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1、第一章 地理信息系统的产生与发展地理地理 信息信息 系统系统 GISnGeographic Information System(北美)nGeographical Information System(欧洲)n地理信息科学nGeographical Information Science6/2/20232传统地图在分析、表达空间信息上的局限性传统地图在分析、表达空间信息上的局限性n信息负荷量小(幅面限制、内容重叠限制)n量算、统计精度低n查找、分类、重新分类不方便n复杂分析难以进行n地图和地图、地图和其它信息之间建立联系不便。n更新复杂，特别是局部更新工作量大6/2/20233地理信息系统的出
2、现地理信息系统的出现1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探索领域：n土地资源分析和成果表达(Terry Coppock,CGIS，R.Tomlinson)n交通问题研究(Duane Marble)n计算机地图制图(David Bickmore&Ray Boyle)n景观规划、设计(McHarg)n人口统计(美国人口普查DIME)n遥感信息的利用n奥地利地籍管理6/2/20234GISGIS的出现和发展的出现和发展n1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探索领域：n第一个地理信息系统CGIS（加拿大地理信息系统）-1962年n1970年代侧重技术研究。n19
3、80年代开始实用。GIS软件通用化、商品化，各种实用系统大量涌现。n1990年代推广、普及。软件进一步改进。易学易用。n21世纪广泛应用，走向大众化。6/2/20235地理信息系统的发展动力地理信息系统的发展动力n n社会需要社会需要社会需要社会需要n n技术可能技术可能技术可能技术可能1.计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积缩小，管理维护简便。2.计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降。3.网络通讯：局域网轻而易举，远程网、互联网方兴末艾。4.计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发工具、应用集成、多民族语
4、言。5.数据获取：航测、遥感、卫星定位系统，野外现场数字化采集。n n政府推动政府推动政府推动政府推动1.基础数据的公益化2.美国：National Spatial Data Infrastructure3.欧洲：European Data Infrastructure4.人才培训与科学研究6/2/20236什么是地理信息系统？GIS信息获取与输入信息获取与输入数据存储与管理数据存储与管理数据查询与分析数据查询与分析成果表达与输出成果表达与输出GIS的组成（4个部分）n以计算机为基础的综合性应用技术以计算机为基础的综合性应用技术 信息获取与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表信息获取与
5、输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表达与输出。达与输出。n以以GIS技术为核心的实用信息系统技术为核心的实用信息系统 地理信息系统与地理信息科学有差异。地理信息系统与地理信息科学有差异。6/2/20237GISGIS的组成的组成n信息输入和数据编辑信息输入和数据编辑：空间数据、属性数据输入。多种形式、多种来源信息，多种方式数据输入和编辑。n数据的存储与管理数据的存储与管理：提供空间与属性数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。数据结构。n空间查询与分析空间查询与分析：GIS的核心，是GIS有别于其他信息系统的本质特征。n成果表达与输出成果表达与输出：可视化表达。通人机交互方式显示、输出
6、各种专题图、统计图表等。6/2/20238GISGIS所处理的数据所处理的数据GIS处理的数据包括：空间数据（图）空间数据（图）空间数据（图）空间数据（图）：空间位置、几何特性 属性数据（文）属性数据（文）属性数据（文）属性数据（文）：文字属性、表格、其他非几何数据（声音、动画、影像等等）6/2/202396/2/202310GISGISGISGIS的数据构成的数据构成的数据构成的数据构成空间事物类型典型对象典型属性图形图象表达形式1）点学校、环保监测站规模、有关监测指标点状符号2）线道路、电缆、水系交通量、电压、水质线型3）面（多边形）地块、行政区土地使用、人口填充符号、边界线4）网络交通系
7、统交通量、交叉口延误结点符号、线段线型5）三维表面地形、土壤高程、土壤成分彩色图像、立体网状图辅助地图注记地名、高程制图参数文字、辅助线、点符号6/2/202311GIS和其他相关系统的区别和其他相关系统的区别nGIS与CAD的区别 CAD不具备空间查询和分析功能nGIS与一般的管理信息系统（MIS）区别 MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有联系GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用6/2/202312GIS的基本功能数据储存和管理空间数据属性数据n输入n编辑、修改n储存n管理、更新6/2/202313GIS的基本功能查询n某个
8、特定位置有什么？（空间位置查属性）n某个特定要素在哪里？（属性查空间位置）n满足给定条件的空间对象分布6/2/202314GIS的基本功能制图与输出(可视化表达)VisualizationVisualizationn制图二维地图、查询分析的结果n三维输出n与虚拟现实技术VR结合6/2/202315GIS的基本功能分析n空间对象的分布模式问题 揭示空间对象的空间关系 例：公共设施的服务范围n解决问题方案，寻求最佳的方案n预测空间对象随时间的变化 6/2/202316实用系统的常见类型实用系统的常见类型 系 统 软 件 系 统 硬 件空间数据用户软件硬件数据人员管理应 用 对 象n以以GIS技术为
9、核心的实用信息系统技术为核心的实用信息系统6/2/202317常用的 GIS软件 n主要的国外系列软件ESRI ArcGIS、ArcViewMapInfo MapInfoAutodesk Autodesk Mapn主要国内系列软件武汉中地MapGIS 武汉吉奥GeoStar北京超图SuperGIS 6/2/202318GIS的组成数据栅格结构矢量结构GIS处理的数据包括：空间数据（图）空间数据（图）空间数据（图）空间数据（图）：空间位置、几何特性 属性数据（文）属性数据（文）属性数据（文）属性数据（文）：文字属性、表格、其他非几何数据（声音、动画、影像等等）6/2/202319GISGIS和城
10、市规划和城市规划n在城市规划中，GIS是规划师的数据库、工具箱。n数据库管理，可视化表达，空间分析、建模（Spatial Analysis and modeling）n应用：p资源调查资源调查 (resource inventory)p现状分析现状分析 (analysis of existing situations)p建模和预测建模和预测 (modeling and projection)p建立规划方案建立规划方案 (development of planning options)p规划方案选择规划方案选择 (selection of planning options)p规划实现规划实现 (plan implementation)p规划评价、监督、反馈规划评价、监督、反馈 (plan evaluation,monitoring feedback)6/2/202320