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GIS基础知识

中国科学院计算技术研究所教育中心

基本知识

闫磊

2020年6月28日

本章内容

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1.地理信息系统概念介绍

2.GIS平台介绍

3.GIS数据格式介绍

4.地图比例尺，地图单位介绍和换算

5.4D和3S概念介绍

6.国际标准(梯形)分幅,图幅号编号的方法

7.大比例尺矩形分幅图幅号编号的方法

8.坐标系统介绍

9.坐标变换和数据换带

地理信息系统，简称GIS（Geographic Information System）。顾名思义，地理信息系统是处理地理信息

的系统。地理信息是指直接或间接与地球上的空间位

置有关的信息，又常称为空间信息。一般来说，GIS可定义为:"用于采集、存储、管理、处理、检索、分析

和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海

量地理数据的通用技术"。从GIS系统应用角度，可进

一步定义为:"GIS由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，

生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评

价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规

划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计

和规划、管理决策服务"（陈述彭，1999）

地理信息系统基础是数据，就是对数据的显示，编辑处理，分析应用，打印输出的系统。

有两个基本概念:地理学与地理信息。

地理学是从时间与空间角度研究地球表面发生的宏观各种自然与社会现象的产生、演化直至消亡过程及其规律的基础科学。这些地理现象

的表达即是地理信息

地理信息系统有一种传统的说法，数据占7，软件占3，硬件占1，比

例7:3:1

2、GIS平台介绍

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1、国外GIS

ArcGIS:

●ArcInfo——高级的功能完善的

●ArcIMS——互联网数据发布系

●ArcGIS Server——企业级GIS

●ArcPad——为野外应用设计的

●开发的ArcEngine，Arcobjects

Mapinfo:

●Mapinfo Professional:桌面

●MapX:控件开发

●MapInfo MapXtreme:WebGIS

●MapInfo Vertical Mapper :栅格的工具具有3D

的分析和应用

时间ArcGIS版本号

1999ArcInfo8.0

2001ArcGIS8.1

2002ArcGIS8.2

2003ArcGIS8.3

2004ArcGIS9.0

2005年5月21日ArcGIS9.1

2006年11月9日ArcGIS9.2

2008年10月27日ArcGIS9.3

中国科学院计算技术研究所教育中心2007年GIS 软件全球销售比率

2、GIS平台介绍

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CAD和GIS共同点:计算机图形，相似的输入、输出设备，和生成漂亮的彩色图像。同GIS相比，CAD较简单，这就是随着计算机图形学的发展，它发展更快的原因。下面是一个对比: CAD几何形状包含规则图形很多，如正方形，圆弧和曲线，水平线，垂直线，GIS相对较少

在CAD中，一个典型的多边形有四个顶点；在GIS中，一个多边形可能有上千个顶点。

在CAD中，诸如映射、旋转、比例、拷贝之类的操作频繁地被用到，在GIS中不常用。

在CAD中，目标间的拓扑关系实际上不存在；在GIS中，拓扑是主要的考虑之一。

在CAD中，栅格很少用；但在GIS中，这是获取地图库或卫星数据的一个有效、经济的方法。

CAD在机械制图，建筑有很广泛的应用

2、GIS平台介绍

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国内平台:

MapGIS:武汉中地产品

Super Map:北京超图软件股份有限公司

TopMap:北京慧图信息科技有限公司做水利比较多一些

File Geodatabase（File geodatabase-FGDB 是ArcGIS9.2推出新的是数据格式,

Personal Geodatabase-PGDB 具于微软access 的MDB，基于数据库oracle，sqlserver的arcsde格式geodatabase）

Shape files只有点、线、面

只有Geodatabase支持注记，支持拓扑、制图表达等等，Geodatabase将代替Coverage数据格式

是9.2才有的格式，是文件数据库支持1TB

而Personal Geodatabase 只支持2G，都是桌面端所带的功能，都免费）（相对Arcsde）

对平台支持:

FGDB跨平台，可以支持windows ,linux,Solaris , PGDB（Mdb）只支持Windows

评价:这是个非常大的亮点，使得数据可以更好的移植

对数据格式支持:

FGDB支持所有geodatabase的特征

包括vector ,raster , terrian、annotation 等等存储空间File Geodatabase 中比Personal Geodatabase 和Shapefile小50~70%，

数据处理，查询速度快20%~10倍，其差异最根本的原因是数据结构。