地理信息系统课件《武汉大学》
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武汉大学GIS地理信息系统第5部分PPT课件
31
4.2.1 数据库的基础理论
数据管理的发展历程 数据库的系统结构 数据库管理系统 数据模型
32
一 数据管理的发展历程
程序管理阶段（数据和程序一同存在) 文件管理阶段（数据和程序相独立) 数据库管理阶段（逻辑独立/物理独立) 数据仓库阶段（面向主题组织)
33
二 数据库的系统结构
用户A1
用户A2
R 树索引结构
6. CELL树索引
空间数据索引——目标索引
基本思想：
借鉴BSP树和R树的机制，采用凸多边形代替 矩形作为划分区域的基本单元；
子空间不允许重叠 。
29
空间数据索引——目标索引
CELL树索引示例
30
4.2 空间数据库
数据库的基本理论
空间数据库的基本概念 空间数据库的管理模式 时间维的表示
1
程序工作区
9 10
系统缓冲区
8
7
6
存储设备
DBMS
5
操作系统
40
应用程序对应 的外模式
2
3
模式
4
内模式
四 数据库数据模型
层次模型――层次型数据库 网络模型――网络型数据库 关系模型――关系型数据库 面向对象模型――面向对象数据库
41
1. 层次模型
空间图形的层次数据模型表示
42
层次模型的缺陷
1）很难描述复杂的地理实体之间的联系，描 述多对多的关系时导致物理存储上的冗余 ；
55
空间数据库的管理模式
二 扩展结构管理模式
GIS
属性数据
空间数据
标准RDBMS
56
基本思想
扩展结构管理模式
采用同一DBMS存储空间数据和属性数据
4.2.1 数据库的基础理论
数据管理的发展历程 数据库的系统结构 数据库管理系统 数据模型
32
一 数据管理的发展历程
程序管理阶段（数据和程序一同存在) 文件管理阶段（数据和程序相独立) 数据库管理阶段（逻辑独立/物理独立) 数据仓库阶段（面向主题组织)
33
二 数据库的系统结构
用户A1
用户A2
R 树索引结构
6. CELL树索引
空间数据索引——目标索引
基本思想：
借鉴BSP树和R树的机制，采用凸多边形代替 矩形作为划分区域的基本单元；
子空间不允许重叠 。
29
空间数据索引——目标索引
CELL树索引示例
30
4.2 空间数据库
数据库的基本理论
空间数据库的基本概念 空间数据库的管理模式 时间维的表示
1
程序工作区
9 10
系统缓冲区
8
7
6
存储设备
DBMS
5
操作系统
40
应用程序对应 的外模式
2
3
模式
4
内模式
四 数据库数据模型
层次模型――层次型数据库 网络模型――网络型数据库 关系模型――关系型数据库 面向对象模型――面向对象数据库
41
1. 层次模型
空间图形的层次数据模型表示
42
层次模型的缺陷
1）很难描述复杂的地理实体之间的联系，描 述多对多的关系时导致物理存储上的冗余 ；
55
空间数据库的管理模式
二 扩展结构管理模式
GIS
属性数据
空间数据
标准RDBMS
56
基本思想
扩展结构管理模式
采用同一DBMS存储空间数据和属性数据
第五章地理信息
很多的不一致，需要根据本项目需求制定统一的技术规范，进行
大量的加工处理与整合工作，才能形成标准统一、形式规范的基
础地理数据，进行一体化的数据建库和应用、管理。
12
2、资料收集与分析
为保证成果的可靠性和现势性，还收集了本项目数据加工需要 的资料，如：各城市交通、区划、居民地等方面的图集图册等， 对其现势性、可靠性进行分析，为数据整合提供分析依据。
范》，对原始数据中采集方式不符合要求、拓扑关系处理不严格
（如：境界线未连续采集、植被点采集、水系线面不吻合、道路
其建设任务之一是建立“活断层探测区基础地理信息管理” （以
下简称“本项目”）。本项目由国家基础地理信息中心承担，用
户为地震局地质研究所，为其活断层探测与地震危险性评价提供
基础地理数据。 项目涉及的重点城市约20个，由地震局选定的六
个典型城市的地震相关部门参与项目建设
3
2、目标和主要任务
目标： （1）制定城市活断层探测区基础地理数据规范，建立典型城 市基础地理数据处理样例，保证基础地理数据一致性和标准化 （2）建立城市活断层探测区基础地理数据库，开发数据库管 理系统，实现基础地理数据的查询显示与统一管理。
《基础地理信息数字产品1∶10000、1∶50000数字栅格地
图》
《国家基本比例尺地形图分幅与编号》GB/T 13989-1992；
《基础地理信息数字产品元数据》CH/T 1007-2019；
《国家干线公路路线名称和编号》GB 917.2-1989；
《中华人民共和国铁路路线名称代号》GB 1945-1987；
22
5.2.4、参考答案
1）数据预处理: 根据收集的资料在原始数据打印图上进行数
据预处理，如标注道路名称、道路编号、居民地级别等内容。
武汉大学地理信息系统课件第九部分
第九部分
GIS的发展
章节安排
7.1 7.2 7.3 7.4 数字城市 数字流域 分布式GIS 三S集成
7.1 数字城市
定义：综合运用GIS、GPS、RS、宽带多 媒体网络及虚拟仿真技术，对城市基础设 施功能机制进行动态监测管理以及辅助决 策的技术体系。 主要功能：
数字化 优化决策支持 可视化表现
集中式的特点
优点
1、由高水平的专业技术人员 对数据的一致性、准确性、 精度等进行维护 2、不需要培训领域技术人员 3、数据的所有权和维护责任 清楚 4、从外部机构获取数据，数 据的坐标系统的使用是清楚 的。
缺点
1、分析和输出由远离领域应 用部门的中心系统完成 2、领域部门的分析与数据处 理的任务需预先向中心系统 预约
人机界面
分布式数 据管理
② B/S计算模式
WEB 服务器 浏览器 两层结构 数据库服务器 WEB 服务器 浏览器 三层结构 数据库服务器 应用服务器 WEB 服务器 数据库服务器 应用服务器 WEB 服务器
浏览器
四层结构
浏览器
混合结构
C/S客户机
③ 混合计算模式
网 络 服务器 WEB 服务器1 防火 墙1 通信 服务器 调制 解调器 外部 Internet用户
应 用 系 统 层
综合决策会商 三维 虚拟 环境 防汛 减灾 水量 调度 水土 保持 工程 管理 水资源 保护
模型输出接口系统
并行计算环境
模型驱动系统
模 型 服 务 层
模 型 管 理 系 统
空间信息 基础模型
防汛减灾模型 水量调度模型
水资源保护模型 水土保持模型 数据输入接口系统
工程建设与管理模型 公用模型
基础数据库
GIS的发展
章节安排
7.1 7.2 7.3 7.4 数字城市 数字流域 分布式GIS 三S集成
7.1 数字城市
定义：综合运用GIS、GPS、RS、宽带多 媒体网络及虚拟仿真技术，对城市基础设 施功能机制进行动态监测管理以及辅助决 策的技术体系。 主要功能：
数字化 优化决策支持 可视化表现
集中式的特点
优点
1、由高水平的专业技术人员 对数据的一致性、准确性、 精度等进行维护 2、不需要培训领域技术人员 3、数据的所有权和维护责任 清楚 4、从外部机构获取数据，数 据的坐标系统的使用是清楚 的。
缺点
1、分析和输出由远离领域应 用部门的中心系统完成 2、领域部门的分析与数据处 理的任务需预先向中心系统 预约
人机界面
分布式数 据管理
② B/S计算模式
WEB 服务器 浏览器 两层结构 数据库服务器 WEB 服务器 浏览器 三层结构 数据库服务器 应用服务器 WEB 服务器 数据库服务器 应用服务器 WEB 服务器
浏览器
四层结构
浏览器
混合结构
C/S客户机
③ 混合计算模式
网 络 服务器 WEB 服务器1 防火 墙1 通信 服务器 调制 解调器 外部 Internet用户
应 用 系 统 层
综合决策会商 三维 虚拟 环境 防汛 减灾 水量 调度 水土 保持 工程 管理 水资源 保护
模型输出接口系统
并行计算环境
模型驱动系统
模 型 服 务 层
模 型 管 理 系 统
空间信息 基础模型
防汛减灾模型 水量调度模型
水资源保护模型 水土保持模型 数据输入接口系统
工程建设与管理模型 公用模型
基础数据库
武汉大学遥感院地理信息系统ppt
讲义结构
本章的主题 主要内容安排 主体内容讲解 要点复习及重要概念和术语重现
第一部分 引言—GIS与信息时代
社会信息化的发展 NII的概念 的概念 SDI的概念及发展 的概念及发展 数字地球的相关概念 GIS、地球信息科学与数字地球三者间的关 、 系
第一节 社会信息化的发展
工业时代: 工业时代
根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据， 根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据，数据在结构 上具有综合性； 上具有综合性； 在时间上包括了从瞬态到区段、 在时间上包括了从瞬态到区段、直到全体等不不同时间尺度上的 信息； 信息； 在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据； 在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据；实现了面向数据 和面向模型的分析方法的统一。 和面向模型的分析方法的统一。
数字地球的框架结构
数字地球与SDI的关系
SDI是数字地球的重要基础和建设内容； 是数字地球的重要基础和建设内容； 是数字地球的重要基础和建设内容 SDI提供了统一的空间载体和定位框架，使 提供了统一的空间载体和定位框架， 提供了统一的空间载体和定位框架 得用户能够按照地理坐标检索和展示各类 信息； 信息； SDI可以分析各类信息的空间分布特征、运 可以分析各类信息的空间分布特征、 可以分析各类信息的空间分布特征 行状态、变化态势等。 行状态、变化态势等。
数字地球的定义
以地理坐标(经纬网) 是一个以地理坐标(经纬网)为依据的，具有多分 海量数据的和多维显示的虚拟系统。 辨率的、海量数据的和多维显示的虚拟系统。
数字地球是指以地球为对象， 数字地球是指以地球为对象，以地理坐标为依据 具有多分辨率的， 的，具有多分辨率的，海量数据的和多种数据的 融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的(即立 融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的 即立 体的和动态的)表达 具有空间化、数字化、 表达， 体的和动态的 表达，具有空间化、数字化、智能 可视化特征的技术系统。 化、可视化特征的技术系统。
武汉大学地理信息系统课件第七部分
j
2）出行分布预测模型
空间分配：
出行方向 出行数量 出行工具
Tijk : 从i居民区到j出行目的地用k种交通工具的交通量
应 用： 以 居 民 区 为 出 发 点 的 出 行 分 布 情 况
k Tijk＝AiBjOjDjf (Cij ) Ai：与 i居住区有关的比例因子 Bj：与 j区域有关的比例因子 Oj ：i居住区的总出行量 Dj ：j区域的吸引力测度 k C ij ：i与j区域间的离散性测定 k k k k Cij a1tij a 2eij a 3d ij Pjk k k t ij：i到j用k种交通工具的出行时间 k：i到j用k种交通工具的附加出行 时间 eij k：i到j用k种交通工具的出行距离 d ij k：j区域的附加花费 Pj
4
基于矢量的二值模型
应用实例
某市选择工业用地,具体条件如下：
面积大于5亩； 商业地带 闲置或待售； 无洪涝威胁； 距离主要公路不超过1米； 坡度<10%。
分析过程
收集相关的数字地图，对主要公路作缓冲 分析建立1米的缓冲带地图； 将得到的缓冲带地图与其他的地图叠加； 查询符合所有选择条件的地块。
基于栅格的逻辑模型 基于栅格的二值模型
将 12.5%, u 6.5% 代入预测模型； 将基年设为1985年，且基年的人口数为612.7万； 设每年净迁入该研究地区的人口数为W＝5万。 各年的人口预测计算公式：
P1 Poe ( u ) W P 2 P1e ( u ) W Pt Pt 1e ( u ) W
基本思想:利用GIS软件的宏语言建立所需 的空间分析模型; 特点:
能充分地利用GIS软件本身所具有的资源; 模型建造何开发的效率较高。
2）出行分布预测模型
空间分配：
出行方向 出行数量 出行工具
Tijk : 从i居民区到j出行目的地用k种交通工具的交通量
应 用： 以 居 民 区 为 出 发 点 的 出 行 分 布 情 况
k Tijk＝AiBjOjDjf (Cij ) Ai：与 i居住区有关的比例因子 Bj：与 j区域有关的比例因子 Oj ：i居住区的总出行量 Dj ：j区域的吸引力测度 k C ij ：i与j区域间的离散性测定 k k k k Cij a1tij a 2eij a 3d ij Pjk k k t ij：i到j用k种交通工具的出行时间 k：i到j用k种交通工具的附加出行 时间 eij k：i到j用k种交通工具的出行距离 d ij k：j区域的附加花费 Pj
4
基于矢量的二值模型
应用实例
某市选择工业用地,具体条件如下：
面积大于5亩； 商业地带 闲置或待售； 无洪涝威胁； 距离主要公路不超过1米； 坡度<10%。
分析过程
收集相关的数字地图，对主要公路作缓冲 分析建立1米的缓冲带地图； 将得到的缓冲带地图与其他的地图叠加； 查询符合所有选择条件的地块。
基于栅格的逻辑模型 基于栅格的二值模型
将 12.5%, u 6.5% 代入预测模型； 将基年设为1985年，且基年的人口数为612.7万； 设每年净迁入该研究地区的人口数为W＝5万。 各年的人口预测计算公式：
P1 Poe ( u ) W P 2 P1e ( u ) W Pt Pt 1e ( u ) W
基本思想:利用GIS软件的宏语言建立所需 的空间分析模型; 特点:
能充分地利用GIS软件本身所具有的资源; 模型建造何开发的效率较高。
武汉大学GIS地理信息系统第2部分
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。
选择投影考虑的主要因素
范围 形状 地理位置 用途 出版方式
4、投影的方法
几何投影
圆锥投影(正轴、斜轴、横轴；相切，相割) 圆柱投影(正轴、斜轴、横轴；相切、相割) 平面(方位)投影(正轴、斜轴、横轴；相切、 相割)
一、怎样建立地球的表面模型？
自然表面 大地水准面
参考椭球面
1、地球表面模型
地球的自然表面：起伏不规则，难以用数学描 述。
大地水准面：静止的平均海水平面穿过大陆和 岛屿形成的处处与重力方向正交的闭合曲面。 由于重力等影响，也是一个不规则曲面。 椭球模型：以大地水准面为基准建立的地球椭 球体模型。 数学模型
2、地理坐标系(GCS)
定义：由经纬度来表示地面点的位置。
纬度 (Latitude) ：过 P 点作椭球面的垂线，该 线与赤道面的交角。
经度 (Longitude) ：过P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。
地理格网
地理格网是地球表面空间要素的定位参照 系统。 组成：
描述椭球模型的参数
椭球体的形状一般用扁率描述
α= （a-b）/a
由于α 通常为小值，常用1/α 表示。
我国曾经或正在采用的椭球体
椭球体名称 海福特 长半轴 6378388 扁率 1:297.0 1:298.3 使用年代 1953 年前 1953 年后
克拉索夫斯基 6378245 GRS75
6378140 1:298.257 1980 年后
非几何投影
圆锥投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割 ）
圆柱投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割）
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选择投影考虑的主要因素
范围 形状 地理位置 用途 出版方式
4、投影的方法
几何投影
圆锥投影(正轴、斜轴、横轴；相切，相割) 圆柱投影(正轴、斜轴、横轴；相切、相割) 平面(方位)投影(正轴、斜轴、横轴；相切、 相割)
一、怎样建立地球的表面模型？
自然表面 大地水准面
参考椭球面
1、地球表面模型
地球的自然表面：起伏不规则，难以用数学描 述。
大地水准面：静止的平均海水平面穿过大陆和 岛屿形成的处处与重力方向正交的闭合曲面。 由于重力等影响，也是一个不规则曲面。 椭球模型：以大地水准面为基准建立的地球椭 球体模型。 数学模型
2、地理坐标系(GCS)
定义：由经纬度来表示地面点的位置。
纬度 (Latitude) ：过 P 点作椭球面的垂线，该 线与赤道面的交角。
经度 (Longitude) ：过P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。
地理格网
地理格网是地球表面空间要素的定位参照 系统。 组成：
描述椭球模型的参数
椭球体的形状一般用扁率描述
α= （a-b）/a
由于α 通常为小值，常用1/α 表示。
我国曾经或正在采用的椭球体
椭球体名称 海福特 长半轴 6378388 扁率 1:297.0 1:298.3 使用年代 1953 年前 1953 年后
克拉索夫斯基 6378245 GRS75
6378140 1:298.257 1980 年后
非几何投影
圆锥投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割 ）
圆柱投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割）
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地理信息系统原理与方法演示文稿ppt
1.1 地理信息系统的基本概念
地理信息系统（GIS）是在计算机 软硬件支持下，以采集、存贮、管 理、检索、分析和描述空间物体的 地理分布数据及与之相关的属性， 并回答用户问题等为主要任务的技 术系统。
1.2 地理信息系统发展过程
（１）起始发展阶段(60年代) （２）发展巩固阶段(70年代) （３）推广应用阶段(80年代) （４）蓬勃发展阶段(90年代以后)
2.1.1 栅格数据基本概念
将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划 分，形成许多格网，每个网格单元称为象素。根据所表 示实体的表象信息差异，各象元可用不同的“灰度值” 来表示 。 若每个象元规定N比特，则其灰度值范围可在0到2N—1之 间；把白～灰色～黑的连续变化量化成8比特（bit）， 其灰度值范围就允许在0～255之间，共256级；若每个 象元只规定1比特，则灰度值仅为0和1，这就是所谓二 值图像，0代表背景。 栅格数据结构实际上就是象元阵列，即象元按矩阵形式 的集合，栅格中的每个象元是栅格数据中最基本的信息 存储单元，其坐标位置可以用行号和列号确定。
目前,GIS与CAD仍有不同的侧重和特长,但它们主流技术 之间的融合仍在不断扩展之中
1.4 地理信息系统组成
（１）数据输入和检验 （２）数据存储和管理 （３）数据变换 （４）数据输出和表示 （５）用户接口
用户接口
数据输入 数据存储
数据输出
数据变换
1.5 地理信息系统功能和应用
（１） （２） （３） （４）空间查询与分析 （５）数据显示与输出
1.6 地理信息系统与数字地球
数字地球的概念和提出的背景
数字地球是对真实地球及其相关现象理地球问题 和最大限度地利用信息资源
数字地球的特点
中国最美丽的大学之武汉大学介绍PPT课件
WUHAN UNIVERSITY
国家重点（培育）学科（6个） • 宪法学与行政法学、思想政治教育、中
国古代文学、法语语言文学、空间物理 学、内科学（心血管病）
武汉大学科研
WUHAN UNIVERSITY
武汉大学科研实力雄厚，成就卓著。学校有4个国家 重点实验室、2个国家工程技术研究中心、2个国家野 外科学观测研究站、2个2011协同创新中心、2个国家 高端智库、2个国家科技基础条件共享平台、9个教育 部重点实验室和5个教育部工程研究中心
• 理论经济学、法学、马克思主义理论、化学、地球物理学、 生物学、测绘科学与技术、矿业工程、口腔医学、图书情报 与档案管理 [82]
国家重点学科（5个，一级学科）
• 理论经济学、生物学、水利工程、测绘科学与技术、图书 馆、情报与档案管理 [78]
重点学科
国家重点学科（17个，二级学科）
• 马克思主义哲学、中国哲学、金融学、 环境与资源保护法学、国际法学、马克 思主义基本原理、中国现当代文学、中 国古代史、世界史、基础数学、凝聚态 物理、无线电物理、分析化学、地图学 与地理信息系统（地理学下二级学 科）、计算机软件与理论、口腔基础医 学、社会保障
师资力量
WUHAN UNIVERSITY
还拥有7个教育部人文社会科学重点研究基地、10个 国家基础科学研究与人才培养基地、10个国家级实 验教学示范中心、3个国家级虚拟仿真实验教学中心 和1个国家大学生文化素质教育基地。定期公开出版 36种专业刊物.
学校现有专任教师3770余人，其中正副教授2890余人，有11位中国科学院院士、7位中国工程院院士、 3位欧亚科学院院士、9位人文社科资深教授、22人次“973项目”（含国家重大基础研究计划）首席科 学家、6位“863项目”计划领域专家、4个国家创新研究群体、65位国家杰出青年科学基金获得者、15 位国家级教学名师、23位国家新世纪“百千万人才工程”入选者。
武大地理信息系统课件09空间信息的三维可视化
§9.1 三维可视化的视觉基础
§8.1.3 双目视觉 *双目会聚
•为了观察物体使双目会聚在一起 •双目会聚可以产生微弱的深度暗示
*立体视觉
•每只眼睛接收略有不同的影像 •大脑将把这种差异解译为深度暗示 •立体图表（stereogram）可以利用二维图像产生有限 的三维视觉
§9.1 三维可视化的视觉基础
线。
*该方法能够精确地表达某些空间实体,所需存贮量小, 运算速度快,并可以保证空间唯一性和几何不变性 *由于三维目标的形态较二维更复杂,它们难于用统一 的数学方程来表达。
§9.2 三维空间数据模型
*基于混合结构的数据模型是将两种或两种以上的数据 模型加以综合,形成一种具有一体化结构的数据模型。 *采取一种折衷的方法,减少了镶嵌型和矢量模型的不 足,同时,也降低了他们各自的优越性。 *比较有代表性的方法有几何体素构造法 (constructive solid geometry, CSG)、基于八叉树和 四面体格网 的混合模型(octree + TEN)、面向对象的三 维空间数据模型 、基于多种表示的CSG + octree数据模 型;基于TIN + octree的 混合型数据模型等。
§9.3 三维地形建模
k .表达、存贮、 处理和显示均较简单快捷 .在地形简单、 平坦的地区存在大量冗余数据； . 如不改变格网大小，则无法适用于起伏程度不同的地区； . 由于栅格过于粗略，不能精确表达某些重要的地形特征，如 山峰、洼 坑、 山脊、山谷等。 .用于非矩形的不规则区域时，边界要做特殊处理。 .为了压缩栅格DTM的冗余数据，可采用游程编码或四叉树编码 方法。
第九章 空间信息的三维可视化
概述
*大多数可视表面均是二维的，如纸、屏幕等 *如何将三维表面表示到二维是地图学的基本问题 之一 *常见的三维表示方法：
《地理信息系统》课件
《地理信息系统》PPT课 件
欢迎来到我的《地理信息系统》PPT课件。本节课我们将深入了解地理信息系 统的定义、原理、技术方法、应用领域以及发展历程。让我们探索这个充满 无限可能的领域。
什么是地理信息系统？
地理信息系统是一种以计算机为核心，利用地理学、土木工程学、测量学、计算机科学等学科知 识和技术，对地球上的任何事物进行收集、存储、处理、分析、显示和管理的一套技术体系。
2
地图数据类型
地图数据有点数据、线数据、面数据和栅格数据四种类型。点数据、线数据和面 数据用于描述地球表面上的对象，而栅格数据用于描述遥感图像。
3
地图显示和绘制
地图显示和绘制包括地图符号、地图比例尺、地图标注等方面，需要根据地图的 具体应用和场景进行设计和制作。
地理信息系统的数据获取和处理
地理数据的来源
功能
帮助我们更好地了解和描 述地球表面的各个空间元 素，提高地理信息管理和 决策的水平。
应用
广泛应用于资源、环境、 城市规划、交通运输、军 事、公共安全等各个领域。
挑战
处理海量的地理信息数据 和精确的计算问题。
地理信息系统的基础知识
1
地图和坐标系
地图是地理信息的主要表达方式，坐标系是描述地图上的点和面的位置的体系。
地理数据的采集技术
地理数据可以通过遥感技术、 GPS定位技术、调查测量、地 下水位监控等多种手段获得。
各种遥感技术能够实现对地 球表面上各种现象和信息的 监视、感知和获取。
数据处理和分析的算法 和方法
利用GIS软件处理和分析地理 数据，包括地图制作、数据 质量控制、统计分析、空间 分析等。
地理信息系统的应用
结
地理信息系统是一门交叉学科领域，综合地理学、测量学、计算机科学等知 识，具有广泛的应用前景。通过本课件，我们可以深入了解地理信息的基础 知识、数据获取和处理、应用前景和发展历程。祝愿大家在今后的学习和工 作中，能够充分利用地理信息系统，提高工作的效率和质量。
欢迎来到我的《地理信息系统》PPT课件。本节课我们将深入了解地理信息系 统的定义、原理、技术方法、应用领域以及发展历程。让我们探索这个充满 无限可能的领域。
什么是地理信息系统？
地理信息系统是一种以计算机为核心，利用地理学、土木工程学、测量学、计算机科学等学科知 识和技术，对地球上的任何事物进行收集、存储、处理、分析、显示和管理的一套技术体系。
2
地图数据类型
地图数据有点数据、线数据、面数据和栅格数据四种类型。点数据、线数据和面 数据用于描述地球表面上的对象，而栅格数据用于描述遥感图像。
3
地图显示和绘制
地图显示和绘制包括地图符号、地图比例尺、地图标注等方面，需要根据地图的 具体应用和场景进行设计和制作。
地理信息系统的数据获取和处理
地理数据的来源
功能
帮助我们更好地了解和描 述地球表面的各个空间元 素，提高地理信息管理和 决策的水平。
应用
广泛应用于资源、环境、 城市规划、交通运输、军 事、公共安全等各个领域。
挑战
处理海量的地理信息数据 和精确的计算问题。
地理信息系统的基础知识
1
地图和坐标系
地图是地理信息的主要表达方式，坐标系是描述地图上的点和面的位置的体系。
地理数据的采集技术
地理数据可以通过遥感技术、 GPS定位技术、调查测量、地 下水位监控等多种手段获得。
各种遥感技术能够实现对地 球表面上各种现象和信息的 监视、感知和获取。
数据处理和分析的算法 和方法
利用GIS软件处理和分析地理 数据，包括地图制作、数据 质量控制、统计分析、空间 分析等。
地理信息系统的应用
结
地理信息系统是一门交叉学科领域，综合地理学、测量学、计算机科学等知 识，具有广泛的应用前景。通过本课件，我们可以深入了解地理信息的基础 知识、数据获取和处理、应用前景和发展历程。祝愿大家在今后的学习和工 作中，能够充分利用地理信息系统，提高工作的效率和质量。
地理信息系统导论ppt课件
也是一门解决问题的学科和方法。
将GIS作为一种通向科学和解决问题的方法。（所谓 的GIS为地理信息系统和“科学”），并且将用于处 理地理信息的软件与指导应用的科学原理相结合。
GIS一直以来非常重要。原因是：数据往往为中心坐 标，采用处理空间数据的专业技术和空间分析方法， 由地理信息（ＧＩ）处理引发很多特殊的管理问题。
8
1.2 GIS与地图
地图是GIS的原型。 GIS以计算机技术为基础。 GIS中地理要素和描述它的属性相联系。 地理要素与属性间的联系是动态的。
ppt精选版
9
1.3 地理信息系统与其它系统的区别和联系
ppt精选版
10
（1）、GIS与一般MIS
GIS离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数 据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心 技术。GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用 ，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数 据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的 形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有 拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
ppt精选版
12
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13
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14
1.4 GIS能解决的问题
定位(Location)：对象在何处？ 条件(Condition)：哪些地方符合……特定的条件？ 趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？ 模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？ 模拟(Modeling)：如果……将如何？
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21
GIS基本构成
方法
虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但 对于某一专门应用目的的解决，必须构建专门的方法。 比如土地利用适宜性、公园选址、洪水预测、水土流失 等。
将GIS作为一种通向科学和解决问题的方法。（所谓 的GIS为地理信息系统和“科学”），并且将用于处 理地理信息的软件与指导应用的科学原理相结合。
GIS一直以来非常重要。原因是：数据往往为中心坐 标，采用处理空间数据的专业技术和空间分析方法， 由地理信息（ＧＩ）处理引发很多特殊的管理问题。
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1.2 GIS与地图
地图是GIS的原型。 GIS以计算机技术为基础。 GIS中地理要素和描述它的属性相联系。 地理要素与属性间的联系是动态的。
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1.3 地理信息系统与其它系统的区别和联系
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（1）、GIS与一般MIS
GIS离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数 据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心 技术。GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用 ，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数 据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的 形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有 拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
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1.4 GIS能解决的问题
定位(Location)：对象在何处？ 条件(Condition)：哪些地方符合……特定的条件？ 趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？ 模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？ 模拟(Modeling)：如果……将如何？
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GIS基本构成
方法
虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但 对于某一专门应用目的的解决，必须构建专门的方法。 比如土地利用适宜性、公园选址、洪水预测、水土流失 等。
地理信息系统课件《武汉大学》复习过程
地 理 信 息 系 统 原 理
(Course of Geographic Information System)
GIS
地
前言
理
1、当前时代特点要求
信 息 一、课程意义
2、GIS发展势头迅速
系
3、专业要求
统 原
二、课程安排
理
GIS
三、可选教材
开始学习
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
1、信息时代特点
依山傍水； 交通方便； 较安 静……
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
+
道路信息
+
植被信息等
条件1
方案1 条件2
方案2
处理、分析
空间分 析
算法
存储
空间 数据库
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
前言
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； ---。。。 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。
(Course of Geographic Information System)
GIS
地
前言
理
1、当前时代特点要求
信 息 一、课程意义
2、GIS发展势头迅速
系
3、专业要求
统 原
二、课程安排
理
GIS
三、可选教材
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前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
1、信息时代特点
依山傍水； 交通方便； 较安 静……
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
+
道路信息
+
植被信息等
条件1
方案1 条件2
方案2
处理、分析
空间分 析
算法
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GIS
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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
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GIS
前言
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； ---。。。 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。
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系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。
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）。
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。
依山傍水； 交通方便； 较安 静……
现实世界
获取
地形信息
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水系信息
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道路信息
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植被信息等
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方案1 条件2
方案2
处理、分析
空间分 析
算法
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GIS
第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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
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GIS
前言
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； ---。。。 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。
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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地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
前言
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
地
理 信
三、参考教材
息
系
统
[1]地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社
地 理 信 息 系 统 原 理
(Course of Geographic Information System)
GIS
地
前言
理
1、当前时代特点要求
信 息 一、课程意义
2、GIS发展势头迅速
系
3、专业要求
统 原
二、课程安排
理
GIS
三、可选教材
开始学习
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
1、信息时代特点
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。 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”。
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
G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
三、地理信息与地学信息 四、信息系统和GIS 一、GIS构成 二、硬件配置 一三、G软IS件组配成置
§1-4 GIS 功能和应用
§1-5 GIS 相关学科
一、GIS相关学科 二、GIS学科树
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§1-1 GIS概念
第一章 绪论
一、例子
如何为一公 园选择合理
位置？
要 求
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第一章 绪论 §1-1 GIS概念
三、地理信息与地学信息
地 1、地理信息 理 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、
信
质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
息 2）特点：
GIS能作 什么？
如何实现？
如何发 展？
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
第九章：GIS发展热点
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地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第一章 绪论
一、例子 二、信息与数据
一、国际GIS的发展 二、我国GIS的发展
一、GIS功能 二、GIS应用
§1-1 GIS概念 §1-2 GIS发展 §1-3 GIS 构成
原
[2]地理信息系统基础 ，龚健雅，科学出版社
理
[3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社
GIS
[4] 地理信息系统原理与方法, 边馥苓 ,测绘出版社
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地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
前言
二、课程安排
什么是 GIS？
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
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。
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）。
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。
依山傍水； 交通方便； 较安 静……
现实世界
获取
地形信息
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水系信息
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道路信息
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植被信息等
条件1
方案1 条件2
方案2
处理、分析
空间分 析
算法
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第一章 绪论 §1-1 GIS概念
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
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地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
前言
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； ---。。。 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。
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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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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地
理 信
三、参考教材
息
系
统
[1]地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社
地 理 信 息 系 统 原 理
(Course of Geographic Information System)
GIS
地
前言
理
1、当前时代特点要求
信 息 一、课程意义
2、GIS发展势头迅速
系
3、专业要求
统 原
二、课程安排
理
GIS
三、可选教材
开始学习
前言
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
1、信息时代特点
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。 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”。
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
G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
三、地理信息与地学信息 四、信息系统和GIS 一、GIS构成 二、硬件配置 一三、G软IS件组配成置
§1-4 GIS 功能和应用
§1-5 GIS 相关学科
一、GIS相关学科 二、GIS学科树
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
§1-1 GIS概念
第一章 绪论
一、例子
如何为一公 园选择合理
位置？
要 求
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三、地理信息与地学信息
地 1、地理信息 理 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、
信
质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
息 2）特点：
GIS能作 什么？
如何实现？
如何发 展？
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
第九章：GIS发展热点
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GIS
第一章 绪论
一、例子 二、信息与数据
一、国际GIS的发展 二、我国GIS的发展
一、GIS功能 二、GIS应用
§1-1 GIS概念 §1-2 GIS发展 §1-3 GIS 构成
原
[2]地理信息系统基础 ，龚健雅，科学出版社
理
[3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社
GIS
[4] 地理信息系统原理与方法, 边馥苓 ,测绘出版社
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前言
二、课程安排
什么是 GIS？
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
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。