1、地理信息系统概论地理信息系统概论课程大纲地理信息系统的概念与原理地理信息系统的构成地理信息系统的作用地理信息系统的数据结构地理信息系统的效益评估方法地理信息系统的历史与发展趋势地理信息系统的基本概念与原理地理信息系统的基本概念与原理地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。GIS的定义的定义1。历史定义：地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。地理信息系统从外部看，它表现为计算机软硬件系统，其
2、内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的高度信息化的地理系统。信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真，地理学家可以在GIS的支持下，提取地理系统的不同侧面、不同层次的空间和时间特征信息，也可以快速模拟自然过程的演变和思维过程，取得地理预测和实验的结果，选择优化方案，避免错误的决策。2。现代定义：地理信息系统是空间数据的管理系统。地理信息系统之要义空间数据空间数据属性数据属性数据空间数据和属性数据的综合体能让你轻易找到工业园能让你轻易找到工业园5英里内英里内和和20年以上年轮属性的所有桥梁年以上年轮属性的所有桥梁GIS的数据采集功能用
3、于大型用于大型GIS工程工程 应用领域：应用领域：测绘测绘 勘测勘测 规划规划 土地土地 交通交通 管线管线 农林农林 水利水利 环保环保 油田油田 地质地质 军事军事GIS可以做什么可以做什么 数据管理数据管理GIS可以做什么可以做什么 管理海量数据管理海量数据GIS可以做什么可以做什么 浏览浏览查询查询GIS可以做什么？可以做什么？专业性分析专业性分析GIS可以做什么？可以做什么？路径分析路径分析GIS可以做什么可以做什么 地图整饰地图整饰GIS可以做什么？可以做什么？动态分段动态分段GIS可以做什么可以做什么 断面分析断面分析GIS可以做什么可以做什么 格网分析格网分析GIS可以做什么可
4、以做什么 生成数字地面模型生成数字地面模型 三维地下体分析三维地下体分析GIS可以做什么可以做什么人人系统实现系统实现模型实现模型实现数据实现数据实现GIS技术技术学科学科1.项目项目GIS2.部门部门GIS3.企业企业GIS4.社会社会GISGIS的组成与发展阶段的组成与发展阶段逻辑维逻辑维知识维知识维时间维时间维GIS 三维结构三维结构明确目标明确目标系统分析系统分析资料收集资料收集系统优化系统优化指标设计指标设计决策制定决策制定系统综合系统综合计划实施计划实施逻辑维计算机科学计算机科学城市科学城市科学地理学地理学信息论信息论测绘遥感学测绘遥感学应用数学应用数学环境科学环境科学管理科学管理
5、科学知识维时间维意向阶段意向阶段系统开发设计系统开发设计研究阶段研究阶段规划阶段规划阶段调查阶段调查阶段调查研究阶段调查研究阶段安装阶段安装阶段总体方案研究阶段总体方案研究阶段运行阶段运行阶段GIS的相关学科地理学GIS遥感技术摄影测量学数学和统计学制图技术计算机科学专家系统计算机图形学计算机辅助设计数据库技术软件工程GIS应用的构成GIS的构成硬件：计算机、外设、网络设备软件：计算机系统软件 地理信息系统软件 应用分析软件GIS的主要应用程序及与硬件的关系的主要应用程序及与硬件的关系 输入、数据采集输入、数据采集（数字化仪、扫描仪数字化仪、扫描仪）建库、数据管理建库、数据管理（服务器、工作站
6、服务器、工作站）查询、空间分析（查询、空间分析（服务器、工作站服务器、工作站）决策支持、上网决策支持、上网（服务器、工作站、服务器、工作站、）制作专题图制作专题图（服务器、工作站）服务器、工作站）输出输出（绘图仪绘图仪）空间数据结构 点 线 面 集合 构造适用坐标 对坐标量无 限制矢量数据栅格数据南南川川市市 李李渡渡区区 长长寿寿县县 垫垫江江县县 渝渝中中区区 丰丰都都县县 彭彭水水苗苗族族土土家家族族自自治治县县 南南岸岸区区 沙沙坪坪坝坝区区 江江北北区区 九九龙龙坡坡区区 大大渡渡口口区区 巴巴南南区区 江江津津市市 隆隆昌昌县县 安安岳岳县县 潼潼南南县县 大大足足县县 荣荣昌昌县
7、县 永永川川市市 武武胜胜县县 合合川川市市 渝渝北北区区 邻邻水水县县 石石柱柱土土家家族族自自治治县县 忠忠县县 武武隆隆县县 华华蓥蓥市市 铜铜梁梁县县 璧璧山山县县 北北碚碚区区 双双桥桥区区 0.07.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km区区县县区区划划图图河河流流机机场场区区县县界界线线主主要要公公路路县县区区政政府府驻驻地地西西苑苑颐颐和和园园西西北北望望玉玉泉泉山山卧卧佛佛寺寺香香山山八八大大处处西西郊郊机机场场黄黄庄庄五五里里坨坨BEIJING1.BMP北京街区铁路水域城区边界Labels of 主要地名主要地名矢量图 栅格图空间数据SDO_GIDSDO_CODE
8、SDO_MAXCODE1013T2T2FFFF匜10131013T320T302T320FF匜T302FF匜 每个特征都由贴片索引 基于树型结构 存储在 B+树型索引 索引点、线、面 支持通过SQL大数据量的读取及存储GIS的应用领域GIS的现状（应用领域）的现状（应用领域）1、基础空间数据建设部门、基础空间数据建设部门 传统的建设和应用传统的建设和应用GIS的部门，有近的部门，有近15年的数据建设历史年的数据建设历史基于计算机和网络的应用，相互间无共享机制，数据不对公基于计算机和网络的应用，相互间无共享机制，数据不对公众公开。数据格式多样化。空间与属性相关的数据分离存储。众公开。数据格式多样
9、化。空间与属性相关的数据分离存储。2、市政设施部门、市政设施部门 均为工程应用部门。设备数据库、空间数据库。均为工程应用部门。设备数据库、空间数据库。3、公众服务部门，近、公众服务部门，近5年开始进行信息化建设。年开始进行信息化建设。4、金融服务部门，部分数据库具有空间特征。、金融服务部门，部分数据库具有空间特征。5、社会经济部门，多数数据库不具备空间属性。、社会经济部门，多数数据库不具备空间属性。GIS用户主要分布的行业用户主要分布的行业空间基础数据建设部门：勘测测绘、遥感等城市市政管理部门：规划、土地、房地产、市政水电气能源部门：石油、天然气、地质自然利用：农林、水利、环保公众服务部门：公
10、安、消防、紧急救援金融服务部门：银行、保险社会经济部门：统计局、信息中心GIS的效益评估方法1、直接效益：软件效益、工程效益、服务效益2、间接效益：科学决策效益、快速决策效益成本时间手工操作计算机管理GIS的实践效益的实践效益GIS项目的投资情况分析项目的投资情况分析 GIS 应用产业的利润的主要来源存在于整个工程项目的过程中，一个工程项目对开发商来说大体的利润来源可以从下列项目过程获取：占整个项目的百分比 30%20%20%15%15%开发商可获取的利润比 10%5%30%100%35%根据一份调查资料表明，1990 年我国软件销售额只有 2.2 亿元，1998 年提高到约 150亿元。近几
11、年系统集成商获得的利润当中将有 50%来自于应用软件的销售。数 据 采 集与建库硬件集成GIS 软件销售培 训 咨询服务应 用 系统开发地理信息系统是IT的支柱性产业Row Locking地理信息系统（GIS）的传统挑战 孤立的、各自为政的部门 专有的 数据,程式化的编程语言 昂贵的 软硬件平台 工具使用的艰难地理信息系统（GIS）的发展趋势 向非GIS用户发送空间数据 方便地在你更大的信息系统中集成空间信息 维护 准确的、无缝连接的实时数据 提供 快速的数据接入 GIS走向网络化 GIS、GPS、RS一体化 GIS工程化 Tools (工具工具)Centralized (集中式集中式)Sta
12、ndalone (孤立的孤立的)GIS Data (GIS数据数据)Mapping System Legacy data migration Isolated spatial analysis Integrated technology Distributed (分布式分布式)Embedded (嵌入式的嵌入式的)Spatially enabled data Database System Legacy data access Enterprise spatial analysisGIS的发展趋势：的发展趋势：从专业应用从专业应用融入融入IT 潮流潮流(制图系统制图系统)(现有数据的转换现有数
13、据的转换)(现有数据的访问现有数据的访问)(数据库系统数据库系统)(空间相关的数据空间相关的数据)（基于集成技术）（基于集成技术）(独立的空间分析独立的空间分析)(企业级的空间分析企业级的空间分析)GIS的发展趋势：的发展趋势：OPEN GIS15方大科技方大科技GIS的发展方向的发展方向-开放的开放的 GIS目标目标多源数据的集成与分析多源数据的集成与分析无需转换，无需转换，GIS应用能与任何应用能与任何GIS数据格式进行连接和相互集成数据格式进行连接和相互集成目标目标多源数据的集成与分析多源数据的集成与分析无需转换，无需转换，GIS应用能与任何应用能与任何GIS数据格式进行连接和相互集成数
14、据格式进行连接和相互集成GIS的发展趋势：的发展趋势：超图空间数据仓库超图空间数据仓库无中间件无中间件C CH HI IN NA A_ _I ID DG Ge eo om me et tr ry y市市名名面面积积总总人人数数G Ge eo oM Me et tr ry y_ _S S650101 长二进制数据乌鲁木齐 12855 21332921vp数字地球与数字地球与GIS 数字地球就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识。数字城市是数字地球的具体实现。巨大的数字地球由下列体系组成：数据采集与更新体系 数据处理与储存体系 信息提取与分析体系 数据与信息传播体系 数据库体系 网络
15、体系 应用模型体系 专用软件体系 标准与互操作体系数字地球与数字地球与GIS数字地球需要的新理论和技术：数字地球需要的新理论和技术：数据获取与更新（数据源、空间数据的采集与数据库）数据获取与更新（数据源、空间数据的采集与数据库）网络、计算机硬件、数据与信息传播网络、计算机硬件、数据与信息传播 数据处理、储存、数据库、信息提取与分析数据处理、储存、数据库、信息提取与分析 GIS互操作技术、虚拟现实技术、互操作技术、虚拟现实技术、WEB GIS技术等技术等主要的主要的GIS产品供应商产品供应商ESRI19%Intergraph20%Landmark Graphics11%Siemens Nixdo
16、rf Info systeme9%Smallworld Systems4%Autodesk6%Bentley Systems4%MapInfo4%Other23%DataQuest 1997 GIS Market Share Worldwide,S/W Only,All Operating SystemsSource:DataQuest,Dec.1998INTERGAPHESRIAutoDeskBSISmallworldMapInfoSeimensLandmarkOtherDeLorme,Maptitude,Precision Mapping,etc.GIS的现状（软件领域）的现状（软件领域）
17、主要的主要的GIS产品供应商产品供应商INTERGRAPHESRIAutoDeskMapInfoSimensMapGISGeoStar RDBMS(NT or UNIX)数据服务器数据服务器GIS Office (Client 1)GeoMedia Professional(Client n)InternetInternet ExplorerNetscapeorGeoMedia Web Map +RDBMS(NT Server)Web 服务器服务器IntranetGeoMedia GeoMediaProfessionalGeoMediaGeoMedia Network客户端的浏览查询（客户端的
18、浏览查询（规划，管线，交通，社会经济信息等查询规划，管线，交通，社会经济信息等查询）各专业的各专业的分析应用分析应用数据更新，编辑及制图数据更新，编辑及制图GeoVec Office (Client n)GeoVec Office (Client 1)数据采集，建库数据采集，建库（地形管网及规划图纸扫描矢量化）地形管网及规划图纸扫描矢量化）市区规划管理系统市区规划管理系统地下管线管理系统地下管线管理系统道路交通管理系统道路交通管理系统(Client 1)(Client 2)(Client n)(Client n+1)GeoVec Office Client n)GIS数据库的管理数据库的管理M
19、TA三维地形分析三维地形分析 超过 70%的GIS项目资金用于数据采集和数据管理 数据库是GIS最主要的资产从上可知：地理信息系统首先是一个数据库解决方案,其次才是 一个地理化应用 来自Harlow 报告真正的数据库问题实现空间数据仓库的目标RecordsSpatial为他人传送数据的需要如何与如何与GIS的用户沟通的用户沟通1、了解他们的真正需求（需求软件的功能、解决方案的成效、了解他们的真正需求（需求软件的功能、解决方案的成效、其它）其它）2、了解用户的、了解用户的GIS应用背景（客户现有的数据情况、对数据应用背景（客户现有的数据情况、对数据库的要求、库的要求、GIS的应用情况）的应用情况）3、了解客户做项目的方式、了解客户做项目的方式4、了解客户的项目投资情况、了解客户的项目投资情况5、了解客户的项目与技术决策人、了解客户的项目与技术决策人
