信息系统概论
概述
中 南
内容
大 学
地理信息系统的定义
测
地理信息系统的历史
绘
与
地理信息系统的体系结构
国 土
地理信息系统的主要功能
信
地理信息系统的应用领域
息
工
地理信息系统的发展趋势
程
系
地理信息系统概论
大
学
测
绘
硬件
与
国
土
信
息 工
软件
知识
数据
程
系
中
南
大
学
测
输入
绘
与
国
土
信
息
工
程
系
地理信息系统概论
地理信息系统的结构
空间数据库和 管理系统
问
答
用户界面
处理和分析 显示和输出
地理信息系统概论
地理信息系统的定义
中
南
大 学
z 是以采集、储存、管理、分析和描述整个或
测 部分地球表面（包括大气层在内）与空间和
绘
与 地理分布有关的数据的空间信息系统。
信 1992, GIS-地理信息科学Geographic
息
工 Information Science, --Goodchild
程
系
地理信息系统概论
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
城市GIS（UGIS）的发展历程
中
社会型
数据服务
南
GIS
大
学 测
企业型GIS
连网办公
z 校准组件 ( graphic \ database\
与 国
windows)
土
z 程序语言 \ 数学方法（算法）
信
息
z 操作系统(IO\WEB)
工
程 LOW
系
地理信息系统概论
GIS 支持的操作系统 OS和数据库DBMS
z OS:
中 南
– Unix
大
– Windows
学 测
– Windows NT
中 南 大 学 测 绘 与 国 土 信 息 工 程 系
地理信息系统概论
湖区周边六大矿区分布示意图
楠木峡钨矿区
青腰镇钨矿区
中
南