GIS技术在物流行业中的应用林荫铁轨高速公路我们面临的问题
如何科学和合理地部署我的配送网点？
如何评估我的配送网点的成本和效益？
如何规划和实施我的最优配送计划表？
如何随时跟踪我配送货物的状态？
如何实时监控和调度我的配送车辆？
更多的如何 …
第七章 GIS技术
地理信息系统 （ GIS）
Geographic Information System
关键词,
地理信息系统地理信息 信息系统地理 信息 系统计算机技术第一节 GIS基本概念
1.关于地理信息
地理信息：
指人对地理现象的感知，其内容包括地理系统诸要素的分布特征、数量、质量、
相互联系和变化规律等。
地理信息的特征,P218
区域性、多维性、动态性
2、关于地理信息系统
GIS的定义、特点地理信息系统就是具有 采集,存储,
查询,分析,显示和 输出 地理数据的功能，
为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统是一种以 地理坐标为骨干 的信息系统。
空间信息系统
GIS 使用的工具,计算机软、硬件系统。
GIS 研究对象,空间物体的地理分布数据及属性；
GIS 数据建立过程,采集,存储,查询,
分析,显示和 输出 。
GIS 的主要作用,将 表格型数据 转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。
查询分析存储 显示采集输出
GIS 功能现实世界街道房屋客户数据采集
480585.5,3769234
483194.1,3768432
485285.8,3768391
484327.3,3768565
483874.7,3769823
Coordinates
Paper maps Digital data
GPS
GIS
Data
X,Y X,Y X,Y
X,Y
实体
X,Y
Rows
Columns
数据存储
矢量格式
–实体的表示是不连续
栅格格式
–使用方格来模拟实体查询
查找一个指定的要素
基于条件查找要素人口数大于 300,000
Which parcels are within 50 feet of the road?
Well type Drilled
Building owner Smith
Soil type Sandy
分析
相邻
叠加
网络地图图表显示文本文档影象输出
Internet纸图
GIS
Data
地理信息系统的发展历史
50-60年代，计算机辅助制图
70年代，大型机上的科学计算软件
80年代,PC机的应用推进了 GIS的普遍应用
90年代，网络和互联网的发展为 GIS提升了应用水平
趋势：模型化和无缝计算二,GIS的类型
（一） 工具型 GIS
– 地理信息系统开发平台或外壳
– 供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台。
（二） 应用型地理信息系统
– 根据用户的需求和应用目的而设计的一种解决一类或多类实际应用问题的 GIS
– 解决地理空间实体及空间信息的分布规律、分布特征及相互依赖关系的应用模型和方法。
应用型地理信息系统
专题地理信息系统 （ Thematic GIS）
– 具有有限目标和专业特点的 GIS，为特定的目的服务。
区域地理信息系统 （ Regional GIS）
– 区域综合研究 和 全面信息服务 为目标。
系统软件系统硬件空间数据 用户三,GIS的 组成和功能三,GIS的 组成和功能
1.硬件环境主机键盘显示器数字化仪扫描仪打印机绘图仪制版印刷
RS数据处理器解析测图仪数字摄影测量仪器
（一） GIS的组成
GIS的组成 —硬件 —基本配置输入设备专用设备常规设备
GPS
全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机
GIS的组成 —硬件 —应用模式单机模式,
由基本外设、处理 设备和输出设备构成
适用于小型 GIS建设
数据传输与资源共享不方便
GIS的组成 —硬件 —应用模式局域网模式,
部门或单位内部
GIS建设
专线连接
资源共享较方便输 出 用户组 1
输 入
……
GIS中央数据库与网管
Intranet
用户组 n
GIS的组成 —硬件 —应用模式广域网模式,
用户分布地域广泛，不适合专线连接
公共通讯连接
资源共享方便
局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接输入
GIS中央数据库
（服务器）
图象处理系统局域网用户组输出多媒体 系统用户 用户主 干 网
Internet
2,软件环境
计算机系统软件
地理信息系统应用软件
GIS开发软件矢量型 栅格型
ARC / INFO
MapInfo
MAPGIS
ERDAS
IDRISI
ErMapper
三,GIS的 组成和功能
GIS的组成 —软件结构操作系统
（系统调用、设备运行、网络等）
系统库
（编程语言、数学库等）
标准软件
（图形、数据库等）
GIS基本功能软件
GIS应用软件用户界面
GIS软件基础软件系统软件
GIS
GIS的组成 —软件 —系统软件系统软件 主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有 DOS,Windows98/Nnt/2000/XP,UNIX
等。系统软件关系到 GIS软件和开发语言使用的有效性，是 GIS软硬件环境的重要组成部分。
GIS的组成 —软件 —基础软件数据库软件 用来管理空间数据，包括图形数据和属性数据。流行数据库软件主要有 Oracle,Sybase,Informix、
DB2,SQL Server,Ingress等。目前 GIS软件中采用商用数据库管理属性数据，一个有发展前景的模型是面向对象数据模型，可实现图形和属性数据的联合管理。 Oracle、
Informix,Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而 ESRI公司的 SDE（ Spatial Database Engine）
也是基于关系数据库的空间数据管理平台。
图形平台 某些 GIS软件中图形处理平台。如 AutoDesk公司开发的基于 AutoCAD的 AutoMap GIS软件,Intergraph公司的基于 MicroStation的 MGE GIS软件
Mapinfo软件简介
MapInfo的基本功能
①数据录入
②数据显示
③数据分析
④数据输出
Mapinfo软件简介
MapInfo的一个重要概念－－地图图层
MapInfo文件组成
MapInfo是以表的形式来组织信息的，每一个表都是一组 MapInfo文件，这些文件组成了地图文件和数据库文件。
一个典型的 MapInfo表将由下列文件构成
① tab文件,描述表的数据结构
② dat（ dbf/xls/bmp/tif） 文件：属性数据
③ map文件：描述图形对象
④ id文件：图形对象文件的索引，用于连接数据和图形对象。
3,GIS的组成 —空间数据
GIS的操作对象为空间数据
空间数据特征：几何、属性、
时间数据；
空间数据组织：矢量结构、栅格结构；
空间数据管理：
几何数据：文件属性数据：关系数据库
4,GIS的组成 —管理人员咨询管理信息管理数据整理
GIS的开发是以人为本的系统工程。
业务素质与专业知识是 GIS工程及应用成功的关键。
不但对 GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。
技术培训、硬件维护与更新、
系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。
空间信息的综合分析方法，即常说的应用模型。
在对专业领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上 总结出的规律的表示 。
5,GIS的组成 —方法
(二 ) GIS的功能 —基本功能（核心问题）
位置（ Locations）
条件（ Conditions）
趋势（ Trends）
模式（ Patterns）
模型（ Models）
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —位置
某个特定位置有什么？
几何查属性
例：国家属性查询
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —条件
满足给定条件的地理对象分布
属性查位置
例：客户分布
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —趋势
地理对象随时间的变化
例：人口变化趋势
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —模式
空间对象的分布模式问题
揭示空间对象的空间关系
例：商业服务竞争
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —模型
解决问题方案
基于模型的
例：公园选址
(二 ) GIS的功能 —基本功能实现 P222
文件图表 数据获取 原始数据存储检索空间查询空间分析数据编辑投影变换数据输出制图、表格交互展示结构化数据空间数据库
(二 ) GIS的功能 —基本功能实现 数据获取
(二 ) GIS的功能 —功能实现 数据编辑与处理数据获取目的：保证数据在入库时在内容上的完整性,逻辑上的一致性。
方法：数据编辑与处理、错误修正：
数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化；
数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正投影变换：投影方式数据概化：平滑、特征集结数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）
地理编码：拓扑结构数据入库
GIS的功能 —功能实现 查询与分析空间查询空间分析空间分析地形分析网络分析缓冲区分析几何量测地图分析叠置分析统计分析决策分析位置查询属性查询空间检索
GIS核心拓扑叠加分析
GIS的功能 —可视化表达与数据输出
人机交互
数据交换
统计表格
制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图
GIS的功能 —功能实现 用户接口模块
用户界面
程序接口
数据接口
GIS的功能 —功能实现 二次开发
GIS的空间分析技术与手段是有限的，
而实际应用模型是无可枚举的，任何
GIS都应提供二次开发工具。
定制菜单、程序与可视化界面等
GIS二次开发环境：
专用工具：如 Arc/Info的 AML语言；
通用语言：如 VC++,VB,Delphi等组件开发：如 MapInfo的 MapX；
第二节,GIS的数据组织与管理一,GIS 数据 的存储方式
（一）空间数据建模数据,对现实世界状况的 数字符号记录。
数据建模,把现实世界的数据组织转为有用的且能反映真实信息的数据集的过程。
数据模型
数据结构
文件格式
（一）空间数据建模
栅格模型：空间单元或像元
矢量模型：点、线、面数据组织方式现实空间数据外模式 1
外模式 2
外模式 3
空间概念数据模型逻辑数据模型物理数据模型
（二）栅格数据结构及编码
地理现象：在空间上 连续分布 的。（温度、
降水）
地理实体,不连续的（ 城市、交通路线等）
现实世界 模型（矢量、栅格） 数字化后的空间数据文件建模 数字化
1.栅格数据结构（ Raster）
定义：
– 正方形或矩形栅格组成。
– 像素的位置由栅格所在的行列号定义。
– 栅格的数值为所表达内容的属性值。
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 2 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
点
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 6 0 0 0 0
0 6 6 0 6 0 0 0
0 0 0 0 0 6 0 0
0 0 0 0 0 6 0 0
0 0 0 0 0 6 0 0
0 0 0 0 0 0 6 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 4 4 7 7 7 7 7
4 4 4 4 4 7 7 7
4 4 4 4 8 8 7 7
0 0 4 8 8 8 7 7
0 0 8 8 8 8 7 8
0 0 0 8 8 8 8 8
0 0 0 0 8 8 8 8
0 0 0 0 0 8 8 8
线 面每个栅格代表的区域越小，数据就越精确，数据量就越大。
由不同权值的像素矩阵构成
（三）矢量数据结构（ Vector）
1、矢量数据结构定义：矢量数据（ Vector）,由点、线、多边形等基本地物构成，是真实地理信息的采样表达方式点,（ x,y）
线：（ x1,y1） ;（ x1,y1） ;（ x1,y1) ;…… (xn,
yn） ;
面：曲线段组成矢量的多边形。
2、矢量数据的获取
（ 1）利用各种定位仪器设备
（ 2）通过纸质地图数字化得到
（ 3）间接获取矢量结构与栅格结构的比较 P233
优点 缺点矢量?地理数据的精度较高
数据结构严谨
能完整描述拓扑关系
图形输出美观
能实现图形数据的恢复、更新和综合
数据结构复杂
叠加分析与栅格图组合难
数学模拟比较困难
空间分析技术上比较复杂栅格?数据结构简单
空间数据的叠置和组合方便
便地实现各种空间分析
数学模拟方便
技术开发费用低
数据量大
降低分辨率时，信息损失严重
地图输出不够精美
难以建立网络连接关系
投影转换为较为费时
GIS与相关学科地理学遥感制图学
CAD与计算机图形学测量与摄影测量
GIS特征
GIS与 CAD,CAM
GIS与数据库管理系统（ DBMS）
GIS与管理信息系统（ MIS）
GIS与遥感信息处理系统（ RS）
GIS与机助制图系统、地图数据库
GIS特征（续）GIS与 CAD,CAM：
坐标参考系统
处理图形、非图形数据；
对空间对象的空间相关关系建立和处理
GIS特征（续）
CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标变换；
CAD处理多为规则图形，而 GIS为非几何图形；
CAD图形功能强而属性处理能力若，而 GIS图形与属性的操作比较频繁，且专业化特征比较强；
GIS的数据量比 CAD大得多，数据结构、数据类型复 杂，数据之间联系紧密；
CAD不具备地理意义上的查询和分析能力；
GIS特征（续） GIS与 MIS
对属性数据进行管理和处理
对图形数据进行存储
GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用；
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；
管理地图和地理信息的 MIS不一定就是 GIS,MIS在概念上更接近 DBMS。
GIS特征（续）
GIS与 RS处理系统
遥感数据是 GIS的重要信息源。经过遥感信息系统处理的遥感信息，或进入 GIS系统作为制图的背静图象，或是与经过分类的信息协同 GIS与遥感的集成分析。
遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，
但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等。
面向位置的特征
遥感图象处理系统不能看作是 GIS。
GIS特征（续）
GIS与机助制图系统、地图数据库
GIS的主要技术基础
强调空间数据的处理、显示与表达
空间分析能力
GIS包含数字制图系统的全部功能
地图数据库若空间分析能力较强，可升格为
GIS，而 GIS若空间分析能力较弱，则退化为地图数据库。
GIS软件类型
专业 GIS（ Professional GIS）
桌面 GIS（ Desktop GIS）
手持 GIS（ Hand-Held GIS）
组件 GIS（ Component GIS）
GIS Viewer
网络 GIS（ Internet GIS）
其它（基于 CAD的 GIS）
主要 GIS软件
GIS软件性能分析
如何科学和合理地部署我的配送网点？
如何评估我的配送网点的成本和效益？
如何规划和实施我的最优配送计划表？
如何随时跟踪我配送货物的状态？
如何实时监控和调度我的配送车辆？
更多的如何 …
第七章 GIS技术
地理信息系统 （ GIS）
Geographic Information System
关键词,
地理信息系统地理信息 信息系统地理 信息 系统计算机技术第一节 GIS基本概念
1.关于地理信息
地理信息：
指人对地理现象的感知，其内容包括地理系统诸要素的分布特征、数量、质量、
相互联系和变化规律等。
地理信息的特征,P218
区域性、多维性、动态性
2、关于地理信息系统
GIS的定义、特点地理信息系统就是具有 采集,存储,
查询,分析,显示和 输出 地理数据的功能，
为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统是一种以 地理坐标为骨干 的信息系统。
空间信息系统
GIS 使用的工具,计算机软、硬件系统。
GIS 研究对象,空间物体的地理分布数据及属性；
GIS 数据建立过程,采集,存储,查询,
分析,显示和 输出 。
GIS 的主要作用,将 表格型数据 转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。
查询分析存储 显示采集输出
GIS 功能现实世界街道房屋客户数据采集
480585.5,3769234
483194.1,3768432
485285.8,3768391
484327.3,3768565
483874.7,3769823
Coordinates
Paper maps Digital data
GPS
GIS
Data
X,Y X,Y X,Y
X,Y
实体
X,Y
Rows
Columns
数据存储
矢量格式
–实体的表示是不连续
栅格格式
–使用方格来模拟实体查询
查找一个指定的要素
基于条件查找要素人口数大于 300,000
Which parcels are within 50 feet of the road?
Well type Drilled
Building owner Smith
Soil type Sandy
分析
相邻
叠加
网络地图图表显示文本文档影象输出
Internet纸图
GIS
Data
地理信息系统的发展历史
50-60年代，计算机辅助制图
70年代，大型机上的科学计算软件
80年代,PC机的应用推进了 GIS的普遍应用
90年代，网络和互联网的发展为 GIS提升了应用水平
趋势：模型化和无缝计算二,GIS的类型
（一） 工具型 GIS
– 地理信息系统开发平台或外壳
– 供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台。
（二） 应用型地理信息系统
– 根据用户的需求和应用目的而设计的一种解决一类或多类实际应用问题的 GIS
– 解决地理空间实体及空间信息的分布规律、分布特征及相互依赖关系的应用模型和方法。
应用型地理信息系统
专题地理信息系统 （ Thematic GIS）
– 具有有限目标和专业特点的 GIS，为特定的目的服务。
区域地理信息系统 （ Regional GIS）
– 区域综合研究 和 全面信息服务 为目标。
系统软件系统硬件空间数据 用户三,GIS的 组成和功能三,GIS的 组成和功能
1.硬件环境主机键盘显示器数字化仪扫描仪打印机绘图仪制版印刷
RS数据处理器解析测图仪数字摄影测量仪器
（一） GIS的组成
GIS的组成 —硬件 —基本配置输入设备专用设备常规设备
GPS
全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机
GIS的组成 —硬件 —应用模式单机模式,
由基本外设、处理 设备和输出设备构成
适用于小型 GIS建设
数据传输与资源共享不方便
GIS的组成 —硬件 —应用模式局域网模式,
部门或单位内部
GIS建设
专线连接
资源共享较方便输 出 用户组 1
输 入
……
GIS中央数据库与网管
Intranet
用户组 n
GIS的组成 —硬件 —应用模式广域网模式,
用户分布地域广泛，不适合专线连接
公共通讯连接
资源共享方便
局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接输入
GIS中央数据库
（服务器）
图象处理系统局域网用户组输出多媒体 系统用户 用户主 干 网
Internet
2,软件环境
计算机系统软件
地理信息系统应用软件
GIS开发软件矢量型 栅格型
ARC / INFO
MapInfo
MAPGIS
ERDAS
IDRISI
ErMapper
三,GIS的 组成和功能
GIS的组成 —软件结构操作系统
（系统调用、设备运行、网络等）
系统库
（编程语言、数学库等）
标准软件
（图形、数据库等）
GIS基本功能软件
GIS应用软件用户界面
GIS软件基础软件系统软件
GIS
GIS的组成 —软件 —系统软件系统软件 主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有 DOS,Windows98/Nnt/2000/XP,UNIX
等。系统软件关系到 GIS软件和开发语言使用的有效性，是 GIS软硬件环境的重要组成部分。
GIS的组成 —软件 —基础软件数据库软件 用来管理空间数据，包括图形数据和属性数据。流行数据库软件主要有 Oracle,Sybase,Informix、
DB2,SQL Server,Ingress等。目前 GIS软件中采用商用数据库管理属性数据，一个有发展前景的模型是面向对象数据模型，可实现图形和属性数据的联合管理。 Oracle、
Informix,Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而 ESRI公司的 SDE（ Spatial Database Engine）
也是基于关系数据库的空间数据管理平台。
图形平台 某些 GIS软件中图形处理平台。如 AutoDesk公司开发的基于 AutoCAD的 AutoMap GIS软件,Intergraph公司的基于 MicroStation的 MGE GIS软件
Mapinfo软件简介
MapInfo的基本功能
①数据录入
②数据显示
③数据分析
④数据输出
Mapinfo软件简介
MapInfo的一个重要概念－－地图图层
MapInfo文件组成
MapInfo是以表的形式来组织信息的，每一个表都是一组 MapInfo文件，这些文件组成了地图文件和数据库文件。
一个典型的 MapInfo表将由下列文件构成
① tab文件,描述表的数据结构
② dat（ dbf/xls/bmp/tif） 文件：属性数据
③ map文件：描述图形对象
④ id文件：图形对象文件的索引，用于连接数据和图形对象。
3,GIS的组成 —空间数据
GIS的操作对象为空间数据
空间数据特征：几何、属性、
时间数据；
空间数据组织：矢量结构、栅格结构；
空间数据管理：
几何数据：文件属性数据：关系数据库
4,GIS的组成 —管理人员咨询管理信息管理数据整理
GIS的开发是以人为本的系统工程。
业务素质与专业知识是 GIS工程及应用成功的关键。
不但对 GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。
技术培训、硬件维护与更新、
系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。
空间信息的综合分析方法，即常说的应用模型。
在对专业领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上 总结出的规律的表示 。
5,GIS的组成 —方法
(二 ) GIS的功能 —基本功能（核心问题）
位置（ Locations）
条件（ Conditions）
趋势（ Trends）
模式（ Patterns）
模型（ Models）
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —位置
某个特定位置有什么？
几何查属性
例：国家属性查询
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —条件
满足给定条件的地理对象分布
属性查位置
例：客户分布
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —趋势
地理对象随时间的变化
例：人口变化趋势
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —模式
空间对象的分布模式问题
揭示空间对象的空间关系
例：商业服务竞争
(二 ) GIS的功能 —基本功能 —模型
解决问题方案
基于模型的
例：公园选址
(二 ) GIS的功能 —基本功能实现 P222
文件图表 数据获取 原始数据存储检索空间查询空间分析数据编辑投影变换数据输出制图、表格交互展示结构化数据空间数据库
(二 ) GIS的功能 —基本功能实现 数据获取
(二 ) GIS的功能 —功能实现 数据编辑与处理数据获取目的：保证数据在入库时在内容上的完整性,逻辑上的一致性。
方法：数据编辑与处理、错误修正：
数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化；
数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正投影变换：投影方式数据概化：平滑、特征集结数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）
地理编码：拓扑结构数据入库
GIS的功能 —功能实现 查询与分析空间查询空间分析空间分析地形分析网络分析缓冲区分析几何量测地图分析叠置分析统计分析决策分析位置查询属性查询空间检索
GIS核心拓扑叠加分析
GIS的功能 —可视化表达与数据输出
人机交互
数据交换
统计表格
制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图
GIS的功能 —功能实现 用户接口模块
用户界面
程序接口
数据接口
GIS的功能 —功能实现 二次开发
GIS的空间分析技术与手段是有限的，
而实际应用模型是无可枚举的，任何
GIS都应提供二次开发工具。
定制菜单、程序与可视化界面等
GIS二次开发环境：
专用工具：如 Arc/Info的 AML语言；
通用语言：如 VC++,VB,Delphi等组件开发：如 MapInfo的 MapX；
第二节,GIS的数据组织与管理一,GIS 数据 的存储方式
（一）空间数据建模数据,对现实世界状况的 数字符号记录。
数据建模,把现实世界的数据组织转为有用的且能反映真实信息的数据集的过程。
数据模型
数据结构
文件格式
（一）空间数据建模
栅格模型：空间单元或像元
矢量模型：点、线、面数据组织方式现实空间数据外模式 1
外模式 2
外模式 3
空间概念数据模型逻辑数据模型物理数据模型
（二）栅格数据结构及编码
地理现象：在空间上 连续分布 的。（温度、
降水）
地理实体,不连续的（ 城市、交通路线等）
现实世界 模型（矢量、栅格） 数字化后的空间数据文件建模 数字化
1.栅格数据结构（ Raster）
定义：
– 正方形或矩形栅格组成。
– 像素的位置由栅格所在的行列号定义。
– 栅格的数值为所表达内容的属性值。
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 2 0
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点
0 0 0 0 0 0 0 0
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线 面每个栅格代表的区域越小，数据就越精确，数据量就越大。
由不同权值的像素矩阵构成
（三）矢量数据结构（ Vector）
1、矢量数据结构定义：矢量数据（ Vector）,由点、线、多边形等基本地物构成，是真实地理信息的采样表达方式点,（ x,y）
线：（ x1,y1） ;（ x1,y1） ;（ x1,y1) ;…… (xn,
yn） ;
面：曲线段组成矢量的多边形。
2、矢量数据的获取
（ 1）利用各种定位仪器设备
（ 2）通过纸质地图数字化得到
（ 3）间接获取矢量结构与栅格结构的比较 P233
优点 缺点矢量?地理数据的精度较高
数据结构严谨
能完整描述拓扑关系
图形输出美观
能实现图形数据的恢复、更新和综合
数据结构复杂
叠加分析与栅格图组合难
数学模拟比较困难
空间分析技术上比较复杂栅格?数据结构简单
空间数据的叠置和组合方便
便地实现各种空间分析
数学模拟方便
技术开发费用低
数据量大
降低分辨率时，信息损失严重
地图输出不够精美
难以建立网络连接关系
投影转换为较为费时
GIS与相关学科地理学遥感制图学
CAD与计算机图形学测量与摄影测量
GIS特征
GIS与 CAD,CAM
GIS与数据库管理系统（ DBMS）
GIS与管理信息系统（ MIS）
GIS与遥感信息处理系统（ RS）
GIS与机助制图系统、地图数据库
GIS特征（续）GIS与 CAD,CAM：
坐标参考系统
处理图形、非图形数据；
对空间对象的空间相关关系建立和处理
GIS特征（续）
CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标变换；
CAD处理多为规则图形，而 GIS为非几何图形；
CAD图形功能强而属性处理能力若，而 GIS图形与属性的操作比较频繁，且专业化特征比较强；
GIS的数据量比 CAD大得多，数据结构、数据类型复 杂，数据之间联系紧密；
CAD不具备地理意义上的查询和分析能力；
GIS特征（续） GIS与 MIS
对属性数据进行管理和处理
对图形数据进行存储
GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用；
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；
管理地图和地理信息的 MIS不一定就是 GIS,MIS在概念上更接近 DBMS。
GIS特征（续）
GIS与 RS处理系统
遥感数据是 GIS的重要信息源。经过遥感信息系统处理的遥感信息，或进入 GIS系统作为制图的背静图象，或是与经过分类的信息协同 GIS与遥感的集成分析。
遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，
但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等。
面向位置的特征
遥感图象处理系统不能看作是 GIS。
GIS特征（续）
GIS与机助制图系统、地图数据库
GIS的主要技术基础
强调空间数据的处理、显示与表达
空间分析能力
GIS包含数字制图系统的全部功能
地图数据库若空间分析能力较强，可升格为
GIS，而 GIS若空间分析能力较弱，则退化为地图数据库。
GIS软件类型
专业 GIS（ Professional GIS）
桌面 GIS（ Desktop GIS）
手持 GIS（ Hand-Held GIS）
组件 GIS（ Component GIS）
GIS Viewer
网络 GIS（ Internet GIS）
其它（基于 CAD的 GIS）
主要 GIS软件
GIS软件性能分析
