地理信息系统-ppt

• （3）数据分析与处理
指对单幅或多幅图件及其属性数据进行分析运算和指 标量测。
• （4）数据输出与表示模块
输出与表示是指将地理信息系统内的原始数据或经过系 统分析、转换、重新组织的数据以某种用户可以理解的方 式提交给用户。
• （5）用户接口模块
该模块用于接收用户的指令、程序或数据，是用户和系 统交互的工具，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。
GIS的数据采集功能
2、数据存储与管理 空间数据的管理技术主要包括：
空间数据库的定义 数据访问和提取 从空间位置检索空间物体及其属性 从属性条件检索空间物体及其位置 开窗和接边操作 数据更新和维护等
栅格图 矢量图
3、数据处理和变换
数据处理的任务和操作内容有：
(1)数据变换。指对数据从一种数学状态转换为另 一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例 尺缩放、误差改正和处理等；
GIS
• GIS软件按功能可分为以下几类： • （1）数据输入
将系统外部的原始数据(多种来源、多种形式的信息)传 输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为便于系统 处理的内部格式的过程。
• （2）数据存贮与管理
数据存储和数据库管理涉及地理元素（表示地表物体的 点、线、面）的位置、连接关系及属性数据如何构造和组 织等。
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。
从系统结构及处理方法看，信息系统主要 分为下列几种：
（1）管理信息系统
是一种基于数据库的回答系统，它主要停留在数 据库上支持管理者。如人事管理信息系统、财务管 理信息系统、产品销售信息系统等。
空间信息系统是对空间数据进行采集、处理、 管理和分析的信息系统。
由于空间数据的特殊性，使空间信息系统的组 织结构及处理方法有别于一般信息系统。
2、地理信息系统
地理信息系统（GIS-Geographic Information System）是以地理空间数
据库为基础，在计算机软硬件的支持下， 对空间相关数据进行采集、管理、操作、 分析、模拟和显示，并采用地理模型分析 方法，适时提供多种空间和动态的地理信 息，为地理研究和地理决策服务而建立起 来的计算机技术系统。
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
5、产品制作与显示 GIS产品的输出 GIS的多维可视化
地理信息系统是一门多技术交叉的空间信 息科学，它依赖于地理学、测绘学、统计 学等基础性学科，又取决于计算机硬件与 软件技术、航天技术、遥感技术和人工智 能与专家系统技术的进步与成就，如下图：
遥感和全球定位系统
地理学
数据源
输入输出地图信息
摄影测量学 获取信息
计算机科学 硬件软件基础
GIS
人工智能专家系统 提供逻辑思维模型
地理信息系统（GIS）
一 .地理信息系统的基本概念 二 .地理信息系统的基本构成 三 .地理信息系统的功能简介
一 . 地理信息系统的基本概念
• 数据和信息 • 地图和地理信息 • 信息系统与地理信息系统
一、数据和信息
1、数据（Data）
数据（Data）是通过数字化或直接
记录下来的可以被鉴别的符号，不仅数 字是数据，而且文字、符号和图像也是 数据。
（2）决策支持系统
是在管理信息系统基础上发展起来的 。它不仅 为管理者提供数据支持，还提供方法和模型的支 持，可对问题进行模拟，从而辅助决策者对问题 的解决选择最佳方案。
（3）智能决策支 持系统
是在决策支 持系统中进一步 引入人工智能技 术。如专家决策 系统，可提高系 统决策的智能化 程度。
（4）空间信息系统
ＧPS卫星定位仪
甘肃农业大学图书馆 北 纬N36°05′26.19″ 东经E103°41′58.92″
海拔：1528.31米
2、信息（Information）
信息（Information）是用数字、文字、符
号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的 内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提 供关于现实世界新的事实知识，作为生产、管 理、经营、分析和决策的依据。
• 3、数据存贮设备
光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活动硬盘、磁盘阵列等；
• 4、数据输出设备
笔式绘图仪、喷墨绘图仪（打印机）、激光打印机等。
2、计算机软件系统
用户界面
GIS应用软件
GIS基本功能软件
标准软件
（图形、数据库等）
系统库
（编程语言、数学库等）
操作系统
（系统调用、设备运行、网络等）
GIS软件 基础软件 系统软件
GIS的应用功能
• 断面分析
GIS的应用功能
• 格网分析
Fra Baidu bibliotek
GIS的应用功能
• 生成数字地面模型
GIS的应用功能
• 三维地下体分析
GIS的应用功能
• 地图整饰
请提出宝贵意见
6、二次开发和编程
二、应用功能
用于大型GIS工程 应用领域：
测绘 勘测 规划 土 地 交通 管线 农林 水利 环保 油田 地 质 军事 ……
GIS的应用功能
• 管理海量数据
GIS的应用功能
• 浏览 查询
GIS的应用功能
• 专业性分析
GIS的应用功能
• 路径分析
GIS的应用功能
• 动态分段
先定位：经纬度
后定性：村庄或城镇
区域性：公共地理基 础
多维性：面积、人口、 交通、产业构成等
（2）数据量大。
地理信息既有空间数据，也有属性数据、时间数 据。 数据的分析、处理对系统带来很大压力。
每天处理 上万亿兆 的地球环 境数据！
（3）信息载体的多样性 地理信息的第一载体是地理实体的本
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。
MAPGIS等。
二 . 地理信息系统的基本构成
一个完整的地理信息系统主要由四个部分组成： 计算机硬件系统 计算机软件系统 地理空间数据 系统开发、管理和使用人员
1、计算机硬件系统
• GIS硬件配置一般包括四个部分
• 1、GIS主机 • 2、数据采集与输入设备
数字化仪、图像扫描仪、解析和数字摄影测量设备、电 子速测仪、GPS接收机、手写笔、光笔、键盘、通讯端口 等；
地理信息是指与空间 地理分布有关的信息， 它表示地表物体和环境 固有的数据、质量、分 布特征，联系和规律的 数字、文字、图形、图 像等总称。
地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以 下独特特性： （1）空间分布性。
地理信息具有空间定位、空间分布的特点，先 定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其 属性为区域性、多维性。
例如：从测量数据中可以得到 地面物体的位置、形状和大小等 信息；从遥感图像数据中可以得 到各种地物的图形大小和专题信 息。
（2）数据是客观对象的性状的表 示；而信息则是数据内涵的意义。 数据只有对实体行为产生影响时 才成为信息。
二、 地图和地理信息
地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息 的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。
3、地理空间数据
地理信息系统中的数据包括两大类型： 1. 空间数据
用来确定图形和制图特征的位置，这是以地球表面空间 位置为参照的 。
2. 非空间的属性数据
用来反映与几何位置无关的属性，即通常所说的非几何 属性，它是与地理实体相联系的地理变量或地理意义， 一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计 等方法得到。
数学
统计学、运筹学、 地学、空间科学
基础工具及数学模型 统计模型、优化决策 空间分析方法
地理信息系统按其内容可以分为三大类：
（1）专题地理信息系统：
是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。
（2）区域地理信息系统：
主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。
（3）地理信息系统工具：
它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分 析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。如： ARC/INFO、Mapinfo、 CityStar、Geostar、
地理信息系 统具有以下三 个方面的特征：
（1）具有采集、 管理、分析和输 出多种地理空间 信息的能力；
（2）以地理研究和地理决策为目的，以地理 模型方法为手段，具有空间分析、多要素 分析和动态预测的能力；并能产生高层的 地理信息；
• （3）由计算机系统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。
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。