GIS开发基础详解
gis前端开发知识体系
gis前端开发知识体系摘要：1.GIS 前端开发概述2.GIS 前端开发所需技术3.GIS 前端开发流程4.GIS 前端开发实践案例5.GIS 前端开发未来发展趋势正文：一、GIS 前端开发概述GIS（地理信息系统）前端开发是指利用前端技术，如HTML、CSS 和JavaScript，构建用户界面，实现地理信息数据的展示、查询、编辑和分析等功能。
GIS 前端开发在众多领域具有广泛应用，例如城市规划、环境保护、资源管理等。
二、GIS 前端开发所需技术1.HTML 和CSS：用于搭建网页结构，实现地图的布局和样式。
2.JavaScript：为核心编程语言，用于实现地图的交互功能，如缩放、平移、数据查询等。
3.前端框架和库：如React、Vue 和Angular 等，用于提高开发效率和代码可维护性。
4.GIS 库和工具：如OpenLayers、Leaflet 和Mapbox 等，用于实现地图的加载、渲染和交互等功能。
5.后端技术：如Node.js、Python 和Java 等，用于搭建服务器，提供数据接口和数据处理等功能。
三、GIS 前端开发流程1.需求分析：明确项目目标和需求，例如地图类型、功能模块等。
2.数据准备：收集、处理和整理地理信息数据，如矢量数据、栅格数据和影像数据等。
3.技术选型：根据需求选择合适的前端框架、库和工具等。
4.系统设计：设计系统架构，规划模块功能和页面布局等。
5.编码实现：编写前端代码，实现地图的加载、渲染和交互等功能。
6.测试和调试：进行功能测试、性能测试和兼容性测试等，确保系统稳定可靠。
7.部署上线：将系统部署到服务器，提供用户访问。
8.运维和更新：持续优化系统，提供技术支持和数据更新等。
四、GIS 前端开发实践案例1.城市规划管理系统：实现城市规划空间数据的展示、查询、编辑和分析等功能，辅助规划决策。
2.环境保护信息平台：展示环境监测数据，提供污染源查询、排放量分析等功能，助力环境保护工作。
GIS软件开发基础1new
Roger S. Pressman 对软件的认识
“计算机软件已经成为一种驱动力。 它是进行商业决策的引擎； 它是现代科学研究和工程问题寻求解答 的基础； 它也是鉴别现代产品和服务的关键因素。 它被嵌入在各类系统中：交通、医疗、 电信、军事、工业生产过程、娱乐、办 公、……难以穷举。 软件将成为从基础教育到基因工程的所 有领域新进展的驱动器。”
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本期软件主要特征
处理对象：基于Internet/Web的程序设计 ； 用途：网络互联及网络应用； 目的：通过支持跨地区、跨部门、跨时间的群组共享信息协同 工作来提高群组，集团的整体的生产率； 开发方法：基于组件、基于Internet/Web的开发方法； 开发工具：组件技术；基于Web开发工具；现代CASE工具 ； 认识：非功能性需求的重要性；基于环境的软件过程改造； 发展概况：Internet/Intranet；基于Web应用；虚拟现实技术； 新技术涌现，但缺乏理论指导； 技术突破：设计模式 ；浏览器技术；CORBA/COM/OLE技术； 理论成就：“交互模型”作为网格计算的理论基础； 目标：正确的时刻，把正确的信息，安全地送给需要的人。
那时人们只关心硬件的性能和技术指标， 系统设计与实现是以硬件为中心，软件 开发（实际上是程序设计）处于从属地 位。
第16页
本期软件主要特征
处理对象：由“0”和“1”组成的二进制序列 ； 用途：主要是科学计算及军事应用（弹道计算）； 目的：“确定计算机硬件动作的序列”； 开发方法：经验主义； 开发工具：机器语言； 认识：计算机的用途是快速计算。 发展概况：机器语言、汇编语言、FORTRAN语言； 技术突破：存储器技术、 “迭代-反复”算法、观念转变 ； 理论成就：冯· 诺依曼理论和图灵测试； 目标：用最少资源来获得最大运算能力。
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。
gis开发知识点总结
gis开发知识点总结GIS（Geographic Information System）地理信息系统是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、分析、显示和管理的技术。
在现代社会中，GIS已经成为了许多领域中不可或缺的工具，如城市规划、环境保护、自然资源管理、农业、应急救援等。
因此，GIS开发成为了一个非常热门的领域，对于GIS开发人员来说，掌握相关的知识点是非常重要的。
本文将对GIS开发中的一些重要知识点进行总结，希望能够对读者有所帮助。
1. 地理信息系统基础知识GIS的基础知识是GIS开发的入门必备知识，包括地理坐标系统、地理数据类型、地图投影、地理空间分析等内容。
地理坐标系统是地理信息系统中的基础概念，常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和投影坐标系统。
了解这些基础知识对于日常的GIS开发工作至关重要。
2. 空间数据存储与管理GIS在处理空间数据时需要进行数据的存储与管理，常见的空间数据存储与管理方式包括文件存储、数据库存储、云存储等。
在GIS开发过程中，需要掌握如何进行空间数据的导入、导出、查询、分析等操作。
3. 空间数据可视化空间数据可视化是GIS开发的重要内容之一，常见的空间数据可视化方式包括地图制作、三维可视化、热力图、散点图等。
在GIS开发过程中，需要掌握相关的可视化技术，以便将分析结果有效地展现出来。
4. 地理空间分析地理空间分析是GIS的核心功能之一，包括空间查询、空间统计、缓冲区分析、路径分析、空间插值等内容。
在GIS开发过程中，需要掌握相关的地理空间分析算法和技术，以实现各种复杂的地理空间分析功能。
5. 网络地图开发随着互联网的发展，网络地图成为了GIS开发的一个重要方向。
网络地图开发需要掌握WebGIS技术，包括HTML、JavaScript、CSS、地图API等内容。
在GIS开发过程中，需要使用这些技术来实现各种网络地图的功能。
6. GIS开发框架GIS开发框架是为了简化GIS开发过程而设计的，包括开源框架和商业框架两种。
GIS基础知识-超经典
结构一、空间参照系和投影图地球上的经线和纬线图坐标旋转图地图投影变形（出处：MapGIS7.x数据管理篇.chm中）13投影的分类（A）根据地图投影的变形（内蕴的特征）分：¾等角投影:地球表面上无穷小图形投影后仍保持相似，或两微分线段所组成的角度在投影后仍保持相似，或两微分线段所组成的角度在投影后仍保持不变，这种投影称等角投影（又称正形投影）。
在等角投影中，微分圆经投影后仍为圆形，随点位（纬度增加）的变化，面积有较大变形。
¾等面积投影：地球面上的图形在投影后保持面积不变，这种投影称等面积投影。
在等面积投影中，微分圆变成不同形状的椭圆，但变形椭圆面积保持相等，只是角度产生很大变形。
¾任意投影：既不具备等角性质，又没有等面积性质的投影，统称为任意投影。
在任意投影中，如果沿某一主方向的长度比等于1，即a=1或b=1，则这种投影称为等距离投影。
根据投影面与地球表面的相关位置分：¾圆锥投影、圆柱投影、方位投影方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。
圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。
圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。
这里，我们可将方位投影看作圆锥投影的一种特殊情况，假设当圆锥顶角扩大到180度时，这圆锥面就成为一个平面，再将地球椭球体上的经纬线投影到此平面上。
圆柱投影，从几何定义上讲，也是圆锥投影的一个特殊情况，设想圆锥顶点延伸到无穷远时，即成为一个圆柱。
正轴投影、斜轴投影、横轴投影（按照投影面与地理轴向的相对位位投影称为波斯托（Postel）投影。
¾伪圆锥投影：投影中纬线为同心圆圆弧，经线为交于圆心的曲线。
¾伪圆柱投影：投影中纬线为一组平行线，而经线为某种曲线。
Arcgisforjs开发教程(基础篇)——GIS基础知识
• 形状变形：指地图上轮廓形状与相应地面轮廓形状的不相类似。
了解变形的简易方法，就是利用地球仪上的经纬网与 地图上经纬网进行对比。
GIS基础—地学基础（地图投影）
GIS中的地图投影： • GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理
GIS空间分析功能
(5)网络分析
目的是研究、筹划一项网络（交通网络、电线、地下管线等）工程如何安排，并使其 运行效果最好 • 最佳路径分析
最短路径 最低耗费路径 动态最佳路径分析
• 资源分配
消防站点分布 求援区划分
• 地址匹配
根据地址查询地理位置 城市两点间最佳路径的选择示意图
GIS空间分析功能
数据库构建
(5)数据源与相应设备
数据库构建
(6)空间数据采集
• 属性数据的采集 各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如
人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。对于要输入属性库的属性数据， 通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入。 对于要直接记录到栅格或矢 量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入。
叫做A点的经度L。 • 椭球高：A点至椭球面间的铅垂距离为大地高，又称椭球高H。
GIS基础—将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影 • 为什么要进行地图投影？ • 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
GIS基础—3S概念、关系
<1> 3S Geographic Information System(GIS，地理信息系统)、 Remote Sensing(RS，遥感)、 Global Positioning System(GPS，全球卫星定位系统)
地理信息系统(GIS)基础
《地理信息系统（GIS）基础》一、地理信息系统的定义与发展历程地理信息系统，简称 GIS，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。
它将地理空间数据与属性数据相结合，通过强大的空间分析功能，为各种领域的决策提供有力支持。
GIS 的发展历程可以追溯到 20 世纪 60 年代。
当时，计算机技术开始应用于地图制图领域，为 GIS 的诞生奠定了基础。
随着计算机技术的不断进步，GIS 也在不断发展和完善。
如今，GIS 已经广泛应用于城市规划、资源管理、环境保护、交通运输等众多领域。
二、地理信息系统的组成部分1. 硬件设备GIS 的硬件设备包括计算机、服务器、存储设备、输入输出设备等。
其中，计算机是 GIS 的核心设备，负责数据处理和分析；服务器用于存储和管理地理空间数据；存储设备包括硬盘、光盘等，用于存储数据；输入输出设备包括扫描仪、绘图仪等，用于数据的输入和输出。
2. 软件系统GIS 的软件系统包括操作系统、数据库管理系统、GIS 软件等。
其中，操作系统是计算机的基础软件，负责管理计算机的硬件资源和软件资源；数据库管理系统用于管理地理空间数据和属性数据；GIS 软件则是实现 GIS 功能的核心软件，包括数据采集、数据编辑、空间分析、地图制图等功能模块。
3. 地理空间数据地理空间数据是 GIS 的基础，包括地图数据、影像数据、地形数据、属性数据等。
地图数据是 GIS 中最基本的数据，包括点、线、面等几何图形和对应的属性信息；影像数据是通过卫星、航空等手段获取的地理图像数据；地形数据是描述地球表面地形地貌的数据；属性数据是与地理空间数据相关的非空间数据，如人口、经济、环境等数据。
4. 人员GIS 的人员包括系统开发人员、数据采集人员、数据分析人员、系统管理人员等。
他们负责 GIS 的开发、数据采集、数据分析和系统管理等工作。
三、地理信息系统的功能1. 数据采集与输入GIS 可以通过多种方式采集地理空间数据，如野外测量、地图数字化、遥感影像解译等。
gis入门知识地理信息系统基础教程
gis入门知识地理信息系统基础教程四、地理空间数据这里的地理空间数据主要是指基于文件的空间数据，即不包括数据库空间数据。
GIS直接支持的空间数据类型主要包括矢量数据文件、3D模型、影像文件等。
•矢量数据文件：SHP、SDC、、CAD、GeoJSON、XML等；•3D模型：3DMAX、SKP等；•影像文件（或被称为栅格文件）：TIF、TIFF、JPEG、GIF等。
介绍最常用的SHP矢量数据类型和TIFF影像文件。
1、SHP矢量数据Esri（Arcmap的公司）的SHP（Shapefile）文件，SHP文件格式最显著特点是它由多个文件组成，有点类似CAD 文件。
至少3种文件，至多可达15种不同的文件，它必须至少由三个文件组成：.shp 要素几何、.shx 形状索引、.dbf 属性数据•.shp：图形格式，用于保存元素的几何实体；•.shx：图形索引格式，几何体位置索引，记录每一个几何体在shp 文件之中的位置，能够加快向前或向后搜索的效率；•.dbf：属性数据格式，以dBase IV的数据表格式存储每个几何形状的属性数据。
点、线、面是GIS 中的三个空间实体，且点是最基本的实体。
因为两个点可以组成一个线，多个点可以组成一个面，SHP文件可以表征点、线、面任何一种空间实体。
2、TIFF 影像文件影像文件，又被称为栅格数据文件，是由若干行或列的单元或者像素组成的，每个单元代表一个数值。
理解栅格数据最简单的方式就是将其看作图片，这也是它在软件中普遍的表现形式。
但栅格数据不一定非要以图片形式存储，它们还可以是ASCII 文本文件或者数据库中的二进制的实体。
TIFF（标记化图片文件格式，The Tagged Image ）是地理空间最常用的栅格格式，且可以为如下后缀的任何一种：.tiff，.tif和.gtif。
最近非常火的夜间灯光数据就是典型的TIFF数据，其后缀为.tif。
栅格的每一个像素都包含了信息值，一般通过聚合某个区域内的像素信息值，就可以得出某个区域内的统计特征。
GIS知识点总结
GIS知识点总结GIS（地理信息系统）是一种将地理空间数据与相关属性数据进行整合、分析和可视化的技术系统。
它的应用范围涵盖了自然资源管理、城市规划、环境保护、灾害管理等领域。
下面是关于GIS的基础知识点的总结：1.GIS的定义和原理：GIS是由空间数据、属性数据、地图制图和空间分析等组成的一种综合技术系统。
它通过将空间数据与非空间数据进行整合，分析和可视化，从而帮助人们更好地理解和利用地理信息。
2.GIS数据类型：GIS数据可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。
-矢量数据：以点、线、面的方式来描述地理现象，包括点状要素、线状要素和面状要素。
矢量数据可以表达地理现象的位置、形状和拓扑关系。
-栅格数据：由一系列的像元组成，每个像元都有一个值来表示地理现象的属性。
栅格数据适合用于描述连续变化的现象，如高程、降雨等。
3.GIS数据获取和处理：GIS数据可以通过多种途径获取，包括现场调查、遥感技术、GPS定位等。
获取的数据需要进行预处理和清洗，包括数据的投影、坐标转换、批量处理等操作。
4.GIS数据存储和管理：GIS数据可以存储在地理数据库中，地理数据库可以根据数据的特点选择适用的存储方式，包括关系型数据库、对象数据库等。
地理数据库需要进行数据的建模、索引和管理。
5.GIS数据分析和处理：GIS可以进行空间分析和属性分析，帮助用户从不同的角度理解地理信息。
空间分析包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析等；属性分析包括统计分析、查询分析、模型分析等。
6.GIS地图制作和可视化：通过GIS可以制作各种类型的地图，如点状地图、线状地图、面状地图等。
地图可视化可以通过符号化、分类制图、渲染等方式实现，使得地理信息更加直观和易于理解。
7.GIS应用领域：GIS在各个领域都有广泛的应用，如自然资源管理、城市规划、环境保护、灾害管理等。
通过GIS可以对地理信息进行全面的管理、分析和决策支持。
8.GIS发展趋势：随着技术的不断发展，GIS正朝着更加智能化、大数据化、云计算化的方向发展。
GIS入门基础知识点
GIS⼊门基础知识点 ⾃从国企辞职以后，找了⼀份关于GIS开发的⼯作，好多从事这个都是地理信息科学⽅⾯的专业。
由于⾃⼰才疏学浅，只能从头⼊门学起，先是⼤致了解公司的业务以及产品，学习⼀下相关地理信息的基础知识。
⾸先今天简单的学习了⼀下地理信息基础知识：1、坐标系统：地理坐标系 平⾯坐标系2、地图投影：圆柱投影 圆锥投影 ⽅位投影 ⾼斯-克吕格投影3、地理空间数据：GIS操作的对象为空间数据数据的组织形式有：⽮量结构 栅格结构3.1、栅格结构：将研究区域划分为⼤⼩均匀紧密相邻的⽹格阵列，每个⽹格作为⼀个像素。
它由⾏，列号定义，并包含⼀个代码，表⽰像素的属性类型或者量值⽐如遥感影像就是典型的栅格结构优点：数据结构简单，空间数据的叠加和组合⼗分⽅便，数字模拟⽅便。
缺点：图形数据量⼤，如果⽤⼤像素减少数据时，精度和信息量受损失。
地图输出不够精美，美欧表达拓扑关系。
投影变换花费时间多。
3.2、⽮量数据结构：Vector Data：在直⾓坐标系中，⽤x,y坐标来表⽰地图图形或者地理实体的数据。
⽮量数据⼀般通过记录坐标的形式来尽可能的将地理实体的空间表现出准确⽆误。
点实体：在⼆维空间中，点实体⽤⼀对坐标x,y来确定位置。
⾯实体优点：⾯向⽬标的，不仅能表达属性编码，⽽且容易定义和操作单个空间实体。
完整的描述拓扑关系。
表⽰地理数据的精确度⾼，图形输出精确美观。
严密的数据结构，数据量⼩。
图形数据和属性数据的恢复更新，综合都能实现。
缺点：数据结构复杂，⽮量多边形叠加算法复杂。
4、什么是4D数据？4D:（DRG,DLG,DOM,DEM）通过地理信息系统分析处理得到的DLG,DOM,DEM,DTM等信息产品DOM:数字正射影像图（Digital Orthophoto Map）:利⽤数字⾼程模型对扫描处理的数字化的航空相⽚，遥感影像，经过逐个象元纠正，按图幅范围裁切⽣成的影像数据DOM是需要DEM进⾏⼆次加⼯的，也是4D产品中最为⾼级额产品。
GIS基础知识讲解ppt
决策支持
辅助决策
GIS可以提供各种类型的空间信息，这些信息可以用来辅助 决策。例如，在城市规划中，GIS可以用来评估不同规划方案 的影响，帮助决策者选择最优方案。
模拟预测
GIS可以对未来的情况进行模拟和预测，例如预测城市的人 口增长、交通流量等。这种预测可以帮助决策者更好地应对 未来的变化。
灾害监测与应急响应
地图制作
GIS技术可以用来创建各种类型的地图，包括地形图、交通图、人口分布图等。 这些地图可以用来展示空间数据，帮助人们更好地理解地理信息。
地图可视化
GIS能够将复杂的数据以地图的形式直观地展示出来，使得用户能够更快速地 理解数据。通过不同的颜色、符号和标记，GIS可以将数据以图形化的方式呈现 出来，使得数据更加易于理解和分析。
GIS能够将地理位置与相关属性信息关联起来，以提供更深入的洞察和决策支持。
GIS发展历程
1960年代
GIS概念开始形成，主要用于地 图制作和土地资源调查。
1970年代
GIS开始商业化，广泛应用于自 然资源管理、城市规划等领域 。
1980年代
随着计算机技术的飞速发展， GIS数据处理和分析能力得到显 著提升。
空间分析
空间查询
GIS可以进行空间查询，例如查找某个点附近的所有设施，或者查找某个区域内 的平均收入等。这种查询可以帮助用户更好地理解空间分布和相互关系。
空间分析
GIS可以进行各种空间分析，例如缓冲区分析、叠置分析和网络分析等。这些分 析可以帮助用户解决各种实际问题，例如城市规划、资源管理和应急响应等。
软件
GIS基础软件
如ArcGIS、QGIS等，提供地理信息处理和 分析功能。
数据库软件
如Oracle、SQL Server等，用于存储和管 理地理数据。
gis前端开发知识体系
gis前端开发知识体系摘要：一、GIS前端开发简介1.GIS的定义与作用2.GIS前端开发的背景与意义3.GIS前端开发涉及的技术领域二、GIS前端开发技术体系1.地理数据获取与处理1.1 地理数据来源1.2 地理数据格式1.3 地理数据处理工具与方法2.地图展示与渲染2.1 地图投影与坐标系2.2 地图可视化技术2.3 地图渲染引擎3.用户交互与地图操作3.1 用户交互方式3.2 地图操作方法3.3 地图编辑功能4.WebGIS开发框架4.1 开源GIS框架4.2 商业GIS框架4.3 混合开发模式三、GIS前端开发实践与应用1.开发工具与环境搭建2.常见GIS前端开发案例分析3.GIS前端开发在行业领域的应用四、GIS前端开发的发展趋势与挑战1.地理信息技术的融合发展2.新兴技术在GIS前端开发中的应用3.GIS前端开发面临的挑战与应对策略正文：一、GIS前端开发简介随着地理信息技术的发展，GIS（地理信息系统）已经渗透到我们生活的方方面面。
GIS前端开发作为GIS产业链中的一环，负责将地理信息数据以直观、易理解的方式展示给用户，并实现与用户的交互。
这一领域涉及的技术领域广泛，包括地理数据获取与处理、地图展示与渲染、用户交互与地图操作以及WebGIS开发框架等。
二、GIS前端开发技术体系1.地理数据获取与处理地理数据是GIS前端开发的基础，数据的获取与处理对于后续开发工作至关重要。
地理数据的来源包括卫星遥感、地面测量、公共数据库等多种途径，而数据的格式则有Shapefile、GeoJSON、KML等。
在地理数据处理方面，开发者需要掌握一些常用工具和方法，如QGIS、ArcGIS等。
2.地图展示与渲染地图展示与渲染是GIS前端开发的核心任务之一。
地图投影与坐标系的选择关系到地图的准确呈现，而地图可视化技术和地图渲染引擎则是实现地图美观与性能的关键。
目前，主流的地图渲染引擎包括Google Maps API、OpenLayers等。
地理信息系统基础知识
地理信息系统基础知识地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机科学、数据库、地图学等知识来存储、分析、管理和展示地理空间数据的技术系统。
GIS系统的发展和应用，不仅在地理学领域有广泛应用，还渗透到了环境科学、城市规划、农业、能源、交通等多个领域。
本文将介绍GIS的基础知识，包括GIS的定义、组成要素、数据模型和常见应用。
一、GIS的定义地理信息系统是一种集数据、硬件、软件、网络、空间分析技术等多种技术于一体的系统，通过对地理数据的采集、处理、存储、分析和展示，实现对地理现象和空间关系的模拟和研究。
二、GIS的组成要素1. 硬件：GIS系统需要计算机和相关的外设设备，如图形显示器、扫描仪、打印机等，用于数据的输入、输出和存储。
2. 软件：GIS软件是GIS系统的核心部分，常见的GIS软件有ArcGIS、QGIS等。
它们提供了地图制作、数据编辑、空间分析等功能，使用户可以对地理数据进行处理和分析。
3. 数据：地理信息系统的数据包括地理数据和属性数据。
地理数据是指描述地理空间特征的数据，可以是地图、遥感影像、地形图等。
属性数据则是地理对象的附加信息，如人口数据、土地利用信息等。
4. 网络：GIS系统需要利用网络进行数据共享和传输，以保证数据的一致性和及时性。
三、GIS的数据模型GIS的数据模型是描述地理空间数据和属性数据之间关系的方法。
1. 栅格数据模型：栅格数据模型将地理空间划分为均匀的网格单元，并为每个单元分配属性值。
它适合于描述连续的表面数据，如高程、气温等。
但栅格数据模型会引起格网效应，使得数据存储量大且精度有限。
2. 矢量数据模型：矢量数据模型以点、线、面等基本几何要素来表示地理空间数据。
它可以精确地描述地理空间对象的形状和位置关系，适用于描述离散的地理现象。
3. 多模型数据模型：多模型数据模型是将栅格和矢量数据模型相结合，既可以描述连续数据，又可以描述离散数据。
gis基础知识整理
gis基础知识整理基础知识概括GIS（地理信息系统）是一种基于地理位置数据（如经纬度、海拔、地形等）的计算机系统，可用于捕获、存储、查询、分析和展示地理信息。
GIS的基础知识包括以下内容：1.地理坐标系统：GIS使用地理坐标系统来定位和描述地球上的位置。
常见的地理坐标系统包括经纬度、投影坐标系等。
2.空间数据：GIS数据主要包括矢量数据和栅格数据。
矢量数据表示地理位置为点、线、面等几何对象，而栅格数据则是将地球表面划分为一系列等大小的网格，每个网格表示一个值。
3.数据采集：GIS数据可以通过多种方式采集，如GPS定位、航空摄影、遥感影像等。
4.数据存储：GIS数据可以存储在文件或数据库中。
常见的GIS文件格式包括Shape、KML等，而数据库中常用的GIS数据类型包括点、线、面等几何类型。
5.空间分析：GIS可以进行各种空间分析，如缓冲区分析、空间插值、空间统计等，以帮助用户理解和探索地理现象。
6.地图制图：GIS可以生成各种类型的地图，包括静态地图和动态地图。
地图可以包含各种地理信息，如地形、交通、人口等。
7.空间查询：GIS可以进行各种空间查询，如点查询、线查询、面查询等，以帮助用户查找和分析地理数据。
GIS应用广泛，包括城市规划、资源管理、环境保护、农业决策等领域。
掌握GIS基础知识对于从事相关领域的工程师和科学家非常重要。
地理坐标系统地理坐标系统是一种用于定位和描述地球上位置的系统。
地球是一个球体，因此需要一种特殊的坐标系统来表示地球上的位置。
通常使用的地理坐标系统包括经纬度和投影坐标系。
1.经纬度：经纬度是一种基于球体坐标系的地理坐标系统，用于描述地球表面上的任意位置。
经度是从东到西的度量，以0°到180°的形式表示，以本初子午线（通常是格林威治子午线）为基准线。
纬度是从南到北的度量，以0°到90°的形式表示。
2.投影坐标系：投影坐标系是一种将地球的三维曲面投影到二维平面上的坐标系。
ArcGIS开发入门
GeoDatabase的顺序号为7，它依赖于前面的6个类库，即System，
（1）System类库： System类库是AE体系结构中最低层的类库，因而也是最基本的 类库。该类库包含的组件为组成ArcGIS的所有其它类库提供服务。 System类库提供了很多开发者可以利用的接口。
AoInitializer对象就是在System类库中定义的，所有的开发者必
2、编程风格
在适当的位置应该加入必要的注解，即程序内部的文档。注解对于程序的 阅读及调试都有很大的作用。
数据说明应以方便阅读、理解、查找和维护为目的；变量名等标识符应作 到恰如其分地表达内容含义；注意声明次序的标准化；不同变量在同一语句 中声明时，应按字母先后顺序排列。
语句书写应有层次感，便于理解。例如采用缩进排列、避免使用大量的嵌 套结构、不将多个语句放在同一行中书写、避免复杂的条件测试等。
3、结构化程序设计
思想：自顶向下、逐步求精； 按功能模块组成树状结构；各 模块相对独立；模块内部有顺 序、选择和循环三种结构组成 ；模块化的实现方法是通过子 程序。 优点：复杂任务简单化；使用 方便。 缺点：数据与过程相互独立， 代码重用性差；可能导致数据 与所需处理过程不匹配现象； 封装性和隐蔽性差。
2.1国外著名GIS软件
2.2国内著名GIS软件
3、开发模式比较 1、独立开发 优点： 灵活性较强、易于扩展、有系统版权 缺点：难度大、开发连续性难以保证、对开发人员的素质要求 高 2、单纯二次开发 优点：简单易学 缺点：功能简单、缺乏独立性,软硬件要求高、没有系统版权 3、集成二次开发 优点：高起点、可靠性好 缺点：可扩展性差、较为庞大,软硬件要求高、没有系统版权
借鉴“工程项目管理”的技术方法，组织软件生产。
第二章 GIS的基础讲解
一、地图数据及其获取 1、地图表示的地理空间
空间：
属性：
2、地图信息的数字化描述
地理空间实体的数字化描述有两种方法： 1）矢量法 2）栅格法
3、地图数据的逻辑组织模型
地图数据从逻辑上组织成层次关系其关系是：
地图
图层
空间对象
坐标对
地图
图层1
图层2
图层1的空间对象及 图层2的空间对象及
描述信息
描述信息
三、摄影测量数据及获取
摄影测量在我国的基本比例尺测图生产中起关键作用。我国的大 部分1：1万，1：5万地形图都使用摄影测量方法。 1、地面摄影测量和航空摄影测量
2、解析摄影测量
3、数字摄影测量
四、属性数据及获取
属性数据内容 属性数据是目标的空间特性以外的特性的详述。主要包括目标类 型，具体目标特征和专题说明等详细描述。 目标类型描述通常用类型编码来表示；专题说明描述用属性内容 表示。 属性数据源 各种统计数据及各类调查数据是属性数据主要数据源。通常包含 特定位置上的社会、环境、资源、经济、人口等数据。 属性数据的获取 对照图件直接输入，即直接在GIS中，通过其数据库管理软件对 照图形直接录入 ； 用通用数据库软件录入，录入后转入GIS系统； 从其它系统（如MIS）系统转入数据。
坐标变换的地理意义：
（2）数字化仪工作过程 （3）数字化仪工作的软件
打开通信接口及数据文件 初始化数字化仪
输入控制点及图幅范围
读取并显示一个x,y值
读下一点
输入正确否
Y
N
保存文件
N 结束否
Y
关闭端口及数据文件 结束
删除点返回上一点
2）扫描仪获取地图数据
二、遥感数据
GIS软件开发基础10new
文件控制块（FCB）
在文件系统中采用文件控制块 FCB 来管理文 件。一般文件系统的FCB包括了文件的特征信 息，如文件名、文件类型、存储位置、长度、 访问权限、文件建立日期和时间等。
在文件系统中，每个文件在 FCB 中都有一个 目录项。
MS-DOS目录项内容
字节地址 字节数 内容说明
0~7H 8~AH BH
文件组织结构示例
目录项
1~1024
1025~2048
2049~3072
3073~4100
块
块
块
块
文件系统中的特征信息集中组织，而文件的主体部分则 按链表方式组织。按照这种组织结构，一个文件在磁盘上占 用的空间一般不是连续的物理记录。通过设置指针的方式， 将不连续的物理记录“链”成一串，从而可访问到整个文件 的内容。上图是链表结构的文件组织示意。设一个文件为： abc.txt 长度4100byte
文件的组织结构
文件管理涉及文件组织和文件操作两个问题。 在文件系统中。到底采用什么样的组织形式才 便于文件系统对文件进行操作呢？ 在计算机中文件组织形式有两种视图： 从用户视角看到的被称为文件的 逻辑结构 ，用户
按文件的逻辑结构组织自己的文件信息；
从系统实现视角看到的被称为文件的 物理结构， 文件系统是按不同的物理结构对文件信息进行组织 和管理的。
文件管理与程序设计
• 文件系统
– 文件管理程序和所管理的全部文件 – 最常用的一些文件类型是：
.exe 可执行文件 .lib静态库文件，
.ocx 组件文件 .html 网页文件 .doc Word文件 .log日志文件 .dll动态库文件， .cpp C++源程序文件 .java Java源程序文件 .wav 声音文件 .jpg 图片文件 .ini初始化文件 .mdb Access数据库文件 .chk磁盘整理文件
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农业 遥感和影像
房地产
海洋学
GIS基础
什么是GIS——GIS的应用（2）
农业 表现土地利用的卫星影像与厄尔逆诺的气象波动模型相结合可以预测对农业 的影响。 GPS（全球定位系统）接受器与便携式GIS 软件相结合可以实时、准确地为 农业生产提供某地化学物质的浓度。 在加利福利亚的圣华金河流域，GIS被用来模拟非点源污染。生成的地图提 供了土壤盐分的可视化显示。 商业地理方面 一个公司利用GIS来评估其办公地点迁址将对员工变换工作（employees’ commute to work）的影响。 魁北克一家面临竞争压力的小公司用GIS开发了它的客户数据库，并用以 辨别客户的分布情况，加大邮件宣传的效率并提高客户的回头率。 旧金山的一个组织用GIS来帮助小型商业公司寻找那些具有合适的商业、 经济、人口和交通属性等内容的贸易空间。
•初始化应用程序权限 •使用可视化组件与ArcObjects 的开发接口进行二次开发
ArcGIS开发体系
ArcGIS Web应用开发
• ArcGIS Server • ArcGIS API for JavaScript • ArcGIS API for Silverlight • ArcGIS API for Flex • ArcGIS Viewer for Flex • ArcGIS Viewer for Silverlight • ArcGIS • ArcGIS • ArcGIS • ArcGIS
•GOOGLE MAP使用的投影为EPSG:900913
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
比例尺
•地图比例尺反映了制图区域和地图的比例关系
•纸质地图：内容、概括程度、数据精度等 GIS：数据精度 •比例尺的含义：图上长度与相应地面长度的比例
我国地图比例尺分级系统：
大比例尺：1：500—1：10万 中比例尺：1：10万—1：100万 小比例尺：〈1：100万
扩展内容
空间查询与空间分析——地图中的要素（1）
要素具有形状
要素的形状是以 geometry 这么一个特殊字段存储在要素 类表中的。要素可以用以下这些几何类型表达： •点或多点（一组点） •线（一组相连或不相连的线段） •多边形
要素具有空间参考 要素具有属性
扩展内容
空间查询与空间分析——地图中的要素（2） 要素能用规则来验证
GIS开发基础
•GIS基础
•什么是GIS •GIS基本概念
内容提纲
•ArcGIS开发体系
•ArcGIS对象模型 •常用的GIS功能 •ArcGIS产品 •ArcGIS 桌面应用开发 •ArcGIS Web应用开发
•扩展内容
•空间查询与空间分析 •制图表达 •其他GIS软件
GIS基础
什么是GIS——地理信息
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用 （x，y）表达地理对象位置
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
投影（2）
•将地球椭球面上的点映射到平面上 的方法，称为地图投影
•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
扩展内容
空间查询与空间分析——地图中的要素（3） 要素具有复杂的行为（略） 定义属性域和验证规则（略） 建立对象关联（略） 创建定制对象（略）
ArcGIS开发体系
常用的GIS功能——量算（Measure） •线的长度计算 •面状地物面积、周长计算 •距离量算
ArcGIS开发体系
常用的GIS功能——缓冲区分析 （Buffer） •点 •公共设施（商场，邮局， 银行，医院学校等）的服 务半径 •线 •在河流两旁划定某个范围 的保护区 •面 •大型水库建设的搬迁界定 野生
GIS基础
GIS基本概念——3S
•Geographic Information System 地理信息系統
•Remote Sensing
遥感
全球卫星定位系统
•Global Positioning S——数据结构
矢量数据(Vector)
通过记录坐标的方式尽 可能精确地表示点、线、 多边形等地理实体
要素数据集（IFeatureDataset）
要素数据集是共用一个通用坐标系的相关要素类的集合。 要素数据集用于按空间或主题整合相关要素类。它们的主要 用途是，将相关要素类编排成一个公用数据集，用以构建拓 扑、网络数据集、地形数据集或几何网络。
ArcGIS开发体系
ArcGIS数据模型——栅格
栅格数据集（ IRasterDataset ）
现实世界中的对象存在或改变都是必须遵循一定规则的。 你可以用这样的规则来限制几何网络中元素的制约规则，或者 定义这些元素的关联的对应基数。
要素具有拓扑关系
各类型要素之间具有精确的空间位 置关系就叫做拓扑。例如，宗地的二级小 分块必须是彼此严格毗邻的，不允许有缝 隙和重叠。这种二维关系称为平面拓扑。 几何网络中的线和应用设施必须是 不间断连接的，并且这种连接关系必须明 确定义。这样的一维关系图可称为几何网 络。
地球模型
•地理坐标系是以地理极(北极、南 极)为极点。 •通过A点作椭球面的垂线，称之为 过A点的法线。 •法线与赤道面的交角，叫做A点的 纬度B。
•过A点的子午面与通过英国格林尼 治天文台的子午面所夹的二面角， 叫做A点的经度L。
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
投影（1）
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
•地理信息：一切与空间位置有关的信息
•地理信息系统：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。
GIS基础
什么是GIS——GIS的应用（1）
城市规划
生态和环保
电力和煤气
智能防御
商业地理
采矿和地理科学
•城市规划与开发 •城市发展程度评估
ArcGIS开发体系
ArcGIS产品
• ArcGIS Desktop - 一套集成的专业GIS应用程序，由以下三种 产品组成：ArcView、ArcEditor 和 ArcInfo。 • ArcGIS Server - 将GIS信息和地图以Web服务形式发布，提供 一系列WebGIS应用程序，并且支持企业级数据管理。 • ArcGIS Mobile - 为野外计算提供移动GIS工具和应用程序。 • ArcGIS Online - 提供可通过Web进行访问的在线GIS功能， 外加Esri与合作伙伴发布的可供用户在自己的 WebGIS应用程序 中使用的地图和数据。 • ArcGIS Engine - 为使用 C++、.NET 或 Java 的 ArcGIS 开发 人员提供软件组件库。
ArcGIS开发体系
ArcGIS数据模型——总览
属性表数据
矢量数据
栅格数据
ArcGIS开发体系
ArcGIS数据模型——要素
要素类（IFeature）
要素类是具有相同空间制图表达（如点、线或多边形） 和一组通用属性列的常用要素的同类集合，例如，表示道 路中心线的线要素类。 地理数据库中最常用的四个要素类分别是点、线、多 边形和注记（地图文本的地理数据库名称）。
* Silverlight上的插件框架
* Flex上的插件框架
*用于在Amazon EC2云服务上进行ArcGIS Server的部署
for iOS for Android for Windows Phone Server for Amazon EC2
官网帮助地址：/content/web-based-help
ArcGIS开发体系
ArcGIS桌面应用开发
•How To?
•实现插件接口 ESRI.ArcGIS.Desktop.AddIns.Button … •定义配置文件 Config.esriaddinx
ArcGIS开发体系
ArcGIS桌面应用开发
• 基于ArcGIS Engine 的应用程 序开发 •How To?
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
坐标系（1）
•大地坐标系：以参考椭球中心为原点、起始子午 面和赤道面为基准面的地球坐标系。
•投影坐标系：投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系 统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系 是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某 个地理坐标系。
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
栅格数据(Raster)
是指将地球表面划分为 大小均匀紧密相邻的网 格阵列，每个网格作为 一个像元或像素
GIS基础
GIS基本概念——基本概念
拓扑
空间拓扑描述的是自然 界中地理对象的空间位 置关系，是地理对象空 间属性的一部分。
哥尼斯堡七桥问题
空间拓扑
GIS基础
GIS基本概念——地学概念
栅格数据集是地理数据库中一种基本数据集，通过将 世界分割成在格网上布局的离散方块或矩形来表示地理要 素。每个单元都具有一个值，用于表示该位置的某个特征， 例如温度、高程或光谱值。
ArcGIS开发体系
ArcGIS对象模型——其他
不规则三角网络数据集（TIN）
CAD、属性表等等
ArcGIS开发体系
常用的GIS功能——空间查询（Query） •空间查询 •某个点落在哪个多边形内 •与某条河流相连的支流有哪些 •由空间和属性查询 •某城市人口总数 •某一土地所有权人、地价、面积
ArcGIS开发体系
常用的GIS功能——叠加分析（Overlay） •点、线、面状图的叠加 •矢量与栅格图层的叠加 •专题地图与数字高程模型（DEM）叠加显示立体图