武汉大学GIS地理信息系统第1部分PPT课件
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区域，这样得到最短时间内离事故点最近的清污船只的路径。
最佳行船路径
4. GIS的发展历史(简记)
1）GIS的开拓期(20世纪60年代)（1963年首次提出GIS概念） 2）GIS的巩固发展时期(20世纪70年代) 3）GIS技术大发展时期(20世纪80年代) 4）GIS的应用普及时代(20世纪90年代) 5）网络GIS和因特网GIS时期(20世纪90年代中期至今)
• 模式问题：分析地理事件的发生原因；
– Why they are there?
• 模拟问题：模拟在特定条件下发生的事情。
– What might happen if…?
实例：海上溢油决策分析及评估
模型框架
石油分布
1).危害程度
2).隔离带选址分析模型
• 背景：
– 临时隔离带：较大程度的减小了溢油的扩散，尤其是对一些海域 保护区或者是沿岸；
区而引起重大危害。
最佳隔离带范围分析结果
3).清污船只路径分析
• 背景：求最快最及时的路径。
• 分析参数：
– 风向：清污船只应该尽量顺着风行驶； – 海浪：应该沿着海量起伏度较小的区域行进； – 距离：清污船只到达事故点距离应该最短； – 根据这四个三个因子作为距离成本，溢油浓度>10的区域作为分析
• 空间思维是一种在日常生活、工作场所和科学中，构建问题、寻找答 案、用空间特性表达解决方案的认知技能。
• A collection of cognitive skills
– Concepts of space – Tools of representations – Process of reasoning
2.研究地理数据
• 允许修建电厂的位置
3.分析地理信息
4.分析结果的可视化
可视化分析结果
一.GIS的严格定义
1. GIS的定义 2. GIS的组成（系统组成、软件构架、软件组成） 3. GIS的基本功能（数据输入、数据存储与管理、数据重现、数据分析与
处理、数据转换、GIS建模、数据输出与显示；应用功能：位置、条件、变 化趋势、模式、模拟）
地
理Fra Baidu bibliotek
数据
GIS的操作对象
信
息
系
方法
GIS应用和操作相关技术和理论
统
应用
GIS最终的应用目标及客户要求
相关的机构和人
最重要的部分
GIS的软件构成架构
GIS应用软件
GIS平台软件 数据库软件 系统软件
计算机硬件
GIS系统的软件组成
• 系统管理软件：操作系统软件（如Windows XP、 Unix、Linux等 ）
range of applications.
2.GIS的组成
选址 +
+
资源分土布地管理事网故络制分图析 空间度量 水利分析
走廊选择
工程设计 人口统计
物流分交析通建模
事件设施管理 资源研究
地形分析 扩散和分地布理分建析模
人员
数据 方法
软件
硬件
计算机硬件
计算机、打印机等。
GIS软件
包括专业软件和应用软件
• 数据库软件（如Oracle、SQL Server等） • GIS平台软件(GIS专业软件) （如ArcGIS、MapInfo、
MapGIS、SuperMap等） • 应用软件 (GIS二次开发软件等)
3.GIS的基本功能
存储和管理 （storage and management ）
数据输入 （collection）
地理信息系统原理
GIS解决地理问题的方法
提出 地理问题
获取 地理数据
研究 地理数据
解决问题 基于地理知识
可视化 地理结果
分析 地理信息
案例展示：电厂选址
1.所需要的数据集
• 地形数据（通常是DEM数据） • 交通数据（路网数据） • 水源数据 • 原材料分布数据 • 灰场分析数据 • 风向数据
空间思维的概念框架
1. 空间数据基本概念 2. 空间关系基本概念 3. 空间数据基础设施 4. GIS、地球信息科学与数字地球
4. GIS的发展历程 5. GIS的发展趋势（时空GIS、网络GIS、云计算、三维GIS）
1.GIS（地理信息系统）的定义
• 定义一：以采集、存储、管理、分析和描述整
个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地
理分布有关的的数据的计算机空间信息系统。
• Definition 1: A computer-based technology and methodology for collecting, managing, analyzing, modeling, and presenting geographic data for a wide
• 分析参数：
– 离海岸的距离：1000-2000米，不能靠海岸太近，那样就没有作用 了；
– 风向：隔离带应该选择在迎风向处，这样可以阻止油随风扩散； – 海浪：由于隔离带是有一定高度的，所以所选区域的海浪不能超
过隔离带高度，否则就无用； – 所处地区：位置应尽量沿着保护区，尽量的阻止溢油扩散到保护
网络GIS时期(20世纪90年代中期至今)
• NII、NSDI和数字地球工程建设时期； • GIS成为国家信息化的基础平台； • 软硬件环境的困难基本排除。
5.GIS的发展趋势
• 几个技术热点：
– 时空GIS – 网络GIS – 云计算 – 三维GIS
二.空间思维
• Spatial Literacy is the ability to be able to include the spatial dimension in our thinking and problem solving.
显示 （display）
空间查询 （retrieval）
数据转换 （conversion）
模型化
空间分析
（modeling） （analysis）
GIS的基本功能
数据输入 数据存储与管理
数据的重现 数据分析与处理
数据转换 GIS建模 数据输出与显示
多源数据的输入 数据库的建立和管理 数据的可视化 数据的查询等，得到新的信息 投影转换等 对空间实体进行抽象，找出规律
以用户可以理解的方式显示，如地图、 表格、决策方案等。
GIS的应用功能
• 位置问题：在某个位置有什么或是什么；
– What are there?
• 条件问题：符号某条件的空间目标在哪里；
– Where is the object?
• 变化趋势问题：地理现象的变化规律；
– What will happen if…?
最佳行船路径
4. GIS的发展历史(简记)
1）GIS的开拓期(20世纪60年代)（1963年首次提出GIS概念） 2）GIS的巩固发展时期(20世纪70年代) 3）GIS技术大发展时期(20世纪80年代) 4）GIS的应用普及时代(20世纪90年代) 5）网络GIS和因特网GIS时期(20世纪90年代中期至今)
• 模式问题：分析地理事件的发生原因；
– Why they are there?
• 模拟问题：模拟在特定条件下发生的事情。
– What might happen if…?
实例：海上溢油决策分析及评估
模型框架
石油分布
1).危害程度
2).隔离带选址分析模型
• 背景：
– 临时隔离带：较大程度的减小了溢油的扩散，尤其是对一些海域 保护区或者是沿岸；
区而引起重大危害。
最佳隔离带范围分析结果
3).清污船只路径分析
• 背景：求最快最及时的路径。
• 分析参数：
– 风向：清污船只应该尽量顺着风行驶； – 海浪：应该沿着海量起伏度较小的区域行进； – 距离：清污船只到达事故点距离应该最短； – 根据这四个三个因子作为距离成本，溢油浓度>10的区域作为分析
• 空间思维是一种在日常生活、工作场所和科学中，构建问题、寻找答 案、用空间特性表达解决方案的认知技能。
• A collection of cognitive skills
– Concepts of space – Tools of representations – Process of reasoning
2.研究地理数据
• 允许修建电厂的位置
3.分析地理信息
4.分析结果的可视化
可视化分析结果
一.GIS的严格定义
1. GIS的定义 2. GIS的组成（系统组成、软件构架、软件组成） 3. GIS的基本功能（数据输入、数据存储与管理、数据重现、数据分析与
处理、数据转换、GIS建模、数据输出与显示；应用功能：位置、条件、变 化趋势、模式、模拟）
地
理Fra Baidu bibliotek
数据
GIS的操作对象
信
息
系
方法
GIS应用和操作相关技术和理论
统
应用
GIS最终的应用目标及客户要求
相关的机构和人
最重要的部分
GIS的软件构成架构
GIS应用软件
GIS平台软件 数据库软件 系统软件
计算机硬件
GIS系统的软件组成
• 系统管理软件：操作系统软件（如Windows XP、 Unix、Linux等 ）
range of applications.
2.GIS的组成
选址 +
+
资源分土布地管理事网故络制分图析 空间度量 水利分析
走廊选择
工程设计 人口统计
物流分交析通建模
事件设施管理 资源研究
地形分析 扩散和分地布理分建析模
人员
数据 方法
软件
硬件
计算机硬件
计算机、打印机等。
GIS软件
包括专业软件和应用软件
• 数据库软件（如Oracle、SQL Server等） • GIS平台软件(GIS专业软件) （如ArcGIS、MapInfo、
MapGIS、SuperMap等） • 应用软件 (GIS二次开发软件等)
3.GIS的基本功能
存储和管理 （storage and management ）
数据输入 （collection）
地理信息系统原理
GIS解决地理问题的方法
提出 地理问题
获取 地理数据
研究 地理数据
解决问题 基于地理知识
可视化 地理结果
分析 地理信息
案例展示：电厂选址
1.所需要的数据集
• 地形数据（通常是DEM数据） • 交通数据（路网数据） • 水源数据 • 原材料分布数据 • 灰场分析数据 • 风向数据
空间思维的概念框架
1. 空间数据基本概念 2. 空间关系基本概念 3. 空间数据基础设施 4. GIS、地球信息科学与数字地球
4. GIS的发展历程 5. GIS的发展趋势（时空GIS、网络GIS、云计算、三维GIS）
1.GIS（地理信息系统）的定义
• 定义一：以采集、存储、管理、分析和描述整
个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地
理分布有关的的数据的计算机空间信息系统。
• Definition 1: A computer-based technology and methodology for collecting, managing, analyzing, modeling, and presenting geographic data for a wide
• 分析参数：
– 离海岸的距离：1000-2000米，不能靠海岸太近，那样就没有作用 了；
– 风向：隔离带应该选择在迎风向处，这样可以阻止油随风扩散； – 海浪：由于隔离带是有一定高度的，所以所选区域的海浪不能超
过隔离带高度，否则就无用； – 所处地区：位置应尽量沿着保护区，尽量的阻止溢油扩散到保护
网络GIS时期(20世纪90年代中期至今)
• NII、NSDI和数字地球工程建设时期； • GIS成为国家信息化的基础平台； • 软硬件环境的困难基本排除。
5.GIS的发展趋势
• 几个技术热点：
– 时空GIS – 网络GIS – 云计算 – 三维GIS
二.空间思维
• Spatial Literacy is the ability to be able to include the spatial dimension in our thinking and problem solving.
显示 （display）
空间查询 （retrieval）
数据转换 （conversion）
模型化
空间分析
（modeling） （analysis）
GIS的基本功能
数据输入 数据存储与管理
数据的重现 数据分析与处理
数据转换 GIS建模 数据输出与显示
多源数据的输入 数据库的建立和管理 数据的可视化 数据的查询等，得到新的信息 投影转换等 对空间实体进行抽象，找出规律
以用户可以理解的方式显示，如地图、 表格、决策方案等。
GIS的应用功能
• 位置问题：在某个位置有什么或是什么；
– What are there?
• 条件问题：符号某条件的空间目标在哪里；
– Where is the object?
• 变化趋势问题：地理现象的变化规律；
– What will happen if…?