地理信息系统gis原理及应用.
地理信息系统的原理和应用
地理信息系统的原理和应用1. 地理信息系统简介地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间信息与属性信息相结合的系统，能够对地理信息进行采集、管理、分析和展示的技术综合体。
它是利用计算机科学、测量学、地理学等学科的理论和方法，通过信息技术手段对地理信息进行处理和分析的一种应用系统。
2. 地理信息系统的原理地理信息系统的运行原理主要包括数据采集、数据管理、数据分析和数据可视化四个方面。
2.1 数据采集地理信息系统的数据采集是指对地理空间数据的获取过程。
常用的数据采集方式包括遥感技术、GPS定位技术和地面调查等方法。
通过遥感技术可以获取卫星、航空影像等遥感数据，GPS定位技术可以获取点、线、面等地理位置信息，地面调查则是通过实地勘测和数据采集设备收集数据。
2.2 数据管理地理信息系统的数据管理包括数据组织、数据存储和数据更新等过程。
数据组织是将采集到的地理信息进行分类、整理和归档，建立地理数据库。
数据存储是将数据存储在硬盘、数据库中，以便后续的查询和分析。
数据更新是指对已有数据进行添加、修正和删除等操作，保持数据的及时更新。
2.3 数据分析地理信息系统的数据分析是指对地理信息进行统计、空间分析、模拟和预测等处理过程。
通过数据分析可以进行空间关系分析、空间模式分析、空间插值和空间模拟等操作，进而获取地理信息的相关规律和趋势。
2.4 数据可视化地理信息系统的数据可视化是将地理信息通过图表、图形和地图等形式展示出来，使信息更具有直观性和可读性。
通过数据可视化可以将数据以地图、统计图表等形式呈现，帮助用户更好地理解和利用地理信息。
3. 地理信息系统的应用地理信息系统在许多领域都有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用领域。
3.1 地理空间分析地理信息系统可以进行地理空间分析，包括距离分析、路径分析、空间关系分析等。
通过空间分析可以了解地理空间的相互联系和影响，为城市规划、交通规划等提供支持。
地理信息系统的原理与方法
地理信息系统的原理与方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、整理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
它结合了遥感、地图学、数据库、计算机科学等多个学科，可广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理、农业等领域。
本文将介绍地理信息系统的原理与方法，并讨论其在实际应用中的意义。
一、地理信息系统的原理地理信息系统的原理包括数据输入、数据存储、数据处理和数据输出。
1. 数据输入地理信息系统的数据输入主要通过遥感技术和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）获取地理空间数据。
遥感技术可利用卫星、飞机等平台获取地表特征、植被分布、地形等数据，而GPS可提供准确的地理位置信息。
这些数据经过获取和处理后，被输入到地理信息系统中。
2. 数据存储地理信息系统采用数据库管理系统存储地理空间数据。
数据库管理系统能够有效地组织和管理大量数据，并保证数据的完整性和一致性。
地理信息系统中的数据通常以矢量数据和栅格数据两种形式存储。
矢量数据以点、线、面等几何对象表示，适用于描述具体地理要素的位置和形状；栅格数据以像元（像素）形式表示，适用于描述连续变化的地理现象。
3. 数据处理地理信息系统的数据处理涉及数据编辑、数据分析、数据模型等多个方面。
数据编辑用于修正和更新地理空间数据，确保其准确性和时效性；数据分析通过空间统计、网络分析、空间插值等方法，从地理数据中提取有用的信息；数据模型则用于模拟地理现象的空间关系和动态变化。
4. 数据输出地理信息系统的数据输出通过地图制作、空间查询、专题分析等方式实现。
地图制作可将地理数据可视化展示，帮助人们更好地理解地理现象；空间查询则用于在地理数据库中检索和提取特定的地理要素；专题分析则基于地理数据进行特定的分析和研究，如土地利用评价、洪涝灾害风险评估等。
二、地理信息系统的方法地理信息系统的方法包括数据收集、数据处理、数据分析和数据可视化。
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。
《地理信息系统原理与应用》教学大纲
《地理信息系统原理与应用》教学大纲一、说明（一）本课程的目的、要求《地理信息系统原理与应用》是人文地理与城乡规划专业方向必修课，适用于人文地理与城乡规划专业本科生教学。
通过本课程的学习，学生能够了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的数据结构、GIS数据输入存储编辑方法、GIS空间分析方法、GIS产品等知识点；学会把GIS技术、GIS思想应用于人文地理与城乡规划方面。
通过本课程的学习，学生应对GIS有一个较全面的了解，掌握利用GIS解决人文地理与城乡规划方面实际问题的能力。
（二）内容选取和实施中注意的问题1.本课程主要介绍GIS的基本概念、基本理论和方法。
在教学中应尽量采用通俗易懂、形象化语言和多媒体，密切联系生产、科研、实际，着重讲清GIS基本概念、基本理论和分析问题、解决问题的方法。
2.注意培养学生利用GIS解决实际问题的思路。
3.安排一定学时的实习实践课。
使学生在基本理论指导下，掌握GIS软件的一般使用方法，提高解决问题的能力。
4.根据课程进程的需要，适当的布置课外作业，帮助学生巩固课堂所学知识，锻炼学生分析问题的能力。
（三）教学方法本课程通过课堂讲授、实习操作、课后习题等方式来达到教学目的。
（四）考核方式考核按平时作业（占10％）、实验（占30％）和期末考试（占60％）考核。
期末考试采用闭卷考察的方式。
（五）教学内容与学时分配二、大纲内容第一章绪论1.数据与信息的概念以及两者之间的关系，地理信息与地理信息系统的概念2.地理信息系统的基本组成3.地理信息系统的基本功能和应用领域4.地理信息系统的发展概况说明和要求:本章讲解GIS一些最基本的概念，地理信息系统的概念、数据与信息之间的关键。
第二章地理信息系统的数据结构1.地理空间的概念及空间实体的表达方法2.空间数据的基本特征3.空间数据的计算机表达方法4.矢量数据结构、栅格数据结构的特点5.空间数据结构的建立方法说明和要求：本章主要讲解GIS空间数据的概念、矢量数据和栅格数据的结构及空间数据的拓扑关系。
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（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
它将地理位置信息与属性数据相结合，可以帮助人们更好地理解和管理地理现象和问题。
本文将介绍地理信息系统的基本原理和应用。
一、地理信息系统的原理1. 数据采集：地理信息系统需要收集地理空间数据，包括地理位置数据和属性数据。
地理位置数据可以通过全球定位系统（GPS）、卫星遥感、测量仪器等手段获取，而属性数据则可以通过调查问卷、统计数据等途径获取。
数据采集是地理信息系统的基础，数据的质量和准确性对系统的应用至关重要。
2. 数据存储：地理信息系统将采集到的地理空间数据存储在数据库中，采用空间数据库管理系统（Spatial Database Management System，简称SDMS）来管理和存储数据。
空间数据库采用矢量数据模型或栅格数据模型来表示地理对象，通过建立拓扑关系和索引，实现对地理数据的高效存储和查询。
3. 数据管理：地理信息系统需要对数据进行管理，包括数据的组织、维护、更新和共享。
数据管理涉及数据的分类、命名、版本控制、权限管理等方面，保证数据的完整性和一致性。
此外，数据管理还需要考虑数据的安全性和保密性，防止未经授权的访问和使用。
4. 数据分析：地理信息系统可以对地理空间数据进行分析和处理，提取有用的信息和知识。
数据分析包括空间分析和属性分析两个方面。
空间分析可以通过空间关系、缓冲区分析、路径分析等方法，揭示地理现象的空间分布和相互关系；属性分析可以通过统计分析、空间插值、多元分析等方法，探索地理现象的规律和因果关系。
5. 数据展示：地理信息系统可以将数据以地图、图表、报告等形式进行展示，帮助人们更直观地理解和交流地理信息。
数据展示可以通过地图制作软件、数据可视化工具等实现，使地理信息更具有可视化和交互性，方便用户进行探索和决策。
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地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种结合地理数据、地理信息展示和空间分析的技术系统。
通过采集、存储、管理和分析地理空间数据，GIS能够提供基础地理信息，支持决策制定和资源管理，促进各行业的发展。
一、GIS的原理GIS的原理基于地理空间数据的获取、存储、处理和分析。
它包括以下核心要素：1. 地理空间数据：GIS以地理对象和属性数据为基础，通过地理空间数据的采集和整理建立地理数据库。
这些数据可以是点、线、面等，描述了地理要素在空间中的位置、属性和拓扑关系。
2. 地理数据建模：通过对地理空间数据进行建模，将实际地理要素与其数字表达相对应。
这些模型包括点、线、面等地理对象，以及拓扑、关系和属性数据。
3. GIS分析：GIS具备空间和属性分析能力，可以进行空间拓扑分析、空间查询、空间统计等，帮助用户获取更多的地理信息和洞察。
4. 地图制图：GIS能够将地理数据可视化展现在地图上，通过各种符号、颜色和渐变等方式直观地传达地理信息。
二、GIS的方法GIS的应用离不开一系列的方法。
以下是几种常见的方法：1. 数据采集：通过GPS、遥感、测绘等手段获取地理空间数据，包括地形、地貌、土地利用、气象等信息。
2. 数据管理：建立地理数据库，包括数据的存储和更新，以及数据的索引和分类。
3. 空间分析：运用空间统计、缓冲区分析、网络分析等方法，探索地理要素之间的空间关系和空间分布规律。
4. 决策支持：利用GIS技术进行空间模拟、场景分析等，为决策制定提供科学依据。
5. 地图制图：通过地图制图技术，将地理数据可视化展示在纸质或电子地图上，方便用户获取地理信息。
三、GIS的应用领域GIS在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：1. 城市规划：GIS可以用于城市的土地利用规划、交通路网规划、交通拥堵分析等，帮助城市合理发展。
2. 自然资源管理：GIS可以对森林、水资源、土地等进行监测和管理，帮助实现可持续利用。
gis相交的原理及应用
GIS相交的原理及应用1. 什么是GIS相交？GIS相交是地理信息系统（GIS）中的一个重要概念，指的是不同空间要素之间的交叉或重叠关系。
在GIS中，要素可以是点、线、面等，相交可以发生在同一类型要素之间，也可以发生在不同类型要素之间。
2. GIS相交的原理GIS相交的原理基于空间分析和几何计算。
在进行相交分析时，GIS系统会首先将要素转化为几何对象，并利用几何计算方法判断要素之间的相交关系。
常用的几何计算方法包括线段相交算法、多边形相交算法等。
3. GIS相交的应用3.1 空间规划GIS相交在城市规划和土地利用方面具有重要应用。
通过分析不同要素之间的相交关系，可以确定合适的土地用途和建筑布局。
例如，在城市规划中，可以利用GIS相交确定适宜居住区域和商业区域的位置。
•确定适宜居住区域和商业区域的位置•设计交通规划和交叉口的位置•分析土地利用冲突和空间布局问题3.2 健康与环境GIS相交在环境保护和健康研究方面的应用也非常重要。
通过分析不同要素之间的相交关系，可以确定污染源的位置和潜在的危险区域，进而制定相应的环境保护措施。
•确定污染源的位置和潜在的危险区域•分析污染物扩散和环境影响范围•研究环境变化和健康影响3.3 农业与资源管理GIS相交在农业和资源管理方面也有广泛的应用。
通过分析农田、水源和自然保护区等要素之间的相交关系，可以进行农田利用规划和资源保护。
•进行农田利用规划和土地整理•研究农作物生长和灌溉需求•管理自然保护区和野生动植物资源4. 如何使用GIS相交要使用GIS相交进行空间分析，需要以下几个步骤：1.准备地理数据：包括点、线、面等要素的地理数据。
2.转换为几何对象：将地理数据转换为几何对象，例如将线要素转换为线段，将多边形要素转换为多边形。
3.进行相交分析：利用GIS软件提供的相交分析工具，对要素进行相交分析。
4.分析结果可视化：将分析结果可视化，例如生成相交关系图表或地图。
5. 结论GIS相交作为空间分析的重要方法，可以应用于各个领域，如城市规划、健康与环境、农业与资源管理等。
北师大地理信息系统原理与应用课件第2章 GIS坐标系统
REC
地理信息系统
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
创立年 代
1984
长半径a （m）
6378137
短半径b（m） 扁率α
6356752
1:298.26
1975年国际椭球 （中国1980西安坐标系采用）
1975
6378140
6356755
1:298.257
海福特（Hayford） （中国1953年以前采用）
(1)考虑的因素：制图范围、形状和地理位置、用途、出版方式。
(2)减少变形，最好使等形线与制图区域的轮廓形状基本一致。
例：圆形地区采用方位投影，两极用正轴方位投影，赤道采用横 轴，中纬度地区采用斜轴投影。
REC
地理信息系统
常见的地图投影
✓ 横轴墨卡托投影（Gauss-Kruger） ——横轴切圆柱等角投影
方 位
地图投影类型
横轴
斜轴
投影面与地球自转轴间的方位关系
REC
地理信息系统
地图投影的命名
✓ 不同类型地球投影命名规则为：投影面与地球自转 轴间的方位关系＋投影变形性质＋投影面与地球相 割（或相切）＋投影构成方法。如：正轴等角切圆 柱投影。
✓ 也可以用该投影发明者的名字命名，如横轴等角切 圆柱投影也称为高斯-克里格投影。
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
REC
地理信息系统
地图投影概念
地图投影：从地球表面到平面地图的转换过程。
地球
投影面
REC
地理信息系统
地图投影实质
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