最小精品地理信息系统原理坐标系统完美版
地理信息系统原理课件
§5-1 基本算法
三、分段圆弧法
Байду номын сангаас
已知平面上有若干采样点(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn),在
任意两个点相邻采样点pi(xi,yi)和pi+1(xi+1,yi+1)之间，
用两条相切圆弧进行拟合，并且要求拟合曲线严格
通过该两点，同时要求它在这两个已知处的一阶导 数也等于定值。 显然，根据上面规则，一般可得出多组满足条件 的圆弧。若再加以一定的条件限制，则可得到唯一
第五章 空间数据处理
§5-1 基本算法
§5-2 图形编辑 §5-3 拓扑关系的自动建立 §5-4 图形的裁剪与合并 §5-5 图幅接边
§5-6 坐标变换
§5-7 地图投影与投影变换 §5-8 矢量栅格数据的相互转换 §5-9 三维空间数据处理
地理信息系统基础 东华理工学院 郭先春
§5-1 基本算法
xi 1 x x xi f x yi yi 1 hi hi
此时张力样条函数退化为分段线性函数。分段线
性函数可以绝对保证线段不相交。
张力样条法的缺点：计算量大。
地理信息系统基础 东华理工学院 郭先春
§5-1 基本算法
从张力样条函数优良的数学特性可以看出，对某一 地质变量分布区域，只要选择合适的张力系数 ，就可以尽量避免合乎要求的光滑曲线相交。
§5-1 基本算法
1 1 2
图：特殊情况下射线法失效
因此：点在多边形内判别的另一种方法是弧长法。 要求：多边形由有向边组成，即规定沿多边形各边 的走向其左侧(或右侧)为多边形的内部。 方法：以被测点为圆心作单位圆，将全部有向边向单位 圆作径向投影，计算该点到多边形上所有顶点的夹角和。
地理信息系统原理
地理信息系统原理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、检索、分析和展示地理数据的计算机系统。
它将地理空间数据（如地图、地形、气候、土地利用等）与属性数据（如人口统计、经济指标、环境参数等）结合起来，以便用户能够更好地理解和利用地理信息。
GIS的原理主要包括地理数据模型、数据采集、数据存储、数据处理和数据展示等方面。
首先，地理数据模型是GIS的基础，它定义了地理现象在计算机中的表示方式，包括矢量数据模型和栅格数据模型。
矢量数据模型以点、线、面等几何对象来描述地理现象，而栅格数据模型则以像元网格来表示地理现象。
这两种数据模型各有优缺点，应根据实际需求来选择合适的模型。
其次，数据采集是GIS的重要环节，它包括地理数据的获取、输入和编辑等过程。
地理数据可以通过遥感技术、GPS定位、地形测量等手段进行获取，然后经过数据输入和编辑，将其转化为计算机可识别的数据格式，以便后续的存储和分析。
数据存储是GIS的核心功能之一，它涉及数据的组织、管理和存储等方面。
GIS系统通常采用数据库来存储地理数据，以便高效地进行数据检索和管理。
数据存储还需要考虑数据的安全性、完整性和一致性等问题，以确保数据的可靠性和稳定性。
数据处理是GIS的另一个重要环节，它包括数据查询、分析、空间关系运算等功能。
GIS系统能够对地理数据进行空间分析、统计分析、网络分析等多种分析操作，以便用户能够从中获取有用的信息和知识。
数据处理还可以结合模型和算法，进行地理建模和预测分析，为决策提供科学依据。
最后，数据展示是GIS的应用之一，它包括地图制作、可视化展示、报表输出等功能。
GIS系统能够将地理数据以图形、表格等形式展示出来，使用户能够直观地理解地理现象和空间关系。
数据展示还可以结合互联网和移动设备等技术，实现地理信息的在线共享和移动应用。
总的来说，GIS是一种强大的地理信息处理工具，它不仅能够帮助用户更好地理解和利用地理信息，还能够为各种领域的决策和规划提供支持。
地理信息系统原理全册配套完整课件 (一)
地理信息系统原理全册配套完整课件 (一)地理信息系统原理全册配套完整课件是一项非常重要的教材资源，可以帮助我们更好地了解地理信息系统的基本原理和操作技巧。
本文将从四个方面对地理信息系统原理全册配套完整课件进行介绍。
一、课程简介地理信息系统原理全册配套完整课件是一套地理信息系统教学资源，全套课程包括地理信息系统概述、基础理论、数据管理、空间分析、建模与应用等多个方面，是地理信息系统理论知识的全面系统。
二、内容特色1.深入浅出，易于理解地理信息系统原理全册配套完整课件采用了简洁明了的教学语言，将抽象的地理信息系统概念和原理生动形象地呈现出来，旨在使学生能够轻松理解地理信息系统的相关知识。
2.案例实践，注重应用课件中的案例实践部分重点介绍地理信息系统在实际工作中的应用方法和技巧，帮助学生加深对于地理信息系统的理解，同时也可以提高其实际操作技能。
3.全面系统，知识点覆盖面广全套课程共涵盖地理信息系统概述、基础理论、数据管理、空间分析、建模与应用等多个方面，内容较为全面，将地理信息系统相关的知识点都覆盖到。
4.交互式教学，增强学习效果地理信息系统原理全册配套完整课件采用了交互式的教学方式，通过各种互动形式，让学生能够更好地理解地理信息系统相关知识，增强学习效果。
三、使用方法学生可以通过课件阅读、实验操作、案例分析等多种方式进行学习，同时，老师还可以结合课件进行教学，将课件内容与实际案例相结合，让学生更好地了解地理信息系统的相关知识。
四、学习效果通过学习地理信息系统原理全册配套完整课件，学生能够深入了解地理信息系统的基本原理、数据管理和空间分析等相关知识，具备使用地理信息系统进行实际工作的能力，提高实际操作技能，有助于学生的职业发展。
总之，地理信息系统原理全册配套完整课件是一份非常有价值的教学资源，对于学习地理信息系统的学生来说，其具备的内容全面、知识点覆盖面广，使用方式灵活多变，是一份不可多得的学习资源。
地理信息系统完整版
地理信息系统完整版第1章1、GIS定义P4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的问题。
2、GIS中“S”含义的演变P620世纪90年代以前，“S”的含义多以系统来解释。
当时多从技术和⽅法的⾓度来论述地理信息系统，强调的是⾯向资源、环境、区域等领域对空间数据进⾏采集、处理、管理、分析的计算机技术系统。
20世纪90年代，通过对地理信息系统理论的研究，认为地理信息系统并不仅仅是技术，还有许多理论需要不断的探索与研究，运⽤“科学”（Science）来解释GIS显得更为贴切。
21世纪，随着信息化、⽹络化、数字化向纵深发展，互联⽹与空间地理信息系统相互交织，数字地球、智慧地球逐步从理念转为应⽤，地理信息服务逐渐融⼊到百姓的⽇常⽣活中，“S”的含义演变为“Service”3、GIS的基本构成P8⼀个实⽤的GIS需要⼀定的环境⽀持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显⽰等功能，其运⾏环境主要由5个部分组成，即系统硬件、系统软件、地理空间数据、系统应⽤⼈员及应⽤模型，其核⼼是软、硬件系统。
系统软件包括GIS专业软件（GIS基础软件：ArcGIS、MapInfo，MapGIS、SuperMap、GeoStar等）、数据库软件（Oracle、SQL Server）、系统管理软件(主要指计算机操作系统)、系统开发⼯具软件（Visual C ++、Visual Basic、Delphi、Java）地图组件（ESRI的ArcObjects、MapObjects、ArcEngine,MapInfo的MapX）4、GIS的基本功能P141、数据采集与输⼊2、数据处理与更新3、数据存储与管理4、空间查询与分析5、产品制作与输出6、⼆次开发与编程同：两者都有坐标系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也能管理⾮空间数据。
异：CAD表达图形关系偏弱，CAD 属性功能偏弱，CAD数据量不是很⼤；GIS通常管理⼀个区域，且数据类型为多尺度、多源数据。
地理信息技术专业学习教程掌握地理信息系统的基本原理
地理信息技术专业学习教程掌握地理信息系统的基本原理地理信息技术专业学习教程掌握地理信息系统的基本原理地理信息技术（Geographic Information Technology）是一门集地理学、测绘学、计算机科学和信息技术于一体的综合学科。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是地理信息技术的核心内容，它是一种通过计算机系统进行地理信息的采集、存储、管理、分析和展示的综合技术。
本文将为您介绍地理信息系统的基本原理，帮助您快速入门。
一、地理信息系统简介地理信息系统是一种用于捕捉、存储、处理、分析和展示地理数据的技术系统。
它通过将地理数据与地图相结合，帮助我们更好地理解和描述地球上的现象和问题。
地理信息系统主要由硬件、软件、数据和人员组成。
硬件包括计算机、显示器和外部设备等；软件包括地理信息系统平台和相关专业软件；数据包括地理数据和属性数据；人员则是地理信息系统的运行和管理人员。
四者相互配合，共同构成了一个完整的地理信息系统。
二、地理信息系统的基本原理1. 数据获取与处理地理信息系统的最基本任务是获取地理数据，并对数据进行处理和整理。
数据的获取方式多种多样，如全球定位系统（GPS）测量、遥感影像解译、地面调查和文献资料搜集等。
获得的地理数据需要进行清洗、去噪、投影转换等处理，以确保数据的准确性和一致性。
2. 数据存储与管理地理信息系统采用数据库管理系统对地理数据进行存储和管理。
地理数据通常是大量的、复杂的数据，要有效地存储和管理这些数据是至关重要的。
在数据库中，地理数据按照一定的数据结构和关系进行组织，以方便快速地检索和更新。
3. 空间分析与建模地理信息系统可以对地理数据进行各种空间分析操作，并根据分析结果构建模型。
空间分析是地理信息系统的核心功能之一，它可以帮助我们理解地球上的空间关系和现象变化。
常见的空间分析操作包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。
地理信息系统原理
1、空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系。
2、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、建模和显示的计算机综合应用系统，可描述整个或部分地球表面或其实体的空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题的特定的空间信息系统。
地理信息系统日是（GIS Day）：9月15。
工作原理:1)空间模型：将现实世界抽象为相互连接不同的特征的层面组合，这一实用的概念提供解决纷繁复杂的世界问题的途径。
2）地理参考系：空间数据包括绝对位置信息（经纬度）和相对位置信息（地址、编码、统计调查值等），它们可有效地解决地球表面任意空间定位。
3)矢量和栅格数据结构：以点、线、面方式编码并以（X,Y）坐标存储管理的矢量数据是表现离散空间特征的最佳方式，栅格数据通过一系列网格单元表达连续的地理特征。
功能：基本功能：1）数据采集与编辑；2）数据存储与管理；3）数据处理与变换；4）控件分析与统计；5）产品制作与演示；6）二次开发与编程；应用功能：1）资源管理；2）区域规划；3）国土监测；4）辅助决策；基础理论：地理学、地图学、测量学、数学、计算机科学等。
组成:空间数据、应用模型、系统软件、系统硬件、应用人员。
第一个地理信息系统：加拿大地理信息系统CGIS，Tomlinson。
3、大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近，可用来代表地球形状，故又名地球椭球面。
地球椭球体的大小，通常用长半径a，短半径b和扁率α三个几何参数来确定。
a=63771404、地理参照系：1、经纬度坐标系（地理坐标）2、笛卡尔平面坐标（投影坐标），3、高程系统5、我国GIS常用的平面坐标系：北京54，西安80，中国2000，WGS-84。
高程坐标系：56黄海，85国家（黄海）。
6、空间变换：为什么要进行？——数据坐标系统不一致，投影不一致。
如何处理：——建立两个平面上点之间的一一对应关系；内容：——包括几何纠正和投影变换。
地理信息系统--坐标系统
2 坐标系统内容概览2.1地理坐标系统2.2地图投影2.3常用地图投影2.4投影坐标系统2.5在GIS 中运用坐标系统GIS 的一个基本原则是：要在一起使用的图层必须在空间上相互匹配，否则就会发生明显错误。
例如，图2.1 显示分别从互联网下载的爱达荷州和蒙大拿州的州际公路图。
显然这两张道路图在空间上无法配准在一起。
要使跨越州界的道路网互相连接起来，就必须把它们转换成相同的空间参照系统。
第2 章的内容主要涉及作为空间参照基础的坐标系统。
图2.1 （a）图显示基于不同坐标系统的爱达荷州与蒙大拿州的州际公路；（b）图显示基于相同坐标系统的连接好的州际公路网GIS 用户通常在平面上对地图要素进行处理。
这些地图要素代表地球表面的空间要素。
地图要素的位置是基于用x 轴和y 轴表示的坐标系统平面，而地球表面空间要素的位置是基于用经纬度值表示的地理坐标系统。
项目一开始就对这些数据集进行处理使其基于共同的坐标系统，实为必要。
地图投影就是从一种坐标系统过渡到另一种坐标系统。
投影的过程就是从地球表面转换到平面，输出结果为一个地图投影，即可用于投影坐标系统。
我们通常从互联网下载GIS 项目所需的数据集，包括矢量数据和栅格数据。
一些数字化数据集用经纬度值度量，另一些用不同的投影坐标。
如果这些数据集要放在一起使用，那么使用前必须先经过处理。
这里所说的处理指的是投影和重新投影。
投影是将数据集从地理坐标转成投影坐标，重新投影是从一种投影坐标转成另一种投影坐标。
通常投影和重新投影是GIS 项目的初始任务。
2.1地理坐标系统地理坐标系统是地球表面空间要素的定位参照系统（图2.2）。
地理坐标系统是由经度和纬度定义的。
经度和纬度都是用角度度量的：经度是从本初子午线开始向东或向西量度角度，而纬度是从赤道平面向北或向南量度角度的（图2.3）。
图 2.2 地理坐标系统子午线是指经度相同的线。
本初子午线经过英格兰的格林尼治，经度为0°。
地理信息系统基本原理
地理信息系统基本原理今天来聊聊地理信息系统基本原理的事儿。
你知道吗，就像我们去一个陌生的地方旅游，还能准确地找到当地的美食街、景点这些，靠的其实就是类似地理信息系统（GIS）的东西，但这个系统可比我们找路的脑子复杂多啦。
GIS啊，简单来说就是把地球上的各种信息，比如地形呀、城市分布呀、交通路线呀，都整合到一个大系统里。
打个比方，这就像是把整个地球捏成了一个巨大的乐高积木世界。
每个小积木都代表着一种信息，可能是一座山、一条河或者一座房子。
这其中有一个很重要的原理就是空间数据的表达。
我记得我刚开始理解这个的时候很头大。
比如说，我们怎么在计算机里表示一座山的位置和形状呢？这就要说到坐标系统啦。
就像我们在地图上看一个地方需要经纬度一样，GIS里每个地理要素都有它自己的坐标，通过坐标这个“地址”，计算机就能知道这个地理要素在地球上的什么地方。
这就好像给地球上的每个东西都分配了一个独一无二的门牌号。
再有呢，GIS还有数据分层的原理。
就好比一本很厚的多层蛋糕制作手册，每一层都写着不同的内容。
在GIS里，可能一层是道路信息，另一层是建筑物信息。
我们可以根据自己的需要把某一层或者几层叠加起来看。
比如说，我们要找从家到商场的最短路径，就可以把道路层和兴趣点（像商场、小区等）层叠加在一起，这样就能更好地规划路线啦。
有意思的是，GIS的数据分析功能。
有次我在想，我们怎么知道在一片湿地周围建多少污水处理厂合适呢？这就要靠GIS的数据分析模块。
它能根据湿地的面积、周围居民数量、水流方向等很多因素，综合给出一个相对合理的方案。
就像是一个超级智能管家，能综合所有的信息给你一个最佳的打理房子的方案。
不过说实话，刚开始接触这些的时候，像数据的拓扑关系这些概念真的让我很困惑。
我就想不明白，地图上这些线条之间的连接关系为啥那么复杂。
后来我才明白，这拓扑关系就像拼图，每个拼图块之间的那种凹凸衔接关系，它能准确地反映地理要素之间的邻接、包含等关系。
地理信息系统导论-第二章 坐标系统
第二章 坐标系统
本周内容共分5节：
2.1 地理坐标系统 /2.4 投影坐标系统 2.2 投影、地图投影种类和地图投影参数 2.3 常用地图投影 2.4 投影坐标系统 2.5 GIS中运用坐标系统
本章是全书最复杂的章节
GIS数据均与位置相关， 因此必须明确坐 标系的定义，涉及坐标系转换等问题
-两点距离 D R • arccosd
cosd sin1sin2 cos1cos2 cos1 2
地理坐标系统（geographical coordinate system）：用经度、纬度定义椭球面位置
经度和纬度都是用角度单位（度-分-秒，即 DMS）、或DD、或弧度表示
45°52′29″ = 45.87472222 （45+52/60+29/3600）
GRS80椭.3 m 扁率 1／298.207 用于NAD83
位置偏差见下图
直到1986年，克拉克椭球1866，一个大地测 量椭球体，为美国地图绘制的标准椭球体
NAD27（1927年北美基准面）建立在克拉克 椭球1866的基础上，其原点位于堪萨斯州的 Meades Ranch
珠基等与85国家高程的关系
吴淞高程系基面比1956年黄海高程系基面低1.6297米，长 江流域采用此基准（原点位于上海）
1956黄海高程水准原点 72.289米（原点位于青岛） 1985国家高程的水准原点72.260米 珠江基准面高于85国家高程基准0.744米（原点位于广州）
椭球参数
克拉克椭球1866 长半轴 6 378 206. 4m 短半轴 6 356 583. 8m 扁率 l/294. 979 用于NAD27
Z N(1 e2 ) H sin B
(完整版)地理信息系统概论
1.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。
包括数字、文字、符号、图像、声音。
数据本身并没有意义。
2.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：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。
GIS中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。
3.数据与信息的关系：数据的信息的表达形式，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，才成为信息。
4.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。
数据处理的目的在于：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.信息的特点：1）信息的客观性。
2）信息的适用性。
3）信息的传输性。
4）信息的共享性。
6.地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
7.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。
8.地理信息的特征：1）空间特征。
2）属性特征。
3）时序特征。
9.地理信息系统（GIS）：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。
10.地理信息系统的基本概念：1）地理信息系统首先是一种计算机系统2）地理信息系统的操作对象：地理数据或空间数据（spatial data） 3）地理信息系统的技术优势：在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析功能力、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能、强大的图形生成和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。
地理信息系统基本原理
地理信息系统基本原理地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行管理、分析和可视化的工具。
GIS的基本原理包括地理数据收集、地理数据存储、地理数据分析和地理数据可视化四个方面。
首先，地理数据的收集是GIS的第一步。
地理数据可以通过遥感技术获取，如卫星图像、航空摄影图像等；也可以通过现场调查和测量获得，如地形测量、水文测量等。
收集到的地理数据需要具备一定的准确性和完整性，以保证后续的分析和应用的可信度。
其次，地理数据的存储是GIS的关键环节。
地理数据存储可以通过数据库管理系统来实现，利用空间数据库管理空间数据，利用属性数据库存储属性数据。
地理数据应该按照一定的数据模型和数据结构进行组织和管理，以便于后续的查询、分析和可视化。
然后，地理数据的分析是GIS的核心功能之一。
地理数据分析可以通过空间分析、属性分析和网络分析等方法来实现。
空间分析可以用来探索地理数据之间的空间关系，如邻近、重叠、连接等；属性分析可以用来挖掘地理数据的属性特征，如统计、分类、建模等；网络分析可以用来研究地理空间网络的路径、距离和流量等。
最后，地理数据的可视化是GIS的重要输出方式。
地理数据可视化可以通过制作地图、图表和动画等形式来展示地理数据的分布和变化。
地理数据的可视化可以帮助人们更直观地理解地理现象和掌握地理规律，对于决策和规划具有重要的参考价值。
综上所述，地理信息系统基于地理数据的收集、存储、分析和可视化原理，实现对地理空间信息的有效管理和应用。
通过GIS，人们可以更好地了解地球表面的各种地理现象和规律，为决策和规划提供科学依据。
地理坐标系统详解
地理坐标系统详解地理坐标系统是地球表面上任何一个点的位置的数学表示方法。
它是一种用来确定地球上任何一个点位置的系统，通常由经度、纬度和高程三个要素组成。
地理坐标系统是地理信息系统（GIS）中的基础，也是导航、地图制作、地理定位等领域的重要基础。
下面将详细介绍地理坐标系统的相关知识。
一、经度和纬度经度和纬度是地理坐标系统中最基本的两个要素。
经度是指地球表面上某一点与本初子午线之间的夹角，用来表示东西方向；纬度是指地球表面上某一点与赤道之间的夹角，用来表示南北方向。
经度的取值范围是-180°到+180°，以本初子午线为基准，东经为正，西经为负；纬度的取值范围是-90°到+90°，以赤道为基准，北纬为正，南纬为负。
二、地理坐标系统的分类1. 大地坐标系统：大地坐标系统是以地球的真实形状和尺寸为基础建立的坐标系统，通常用经纬度来表示地球上的位置。
大地坐标系统适用于地图制作、导航等领域。
2. 投影坐标系统：投影坐标系统是将地球的三维表面投影到二维平面上，以便在纸面或屏幕上显示地图。
常见的投影方式有墨卡托投影、兰伯特投影、极射投影等。
投影坐标系统适用于地图制作、地理信息系统等领域。
三、地理坐标系统的应用1. 地图制作：地理坐标系统是制作地图的基础，通过经纬度等坐标信息可以准确地标注地图上的各种地理要素，如山川河流、城市道路等。
2. 导航定位：利用地理坐标系统可以实现精确定位和导航功能，如GPS定位系统就是基于地理坐标系统工作的，可以帮助人们准确找到目的地。
3. 地理信息系统：地理信息系统是一种将地理空间数据与属性数据相结合的信息处理系统，地理坐标系统是GIS中的基础，用来准确表示地理空间数据的位置。
四、地理坐标系统的发展趋势随着科技的不断发展，地理坐标系统也在不断完善和发展。
未来地理坐标系统将更加精确、智能化，能够实现更精准的定位和导航功能，为人们的生活带来更多便利。
地理信息系统基本原理
课堂讨论
利用GIS技术设计一个北京大学实时学生上课 情况查询系统（假设学生的位置能够精确定位）。 系统的功能如下：
统计各个教室人数（重复功能3），然后把各教室的人数累 加起来，则为全校学生上课人数。
地理信息系统原理
该学生在这一 教室上课，结束
二、处理方法： 3.统计某一教室的学生总人数：
教室编号
教室坐标
顺序取一学生坐标，判 断学生坐标是否在教 Y 室坐标范围之内，且 Z 坐标是否相等。
N
地理信息系统原理
该学生在这一 教室上课
学生取完？ N Y
取得学生在这一 教室上课人数
二、处理方法： 4.统计全校的学生上课人数：
1． 查询某一学生所在的教室；
2． 查询某一学生相邻的学 统计全校的学生上课人数。 假设教室、学生的分布如下图所示，请提出数
据模型和数据结构及其它处理方法。
地理信息系统原理
课堂讨论
教室及学生位置分布图
地理信息系统原理
课堂讨论
一、数据模型和数据结构： 1.数据模型：矢量的面条数据模型 2.数据结构： 分为：点数据：坐位实体、学生实体
教室编号 最 大 坐 最小坐标 标（x,y） （x,y）
层号（z）
地理信息系统原理
二、处理方法： 1.查询某一学生所在的教室： 学生学号
学生坐标
地理信息系统原理
顺序取一教室的最大、
最小坐标与学生坐标
Y
比较，判断学生坐标是
否在坐标范围之内，且
Z 坐标是否相等。
地理信息系统原理与应用
地理信息系统原理与应用地理信息系统（GIS）是一种用来收集、存储、处理、分析和展示地理数据的系统。
它结合了地理学、地图学、计算机科学和信息技术，可以帮助人们更好地理解和利用地球表面的空间信息。
GIS的原理和应用涉及到多个领域，包括地理信息科学、地图学、遥感技术、数据库管理、空间分析等。
本文将对GIS的原理和应用进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地理解和应用GIS技术。
首先，GIS的原理是基于地理空间数据的收集和处理。
地理空间数据包括地图、卫星影像、地形数据等，这些数据可以通过遥感技术、GPS定位等手段进行采集。
采集到的数据经过处理和整合，可以形成地理信息系统的数据库。
GIS利用这些数据库来进行空间分析和模拟，从而揭示出地理空间数据之间的关系和规律。
GIS的原理基于地理空间数据的收集、处理和分析，通过空间分析和模拟来揭示地理现象的规律和关系。
其次，GIS的应用非常广泛，涉及到各个领域。
在城市规划和土地利用方面，GIS可以帮助规划师和政府部门更好地分析城市发展的趋势和规划土地利用。
在环境保护和资源管理方面，GIS可以帮助科学家们监测自然资源的利用情况和环境的变化，从而制定更科学的保护和管理策略。
在应急管理和灾害预防方面，GIS可以帮助政府部门和救援机构更好地分析和应对自然灾害，减少灾害带来的损失。
在农业和林业管理方面，GIS可以帮助农民和林业工作者更好地管理土地和森林资源，提高生产效率。
除此之外，GIS还在交通规划、商业分析、军事侦察等领域有着重要的应用。
GIS的原理和应用已经成为了现代社会不可或缺的一部分，它正在改变着我们对地理空间信息的理解和利用方式。
总之，地理信息系统（GIS）是一种重要的地理空间数据处理和分析工具，它的原理和应用涉及到多个领域，对于地理空间信息的理解和利用有着重要的意义。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解和应用GIS技术，从而更好地利用地理空间信息，为社会发展和环境保护做出更大的贡献。
地理信息系统的应用原理
地理信息系统的应用原理1. 什么是地理信息系统（GIS）？地理信息系统（GIS）是一种用来收集、存储、分析和展示地理数据的技术工具。
它整合了地理、地球和空间科学与信息技术，并可以用于解决各种与地理位置相关的问题。
GIS不仅可以显示地理数据，还可以对其进行分析，从而帮助我们更好地理解地理现象。
2. 地理信息系统的工作原理地理信息系统的工作原理的基本流程如下：1.数据的采集：GIS系统需要收集各种地理数据，包括地图、卫星图像、航空影像等。
这些数据可以通过传感器、GPS设备、遥感技术和其他测量工具来获取。
2.数据的存储：采集到的数据将被存储在地理数据库或其他形式的数据存储库中。
这些数据通常被组织成层次结构，以便更好地管理和使用。
3.数据的分析：一旦数据存储起来，就可以对其进行各种分析。
GIS系统可以通过空间查询、空间分析和属性分析等方法来分析和理解地理数据。
4.数据的展示：分析完成后，GIS系统可以将结果以地图、图表、报告等形式进行展示。
这样可以更好地传达地理信息和分析结果。
3. 地理信息系统的应用地理信息系统在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个主要应用领域的例子：3.1 城市规划GIS可以帮助城市规划师更好地理解城市的地理特征，包括土地利用、交通流量、人口密度等。
通过分析这些数据，规划师可以更好地制定城市发展计划，提高城市的可持续性和生活质量。
3.2 环境保护GIS被广泛应用于环境保护领域。
通过收集和分析地理数据，可以更好地监测和管理自然资源，预测和管理自然灾害，评估环境影响等。
这些信息可以帮助制定环境保护政策和管理措施。
3.3 农业管理GIS在农业管理中的应用也非常重要。
通过分析土壤类型、气候条件和农作物需求等数据，农民可以更好地选择种植作物的位置和时间。
此外，GIS还可以帮助监测农作物生长情况，并提供农业生产的优化建议。
3.4 地理教育GIS在地理教育中也有很大的应用潜力。
通过使用GIS软件和地理数据，学生可以更好地理解地理概念和地理现象。
地理信息系统原理
地理信息系统原理地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种集成了地理信息采集、存储、管理、分析和展示的技术系统。
它以地理空间数据为基础，利用计算机技术和地理学原理，实现对地理空间信息的处理和分析，为决策支持、规划设计、资源管理等提供了重要的工具和手段。
地理信息系统原理涉及到地理信息的获取、处理、分析和应用，下面将从几个方面介绍地理信息系统的基本原理。
地理信息系统的数据模型是地理信息系统的基础，数据模型决定了地理信息系统的数据结构和组织方式。
地理信息系统的数据模型主要包括矢量数据模型和栅格数据模型两种。
矢量数据模型以点、线、面等几何要素为基本单位，适用于表示地理空间对象的形状和位置关系；栅格数据模型以像元为基本单位，适用于表示地理空间对象的属性和空间分布。
地理信息系统通过数据模型将现实世界的地理空间信息数字化、存储和管理，为地理信息的获取和应用提供了基础。
地理信息系统的空间分析是地理信息系统的核心功能之一，它包括空间关系分析、空间数据处理、空间模型和空间决策支持等内容。
空间关系分析主要研究地理空间对象之间的位置、方位、距离等关系，通过空间关系分析可以揭示地理空间对象之间的联系和规律。
空间数据处理主要研究地理空间数据的获取、存储、管理和处理方法，包括地理空间数据的采集、输入、编辑、更新、查询、分析和输出等过程。
空间模型主要研究地理空间对象的表示和模拟方法，包括地理空间对象的结构、属性、行为和演化规律等内容。
空间决策支持主要研究地理空间信息在决策过程中的应用方法，包括地理空间信息的获取、分析、表达和应用等技术。
地理信息系统的应用领域广泛，涉及到自然资源管理、环境保护、城市规划、交通运输、农业农村、水利水电、地质勘探、海洋开发、国土安全等多个领域。
地理信息系统在自然资源管理中可以用于土地利用规划、森林资源管理、水资源管理等方面；在环境保护中可以用于环境监测、环境评价、环境规划等方面；在城市规划中可以用于土地利用规划、城市交通规划、城市环境规划等方面。
地理信息系统原理
地理信息系统原理地理信息系统（GIS）是一种用来收集、存储、处理、分析和展示地理数据的技术。
它结合了地理学、地图学、计算机科学和其他相关学科的知识，为我们提供了一种全新的地理信息管理和空间分析的方式。
本文将介绍地理信息系统的原理和基本概念，帮助读者更好地理解这一领域的知识。
首先，地理信息系统的基本原理是将地理空间数据和属性数据进行整合和分析。
地理空间数据是指地球表面上各种地理现象的空间位置和空间关系，如地形、地貌、地物、地理现象等。
而属性数据则是与地理空间数据相关联的各种属性信息，如人口统计数据、经济数据、环境数据等。
地理信息系统通过将这些数据进行整合和分析，可以帮助我们更好地理解地理现象之间的空间关系和相互作用。
其次，地理信息系统的数据来源包括遥感数据、地理信息采集数据和现场调查数据等。
遥感数据是通过卫星、飞机等遥感平台获取的地球表面的信息，可以提供大范围、多角度、多光谱的地理信息数据。
地理信息采集数据则是通过GPS、测量仪器等设备获取的地理信息数据，可以提供精确的地理位置和空间坐标信息。
现场调查数据则是通过实地调查和采集获取的地理信息数据，可以提供详细的地理现象描述和属性信息。
这些数据来源的整合和分析是地理信息系统的核心功能之一。
另外，地理信息系统的空间分析功能是其最重要的特点之一。
通过地理信息系统，我们可以进行空间数据的查询、统计、分析、建模和可视化等操作，帮助我们更好地理解地理现象之间的空间关系和相互作用。
例如，我们可以通过地理信息系统进行地图制作、地形分析、环境评价、资源管理、城市规划等工作，为地理信息决策提供科学依据和技术支持。
最后，地理信息系统的应用领域非常广泛，包括地理科学、环境科学、城市规划、资源管理、农业、林业、地质勘探、地理教育等多个领域。
随着地理信息技术的不断发展和应用，地理信息系统在各个领域的作用和价值也越来越凸显。
因此，掌握地理信息系统的原理和基本概念对于我们更好地理解和应用地理信息技术具有重要意义。
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地球的自然表面模型是地球的自然体，起伏而不
规则，呈梨形形状 。
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二、地图投影：地球空间参考
2、相对抽象表面模型
地球的相对抽象表面模型，即由 大地水准面描述的模型。是假设 当一个海水面处于完全静止的平 衡状态时，从海平面延伸到所有 大陆下部，且与地球重力方向处 处正交的一个连续、闭合的水准 面构成的地表模型。以大地水准 面为基准，就可以利用水准测量 对地球自然表面任意一点进行高 程测量。由于地球重力的影响， 大地水准面也是一个不规则曲面， 但起伏远小于自然表面。 17
布又毫无规律可循。
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一、背景：为什么要投影？
•地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、 •方位、面积等参数的量算
•地球椭球体为不可展曲面
•地图为平面，符合视觉心理，并易于进行 •距离、方位、面积等量算和各种空间分析 • 这就是答案！
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主要内容
背景 • 生活的地球 • 为什么要投
地图投影 • 地理空间参考 • 空间数据投影
地理信息系统原理
课堂回顾
• 地理信息系统概念
• 地理信息系统组成
• 地理信息系统功能
• 常用的GIS软件
2Байду номын сангаас
教学大纲
3
教学目标
教学 要求
地图学是 GIS课程学习必备的基础理论知识。本课程设计 主要针对 GIS课程中所需要地图学中的基本概念、地图投 影等知识讲解，为GIS课程的讲授和学习打下基础。
R = 80000 / 2 / 2 / 3.14 = 6370 km
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一、背景：为什么要投影？
10
一、背景：为什么要投影？
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一、背景：为什么要投影？
由于地球表面是不可展的曲面，而 地图是连续的平面。因此，用地图 表示地球表面的一部分或全部，就
产生了一种不可克服的矛盾——球
面与平面的矛盾，如强行将地球表 面展成平面，那就如同将橘子皮剥 下铺成平面一样，不可避免地要产 生不规则的裂口和褶皱，而且其分
• 英国格林尼治天文台为0度
经线，向东为东经，向西 为西经
纬线
• 赤道为0度纬线，向北为北
纬，向南为南纬
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二、地图投影：地理空间参考
2、投影坐标系统
投影坐标系统（平面坐标系），将椭球面上
的点，通过投影的方法投影到平面上时，通常
使用平面坐标系统。平面坐标系统分为平面极 坐标系统和平面直角坐标系统。
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二、地图投影：地理空间参考
4、地球的数学模型
地球的数学模型，是在解决其它一些大地测 量学问题时提出来的，如类地形面、准大地水 准面、静态水平衡椭球体等。
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二、地图投影：地理空间参考
世界地图以及我国不同时期所采用的地球椭球及其几何参数 椭球名称
WGS-84 1975年国际椭球 （中国1980西安坐 标系采用）
转换与比例尺 • 地图投影转换 • 地图比例尺
影？
• 常用投影类型
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二、地图投影：地球空间参考
（一）地球表面的几何模型 定义合适的地理参照系统的依据
。根据大地测量学的研究，球表面几
何模型分为四类
地球的数学模型
地球的旋转椭 球体模型
相对抽象表 面模型 自然表面模型
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二、地图投影：地理空间参考
1、自然表面模型
创立 年代 1984 1975
长半径a 短半径b（m） 扁率α （m） 6378137 6356752 1:298.26 6378140
6378388
6356755
6356912
1:298.25 7 1:297
海福特（Hayford） （中国1953年以前 1910 采用）
克拉索夫斯基 （Красовбкий） （中国1954年北京 坐标系采用） 1940
• 地图分幅
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主要内容
背景 • 生活的地球 • 为什么要投
地图投影 • 地球空间参考 • 空间数据投影
转换与比例尺 • 地图投影转换 • 地图比例尺
影？
• 常用投影类型
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一、背景：生活的地球
7
不同视角地球
一、背景：生活的地球
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地球半径大概有多少公里？ 坐地日行八万里，巡天遥看一千河。
(毛泽东主席诗《七律二•首送瘟神》，1958.07)
二、地图投影：地理空间参考
3、旋转椭球体模型
地球的旋转椭球体模型，是为
了测量成果计算的需要，选用一 个同大地体相近的、可以用数学 方法来表达的旋转椭球来代替地 球，且这个旋转椭球是由一个椭 圆绕其短轴旋转而成的。它是以 大地水准面为基础的。凡是与局 部地区(一个或几个国家)的大地 水准面符合得最好的旋转椭球， 称为参考椭球。
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二、地图投影：地理空间参考
2、投影坐标系统
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二、地图投影：地理空间参考
直接建立在球体上的地理坐 标，用经度和纬度表达地理 对象位置 （地理坐标系）
• 建立在平面上的直角坐标系
统，用（x，y）表达地理对
象位置 （投影坐标系）
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二、地图投影：空间数据投影
• （一）地图投影的概念
转换三维地球表面到二 维地图平面的数学处理 方法称之为地图投影。 它是一种透视投影 。
6378245
20
6356863
1:298.3
二、地图投影：地理空间参考
（二）地理空间参照系的建立
地理空间参照系是表示地理实体的空间参照系统，在 GIS中，所有的空间数据都必须纳入统一的地理空间参
照系。主要有地理坐标系和投影坐标系。
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二、地图投影：地理空间参考
• 经纬线交叉构成经纬网， 经线 构成地理坐标系
教学 重点
投影概念是GIS课程中的难点，要从原理的角度给学生讲
授其来龙去脉，把握其中的本质。
其他
2学时上机，学习几种常见的地图投影的定义，以及相互 的转换。
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主要内容
背景 • 生活的地球 • 为什么要投
地图投影 • 地球空间参考 • 空间数据投影
转换与比例尺 • 地图投影转换 • 地图比例尺
影？
• 常用投影类型
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二、地图投影：空间数据投影 • 建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应 经纬线网的数学基础，也就是建立地球椭 球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上 对应点的平面坐标（x，y）之间的函数关 系：
y f 2 (, )
x f1 (, )
• 当给定不同的具体条件时，将得到不同类 型的投影方式。
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二、地图投影：空间数据投影
将不可展的地球椭球面展开为平面，且不能有断裂， 那么图形必将在某些地方被拉伸，某些地方被压缩，
因而投影变形是不可避免的。投影变形通常包括三
种： 面积变形 长度变形 角度变形
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二、地图投影：空间数据投影 （二）地图投影方法