地理信息系统导论ppt课件
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地理信息系统概论(共90张PPT)
者的推测。
1.2.2 信息系统的类型
④ 人工智能和专家系统(Expert System, ES)能模 仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。
MIS能提供信息帮助制定决策，DSS能帮 助改善决策的质量，专家系统能应用智 能推理制作决策并解释决策理由。
1.2.2 信息系统的类型
2) 信息系统 按结构分类
1963年，加拿大测量学家Roger Tomlinson首先提出了“地理信息系统”这一术语，并开始建立世界上第一个实用的地理信息系统—加拿
陈述彭，地理信息系统导论，科学出版社， 2. 大地理信息系统(CGIS)(1972年建成)，主要用于城市和土地利用；
5 GIS的发展简史
2006
3. 吴信才，地理信息系统设计与实现，电子工业出版社， 3 地理信息系统的构成
练习软件：MapGIS6.7; 教学重点：基本概念的讲解；
为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息 练习软件：MapGIS6.
： 资料下载 §3 地理信息系统的功能概述
数据处理:即对数据进行运算、排序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。
…… 我国的“三金工程”（金卡、金桥、金关）中也包含GIS。
1.1.3 地理数据与地理信息
地图与地理信息、地理数据的关系
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。
显然地图均具有空间性质，地图所表示的内容也都具有时 间和属性特性。
地图与地理信息、地理数据的关系
第一章 地理信息系统概论
1 基本概念
2 GIS的分类 3 GIS的功能概述
1.2.2 信息系统的类型
④ 人工智能和专家系统(Expert System, ES)能模 仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。
MIS能提供信息帮助制定决策，DSS能帮 助改善决策的质量，专家系统能应用智 能推理制作决策并解释决策理由。
1.2.2 信息系统的类型
2) 信息系统 按结构分类
1963年，加拿大测量学家Roger Tomlinson首先提出了“地理信息系统”这一术语，并开始建立世界上第一个实用的地理信息系统—加拿
陈述彭，地理信息系统导论，科学出版社， 2. 大地理信息系统(CGIS)(1972年建成)，主要用于城市和土地利用；
5 GIS的发展简史
2006
3. 吴信才，地理信息系统设计与实现，电子工业出版社， 3 地理信息系统的构成
练习软件：MapGIS6.7; 教学重点：基本概念的讲解；
为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息 练习软件：MapGIS6.
： 资料下载 §3 地理信息系统的功能概述
数据处理:即对数据进行运算、排序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。
…… 我国的“三金工程”（金卡、金桥、金关）中也包含GIS。
1.1.3 地理数据与地理信息
地图与地理信息、地理数据的关系
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。
显然地图均具有空间性质，地图所表示的内容也都具有时 间和属性特性。
地图与地理信息、地理数据的关系
第一章 地理信息系统概论
1 基本概念
2 GIS的分类 3 GIS的功能概述
《GIS地理信息系统》课件
栅格数据结构
以像素为单位，通过行列号确定位置。
不规则三角网（TIN）
用于表示地形表面的连续变化，每个三角形代表一个地形单元。
GIS数据采集与处理
野外测量
通过GPS、全站仪等设备获取地理信息。
遥感影像处理
通过卫星、飞机等平台获取地理信息，并进 行辐射校正、几何校正等处理。
地图数字化
将纸质地图转化为数字格式。
3D GIS技术优势
相比传统的二维GIS，3D GIS技术能够更好地模拟和预测 地理空间变化，提高空间数据的可视化效果，增强用户体 验。
虚拟现实与GIS结合
01
虚拟现实与GIS结合概述
虚拟现实技术为GIS提供了更加真实、沉浸式的展示方式，使地理信息
更加生动、逼真地呈现在用户面前。
02
虚拟现实与GIS结合应用
GIS应用领域
自然资源管理
GIS用于土地资源、森林资源、 水资源等自然资源的调查、规 划和管理。
城市规划
GIS为城市规划师提供强大的分 析和可视化工具，支持城市规 划和管理。
环境监测
GIS用于环境监测和评估，支持 环境保护和可持续发展。
公共安全
GIS在应急管理、灾害预警和防 控等方面发挥重要作用，提高 公共安全水平。
环境保护与监测
环境监测
GIS技术可以用于环境监测中，通过对环境数据的采集、分析和可视化，帮助环保部门更好地了解环境状况，制 定更为有效的环境保护措施。
污染治理
GIS技术可以用于污染治理中，例如对水体、空气、土壤等污染源的监测和治理。通过精准定位和数据分析，提 高污染治理的效率和效果。
灾害预警与应急响应
城市规划与管理
城市规划
GIS技术可以用于城市规划中，通过 地理空间数据的分析和可视化，帮助 规划师更好地理解城市空间结构和土 地利用情况，制定更为合理的城市规 划方案。
以像素为单位，通过行列号确定位置。
不规则三角网（TIN）
用于表示地形表面的连续变化，每个三角形代表一个地形单元。
GIS数据采集与处理
野外测量
通过GPS、全站仪等设备获取地理信息。
遥感影像处理
通过卫星、飞机等平台获取地理信息，并进 行辐射校正、几何校正等处理。
地图数字化
将纸质地图转化为数字格式。
3D GIS技术优势
相比传统的二维GIS，3D GIS技术能够更好地模拟和预测 地理空间变化，提高空间数据的可视化效果，增强用户体 验。
虚拟现实与GIS结合
01
虚拟现实与GIS结合概述
虚拟现实技术为GIS提供了更加真实、沉浸式的展示方式，使地理信息
更加生动、逼真地呈现在用户面前。
02
虚拟现实与GIS结合应用
GIS应用领域
自然资源管理
GIS用于土地资源、森林资源、 水资源等自然资源的调查、规 划和管理。
城市规划
GIS为城市规划师提供强大的分 析和可视化工具，支持城市规 划和管理。
环境监测
GIS用于环境监测和评估，支持 环境保护和可持续发展。
公共安全
GIS在应急管理、灾害预警和防 控等方面发挥重要作用，提高 公共安全水平。
环境保护与监测
环境监测
GIS技术可以用于环境监测中，通过对环境数据的采集、分析和可视化，帮助环保部门更好地了解环境状况，制 定更为有效的环境保护措施。
污染治理
GIS技术可以用于污染治理中，例如对水体、空气、土壤等污染源的监测和治理。通过精准定位和数据分析，提 高污染治理的效率和效果。
灾害预警与应急响应
城市规划与管理
城市规划
GIS技术可以用于城市规划中，通过 地理空间数据的分析和可视化，帮助 规划师更好地理解城市空间结构和土 地利用情况，制定更为合理的城市规 划方案。
《地理信息系统导论》PPT课件
• 一般步骤是： • 1）明确分析的目的和评价准则； • 2）准备分析数据； • 3）进行空间分析操作； • 4）进行结果分析； • 5）解释、评价结果（如必要，返回步骤1）； • 6）结果输出（地图、表格和文档）。
1．空间分析过程及其模型
• 例1 道路拓宽改建过程中拆迁指标计算
• 这里将举例说明如何利用建立缓冲区、拓扑叠加 和特征提取,计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁 指标。
1．空间分析过程及其模型பைடு நூலகம்
图10-4：通过流程图表现的GIS模型
2．空间决策支持模型
• 区域规划、土地利用规划、设施位置选择、环境 管理等都是有关空间行为的决策问题，这些问题 的解决方案是由决策者或领域专家在专业领域知 识和经验的启发下，在分析大量的空间和非空间 信息的基础上得到的。空间决策问题大大超过了 地理信息系统通常的空间分析功能的要求。
模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非 结构化决策的计算机应用系统。它为决策者提 供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案 的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助 决策者提高决策水平和质量。DSS的基本结构 主要由四个部分组成，即数据部分、模型部分、 推理机部分、人机交互部分，如图10-7所示。
获取 表现 存储
知识
空间决策
推理
图10-5：空间决策过程
分析
信息
收集 表现 存储 检索 处理 显示
2．空间决策支持模型
• 地理信息系统为决策支持提供了强大的数据输入、 存储、检索、显示的工具，但是在分析、模拟和 推理方面的功能比较弱，本质上是一个数据丰富 但理论贫乏的系统，在解决复杂空间决策问题上 缺乏智能推理功能。所以，为解决复杂的空间决 策问题，需要在地理信息系统的基础上开发智能 决策支持系统，用于数据获取、输入、存储、分 析、输出；用于知识表现和推理；用于自动学习， 系统集成，人机交互。
1．空间分析过程及其模型
• 例1 道路拓宽改建过程中拆迁指标计算
• 这里将举例说明如何利用建立缓冲区、拓扑叠加 和特征提取,计算一条道路拓宽改建过程中的拆迁 指标。
1．空间分析过程及其模型பைடு நூலகம்
图10-4：通过流程图表现的GIS模型
2．空间决策支持模型
• 区域规划、土地利用规划、设施位置选择、环境 管理等都是有关空间行为的决策问题，这些问题 的解决方案是由决策者或领域专家在专业领域知 识和经验的启发下，在分析大量的空间和非空间 信息的基础上得到的。空间决策问题大大超过了 地理信息系统通常的空间分析功能的要求。
模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非 结构化决策的计算机应用系统。它为决策者提 供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案 的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助 决策者提高决策水平和质量。DSS的基本结构 主要由四个部分组成，即数据部分、模型部分、 推理机部分、人机交互部分，如图10-7所示。
获取 表现 存储
知识
空间决策
推理
图10-5：空间决策过程
分析
信息
收集 表现 存储 检索 处理 显示
2．空间决策支持模型
• 地理信息系统为决策支持提供了强大的数据输入、 存储、检索、显示的工具，但是在分析、模拟和 推理方面的功能比较弱，本质上是一个数据丰富 但理论贫乏的系统，在解决复杂空间决策问题上 缺乏智能推理功能。所以，为解决复杂的空间决 策问题，需要在地理信息系统的基础上开发智能 决策支持系统，用于数据获取、输入、存储、分 析、输出；用于知识表现和推理；用于自动学习， 系统集成，人机交互。
《地理信息系统》课件
发展阶段
20世纪70年代，GIS开始广泛应用于资源调查和环境 监测等领域。
成熟阶段
20世纪80年代至今，GIS技术不断成熟，应用领域不 断扩大，成为多学科交叉的重要领域。
02
GIS的组成与功能
GIS的硬件设备
计算机主机
用于处理GIS数据和执行GIS应用程序。
输入设备
如鼠标、键盘、触摸屏等，用于输入数据和 指令。
显示器
显示GIS地图和相关信息给用户。
输出设备
如打印机、绘图仪等，用于输出地图和报告 。
GIS的软件系统
GIS软件
用于创建、编辑、分析和显示地理信息。
数据库软件
用于存储、管理和查询地理数据。
办公软件
用于编辑和展示GIS相关的文档和报告。
编程软件
用于开发GIS应用程序和插件。
GIS的数据
地图数据
包括地形图、交通图、水系图等基础 地图数据。
原型化
快速构建GIS的原型，通过迭代方式完善系 统功能。
模块化
将GIS划分为多个模块，独立进行设计和开 发。
敏捷开发
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化，提 高开发效率。
GIS的开发流程与工具
1 2
开发流程
需求分析、设计、编码、测试、部署、维护
需求分析
深入了解用户需求，明确系统的功能和性能要求 。
3
可扩展性
确保系统能够适应未来需求的变化和发展。
GIS的设计原则与方法
易用性
提供直观的用户界面和操作 方式，降低用户的学习成本 。
数据安全性
采取有效的数据加密和备份 措施，确保数据的安全与完 整性。
设计方法
面向对象、原型化、模块化 、敏捷开发
20世纪70年代，GIS开始广泛应用于资源调查和环境 监测等领域。
成熟阶段
20世纪80年代至今，GIS技术不断成熟，应用领域不 断扩大，成为多学科交叉的重要领域。
02
GIS的组成与功能
GIS的硬件设备
计算机主机
用于处理GIS数据和执行GIS应用程序。
输入设备
如鼠标、键盘、触摸屏等，用于输入数据和 指令。
显示器
显示GIS地图和相关信息给用户。
输出设备
如打印机、绘图仪等，用于输出地图和报告 。
GIS的软件系统
GIS软件
用于创建、编辑、分析和显示地理信息。
数据库软件
用于存储、管理和查询地理数据。
办公软件
用于编辑和展示GIS相关的文档和报告。
编程软件
用于开发GIS应用程序和插件。
GIS的数据
地图数据
包括地形图、交通图、水系图等基础 地图数据。
原型化
快速构建GIS的原型，通过迭代方式完善系 统功能。
模块化
将GIS划分为多个模块，独立进行设计和开 发。
敏捷开发
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化，提 高开发效率。
GIS的开发流程与工具
1 2
开发流程
需求分析、设计、编码、测试、部署、维护
需求分析
深入了解用户需求，明确系统的功能和性能要求 。
3
可扩展性
确保系统能够适应未来需求的变化和发展。
GIS的设计原则与方法
易用性
提供直观的用户界面和操作 方式，降低用户的学习成本 。
数据安全性
采取有效的数据加密和备份 措施，确保数据的安全与完 整性。
设计方法
面向对象、原型化、模块化 、敏捷开发
[电子教案(PPT版本)]地理信息系统导论 (16)[32页]
![[电子教案(PPT版本)]地理信息系统导论 (16)[32页]](https://img.taocdn.com/s3/m/51b07d6e7f1922791788e867.png)
17
图 16.7 GeodaLeabharlann abase路径要素类的例子18
创建路径
路径的创建方式可以是交互式也可以通过数据转换。
19
图 16.8 交互式方法要求对构成路径(图中粗线符号显示)的线段作选择
和进行数字化
20
图 16.9 爱达荷州的州际公路路径
21
路径的类型
1. 简单路径 2. 组合路径 3. 分割路径 4. 环状路径
22
图 16.10 分割路径的例子
23
图 16.11 为路径量测目的将 环状路径分割成三 部分
24
事件
点事件是发生在点的位置上，例如事故与停车标志。 线事件是涵盖部分路径的事件，例如路面状况。
25
创建事件表
由已含有路径标识码和线性量测的现有表格来创建事件表。 通过对路径沿线的点或多边形要素的定位来创建事件表。
26
图 16.12 将点要素转换成点事件的例子。注解见16.4.4
27
图 16.13 将路径图层与多边形图层叠置 而创建的线事件表的例子。注 解见16.4.4
28
动态分段的应用
数据管理 数据显示 数据查询 数据分析
29
图 16.14 粗实线符号代表华盛顿州公路网中法定限速70 mi/h 的路段
30
图 16.15 对一个点（图上用小圆圈表示）作数据查询，显示 该点位置的路径标识码、x 和y坐标，以及量测值(m) 。此外， 还列出该路径的起点和终点的量测值
31
TomTom / NAVTEQ / Pitney Bowes / Map Reporter / GeoDirectory, Ireland http://www.geodirectory.ie/ CASS /business/certification-programs.htm MapQuest Washington State Department of Transportation GIS Data /mapsdata/geodatacatalog/default.htm
图 16.7 GeodaLeabharlann abase路径要素类的例子18
创建路径
路径的创建方式可以是交互式也可以通过数据转换。
19
图 16.8 交互式方法要求对构成路径(图中粗线符号显示)的线段作选择
和进行数字化
20
图 16.9 爱达荷州的州际公路路径
21
路径的类型
1. 简单路径 2. 组合路径 3. 分割路径 4. 环状路径
22
图 16.10 分割路径的例子
23
图 16.11 为路径量测目的将 环状路径分割成三 部分
24
事件
点事件是发生在点的位置上，例如事故与停车标志。 线事件是涵盖部分路径的事件，例如路面状况。
25
创建事件表
由已含有路径标识码和线性量测的现有表格来创建事件表。 通过对路径沿线的点或多边形要素的定位来创建事件表。
26
图 16.12 将点要素转换成点事件的例子。注解见16.4.4
27
图 16.13 将路径图层与多边形图层叠置 而创建的线事件表的例子。注 解见16.4.4
28
动态分段的应用
数据管理 数据显示 数据查询 数据分析
29
图 16.14 粗实线符号代表华盛顿州公路网中法定限速70 mi/h 的路段
30
图 16.15 对一个点（图上用小圆圈表示）作数据查询，显示 该点位置的路径标识码、x 和y坐标，以及量测值(m) 。此外， 还列出该路径的起点和终点的量测值
31
TomTom / NAVTEQ / Pitney Bowes / Map Reporter / GeoDirectory, Ireland http://www.geodirectory.ie/ CASS /business/certification-programs.htm MapQuest Washington State Department of Transportation GIS Data /mapsdata/geodatacatalog/default.htm
《地理信息系统概论》课件
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地理信息系统概论
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 地理信息系统概述 地理信息系统的技术基础 地理信息系统的数据输入与处理 地理信息系统的空间分析方法 地理信息系统的发展趋势与展望
01
添加目录项标题
02
地理信息系统概述
地理信息系统的定义
地理信息系统 （GIS）是一种 用于管理、分析 和显示地理数据 的计算机系统。
GIS可以处理和 分析空间数据， 如地图、遥感图 像、地形数据等。
GIS可以用于各 种领域，如城市 规划、环境监测、 灾害管理等。
GIS的核心技术 包括空间数据管 理、空间分析、 空间查询和空间 可视化。
地理信息系统的组成
数据源：包括地图、遥感影像、 地形图等
数据处理：包括数据采集、数 据转换、数据存储等
于理解和决策
数据格式转换
地理信息系统 的数据格式： 矢量数据、栅 格数据、属性
数据等
数据格式转换 的目的：便于 数据共享、提 高数据处理效 率、满足不同
应用需求
数据格式转换 的方法：数据 格式转换工具、 编程实现、数 据格式转换服
务等
数据格式转换 的注意事项： 数据丢失、数 据精度损失、 数据格式兼容
空间插值与模拟
空间插值：根据已知数据点预测 未知区域的值
空间插值方法：包括反距离权重 法、克里金法、趋势面法等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
空间模拟：模拟地理现象的空间 分布和变化
空间模拟方法：包括地理信息系 统模型、系统动力学模型等
空间决策支持系统
概念：利用地理信息系统进行空间决策支持的系统 功能：提供空间决策支持，如选址、规划、资源管理等 特点：集成多种空间分析方法，如缓冲区分析、网络分析等 应用：广泛应用于城市规划、交通规划、环境规划等领域
地理信息系统概论
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 地理信息系统概述 地理信息系统的技术基础 地理信息系统的数据输入与处理 地理信息系统的空间分析方法 地理信息系统的发展趋势与展望
01
添加目录项标题
02
地理信息系统概述
地理信息系统的定义
地理信息系统 （GIS）是一种 用于管理、分析 和显示地理数据 的计算机系统。
GIS可以处理和 分析空间数据， 如地图、遥感图 像、地形数据等。
GIS可以用于各 种领域，如城市 规划、环境监测、 灾害管理等。
GIS的核心技术 包括空间数据管 理、空间分析、 空间查询和空间 可视化。
地理信息系统的组成
数据源：包括地图、遥感影像、 地形图等
数据处理：包括数据采集、数 据转换、数据存储等
于理解和决策
数据格式转换
地理信息系统 的数据格式： 矢量数据、栅 格数据、属性
数据等
数据格式转换 的目的：便于 数据共享、提 高数据处理效 率、满足不同
应用需求
数据格式转换 的方法：数据 格式转换工具、 编程实现、数 据格式转换服
务等
数据格式转换 的注意事项： 数据丢失、数 据精度损失、 数据格式兼容
空间插值与模拟
空间插值：根据已知数据点预测 未知区域的值
空间插值方法：包括反距离权重 法、克里金法、趋势面法等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
空间模拟：模拟地理现象的空间 分布和变化
空间模拟方法：包括地理信息系 统模型、系统动力学模型等
空间决策支持系统
概念：利用地理信息系统进行空间决策支持的系统 功能：提供空间决策支持，如选址、规划、资源管理等 特点：集成多种空间分析方法，如缓冲区分析、网络分析等 应用：广泛应用于城市规划、交通规划、环境规划等领域
《地理信息系统导论》课件
城市规划：利用GIS进行城市规划， 提高城市规划的科学性和准确性
交通管理：利用GIS进行交通管理， 提高交通管理的效率和准确性
环境监测：利用GIS进行环境监测， 提高环境监测的准确性和实时性
灾害预警：利用GIS进行灾害预警， 提高灾害预警的准确性和实时性
农业管理：利用GIS进行农业管理， 提高农业管理的科学性和准确性
空间数据采集： 通过遥感、
GPS、地形测 量等手段获取
地理信息
数据预处理： 对采集到的数 据进行清洗、 转换、整合等
操作
数据存储与管 理：将处理后 的数据存储在 数据库中，便 于查询和分析
数据分析与可 视化：利用 GIS软件对数
据进行分析， 并生成可视化 图表，便于理
解和决策
空间查询与分析
空间查询：根据空 间位置、属性等条 件进行查询
案例分析：结合具体案例，分析GIS技术在资源调查、开发、利用方面的应用效果和价值
交通管理与物流配送
地理信息系统在交通管理中用于实时监控、路线规划和调度。
GIS支持物流配送优化，提高运输效率并降低成本。
通过GIS定位和数据分析，实现精准配送和智能物流。 GIS在交通管理与物流配送中的应用，提高了行业的运营效率和客户 服务水平。
旅游规划：利用GIS进行旅游规划， 提高旅游规划的科学性和准确性
感谢观看
汇报人：
GIS可以处理和 分析空间数据， 如地图、遥感图 像、地形数据等。
GIS广泛应用于 城市规划、交通 管理、环境监测、 资源管理等领域。
GIS的核心技术 包括空间数据管 理、空间分析、 空间查询和空间 可视化。
地理信息系统的组成
数据源：包括地图、遥感影像、地形图等 数据处理：包括数据采集、数据转换、数据存储等 数据分析：包括空间分析、属性分析、时间分析等 数据展示：包括地图显示、图表显示、报告生成等
地理信息系统概论全套ppt课件
(2学时) (6学时)
9
▪ 第3章 空间数据的处理
§3.1 空间数据的坐标变换 §3.2 空间数据结构的转换 §3.3 多源空间数据的融合 §3.4 空间数据的压缩与综合 §3.5 空间数据的内插方法 §3.6 图幅数据边沿匹配处理
(6学时)
▪ 第4章 地理信息系统空间数据库 (8学时)
§4.1 空间数据库概述
▪ 初步具有应用GIS技术开展地学研究的能力，包
括地学应用模型的构建，应用型GIS的设计，主
要GIS软件系统的使用和评价等。
7
教学内容与学时分配
内容分八章，由课堂讲授和上机实习 两大教学环节组成 ，总学时为80学时， 具体安排如下： ▪ 课堂教学(52学时) ▪ 上机实习(28学时)
8
课堂教学（52学时）
▪ 第6章 地理信息系统的应用模型
§6.1 GIS应用模型概述 §6.2 适宜性分析模型 §6.3 发展预测模型 §6.4 位址选择模型
(10学时) (8学时)
11
§6.5 交通规划模型 §6.6 地学模拟模型 §6.7 专家系统概述
▪ 第7章 地理信息系统的设计与评价 (6学时)
§7.1 GIS设计概述 §7.2 地理信息系统的设计 §7.3 地理信息的标准化 §7.4 地理信息系统的评价
▪ GIS是一门实践性很强的学科
因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基 础GIS软件的操作和使用。
▪ GIS是一门迅速发展中的学科
因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学
科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自
己的能力。
6
基本要求
本课程旨在使学生掌握地理信息系统的基本原
理、技术方法和实际应用，了解其主要应用领域和 发展方向，并为从事GIS的地理学应用和应用型地理 信息系统的开发奠定基础。具体要求如下：
地理信息系统-ppt
地理空间数据
定位 拓扑关系
属性
系统开发、管理和使用人员
信息管 理
管理
咨询 数据整理
三 . 地理信息系统的功能简介
基本功能 • 数据采集与编辑 • 数据存储与管理 • 数据处理和变换 • 查询与空间分析 • 产品制作与显示 • 二次开发和编程
应用功能
一、基本功能
1、数据采集与编辑
地理信息系统的数据 通常抽象为不同的专题或 层，如图。数据采集与编 辑功能就是保证各层实体 的地物要素按顺序转化为x 、y坐标及对应的代码输入 到计算机中。
身；除此之外，还有描述地理实体的文字 、数字、地图和影像等符号信息载体；以 及纸质、磁带、光盘等物理介质载体。
磁带：信息物理载体
三、信息系统与地理信息系统
1、信息系统
信息系统（Information System）是具有
采集、处理、管理和分析数据能力的系统，它 能为单一的或有组织的决策过程提供各种有用 信息。
国家重点实验室培育 基地——甘肃省干旱 生境作物学重点实验 室：北纬 N36°05′24.09″ 东经 E103°41′56.49″ 海拔
1527.44米
信息的特征： 客观性 适用性 可传输性 共享性
信息借助数据中 心、交换中心、 信息网络传输、 交换与共享
信息与数据的关系：
（1）信息来源于数据，是数据的 内容和解释。
(2)数据重构。指对数据从一种几何形态转换为另 一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据 压缩、结构转换等；
(3)数据抽取。指对数据从全集合到子集的条件提 取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间 内差等。
4、查询与空间分析 主要方法：
拓扑叠合 缓冲区建立 数字地形分析 空间集合分析
地理信息系统概论 第一章 绪论 ppt课件
➢对数据的解释、运用与解算，是数据内涵的意义，只 有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
（三）信息的特点：
1、客观性：是正确性和精确度的保证；
2、适用性：是建立系统的目的性所决定；
3、传输性：网络技术；
4、共享性：发展的必然。
ppt课件
6
二、 地理信息与地理信息系统
（一）地理信息（geographical information)：是地理数 据所蕴涵和表达的地理意义。地理数据是表征地理圈或 地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联 系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。
➢是未经加工的原始材料，是对信息的表达，是客观 对象的表示。
信息（information):狭义的说就是“两次不定性之差”
广义的说是指主体与外部客体之间相互联系的一种形
式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是
表征事物特征的一种普遍形式。
ppt课件
5
（二）数据处理与解释：
➢数据要通过处理和解释才能得到信息，处理是为了便 于去解释数据，而解释则需要人的智慧、学识和经验。
➢迅速发展：70年代，计算机的发展带动了GIS的 迅速发展；
➢普遍发展和推广应用阶段：80年代，数据库管理 系统的成熟，计算机的普及；
பைடு நூலகம்
ppt课件
21
§3 GIS的功能简介
一、 基本功能
1、数据采集与编辑：通常分层采集。
2、数据存储与管理：必须有属性和空间数据的互查；
3、数据处理和变换：数据的统一和规范；
4、空间分析和统计：帮助确定地理要素之间新的空间
关系，以便灵活解决各类专门问题；
5、产品制作与显示：
6、二次开发和编程：走向用户。
地理信息系统导论ppt课件
GIS 基于3G位置服务
各类型用户
服务与分发
地球空间信息学范畴
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各应用部门 用户
卫星定位 与定轨
遥感信 息传输
遥感成像机 理与模型
分发
目标提取与识别 (自动化、智能化)
数据处理 (高光谱、高分辨率、雷达)
多源数据融合与集成
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资料来源：李德仁院士报告 《21世纪遥感与GIS的发展4》5
操作系统软件
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GIS基本构成
方法
虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但 对于某一专门应用目的的解决，必须构建专门的方法。 比如土地利用适宜性、公园选址、洪水预测、水土流失 等。
这些方法是GIS技术产生社会经济效益的关键所在，也是
GIS生命力的重要保证，因此在GIS技术中占有十分重要
8）地理信息系统在环境中的空间分析 ；9）空间数
据的获取和集成等等 。
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1.5 GIS的组成
硬件 软件 数据 人员 方法
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硬件
输入 存贮处理
输出 网络 功能
数字化、解析测图仪、扫描仪 遥 感处理设备、GPS、测绘仪器等
计算机 硬盘 光盘等
打印机 绘图仪 显示终端等
包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。
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（4）空间查询和分析
图1-3-5 空间查询
图1-3-6 叠加分析
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缓冲区建立
缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础， 自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形 图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行 分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题 的空间分析工具之一。
地理信息系统(报告)PPT
2
通过机器学习技术，可以自动优化GIS的分析模 型，提高GIS的精度和可靠性。
3
人工智能和机器学习技术还可以实现自动化的地 理信息提取和分类，提高GIS的生产效率和应用 范围。
移动GIS的发展
01
随着移动互联网的普及，移动GIS的应用越来越广泛，可以实现 随时随地的地理信息查询和服务。
02
移动GIS可以提高地理信息的可见性和可用性，为公众提供更加
便捷的地理信息服务。
移动GIS还可以实现实时的地理信息采集和处理，提高地理信息
03
的时效性和准确性。
全球定位系统与GIS的结合
全球定位系统可以提供高精度 的位置信息，与GIS结合可以 实现更加精准的地理信息分析
和应用。
通过全球定位系统，可以实 时监测地理信息的变化情况， 提高地理信息的时效性和准
确性。
技术更新与人才培养
技术研发
持续关注地理信息系统技术的最新发展动态，积极开展技术研发和 创新。
培训与交流
定期组织培训和交流活动，提高GIS从业人员的技能和素质。
学科建设
加强地理信息系统相关学科建设，培养更多具备专业知识和技能的 GIS人才。
06 GIS案例研究
城市规划案例：智慧城市的建设
01
02
农业灾害监测与预警
GIS可以实时监测农业灾害情况，为 农业灾害预警提供支持。
农业产量预测
GIS可以根据历史数据和气象数据预 测农业产量，为农业生产决策提供支 持。
04 GIS的未来发展趋势
云计算与大数据的融合
01
云计算为GIS提供了强大的计 算能力和存储空间，可以处理 大规模的地理数据，提高GIS 的性能和效率。
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地理信息系统 主要研究在应用计算机技术对地
理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程
中提出的一系列基本问题，包括： 1）分布式计算；
2）地理信息的认知 ；3）地理信息的互操作； 4）
比例尺 ；5）空间信息基础设施的未来 ；6）地理数
据的不确定性和基于GIS的分析； 7）GIS和社会 ；
8）地理信息系统在环境中的空间分析 ；9）空间数
基础支撑软件
操作系统（系统调用、设备运行、网络管理等）
（Windows，Unix，Linux） .
操作系统软件
.
GIS基本构成
方法
虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但 对于某一专门应用目的的解决，必须构建专门的方法。 比如土地利用适宜性、公园选址、洪水预测、水土流失 等。
这些方法是GIS技术产生社会经济效益的关键所在，也是 GIS生命力的重要保证，因此在GIS技术中占有十分重要 的地位。
地理信息系统导论
.
1. 地理信息系统概念 2. 地理信息系统内部关系（研究、技术和产业） 3. 地理信息系统和3S的关系 4. 地理信息系统应用现状 5. 地理信息系统发展前景
.
一、地理信息系统概念
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与GIS相伴的一天
动力来自能源公司。能源公司所有生产设施、 如输电设备、建筑物等通过GIS来管理；
定义：地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信 息,它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互 联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。
.
什么是GIS？
地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地 球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。
软件
GIS软件提供所需的存储、分析和显示地理信息的功能 和工具。主要的软件部件有： 输入和处理地理信息的工具 数据库管理系统(DBMS) 支持空间查询、分析和可视化的工具 使用这些工具的图形化界面(GUI)
.
GIS应用软件平台 GIS基础软件平台
GIS功能软件
数据库系统软件（Oracle，Sybase，SQL ） Sever 系统库（编程语言、数学库等）（mfc，math.h）
据的获取和集成等等 。
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1.5 GIS的组成
硬件 软件 数据 人员 方法
.
硬件
输入 存贮处理
输出 网络 功能
数字化、解析测图仪、扫描仪 遥 感处理设备、GPS、测绘仪器等
计算机 硬盘 光盘等
打印机 绘图仪 显示终端等
服务器、网络适配器、传输介质、 调制解调器等 硬件配置
.
GIS基本构成
由计算机系统、地理数据和用户组成的，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。
论）
--陈述彭等（1999，地理信息系统导
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1.2 GIS与地图
自来水公司利用GIS及相关模型对辖区内用户 的用水量进行预测，确保用户正常用水；
上班途中利用GIS来计算最佳线路； 利用人口GIS、统计GIS准确锁定目标群体，针
对性的营销。 商业购物，商业选址、物流安排等。提高效益。 购房、旅游等。
.
什策
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地理信息
GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析 功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等） 集成在一起。 这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从 而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、 预测结果、规划战略等中具有实用价值。
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什么是GIS？
Geographic Information System
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基本功能
.
（1）、数据采集与编辑
图1-3-3 GIS数据分层概念
. 图1-3-4 GIS数据采集流程
GIS数据
空间数据
属性数据
空间位置数据 空间关系数据
.
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（2）数据存储与管理
涉及到空间数据和属性数据的组织。 栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是 常用的空间数据组织方法 在地理数据组织与管理中，最为关键的是如何 将空间数据与属性数据融合为一体。
地图是GIS的原型。 GIS以计算机技术为基础。 GIS中地理要素和描述它的属性相联系。 地理要素与属性间的联系是动态的。
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1.3 地理信息系统与其它系统的区别和联系
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（1）、GIS与一般MIS
GIS离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数 据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心 技术。GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用 ，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数 据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的 形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有 拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
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1.6 地理信息系统的功能
由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一 高新技术，包含了处理信息的各种高级功能，但是
它的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和 输出。GIS依托这些基本功能，通过利用空间分析
技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集 成技术、二次开发环境等，演绎出丰富多彩的系统 应用功能，被广泛地应用于资源管理、区域规划等 领域，满足用户的广泛需求。
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1.4 GIS能解决的问题
定位(Location)：对象在何处？ 条件(Condition)：哪些地方符合……特定的条件？ 趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？ 模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？ 模拟(Modeling)：如果……将如何？
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研究什么
如电话查号台是一个一般MIS，只能回答用户询问的电话 号码，而通信信息系统除了可查询电话号码外，还提供用 户的地理分布、空间密度、最近的邮局等空间关系信息。
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（2）、GIS与CAD/CAM
管理了图形数据和非空间属性数据的系统不一定 是GIS，如计算机辅助设计(Computer Adided Design， ＣＡＤ)，计算机辅助制图(Computer Adided Map，Ｃ ＡＭ)。