[工学]GIS原理与应用-简化
地理信息系统原理与应用复习总结
地理信息系统原理与应用复习总结地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种通过采集、存储、管理、处理、分析和展示地理数据的技术系统。
它将地理数据与地图相结合，提供了创建、查询和分析地理信息的能力。
地理信息系统的原理与应用十分广泛，下面将对其进行复习总结。
1.地理信息系统的原理地理信息系统的原理包括数据模型、空间分析和数据处理等。
其中，数据模型是地理信息系统的核心，它定义了地理数据的组织方式和表达方式。
数据模型可以分为矢量数据模型和栅格数据模型两种形式。
矢量数据模型使用点、线和面等几何图形来描述地理现象，适用于点、线和面等离散数据的表示；而栅格数据模型将地理现象划分为等大小的网格单元进行表示，适用于连续数据的表示。
另外，地理信息系统中的空间分析是通过对地理数据的操作和分析来揭示地理现象之间的内在关系。
空间分析包括空间查询、空间关系分析、空间模式分析和空间插值等。
空间查询是通过地理位置进行数据查询，如查询其中一区域的地理现象；空间关系分析是研究地理现象之间的空间关系，如判断两个地理现象是否相邻；空间模式分析是研究地理现象的空间分布规律，如寻找一定空间尺度下的聚集现象；空间插值是通过已知数据点插值出未知数据点的值，如根据气象站数据推算整个区域的气温分布。
此外，地理信息系统的数据处理包括数据采集、数据存储、数据管理和数据展示等过程。
数据采集是指通过各种技术手段获取地理数据，如通过卫星遥感、GPS定位和传感器等设备。
数据存储是将采集到的地理数据存储到数据库中，以便于后续的数据处理和分析。
数据管理是对地理数据进行组织和管理，以确保数据的完整性和一致性。
数据展示是通过地图等形式将地理数据可视化展示出来，以便于人们理解和分析。
2.地理信息系统的应用在城市规划方面，地理信息系统可以用于分析城市的土地利用、交通流量和人口分布等，为城市规划提供科学依据。
在环境保护方面，地理信息系统可以用于监测和评估环境污染状况，提供环境保护和治理的建议措施。
地理信息系统原理及应用课件
3、数据类型
几何数据（空间 数据、图形数据）
关系数据—实体 间的邻接、关联 包含等相互关系
4、数据结构
矢量、栅格、 TIN（专用于地 表或特殊造型）
属性特征—名称、 等级、类别等
时间特征
属性数据—各种 属性特征和时间
RDBMS属性表---采用MIS较成熟
测量方法、编码 方法、空间参考 系等
元数据
空间元数据
一、概述 二、八叉树结构 三、三维边界表示法
地
理
信
息
一、图形表示
系
§2-2矢量数据结 构
二、获取方式
统
三、组织
原
四、编码方式
理
GIS
返回
地
理
信
息
一、矢、栅比较
系
二、矢栅一体化概念
§2-4 矢栅一体
统 原
三、三个约定和细分 格网法
化数据结构
理
四、一体化结构设计
GIS
返回
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第二章 GIS 数据结构
§2-1空间实体及其描述
一、地理实体（空间实体）---GIS处理对象 1、定义：
指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概 括性，复杂性，相对意义的概念。
2、理解：
地理实体类别及实体内容的确定是从具体需要出发的，例如，在全国地 图上由于比例尺很小，武汉就是一个点，这个点不能再分割，可以把武汉 定为一个空间实体，而在大比例尺的武汉市地图上，武汉的许多房屋，街 道都要表达出来，所以武汉必须再分割，不能作为一个空间实体，应将房 屋，街道等作为研究的地理实体，由此可见，GIS中的空间实体是一个概括， 复杂，相对的概念。
gis技术的基本原理
gis技术的基本原理
GIS技术的基本原理是通过空间数据的采集、存储、管理、处
理和可视化，实现对地理信息进行分析、展示和决策支持的一种技术体系。
1. 空间数据采集：GIS技术通过使用测量仪器、遥感影像、卫
星图像以及地理位置传感器等设备，采集地球表面上的空间数据。
这些数据包括地图、点、线、面等等。
2. 空间数据存储：采集到的空间数据需要被储存在计算机系统中，通常使用数据库来存储地理数据。
GIS技术能够将地理数
据按照其几何特征和属性信息进行组织和储存，以便后续的分析和处理。
3. 空间数据管理：地理信息系统中的管理涉及数据的更新、维护、查询和编辑等操作。
通过管理，GIS技术能够提供有效的
数据共享和协作，每个用户都可以共享、编辑和更新地理数据。
4. 空间数据处理：GIS技术通过各种地理分析算法和模型，对
空间数据进行处理和分析，以提取出有价值的信息。
常见的空间数据处理算法包括缓冲区分析、栅格分析、空间插值等。
5. 空间数据可视化：地理信息系统能够将处理后的数据以图表、地图、图像等形式进行可视化展示。
通过可视化，用户可以更直观地理解和分析地理数据，为决策提供支持。
综上所述，GIS技术的基本原理包括空间数据采集、存储、管
理、处理和可视化等环节。
通过这些环节的组合与应用，能够实现对地理信息的高效利用和分析。
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
GIS原理与应用(专升本)
第五讲
第1章 GIS的科学基础 GIS的科学基础
地球系统科学是研究地球系统的科学。地球系统，是指由大气圈、 地球系统科学是研究地球系统的科学。地球系统，是指由大气圈、 水圈、岩石圈和生物圈（包括人类自身）等四大圈层组成的作为 整体的地球。它包括了自地心到地球的外层空间的十分广阔的范 围，是一个复杂的非线性系统。 地球信息科学是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流 地球信息科学是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流 的科学，或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信息流 的科学。就地球信息科学的技术特征而言，它是记录、测量、处 理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据学科领域的科学。 地理信息科学是信息时代的地理学，是地理学信息革命和范式演变 地理信息科学是信息时代的地理学，是地理学信息革命和范式演变 地理信息的本质特征与运动规律的一门科学， 的结果。它是关于地理信息的本质特征与运动规律 的结果。它是关于地理信息的本质特征与运动规律的一门科学， 研究对象是地理信息，是地球信息科学的重要组成成分。
第4章 GIS的技术基础 GIS的技术基础
4.5 信息安全技术
信息安全技术包括公钥基础设施（PKI）、防火墙技术和信息伪装技术。 信息安全技术包括公钥基础设施（PKI）、防火墙技术和信息伪装技术。 信息安全传输的保护方式有认证传输方式、加密传输方式、混合传输 信息安全传输的保护方式有认证传输方式、加密传输方式、混合传输 方式。
4.7 虚拟现实与仿真技术
数字地球、数字城市、 数字地球、数字城市、数字流域
第5章 地理空间信息基础
地理空间信息的描述方法
一、地球空间模型
球表面几何模型分为四类：地球的自然表面模型、 球表面几何模型分为四类：地球的自然表面模型、地球的相对抽象表面 地球的自然表面模型 模型、地球的旋转椭球体模型和地球的数学模型。 模型、地球的旋转椭球体模型和地球的数学模型。
GIS原理与应用
课程特点及要求
课程特点
– 空间抽象性
GIS中的数据，无论是可见的还是不可见的， 都是自然环境的一种表现模式，是数字化的现 实世界，这是建立在对自然环境的抽象和描述 基础上。由于计算机的数字化特征，空间对象 须离散化的表达，即把空间对象抽象表达为点、 线、面、体等具有位置和属性特征的地理实体
10
信息系统是对数据和信息进行采集、存储、加工和 再现，并能回答用户一系列问题的系统，具有处理、 管理和分析数据的功能。它能为企业、部门或组织 的决策过程提供有用的信息
– 信息系统的组成：
信息系统由计算机硬件、软件、数据和用户四大要 素组成
19
§1.1 基本概念
信息系统与地理信息系统
– GIS的定义：
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
数字化仪 扫描仪 解析测图仪 键盘 等
空间数据库
编辑、接边、分层、图形与 属性连接、加注记等 31
§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
Geographical Information System （Geographic Information System） Geographical Information Science Geographical Information Service
20
§1.1 基本概念
信息系统与地理信息系统
7
GIS原理与应用
GIS原理与应用实验指导书前言《GIS原理与应用》是一门理论与实践紧密结合的专业课程.本课程以地理信息系统理论为基础,系统地学习地理数据的采集,处理和科学管理,地理信息的空间分析和地学建模以及地理信息系统的建立和应用.地理信息系统是覆盖领域十分广泛的高新技术,它包括空间数据输入子系统,空间数据存储和检索子系统,数据处理和空间分析子系统,数据和图形输出子系统,具有实践性,操作性强的特点.要掌握该技术,培养学生的创新精神和实践能力,加强GIS上机实习是十分必要的,地理信息系统上机实践是该课程教学的重要环节,通过上机教学,既能培养学生的上机操作能力,又让他们加深对GIS的基本知识,原理,应用和发展的掌握,并通过上机实习课巩固和拓展课堂讲授的内容.目前实习的场所主要在河海学院仿真实验室,使用的GIS软件主要有MAPGIS和ArcView GIS等,同时在有条件的情况下了解MapInfo和ARCGIS软件.实习资料除了有本指导书外,还有实习所需要的全部数据和PPT详细操作指导课件,它们可以在仿真实验室服务器机器的软件库-专业软件类-2006GIS原理与应用中获取.林孝松实习一 ArcView GIS简介和MAPGIS矢量化一,实习目的(1)了解ArcView GIS和MAPGIS软件的安装,操作界面和基本功能;(2)了解ArcView GIS的简单查询功能;(3)掌握MAPGIS地图扫描矢量化的基本原理与方法,完成栅格地图的矢量化.二,实习准备1.软件准备:ArcView GIS和MAPGIS;2.数据准备:该实习用到的数据全部保存在提供的PAGIS子文件夹DATA的01中. 三,实习内容1.ArcView的安装ArcView的安装过程比较简单,要求大家能独立安装,基本软件一般情况下可以按照缺省情况进行安装;另外在以后的应用与学习中会用到相关扩展模块,因此必须安装才能使用.扩展模块也可以完全按照缺省进行安装,但其必须在安装基本软件之后才行.第一次安装完成后启动需要填写软件使用单位,个人名称和序列号(511111111111)等信息.2.ArcView的操作界面ArcView GIS的操作界面主要包含六个基本文档界面,即工程,视图,数据表,统计图表,地图布局和脚本程序等窗口或界面.其中工程窗口是对所有文档进行组织和管理的场所.视图文档及其界面是用户显示,查询,分析研究各类专题文件的场所.表格主要用于对表格类数据进行管理,分析,查询和处理.每一个窗口界面都有不同的菜单,按钮和工具等.其中视图界面是我们用得比较多的界面,其主要由菜单条,按钮条,工具条,目录窗口,地图窗口和状态栏等组成.结合上机PPT课件对视图界面的各个组成部分进行了解,为后续操作打下基础.3.简单查询简单查询主要包括以下三个方面:(1)单个要素,记录查询;(2)点击记录查询和(3)选择要素查询记录.结合教学课件进行操作.4.ArcView的退出与进入退出ArcView按windows操作系统常规,在不同窗口的菜单File中依次关闭View,关闭Table,关闭Project.退出ArcView选File/exit,返回到windows操作系统,在关闭Project时,系统会提示是否保存对工程所作的改动,请选择NO.ArcView的再次启动.按windows常规有三种启动途径:(1)从windows的"开始/程序/…"菜单中启动;(2)直接进入项目文件.根据项目文件的存储路径,双击项目文件名即可进入.注:项目文件的后缀名为apr;(3)在windows的桌面窗口中设置ArcView 的图标或项目文件的图标,在桌面上直接启动ArcView或项目文件.5.利用MAPGIS进行矢量化(1)MAPGIS软件的安装MAPGIS软件的安装主要包括两个部分,首先需要安装软件加密狗或虚拟狗,具体安装根据操作系统不同而有所差别,安装的图解示意见PPT课件.第二部分是安装MAPGIS系统软件,一般情况下安装缺省方式安装即可.(2)矢量化等高线启动MAPGIS,通过输入编辑子系统进入矢量化界面.然后打开光栅文件(扫描图件),打开的文件如果不是白线灰底的话就需要进行光栅文件求反操作.接下来可以利用MAPGIS交互矢量的各项功能完成等高线的矢量化.在矢量化过程中用到的各项功能简介如下:当一条线结束时,按鼠标右键完成;当跟踪的线不要时可以按ESC键取消.F5键(放大屏幕):以当前光标为中心放大屏幕内容.F6键(移动屏幕):以当前光标为中心移动屏幕.F7键(缩小屏幕):以当前光标为中心缩小屏幕内容.F8键(加点):用来控制在矢量跟踪过程中需要加点的操作.按一次F8键,就在当前光标处加一点.F9键(退点):用来控制在矢量跟踪过程中需要退点的操作,每按一次F9键,就退一点.有时在手动跟踪过程中,由于注释等的影响,使跟踪发生错误,这时通过按F9键,进行退点操作,消去跟踪错误的点,再通过手动加点跟踪,即可解决.F11键(改向):用来控制在矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作.按一次F11键,就转到矢量线的另一端进行跟踪.F12键(抓线头):在矢量化一条线开始或结束时,可用F12功能键来捕捉需相连接的线头.当所跟踪的线为闭合时,你在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键,则所画线自动封闭.(3)等高线高程自动赋值将矢量化好了的等高线进行自动赋值比一条一条的赋值要快捷的多.在等进行高线自动赋值之前应该建立等高线的属性结构字段以存放高程数据.注意在输入好后按回车键到下一行完成属性字段的建立.然后利用高程自动赋值菜单项功能,通过鼠标拉出的伸缩线结合设定的参数将与该线相交的所有等高线赋以高程值.(4)多边形矢量化制图打开光栅文件F1,光栅文件求反后,按照矢量化线一样进行跟踪矢量化,当所跟踪的线为闭合时,在跟踪结束按右键结束时同时按住Ctrl键,则所画线自动封闭,后续工作要减少很多.在画相交线时尽量延长点,以便后续由计算机自动工作,但注意主要不要延长太长.具体图示见PPT课件.所有的线矢量化完成后,执行自动剪断线功能,将所有相交的线自动剪断.自动剪断线后,我们通过执行删除微短线功能,将没有用的微短线删除.不过删除微短线的大小值要一定要注意,最小线长的值大了,就有可能将有用的线删除了,如果最小线长的值小了,那么就不能将无用的微短线完全删除.一般情况下可以看一看无用的微短线长度值再来填数值.如果确认所有线都为无用的微短线,那么可以点中框中任意一条记录,点鼠标右键,然后点删除所用微短线.将微短线删除后,进行线拓扑错误检查.当完成线拓扑错误检查后,执行线转弧段功能,生成新的弧段文件.关闭线文件,打开弧段文件.由于系统缺省为弧段不可见,因此刚打开弧段文件时是看不到的.需要通过设置-参数设置来进行设置弧段可见.完成后点按更新窗口按钮,显示弧段.为了正确建立多边形以及多边形的拓扑关系,还需要进行区拓扑错误检查.如有错误,可以通过区编辑菜单下的功能项修正.完成区拓扑错误检查后,可进行拓扑重建,完成后记得保存.最终我们得到后缀名为wp的多边形文件.(5)MAPGIS数据输出为了将数据转换为其他软件数据格式,我们需要利用MAPGIS的文件转换功能进行数据格式的转换.先装入我们需要转换输出的数据,为了核查装入的文件是否为我们所需要的,可以通过窗口-复位窗口功能进行浏览核查.注意数据保存的路径不要太长,同时在路径中尽量不要有中文.四,实习要求要求学生掌握两个软件的安装并完成等高线和多边形栅格数据的矢量化以及数据格式的转换.实习二 GIS数据的输入,编辑,显示与查询一,实习目的GIS数据的输入,编辑,显示和查询是地理信息系统最基础的工作和相应重要功能,在此实习中,要求学生:(1)掌握MAPGIS和ArcView GIS软件的数据处理方法和基本步骤;(2)掌握ArcView GIS软件数据显示与查询的方法与步骤.二,实习准备1.软件准备:MAPGIS和ArcView GIS;2.数据准备:该实习用到的数据全部保存在提供的PAGIS子文件夹DATA的02中. 三,实习内容(一)空间数据的输入与编辑1.矢量数据的输入(1)用ArcView GIS做屏幕数字化所需数据:landuse.shp,用来作数据化的背景地图.屏幕数字化在技术上与手扶跟踪数字化相似,所不同的是:①在数字化时用鼠标替代数字化仪的游标;②计算机屏幕的分辨率低于数字化仪;③屏幕数字化时,需要有一个背景图.具体操作见PPT课件.在屏幕数字化过程中,为了确保要数字化的要素会相交并完全对准,需要使用交互捕捉选项.同时有3个数字化选项:左击鼠标数字化点(顶点);右击鼠标打开弹出菜单,它包括如顶点捕捉,交互点捕捉等选项;双击鼠标则为完成数字化.注意:屏幕数字化由于分辨率较低,因此其精度较差不适合于大批量的数据生产.如果进行大批量的数据生产我们采用前面介绍的用MAPGIS来进行数字化.(2)在ArcView GIS中增加事件专题所需数据:events.txt,一个含有GPS的x,y坐标读数的文本文件.启动系统并进入工程界面,将events.txt以表格数据的形式添加进来.然后在视图界面利用Add Event Theme功能将文本文件数据转换为点文件数据.(3)在ArcView GIS中读取CAD文件启动系统,加载CAD读取扩展模块.选用菜单View/Add Theme…,添加Landuse.dwg,注意:一个cad文件包含四个部分,分别为点,线,面和文字注记,点击文件名前面的文件夹符号可以浏览cad文件的四个组成部分.激活Landuse.dwg专题,选择菜单Theme/Conver to Shape file…,并将生成的Shapefile Name命名为"Landshp",以便我们进行编辑修改.激活专题Landshp,打开该专题的属性表,查看属性表.(4)用MAPGIS进行扫描矢量化输入与编辑该部分内容已经在前面相关专题完成.主要内容是点,线和区编辑以及相应的属性数据编辑.(5)用ArcView GIS编辑空间数据所需数据:editmap2.shp和editmap3.shp;该习作主要涉及3个常用编辑功能:合并多边形,分割多边形和多边形边界整形.我们只对editmap2.shp进行编辑,而editmap3.shp用来说明编辑后的editmap2.shp 有何变化.启动系统,打开一个新视图,并将editmap2.shp和editmap3.shp加入视图.为了更好地进行编辑,先需要对editmap2.shp进行自动标注(Auto-label).点击Pointer工具,点击多边形74,然后按下shift键的同时点击多边形75.现在环绕两个多边形出现操作手柄(矩形框),从Edit下拉菜单中选择Union Feature(合并要素)合并多边形74和多边形75.点击绘图工具,选择画线分割多边形工具.要分割一个多边形,分割线必须穿越多边形边界.在要开始绘制分割线之处点击鼠标左键,点击每个组成分割线的节点,在结束点双击鼠标.试采用该方法分割多边形71.对多边形73进行整形:放大多边形73所在的区域;点击节点编辑工具.在多边形73内点击以查看用小方框表示的现有节点;将光标移到需要添加节点处;当看到十字丝圆圈符号时,左击鼠标.移动鼠标并再次回到该节点处,按下鼠标拖动至新地点. 2.栅格数据的输入(1)在ArcView中看USGS数字高程模型数据启动系统,加载栅格空间分析模块.打开一个新视图,利用视图界面文件菜单中的Import Data Source功能项输入USGS DEM 数据,文件名为filer.dem.注意将其保存后并添加到视图中.(2)在ArcView中看卫星影像所需数据:tmrect.bil,由前五个波段组成的陆地卫星TM影像.该习作让我们可以看到由前五个波段组成的陆地卫星TM影像.通过改变每一波段的颜色分配,我们可以改变影像的视觉效果.启动系统,打开一个新视图,将文件tmrect.bil添加到视图中来.通过双击专题目录名可以得到Image Legend Editor对话框,修改该对话框中红,绿和蓝三色所显示的波段从而突出遥感影像的不同地物特性.(3)从矢量到栅格数据的转换启动系统,加载栅格空间分析扩展模块.打开一个新视图,添加nwroads.shp和nwcounties.shp到视窗中.设置视图界面的地图单位和距离单位为米.激活需要转换的专题,然后利用Convert to Grid...功能项进行矢量到栅格数据的转换.在转换过程中需要设置输出格网的范围,输出格网的尺寸大小,提取的字段等参数信息.具体设置见PPT课件.3.属性数据的输入与管理(1)属性表的新建与数据输入启动项目02-a.apr.在Project窗口中,点击Tables的图标 ,点击New按钮,根据New Table对话框,选择建立表状数据文件(dbf)的路径,输入文件名(File Name)为ld_far.dbf.选择菜单Edit/Add Field…,在出现的字段自定义对话框中输入字段名,字段宽度和小数点位数.选择菜单Edit/Add Record,增加空白记录,再点击Edit工具编辑属性.注:添加完毕后要加回车键,否则最后一次输入的数据将丢失.常用的编辑操作方法: (1)修改属性:点击Edit工具进行修改;(2)增加字段:选用菜单Edit/Add Field…;(3)删除字段:用Select工具选择要删除的字段,再选用菜单Edit/Delete Field;(4)删除记录:用Select工具选择要删除的记录,在选用菜单Edit/Delete Records.关闭编辑状态选用菜单Table/Stop Editing,如果需要保存,点击OK;如果需要对已存在的属性表进行编辑,选用菜单Table/Start Editing.(2)独立表的加载独立表加载,打开的过程主要包括以下四个步骤:(1)在Project窗口中,单击Tables Document的图标,再单击窗口中的Add按钮,弹出Add Table对话框;(2)在Add Table对话框左下侧的数据类型中(List Files of Type:),选择dBASE(*.dbf),INFO或Delimited Text(*.txt);(3)在右侧路径对话框中选择要加载的表,双击表名;(4)在Project窗口中单击Tables Document的图标,将显示所有加载的表;用鼠标选择需要打开的表名后,再点击Open按钮,打开选择的表(具体操作见PPT课件).(3)表与表的关联与连接ArcView为表提供了Join(合并)和Link(关联)两种连接方式.①Jo in(合并)方式连接打开专题属性表"Attribute of土地使用"和"ld_far.dbf(该表为前面自己创建)";点击ld_far中的字段名landuse,再点击土地使用属性表中的字段名landuse,选用菜单Table/Join.属性表ld_far关闭,"Attribute of土地使用"表增加字段FAR.注意:在执行菜单命令前两个表不要关闭,同时要注意点击两个表的顺序.②Link(关联)方式连接打开属性表"Attribute of动迁地块",在Project 界面中加载rsdt.dbf表,并打开.点击rsdt中的字段名parcel_num,再点击动迁地块属性表中的字段名parcel_id,选用菜单Table/Link.用要素选择工具选择一个或几个要素,rsdt.dbf的相关记录同时被选择;其次用选择工具选择"Attribute of动迁地块"的记录时,rsdt.dbf的相关记录同时被选择.③Join(合并连接)和Link(关联连接)的区别(1)连接关系不同.Link方式连接的两个表之间的记录可以是"一对一","多对一","一对多"的查询关系;而Join方式连接的二个表之间只能是"一对一","多对一"的查询关系.(2)表达形式不同.Link连接后,仍是两个独立表,查询其中一个表的记录时,另一个表中的对应记录也同时被查询;Join连接后目标表中的字段增加.(4)表的显示设定与要素过滤①表的显示设定打开属性表"Attribute of土地使用";利用鼠标拖动字段的排列位置;选用菜单Table/Properties…,打开Table Propertie对话框改变表的显示.主要有以下几个方面:表名(Title):用户可在Table Propertie对话框中修改Title的属性.字段的可见性(Visible):用户可以在Table Propertie对话框中,每一字段的左侧Visible列来改变字段是否可见,如果"√"号,表示可见,否则不可见.字段设定为不可见后,对操作所起的变化:(1)查询时不再显示;(2)不能用于专题地图分类显示控制;(3)不作为地图注记;(4)不参与条件组合查询;(5)不用于热连接.使用字段假名(Alias):在Table Propertie对话框中,可以修改或添加每一个字段名的假名,以便让用户直观易懂.②要素过滤要素过滤是利用条件组合查询法(Query Builder),在选择记录时使符合条件的要素进入专题显示.激活要过滤的专题"土地使用";选用菜单Theme/Properties…,在弹出的对话框中选择Definition图标;在对话框右侧点击图标Query Builder,在弹出的条件组合查询对话框中输入组合条件.可以通过双击和单击输入条件,也可以直接将下式复制输入:( [Landuse] = "C3") or ([Landuse] = "C2" ).按OK键,可得到其查询结果.(5)热链接打开"Attribute of土地使用",选用菜单Table/Start editing,接着选用菜单Edit/Add Field,增加新字段F_image;利用Edit工具添加F_image字段输入包括存放路径的图像文件名(具体情况如下): D:\PAGIS\DATA\02\A\I001.tif D:\PAGIS\DATA\02\A\I002.tifD:\PAGIS\DATA\02\A\I003.tif D:\PAGIS\DATA\02\A\I004.tifD:\PAGIS\DATA\02\A\I005.tif D:\PAGIS\DATA\02\A\I006.tif注:完成后注意保存对表的编辑.激活专题"土地使用",选用菜单Theme/Properties…,在弹出的专题对话框中选择热链接(Hot link)图标,并设置好链接字段,热链接方式等;按OK键返回,关闭专题特征设置对话框,在View窗口中点击工具(热连接图标),然后在专题图上单击任一地块,系统弹出该地块的建筑设计表现图.ArcView提供的5种预定义热连接: (1)Link to text file,打开指定的文本文件;(2)Link to image file,打开指定的图像文件;(3)Link to Document,打开同一个Project中另一个Document;(4)Link to Project,进入到另一个Project;(5)运行某个特定的,或由自己编写的Avenue的程序,完成上述四种类型以外的功能.(二)GIS显示与查询1.GIS专题地图显示(1)建立新专题启动ArcView系统;新建一个View ,在Project Window(项目窗口)中选择Views,然后单击New按钮,系统会打开一个空的View Window.增加专题:点击Add Theme(增加专题)按钮,在弹出的对话框中选择所需添加的专题. 显示新增的专题:在新添加的专题前面的选择框打勾,专题将被打开,在View窗口中将显示图形;调整各专题间的先后顺序,先激活需调整的专题,然后拖动使其之间的顺序发生改变.设置View的特征:在View菜单里选择Properties…,出现View Properties对话框,将Name的内容View1改为"视图1",将Map Units(地图单位)改为Kilometers (千米),将Distance Units设为Kilometers (千米),按OK退出.设置Theme的特征:激活Theme,选择菜单Theme/Properties…,在弹出的Theme Properties对话框中,点击左侧图标Definition,右侧会显示出专题定义的对话框,在将Townshp改为人口密度.点击左侧窗口中的Display图标,在左侧出现的对话框中修改比例尺,在Minimum Scale中填入50000,在Maximum Scale中填入1000000.设置好后,在放大缩小过程中,只有当比例尺在两者之间时才会显示.删除某个专题:在专题目录表中选择需要删除的专题,选择菜单Edit/Delete Themes.(2)设置显示符号ArcView所显示的四类专题地图符号:(1)点状符号图,用不同的颜色,大小,形状的符号表达点状符号;(2)线状符号图,用不同的颜色,宽度,线型表达线状要素;(3)面状符号图用不同的颜色,密度,填充图案表达面状要素;(4)字符注记,用不同的颜色,大小,字体表达地图的注记.在ArcView中专题的符号由图例说明,调整图例改变专题的表达符号.具体的操作方法如下:在View窗口左侧的专题目录表内双击专题名字,打开图例编辑器(Legend Editor); 在图例编辑器对话框中,字段Theme表示当前的专题使用的名称.字段Legend Type表示专题图例的类型,在此选择Graduated Color(颜色渐变);在Classification Field中选择Popden(人口密度),在Normalized by中选择默认值;在Color Ramps字段里选择Red Monochromatic为默认;单击Apply按钮.(具体操作见PPT课件). (3)专题地图的类型ArcView的专题地图主要有六种:单值图( Single Symbol):专题的所有要素均用一种符号,不分类;指定值分类图(Unique Value):按需要以指定的属性值分类显示要素;颜色渐变图(Graduated Color):根据要素属性值的大小,使符号的颜色逐渐变化;符号大小渐变图(Graduated Symbol):用不同大小的点状符号或不同宽度的线条表达要素,适合于点状,线状图;点密度图(Dot Density):该类型图只适合于多边形的数值属性;统计图(Chart):适合表达点状,面状事物的多重属性.(4)分类方法对于颜色渐变图,符号大小渐变图,ArcView提供了五种分类法:(1)自然分类( Natural Breaks,默认为5段);(2)等量分类(Quartile);(3)等距分类(Equal Distance);(4)等面积分类(Equal Area);(5)标准差分类(Standard Deviation).(5)符号选择与控制①符号选择在图例编辑器中双击Symbol字段名下任一种符号式样,将弹出符号选择窗口(Symbol Window),其中从左至右六个图标按钮分别代表六种操作:选择多边形填充图案;选择线型;选择点状符号;选择字体;选择颜色;自定义符号集.具体操作见PPT课件.②符号的缩放与倾斜在图例编辑器(Legend Editor)中点击Advanced按钮,在弹出的Advanced Options 对话框中选择点状,线状符号依地图的缩放而同时缩放或倾斜符号.(6)地图注记①图形(Graph)注记左键紧按View窗口工具条中的Draw Point按钮,在出现的下拉菜单提供用户在菜单中选择点,直线,折线,矩形,圆,多边形,可应用以上工具在地图上注记一些简单的图形.②将要素属性注记到地图上将Hi_way添加到View中,将专题改名为"道路",并激活道路专题,选择菜单Theme/Autolabel对话框,在弹出的对话框中按下图选择,选择结束按OK键. 选用菜单Window/Show Symbol Window…,在弹出的符号选择窗口中选择字体,大小,颜色,然后关闭窗口,重新激活道路专题,选用菜单Theme/Remove Labels,取消属性注记,重新对道路进行自动标注.③使用注记专题点击Add Theme按钮,添加annotation注记专题,并可使用图例编辑器调整注记的字体,大小,颜色.(7)统计地图在视图1(View1)中添加town.shp的Polygon专题,并将专题名改为"产业结构";双击打开产业结构的图例编辑器,在Legend Type下拉表中选择Chart(统计圆饼图),在对话框左边的字段表(Fields)中依次点击字段名F_ind和按钮Add, S_ind和按钮Add ,T_ind和按钮Add;点击右下角的按钮Properties…,在弹出的Pie Chart Properties对话框中设置相关参数.按OK键返回,点击右下角按钮Apply,按照设置可生成统计地图.(8)点密度图激活专题"人口密度",选用菜单Theme/Properties…,单击图标Display,删除Minimum Scale和Maximum Scale两个数据框内的值,按OK键返回.打开专题"人口密度"的图例编辑器,调整其中的参数:将Legend Type改为Dot类型,Density Field 为Pop94,点按Calculate按钮得到一个点代表的人口数量,同时改变点的尺寸(Size)为2.点击Apply按钮,生成人口密度统计专题图.注意:由于地图窗口的大小不同,采用同样数据点按Calculate按钮计算得到的一个点代表的人口数量值不一样,具体原理在《地图学》中介绍.(9)对项目文件的操作项目文件是对项目工程中所有信息文档的详细记载.用户可在View窗口的File菜单中选择Close,退出View Document,回到Project Window(项目窗口);还可保存项目文件;可从Project窗口的File菜单中打开(Open)已有的项目文件;可从Project窗口的File菜单中保存(Save)已有的项目文件.2.GIS数据查询(1)要素及其属性的查询①点击选择要素启动系统,打开指定的工程项目(02-b1.apr).进入该项目的View1,激活要查询的专题"乡镇(人口密度)".在工具条上点击"选择要素"图标,再用鼠标单击地图上的要素,被点击的要素改变颜色.利用SHIFT键可选择多个要素.点击"打开要素属性表"按钮可打开其数据表.属性表中的信息与图形界面上的要素一一对应.②通过图形选择要素关闭视图View1,打开视图View2.在View窗口的工具条中按下图形绘制工具不放,系统会显示下拉式图标菜单供用户选择.用鼠标绘多边形或折线时,双击左键表示输。
GIS原理、方法和应用-09
2 环境监测
利用GIS监测污染源和环境状况，支持环境保护决策。
3 灾害风险评估
利用GIS分析地质、气象和人口数据，评估灾害风险并制定应急预案。
旅游业中的GIS应用
游客定位
利用GIS实时追踪游客位置，提 供导航和推荐服务。
景点管理
利用GIS管理景点信息，包括位 置、评价和游客流量。
绿地布局
利用GIS确定和规划城市绿地分 布，改善生态环境。
农业管理与GIS
1
土壤分析
利用GIS分析土壤质量和特性，优化农作物种植和施肥计划。
2
水资源管理
利用GIS监测和管理农田灌溉，提高水资源利用效率。
3
病虫害预警
利用GIS分析气象和土壤数据，预测农作物病虫害风险。
环境保护中的GIS应用
1 自然资源管理
旅行线路优化
利用GIS规划旅行线路，包括景 点顺序和交通路线。
GIS数据可视化与呈现
地图可视化
利用GIS将数据以地图形式展示， 增加数据理解和沟通效果。
三维可视化
利用GIS将数据以三维模型展现， 加深对空间关系的理解。
信息图表
将GIS数据制作成信息图表，提 供直观的数据展示。
GIS原理、方法和应用-09
这个演示将介绍GIS的基本概念和定义，空间数据的获取和处理方法，地图投 影及其应用，GIS数据格式及其转换等内容。
实时位置追踪
技术背景
利用GPS技术和无线通信，GIS可以实时追踪物体或个体的位置。
应用领域
广泛应用于物流管理、交通监控和人员追踪等领域。
优势
提供实时数据，方便决策制定和资源调配。
《GIS原理与应用》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。
GIS原理与应用
第一章绪论数据——指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号。
信息——信息是现实世界在人们头脑中的反映。
它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理，为人们的生产、建设、管理等提供决策依据。
地理信息——地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征及一切有用的知识，他是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
地理信息系统——是在计算机硬件、软件系统的支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述以及辅助决策的技术系统。
GIS的基本构成1、计算机硬件系统：计算机主机、数据输入设备、数据存储设备、数据输出设备。
2、计算机软件系统：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支撑软件、应用分析程序。
3、地理空间数据4、系统开发、管理和使用人员5、应用模型GIS的发展概况国际发展状况1、起步阶段（20世纪60年代），注重空间数据的地学处理。
GIS起源于人口普查，土地调查和自动制图。
2、发展阶段（20世纪70年代），注重空间地理信息的管理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视。
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。
3、推广应用阶段（20世纪80年代），也是GIS普遍发展和推广应用阶段，把GIS与RS结合解决全球性问题，注重空间决策支持分析。
4、用户时代（20世纪90年代后）,注重GIS社会应用与服务，GIS技术迅猛发展。
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。
5、21世纪，网络化阶段国内发展状况我国GIS起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段：1、准备阶段2、试验阶段3、全面发展阶段4、产业化阶段GIS的功能和应用GIS的功能1、数据采集2、数据处理3、数据存储与组织4、空间查询与分析：空间检索；空间数据计算、分析；空间模型分析5、图形显示与输出GIS的应用1、测绘与地图制图2、资源管理3、城乡规划4、灾害监测5、环境保护6、国防7、宏观决策支持GIS与其他学科（地理学、测绘学等）的关系1、GIS与地理学。
gis原理应用的例子
GIS原理应用的例子1. 什么是GISGIS，即地理信息系统（Geographic Information System），是一种利用计算机技术进行地理空间数据的收集、存储、管理、分析和展示的系统。
它可以将各种空间数据进行集成，帮助用户更好地理解和分析地理现象，并支持决策和规划。
2. GIS原理的应用GIS原理可以应用在各个领域，包括环境保护、城市规划、交通管理、自然资源管理等。
下面将介绍一些具体的例子。
2.1 环境保护•监测污染源：利用GIS技术可以实时监测空气质量、水质状况和土壤污染情况，帮助环保部门快速定位和处理污染源。
•生态保护：通过对生态系统的空间数据进行分析，可以确定生态脆弱区域和生物多样性的分布情况，指导保护工作的开展。
2.2 城市规划•空间分析：GIS可以分析城市的用地利用、人口分布、交通流量等空间数据，帮助规划师制定科学合理的城市规划方案。
•基础设施建设：通过GIS技术可以确定最佳的基础设施建设位置，如公园、医院、学校等，提高城市的公共服务水平。
2.3 交通管理•交通流量分析：GIS可以分析道路网络的拓扑结构和车流量分布情况，帮助交通管理部门规划合理的交通网络，减少交通拥堵。
•公交优化：通过GIS技术可以分析乘客出行路径和公交站点的位置，优化公交线路的设计，提高公交运营效率。
2.4 自然资源管理•森林资源管理：GIS可以监测森林覆盖率、植被类型和植被指数等数据，帮助森林管理部门做出科学决策，保护森林资源。
•水资源管理：通过GIS技术可以分析水源地的分布和水质状况，帮助水利部门科学管理和保护水资源。
3. GIS技术的优势•空间分析能力：GIS可以对地理空间数据进行复杂的分析和模拟，帮助用户深入了解地理现象的分布和关系。
•决策支持：GIS可以为决策者提供准确、可视化的地理信息，帮助他们做出科学决策。
•资源整合：GIS可以将多源地理数据进行整合，提高数据的利用价值和管理效率。
•可视化展示：通过地图和空间模型的可视化展示，GIS可以直观地传达地理信息，方便用户理解。
《GIS及其应用》课件
人员
GIS专业人员是GIS系统的建设和应 用的关键，包括GIS开发人员、数据 分析师、项目经理等。
02
GIS功能
数据采集与输入
数据采集
GIS能够从各种来源获取地理数据 ，包括地图、卫星遥感、GPS等 。
数据输入
将采集的数据输入到GIS系统中， 进行后续处理和分析。
数据编辑与更新
数据编辑
对输入的数据进行校验、整理和编辑 ，确保数据的准确性和完整性。
环境影响评价
通过GIS技术整合自然资源数据 ，实现自然资源的高效管理和保 护。
GIS可以用于建设项目环境影响 评价，为环境决策提供科学依据 。
交通管理
交通流量分析
01
GIS可以实时收集和处理交通数据，进行交通流量分析和预测，
为交通调度和疏导提供支持。
道路规划
02
基于GIS的道路规划能够综合考虑各种因素，优化道路网络布局
90年代至今
互联网技术的发展，使得GIS数 据和应用更加普及。
GIS构成要素
数据
GIS需要地理数据作为基础，包括矢 量数据（点、线、面）、栅格数据（ 卫星影像、航片等）。
软件
GIS软件是实现地理信息处理和分析 的工具，包括桌面GIS、WebGIS、 移动GIS等。
硬件
GIS硬件包括计算机、存储设备、输 入输出设备等，用于支持GIS软件的 运行。
人工智能技术还可以实现GIS服务的 自适应和自优化，使得GIS应用更加 智能和高效。
THANKS
感谢观看
GIS应用领域
GIS广泛应用于自然资源 管理、城市规划、交通管 理、环境监测、灾害应急 等领域。
GIS发展历程
起源
GIS的起源可以追溯到20世纪 60年代，当时计算机技术和地
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地理信息理论
地理信息理论：地理科学理论与信息科学理论相结合的产物。研究地理信 息熵、地理信息流、地理空间场、地理实体电磁波、地理信息关联等。
GIS原理与应用(专升本)
第一讲
主要内容
第1章 地理信息系统的科学基础 第2章 地理信息系统的基础理论 第3章 地理信息系统概论 第4章 地理信息系统的技术基础 第5章 地理空间信息基础
第1章 GIS的科学基础
地球系统科学（Earth System Science）是研究地球系统的科学。地球
与综合统一的方法，从地球系统科学的概念和所要解决的问题来看， 这也是地球系统科学的科学思维方法；模型方法，针对地球系统科 学所要解决的问题及其特点，建立正确的数学模型，或地球的虚拟 模型、数字模型，是地球系统科学的主要科学思维方法之一。
GIS的科学基础
地球信息科学（Geo-Informatics, 或 Geo Information Science, 简称 GISci）是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流 的科学，或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信 息流的科学。就地球信息科学的技术特征而言，它是记录、 测量、处理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据学科 领域的科学。
GIS的科学基础
地理信息系统（ Geographic Information Systems）是地球空间信 息科学的重要内容之一。它更多地强调在技术层面对地球空 间信息的存储、处理和空间分析利用。因而人们认为将地理 信息系统称之为一门空间信息管理和分析的技术更为合适。
GIS 以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面(含大 气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。
地球空间信息科学(Geo Spatial Information Science 简称 Geomatics) 是以全球定位系统（GPS）、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)为主 要内容，并以计算机和通信技术为主要技术支撑，用于采集、量 测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有 关数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
系统，是指由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈（包括人类自身）等 四大圈层组成的作为整体的地球。它包括了自地心到地球的外层空 间十分广阔的范围，是一个复杂的非线性系统。
研究内容：研究组成地球系统的各个圈层之间的相互关系、相互作
用机制、地球系统变化规律和控制变化的机理。
研究方法：系统方法，是地球系统科学的主要科学思维方法；分析
地理系统是指某一个特定时间和特定空间的，由两个以上相互区别又相互 联系、相互制约的地理要素或过程所组成的，并具有特定的功能和行 为，与外界环境相互作用，并能自动调节和具有自组织功能的整体。
S Q, R
地理系统是一种宏观范围的时空有序结构，具有自组织功能。地理系统的 自组织，是指系统在无外界的强迫（制）条件下，系统自发形成的有 序行为，能自身调节功能的行为。
地理（地球）空间认知包括感知过程、表象过程、记忆过程和 思维过程等基本过程。
地理(地球)空间认知理论
地理（地球）空间认知通常是通过描述地理环境的地图或 图象来进行的。地图空间认知中有认知制图和心象地图概念。 认知制图可发生在地图的空间行为过程中，也可发生在地图使 用过程中。空间行为是指人们把原先已知的长期记忆和新近获 取的信息结合起来后决策过程的结果，其能力可用计算机模拟， 模拟结果的正确程度完全取决于模拟模型和输入数据是否客观 地、正确地反映现实系统。心象地图是不呈现在眼前的地理空 间环境的一种心理表征，在过去对同一地理环境多次感知的基 础上形成，它是简介和概括的，具有不完整性、变形性、差异 性和动态交互性。可通过实地考察、阅读文字资料、使用地图 等方式建立。
地理信息理论
地理信息关联性理论，是从事物间的联系、依存和制约的普遍性原则 出发，研究地理信息间的内在联系和机理，把握庞杂和瞬间变化的 信息之间的相互关系，发挥地理信息综合集成的优势，更全面、客 观、及时地认识世界，以次作为指导可持续发展研究种进行模拟、 评估和预测，以及指导高水平的地理信息共相的基础理论。
GIS作为集计算机、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、 信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。
GIS 研究计算机技术与空间地理分布数据的结合，通过一系列空 间操作和分析方法，为地球科学、环境科学和工程设计乃至企 业经营提供对规划、管理和空间决策有用的信息。
第2章 GIS的基础理论
2.1 地理系统理论
GIS相关理论问题：空间数据的计算机中表示，地理空间数据的采集， 空间数据的精度和质量，海量数据的存储和网络传输，数据分析， 空间数据的表达与显示，变化的检测与空间数据的更新，数据的共 享与交换、数据的安全性，GIS的应用与管理。
地理(地球)空间认知理论
地理（地球）空间认知是研究人们怎样认识自己赖以生存的环境， 包括其中的诸事物、现象的相互位置、空间分布、依存关系， 以及它们的变化规律。这里之所以强调“空间”这一概念， 是因为认知的对象
研究问题：研究地球表层的资源、环境和社会经济等一切现象 的信息流过程，或以信息作为纽带的物质流、能量流，包括 人流、物流、资金流等等的过程。
研究方法：遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、和全球定位系 统（GPS）等高新技术的综合集成，即 “3S”技术。
GIS的科学基础
地理信息科学（Geographic Information Science）是信息时代的地理 学，是地理学信息革命和范式演变的结果。它是关于地理信息的 本质特征与运动规律的一门科学，研究对象是地理信息，是地球 信息科学的重要组成成分。主要研究在应用计算机技术对地理信 息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列 基本理论和技术问题。
地理信息熵：用来度量地理信息载体的信息能量，即地理信息载体的信息 与燥声之比，简称“信燥比”，是评价地理信息载体的质量标准。
地理信息流：由于物质和能量在空间分布上存在着不均衡现象所产生的， 它依附于物质流和能量流而存在，也是物质流、能量流的性质、特征和 状态的表征和知识。
地理空间场理论：地理能量场信息理论，不同的地理实体可形成不同的地 理空间或地理空间场；不同地理实体的地理空间可以形成某些特殊的地 理空间或地理空间场；不同的地理空间或地理空间场具有不同的能量信 息的空间分布特征。