GIS课程(第一章绪论)

2、地理空间实体（Geographic Entity）
1) 定义： 依附于地理空间存在的各种事物或者现象，它们可能是物质的，也可能是 非物质的，它们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的 几何形态。
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、地理空间实体（Geographic Entity）
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、地理信息系统发展趋势前所未有
目前，GIS 在科学界、技术界和商业界，在社会、经济和管理部门全面发展和推 广应用，其标志为： ---投入使用的GIS系统，每2-3年翻一翻； ---GIS市场的年增长率为35%以上，目前从事GIS的厂家数目急增，主要厂家年销 售量增长均在100%以上； ---愈来愈多的地区性和国际性会议以GIS为主题，讨论GIS理论及各种应用； ---愈来愈多的学术刊物和论文采用GIS为标题； ---愈来愈多的学科如地理、工程学、森林学、城乡规划、计算机科学、测量与制 图学、航测与遥感学等，将GIS作为其发展方向加以强调； ---愈来愈多的大学增加关于GIS的课程，对GIS感兴趣的人愈来愈多； ---2004年，美国劳工部将「地理信息科技」与「生物科技」、「纳米科技」并列 为三大明日之星，预测地理信息科技将被广泛应用在许多不同的领域。 总之，包括GIS在内的信息技术正不断渗入到各行各业，并将彻底改变人们的工作 方式、生活环境。 Google搜索“GIS”结果46,400,000记录；搜索“地理信息系统”的结果是 2,760,000记录 返回
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第一章 绪论 §1-1 GIS概念
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
三、地理信息与地学信息
1、地理信息
1）定义： 指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理系统诸要素的数量、 质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。 2）特点：
A、地域性：（是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志）。
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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GIS
4、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，它是对地理数据的解释。 2）特征： 区域性：是通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的标识；
多维结构特性：即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构；
要求
+
植被信息等
条件1 方案1 条件2 方案2 返回
处理、分析
空间分 析 算法
存储
空间
数据库
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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二、信息与数据
1、信息
1）定义： 信息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，建设，管理等提供依据。
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GIS
2、地学信息
与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。
3、两者信息源不同
地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等； 地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙 空间。它是人们深入认识地球系统、适度开发资源、保护环境的前提和保证。
第一章 绪论 Hale Waihona Puke Baidu1-1 GIS概念
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
四、信息系统和地理信息系统
1、信息系统( Information System ,IS )
1）系统： 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。 2）信息系统：
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、管理、分析和表达数据的能力。
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前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
二、课程安排
第一章 绪论 :GIS概念,与相关 学科关系,GIS组成,GIS的功能 与应用等
什么是 GIS？
GIS能做 什么？
第二至八章：GIS数据结构、数据 输入、数据处理、数据管理和空间 分析等
如何实现？
第九章：GIS发展热点
如何发 展？
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一、例子
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第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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GIS
四、地理空间与地理空间实体
1、地理空间（Geographic Space）
地理空间上至大气电离层，下至地幔莫霍面，有着广阔的范围。但一般地 理空间指的是地球表层，其基准是陆地表面和大洋表面，它是人类活动频繁发 生的区域，是人地关系最为复杂、紧密的区域。 设E1,E2,…,En为n个不同类的地理空间实体， E={E1,E2,…,En}表 示地理空间中各组成部分的集合；R表示地理空间实体之间的相互联系、 相互制约关系，那么地理空间可以表为为S={E,R}
3） 信息产业的形成与壮大
信息产业的发展日益迅猛，已成为当代经济发展的重要特点。例如：1990年世 界信息产业的产值达1489亿美圆，到90年代中期已突破1万亿美圆，成为跃居传 统产业之上的最大产业之一。现代发达国家信息产业的产值率占国民生产总值的 40%-60%，年增长是传统产业的3-5倍。 而约80%信息与空间分布有关，使得地理 信息系统的发展更为迅猛。 返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
地理信息系统原理
(Principle of Geographic Information System)
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
前 言
1、当前时代特点要求
一、课程意义
2、GIS发展势头迅速 3、专业要求
二、课程安排
三、可选教材
开始学习
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
2）信息的特性：
A、客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。 B、适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。信息系统将地理空 间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决 策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。 如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进 或抛出，以达到股票增值的目的。 C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称 为“信息高速公路”。
3）类型：从适用于不同管理层次角度出发、信息系统分为下列不同类型。 事务处理系统（TPS）、管理信息系统（MIS）：主要支持操作层人员的日常事务处 理，图书管理，借还书。 决策支持系统（DSS）：从MIS中获取信息，进行推测，以辅助决策。 人工智能、专家系统（AI/ES）：用计算机模仿人类思维过程进行推理，在医学上应 用较成功。
地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公 共的地理基础来体现的。 B、多维结构：
指在同一位置上可有多种专题的信息结构。如某一位置上的地理信息包括（例图）
C、时序特征： 时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。因此，一实时的GIS 系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。以免过时的信息 造成决策的失误或因为缺少可靠的动态数据，不能对变化中的地理事件或现象作出 合理的预测预报和科学论证。例如98年龙王庙特大洪水险情正是武汉勘测设计院利 用先进的摇感、GPS技术测得实时数据为抗洪决策提供可靠依据。显然，如果用过时 数据，这将造成多大的损失，这就是地理信息的时序特征。
地理信息的时序特征：十分明显，可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的 （如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、 作物估产）、长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候 变化）等
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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5、地理数据
1）定义： 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 的数字、文字、图像和图形等的总称，具有空间特征、属性特征和时间特征，由空间数 据、属性数据和时态数据组成，分为基础地理数据和专业地理数据两种类型。
2）特征：
空间数据（Spatial Data）：描述地理数据中空间特征部分的数据，即描述地理现象或 地理实体的空间位置、形状、大小以及它们之间关系（如拓扑关系）的数据； 属性数据（Attribute Data）：又称为非空间数据，描述地理数据中属性特征部分的数 据，即描述地理现象或地理实体的定性或定量指标，包括语义与统计数据等； 时态数据（Temporal Data）：时态特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时 段，时态数据对环境模拟分析非常重要，越来越受到地理信息系统学界的重视。
一、GIS功能
二、GIS应用
§1-4 GIS 功能和应用
一、GIS相关学科
§1-5 GIS 相关学科
二、GIS学科树
第一章 绪论
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§1-1 GIS概念 一、例子
如何为一公 园选择合理 位置？
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
依山傍水； 交通方便； 较安静……
+
道路信息
D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损 失，这为信息的并发应用提供可能性。
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
2、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、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。数据的格式往往和具体的计算机 系统有关，随负载它的物理设备的形式而改变。
GIS
1、信息时代特点
1）信息的巨大物化力量
由于信息爆炸，人们的工作重点从单纯的物质生产转移到对信息的处理上 来，因为对信息的合理管理和利用会产生巨大的经济效益。如股市信息
2）信息资源的科学管理和充分利用
由于社会进步，人类开始觉悟到对资源的利用不能简单掠夺，而应当合理 地管理利用，把开发和保护结合起来。其表现为：兴起城市规划，污水、环境 资源管理与利用，灾害监测系统，三峡工程等。
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GIS
第一章
一、国际GIS的发展 二、我国GIS的发展 三、GIS,GIScience， GIServices
绪论
二、信息与数据 三、地理信息与地学信息
§1-1 GIS概念 §1-2 GIS发展 §1-3 GIS 构成
四、地理空间与地理实体 五、信息系统和GIS 一、GIS构成 二、硬件配置 一、GIS组成 三、软件配置
3、两者关系
（有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。 1) 两者不可分离 2）数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。 只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。 例如“1、”“0”独立的1、0均无意义。 当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了“有”“无”信息，当用它来标 识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息。
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
3、专业要求
在上述大环境下，社会急需GIS专业人才， GIS专业需要该课程作为 主干课程；
接触GIS的程度不同，对GIS的理解不同；为了正确理解GIS，掌握GIS 基本理论和方法，共同学习本课程。
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前言
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三、参考教材
[1]地理信息系统基础 ，龚健雅，科学出版社 [2]地理信息系统教程，胡鹏，武汉大学出版社 [3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社 [4] 地理信息系统原理与方法, 边馥苓 ,测绘出版社
2) 特征：
a、空间特征： 空间位置:表示地理空间实体在一定的坐标参考系中的空间位置，通常用地理 坐标系、平面直角坐标系来表示。也称几何特征，包括空间实体的位置、大小、 形状、分布状况等。 空间关系：指地理空间实体之间存在的一些具有空间特性的关系. 拓扑关系：拓扑变化下的拓扑不变量，如邻接关系、关联关系和包 含关系等 方位关系：实体在地理空间中的某种顺序，如左右、东南西北等 度量关系：用地理空间中的度量来描述的实体之间的关系，实体之 间的距离 b、属性特征:是与地理空间实体相联系的、具有地理意义的数据或变量。属性通 常分定性和定量两种，定性属性包括名称、类型、特征等；定量属性包括数量、 等级等。 c、时态特征：指地理实体随着时间而变化的特征。地理空间实体的位置属性和 属性相对于时间来说，常常呈现相互独立的变化 返回