地理信息系统的产生与发展

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传统地图在分析、表达空间信息上的局限性
信息负荷量小(幅面限制、内容重叠限制) 量算、统计精度低 查找、分类、重新分类不方便 复杂分析难以进行 地图和地图、地图和其它信息之间建立联系不便。 更新复杂，特别是局部更新工作量大
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地理信息系统的出现
1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探 索领域：
405
上群中学
14
初中
279
中心小学
22 重 点 小 学
125
实验中学
28
高中
...
...
...
...
路段编号 类型
路面材料
宽度
101
主干道
沥青
40
203
次干道
水泥
24
187
支路
沥青
16
...
...
...
...
32 45
77 59
46
79 78
193 87
201
192
地块编号 土地使用
77
住宅
79
商业
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GIS的出现和发展
1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的 探索领域：
第一个地理信息系统CGIS（加拿大地理信息系统）-1962 年…
1970年代侧重技术研究。 1980年代开始实用。GIS软件通用化、商品化，各种实用
系统大量涌现。 1990年代推广、普及。软件进一步改进。易学易用。 21世纪广泛应用，走向大众化。
规模、有关监测指标 交通量、电压、水质
土地使用、人口 交通量、交叉口延误
高程、土壤成分 制Leabharlann Baidu参数
图形图象表达形式
点状符号 线型
填充符号、边界线 结点符号、线段线型 彩色图像、立体网状图 文字、辅助线、点符号
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GIS和其他相关系统的区别
GIS与CAD的区别 CAD不具备空间查询和分析功能
应用集成、多民族语言…。 5. 数据获取：航测、遥感、卫星定位系统，野外现场数字化采集。 政府推动 1. 基础数据的公益化 2. 美国：National Spatial Data Infrastructure 3. 欧洲：European Data Infrastructure 4. 人才培训与科学研究
GIS与一般的管理信息系统（MIS）区别 MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行 管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有 联系
GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用
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GIS的基本功能——数据储存和管理
空间数据 属性数据 输入 编辑、修改 储存 管理、更新
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地理信息系统的发展动力
社会需要 技术可能 1. 计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积缩小，管理
维护简便。 2. 计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多
媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降。 3. 网络通讯：局域网轻而易举，远程网、互联网方兴末艾。 4. 计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发工具、
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什么是地理信息系统？
以计算机为基础的综合性应用技术 信息获取与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表 达与输出。
以GIS技术为核心的实用信息系统 地理信息系统与地理信息科学有差异。
GIS的组成（4个部分）
GIS
信息获取与输入
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数据存储与管理
数据查询与分析
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GIS的基本功能——分析
空间对象的分布模式问题 揭示空间对象的空间关系
例：公共设施的服务范围 解决问题方案，寻求最佳
的方案 预测空间对象随时间的变
化
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实用系统的常见类型
以GIS技术为核心的实用信息系统
硬件
软件
数据
人员
管理
应用对象
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用户
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GIS的基本功能——查询
某个特定位置有什么？ （空间位置查属性） 某个特定要素在哪里？ （属性查空间位置） 满足给定条件的空间对
象分布
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GIS的基本功能——制图与输出(可视化表达)
Visualization 制图 二维地图、查询分析的结果 三维输出 与虚拟现实技术VR结合
第一章 地理信息系 统的产生与发展
地理 信息 系统 GIS
Geographic Information System(北美) Geographical Information System(欧洲)
地理信息科学 Geographical Information Science
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空间 数据
系 系统
统 硬软 件件
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常用的 GIS软件
主要的国外系列软件
ESRI
—— ArcGIS、ArcView
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GIS所处理的数据
• GIS处理的数据包括：
• 空间数据（图）：空间位 置、几何特性
• 属性数据（文）：文字属 性、表格、其他非几何数 据（声音、动画、影像等等）
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301 279
405 125
101
187 203
学校编号
名称
班级
性质
301
城中小学
24 普 通 小 学
成果表达与输出
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GIS的组成
信息输入和数据编辑：空间数据、属性数据输入。多种形式、 多种来源信息，多种方式数据输入和编辑。
数据的存储与管理：提供空间与属性数据的存储、查询检索、 修改和更新的能力。数据结构。
空间查询与分析：GIS的核心，是GIS有别于其他信息系统的本 质特征。
成果表达与输出：可视化表达。通人机交互方式显示、输出各 种专题图、统计图表等。
87
办公
46
工业
...
...
建筑密度 0.4 0.8 0.7 0.3 ...
容积率 1.5 2.1 3.0 0.8 ...
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GIS的数据构成
空间事物类型
典型对象
典型属性
1）点 2）线 3）面（多边形） 4）网络 5）三维表面
辅助地图注记
学校、环保监测站 道路、电缆、水系
地块、行政区 交通系统 地形、土壤 地名、高程
土地资源分析和成果表达 (Terry Coppock, CGIS，R. Tomlinson )
交通问题研究 (Duane Marble) 计算机地图制图 (David Bickmore & Ray Boyle) 景观规划、设计 (McHarg) 人口统计 (美国人口普查DIME) 遥感信息的利用 奥地利地籍管理