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1、地理信息系统Geographic Information Systems,主讲人:朱文博,山西农业大学资源环境学院,GIS=Geographic information systems,通用的计算机技术+独特的GIS理论体系新兴的、应用广泛的、具有强大生命力、发展快速、与多学科结合在一起的一门信息科学不同学者对GIS的认识 地学科学信息科学 Gentleman+intelligence+smile,教材说明,教材:地理信息系统刘南 刘仁义 地理信息系统实习教程宋小冬软件:MAPGIS ARCVIEW参考书地理信息系统概论黄杏元地理信息系统导论陈述彭 鲁学军 周成虎地理信息系统教程汤国安,主要网
2、站,课程目的,GIS是目前信息系统的重要研究内容和应用领域具备地理信息的基础知识,熟悉GIS的基本理论和实际应用今后发展的目标和方向熟练掌握GIS软件的操作和使用,教学内容,第一章 地理信息系统概述 第二章 空间数据组织与计算机表达 第三章 地理空间数据管理 第四章 地理空间数据处理 第五章 空间分析 第六章 GIS新技术发展 第七章 总结全课程,课程要求,掌握GIS的基础知识,培养地理空间思维能力 熟悉概念框架、理解GIS组成、基本功能掌握GIS的数据处理流程 采集、编辑、组织、管理、分析、输出熟悉GIS空间分析基本技术和方法具备用GIS解决本专业相关问题的能力了解GIS的学科动态和发展趋势
3、 通过该门课程的学习，使学生掌握地理信息系统的基本原理、基本方法与常用GIS软件的操作，为GIS的开发应用打下理论基础。,数字地球,海量数据组成的，能立体表达虚拟的地球。继信息高速公路之后又一全球性的科技发展战略目标，是国家主要的信息基础设施，是信息社会的主要组成部分。地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、网络、通讯、仿真与虚拟现实技术等现代科技的高度综合和升华。,第一章 地理信息系统概述,本章目标,掌握地理信息系统最基本的、最重要的概念掌握空间信息和空间数据基本特征熟悉GIS核心内容和功能及组成了解GIS产生、发展、应用领域。,1.数据、信息和信息系统 2.地理信息系
4、统的基本概念和本质特征 3.地理信息系统的应用和发展 4.GIS功能及组成 5.本章小结,本章内容,1.1数据、信息和信息系统,1.1.1 系统,信息系统(IS)采集数据，输出信息，有一定功能的系统。地理信息系统（GIS)地理（与地理有关的数据）+信息（事物的消息或知识）+系统（特定功能的体系）,1.1.2 基本概念,数据：人类在认识世界的过程中，定性或定量描述认识目标的直接记录或原始资料。信息：一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍的形式。数据与信息的区别和联系数据是客观对象的表示，信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。数据是信息的载体，信息是潜在于数据中的意义。,信息系统的特
5、征 从数据中提取和发掘有用信息,具有分析功能和分析模型。信息系统四大要素 数据及信息、硬件、软件和人员,信息系统,1.2 GIS的基本概念和本质特征,1.2.1 基本概念,地理信息系统（Geographic Information System或GeoInformation system）计算机硬软件环境下，对地理空间数据进行采集、存储、显示、管理和分析的技术系统。（从技术系统和功能的角度）学科：描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；技术系统：以地理空间数据（Geospatial Database）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
6、理研究和地理决策服务的计算机技术系统。,基本概念,地理空间数据 表示地理现象和事物的数据地理空间信息 对地理空间数据的解释,1.2.2 空间数据的基本特征,空间数据的基本特征空间位置特征（空间数据）地理位置数据（定位）和空间关系数据（拓扑关系）。属性特征（属性数据）地物的自然或人文属性的定性和定量的指标。时态特征（时间尺度）数据采集或地理现象发生的时刻或时段，对地理信息进行动态表现。地理空间数据=空间数据+非空间数据（属性数据+时态数据）,空间数据区别于计算机数据的本质特征空间位置特征、空间数据与属性数据的一一对应关系地理空间数据 空间特征数据+属性数据+两种数据的 关联关系,地理空间数据和信
7、息的特殊复杂性可视化功能 图形图像的可视化 二维到三维 静态到动态的方向发展区域性和层次性 区域性：按图幅和区域组织 层次性：不同比例尺的层次制图概括 不同要素的专题图层多重图层的叠置和分析功能（P12）海量数据特征空间分析功能 最核心最重要的功能和概念。,GIS与其他信息系统的主要区别,1.3 地理信息系统的应用和发展,1.3.1 产生和发展,60年代 CGIS 世界上第一个运行的地理信息系统 CYMAP 哈佛大学软件包（地理信息系统软件系统思想）80年代 GIS普及和推广阶段：GIS技术一体化(ARCINFO等得到应用和推广)90年代 飞跃阶段：GIS成为完整学科（数字地球概念的提出）,1
8、.3.2 研究领域和应用,测绘与地图制图 资源调查与管理城乡规划灾害监测环境保护 国防宏观决策支持,城市土地利用信息系统,电信资源管理信息系统,铁路地理信息系统,公安警用地理信息系统,属性查询,查询,专题图,作战指挥,地图切换,医疗机构信息查询,1.3.3 地理信息科学,北美、欧洲：Geographic Information System加拿大：Geomatigue中国：Resource and Environmental Information System十个重点研究领域,GIS 3S技术的核心 对地理数据进行分析和处 理 RS(remote sensing)采集、接收遥感数据，从中提取
9、地球资源环境各种信息的技术 GPS(global positioning systems)利用卫星实时高精度确定地面目标精确位置的技术数字地球数字中国数字山西数字农大,3S技术,1.4 GIS的功能及组成,1.4.1 GIS的主要任务,某个地方有什么(查询，获取属性)符合某些条件的实体在哪里(以属性查地物）变化趋势（动态特征，总结变化趋势）空间结构特征（分析数据，得出规律）模拟（智能分析和决策）,基本功能,数据的采集和输入 扫描仪，光盘，手扶跟踪数字化仪数据处理 检验与编辑、格式化、转换、概括格式化：原始数据转换为矢量数据或栅格数据或其相互转换数据转换：坐标转换：平面坐标变换、投影变换 不同格式数据间的相互转换数据概括：制图综合比例尺变化时的图形变化数据存储、组织和管理显示与输出 专题图、地图空间查询与分析 空间分析是GIS的核心功能（空间查询检索、定式化空间分析功能、其他空间模型分析）,GIS的组成,数据输入,数据存储,信息输入,系统操作,系统支持,地理分析,硬件系统,地理数据,软件系统,地理数据库,用户,计算机硬件系统,计算机软件系统,主要GIS软件类别,1.5 本章小结,主要内容 信息和信息系统 地理信息系统的定义 地理空间数据的特征 GIS的发展和应用 GIS的主要功能和组成,
