地理信息系统第一章

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地理信息系统导论-第一章 绪论

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

第一章概述网络地理信息系统教学课件

第一章概述网络地理信息系统教学课件
国际上GIS的发展
加拿大地理信息系统CGIS、URISA ,CGDSP
磁盘等大容量存储设备的出现 ,人机图形交互技术;逐渐受到政府、大学和商业公司的普遍重视
图形工作站和个人计算机;GIS软件的研制 Arc/Info;政府性和学术性的研究机构
windows操作系统,桌面GIS软件,网络GIS
网络数据存储技术及高性能计算等技术 ,网格计算、虚拟现实、“3S”集成
运输
质量 检查
仓储
供货商
分拣配货
配送
物流中心
PFENNING Kontrakt- & Handelslogistik
REWE
PFENNING Kontrakt- & Handelslogistik
REWE
干线运输
配送伙伴
收件人
发货标签
物流管理
物品从原料生产地到消费地的实体流动过程,是由运输、存储、包装、配送、装卸搬运等若干个相互依赖、相互制约的环节(子系统)集合而成的具有特定功能的有机整体。 现代物流面向国际,企业选择适合全球市场的分配中心和集散仓库,建立了高效、可靠的现代物流服务网络。 由于物流和物流管理的发展、概念和模式的改变,必然要求将各种先进技术引入物流管理中,以完成物流和物流管理真正意义上的飞跃。这些技术包括全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、GIS、射频(Radio Frequency,RF)、条形码和电子数据交换技术等,其中GIS技术起到了非常重要的作用。
网络GIS相关技术
海量空间数据存储与管理技术 在空间数据的存储和管理方面,GIS经历了文件系统、文件系统配合关系数据库管理系统、扩展的关系数据库管理系统、对象-关系型数据库管理系统以及面向对象数据库管理系统等若干个发展阶段。 早期GIS采用文件系统进行空间数据的组织与管理,空间数据及其属性数据都以文件的形式存放,其弊端是显而易见的。 随着GIS的发展,人们将商用数据库管理系统引入其中,即空间数据仍使用文件方式管理,而属性数据使用关系数据库进行管理 基于对象-关系型数据库的GIS空间数据存储与管理是将空间数据及相应的属性数据存放于同一个商用数据库管理系统中进行一体化管理。 面向对象技术的使用,使GIS应用系统对空间实体对象的描述更贴近于人类对地理环境的认知,同时使系统具有更好的扩展能力。

地理信息系统——原理、方法和应用

地理信息系统——原理、方法和应用

第一章地理信息系统概论信息的含义: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,它不随载体物理设备形式的改变而改变。

信息具有以下特点:客观性:任何信息都是与客观事实紧密相关的,这是信息正确性和精确度的保证;实用性:信息对决策是十分重要的,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;传输性:信息可以在信息发送者和接受者之间传输;共享性:信息与实物不同,信息可以传输给多个用户,为多个用户共享,而其本身并无损失。

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、图像以及它们能转换成的数据等形式。

与数据相比,信息具有以下特征:数据是原始事实,信息是数据处理的结果;对一个人是信息对其他人可能是数据;信息必须是有意义或有用的;使用的信息必须是完整、精确、相关和及时的。

地理数据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。

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。

地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性:1)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;2)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;3)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、短期的、中期的、长期的、超长期的等。

地理数据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、属性特征及时态特征三部分。

空间位置数据描述地物所在位置,这种位置既可以根据大地参照系定义,如大地经纬度坐标,也可以定义为地物间的相对位置关系,如空间上的距离、邻接、重叠、包含等;属性数据又称为非空间数据,是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标,即描述了信息的非空间组成部分,包括语义与统计数据等;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。

地理信息系统第一章知识点

地理信息系统第一章知识点

第一章绪论1、GIS问题的共性是什么?答:①与地理环境及其地理过程密切相关;②与空间位置相关;③需要地理空间数据和信息的支持。

2、GIS解决问题的流程(方法、步骤)是什么?这个过程和本课程的内容安排有什么关系?答:①提出地理问题;②获取地理数据;③研究地理数据(数据预处理);④分析地理信息;⑤可视化地理结果;⑥基于地理知识解决问题。

这个过程和本课程的内容安排的先后顺序一致,便于从逻辑上逐步地学习地理信息系统,明白地理信息系统解决问题的流程。

第一章和第二章阐述GIS的基本概念,第三章讲解地理数据的获取,第四章、第五章和第六章讲解地理数据的研究,第七章讲解地理信息的分析,第八章讲解地理结果的可视化。

3、GIS的定义是什么,应如何去理解这个定义?答:①定义:地理信息系统是以采集、处理、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信息系统。

②地理信息系统的类别主体是计算机空间信息系统。

所谓空间信息系统是一种十分特别而重要的信息系统,它要采集、管理、处理和更新空间信息,并且地理信息系统以计算机为基础。

③地理信息系统解决问题的流程是采集、处理、管理、分析和描述空间数据。

能在计算机软件和硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息。

④地理信息系统的研究范围是整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据。

(与自然地理相比,GIS研究范围更大,自然地理研究范围是对流层顶到沉积岩石圈的底部。

卫星在电离层)4、GIS为什么会出现?答:①以应用需求为驱动:正所谓哪里有需求哪里就会有发展,在现实世界中,人们感兴趣的很多问题,如:某类型的土壤特征、臭氧洞的变化、城乡人口分布的变化,最优路径的规划等,都与地表地理环境及其地理过程密切联系,都需要地理空间数据和信息、需要地图、需要GIS。

地理信息系统-第一章-导论

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

第一章 地理信息系统概论

第一章 地理信息系统概论

qshzhao@
讲授内容提要
第六章空间数据管理,重点介绍空间数据的矢量结构、栅格 结构及其编码方法,介绍空间数据库、空间索引技术等
第七章空间分析:包括度量分析、叠置分析、三维分析、缓 冲区分析及网络分析等基本基础空间分析以及统计分析和空 间分析模型; 第八章数字地形模型及地形分析,介绍DEM的概念及建立, 讲述DEM的应用及地形分析
相关会议
COSIT(Conference on Spatial Information Theory)(空间信息理 论会议) 计算机科学、认知科学、心理学、机器人科学领域的学者会聚讨 论空间信息理论,每两年一次分别在欧洲、北美举行;是公认的 GI理论研究的最高权威会议 ACM-GIS(计算机协会ACM关于GIS的学术讨论会) SDH(Spatial Database Handel)(空间数据处理会议) SSD/SSTD(大型时空数据库学术会议) ISPRS (国际摄影测量与遥感)
qshzhao@
相关学术期刊
International Journal of Geographical Information Science (国际地理信息系统杂志) International Journal of Remote Sensing Computers and Geosciences Transactions in GIS GeoInformatica 测绘学报 武汉大学学报(信息科学版) 测绘通报
本章介绍了地理信息系统的一些最基本的、但又 是非常重要的概念,包括信息、数据、信息系统、 空间数据、空间信息和地理信息系统。有些概念, 如空间信息和空间数据,还将得到进一步的阐述, 实际上,空间数据也是本书中描述GIS功能的核 心。 GIS既是一项技术,也是一门学科,本章也介绍 了它的主要研究内容以及与其它学科,如地理学、 地图学、遥感等的关系。 本章同时介绍了GIS的组成、分类、功能、发展 历史和展望,这些将在后面的章节中更为详尽地 被描述。

地理信息系统gis第1章 GIS概论ppt课件

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3.信息与数据既有区别又有联系 比较如下:
信息是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,也可以由一种数据形式转换为其 他数据形式,但其中包含的信息的内容不会改变
数据是信息的载体,但并不就是信息。只有理解了数据 的含义,对数据做出解释,才能提取数据中所包含的信 息.对数据进行处理(运算、排序、编码、分类、增强 等)就是为了得到数据中包含的信息。
(4)Smith等(1987)认为,GIS是存储空间数据的数据库 系统,是一套用于检索数据库中有关空间实体的数据的程 序。
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(5)Parker(1988)认为,GIS是一种存储、分析和显示空 间与非空间数据的信息技术。
(6)Goodchild(1990)认为,GIS是采集、存储、管理、分 析和显示有关地理现象信息的空间信息系统,同时对GIS 中的“S”认为不是简单的“System(系统)”,而应是 “Science(科学)”。
(2)Dueker(1979)认为,GIS是一种特殊的信息系统,其 数据库包含着有关分布空间上的(可以点、线或面)现象、 活动或事件的观察数据。GIS处理的是反映空间分布现象 的地理数据。
(3)Burrough(1986)认为,GIS是属于从现实世界中采集、 存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具。
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数据是原始事实,信息是数据处理的结果;
对某个人而言是信息,对另一个人来说可能是数 据;
信息必须是有意义或有用的;使用的信息必须是 完整、精确、相关和及时的。人的知识、经验作 用到数据上,可以得到信息,而获得信息量的多 少,与人原有的知识水平有关。

地理信息系统导论第一章课后习题

地理信息系统导论第一章课后习题

第一章课后习题
1.在文明早期,人类发明了哪些确定和表达地理位置的方法?
答:岩画,文字描述,经纬度。

2.答:公元2世纪托勒密在希帕库的经纬度网基础上,建立了地图投影,1利用已有的资料绘制了世界地图。

公元3世界裴秀提出了制图六体和计里画方理论,是中国古代地图制图发展的重要里程碑。

3.为什么地理学者把地图称为地理学的第二语言?
答:具有数学语言的精确性和图形语言的可视性特点,实现了地理空间到形象空间的形态变换;能够准确的表达地理现象的空间位置和格局,直观反应空间分布及其变化,有很强大的表现力。

4.地理信息系统主要是哪些科学理论支撑下兴起的?
答:计算机技术和信息论、控制论、系统论
5.答:数据库技术、图形图像处理技术、数据分析与计算技术、网络通信传输技术
6.地理信息科学与地理学的关系:地理信息科学是地理学的三大分支的其中之一
7.地理信息科学与测绘学的关系:地理信息科学推动了测绘学理论和技术革命。

现代测绘学充分吸收了空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术发展的成果,其理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标正在发生深刻的变化以适应信息社会的变化,遥感、卫星定位系统和地理信息系统已经成为测绘学非常重要的技术手段和方法。

8.地理信息科学对地球系统科学的产生和发展有什么影响?
答:地理信息科学是地球系统科学的技术支撑,只有利用地理信息科学,才能突破实验和理论科学的限制,通过建模和模拟更加深入地探索地球现象的空间分宜、演化过程、成因机制等规律。

GIS地理信息系统入门指南

GIS地理信息系统入门指南

GIS地理信息系统入门指南第一章:GIS的概念和历史发展1.1 GIS的定义地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于管理、分析和展示地理数据的技术系统。

它通过将地理空间数据与属性数据进行关联,实现对地理空间关系的分析和展示,并支持决策制定和问题解决。

1.2 GIS的历史发展GIS的历史可以追溯到20世纪60年代。

当时,人们开始利用计算机技术处理地理数据并进行地理信息分析。

随着计算机硬件和软件的不断改进,GIS得到了快速发展,应用领域不断扩大。

第二章:GIS的基本元素2.1 空间数据GIS的核心是地理空间数据。

地理空间数据可以分为栅格数据和矢量数据两种形式。

栅格数据将地理空间划分为规则的像元格网,每个像元存储一个属性值;而矢量数据则使用点、线、面等几何图元来表示地理现象,通过拓扑关系来确定空间位置。

2.2 属性数据属性数据记录了地理空间数据的相关属性,如地名、人口、土地利用等。

属性数据常常以表格的形式存在,并与地理空间数据相互关联。

属性数据的准确性和完整性对GIS的应用具有重要影响。

2.3 空间关系GIS最重要的功能之一是对地理空间关系进行分析。

常见的空间关系包括邻近关系、包含关系、重叠关系等。

通过空间关系分析,可以更好地理解地理现象之间的联系和影响。

2.4 地图投影地球是一个球体,而地图是在平面上表示地球表面的二维平面图。

为了将地球表面的真实情况映射到平面上,需要进行地图投影。

地图投影的选择会影响地图的形状、大小和方向等特征。

第三章:GIS的应用领域3.1 自然资源管理GIS在自然资源管理中发挥着重要作用。

通过GIS技术,可以对土地利用、水资源、森林覆盖等进行评估与监测,帮助决策者进行科学决策。

3.2 城市规划与管理GIS在城市规划与管理中的应用也日益广泛。

通过GIS技术,可以进行基础设施规划、交通管理、环境保护等工作,提高城市的管理效能。

地理信息系统第一章

地理信息系统第一章

三、空间数据
几何数据 关系数据 属性数据
几何坐标
度量关系 延伸关系 拓扑关系 定性 定量
空间数据分类
四、用

系统组织、管理、维护和数据更新、 应用程序开发、信息提取、地理决策
第五节 地理信息系统的研究内容
一、研究内容
基本理论
概念、定义、内涵
GIS
技术系统
构成、特点、功能和任务
理论体系
应用方法
发展历史及发展趋势
1. 地图是地理信息载体 2. 地图是地理信息的传统数据源 3. 地图是GIS的查询与分析 结果的表示方法
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与 地理信息系统
地理系统是一个多层次的巨系统,它具有 多层次的结构和泛目标的功能,需要多学科的 知识结构和多种形式技术体系的支持。地理系 统是认识地理圈的事物、现象和发生发展过程, 理解物质迁移与能量转换内外循环的规律,认 识地理规律、掌握地理信息,以调控资源与环 境为目的的逻辑思维过程。 地理信息系统是以地理空间数据库为基础, 在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信 息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间 内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信 息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是 综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
统计学 地理 统计学 认知科学
第六节 GIS发展趋势
一、地理信息系统的发展概况
1.起步阶段(60年代),注重空间数据的地学处理。 1963年,加拿大测量学家R. T. Tomlinson首先提出GIS 这一术语,建立加拿大地理信息系统(CGIS); 1969年,ESRI (环境系统研究所)建立; 1969年, Integraph公司建立。
它不随载体的物理形式的改变

第一章 地理信息系统集成概述

第一章 地理信息系统集成概述

多数据源集成
互操作集成
OLE/DB
对象建模 ······
GIS平台层 平台层
规 则 知 识 集 成
属性空间 数据集成 空间数据库
元数据集成 元数据库
多媒体 数据集成 多媒体数据库
其它 数据集成 其它数据库
数据层 宏观集成 微观集成
GIS集成框架体系 集成框架体系
第 一 章 地 理 信 息 系 统 集 成 概 述
功能集成
辅助管理 辅助工程 辅助设计
第 一 章 地 理 信 息 系 统 集 成 概 述
第一节 集成基本概念
集成分类
广义集成 应用系统 设计阶段 设计阶段 支撑环境 设计阶段
信息系统 集成
实施阶段
各产品厂商和开发 商合作, 商合作,对系统进 行整合和测试验收
维护阶段
协调故障的派出和对 系统的改进和优化
第 一 章 地 理 信 息 系 统 集 成 概 述
第二节 地理信息系统集成及其模式 外集成模式 内集成: GPS、RS和GIS数据集成在一个系统之内, 内集成:将GPS、RS和GIS数据集成在一个系统之内,构 数据集成在一个系统之内 成一个以GIS为基础的3S系统 成一个以GIS为基础的3S系统 GIS为基础的3S 外集成:将多个内集成系统集成在一起,构成一个具有 外集成:将多个内集成系统集成在一起, 统一界面的系统 外 集 基于数据变换模型 成 基于标准数据格式变换 主 要 基于OLE技术 基于 技术 模 型 基于C/S 基于
第 一 章 地 理 信 息 系 统 集 成 概 述
第一节 集成基本概念 智 能 建 筑 信 息 系 统 集 成
集成核心
有机结合, 组成系统各部分之间的有机结合 组成系统各部分之间的有机结合,将分散的系统集成形 成一个统一的整体,以取得系统的协同效益。 成一个统一的整体,以取得系统的协同效益。 统一的整体 协同效益

地理信息系统实习教程第一章ArcMap 操作简介

地理信息系统实习教程第一章ArcMap 操作简介

第一章ArcMap 简介1 ArcMap 操作界面1.1 打开地图文档(Map Document)在Windows下,用鼠标选择:开始/程序/ArcGIS/ArcMap,首先出现的可能是ArcMap 的启动对话框“Start using ArcMap with”,用户可有三种选择:(1)A new empty map(建立一个新的地图文档)(2)A template(打开一个已有的模板)(3)An existing map(打开一个已有的地图文档)下部有文本提示框,为最近用过的文档名称,可直接选择后打开,也可进一步浏览查找。

另有二项提示:□ Immediately add data(如果勾选,打开新建地图文档后立即添加数据)□ Do not show this dialog again(如果勾选,表示取消启动对话框,以后启动ArcMap 后直接进入默认的地图文档)对上述菜单,可以选1:A new empty map(建立一个新的地图文档),这时就进入地图文档窗口(Map Document Window),默认的文档名称为“无标题”。

视窗上边是菜单条(Menu Bar)和标准按钮工具条(Standard Tool Bar),左侧是目录表窗口(Table Of Contents,简称TOC),中右部是地图显示窗口(Data View),右侧有基本工具条(Basic Bar),底部有绘图工具条(Drawing Tool Bar)。

地图文档窗口(Map Document Window)在File 菜单中选择Open…(打开一个地图文档Map Document),根据对话框的提示,在D:\gis_ex09\ex01\ 路径下选择ex01.mxd,点击OK 按钮,该地图文档被打开。

打开新文档时,已经打开的文档会关闭,如果该文档曾经做过操作,系统就提示,是否保留修改,按一般计算机软件操作常规,有“是(Y)”和“否(N)”两种选择。

地理信息系统概论

地理信息系统概论
地理信息系统是一种决策支持系统,它具有信息系统 的各种特点。地理信息系统与其它信息系统的区别在于其 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。
• 格网分析
GIS可以做什么
• 生成数字地面模型
GIS可以做什么
• 三维地下体分析
地理信息系统相关学科
专业划分
一级学科
二级学科
本 地理学 科
地理学 资源环境与城乡规划管理 地理信息系统
地理学 研 究 生
测绘科学与技术
自然地理学 人文地理学 地图学与地理信息系统
大地测量学与测量工程 摄影测量与遥感 地图制图学与地理信息工程
空间位置、属性特征、时域特征 空间分布性、数据量大、信息载体的多样性 区域性、多维性、动态性 信息系统:具有采集、处理、管理和分析功能的系统 TPS、MIS、DSS、ES
地理信息系统
地理信息系统是以地理空间数据为基础,在计算机软 硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、 模拟、分析和显示,并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 而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统:定义的构成
学科
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。
技术系统
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。
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第 1 次课
日期周次星期学时 2
一、本次教学目标
掌握地理信息系统的基础知识,掌握地理信息系统组成及其功能;地理信息系统概念;地理信息系统与相关学科的关系;地理信息系统的发展。

二、内容纲要
第一章地理信息系统概论
第一节地理信息系统的基本概念
一、信息、地理信息
1、信息和数据
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、现象等的内容、数量或特征,从而向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

数据是一种未经加工的原始资料。

数字、文字、符号、图像都是数据。

数据是客观对象的表示,而信息则是数据内涵的意义,是数据的内容和解释。

2、地理信息
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。

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)及时域特征三部分。

空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。

3、地理信息的特征
地理信息除了具有信息的一般特性,还具有以下独特特性:
⑴空间分布性。

⑵数据量大。

⑶信息载体的多样性。

二、信息系统
1、信息系统的基本组成
信息系统(IS-Information System)是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系
统。

在计算机时代信息系统都部分或全部由计算机系统支持,并由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成、另外,智能化的信息系统还包括知识。

2、信息系统的类型
根据系统所执行的任务,信息系统可分为事务处理系统(Transaction Process System)和决策支持系统(DSS-Decision Support System)。

事务处理系统强调的是数据的记录和操作,民航定票系统是其典型示例之一。

决策支持系统是用以获得辅助决策方案的交互式计算机系统,一般是由语言系统、知识系统和问题处理系统共同构成。

三、地理信息系统
地理信息系统(GIS-Geographic Information System),是一种特定的十分重要的空间信息系统。

它是在计算机硬、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、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

第二节GIS的发展概况
一、国际发展状况
综观GIS发展,可将地理信息系统发展分为以下几个阶段:
1、地理信息系统的开拓期(60年代)
1963年,加拿大测量学家Roger F. Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语,并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。

2、地理信息系统的巩固发展期(70年代)
3、地理信息系统技术大发展时期(80年代)
大名鼎鼎的ESRI Arc Info / GIS在1981年首次发布,MapInfo于1986年成立。

4、地理信息系统的应用普及时代(90年代)
1998年1月31日美国副总统戈尔在加利福尼亚州提出的“数字地球”战略也包括地理信息系统。

二、国内发展状况
第三节地理信息系统的构成
完整的GIS主要由四个部分构成,即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员,其核心部分是计算机软硬件系统,空间数据库反映了GIS的地理内容,而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息的表现方式
一、计算机硬件系统
1、计算机主机;
2、数据输入设备:数字化仪、图像扫描仪、手写笔、光笔、键盘、通讯端口等;
3、数据存贮设备:光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、磁盘阵列等;
4、数据输出设备:笔式绘图仪、喷墨绘图仪(打印机)、激光打印机等。

二、计算机软件系统
1、计算机系统软件
2、地理信息系统软件和其他支撑软件
可以是通用的GIS软件也可包括数据库管理软件、计算机图形软件包、CAD、图像处理软件等。

GIS软件按功能可分为以下几类:
⑴数据输入,数据输入方式与使用的设备密切相关,常有三种形式:①手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化。

②扫描数字化仪的光栅扫描数字化,主要输入有关图像的网格数据。

③键盘输入,主要输入有关图像、图形的属性数据(即代码、符号),在属性数据输入之前,须对其进行编码。

⑵数据存贮与管理
⑶数据分析与处理
⑷数据输出与表示模块
⑸用户接口模块
3、应用分析程序
是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序,是系统功能的扩充与延伸。

三、地理空间数据
地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据,可以是图形、图像、文字、表格和数字等,由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS,是系统程序作用的对象,是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

1、某个已知坐标系中的位置
2、实体间的空间相关性
3、与几何位置无关的属性
四、系统开发、管理和使用人员
第四节GIS与相关学科与技术的关系
遥感技术可以为资源检测和环境检测提供丰富、实时的宏观信息,并为计算机制图系统和GIS的数据更新提供可靠、快速的数据源。

但遥感对浩如烟海的社会经济统计数据,人类活动的大量信息却无力获取。

计算机制图技术可为地理信息的时空分布和产品输出提供先进的手段,但它本身无区域综合、分析和决策的功能。

GPS技术、数字摄影测量和遥感技术可成为GIS数据采集和及时更新的主要技术手段和有力支撑;而GIS既能提供信息查询、检索服务,又能提供综合分析评价,它在资源和技术方面的博才与运筹帷幄的优势,是遥感、GPS和自动制图技术所不及的。

第五节地理信息系统的应用
地理信息系统的一些主要应用方面:
一、测绘与地图制图
二、资源管理
三、城乡规划
四、灾害监测
五、环境保护
六、国防建设
七、宏观决策支持
重点、难点:
地理信息系统组成及其功能。

三、教学设计
1、教学步骤:
1)总体介绍课程性质,总的要求
2)概述本次课的主要内容提纲
3)逐个教学要点讲解
4)综合本次内容,提出课后学习要求。

按照重点突出,详略得当,难点详细讲解的原则进行课堂时间分配,把地理信息系统的概念,理解地理信息系统组成作为一个小单元,地理信息系统与相关学科的关系及其功能,地理信息系统的发展作为一个小单元。

教学方法以讲解和示例为主,联系实际应用,启发学生掌握基本概念,
了解系统机制和发展过程。

教学手段采用多媒体(计算机、投影仪)课件及相关软件演示结合的方式,一方面详细说明理论概念,一方面用于示例图表展示及相关软件结构的展示。

2、作业:
P13名词解释2、3、5;简答题第1、2、3题。

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