第八章 交通地理信息系统GIS
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第八章 交通地理信息系统GIS
1.1 地理信息与地理信息系统 1.2 地理信息系统的组成 1.3 地理信息系统的功能 1.4 地理信息系统的应用 1.5 地理信息系统的发展
.
1
1.1 地理信息与地理信息系统
.
2
1.1 地理信息与地理信息系统(续)
地理信息 地理信息系统 GIS与地理学、测绘学和计算机之间密切关系
1.1 地理信息与地理信息系统
.
7
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息系统概念
地理信息系统 （GIS） 是地图学、计算机科学、地理 学、测量学等多门学科综合的边缘交叉学科，在我国又 称为资源与环境信息系统，是在计算机软硬件支持下， 运用系统工程和信息科学方法，对地表空间数据进行采 集、存储、显示、查询、操作、分析和建模、以提供对 资源、环境和区域等方面规划、管理、决策和研究的人 -机系统。
.
21
1.3 地理信息系统的功能
空间分析和统计2
数字地形分析 GIS提供了构造数字高程模型及有关地形 分析的功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷 线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖 面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决策 提供重要的基础性数据。
空间集合分析 空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的
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
键盘、鼠标
磁带机 光盘机 活动硬盘 硬盘阵列
专用设备 输入设备
存储设备 处理设备
输出设备
常规设备
服务器 工作站
.
绘图仪 打印机
终端
12
系统软件
1.2 地理信息系统的组成
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
.
8
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息系统的特征
GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 GIS的对象是地理实体。 GIS的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集
成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和 复杂的查询功能、强大的图形可视化表达手段，以及地 理过程的演化模拟和空间决策支持功能等
.
3
地理信息
地理信息 地理信息的特征
1.1 地理信息与地理信息系统
.
4
地理信息
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息 属于空间信息，其位置的识别是与数据联系 在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著 的标志。
通过经纬网建立的地理坐标来实现空间位置的识别；多 维结构的特征，可在二维空间的基础上实现多专题的第 三维结构；时序特征十分明显，可以按照时间尺度将地 理信息进行划分。
条件进行布尔逻辑运算。
.
22
1.4 地理信息系统的应用1
土地评价
城市供水
物流运输
道路规划
公安警力
污水管网
.
231.4Βιβλιοθήκη 地理信息系统的应用2无线通讯
水利工程
水文地质
环境监测
电力线路
地质灾害
.
24
1.4 地理信息系统的应用3
商业服务
房产估计
水资源管理
突发事件
森林火灾
地籍管理
.
25
1.5 地理信息系统的发展
别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框 图； 然后确定GIS空间操作项目和空间分析方法； 最后是模型运行结果的验证、修改和输出。
.
16
1.3 地理信息系统的功能
数据采集与编辑 数据存储与管理 数据处理和变换 空间分析和统计
.
17
输入 查询 编辑 分析 输出
1.3 地理信息系统的功能
.
5
地理信息的特征
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息除了具有信息的一般特性，如共享性、客观性 外，还具有以下独特特征：
区域分布性 空间定位特点 数据量大 空间特征、属性特征、发展时段 信息多样性 文字、数字、地图和影像等 地理信息的动态特征 周期性、波动性变化
.
6
地理信息系统
概念 地理信息系统的特征
.
20
1.3 地理信息系统的功能
空间分析和统计1
拓扑叠加 通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加， 不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以 合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更 新和应用模型分析等。
缓冲区建立 研究根据数据库的点、线、面实体，自动建 立各种类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素 的空间接近度或邻近性。
（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
.
13
空间数据
1.2 地理信息系统的组成
空间数据是以结构化的形式存储在计算机中的，称为数 据库。
数据库由数据库实体和数据库管理系统组成。
数据库实体存储有许多数据文件和文件中的大量数据， 而数据库管理系统主要用于对数据的统一管理，包括查 询、检索、增删、修改和维护等。
.
18
1.3 地理信息系统的功能
GIS基本功能的实现过程
文件图表
数据获取
原始数据
数据编辑 投影变换
数据输出
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
.
19
数据处理和变换
1.3 地理信息系统的功能
数据变换 数学状态之间的转换 数据重构 几何形态之间的转换 数据抽取 数据从全集到子集的条件提取
地理信息系统的发展过程 当代GIS的发展动态
.
26
1.5 地理信息系统的发展
地理信息系统的发展过程
20世纪60年代起由加拿大测量学家R.F Tomlinson首 先提出
我国GIS的发展自20世纪80年代初开始，经历了准备 (1980～1985)、发展(1985～1995)、产业化(1996以 后)3个阶段。
.
14
应用人员
1.2 地理信息系统的组成
GIS应用人员包括系统开发人员以及GIS技术的最终 用户。
应用人员的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用 成败的关键。
.
15
应用模型
1.2 地理信息系统的组成
构建GIS应用模型： 首先必须明确用GIS求解问题的基本流程； 其次根据模型的研究对象和应用目的，确定模型的类
.
9
1.1 地理信息与地理信息系统
GIS与地理学、测绘学和计算机的关系
GIS与地理学的关系 GIS与测绘学的关系 GIS与计算机的关系
.
10
1.2 地理信息系统的组成
系统硬件 系统软件 空间数据 应用人员 应用模型
.
11
系统硬件
1.2 地理信息系统的组成
GPS
全站仪
解析和数字 摄影测量仪器
1.1 地理信息与地理信息系统 1.2 地理信息系统的组成 1.3 地理信息系统的功能 1.4 地理信息系统的应用 1.5 地理信息系统的发展
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1.1 地理信息与地理信息系统
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1.1 地理信息与地理信息系统(续)
地理信息 地理信息系统 GIS与地理学、测绘学和计算机之间密切关系
1.1 地理信息与地理信息系统
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1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息系统概念
地理信息系统 （GIS） 是地图学、计算机科学、地理 学、测量学等多门学科综合的边缘交叉学科，在我国又 称为资源与环境信息系统，是在计算机软硬件支持下， 运用系统工程和信息科学方法，对地表空间数据进行采 集、存储、显示、查询、操作、分析和建模、以提供对 资源、环境和区域等方面规划、管理、决策和研究的人 -机系统。
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1.3 地理信息系统的功能
空间分析和统计2
数字地形分析 GIS提供了构造数字高程模型及有关地形 分析的功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷 线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖 面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决策 提供重要的基础性数据。
空间集合分析 空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的
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
键盘、鼠标
磁带机 光盘机 活动硬盘 硬盘阵列
专用设备 输入设备
存储设备 处理设备
输出设备
常规设备
服务器 工作站
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绘图仪 打印机
终端
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系统软件
1.2 地理信息系统的组成
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
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1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息系统的特征
GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 GIS的对象是地理实体。 GIS的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集
成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和 复杂的查询功能、强大的图形可视化表达手段，以及地 理过程的演化模拟和空间决策支持功能等
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地理信息
地理信息 地理信息的特征
1.1 地理信息与地理信息系统
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地理信息
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息 属于空间信息，其位置的识别是与数据联系 在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著 的标志。
通过经纬网建立的地理坐标来实现空间位置的识别；多 维结构的特征，可在二维空间的基础上实现多专题的第 三维结构；时序特征十分明显，可以按照时间尺度将地 理信息进行划分。
条件进行布尔逻辑运算。
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1.4 地理信息系统的应用1
土地评价
城市供水
物流运输
道路规划
公安警力
污水管网
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231.4Βιβλιοθήκη 地理信息系统的应用2无线通讯
水利工程
水文地质
环境监测
电力线路
地质灾害
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1.4 地理信息系统的应用3
商业服务
房产估计
水资源管理
突发事件
森林火灾
地籍管理
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1.5 地理信息系统的发展
别、相关的变量、参数和算法，构建模型逻辑结构框 图； 然后确定GIS空间操作项目和空间分析方法； 最后是模型运行结果的验证、修改和输出。
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1.3 地理信息系统的功能
数据采集与编辑 数据存储与管理 数据处理和变换 空间分析和统计
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输入 查询 编辑 分析 输出
1.3 地理信息系统的功能
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5
地理信息的特征
1.1 地理信息与地理信息系统
地理信息除了具有信息的一般特性，如共享性、客观性 外，还具有以下独特特征：
区域分布性 空间定位特点 数据量大 空间特征、属性特征、发展时段 信息多样性 文字、数字、地图和影像等 地理信息的动态特征 周期性、波动性变化
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地理信息系统
概念 地理信息系统的特征
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1.3 地理信息系统的功能
空间分析和统计1
拓扑叠加 通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加， 不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以 合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更 新和应用模型分析等。
缓冲区建立 研究根据数据库的点、线、面实体，自动建 立各种类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素 的空间接近度或邻近性。
（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
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空间数据
1.2 地理信息系统的组成
空间数据是以结构化的形式存储在计算机中的，称为数 据库。
数据库由数据库实体和数据库管理系统组成。
数据库实体存储有许多数据文件和文件中的大量数据， 而数据库管理系统主要用于对数据的统一管理，包括查 询、检索、增删、修改和维护等。
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1.3 地理信息系统的功能
GIS基本功能的实现过程
文件图表
数据获取
原始数据
数据编辑 投影变换
数据输出
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
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数据处理和变换
1.3 地理信息系统的功能
数据变换 数学状态之间的转换 数据重构 几何形态之间的转换 数据抽取 数据从全集到子集的条件提取
地理信息系统的发展过程 当代GIS的发展动态
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1.5 地理信息系统的发展
地理信息系统的发展过程
20世纪60年代起由加拿大测量学家R.F Tomlinson首 先提出
我国GIS的发展自20世纪80年代初开始，经历了准备 (1980～1985)、发展(1985～1995)、产业化(1996以 后)3个阶段。
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应用人员
1.2 地理信息系统的组成
GIS应用人员包括系统开发人员以及GIS技术的最终 用户。
应用人员的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用 成败的关键。
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应用模型
1.2 地理信息系统的组成
构建GIS应用模型： 首先必须明确用GIS求解问题的基本流程； 其次根据模型的研究对象和应用目的，确定模型的类
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1.1 地理信息与地理信息系统
GIS与地理学、测绘学和计算机的关系
GIS与地理学的关系 GIS与测绘学的关系 GIS与计算机的关系
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1.2 地理信息系统的组成
系统硬件 系统软件 空间数据 应用人员 应用模型
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系统硬件
1.2 地理信息系统的组成
GPS
全站仪
解析和数字 摄影测量仪器