地理信息系统应用与设计

随着网络和Internet技术 的发展，运行于Intranet 或Internet环境下的地理
信息系统应用类型，其
目标是实现地理信息的
分布式存储和信息共享， 以及远程空间导航。
商业服务竞争
§1. 4 地理信息系统的应用前景 目前GIS的研究和应用都处在一个高速 发展的阶段。在国外GIS技术已被各级政府 部门和企业界广泛认知和采用。尤其是在 北美、欧洲、日本和奥大利亚等国家和地 区 ,GIS市场已经基本形成。GIS数据公司 和软件公司比较多 ,他们在GIS系统建立和 空间数据的使用方面已有了一套比较规范 和成熟作法。在我国 GIS技术也正被越来 越多的政府部门和大型企业所采用。虽然 起步较晚 ,但是有后发优势,可以少走弯路, 以比较高的起点开展GIS的理论研究和开发 应用工作。
运行到维护的整个生命周期，处
管
处都离不开人的作用。仅有系统
理
软硬件和数据还构不成完整的地
咨 询
理信息系统，需要人进行系统组
织、管理、维护和数据更新、系
统扩充完善、应用程序开发，并
信息 管理
灵活采用地理分析模型提取多种
信息，为研究和决策服务。
数据整 理
§1.2 地理信息系统应用特点
地理信息系统的应用即人应用GIS对地 球表层人文经济和自然资源及环境等多种信 息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自 然环境和经济地理要素的空间分布、空间结 构、空间联系和空间过程的演变规律，使它 成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据 ，从而为区域经济发展服务。
2、地理信息系统软件和其他支撑软件
3、应用分析程序
§1.1地理信息系统概述
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。
城市规划和管理(Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市 规划和管理是其中的主要内容。例如，在大 规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比 例和合理分布、如何保证学校、公共设施、 运动场所、服务设施等能够有最大的服务面 (城市资源配置问题)等。
❖ 面向应用将是GIS的生命，GIS与其它 技术的集成将成为主流，应用系统的质量 将稳步提高，用户的意识和行动将更有利 于GIS的发展，应用将向深层次和大众化两 极发展。
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谢谢!
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自 然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤 离路线、并配备相应的运输和保障设施的 问题。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
地学研究与应用(Application in Geosciences)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地 理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图 等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo 系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。 GIS引入地学界，如同Fortran语言引入计算机 科学界一样重要。--美国学者 K. I.兰菲尔
§1. 3 地理信息系统的应用领域
选址分析(Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特
点，综合考虑资源配置、
市场潜力、交通条件、
地形特征、环境影响等
因素，在区域范围内选 择最佳位置，是GIS的 一个典型应用领域，充
分体现了GIS的空间分 析功能。
公园选址
§1. 3 地理信息系统的应用领域
§1. 3 地理信息系统的应用领域
资源配置(Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资 的分配、全国范围内能源保障、粮食供应 等到机构的在各地的配置等都是资源配置 问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源 的最合理配置和发挥最大效益。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
§1.1 地理信息系统概述
地理信息系统(Geographic Information System, 简称 GIS) GIS是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、 处理、检索、分析和显示空间物体的地理分布数据及与 之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术 系统。
定义可以从三个方面考虑： ①GIS使用的工具：计算机软硬件系统； ②GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性； ③GIS数据建立过程：采集、存贮、管理、处理、检 索、分析和显示。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
商业与市场(Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。
例如大型商场的建立如果不考虑其他 商场的分布、待建区周围居民区的分 布和人数，建成之后就可能无法达到 预期的市场和服务面。有时甚至商场 销售的品种和市场定位都必须与待建 区的人口结构(年 龄构成、性别构成、 文化水平)、消费水平等结合起来考虑。 房地产开发和销售过程中也可以利用 GIS功能进行决策和分析。
§1.1地理信息系统概述
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(用 户) ，其核心部分是计算机软硬系统， 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 方式和信息表示方式。
§1.1地理信息系统概述
计算机硬件系统
生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评 价、环境影响评价、污染物 削减分配的决策支持、环境 与区域可持续发展的决策支 持、环保设施的管理、环境 规划等。
包头市大气二氧化硫分布图
§1. 3 地理信息系统的应用领域
应急响应(Emergency Response)
是计算机系统中的实际物理装置的总称， 可以是电子的、电的、磁的、机械的、光 的元件或装置，是GIS的物理外壳，系统的 规模、精度、速度、功能、形式、使用方 法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬 件指标的支持或制约．GIS由于其任务的复 杂性和特殊性，必须由计算机设备支持．
§1.1地理信息系统概述 计算机软件系统 指GIS运行所必需的各种程序，通常包括 1、计算机系统软件
§1.2 地理信息系统应用特点
领域不断扩大
研究不断深入
Biblioteka Baidu
社会化 全球化
GIS
环境网络化
应用
集成化
模型多样化
§1.2 地理信息系统应用特点
1． GIS应用领域不断扩大
地理信息系统已在许多领域得到广泛 的应用，目前应用领域已发展到近60多 个。主要应用领域涉及地质、地理、测 绘、石油、煤炭、冶金、土地、城建、 建材、旅游、交通、铁路、水利、农业、 林业、环保、教育、文化、军事等。
亚洲、非洲等许多国家相继宣布了自 己在信息领域的发展规划和蓝图，地 理信息系统技术的应用正席卷全球， 在美国、西欧和日本等发达国家，现 在已建立了国家级、洲际之间以及各 种专题性的GIS，GIS应用国际化、全 球化已成了一种趋势。
§1.2 地理信息系统应用特点
5．GIS应用环境网络化集成化 在地理信息系统中，有很多基础数据，
§1. 3 地理信息系统的应用领域
土地信息系统和地籍管理(Land Information System and Cadastral Application)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、 地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多 内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完 成这些工作。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
以数字地形模型为基础，建立城市、区域、 或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维 可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应 用于宣传、城市和区域规划、大型工程管 理和仿真、旅游等领域。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
§1. 4 地理信息系统的应用前景
❖ 未来若干年空间数据采集和GIS技术将 会有新的更大的发展，从而给城市空间数 据生产和GIS应用增添新的生命力。
❖ GIS技术的一些最新发展（如WebGIS、 OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等） 将在城市得到实际应用，从而提高GIS系统 应用的水平。
§1.2 地理信息系统应用特点
6．GIS应用模型多样化 GIS在专业领域中的应用，需开发
本专业模型，随着专业不断发展，GIS 应用模型越来越多，既有定量模型， 又有定性模型，既有结构化模型，又 有非结构化模型。GIS在专业中的应用 的成功与否与模型开发的成败息息相 关。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
网络分析(Network System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络 等的计算机模型，研究交通流 量、进行交通规则、处理地下 管线突发事件(爆管、断路)等 应急处理。 警务和医疗救护 的路径优选、车辆导航等也是 GIS网络分析应用的实例。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
可视化应用(Visualization Application)
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地理信息系统应用与设计
提纲
31
地理信息系统应用
2
项目启动与规划
3
用户需求分析
4
可行性分析
35
GIS设计方法
6
空间数据库设计
37
GIS软件开发工具与技术
8
案例研究
第一章 地理信息系统应用 §1.1 地理信息系统概述 §1.2 地理信息系统的应用特点 §1.3 地理信息系统的应用领域 §1.4 地理信息系统的应用前景
客户分布图
§1. 3 地理信息系统的应用领域
基础设施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电 信、自来水、道路交通、天然 气管线、排污设施、电力设施 等)广泛分布于城市的各个角 落、且这些设施明显具有地理 参照特征的。它们的管理、统 计、汇总都可以借助GIS完成， 而且可以大大提高工作效率。
§1.2 地理信息系统应用特点
3．GIS应用社会化
由于重视对GIS人才的培养，GIS的 用户数量每年以2—6倍左右速度增长， 呈现社会化应用趋向，已进入千家万户 ，成为人们科研、生产、生活、学习和 工作中不可缺少的工具和手段。
§1.2 地理信息系统应用特点
4．GIS应用全球化 继美国之后，日、英、德、澳及
地理信息系统在很多领域都应用很 广泛，特别是资源清查，城乡规划，灾 难监测，土地调查，环境管理，城市网 管，作战指挥，宏观决策等等。
§1. 3 地理信息系统的应用领域
资源管理(Resource Management)
主要应用于农业和林业领 域，解决农业和林业领域 各种资源(如土地、森林、 草场) 分布、分级、统计、 制图等问题。
§1.2 地理信息系统应用特点
2．GIS应用研究不断深入
GIS早期应用强调制图和空间数据库管 理，逐渐地这些应用发展为强调制图现象 间相互关系的模拟，大多数应用都包括了 制图模拟，象地图再分类、叠加和简单的 缓冲区的建立。新的应用集中体现在空间 模拟上，即利用空间统计和先进的分析算 子进行应用模型分析和模拟。
它们是社会共享资源，如基础地形库，人口、 资源库，经济数据库。因此，必须建立国家及 省市地区级基础数据库。在发达国家，常由政 府投资建立实用基础数据库，由应用部门投资 建立专业数据库。用户可通过网络及时地获取 正确的基础数据。在我国已建立了1∶100万 国家空间数据基础库，1∶25万地形数据库， 显然网络化是发展的必然趋向。
§1.1地理信息系统概述
不同用途的GIS其地理空间数据的种类、 精度都是不同的，但基本上都包括三种互 相联系的数据类型：
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
§1.1地理信息系统概述
系统开发、管理和使用人员
人是GIS中的重要构成因素。
地理信息系统从其设计、建立、