《GIS原理与应用》PPT课件
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《GIS技术与应用》课件
工作，帮助重建家园。
THANK YOU
感谢各位观看
农业信息化中的GIS应用
总结词
农业信息化是现代农业发展的重要方向，GIS技术可以为农业信息化提供强大的技术支持。
详细描述
GIS技术在农业信息化中可以用于土地资源调查、农业规划、精准农业等方面。通过GIS技术可以对土地资源进行 精准测量和评估，为农业规划提供科学依据；同时，利用GIS技术还可以实现精准农业管理，提高农业生产效率 和农产品质量。
灾害应急响应中的GIS应用
总结词
灾害应急响应是GIS技术的又一重要应用领 域，通过GIS技术可以快速响应灾害事件， 降低灾害损失。
详细描述
在灾害应急响应中，GIS技术可以用于灾害 预警、灾情监测、救援指挥等方面。通过
GIS技术可以对灾害进行预警预测，提前采 取应对措施；同时，利用GIS技术还可以实 时监测灾情发展，为救援指挥提供决策支持 ；此外，GIS技术还可以用于灾后恢复重建
大数据与GIS
大数据为GIS提供了海量的地理数据资源，可以用 于更广泛的应用领域。
大数据技术提高了GIS数据处理和分析的效率，使 得对大规模地理数据的处理成为可能。
大数据与GIS的结合催生了一系列新的应用模式， 如基于位置的服务、智能城市等。
人工智能与GIS
01
人工智能技术为GIS提供了更加强大的智能分析和决策支持能力 。
环境保护中的GIS应用
总结词
GIS技术在环境保护领域的应用广泛，可以实现对环境监测、污染治理、生态保护等方 面的智能化管理。
详细描述
GIS技术可以用于环境监测数据的采集、处理和分析，帮助环保部门及时了解环境状况 ；同时，通过GIS技术还可以对污染源进行定位和追踪，为污染治理提供技术支持；此
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农业信息化中的GIS应用
总结词
农业信息化是现代农业发展的重要方向，GIS技术可以为农业信息化提供强大的技术支持。
详细描述
GIS技术在农业信息化中可以用于土地资源调查、农业规划、精准农业等方面。通过GIS技术可以对土地资源进行 精准测量和评估，为农业规划提供科学依据；同时，利用GIS技术还可以实现精准农业管理，提高农业生产效率 和农产品质量。
灾害应急响应中的GIS应用
总结词
灾害应急响应是GIS技术的又一重要应用领 域，通过GIS技术可以快速响应灾害事件， 降低灾害损失。
详细描述
在灾害应急响应中，GIS技术可以用于灾害 预警、灾情监测、救援指挥等方面。通过
GIS技术可以对灾害进行预警预测，提前采 取应对措施；同时，利用GIS技术还可以实 时监测灾情发展，为救援指挥提供决策支持 ；此外，GIS技术还可以用于灾后恢复重建
大数据与GIS
大数据为GIS提供了海量的地理数据资源，可以用 于更广泛的应用领域。
大数据技术提高了GIS数据处理和分析的效率，使 得对大规模地理数据的处理成为可能。
大数据与GIS的结合催生了一系列新的应用模式， 如基于位置的服务、智能城市等。
人工智能与GIS
01
人工智能技术为GIS提供了更加强大的智能分析和决策支持能力 。
环境保护中的GIS应用
总结词
GIS技术在环境保护领域的应用广泛，可以实现对环境监测、污染治理、生态保护等方 面的智能化管理。
详细描述
GIS技术可以用于环境监测数据的采集、处理和分析，帮助环保部门及时了解环境状况 ；同时，通过GIS技术还可以对污染源进行定位和追踪，为污染治理提供技术支持；此
地理信息系统原理课件 第七章 GIS工程与应用
空间 数据库
采用OO-DBMS进行GIS数据管理
八、界面设计
界面设计策略
考虑如下问题：
1）对人分类 2）描述人和他们的任务脚本 3）设计命令层 4）设计详细的交互 5）继续做原型 6）设计用户界面类 7）根据图形用户界面进行设计
界面设计要素 1）数据选择 2）数据表现 3）数据处理 4）SQL设计
喷泉模型
喷泉模型体现了软件开发过程中所固有的迭代和无 间隙的特征。喷泉模型表明了软件刻画活动需要多 次重复。 主要用于支持面向对象的开发过程。
演化
维护 确认 实现 设计 分析
喷泉模型
五、GIS领域的体系结构与构件
领域
指共享某种功能性(Functionality)的系统或应用程序的集合，换言之，领 域表现了一组应用系统共性的方面。对于地理信息系统而言，其共享的功 能就是对空间数据输入、管理、分析和表现，而这恰好是地理信息系统工
利用地物ID建立记录之间的连接关系
GIS 应用 空间模型 服务
GIS 应用
GIS 应用 GIS
空间数据访问接口
RDBMS
数据库访问接口
空间 数据库
集成化的GIS数据管理
采用面向对象关系数据库管理
GIS 应用
GIS 应用
GIS 应用
GIS
空间模型服务 数据库访问接口 空间模型服务 OO-DBMS
地物 ID ID1 ID2 ID3 厎
坐标 X1,Y1,X2,Y2厎 X1,Y1,X2,Y2厎 X1,Y1,X2,Y2厎 厎
地物 ID ID1 ID2 ID3 厎
属性 1 属性值 属性值 属性值 厎
属性 2 属性值 属性值 属性值 厎
厎 厎 厎 厎 厎
《地理信息系统及其应用》课件三(46张PPT)(湘教版必修3)
第三章地理信息技术应用
第一节地理信息系统及其应用
一、地理信息系统（GIS）
概念：是一种以采集、存储、管理、分析和
描述地球表面与地理分布有关数据的
空间信息系统。
发展：1国际上的发展历程：分为四个阶段 2我国的发展历程（特点）： 起步晚，发展快
组成：地理数据、GIS硬件、GIS软件、 GIS人员、应用模型
• 由计算机支持进行空间地理数据管理，并 由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析 方法．作用于空间数据，产生有用信息，完 成人类难以完成的任务
例2 甲图为一幅具有林木、河流和住房 的景观图，乙图是根据该图而建立的空 间数据模型。由此比较地图与地理信息 系统对地物的表示有何差异。
解析：该题的命题目的主要是要 学生知道地理信息系统是如何建 立的，如何将地面地理信息转变 为地理信息系统中的数据。从题 中我们可以看出地理信息系统简 要的工作程序，是将区域内地物 的有关信息(林木、河流和住房) 转变为计算机可以识别的数据结 构，建立起区域地物信息数据模 型和空间模型。
地理信息系统的工作过程
[阅读指导]
地理信息系统能为我们做些什么？
1、 位置．即在某个地方有什么。位置 可以是地名、邮政编码或地理坐标等： 如在一个陌生城市。我们可以利用它调 出所在位置附近的地图，查询目标地点。
2、条件．即符合某些条件的实体在哪里： 如在某个地区寻找面积不小于l 000 ㎡的 不被植被覆盖的,且地质条件适合建大型 建筑的区域。
首先建立区域的栅格结构图，根据 区域大小，将乙图空间按规则分成一个 个小块，地物所在位置用它们所占据的 栅格的行、列号来定义，地物属性通过 赋予栅格属性值来表示，如林木用s表示， 河流用r表示，住房用h表示。这样，地 图就转变成了空间数据，将其储入计算 机，就可建立这个区域的地理信息系统 数据库。从中可以看出地理信息系统与 地图在许多方面有相同，也有不同的地 方。
第一节地理信息系统及其应用
一、地理信息系统（GIS）
概念：是一种以采集、存储、管理、分析和
描述地球表面与地理分布有关数据的
空间信息系统。
发展：1国际上的发展历程：分为四个阶段 2我国的发展历程（特点）： 起步晚，发展快
组成：地理数据、GIS硬件、GIS软件、 GIS人员、应用模型
• 由计算机支持进行空间地理数据管理，并 由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析 方法．作用于空间数据，产生有用信息，完 成人类难以完成的任务
例2 甲图为一幅具有林木、河流和住房 的景观图，乙图是根据该图而建立的空 间数据模型。由此比较地图与地理信息 系统对地物的表示有何差异。
解析：该题的命题目的主要是要 学生知道地理信息系统是如何建 立的，如何将地面地理信息转变 为地理信息系统中的数据。从题 中我们可以看出地理信息系统简 要的工作程序，是将区域内地物 的有关信息(林木、河流和住房) 转变为计算机可以识别的数据结 构，建立起区域地物信息数据模 型和空间模型。
地理信息系统的工作过程
[阅读指导]
地理信息系统能为我们做些什么？
1、 位置．即在某个地方有什么。位置 可以是地名、邮政编码或地理坐标等： 如在一个陌生城市。我们可以利用它调 出所在位置附近的地图，查询目标地点。
2、条件．即符合某些条件的实体在哪里： 如在某个地区寻找面积不小于l 000 ㎡的 不被植被覆盖的,且地质条件适合建大型 建筑的区域。
首先建立区域的栅格结构图，根据 区域大小，将乙图空间按规则分成一个 个小块，地物所在位置用它们所占据的 栅格的行、列号来定义，地物属性通过 赋予栅格属性值来表示，如林木用s表示， 河流用r表示，住房用h表示。这样，地 图就转变成了空间数据，将其储入计算 机，就可建立这个区域的地理信息系统 数据库。从中可以看出地理信息系统与 地图在许多方面有相同，也有不同的地 方。
GIS原理与应用课件_3_1 空间数据结构与数据库
（a）三角形
（b） 菱形
（c) 六边形
特点:
位置隐含,属性明显
3-13
栅格数据结构特点:
例如影像(4*4阶的矩阵)：
A A A A
最直接的存储方式:
A B A A
A B B A
A B B B
A A A A A B B B A A B B A A A B
特点: 数据结构简单
存在的问题是?:当每个像元都有唯一一个属性值时，一
A
连续分布地理要素
C
具有特殊意义 的较小地物
A
分类较细、 地物斑块较小
AB
属性存在偏差:
3-17
栅格数据单元几何特性
c c ac距离: 4 (5) 面积: 7 (6)
几何偏差
5
3 4
b b
a
a
属性偏差
几何特性存在偏差:
3-18
栅格数据结构特点总结：
离散的量化栅格值表示 空间对象 位置隐含,属性明显 数据结构简单,易与遥 感数据结合,但数据量 大 存在几何和属性偏差 面向位置的数据结构, 难以建立空间对象之间 的关系
栅格数据文件 像元1 X,Y,属性值 像元2 X,Y,属性值 … …
栅格数据文件 层1 多边形1 属性值 像元1坐标 … 像元n坐标 多边形N
像元n X,Y,属性值
层2 … 层n
3-16
栅格数据单元值确定
C
A B 重 要 性 面 积 占 优
为了逼近原始数据 精度，除了采用这 几种取值方法外， 还可以采用缩小单 个栅格单元的面积， 增加栅格单元总数 的方法
0 0 4 4 4 2 2 2
0 4 4 4 4 4 2 2
gis原理与应用
gis原理与应用
GIS原理与应用
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是
一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术。
通过将各种类型的地理数据整合在一起，GIS能够提供空间分
析和决策支持的能力。
GIS的核心原理是地理数据的空间分析。
地理数据可以是各种
形式的地理特征，如地图、航空照片、遥感图像等。
这些数据以数字形式存储在计算机系统中，GIS使用数学模型和算法来
对地理数据进行分析和处理。
GIS的应用非常广泛。
在城市规划中，GIS可以用于分析人口
分布、交通状况和环境影响，以辅助规划决策。
在自然资源管理中，GIS可以用于监测和评估森林、土地和水资源的状况，
以支持可持续发展。
在应急管理中，GIS可以用于灾害风险评估、应急响应和救灾工作的协调。
此外，GIS还在军事、卫星
导航、环境保护、物流运输等领域有着广泛的应用。
GIS的应用还需要考虑数据的准确性和更新性。
准确的地理数
据是GIS分析和决策支持的基础，因此数据的采集和处理需
要严格的质量控制。
同时，由于地理现象是动态的，地理数据也需要定期更新，以保持其有效性和实时性。
总之，GIS是一种重要的工具，可以将地理信息与其他类型的
数据整合在一起，为决策提供支持。
通过对地理数据的空间分
析，GIS能够提供深入的见解和全面的解决方案，促进各个领域的发展和进步。
《GIS原理与应用》课件
《GIS原理与应用》PPT课件
contents
目录
GIS基本概念GIS发展历程GIS核心技术GIS应用领域GIS实践案例GIS挑战与展望
01
GIS基本概念
1
2
3
GIS定义：地理信息系统（GIS）是一种用于捕获、存储、操作、分析和显示地理数据的计算机系统。
GIS的英文全称是Geographic Information System，中文译为地理信息系统。
精细化应用
通过教育和培训，提高公众对GIS的认识和应用能力，促进GIS在各行业的普及和应用。
普及化推广
感谢观看
THANKS
环境质量评估
利用GIS技术进行灾害风险评估、预警和应急响应，提高灾害应对能力。
自然灾害预警与应急响应
GIS可以整合各种交通数据，进行交通流量分析、拥堵预测等，为交通管理提供决策支持。
交通流量分析
利用GIS进行最优路线规划，提高交通运输效率。
路线规划
将GIS与智能交通系统相结合，实现实时交通信息共享、交通调度和车辆导航等功能。
实现方式
利用GIS技术，对土地利用变化数据进行采集、处理和分析。通过空间分析和可视化展示，揭示土地利用变化的规律和趋势。
实际效果
通过土地利用变化监测，可以及时发现土地利用中的问题，为土地资源管理和政策制定提供科学依据，促进土地资源的合理利用和可持续发展。
01
02
03
04
介绍洪水灾害风险评估的概念、目的和方法。
03
GIS核心技术
地图投影是利用数学方法将地球椭球面上的地理坐标转换为平面直角坐标的过程。
地图投影定义
投影分类
投影选择
根据投影变形性质，地图投影可分为等角投影、等面积投影和任意投影。
contents
目录
GIS基本概念GIS发展历程GIS核心技术GIS应用领域GIS实践案例GIS挑战与展望
01
GIS基本概念
1
2
3
GIS定义：地理信息系统（GIS）是一种用于捕获、存储、操作、分析和显示地理数据的计算机系统。
GIS的英文全称是Geographic Information System，中文译为地理信息系统。
精细化应用
通过教育和培训，提高公众对GIS的认识和应用能力，促进GIS在各行业的普及和应用。
普及化推广
感谢观看
THANKS
环境质量评估
利用GIS技术进行灾害风险评估、预警和应急响应，提高灾害应对能力。
自然灾害预警与应急响应
GIS可以整合各种交通数据，进行交通流量分析、拥堵预测等，为交通管理提供决策支持。
交通流量分析
利用GIS进行最优路线规划，提高交通运输效率。
路线规划
将GIS与智能交通系统相结合，实现实时交通信息共享、交通调度和车辆导航等功能。
实现方式
利用GIS技术，对土地利用变化数据进行采集、处理和分析。通过空间分析和可视化展示，揭示土地利用变化的规律和趋势。
实际效果
通过土地利用变化监测，可以及时发现土地利用中的问题，为土地资源管理和政策制定提供科学依据，促进土地资源的合理利用和可持续发展。
01
02
03
04
介绍洪水灾害风险评估的概念、目的和方法。
03
GIS核心技术
地图投影是利用数学方法将地球椭球面上的地理坐标转换为平面直角坐标的过程。
地图投影定义
投影分类
投影选择
根据投影变形性质，地图投影可分为等角投影、等面积投影和任意投影。
GIS原理与应用--地理信息系统工程 ppt课件
系统的运行和维护主要是将系统交付用户试运行，并对系统进行 积极稳妥维护的过程。需提出系统维护的方案。上述的设计内容 均应建立档案，作为系统开发和维护持续运行的技术文档依据。
第二节 GIS工程设计的内容与过程
二、GIS 工程设计的过程
与上述内容相对应，GIS 工程设计的过程也包括 4 个阶 段，即系统分析、系统设计、系统实施和系统运行维护。 参与系统开发过程的成员应包括用户（一般是领域专 家）、管理人员（一般由 GIS 专家和领域专家、项目技术顾 问、系统技术监理人员等组成）、系统开发人员等。
第三节 GIS工程的系统分析
一、地理信息系统工程 的需求分析
地理信息系统工程的需 求分析的主要任务是确 定系统的目标和总体功 能。是进一步描述系统 的第一步。应考虑的分 析内容包括输入功能、 地理空间数据管理、地 理数据查询、地理信息 的输出和系统的性能等。
第三节 GIS工程的系统分析
二、地理信息工程的可行性分析
结束
第十八章 地理信息系统工程设计
第一节 GIS工程的设计模式与程序评价模式
一、GIS 工程的设计模式
早在 1972 年 Calkins 就提出了信息系统的设计模式，后来经 过了多次修改。这个模式是基于结构化的设计模式 。该设计 模式由 4部分组成， （1）通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目 的、要求和规定。
第二节 GIS工程设计的内容与过程
3、系统的实施
系统的实施主要是数据库的建库和软件编程与系统的调试。数据 建库是将编辑好的地理空间数据装入数据库，置于数据库管理系 统管理之下的过程。内容包括设计数据文件的定义、属性的定义、 空间数据和属性数据的录入、空间索引的建立等；软件的编程是 功能模块代码化的过程；软件的调试包括软件的模块调试、子系 统调试、系统的总调试等；对非 GIS 专业的用户进行技术培训。 它们都必须具有相应的具体实施方案。 4、系统的运行维护
第二节 GIS工程设计的内容与过程
二、GIS 工程设计的过程
与上述内容相对应，GIS 工程设计的过程也包括 4 个阶 段，即系统分析、系统设计、系统实施和系统运行维护。 参与系统开发过程的成员应包括用户（一般是领域专 家）、管理人员（一般由 GIS 专家和领域专家、项目技术顾 问、系统技术监理人员等组成）、系统开发人员等。
第三节 GIS工程的系统分析
一、地理信息系统工程 的需求分析
地理信息系统工程的需 求分析的主要任务是确 定系统的目标和总体功 能。是进一步描述系统 的第一步。应考虑的分 析内容包括输入功能、 地理空间数据管理、地 理数据查询、地理信息 的输出和系统的性能等。
第三节 GIS工程的系统分析
二、地理信息工程的可行性分析
结束
第十八章 地理信息系统工程设计
第一节 GIS工程的设计模式与程序评价模式
一、GIS 工程的设计模式
早在 1972 年 Calkins 就提出了信息系统的设计模式，后来经 过了多次修改。这个模式是基于结构化的设计模式 。该设计 模式由 4部分组成， （1）通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目 的、要求和规定。
第二节 GIS工程设计的内容与过程
3、系统的实施
系统的实施主要是数据库的建库和软件编程与系统的调试。数据 建库是将编辑好的地理空间数据装入数据库，置于数据库管理系 统管理之下的过程。内容包括设计数据文件的定义、属性的定义、 空间数据和属性数据的录入、空间索引的建立等；软件的编程是 功能模块代码化的过程；软件的调试包括软件的模块调试、子系 统调试、系统的总调试等；对非 GIS 专业的用户进行技术培训。 它们都必须具有相应的具体实施方案。 4、系统的运行维护
地理信息系统GIS技术与应用 ppt课件
——森林动态监测信息系统、水资源管理信息系统、矿业资 源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系 统、水土流失信息系统等。
2）区域信息系统（Regional GIS），主要以区域综合研究 和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级 的、地区或省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服 务的区域信息系统；也可以按自然分区或流域为单位的区 域信息系统。
由于物流对地理 空间有较大的 依赖性，采用 GIS技术建立企 业的物流管理 系统可以实现 企业物流的可 视化、实时动 态管理。
38
二、GIS物流管理系统的特点与结构
在物流管理领域，与单纯的数据库及CAD 技术相比，GIS具有独特的技术优势。
1.图形显示输出上的优势 2.分析功能上的优势 3.模型模拟上的优势
第二种观点认为地理信息系统是信 息系统的特例。
第三种观点强调地理信息系统的社 会作用，认为GIS从根本上改变了 一个组织或部门（如政府规划部门 ）运作的方式。
2020/10/28
பைடு நூலகம்
7
一、GIS的定义
地理信息系统区别于其他信息系统和信息技术的四大特点：
首先，GIS具备处理地理数据的能力。
其二，GIS是在统一的地表定位坐标系统下，以 特定的数据模型输入、组织、存储和管理（包括 更新）地理数据，并允许用户根据地理空间位置 访问数据，或根据专题属性访问数据，以地图的 形式表示地理数据。
2020/10/28
35
六、地理空间数据的获取和处理
图幅拼接
图形变换
空间数据 的处理
图像纠正
数据格式 的转换
图像解释
2020/10/28
36
第四节GIS在物流信息系统中的作用
2）区域信息系统（Regional GIS），主要以区域综合研究 和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级 的、地区或省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服 务的区域信息系统；也可以按自然分区或流域为单位的区 域信息系统。
由于物流对地理 空间有较大的 依赖性，采用 GIS技术建立企 业的物流管理 系统可以实现 企业物流的可 视化、实时动 态管理。
38
二、GIS物流管理系统的特点与结构
在物流管理领域，与单纯的数据库及CAD 技术相比，GIS具有独特的技术优势。
1.图形显示输出上的优势 2.分析功能上的优势 3.模型模拟上的优势
第二种观点认为地理信息系统是信 息系统的特例。
第三种观点强调地理信息系统的社 会作用，认为GIS从根本上改变了 一个组织或部门（如政府规划部门 ）运作的方式。
2020/10/28
பைடு நூலகம்
7
一、GIS的定义
地理信息系统区别于其他信息系统和信息技术的四大特点：
首先，GIS具备处理地理数据的能力。
其二，GIS是在统一的地表定位坐标系统下，以 特定的数据模型输入、组织、存储和管理（包括 更新）地理数据，并允许用户根据地理空间位置 访问数据，或根据专题属性访问数据，以地图的 形式表示地理数据。
2020/10/28
35
六、地理空间数据的获取和处理
图幅拼接
图形变换
空间数据 的处理
图像纠正
数据格式 的转换
图像解释
2020/10/28
36
第四节GIS在物流信息系统中的作用
地理信息系统及应用ppt课件
53
采集、存储、管理、分析和描述________有关数
据的空间信息系统 ( )
①地球表面 ②地理分布 ③大气状况 ④宇
宙环境
A．①② B．③④ C．①④
D．②③
50
(2)灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地
理信息系统( )
①查询设备的位置 ②选择最佳转移线路 ③
模拟设备状态 ④输入天气信息
A．②③④
()
A．趋势分析
B．叠图分析
C．风险分析
D．模式分式
47
[解析] 该题主要考查地理信息系统在选址工 作流程中的应用。要找到最终选址位置，需要依据 选址条件依次做好各个图层分析，图中箭头说明了 叠图的整个过程。第(1)题，由最终选址的条件：适 宜的地质、低人口密度区、不接近主要道路、非生 态保护区，可以判断应选D；而汽车加油站和大型游 乐园都应接近主要道路，地下水天然下渗补给区应 该有较好的生态环境。第(2)题，由图可知，a为多 个图层信息的重合，即应用的是GIS的叠图分析功能。
件
显示地理数据
开发软件、GIS软件等
的功能
20
组成
用途
基础 地质、地貌、地 GIS 建立在地理数
数据 形数据等
据的基础上，数据
数据
规划、房地产、
专题
交通、环保、公
数据
用事业数据等
组织和处理是GIS 应用系统建设中的 关键环节
21
组成
用途
解决不同的问题，要使用不 解决各种实
应用 同的模型，如人口扩散模型、 际问题的数
(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用 _扫__描__法___ 将纸质地图转化为数字地图。
30
(3)2011年5月1日，德国肠出血性大肠杆菌感 染疫情发生后，现在欧洲多个国家出现疫情。某人 利用健康地图查询该病例的分布状况，属于GIS工 作过程中的_操__作__与分析 环节。
采集、存储、管理、分析和描述________有关数
据的空间信息系统 ( )
①地球表面 ②地理分布 ③大气状况 ④宇
宙环境
A．①② B．③④ C．①④
D．②③
50
(2)灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地
理信息系统( )
①查询设备的位置 ②选择最佳转移线路 ③
模拟设备状态 ④输入天气信息
A．②③④
()
A．趋势分析
B．叠图分析
C．风险分析
D．模式分式
47
[解析] 该题主要考查地理信息系统在选址工 作流程中的应用。要找到最终选址位置，需要依据 选址条件依次做好各个图层分析，图中箭头说明了 叠图的整个过程。第(1)题，由最终选址的条件：适 宜的地质、低人口密度区、不接近主要道路、非生 态保护区，可以判断应选D；而汽车加油站和大型游 乐园都应接近主要道路，地下水天然下渗补给区应 该有较好的生态环境。第(2)题，由图可知，a为多 个图层信息的重合，即应用的是GIS的叠图分析功能。
件
显示地理数据
开发软件、GIS软件等
的功能
20
组成
用途
基础 地质、地貌、地 GIS 建立在地理数
数据 形数据等
据的基础上，数据
数据
规划、房地产、
专题
交通、环保、公
数据
用事业数据等
组织和处理是GIS 应用系统建设中的 关键环节
21
组成
用途
解决不同的问题，要使用不 解决各种实
应用 同的模型，如人口扩散模型、 际问题的数
(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用 _扫__描__法___ 将纸质地图转化为数字地图。
30
(3)2011年5月1日，德国肠出血性大肠杆菌感 染疫情发生后，现在欧洲多个国家出现疫情。某人 利用健康地图查询该病例的分布状况，属于GIS工 作过程中的_操__作__与分析 环节。
第九章 GIS系统及其应用 ppt课件
GIS的应用模型是GIS技术应用向深层次发展的主要内容。 直接有专业人士确定。
ppt课件
6
一、GIS的应用模型类型
1、模型结构分类 1）数学模型（理论模型） 2）统计模型（经验模型） 3）概念模型（逻辑模型） 2、按数据类型看模型分类 1）非空间数据结构模型 2） 空间数据结构模型 3、从系统角度看模型分类 1）系统提供的模型 2）二次开发模型 4、从研究对象的状态分类 1）静态模型 2）半静态模型 3）动态模型
12
9.4 国内外GIS产品简介
一、国外GIS产品简介 1、Arc/info系列产品 1）公司（>1000人，创建1982年） ESRI（Environment System Research Institute)美国环境系统研究 所 80年代进入中国，是在国内最有影响的GIS开发商，其产品已成为 GIS主流。 2）产品系列 Arc/info UNIX、Arc/info PC、Arcview。 ArcGIS 8.1 (产品系列）2001年9月推出，包括： ArcGIS Disktop（ 含Arc/info 8.1、 ArcEditor8.1、 Arcview 8.1及 扩展模块如 ArcGIS Spatial Analyst, ArcGIS 3DAnalyst, ArcGIS Geoststistical Analyst等）； ArcSDE空间数据管理引擎（数据管理的接口）； ArcIMS基于Internet的数据发布和应用产品。 13 ppt课件
3)图象文件 .GIF(graphics interchange format) .JPEG .PCX .BMP(bit map) .TIEF 23 .BIL(SPOT卫星图象格式)
三、 Mapinfo 的主要功能
ppt课件
6
一、GIS的应用模型类型
1、模型结构分类 1）数学模型（理论模型） 2）统计模型（经验模型） 3）概念模型（逻辑模型） 2、按数据类型看模型分类 1）非空间数据结构模型 2） 空间数据结构模型 3、从系统角度看模型分类 1）系统提供的模型 2）二次开发模型 4、从研究对象的状态分类 1）静态模型 2）半静态模型 3）动态模型
12
9.4 国内外GIS产品简介
一、国外GIS产品简介 1、Arc/info系列产品 1）公司（>1000人，创建1982年） ESRI（Environment System Research Institute)美国环境系统研究 所 80年代进入中国，是在国内最有影响的GIS开发商，其产品已成为 GIS主流。 2）产品系列 Arc/info UNIX、Arc/info PC、Arcview。 ArcGIS 8.1 (产品系列）2001年9月推出，包括： ArcGIS Disktop（ 含Arc/info 8.1、 ArcEditor8.1、 Arcview 8.1及 扩展模块如 ArcGIS Spatial Analyst, ArcGIS 3DAnalyst, ArcGIS Geoststistical Analyst等）； ArcSDE空间数据管理引擎（数据管理的接口）； ArcIMS基于Internet的数据发布和应用产品。 13 ppt课件
3)图象文件 .GIF(graphics interchange format) .JPEG .PCX .BMP(bit map) .TIEF 23 .BIL(SPOT卫星图象格式)
三、 Mapinfo 的主要功能
GIS原理方法和应用.ppt
规则网格高程矩阵的优缺点： 优点：有利于计算等高线、坡度、坡向、山地阴 影、描绘流域轮廓等 缺点：①地形简单的地区存在大量冗余数据；② 如果不改变网格大小，无法适用地形复杂程度不 同的地区。
9.2.2 离散数据
离散数据DEM的平面二维地理空间定位 由不规则分布的离散样点平面坐标实 现，第三维仍为高程和属性特性值。
9.3 DEM数据的网格化
网格化基本概念：
将离散DEM数据经插值计算转换为格网DEM 数据的过程称为DEM数据网格化，也就是 说，需要用离散的观测点值去估算未知的 格网点的值。
•DEM
DTM 中 属 性 为 高 程 的 要 素 叫 做 数 字 高 程 模 型 （Digital Elevation Model，简称DEM）。
9.2 DEM数据的分布特征
9.2.1 格网状数据 9.2.2 离散数据
9.2.1 格网状数据
把DEM覆盖区划分成为规则格网，每个 网格大小和形状都相同，用相应矩阵元 素的行列号来实现网格点的二维地理空 间定位，第三维为特性值，可以是高程 和属性，网格大小代表数据精度。
整体插值——趋势面分析
趋势面分析：先用已知采样点数据拟合出一 个平滑的数学平面方程，再根据该方程计算 无测量值的点上的数据。这种只根据采样点 的属性数据与地理坐标的关系，进行多元回 归分析得到平滑数学平面方程的方法，称为 趋势面分析。
NO.13
整体插值——变换函数插值
变换函数插值：根据一个或多个空间参量的经 验方程进行整体空间插值，这种经验方程称为 变换函数。 Z(x)=b0+b1p1+b2p2+…+bnpn+ε 式中，b0 … bn是回归系数，p1 … pn是独立 空间变量。
NO.14
9.2.2 离散数据
离散数据DEM的平面二维地理空间定位 由不规则分布的离散样点平面坐标实 现，第三维仍为高程和属性特性值。
9.3 DEM数据的网格化
网格化基本概念：
将离散DEM数据经插值计算转换为格网DEM 数据的过程称为DEM数据网格化，也就是 说，需要用离散的观测点值去估算未知的 格网点的值。
•DEM
DTM 中 属 性 为 高 程 的 要 素 叫 做 数 字 高 程 模 型 （Digital Elevation Model，简称DEM）。
9.2 DEM数据的分布特征
9.2.1 格网状数据 9.2.2 离散数据
9.2.1 格网状数据
把DEM覆盖区划分成为规则格网，每个 网格大小和形状都相同，用相应矩阵元 素的行列号来实现网格点的二维地理空 间定位，第三维为特性值，可以是高程 和属性，网格大小代表数据精度。
整体插值——趋势面分析
趋势面分析：先用已知采样点数据拟合出一 个平滑的数学平面方程，再根据该方程计算 无测量值的点上的数据。这种只根据采样点 的属性数据与地理坐标的关系，进行多元回 归分析得到平滑数学平面方程的方法，称为 趋势面分析。
NO.13
整体插值——变换函数插值
变换函数插值：根据一个或多个空间参量的经 验方程进行整体空间插值，这种经验方程称为 变换函数。 Z(x)=b0+b1p1+b2p2+…+bnpn+ε 式中，b0 … bn是回归系数，p1 … pn是独立 空间变量。
NO.14
地理信息原理和应用88页PPT
2. DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本 操作。
3. GIS需要一些复杂的图形功能，一般的DBMS不能支持。
4. 地理信息是复杂的，单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录、 或许包括大地网、特征坐标、拓扑关系、空间特征量测值、属性数据 的关键字以及非空间专题属性等，一般的DBMS也难以支持。
5. 具有高度内部联系的GIS数据记录需要更复杂的安全性维护系统，为 了保证空间数据库的完整性，保护数据文件的完整性，保护系列必须 与空间数据一起存储，否则一条记录的改变就会使其他数据文件产生 错误。
6.
因此，一般的DBMS都难以保证空间特性的表达与再现。
29.07.2021
宁夏大学资源环境学院
7
GIS数据管理方法主要4种类型
•不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相 似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置 的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。
•数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、 资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。
29.07.2021
宁夏大学资源环境学院
5
空间数据库的管理方式 ：
4. 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分 析功能的数据库系统。
29.07.2021
宁夏大学资源环境学院
8
GIS应用 软件
GIS应用 软件
GIS应用 软件
GIS应用 软件
管理空间 数据的软件
管理属性 数据的DBMS
扩展DBMS 以容纳空间数据
商业数据库
用户设计 的数据库
空间及 属性数 据文件
空间数据库 ？ 与一般数据库的比较？ 空间数据库的管理方式？
3. GIS需要一些复杂的图形功能，一般的DBMS不能支持。
4. 地理信息是复杂的，单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录、 或许包括大地网、特征坐标、拓扑关系、空间特征量测值、属性数据 的关键字以及非空间专题属性等，一般的DBMS也难以支持。
5. 具有高度内部联系的GIS数据记录需要更复杂的安全性维护系统，为 了保证空间数据库的完整性，保护数据文件的完整性，保护系列必须 与空间数据一起存储，否则一条记录的改变就会使其他数据文件产生 错误。
6.
因此，一般的DBMS都难以保证空间特性的表达与再现。
29.07.2021
宁夏大学资源环境学院
7
GIS数据管理方法主要4种类型
•不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相 似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置 的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。
•数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、 资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。
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5
空间数据库的管理方式 ：
4. 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分 析功能的数据库系统。
29.07.2021
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8
GIS应用 软件
GIS应用 软件
GIS应用 软件
GIS应用 软件
管理空间 数据的软件
管理属性 数据的DBMS
扩展DBMS 以容纳空间数据
商业数据库
用户设计 的数据库
空间及 属性数 据文件
空间数据库 ？ 与一般数据库的比较？ 空间数据库的管理方式？
图课件——地理信息系统(GIS)原理及应用概论(页)
动极动极轴航臂
动极式数字求积仪
描迹放大镜显示窗
动极轴臂功能键
描迹镜
航臂
测轮
n1— 整方格数n2— 不足一整方格的方格数a—每个方格的面积M— 比例尺分母
方格网法
几何图形法将多边形分成若干几何图形（如三角形、矩形、梯形等）
②解析法当多边形面积很大 ， 可求出各顶点坐标直接计算面积。
ⅢⅣ
ⅡⅠ
② 变成折线分段量算
6. 在地形图上量某直线坡度（有三种方法）
7. 在地形图上进行面积量算（如计算工程面积、土石方量、库容量等）① 图解法◆ 求积仪法 →操作方法：铺开图纸 ， 描迹镜置于图形中央 。选择单位（cm2 、m2 、km2 ）和比例尺 。再选择图形一 个点为起始点 ， 描迹镜中心对准此点 ， 按起动 键 ， 拉推描迹镜 ， 沿轮廓顺时针方向远行到起 始点 ， 即可得到图行面积。
第八章地理信息系统（GIS） 原理及应用概论地形图应用的基本知识地理信息系统的产生及发展
地形图是包含丰富的自然地理 、人文地理和社会经济信息的载体 。它是进 行土木工程建设项目可行性研究的重要 资料 ， 是土木工程规划 、设计和施工的 重要依据 。正确地应用地形图 ， 是土木 工程技术人员必须具备的基本技能。
二 、地形图应用基本知识
3. 在地形图上量算某直线的坐标方位角
2. 在地形图上量算线段的长度
1. 在地形图上确定点位坐标
4. 在地形图上量算某点高程
5. 在地形图上量测曲线长度① 用曲线量算 一般是用曲线计 ， 其构造是在圆管手柄上安一个圆形计算盘, 一周为100格, 每10格为一大格, 在计数盘的下端安有一个转轮, 转轮在图上滚动, 计数盘便计数。
一 、地理信息系统（GIS） 概述 地理信息系统概念是60年代加拿大测绘学家结合 计算机发展趋势 ， 提出的利用机算机和数据库技 术结合管理地球空间信息的概念体系 ， 并于1971 年建成第一个地理信息系统（GIS） 。地理信息系统（Geographic Information Systems） 地理信息系统（GIS） 是在计算机软硬件支持下 ， 运用信息科学 ， 管理科学 ， 对空间地理信息进行 综合处理、分析和应用的系统。
GIS概念及应用 ppt课件
◦ 属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定 性或定量指标。
◦ 时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。时间数 据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的 重视。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素
◦ MIS CAD
ppt课件
7
地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下 独特特性：
图 为 ： 城 市 空 气 污 染 图 像
ppt课件
49
宏观决策支持
◆ 政府应用( Government 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。
局域网 用户组
主干 网
图象 多媒体 处理系统 系统
输出
Internet
用户
用户
ppt课件
34
第6节：GIS的应用领域
地理逻辑 绘图
人口局
交通运输 部门
绘图机构
税务部门
旅游 服务业
公用事业 公司
企业
教育
ppt课件
地质测绘 环保机构
地方政府
35
城乡规划
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
37
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
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。
ppt课件
◦ 时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。时间数 据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的 重视。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素
◦ MIS CAD
ppt课件
7
地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下 独特特性：
图 为 ： 城 市 空 气 污 染 图 像
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49
宏观决策支持
◆ 政府应用( Government 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。
局域网 用户组
主干 网
图象 多媒体 处理系统 系统
输出
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用户
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34
第6节：GIS的应用领域
地理逻辑 绘图
人口局
交通运输 部门
绘图机构
税务部门
旅游 服务业
公用事业 公司
企业
教育
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地质测绘 环保机构
地方政府
35
城乡规划
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
37
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
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。
ppt课件
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• 上机时间安排
- 第12-16周，每周五5、6节
教材与其它资源
• 教材
– 地理信息系统概论： 黄杏元等 高教出版社 – MAPGIS地理信息系统： 吴信才等 电子工业出版社
• 参考书
– 地理信息系统基础：龚健雅 科学出版社 – 地理信息系统原理与方法： 吴信才 电子工业出版社 – 地理信息系统原理、方法和应用：邬伦等 科学出版
制图、表格
交互展示
空间查询 空间分析
存储检索
结构化数据
空间 数据库
§1.4 GIS的功能和应用
§1.4 GIS的产生和发展
• 产生
– GIS起源于人口普查，土地调查和自动制图 – 计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图
学中的应用，以及政府部门对土地利用规划与资源管 理的要求，使人们开始有可能用计算机来收集、存贮 和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的 数据，并通过对数据的分析来为管理和决策服务 – 1960年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson 提出了把地 图变成数字形式的；1963年又提出GIS这一术语，并于 1971年建立了第一个GIS－－加拿大GIS – 随后GIS以燎原之势在全世界迅速发展起来
课程特点及要求
• 课程特点 – GIS是一门迅速发展中的学科，具有发展与内容更新的快速性 • 短短40余年的发展历史，GIS却经历了以空间数据地学处理为主的开 拓期、注重地理信息管理的巩固期、以空间决策与支持为特点的理论 和技术突破阶段以及广泛应用的社会化阶段 • 其技术发展、内容更新之快，非其他学科可比，特别是在90年代以来， 随着计算机技术的快速发展，地理信息系统表现得异常活跃
§1.1 基本概念
• 信息系统与地理信息系统 – GIS的定义： • Geographical Information System （Geographic Information System） • Geographical Information Science • Geographical Information Service
课程特点及要求
• 要求
– 掌握GIS概念，包括空间数据的语义学基础、GIS的科 学定义、空间关系和空间对象的表达、空间数据结构 和类型、空间分析原理、MAPGIS软件的基本操作等
– 了解GIS组成和基本功能、设计与评价、 发展与趋势 – 掌握GIS的数据处理流程：采集、编辑、组织、管理、
分析和输出等 – 培养自己使用GIS解决本专业相关问题的能力
显然，应用模型是GIS与相关专业连接的纽带。
§1.3 GIS的功能和应用
1 GIS 的基本功能 （1）数据采集和输入
现实世界
文字报 告、遥 感图象 等
空间数据 库
数字化 仪
扫描仪
解析测图 仪
编辑、接边、分层、图 形与属性连接、加注记 等
键盘 等
§1.3 GIS的功能和应用
1 GIS 的基本功能 （2）数据存储与管理:数据库 （3）数据处理和变换 ①数据变换：一种数学状态转变为另一种数学状态； ②数据重构：一种几何形态转变为另一种几何形态； ③数据抽取：从全集到子集的条件提取。 （4）空间分析：拓扑叠合、数字地形分析
第一章 导论
第一章 导论
• 要求： – 理解GIS的相关概念，清楚GIS和相关学科的关系 – 掌握GIS的类型与组成 – 掌握GIS的基本功能、研究内容及用途 – 了解GIS的发展概况
第一章 导论
• GIS的基本概念 • GIS的构成 • GIS的功能和应用 • GIS的产生和发展 • 相关学科
教学方式
• 以课堂讲授为主 • 辅以软件操作 • 综合多媒体教学、课堂讨论等多种方式 • 提倡教学互动
课程特点及要求
• 课程特点 – 学科与技术的统一体 • GIS是一门学科，用以描述一切与地理相关的内容，集空间数据采集、 存储、管理、分析和表达输出于一体 • GIS又是一个技术系统，即以空间数据为处理对象，以空间数据组织 和处理为基础，采用地学模型分析方法，及时提供多种空间信息和动 态信息，为研究环境过程、分析发展趋势、预估规划决策等服务的计 算机技术系统 • 学科发展促成GIS理论体系的形成，而技术系统发展则加强了GIS的应 用范围
社 – ……
教材与其它资源
网络资源：
•
/
– 地理信息系统论坛
•
– GIS空间站
•
/bbs/
– 地理信息系统帝国论坛
•
……
教材与其它资源
• 期刊 – 测绘学报 – 地理学报 – 遥感学报 – 武汉大学学报（信息版） – 测绘通报 – 中国图形图像学报 – ……
§1.4 GIS的产生和发展
• 发展
– 国际GIS发展 • 60年代，探索时期。人们关注什ห้องสมุดไป่ตู้是GIS，GIS能干什么 • 70年代，巩固时期。发展研究的重点是空间数据处理的算法，数据结 构和数据库管理这三个方面 • 80年代，突破阶段。人们把GIS与RS用于解决全球性问题，如全球沙 漠化，全球可居住地评价，核扩散问题等 • 90年代，产业化阶段。对GIS进一步研究，研究的内容集中在：空间 信息分析的新模式和新方法，空间关系和数据模型，人工智能引入等
§1.4 GIS的产生和发展
• 发展
– 我国GIS的发展 • 70年代，准备阶段。GIS先驱进行极积呼吁、舆论准备和一些可行性实 验
• 80年代，试验起步阶段。我国在GIS理论探索，规范探讨，软件开发， 系统建立等方面取得了突破和进展90年代初，GIS发展阶段。改革开放 以来，沿海，沿江经济开发区发展土地的有偿使用和外资的引进，急需 GIS为之服务，这也推动GIS在我国的全面发展
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能 缓冲区分析
空间数据 库
空间检 索
街道中心线
道路的噪音影响 范围
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能
– 空间查询
空间查 询
空间数据 库
哈尔滨在哪里
属性查 询
78路公交 经过哪些 站
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能 （5）数据显示和输出
GIS专业软件 数据输入和校验 数据存储和管理 数据处理与分析 数据显示和输出 用户界面 系统二次开发能力
数据库软件 管理软件 数据库软件
系统管理软件 操作系统 汇编程序 编译程序 服务程序
§1.2 GIS构成
• GIS的软件层次 GIS用户界面 GIS数据库 操作系统 GIS硬件
GIS专业软件 GIS应用软件
公共管理
社会学
森林学
环境科学
土壤科学
公共信息查询 产业/商业
地貌学
设施维护
矿产开发
资产管理
市场 旅游业
地质学 生态学 水文学
气象学
制图学 测量 符号学 可视化 遥感
照相测量法
计算机科学
数据库 数学
统计学
人工 计算机
地理统计学
智能 图形学
认知科学
小结
• GIS的特点
• GIS的基本概念：数据与信息、地理信息与地图等 • GIS的构成：硬件、软件、空间数据库、应用人员和应用模型 • GIS的功能和应用：数据输入、存储与管理、处理与变换、空
• 96年以来，GIS产业化阶段。空间信息基础设施已纳入国家计划；国家 和地方级的GIS相继建立并投入运行；各高校开设了与GIS相关的新专业； 具有我国自主版权的GIS基础软件的研制逐步进入了产业化轨道
§1.5 GIS相关学科
社会－经济 测量
地形测量
环境测量
考古学 人文地理学
流行病学 健康护理规划
4 GIS 的分类
§1.1 基本概念
§1.2 GIS构成
GIS
用户
GUI
硬件系统
软件系统
应用模型
§1.2 GIS构成
1 硬件系统
输入设备
数字化仪
扫描仪
键
盘
数字像机
处理设备
计 算 机 主 机
软
盘
磁带机
硬
盘
光盘读写器
输出设备
显示器 绘图机 打印机 校片纪录仪 存储设备
§1.2 GIS构成
2 软件系统
§1.1 基本概念
• 数据和信息 – 信息的特征：
• 信息的客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的； • 信息的适用性：信息对决策是十分重要的； • 信息的传输性：可在发送者和接受者之间传输； • 信息的共享性：可传输给多个用户，为多个用户共享。
§1.1 基本概念
2. 地理信息与地图 – 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联 系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称 – 地图是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并经过制 图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量 的空间分布和联系以及随时间的发展变化情况
GIS原理与应用
课程简介
• 《GIS原理及应用》课程是GIS专业本科生的专业基础课程，以及相关专业的 专业必修课或专业选修课。本课程旨在掌握GIS的基本原理、技术方法和实际 应用，了解其主要应用领域和发展方向，并为应用型GIS的开发奠定基础。
课程安排
• 学时分配： – 课堂讲授：30学时 – 上机实践：10学时
§1.1 基本概念
1.数据和信息 – 数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观事物的属性、 数量、位置及其相互关系等的抽象表示 – 信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据中所包 含的意义。 – 数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检 索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。
空间数据 库
空间检索
各种信息
- 第12-16周，每周五5、6节
教材与其它资源
• 教材
– 地理信息系统概论： 黄杏元等 高教出版社 – MAPGIS地理信息系统： 吴信才等 电子工业出版社
• 参考书
– 地理信息系统基础：龚健雅 科学出版社 – 地理信息系统原理与方法： 吴信才 电子工业出版社 – 地理信息系统原理、方法和应用：邬伦等 科学出版
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空间查询 空间分析
存储检索
结构化数据
空间 数据库
§1.4 GIS的功能和应用
§1.4 GIS的产生和发展
• 产生
– GIS起源于人口普查，土地调查和自动制图 – 计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图
学中的应用，以及政府部门对土地利用规划与资源管 理的要求，使人们开始有可能用计算机来收集、存贮 和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的 数据，并通过对数据的分析来为管理和决策服务 – 1960年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson 提出了把地 图变成数字形式的；1963年又提出GIS这一术语，并于 1971年建立了第一个GIS－－加拿大GIS – 随后GIS以燎原之势在全世界迅速发展起来
课程特点及要求
• 课程特点 – GIS是一门迅速发展中的学科，具有发展与内容更新的快速性 • 短短40余年的发展历史，GIS却经历了以空间数据地学处理为主的开 拓期、注重地理信息管理的巩固期、以空间决策与支持为特点的理论 和技术突破阶段以及广泛应用的社会化阶段 • 其技术发展、内容更新之快，非其他学科可比，特别是在90年代以来， 随着计算机技术的快速发展，地理信息系统表现得异常活跃
§1.1 基本概念
• 信息系统与地理信息系统 – GIS的定义： • Geographical Information System （Geographic Information System） • Geographical Information Science • Geographical Information Service
课程特点及要求
• 要求
– 掌握GIS概念，包括空间数据的语义学基础、GIS的科 学定义、空间关系和空间对象的表达、空间数据结构 和类型、空间分析原理、MAPGIS软件的基本操作等
– 了解GIS组成和基本功能、设计与评价、 发展与趋势 – 掌握GIS的数据处理流程：采集、编辑、组织、管理、
分析和输出等 – 培养自己使用GIS解决本专业相关问题的能力
显然，应用模型是GIS与相关专业连接的纽带。
§1.3 GIS的功能和应用
1 GIS 的基本功能 （1）数据采集和输入
现实世界
文字报 告、遥 感图象 等
空间数据 库
数字化 仪
扫描仪
解析测图 仪
编辑、接边、分层、图 形与属性连接、加注记 等
键盘 等
§1.3 GIS的功能和应用
1 GIS 的基本功能 （2）数据存储与管理:数据库 （3）数据处理和变换 ①数据变换：一种数学状态转变为另一种数学状态； ②数据重构：一种几何形态转变为另一种几何形态； ③数据抽取：从全集到子集的条件提取。 （4）空间分析：拓扑叠合、数字地形分析
第一章 导论
第一章 导论
• 要求： – 理解GIS的相关概念，清楚GIS和相关学科的关系 – 掌握GIS的类型与组成 – 掌握GIS的基本功能、研究内容及用途 – 了解GIS的发展概况
第一章 导论
• GIS的基本概念 • GIS的构成 • GIS的功能和应用 • GIS的产生和发展 • 相关学科
教学方式
• 以课堂讲授为主 • 辅以软件操作 • 综合多媒体教学、课堂讨论等多种方式 • 提倡教学互动
课程特点及要求
• 课程特点 – 学科与技术的统一体 • GIS是一门学科，用以描述一切与地理相关的内容，集空间数据采集、 存储、管理、分析和表达输出于一体 • GIS又是一个技术系统，即以空间数据为处理对象，以空间数据组织 和处理为基础，采用地学模型分析方法，及时提供多种空间信息和动 态信息，为研究环境过程、分析发展趋势、预估规划决策等服务的计 算机技术系统 • 学科发展促成GIS理论体系的形成，而技术系统发展则加强了GIS的应 用范围
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•
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•
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•
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• 期刊 – 测绘学报 – 地理学报 – 遥感学报 – 武汉大学学报（信息版） – 测绘通报 – 中国图形图像学报 – ……
§1.4 GIS的产生和发展
• 发展
– 国际GIS发展 • 60年代，探索时期。人们关注什ห้องสมุดไป่ตู้是GIS，GIS能干什么 • 70年代，巩固时期。发展研究的重点是空间数据处理的算法，数据结 构和数据库管理这三个方面 • 80年代，突破阶段。人们把GIS与RS用于解决全球性问题，如全球沙 漠化，全球可居住地评价，核扩散问题等 • 90年代，产业化阶段。对GIS进一步研究，研究的内容集中在：空间 信息分析的新模式和新方法，空间关系和数据模型，人工智能引入等
§1.4 GIS的产生和发展
• 发展
– 我国GIS的发展 • 70年代，准备阶段。GIS先驱进行极积呼吁、舆论准备和一些可行性实 验
• 80年代，试验起步阶段。我国在GIS理论探索，规范探讨，软件开发， 系统建立等方面取得了突破和进展90年代初，GIS发展阶段。改革开放 以来，沿海，沿江经济开发区发展土地的有偿使用和外资的引进，急需 GIS为之服务，这也推动GIS在我国的全面发展
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能 缓冲区分析
空间数据 库
空间检 索
街道中心线
道路的噪音影响 范围
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能
– 空间查询
空间查 询
空间数据 库
哈尔滨在哪里
属性查 询
78路公交 经过哪些 站
§1.3 GIS的功能和应用
• GIS 的基本功能 （5）数据显示和输出
GIS专业软件 数据输入和校验 数据存储和管理 数据处理与分析 数据显示和输出 用户界面 系统二次开发能力
数据库软件 管理软件 数据库软件
系统管理软件 操作系统 汇编程序 编译程序 服务程序
§1.2 GIS构成
• GIS的软件层次 GIS用户界面 GIS数据库 操作系统 GIS硬件
GIS专业软件 GIS应用软件
公共管理
社会学
森林学
环境科学
土壤科学
公共信息查询 产业/商业
地貌学
设施维护
矿产开发
资产管理
市场 旅游业
地质学 生态学 水文学
气象学
制图学 测量 符号学 可视化 遥感
照相测量法
计算机科学
数据库 数学
统计学
人工 计算机
地理统计学
智能 图形学
认知科学
小结
• GIS的特点
• GIS的基本概念：数据与信息、地理信息与地图等 • GIS的构成：硬件、软件、空间数据库、应用人员和应用模型 • GIS的功能和应用：数据输入、存储与管理、处理与变换、空
• 96年以来，GIS产业化阶段。空间信息基础设施已纳入国家计划；国家 和地方级的GIS相继建立并投入运行；各高校开设了与GIS相关的新专业； 具有我国自主版权的GIS基础软件的研制逐步进入了产业化轨道
§1.5 GIS相关学科
社会－经济 测量
地形测量
环境测量
考古学 人文地理学
流行病学 健康护理规划
4 GIS 的分类
§1.1 基本概念
§1.2 GIS构成
GIS
用户
GUI
硬件系统
软件系统
应用模型
§1.2 GIS构成
1 硬件系统
输入设备
数字化仪
扫描仪
键
盘
数字像机
处理设备
计 算 机 主 机
软
盘
磁带机
硬
盘
光盘读写器
输出设备
显示器 绘图机 打印机 校片纪录仪 存储设备
§1.2 GIS构成
2 软件系统
§1.1 基本概念
• 数据和信息 – 信息的特征：
• 信息的客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的； • 信息的适用性：信息对决策是十分重要的； • 信息的传输性：可在发送者和接受者之间传输； • 信息的共享性：可传输给多个用户，为多个用户共享。
§1.1 基本概念
2. 地理信息与地图 – 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联 系和变化规律的数字、文字、图象和图形等的总称 – 地图是将地理环境诸要素按照一定的数学法则，运用符号系统并经过制 图综合缩绘于平面上的图形，以传递各种自然和社会现象的数量与质量 的空间分布和联系以及随时间的发展变化情况
GIS原理与应用
课程简介
• 《GIS原理及应用》课程是GIS专业本科生的专业基础课程，以及相关专业的 专业必修课或专业选修课。本课程旨在掌握GIS的基本原理、技术方法和实际 应用，了解其主要应用领域和发展方向，并为应用型GIS的开发奠定基础。
课程安排
• 学时分配： – 课堂讲授：30学时 – 上机实践：10学时
§1.1 基本概念
1.数据和信息 – 数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观事物的属性、 数量、位置及其相互关系等的抽象表示 – 信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据中所包 含的意义。 – 数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检 索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。
空间数据 库
空间检索
各种信息