地理信息系统(GIS)原理及应用概论

信
息高 速 公
路
人 口统
统
交 通 管 理 信 息 系
··· ··
计信 息 系 统
九十年代——
GIS普及、推广应用时期
它已广泛应用
区域规划 资源调查 环境评估 公共设施管理 交通管理 社区管理 虚拟外交（边界谈判） 打击罪犯 天气预报
生物保护
精细农业
灾害监测
三、地理信息系统基本构成
数据获取及预处理
h d iM 1 0.05 2000 0.01m
10、确定汇水面积
修建水库、修筑桥梁、
涵洞需确定汇水量。
Q=P· n · m· k m:单位时间平均降雨量 n : 降雨时间
P: 汇水面积 k：蒸发系数 汇水面积确定： 由阻水截面AB与
山脊线连接围成的面积
11、平整场地中土石方计算 ① 方格网法
采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息系 统的计算机系统是分析和处理海量地理数据的通用 技术。 纸质地图的限制：制作复杂、更新慢、管理不方便、
信息量受限、一图多用困难。 电子技术、计算机技术、遥感技术、空间技术、自 动成图技术及通信技术发展给GIS产生与发展创造 了条件。 它的发展是随着电子技术、计算机技术、空间技术、 图象处理技术及信息社会发展而飞速发展。
与预处理
信息标准 化与专题 编码
信息 转换 格式
输入的技 术方法
数字化与数据输入
空间数据库的建立
空间数据库
地
多边形与专 题数据库
图
普通地图 数据库
数
据
格网专题 数据库
库
遥感图象 数据库
数据 交互 编辑
地
矢量 图形
图
专题 数据
数
图象 数据
据
数字地 形模型
库
制图 综合
数据 查询 检索 更新
数据分析、应用
4. 在地形图上量算某点高程
d mk Hk Hm h d mn
等高距
5. 在地形图上量测曲线长度
① 用曲线量算
10cm 求线长值：k n 求曲线长：D k m M
② 变成折线分段量算
6. 在地形图上量某直线坡度（有三种方法）
倾斜百分率（％） : 倾斜角: 倾斜率: i％ h D
二、GIS发展过程
土 村
农
利 地
用
调
查
资 料
FORTRIN 语 电子管计算机 打孔机输入 磁带机存储
汇
言
总
绘图机输出
汇
计 算
言 编
机
语
制
图
六十~七十年代GIS起步、发展时期 1963年—加拿大Tomlinson博士提出地理信息系统框架 1971年—产生第一个运行GIS系统——加拿大GIS
城 市 管 理 信 区 息 系 统 域 级
图形数据 属性数据
空间数据库 属性数据库
数据处理、分析、决策、应用
传息输出、发布
四、基础地理信息系统
数据规范与信息源选择 遥感信息 地图信息 遥感与定位信息 统计信息 现存的各种数据库
数
模拟地图 数字化 外业 测量
据
获
数字摄影 测量
取
遥感 数据 统 统计观测 数据
物 体 分 类 编 码 系 数据的获取和预处理 野外实况 调查与地 学验证 图象处理 与专题要 素提取 图形分析
1 y3 y4 x3 x4 y4 y1 x4 x1 2 y3 y2 x3 x2 y2 y1 x2 x1 1 x1 y2 y4 x2 y3 y1 x3 y4 y2 x4 y1 y3 2
地理信息系统概念是60年代加拿大测绘学家结合 计算机发展趋势，提出的利用机算机和数据库技 术结合管理地球空间信息的概念体系，并于1971 年建成第一个地理信息系统（GIS） 。 地理信息系统（Geographic Information Systems） 地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下， 运用信息科学，管理科学，对空间地理信息进行 综合处理、分析和应用的系统。
动极轴臂
动极 功能键 航臂
动 极 轴
测轮
航臂 描迹镜
描迹放大镜
显示窗
动极式数字求积仪
方格网法
A n p M
2
几何图形法 将多边形分成若干几何图形（如三角形、矩形、梯形等）
② 解析法 当多边形面积很大，可求出各顶点坐标直接计算面积。
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅰ
A AⅢ AⅣ A A Ⅰ Ⅱ
第八章
地理信息系统（GIS）原理及应用概论


地形图应用的基本知识 地理信息系统的产生及发展
§8.1
地形图应用的基本知识
一、读图—地形图基本内容
测图单位、测图时间、秘级
坐标系统、高程系统、子午线收敛角、磁偏角 比例尺、图号及与相邻图关系 坐标格网、经纬网 地貌：等高线、山头、山脊、山谷、盆地、 鞍部、地质 地物：控制点、道路、水系、建筑等
用户 对象
实时查询 服务
评价分析 、决策
机助制图 服务
信息转换与 快速复制
其它
数
据
输
出
图式符号
打印 列表 形成 数据 文件
图形屏幕 显示
绘图机绘图
硬拷贝
栅 格 图 矢 量 化
纸质地形图 矢量化
地理信息系统数据库
澜沧江区域综合开发和协调信息管理与决策系统结构
大型国土工程子系统
数 据 库 设 计
1 n A xi yi 1 yi 1 2 i 1 1 n yi xi 1 xi 1 2 i 1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅳ
8、用地形图—— 绘制断面图
公路、铁路、管线 工程等设计施工中 需要断面图。
纵向比例尺是横向
比例尺的5~10倍。
9、按限制坡度在地形图上选线
在1：2000地形图上，等高距1m，在A~D间修条公路， 坡度5％，求相邻等高线间在图上最短距离。
地理信 息 系 统 础 基 全 球 级
GIS 商 用 软
八十年代——
自
件
全 球 定 位 系 统
高 级 语言
高速运算器
磁盘
大容量存储设备： 光盘
大屏幕、高清析度显示器
然 资 源 国 信 遥 家 息 系 感 级 统 技
术
GIS发展时期
地 籍 管 理 信 息 系 统
自动化图象、图形输入设备 高清析度彩色输出设备
在地形图拟建场地内绘制方格网
确定场地平整的 ——设计高程
条件： 挖方量和填方量 大致平衡，以减 少运输。
H 设计
H
角
2 H 边 3 H 拐 4 H中 4n
54.4m
按设计高程ห้องสมุดไป่ตู้地形图上内插出不填不挖边界线—零线。
计算各格网点挖、填方高程 挖（填）方高程=地面高程－设计高程 计算挖、填土石方量 角点 边点 拐点 中点 挖（填）方高程×1/4方格面积 挖（填）方高程×2/4方格面积 挖（填）方高程×3/4方格面积 挖（填）方高程×4/4方格面积
二、地形图应用基本知识
1. 在地形图上确定点位坐标
x p x a kp y p y a ak
2. 在地形图上量算线段的长度
D pq
x
q
x p yq y p
2
2
3. 在地形图上量算某直线的坐标方位角
pq arctg
yq y p xq x p
h arctg d h 2 1 1 i 、、 D 3 3 5
7. 在地形图上进行面积量算
①图解法 求积仪法 →操作方法： （如计算工程面积、土石方量、库容量等等）
铺开图纸，描迹镜置于图形中央。选择单位（cm2、m2、 km2）和比例尺。再选择图形一个点为起始点，描迹镜中心对 准此点，按起动键，拉推描迹镜，沿轮廓顺时针方向远行到 起始点，即可得到图行面积。
M APGIS系统
② 等高线法 利用相邻等高线所围面积平均值×等高距
1 V1 A55 A56 1 2 1 V2 A56 A58 2 2 1 V5 A62 0.8 3 V V1 V2 V5
§8.2
地理信息系统的产生及发展
一、地理信息系统（GIS）概述