1、地理信息系统原理地理信息系统原理1ppt课件教学内容教学内容地理信息系统（简称GIS)是集计算机科学、信息科学、测绘科学、地理科学、空间科学、环境科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科，是数字地球的重要组成部分，是当今科技发展的制高点。 本课程系统地介绍地理信息系统的技术体系及其应用方法，包括基本概念、空间数据模型、空间数据采集和质量控制、数据处理的内容和方法、空间分析的内容和方法、空间信息可视化、地理信息系统的应用，3S集成及地理信息系统的最新发展等。2ppt课件教学目的教学目的要求学生通过本课程的学习，能够掌握地理信息系统的基本理论和技术方法，了解它的主要应用领域和发展方向，为从事地理信息系
2、统的应用、开展和研究奠定理论与技术基础。 学生修读该课程之前，必须先修计算机语言（如 C,C+,VB,VC等）、数据库技术、计算机图形学和地图学等相关课程。3ppt课件参考资料参考资料教材： 地理信息系统原理、方法和应用，科学出版社，邬伦等著参考书： 地理信息系统教程，武汉大学出版社，胡鹏等著 地理信息系统（上卷）原理与技术（第二版） / Geographical Information Systems,Volume 1,Principles and Technical Issues,Second Edition, Michael F. Goodchild等地理信息系统（下卷）管理与应用（第二
3、版） / Geographical Information Systems,Volume 2,Management Issues and Applications,Second Edition, Michael F. Goodchild等4ppt课件参考网站参考网站http:/ (3S视讯传媒)http:/ Journal of Geographical Information Science (国际地理信息系统杂志)International Journal of Remote SensingComputers and GeosciencesTransactions in GISGeoInf
4、ormatica测绘学报武汉大学学报（信息科学版）测绘通报6ppt课件相关会议COSIT（Conference on Spatial Information Theory）（空间信息理论会议）计算机科学、认知科学、心理学、机器人科学领域的学者会聚讨论空间信息理论，每两年一次分别在欧洲、北美举行；是公认的GI理论研究的最高权威会议 ACM-GIS（计算机协会ACM关于GIS的学术讨论会）SDH(Spatial Database Handel)（空间数据处理会议）SSD/SSTD（大型时空数据库学术会议）ISPRS （国际摄影测量与遥感）7ppt课件讲授内容提要讲授内容提要第一章地理信息系统概论第
5、一章地理信息系统概论，重点介绍地理信息系统的基本概念、类型、功能、研究内容及发展简史；第二章空间数据模型第二章空间数据模型，阐述空间数据模型的基本概念、介绍场模型、要素模型等基本空间数据模型；第三章空间参照系和地图投影第三章空间参照系和地图投影，简要介绍地球基本要素和地图投影；第四章第四章GISGIS中的数据中的数据，阐述GIS中数据内涵和数据类型，GIS数据质量控制；第五章空间数据获取与处理，第五章空间数据获取与处理，介绍地图数字化等空间数据的获取方法，数据加工处理；8ppt课件讲授内容提要讲授内容提要第六章空间数据管理第六章空间数据管理，重点介绍空间数据的矢量结构、栅格结构及其编码方法，介
6、绍空间数据库、空间索引技术等第七章空间分析：第七章空间分析：包括度量分析、叠置分析、三维分析、缓冲区分析及网络分析等基本基础空间分析以及统计分析和空间分析模型；第八章数字地形模型及地形分析，第八章数字地形模型及地形分析，介绍DEM的概念及建立，讲述DEM的应用及地形分析第九章空间数据表现与地图制图，第九章空间数据表现与地图制图，包括符号、符号化、色彩、注记等地图可视化内容第十章第十章3S3S集成技术，集成技术，与遥感的结合，与全球定位系统、遥感的结合，对GIS的最新发展进行综述9ppt课件考核方式w 课堂表现（出勤、课堂作业）w 课后作业w 考试（闭卷）10ppt课件第一章地理信息系统概述第一
7、章地理信息系统概述本章介绍了地理信息系统的一些最基本的、但又本章介绍了地理信息系统的一些最基本的、但又是非常重要的概念，包括信息、数据、信息系统、是非常重要的概念，包括信息、数据、信息系统、空间数据、空间信息和地理信息系统。有些概念，空间数据、空间信息和地理信息系统。有些概念，如空间信息和空间数据，还将得到进一步的阐述，如空间信息和空间数据，还将得到进一步的阐述，实际上，空间数据也是本书中描述实际上，空间数据也是本书中描述GISGIS功能的核功能的核心。心。 GISGIS既是一项技术，也是一门学科，本章也介绍既是一项技术，也是一门学科，本章也介绍了它的主要研究内容以及与其它学科，如地理学、了它
8、的主要研究内容以及与其它学科，如地理学、地图学、遥感等的关系。地图学、遥感等的关系。本章同时介绍了本章同时介绍了GISGIS的组成、分类、功能、发展的组成、分类、功能、发展历史和展望，这些将在后面的章节中更为详尽地历史和展望，这些将在后面的章节中更为详尽地被描述。被描述。11ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 首先介绍一个地理信息系统应用实例首先介绍一个地理信息系统应用实例, ,之后给出信息与数据，最后阐述信息系之后给出信息与数据，最后阐述信息系统及信息系统的类型。统及信息系统的类型。12ppt课件1. 地理信息系统的概念地理信息系统的概念公园选址辅助决策地理信息系统是集地球科
9、学、信息科学地理信息系统是集地球科学、信息科学与计算机技术为一体的与计算机技术为一体的高新技术高新技术，目前，目前已广泛应用于已广泛应用于资源管理、环境监测、灾资源管理、环境监测、灾害评估、城市与区域规划害评估、城市与区域规划等众多领域，等众多领域，成为社会可持续发展的有效的辅助决策成为社会可持续发展的有效的辅助决策支持工具。支持工具。介绍一个郊游公园选址例子，阐述地理介绍一个郊游公园选址例子，阐述地理信息系统在其中起到的辅助决策作用。信息系统在其中起到的辅助决策作用。13ppt课件1.1 地理信息系统的概念地理信息系统的概念公园选址辅助决策14ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概
10、念公园选址辅助决策郊游公园具体位置的选择需要满足一定的郊游公园具体位置的选择需要满足一定的要求要求： 1）依山傍水，地形有一定起伏，必须）依山傍水，地形有一定起伏，必须靠近天然的小河流；靠近天然的小河流； 2）交通方便，但周围环境较安静，公）交通方便，但周围环境较安静，公园距公路的距离最远不得超过园距公路的距离最远不得超过1.25km，最，最近不得小于近不得小于0.25km； 3）空气新鲜，有一定的植被覆盖率；）空气新鲜，有一定的植被覆盖率； 4）等等其它条件；）等等其它条件；15ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念公园选址辅助决策总结：总结：数据获取数据管理数据处理和分析方案输
11、出地理信息系统是解决空间问题的有效的辅辅助决策支持工具助决策支持工具。目前，地理信息系统还不能完全代替最终决策者。16ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据从公园选址辅助决策公园选址辅助决策的例子可知，认识地理信息系统首先会接触到信息信息与数据数据这两个名词。（一）（一） 信息信息1、定义、定义：信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。2、特性、特性：1）客观性）客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精
12、确度的保证；17ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据2）适用性：）适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。种类是不同的。信息系统将地理空间的巨大数据流信息系统将地理空间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的；这是由建立信息系统的明确目的性所决定的；3）传输性：）传输性：信息可在信
13、息发送者和接受者之间进行信息可在信息发送者和接受者之间进行传输传输,信息的传输网络信息的传输网络，被形象地称为，被形象地称为“信息高速公信息高速公路路”。4）共享性：信息与实物不同，）共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用信息可传输给多个用户，为用户共享户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。并发应用提供可能性。18ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据(二二) 数据数据 指输入到计算机并能被计算机进行处理指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号
14、、声音、图像等的数字、文字、符号、声音、图像等符号符号。数据是对客观现象的表示，数据是对客观现象的表示，数据本身并没数据本身并没有意义有意义。数据的格式往往和具体的计算机。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。改变。19ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据(三三) 两者关系两者关系 有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然。其实不然。数据是信息的数据是信息的表达、载体表达、载体，信息是数据，信息
15、是数据的的内涵内涵，是，是形形与与质质的关系。的关系。只有数据对实体行为产只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。成为信息。 例如独立的例如独立的“1”、“0”均无意义。当它表示某实均无意义。当它表示某实体在某个地域内存在与否，它就提供了体在某个地域内存在与否，它就提供了“有有”“”“无无”信息；当用它来标识某种实体的类别时，它就提供信息；当用它来标识某种实体的类别时，它就提供了特征码信息了特征码信息20ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理
16、数据可以把数据比作原材料，可以把数据比作原材料，而信息是对原材料处理而信息是对原材料处理的结果。如同一个木匠，的结果。如同一个木匠，在一些工具的帮助下，在一些工具的帮助下，可以把木材做成有用的可以把木材做成有用的家具。同样，计算机专家具。同样，计算机专业人员应用计算机的硬业人员应用计算机的硬件和软件把原始数据转件和软件把原始数据转换成信息。这种转换过换成信息。这种转换过程可用右图说明。程可用右图说明。 21ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据(四四) 地理信息地理信息 定义：定义：地理信息是指与研究对象的空间地理
17、信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息地理分布有关的信息,它表示地理系统诸它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总系和变化规律的图、文、声、像等的总称。称。22ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据 2、特性：、特性：1）地域性：地理信息属于空间信息，位置）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系。的识别与数据相联系。2）多维结构：在二维空间编码基础上，实）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，
18、为地现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。提供方便。3）时序特征：时空的动态变化引起地理信）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。息的属性数据或空间数据的变化。23ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.1信息、数据、地理信息与地理数据信息、数据、地理信息与地理数据（五）地理数据（五）地理数据定义：定义：地理特征和地理特征和现象间关系的符号现象间关系的符号化描述化描述空间位置空间位置属性特征属性特征时态特征时态特征24ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.
19、2信息系统信息系统(Information System)及其类型及其类型(一一) 信息系统信息系统 信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。它能对数据和信息进行程提供有用的信息。它能对数据和信息进行采集、采集、存储、加工和再现存储、加工和再现，具有采集、管理、分析和表达，具有采集、管理、分析和表达数据的能力。主要由数据的能力。主要由计算机硬件计算机硬件软件软件数据数据用户用户四大要素组成。四大要素组成。25ppt课件1.地理信息系统的概念地理信
20、息系统的概念 1.2信息系统信息系统(Information System)及其类型及其类型26ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.2信息系统信息系统(Information System)及其类型及其类型(二二)信息系统的类型信息系统的类型信息的需要完全取决于管理的层次，一般在组织中将信信息的需要完全取决于管理的层次，一般在组织中将信息系统分成三个管理层次：操作层（底层）、战术层息系统分成三个管理层次：操作层（底层）、战术层（中间层）和战略层（顶层）。（中间层）和战略层（顶层）。 分析模型专家系统决策支持系统外部信息附加事实规则事务处理系统管理信息系统内部信息27ppt课
21、件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.2信息系统信息系统(Information System)及其类型及其类型1）事物处理系统（）事物处理系统（Transaction Process System ，TPS）主要用以支持操作层人员的日常活动。它主要负责处理日常事务。2）管理信息系统（）管理信息系统（Management Information System ，MIS）需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。28ppt课件1.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.2信息系统信息系统(Information System)及其
22、类型及其类型3）决策支持系统（）决策支持系统（Decision Support System ，DSS）能从管理信息系统中获得信息，帮助管理者制定好的决策。该系统是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。4）人工智能和专家系统）人工智能和专家系统 （Expert System ,ES）是能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。专家系统扩大了计算机的应用范围，使其从传统的资料处理领域发展到智能推理上来。MIS能提供信息帮助制定决策，DSS能帮助改善决策的质量，专家系统应用智能推理制作决策并解释理由。29ppt课件专家系统知识库推理机解释系统用户接口知识获取30ppt课件1
23、.地理信息系统的概念地理信息系统的概念 1.2信息系统信息系统(Information System)及其类型及其类型31ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统(一一)地理信息系统的定义地理信息系统的定义地理信息系统（地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种）是一种决策支持系统决策支持系统，它，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过处理的信息是经过地理编码地理编码的，地理位置
24、的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。检索的重要部分。 32ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统不同领域、不同专业对不同领域、不同专业对GIS的的理解不同理解不同，目前，目前没有没有完全统完全统一的被普遍接受的定义：一的被普遍接受的定义：1)Goodchild把把GIS定义为定义为“采集、存贮、管理、分析和采集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统显示有关地理现象信息的综合系统”。 2)俄罗斯学者也把俄罗斯学者也把GIS定义为定义为“一种解决各种复杂的地理一种解决各种复杂的
25、地理相关问题，以及具有内部联系的工具集合相关问题，以及具有内部联系的工具集合”。 3)美国国家地理信息与分析中心给出的定义：美国国家地理信息与分析中心给出的定义：“GIS为了为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统计算机化的数据库管理系统”。 4)英国教育部认为：英国教育部认为：“GIS是一种获取、存储、检索、操是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统作、分析和显示地球空间数据的计算机系统”。33ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统这些定义
26、，有的侧重于这些定义，有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强的技术内涵，有的则强调调GIS的应用功能。为了能更具体地认识和真正了的应用功能。为了能更具体地认识和真正了解解GIS的概念，这里推荐美国联邦数字地图协调委的概念，这里推荐美国联邦数字地图协调委员会员会(FICCDC)关于关于GIS的定义。该定义认为的定义。该定义认为“GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题规划和管理
27、问题”。34ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统地理信息系统术语（地理信息系统术语（GIS）北美、欧洲：北美、欧洲：Geographical Information System加拿大：加拿大：Geomatigue中国：中国：Resource and Environmental Information System技术内涵：技术内涵：Geo-relational Information System信息科学：信息科学：Spatial Information System应用类型：应用类型：Natural Resources Information
28、 System Land Information System Transportation Geographical Information System地学应用：地学应用： GeoScience专业杂志：专业杂志：Geographical Information Science(英国英国) Geo-Information System （德国）（德国）35ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统GIS中中“S”含义的演变：含义的演变：System：系统（技术）：系统（技术）技术层面，强调对地理数据的管理和分析技术层面，强调对地理数据的管理和分析S
29、cience：科学（：科学（GIScience） 广义上的地理信息系统，一个科学体系广义上的地理信息系统，一个科学体系 Service：服务（：服务（GISservice）从技术型研究型向服务层面转移从技术型研究型向服务层面转移本课程将地理信息系统限制在技术层面，从系统的本课程将地理信息系统限制在技术层面，从系统的角度进行角度进行GIS基本理论和技术方法的阐述。基本理论和技术方法的阐述。36ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.1地理信息系统地理信息系统(二二)地理信息系统和地理信息系统和4M对于地理学家、城市规划人员、资源管理者等使对于地理学家、城市规划人员、资源管理者等
30、使用地理信息的人们而言，他们观察并量测用地理信息的人们而言，他们观察并量测（Measure）环境参数，并制作地图（）环境参数，并制作地图（Map）描）描述了地球的特征；他们监测（述了地球的特征；他们监测（Monitor）周围环境）周围环境的变化，对影响环境的过程和活动建立模型的变化，对影响环境的过程和活动建立模型（Model）。这四项活动（）。这四项活动（4M），通过应用），通过应用GIS技术，都可以得到改善和提高。技术，都可以得到改善和提高。37ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.2地理信息系统的类型地理信息系统的类型地理信息系统按其内容可以分为三大类：地理信息系统按其
31、内容可以分为三大类：专题地理信息系统（专题地理信息系统（Subject GIS）：是具有有限目标和：是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务，专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务，如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。统、环境管理信息系统等。 区域地理信息系统（区域地理信息系统（Regional GIS）：主要以区域综合：主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级研究
32、和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县级等。或县级等。 地理信息系统工具地理信息系统工具(GISTools）：它是一组具有图形图：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。等地理信息系统基本功能的软件包。38ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.3地理信息系统和其它信息系统区别地理信息系统和其它信息系统区别GIS有别于有别于DBMS（数据库管理系统），（数据库管理系统），GIS具有以具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，某种选定的方式对空间数据进行
33、解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含必须包含DBMS。GIS有别于有别于MIS（管理信息系统），（管理信息系统），GIS要对图形数要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬的软硬件设备要复杂、系统功能要强；件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，
34、图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的和地理信息的MIS不一定就是不一定就是GIS，MIS在概念上更在概念上更接近接近DBMS。39ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.3地理信息系统和其它信息系统区别地理信息系统和其它信息系统区别GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信
35、息，它只是析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据的一个数据源。源。GIS有别于有别于CAD/CAM：管理了图形数据和非空间：管理了图形数据和非空间属性数据的系统不一定是属性数据的系统不一定是GIS，如计算机辅助设计，如计算机辅助设计(Computer Adided Design，)，计算机辅助制，计算机辅助制图图(Computer Adided Map，)。40ppt课件41ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成 一个实用的一个实用的GIS系统，系统，要支持对空间数据的采要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、集、管理、处理、
36、分析、建模和显示等功能；建模和显示等功能；基本组成一般包括以下基本组成一般包括以下四个主要部分：空间数四个主要部分：空间数据、系统软件、系统硬据、系统软件、系统硬件、应用人员件、应用人员。数据GIS软件硬件人员42ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成43ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成硬件硬件计算机硬件系统是计算机系统中的实际物计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是的、机械
37、的、光的元件或装置，是GIS的的物理外壳。物理外壳。 44ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成硬件硬件 GISGIS 专用外设设备专用外设设备 计算机 屏幕 键盘 鼠标器 标准的计算机外围设备标准的计算机外围设备 网络 数字化仪 解析测图仪 遥感图像 处理系统 测绘仪器 扫描仪 硬盘 磁带机 打印机 绘图仪 45ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成软件软件GIS软件是系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和图形用户界面(GUI)等。
38、按照其功能分为：GIS专业软专业软件件，数据库软件数据库软件，系统管理软件系统管理软件等，其层次结构：46ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成软件软件47ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成软件软件(一一)GIS专业软件专业软件GIS专业软件一般指具有丰富功能的通用GIS软件，它包含了处理地理信息的各种高级功能，可作为其他应用系统建设的平台。其代表产品有ARC/INFO、MGE、MAPINFO、MAPGIS、GEOSTAR等。它们一般都包含有以下的主要核心模块：数据输入和编辑
39、、空间数据管理、数据输数据输入和编辑、空间数据管理、数据输出、用户界面、系统二次开发能力。出、用户界面、系统二次开发能力。48ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成软件软件(二二)数据库系统数据库系统数据库软件除了在数据库软件除了在GIS专业软件中用于支持复杂专业软件中用于支持复杂空间数据的管理软件以外，还包括服务于以非空空间数据的管理软件以外，还包括服务于以非空间属性数据为主的数据库系统，这类软件有：间属性数据为主的数据库系统，这类软件有：ORACLE，SYBASE，INFORMIX，DB2，SQL Server,Ingress等。它
40、们也是等。它们也是GIS软件的重要组成软件的重要组成部分，而且由于这类数据库软件具有快速检索、部分，而且由于这类数据库软件具有快速检索、满足多用户并发和数据安全保障等功能，目前已满足多用户并发和数据安全保障等功能，目前已实现在现成的关系型商业数据库中存储实现在现成的关系型商业数据库中存储GIS的空的空间数据，例如间数据，例如SDE(Spatical Database Engine)就是就是最好的解决方案。最好的解决方案。49ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成软件软件(三三)系统管理软件系统管理软件系统管理软件主要指计算机操作系统，当
41、今使用系统管理软件主要指计算机操作系统，当今使用的操作系统有：的操作系统有： Windows系列、系列、 UNIX，LINUX等。它们关系到等。它们关系到GIS软件和开发语言使用的有效软件和开发语言使用的有效性，因此也是性，因此也是GIS软硬件环境的重要组成部分。软硬件环境的重要组成部分。50ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成空间数据空间数据空间数据是空间数据是地理信息的载体地理信息的载体，是地理信息系统的是地理信息系统的操作对象操作对象，它具体描述地理实体的空间特征、属它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。性特征和时间
42、特征。空间特征空间特征是指地理实体的空是指地理实体的空间位置及其相互关系；间位置及其相互关系；属性特征属性特征表示地理实体的表示地理实体的名称、类型和数量等名称、类型和数量等；时间特征时间特征指实体随时间而指实体随时间而发生的相关变化。发生的相关变化。 根据地理实体的空间图形表示形式，可将空间根据地理实体的空间图形表示形式，可将空间数据抽象为点、线、面三类元素，它们的数据表数据抽象为点、线、面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量和栅格两种组织形式，分别称为达可以采用矢量和栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构矢量数据结构和和栅格数据结构栅格数据结构。51ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信
43、息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成空间数据空间数据栅格结构矢量结构空间位置空间位置空间关系空间关系属性信息属性信息52ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成人员人员GIS应用人员主要包括应用人员主要包括系统开发、系统管理系统开发、系统管理和使用人员和使用人员，他们的业务素质和专业知识他们的业务素质和专业知识是是GIS工程及其应用成败的关键工程及其应用成败的关键系统开发系统开发系统管理系统管理使用人员使用人员 53ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成应用模型
44、应用模型GIS应用模型的构建和选择也是系统应用成败至关重要的应用模型的构建和选择也是系统应用成败至关重要的因素。虽然因素。虽然GIS为解决各种现实问题提供了有效的基本工为解决各种现实问题提供了有效的基本工具，但对于某一专门应用目的的解决，必须通过构建专具，但对于某一专门应用目的的解决，必须通过构建专门的应用模型。门的应用模型。土地利用适宜性模型土地利用适宜性模型选址模型选址模型洪水预测模型洪水预测模型人口扩散模型人口扩散模型森林增长模型森林增长模型水土流失模型水土流失模型最优路径模型最优路径模型54ppt课件55ppt课件1.2 地理信息系统的组成地理信息系统的组成五、应用模型五、应用模型56
45、ppt课件2.地理信息系统及其类型地理信息系统及其类型2.4地理信息系统的构成地理信息系统的构成应用模型应用模型显然，显然，应用模型是应用模型是GIS与相关专业连接的与相关专业连接的纽带纽带，它的建立绝非是纯数学或技术性问，它的建立绝非是纯数学或技术性问题，而必须以坚实而广泛的专业知识和经题，而必须以坚实而广泛的专业知识和经验为基础，对相关问题的机理和过程进行验为基础，对相关问题的机理和过程进行深入的研究，并从各种因素中找出其因果深入的研究，并从各种因素中找出其因果关系和内在规律，有时还需要采用从定性关系和内在规律，有时还需要采用从定性到定量的综合集成法，这样才能构建出真到定量的综合集成法，这
46、样才能构建出真正有效的正有效的GIS应用模型。应用模型。57ppt课件三种三种GIS观观地图观：地图观点的定义侧重于制图有关的地图观：地图观点的定义侧重于制图有关的内容，因此内容，因此GIS被视为一个地图分析与处理系统被视为一个地图分析与处理系统数据库观：数据库观点的数据库观：数据库观点的GIS定义则侧重于数定义则侧重于数据库设计与实现的完美性，一个复杂的数据库据库设计与实现的完美性，一个复杂的数据库管理系统被视为管理系统被视为GIS不可分割的一部分不可分割的一部分空间分析观：持空间分析观点的定义侧重于空间分析观：持空间分析观点的定义侧重于分析和建模，分析和建模，GIS被视为一门空间信息科学而
47、不被视为一门空间信息科学而不仅是一门技术。仅是一门技术。 58ppt课件3. 地理信息系统的功能概述地理信息系统的功能概述由计算机技术与空间数据相结合而产生的由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一这一高新技术，包含了处理信息的各种高级功能，但高新技术，包含了处理信息的各种高级功能，但是它的基本功能是数据的是它的基本功能是数据的采集、管理、处理、分采集、管理、处理、分析和输出析和输出。GIS依托这些基本功能，通过利用空间依托这些基本功能，通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集成技术、二次开发环境等，演绎出丰富多数据集成技术、
48、二次开发环境等，演绎出丰富多彩的系统应用功能，被广泛地应用于资源管理、彩的系统应用功能，被广泛地应用于资源管理、区域规划等领域，满足用户的广泛需求。区域规划等领域，满足用户的广泛需求。59ppt课件GIS的基本功能的基本功能w 输入输入w 查询查询w 编辑编辑w 分析分析w 输出输出60ppt课件GIS基本功能的实现过程基本功能的实现过程文件图表文件图表数据获取数据获取 原始数据原始数据存储检索存储检索空间查询空间查询空间分析空间分析数据编辑数据编辑投影变换投影变换数据输出数据输出 制图、表格制图、表格 交互展示交互展示 结构化数据结构化数据空间空间数据库数据库61ppt课件3. 地理信息系统
49、的功能概述地理信息系统的功能概述一、数据采集与编辑一、数据采集与编辑地理信息系地理信息系统的数据通统的数据通常抽象为不常抽象为不同的专题或同的专题或层层62ppt课件3. 地理信息系统的功能概述地理信息系统的功能概述一、数据采集与编辑一、数据采集与编辑数据采集编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺数据采集编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为序转化为X、Y坐标及对应的代码输入到计算机中坐标及对应的代码输入到计算机中63ppt课件3. 地理信息系统的功能概述地理信息系统的功能概述二、数据处理和变换二、数据处理和变换 数据处理的任务和操作内容有：数据处理的任务和操作内容有：1)数据变换数据
50、变换：指对数据从一种数学状态转换为另：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；尺缩放、误差改正和处理等；2)数据重构：数据重构：指对数据从一种几何形态转换为另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；压缩、结构转换等；3)数据抽取数据抽取：指对数据从全集合到子集的条件提：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、布尔提取和空间取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。内插等。64pp
