01 第1讲 GIS绪论
合集下载
相关主题
- 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)。
1．信息(Information)
定义
信息是第二次世界大战后与信息有关的新科学新技术如信
息论、控制论、系统论和计算机技术基础上发展起来的；
有代表性的：美国数学家、信息论创始人克劳特.仙农 ；
美国著名的科学家、控制论的主要奠基人诺伯特.维纳
信息——用数字、文字、符号、语言、图形、图像、声音
2．军事方面其它应用
反映战场地理环境空间结构；完成态势图标绘、选择进
攻路线、合理配置兵力、选择最佳瞄准点和打击核心、分
析爆炸等级、范围、破坏程度、射击诸元等。
武器装备和武装力量的位置和防区分布、装备物资的调
配和实力变化、统计等；
军事情报获取与指挥自动化建设平台；
课题组参与完成的部分项目
§1.2 地理信息系统概念
业化的条件。
2、 我国GIS的发展概况
（1）70年代的准备阶段
我国开始在测量、制图和遥感领域应用计算机技术；
GIS研究的舆论准备、组织建设和可行性实验开始启动。
（2）80年代的试验起步阶段
GIS的研究和应用方面出现成果； 一些与GIS研究有关的机构相继成立。
（3）90年代以后的稳步发展阶段
地图观(Map) ：（景观学派和制图学派）
数据库观(Database)：（计算机学派）
空间分析观(Spatial Analysis)：（地理学派） GIS的功能： 制图(Cartography)、查询(Query)、分析(Analysis)；
地理信息系统这一术语在国际学术刊物上的同义词：
Geographic Information System(s)
（3）邬伦、任伏虎等在《地理信息系统教程》中定义: 六十年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术，是
多种学科交叉的产物，它是以地理空间数据库为基础，采
用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理 信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
（4）边馥苓在《地理信息系统原理和方法》中定义： 反映人们赖以生存的现实世界的现势与变迁的各类空 间数据及描述这些空间数据特征的属性，在计算机软件和 硬件的支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和
提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。或者简 单地说，地理信息系统就是综合处理和分析空间数据的一种技
术系统”。
（2）李德仁在《当前国际地理信息系统的研究和应用现状》中: 地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它 是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括 大气层再内）与空间和地理分布有关数据的空间信息系统。
常见商业GIS软件 国外软件 1、 ESRI 的Arc/Info、ArcView 2、 MapInfo公司的MapInfo
3、 InterGraph推出的GeoMedia
4、 AutoDesk公司的AutoCAD
5、加拿大阿波罗科技集团泰坦(TITAN)GIS 6、Benty公司Microstation
（3） 80年代的突破阶段
图形工作站和微机性能价格比的迅速提高； GIS软件也从简单的单一功能，分散的系统，发展到
多功能、数据共享的GIS，并向智能化发展；
大量的商业性GIS工具软件出现。
（4） 90年代的社会化阶段
数字化信息产品在全世界得到普及，GIS深入到各行
各业、千家万户；
软件向集成化和智能化、标准化、网络化方向发展。 地理信息系统的研究和应用逐步形成行业，具备了产
GIS
地理科学 计算机科学 地图学
数据库技术
图形学
专家系统
软件工程
§1.5 GIS中概念的澄清
1.信息系统分类图（概念澄清）
信息系统 非空间信息系统 管理信息系统（MIS） 非GIS GIS 空间信息系统
CAD/CAM
区域GIS
城市GIS
2.概念区别
GIS和MLeabharlann BaiduS GIS与数字地图 （Digital Map） GIS与计算机辅助设计（CAD）
《地理信息系统概论》
1、课程介绍 2、教材及参考书
1）《地理信息系统实习教程》张超主编 高等教育出版社 2）《地理信息系统原理、方法和应用》邬伦等 科学出版社 3）《地理信息系统导论》 陈述彭等 科学出版社 4）《空间信息系统原理》 王家耀 科学出版社 5）《地理信息系统原理与方法》 吴信才 电子工业出版社 6） 近几年GIS年会论文集
数据
输入
加工处理机构
输出
简单信息系统 信息
历史的 外部的 内部的
收 集
传
加工
传
输
信息
输
处理
输
出
使用
存 贮
信息反馈
复杂的信息系统
从计算机科学的角度看，信息系统由计算机硬件
(Hardware)、软件(Software)、数据(Data)和用户(User) 四大部分组成。
信 息 系 统 具 有 四 大 功 能 ， 即 采 集 (Gather) 、 管 理
2．自然资源调查与管理
资源调查中，提供区域多种条件组合形式的资源统计
和进行数据的快速再现，为资源的合理利用、开发和 科学管理提供依据；
用于不同层次与领域资源调查与管理；（如农业、林
业、渔业资源等）
3．城市、区域规划管理与地籍管理
GIS可以实施城市和区域多目标开发和规划（总体规划、
建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公 共设施配置等）；
国内软件
1、 中科院SuperMap 3、 地大MapGIS (中地公司) 5、北京灵图的VRMap 7、军测的MGIS 2、 武测的Geostar(吉奥之星) 4、北大的CityStar(城市之星) 6、国家遥感中心地网GeoBeans
3．数据(Data)
GIS数据的基本特征（空间、属性、时间）； GIS数据的类型（几何、属性、关系）； GIS的数据范围
算化学武器扩散范围、模拟烟雾遮蔽战场的效果、提供水 源探测所需点位、评定地形对武器性能的影响，为军事行
动提供决策依据。
美国陆军测绘工程中心在工作站上建立了GIS和RS集成系
统，及时地将反映战场现状的正射影像图与数字地图叠加 后，数据直接送到前线指挥部和五角大楼，为军事决策提
供24小时服务；
科索沃战争，利用3S集成技术，使打击目标更精准有效。
的具有特定功能的有机整体；
对计算机而言，系统是为实现某种特定的功能，由必要的
人员、设备和方法或程序按一定的相互关系联系起来进行
工作的集合体。
4．信息系统(Information System)
信息系统——研究某种系统内信息的产生(Produce)、收集
(Gather)、存贮(Store)、传输(Transmit)、识别(Identify)、分 类(Classify)、处理(Dispose)、应用、反馈等规律，以及同社 会和自然环境关系的系统。
3、教学安排（讲授、自学） 4、考核方法
《地理信息系统概论》课程
第一讲
GIS绪论
A Introduction Of GIS
主要内容
3 1
感受地理信息系统 地理信息系统概念
2 3
4 3 5
地理信息系统发展 GIS与相关学科关系
GIS中概念的澄清
§1.1 感受地理信息系统
1．全球环境变化动态监测
1987年联合国开始实施的环境计划（UNEP），其中包括建
等来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征。
2．数据(Data)
是一种载存信息的物理符号，是对客观对象的表示，是未加
工的原始资料。数字、文字、符号、图形和影像都是数据；
信息和数据是紧密相关、不可分离的；
从数据中得到信息必须经过处理和解释。
3．系统(System)
系统——由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成
糙，图形功能有限； 许多与GIS有关的组织和机构纷纷建立。
（2） 70年代的巩固阶段 大容量存贮设备磁盘出现； 世界上相继出现大量不同专题、不同规模、不同类型的 GIS软件，并且以遥感为数据源的GIS逐渐受到重视； 软件的进展主要体现在人—机图形交互技术的发展； 商业公司和研究组织纷纷成立。
地籍与房地产管理（土地调查、登记、统计、评价等）；
数字城市建设；
4．GIS用于预测和辅助决策
利用数字统计方法，通过定量分析进行预测。例如加拿
大金矿带的调查，分析不宜再行开采的储量危机矿山，优选 出新的开采区，并作出了综合预测图。
GIS在国防建设中的作用 1．成功的实例
海湾战争中，美国利用GIS模拟部队和车辆机动性、估
GIS研究与开发的高层次人才大量出现； 具有我国自主版权的GIS基础软件相继出现（MapGIS、GeoStar、
CityStar等）；
1994年4月在北京成立了中国地理信息系统协会（CAGIS),以指导、
协调和推动全国GIS事业的发展。
§1.4 GIS与相关学科关系
GPS 数学 遥感技术
北美
Geographical Information System
Geomatigue Geo-relational Information System Spatial Information System Natural Resources Information System
2．软件(Software)
系
库 作 操 管 系 计算机 硬件 统
统
理
息 信 理 地
编 数 据
应
系 统
用
软 件
言
程 语
计算机系统中的GIS软件层次
GIS软件功能组成
用户界面
数据输入
数据管理
空间分析
应用模块
数据输出
地理数据库
GIS软件分类 1）按功能 2）按硬件配置 3）按研究对象 4）按数据结构分类
课后作业
1、什么是GIS？其具有哪些功能？ 2、在现实生活中，你能再举几个GIS的应用实例吗？ 3、你是如何理解GIS的？
6．地理信息系统(Geographic Information System)
地理信息系统作为专门的科学术语最早出现于1968年；
国内外学术界对它的定义多种多样：
国内对地理信息系统的定义
（1）黄杏元、汤勤《地理信息系统概论》中定义： “在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科
学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以
综合分析应用的技术系统。
空间数据
属性数据
一般倾向于下列解释：地理信息系统所研究或操作的对象
是地理数据（尤其是空间几何数据），它是在地理数据库 基础上以地理数据库为主体的，具有一定的加工处理功能 的计算机技术系统(Computer Technique System)。
GIS的三种学术观点：
地理数据是具有空间定位的自然、社会、人文、经济 等方面的数据，可以是图形、图象、文本、表格、数字、 声音等。
4．用户(User)
GIS的用户类型：
低级技术人员、业务操作人员、软件技术人员、科研 人员、管理人员
§1.3 地理信息系统发展
1、国际上GIS的发展概况
（1） 60年代的开始发展
软件主要针对当时的主机和外设开发的，算法粗
立一个庞大的全球环境变化监测系统（GEMS）；
全球森林监测和森林生态变化项目(1990年亚马逊原始森林
砍伐状况调绘、1991年编制全球热带雨林分布图）；
全球性大气环流形势和海况预报等；
海岸线及海岸带资源与环境动态变化的监测；
借助于遥感（RS）和航测等数据，利用GIS对森林火灾、洪
水灾情、环境污染等进行监视。
欧洲
加拿大(测绘专业) 基于技术内涵 信息科学 基于应用
Land Information System
Geo-Base Information System
基于应用
基于地学
Geo-Science or Geological Information System 地学
Geographic Data System
基于数据
§1.2 地理信息系统概念 组成
1．硬件（Hardware)
GPS 全 站 仪 解析和数字 摄影测量仪器 全数字摄影 测量工作站 遥感与遥感 图象处理系统 数字化仪 扫 描 仪
磁带机
光盘机
活动硬盘 磁盘阵列
专用设备
存储设备 绘图仪
输入设备
处理设备
输出设备
打印机
终端
常规设备
服务器
工作站
键盘、鼠标
(Management)、分析(Analysis)和表达(Express)。
5．地理信息(Geographic Information)
地理信息——指与研究对象空间地理分布有关的信
息，它表示地球表层物体及环境所固有的数量、质
量、分布特征、相互联系和变化规律；
特征：定位、多维结构 、时序（动态变化）； 地理信息通过地理数据来进行表达。
定义
信息是第二次世界大战后与信息有关的新科学新技术如信
息论、控制论、系统论和计算机技术基础上发展起来的；
有代表性的：美国数学家、信息论创始人克劳特.仙农 ；
美国著名的科学家、控制论的主要奠基人诺伯特.维纳
信息——用数字、文字、符号、语言、图形、图像、声音
2．军事方面其它应用
反映战场地理环境空间结构；完成态势图标绘、选择进
攻路线、合理配置兵力、选择最佳瞄准点和打击核心、分
析爆炸等级、范围、破坏程度、射击诸元等。
武器装备和武装力量的位置和防区分布、装备物资的调
配和实力变化、统计等；
军事情报获取与指挥自动化建设平台；
课题组参与完成的部分项目
§1.2 地理信息系统概念
业化的条件。
2、 我国GIS的发展概况
（1）70年代的准备阶段
我国开始在测量、制图和遥感领域应用计算机技术；
GIS研究的舆论准备、组织建设和可行性实验开始启动。
（2）80年代的试验起步阶段
GIS的研究和应用方面出现成果； 一些与GIS研究有关的机构相继成立。
（3）90年代以后的稳步发展阶段
地图观(Map) ：（景观学派和制图学派）
数据库观(Database)：（计算机学派）
空间分析观(Spatial Analysis)：（地理学派） GIS的功能： 制图(Cartography)、查询(Query)、分析(Analysis)；
地理信息系统这一术语在国际学术刊物上的同义词：
Geographic Information System(s)
（3）邬伦、任伏虎等在《地理信息系统教程》中定义: 六十年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术，是
多种学科交叉的产物，它是以地理空间数据库为基础，采
用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理 信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
（4）边馥苓在《地理信息系统原理和方法》中定义： 反映人们赖以生存的现实世界的现势与变迁的各类空 间数据及描述这些空间数据特征的属性，在计算机软件和 硬件的支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和
提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。或者简 单地说，地理信息系统就是综合处理和分析空间数据的一种技
术系统”。
（2）李德仁在《当前国际地理信息系统的研究和应用现状》中: 地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它 是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括 大气层再内）与空间和地理分布有关数据的空间信息系统。
常见商业GIS软件 国外软件 1、 ESRI 的Arc/Info、ArcView 2、 MapInfo公司的MapInfo
3、 InterGraph推出的GeoMedia
4、 AutoDesk公司的AutoCAD
5、加拿大阿波罗科技集团泰坦(TITAN)GIS 6、Benty公司Microstation
（3） 80年代的突破阶段
图形工作站和微机性能价格比的迅速提高； GIS软件也从简单的单一功能，分散的系统，发展到
多功能、数据共享的GIS，并向智能化发展；
大量的商业性GIS工具软件出现。
（4） 90年代的社会化阶段
数字化信息产品在全世界得到普及，GIS深入到各行
各业、千家万户；
软件向集成化和智能化、标准化、网络化方向发展。 地理信息系统的研究和应用逐步形成行业，具备了产
GIS
地理科学 计算机科学 地图学
数据库技术
图形学
专家系统
软件工程
§1.5 GIS中概念的澄清
1.信息系统分类图（概念澄清）
信息系统 非空间信息系统 管理信息系统（MIS） 非GIS GIS 空间信息系统
CAD/CAM
区域GIS
城市GIS
2.概念区别
GIS和MLeabharlann BaiduS GIS与数字地图 （Digital Map） GIS与计算机辅助设计（CAD）
《地理信息系统概论》
1、课程介绍 2、教材及参考书
1）《地理信息系统实习教程》张超主编 高等教育出版社 2）《地理信息系统原理、方法和应用》邬伦等 科学出版社 3）《地理信息系统导论》 陈述彭等 科学出版社 4）《空间信息系统原理》 王家耀 科学出版社 5）《地理信息系统原理与方法》 吴信才 电子工业出版社 6） 近几年GIS年会论文集
数据
输入
加工处理机构
输出
简单信息系统 信息
历史的 外部的 内部的
收 集
传
加工
传
输
信息
输
处理
输
出
使用
存 贮
信息反馈
复杂的信息系统
从计算机科学的角度看，信息系统由计算机硬件
(Hardware)、软件(Software)、数据(Data)和用户(User) 四大部分组成。
信 息 系 统 具 有 四 大 功 能 ， 即 采 集 (Gather) 、 管 理
2．自然资源调查与管理
资源调查中，提供区域多种条件组合形式的资源统计
和进行数据的快速再现，为资源的合理利用、开发和 科学管理提供依据；
用于不同层次与领域资源调查与管理；（如农业、林
业、渔业资源等）
3．城市、区域规划管理与地籍管理
GIS可以实施城市和区域多目标开发和规划（总体规划、
建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公 共设施配置等）；
国内软件
1、 中科院SuperMap 3、 地大MapGIS (中地公司) 5、北京灵图的VRMap 7、军测的MGIS 2、 武测的Geostar(吉奥之星) 4、北大的CityStar(城市之星) 6、国家遥感中心地网GeoBeans
3．数据(Data)
GIS数据的基本特征（空间、属性、时间）； GIS数据的类型（几何、属性、关系）； GIS的数据范围
算化学武器扩散范围、模拟烟雾遮蔽战场的效果、提供水 源探测所需点位、评定地形对武器性能的影响，为军事行
动提供决策依据。
美国陆军测绘工程中心在工作站上建立了GIS和RS集成系
统，及时地将反映战场现状的正射影像图与数字地图叠加 后，数据直接送到前线指挥部和五角大楼，为军事决策提
供24小时服务；
科索沃战争，利用3S集成技术，使打击目标更精准有效。
的具有特定功能的有机整体；
对计算机而言，系统是为实现某种特定的功能，由必要的
人员、设备和方法或程序按一定的相互关系联系起来进行
工作的集合体。
4．信息系统(Information System)
信息系统——研究某种系统内信息的产生(Produce)、收集
(Gather)、存贮(Store)、传输(Transmit)、识别(Identify)、分 类(Classify)、处理(Dispose)、应用、反馈等规律，以及同社 会和自然环境关系的系统。
3、教学安排（讲授、自学） 4、考核方法
《地理信息系统概论》课程
第一讲
GIS绪论
A Introduction Of GIS
主要内容
3 1
感受地理信息系统 地理信息系统概念
2 3
4 3 5
地理信息系统发展 GIS与相关学科关系
GIS中概念的澄清
§1.1 感受地理信息系统
1．全球环境变化动态监测
1987年联合国开始实施的环境计划（UNEP），其中包括建
等来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征。
2．数据(Data)
是一种载存信息的物理符号，是对客观对象的表示，是未加
工的原始资料。数字、文字、符号、图形和影像都是数据；
信息和数据是紧密相关、不可分离的；
从数据中得到信息必须经过处理和解释。
3．系统(System)
系统——由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成
糙，图形功能有限； 许多与GIS有关的组织和机构纷纷建立。
（2） 70年代的巩固阶段 大容量存贮设备磁盘出现； 世界上相继出现大量不同专题、不同规模、不同类型的 GIS软件，并且以遥感为数据源的GIS逐渐受到重视； 软件的进展主要体现在人—机图形交互技术的发展； 商业公司和研究组织纷纷成立。
地籍与房地产管理（土地调查、登记、统计、评价等）；
数字城市建设；
4．GIS用于预测和辅助决策
利用数字统计方法，通过定量分析进行预测。例如加拿
大金矿带的调查，分析不宜再行开采的储量危机矿山，优选 出新的开采区，并作出了综合预测图。
GIS在国防建设中的作用 1．成功的实例
海湾战争中，美国利用GIS模拟部队和车辆机动性、估
GIS研究与开发的高层次人才大量出现； 具有我国自主版权的GIS基础软件相继出现（MapGIS、GeoStar、
CityStar等）；
1994年4月在北京成立了中国地理信息系统协会（CAGIS),以指导、
协调和推动全国GIS事业的发展。
§1.4 GIS与相关学科关系
GPS 数学 遥感技术
北美
Geographical Information System
Geomatigue Geo-relational Information System Spatial Information System Natural Resources Information System
2．软件(Software)
系
库 作 操 管 系 计算机 硬件 统
统
理
息 信 理 地
编 数 据
应
系 统
用
软 件
言
程 语
计算机系统中的GIS软件层次
GIS软件功能组成
用户界面
数据输入
数据管理
空间分析
应用模块
数据输出
地理数据库
GIS软件分类 1）按功能 2）按硬件配置 3）按研究对象 4）按数据结构分类
课后作业
1、什么是GIS？其具有哪些功能？ 2、在现实生活中，你能再举几个GIS的应用实例吗？ 3、你是如何理解GIS的？
6．地理信息系统(Geographic Information System)
地理信息系统作为专门的科学术语最早出现于1968年；
国内外学术界对它的定义多种多样：
国内对地理信息系统的定义
（1）黄杏元、汤勤《地理信息系统概论》中定义： “在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科
学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以
综合分析应用的技术系统。
空间数据
属性数据
一般倾向于下列解释：地理信息系统所研究或操作的对象
是地理数据（尤其是空间几何数据），它是在地理数据库 基础上以地理数据库为主体的，具有一定的加工处理功能 的计算机技术系统(Computer Technique System)。
GIS的三种学术观点：
地理数据是具有空间定位的自然、社会、人文、经济 等方面的数据，可以是图形、图象、文本、表格、数字、 声音等。
4．用户(User)
GIS的用户类型：
低级技术人员、业务操作人员、软件技术人员、科研 人员、管理人员
§1.3 地理信息系统发展
1、国际上GIS的发展概况
（1） 60年代的开始发展
软件主要针对当时的主机和外设开发的，算法粗
立一个庞大的全球环境变化监测系统（GEMS）；
全球森林监测和森林生态变化项目(1990年亚马逊原始森林
砍伐状况调绘、1991年编制全球热带雨林分布图）；
全球性大气环流形势和海况预报等；
海岸线及海岸带资源与环境动态变化的监测；
借助于遥感（RS）和航测等数据，利用GIS对森林火灾、洪
水灾情、环境污染等进行监视。
欧洲
加拿大(测绘专业) 基于技术内涵 信息科学 基于应用
Land Information System
Geo-Base Information System
基于应用
基于地学
Geo-Science or Geological Information System 地学
Geographic Data System
基于数据
§1.2 地理信息系统概念 组成
1．硬件（Hardware)
GPS 全 站 仪 解析和数字 摄影测量仪器 全数字摄影 测量工作站 遥感与遥感 图象处理系统 数字化仪 扫 描 仪
磁带机
光盘机
活动硬盘 磁盘阵列
专用设备
存储设备 绘图仪
输入设备
处理设备
输出设备
打印机
终端
常规设备
服务器
工作站
键盘、鼠标
(Management)、分析(Analysis)和表达(Express)。
5．地理信息(Geographic Information)
地理信息——指与研究对象空间地理分布有关的信
息，它表示地球表层物体及环境所固有的数量、质
量、分布特征、相互联系和变化规律；
特征：定位、多维结构 、时序（动态变化）； 地理信息通过地理数据来进行表达。