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LAND INFORMATION SYSTEM
土 地 信 息 系 统
张 世 熔 博士
土地资源与农业化学系
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考
文
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教学时数安排
2002级 课堂理论教学 36学时，实验 36学时
2003级 课堂理论教学 28学时，实验 28学时
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第一章 绪 论
第二章 LIS数据结构
第三章 土地空间数据获取与土地信息编码
第四章 数据库管理
第五章 空间分析
第六章 土地信息系统的应用模型
目 录
第七章 土地信息系统的设计与评价
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§ 1.4 土地信息系统的发展与应用
Chapter 1 Preface
第一章 绪 论
§ 1.1 数据和信息
§ 1.2 土地信息
§ 1.3 信息系统和土地信息系统
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§ 1.1数据和信息 (Data and Information)
1.1.1数据
数据 —— 通过数字化或直接记录下来的可
以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图
像等。
第一章 绪论
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什么是数据？
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城镇土地定级
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某机场附近的地藉图
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1.在指定路径中添
加 sheet1.dbf数
据表和 ex6.shp
文件
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土地信息系统的建立，首先是收集数据，
然后对数据进行处理，即对数据进行运算、排
序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得
到数据中包含的信息。
数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。
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1.1.2信息
信息 —— 用数字、文字、符号、语言等介
质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或
特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世
界新的事实知识，作为生产、管理、经营、分
析和决策的依据。
信息特征
可传输性
客观性 适用性
共享性
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丘陵区某小学校址选择的适宜性评价
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统
1.2.1 地图和地理信息
（ Graph and Geographic Information）
地理信息系统脱胎于地图。它们都是地理信
息的载体，具有存储、分析与显示地理信息
的功能。
§ 1.2土地信息 （ Land Information）
（补讲相关的知识）
土地信息有时也称为“地理信息”，或者可看
成是地理信息在土地管理方面的运用。
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指与空间地理分
布有关的信息，
它表示地表物体
和环境固有的数
据、质量、分布
特征，联系和规
律的数字、文字、
图形、图像等总
称。
地理信息
城镇
土
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统
指在一个坐标位置上具有多个专题和
属性信息。
地理信息的特征
区域性 指地理信息的定位特征，且这种定 位
特征是通过公共的地理基础来体现的。
动态性 是指地理信息的动态变化特征，即时
序特性，从而使地理信息常以时间尺
度划分成不同时间段信息。
多维性
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统
指一切有关土地的自然、社会、经济属性
和土地管理内容的数字、文字、符号、语言、
图形及图像的总称。
1.2.2 土地信息
（ 1）概念（ p1-2)
土
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① 地理空间信息
土地信息中最基本的信息首先是描述地
块的地理空间位置、形状及其面积大小的
信息。这些信息就是地理空间信息，它们
常用于描述各宗地或各地块的多边形边的
走向、特征及其长度、转折点的三维坐标
的多边形面积等。
（ 2） 构成
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统
由 *.shp线文件生成的江西潋水河流域小尺度区域 TIN模型
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统
由于每一自然属性常需要多个分支项目来描述，
所以土地信息的自然属性信息非常庞大。实际的
土地信息的管理系统常常只优选出一部分土地自
然属性信息来进行处理。
② 自然属性信息
它是反映某一特定地理空间区域内地块的自
然属性状况，包括地形、岩石、基础地质、
水文、气候等自然属性的特点。
土
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这是反映某地理空间区域内的社会经济
状况，包括交通运输能力、公共设施状况、
人口总数、人口密度、商业与服务业网点的
分布、工农业产值、国民经济总产值、人文
特征、土地利用的状况及其特点等。
③ 社会经济属性信息
土
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它是指国家已出台的土地管理政策、机
构设置、管理的方法及实施的技术规程、规
范、土地法律与法规和每宗地的权性状况等。
④ 国家有关土地管理政策、法律等方面的信息
土地管理法、房地产管理法,基本农田 保护
条例、森林 /草原保护法、矿产资源管理法
土
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（ 3） 特点 p2
信息数量巨大
互相联系
动态性和时效性
准确性
土地信息除具有一般信息的基本特 征
外，还有其自身的特点,
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§ 1.3 信息系统和土地信息系统
（ Information and Land Information System ）
具有采集、处理、管理和分析数据能力的
系统，它能为单一的或有组织的决策过程提供
各种有用信息。
1.3,1信息系统与地理信息系统
(Information and Geographic information system)
(1)信息系统
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从计算机的角度看，信息系统是由 计
算机硬件, 软件, 数据 和 用户 四大要素组
成的系统，且种类繁多，但从系统结构及
处理方法看，主要分为下列几种,
分类
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① 管理信息系统
是一种基于数据库的回答系统，它往往
停留在数据级上支持管理者，如人事管理信
息系统、财务管理信息系统、产品销售信息
系统等。
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是在 MIS基础上发展起来的一种信息系
统，它不仅为管理者提供数据支持，还提供
方法和模型的可能支持，并对问题进行仿真
和模拟，从而辅助决策者进行决策。
② 决策支持系统
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是在决策支持系统中进一步引入人工智
能（ AI,Artificial Intelligent）技术。
如专家系统（ ES－ Expert System）解决非结
构化问题，提高系统决策自动化程度。
③ 智能决策支持系统
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农业专家系统 （ Expert system，简称 ES）
我国研制出近 40种专家系统，如砂礓黑土小麦
施肥专家系统，黄土旱塬小麦生产和综合管理
专家系统，水稻主要病虫害诊治专家系统，小
麦、玉米、桑蚕品种栽培管理专家系统，农业
气象专家系统等。
是以知识为基础，在特定问题领域内能象人类
专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。
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统
是对空间
数据进行
采集、处
理、管理
和分析的
信息系统。
④ 空间信息系统
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(2)地理信息系统（ GIS）
是以地理空间数据库为基础，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、分析、模拟和显示，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。
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区域
水氮
管理
玉米施氮量（ kg hm-2）
0 4 8 12 16 Km
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具有空间分析、多要素分析和动态预测的能
力；并能产生高层的地理信息
地理信息系统的特征
具有采集、管理、分析和输出多种地理空间
信息的能力
由 计算机系统支持 进行空间地理数据管理，
并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分
析方法，作用于空间数据，产生有用信息，
完成人类难以完成的任务
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统 地理信息系统是一门多技术交叉的空间信息科
学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，
又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技
术和人工智能与专家系统技术的进步与成就，如图,
地理信息系统是在计算机硬件与软件支持下运用系统
工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空
间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研
究所需要的空间信息系统。
**
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遥感和全球定位
系统数据源
地理学
输入输出地图信息
摄影测量学
获取信息
计算机科学
硬件软件基础 GIS
人工智能专家系统
提供逻辑思维模型
数学
基础工具及数学模型
统计学、运筹学,
统计模型、优化决策
地学、空间科学
空间分析方法
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成都平原城镇缓冲区与全氮等值线图的叠置
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GIS又是一门以应用为目的的信息科学, 它的应用
可深入到各行各业, 产生各种相应系统
自然资源管理信息系统
（ Natural Resources Management Information System）
资源与环境信息系统
（ Resources and Environment Information System）
空间数据处理系统 （ Spatial Data Processing System）
空间信息系统 （ Spatial Information System）
土地资源信息系统 （ Land Resources Information
System） 。
地理信息系统的扩展
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1、专题地理信息系统
是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。
2、区域地理信息系统
主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。
3、地理信息系统工具
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等地理信息系统基本功能的软件包。
是地理信息系统支撑软件。
地理信息系统按其内容可以分为三大类,
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美国环境系统研究所
（ Environmental Systems Research
Institute,ESRI）
Arc/Info
ArcView
GIS 软件举例
澳大利亚 GENASYS Ⅱ 公司 GENAMAP
美国 INTERGRAPH公司 MGE
美国 Mapinfo公司开发的桌面地图
信息系统
Mapinfo
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GIS 软件举例 （续）
Maptitude 美国 Caliper公司
城市之星
(CityStar)
北京大学与三秦信息技
术有限公司联合研制
吉奥之星
(Geostar)
武汉测绘科技大学地理
信息系统研究中心研制
MAPGIS 中国地质大学 (武汉 )
信息工程学院开发
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1.3,2 土地信息系统
是各种土地信息及
其载体（包括文字、
数据及各种土地专
题图表）的输入、
存储、解说、修改、
量测、统计运算、
分析和输出的技术
系统。
（ Land Information System）
p2-4
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计算机硬件系统
计算机软件系统
土地空间数据
系统开发、管理和使用人员。
(1) 组成 p4
土地信息系统的组成可综合表示为,
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① 计算机硬件系统
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数据处理与管理设备
LIS的数据处理、分析和管理设备是计算机
系统。可以是单独一套计算机，也可以是多台
机联网使用。
目前运行 LIS的计算机，包括大型、中型、
小型机，及工作站和微型计算机，其中以 工作
站和微型机 为主流。
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数据采集与输入设备
目前使用较多的数据采集
与输入设备是数字化仪、扫描
仪、解析和数字摄影测量设备
以及电子速测仪,GPS接收机
等测量仪器。
手持式 GPS
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A0幅面扫描仪
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A0幅面数字化仪
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基站式 GPS
接收器
处理器
电源
GPS结构
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动态 GPS
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LIS是一种交互式图形图像分析处理系统,
图形的显示和输出是重要的组成部分 。 图形显
示终端用于图形的交互式输入, 编辑, 分析,
处理和输出 。 各种绘图仪和打印机用于图形,
文字和表格的输出 。
输出设备
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A0幅面绘图仪
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② 计算机软件系统
计算机系统软件
由计算机厂家提供的为用户开发和使用
计算提供方便的程序系统。通常包括操作系
统、编程语言、各种库文件及各种维护使用
手册。
LIS软件工具一般包括如下主要部分或模
块：计算机软件系统是指土地信息系统运行所
必需的各种程序 。 通常包括,
土地信息系统软件
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The ArcView interface
Project
window
Menu bar
Button bar
Tool bar
Document
windows
Status bar
The interface is made up of a
number of different parts,
For each type
of information
you work with,
there is a
document
window and
interface,
The application
window has one
project window
– it displays
the names of
all the
documents
contained in an
ArcView
project,
Descriptions of menu choices,tools and buttons appear on the Status bar,Also
reports measurements and displays a progress bar for lengthy operations,
? ECAI,2002
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移动电话发射基
站的最佳位置
水源地的保护范围
超
市
最
佳
分
布
城
市
管
网
分
布
设
计
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统 4
5
6
7
11
最短路
径生成
10
最佳路径分析
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它是 GIS软件工具的核心部分，统一管理
属性和空间数据，具有初始化、输入、更新、
删除、检查、变换、量测、维护等功能，并
为其他模块提供基本图形图像支持工具和接
口。
空间数据管理系统
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该系统不仅要包括通用图形处理功能，
如图形数据输入、编辑、构建拓 扑关系、
地图整饰、图幅接边等，而且还应具有图像
处理功能，如几何纠正、图像分类等。图形
图像处理系统应作为一个整体，处于同一界
面之下，以实现 GIS和遥感的完全结合。
图形图像处理系统
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关于空间数据分析可分为三个不同的层次：
一是简单的空间查询、空间叠加，如缓冲区分
析、网络通路、资源分配、多边形叠加等；二
是空间格局的关系及其描述，如空间目标的聚
散度分析；三是空间模拟，如空间过程机理、
空间动态模型、预测空间格局的发展变化等。
空间数据分析系统
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该系统应能实现常用 GIS数据格式间的转换，
能够支持多种形式的数据输入，如文本、数字、
矢量和网格图形数据的输入。在输出功能方面，
应具有文本、表格、图形图像等多种形式数据
的输出功能，包括点阵打印、矢量绘图仪，栅
格绘图仪，以及自动分色排版等。
输入输出支持系统
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统 某个已知坐标系中的位置
③ 土地空间数据
土地空间数据是指以地球表面空间位置
为参照, 描述自然, 社会和人文经济景观的
数据 。 土地信息系统的数据模型包括三个互
相联系方面,
实体间的空间相关性
与几何位置无关的属性
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④ 系统开发、管理和使用人员
人是土地信息系
统中重要构成因素，
LIS不同于一幅地形
图，而是一个动态的
地理模型，仅有系统
软硬件和数据还构不
成完整的土地信息系
统，需要人进行系统
组织、管理、维护和
数据更新、系统扩充
完善、应用程序等工
作。
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(2) 功能与分类
为地籍管理, 土地定级估价, 土地利用动态
监测, 土地利用规划管理, 建设用地管理,
土地评价, 耕地保护, 土地监察, 土地整理,
土地档案资料管理和统计分析等业务的提供
技术支持 。
① 土地信息系统的功能
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系
统
② 分 类
自然资源清查系统
城市信息系统
规划和评价信息系统
空间分析信息系统
按照作用分类
土
地
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息
系
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成
都
市
主
城
区
放
大
图
样
点
缓冲距离
0.5km,1.0km,1.5km，
2.0km,2.5km,3.0km
土
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重金属
Cd Hg As
Pb Cr Cu
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土地利用
林地 园地 水田 旱地
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地质构造
研究区域概况
以褶曲为主
局部有断层
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上里镇共和村移民安置点居民点总平面布置图 修改前
水
沟
居
民
点
规
划
不
能
太
靠
近
排
洪
沟
排
洪
沟
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上里镇共和村移民安置点居民点总平面布置图 修改后
水
沟
排
洪
沟
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地形信息系统
专题信息系统
土地资源管理信息系统
地籍管理信息系统
城镇土地定级估价信息系统
综合性土地信息系统
区域性土地信息系统
专题性土地信息系统
按照系统功能分
类
按照功能的复杂
程度分类
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1.3.3土地信息系统研究的内容及方法
(Contents and methods of land information system)
(1)研究内容 (Study Contents)
地籍管理
土地利用动态监测
建设用地管理
土地定级估价
耕地保护
土地利用规划
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利
用
现
状
图
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成
都
平
原
地
下
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硝
酸
盐
含
量
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汉
源
流
沙
河
流
域
三
维
景
观
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1981-2002年土壤有机质含量变化图
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研究
方法
（ 2）
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信息技术研究法
空间分析法
地理比较法
模型模拟法
研究法归纳 （仅供参考）
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1970年代存储设备技术、遥感技术的应用
1.4 土地信息系统的发展与应用
(Development and Application of LIS）
(1)土地信息系统的发展概况 (p7-8)
① 国外发展历程
战后 1950年代后期数字地图概念的产生
1960年代中期世界上第一个地理信息系统 CGIS
1980年代初期微型计算机的应用
1990年代微型计算机、机网络技术、卫生遥感技术的发
展,,数字地球, 概念的提出。
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② 我国土地信息系统的发展历程
准备阶段（ 1970年代）
试验阶段（ 1980年代）
应用普及阶段（ 1990年代）
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(2)土地信息系统的发展趋势 p9-10
(Development trend of land information system)
遥感技术、全球定位技术与土地管理信息系统技
术更加融合
土地管理信息系统高度集成化
网络化要成为土地管理信息系统一种发展趋势
土地信息面向人民大众
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广场上的旗帜与游人
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(3)土地信息系统的应用
(Application of land information system)
资源清查
城乡规划
地籍管理
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(4)我国土地信息系统发展存在问题
土地信息的标准化
土地信息管理技术规程的制订
土地信息管理的人员培训
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(5)土地管理信息系统学科前沿问题
时空数据表达与分析问 题
网络化空间数据管理问题
异构、多精度数据复合问题
元数据问题
海量数据管理问题
从数据库中发现知识问题
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思考题,
1、什么叫信息、数据?它们有何区别?信息有何特点?
2、什么叫空间数据、地图?举例说明空间数据有哪
几种类型?
3、什么叫地理信息、信息系统、地理信息系统,
土地信息系统?它们之间有何区别？
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参考教材,
[1]地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社
[2]地理信息系统基础,龚健雅，科学出版社
[3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社
[4]地理信息系统原理与方法,边馥苓,测绘出版社
[5]地理信息系统，张超等，高等教育出版社
地
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LAND INFORMATION SYSTEM
土 地 信 息 系 统
张 世 熔 博士
土地资源与农业化学系
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参
考
文
献
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考
文
献
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考
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教学时数安排
2002级 课堂理论教学 36学时，实验 36学时
2003级 课堂理论教学 28学时，实验 28学时
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第一章 绪 论
第二章 LIS数据结构
第三章 土地空间数据获取与土地信息编码
第四章 数据库管理
第五章 空间分析
第六章 土地信息系统的应用模型
目 录
第七章 土地信息系统的设计与评价
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§ 1.4 土地信息系统的发展与应用
Chapter 1 Preface
第一章 绪 论
§ 1.1 数据和信息
§ 1.2 土地信息
§ 1.3 信息系统和土地信息系统
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§ 1.1数据和信息 (Data and Information)
1.1.1数据
数据 —— 通过数字化或直接记录下来的可
以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图
像等。
第一章 绪论
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什么是数据？
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城镇土地定级
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某机场附近的地藉图
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1.在指定路径中添
加 sheet1.dbf数
据表和 ex6.shp
文件
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土地信息系统的建立，首先是收集数据，
然后对数据进行处理，即对数据进行运算、排
序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得
到数据中包含的信息。
数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。
土
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1.1.2信息
信息 —— 用数字、文字、符号、语言等介
质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或
特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世
界新的事实知识，作为生产、管理、经营、分
析和决策的依据。
信息特征
可传输性
客观性 适用性
共享性
土
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丘陵区某小学校址选择的适宜性评价
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地
信
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系
统
1.2.1 地图和地理信息
（ Graph and Geographic Information）
地理信息系统脱胎于地图。它们都是地理信
息的载体，具有存储、分析与显示地理信息
的功能。
§ 1.2土地信息 （ Land Information）
（补讲相关的知识）
土地信息有时也称为“地理信息”，或者可看
成是地理信息在土地管理方面的运用。
土
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统
指与空间地理分
布有关的信息，
它表示地表物体
和环境固有的数
据、质量、分布
特征，联系和规
律的数字、文字、
图形、图像等总
称。
地理信息
城镇
土
地
信
息
系
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信
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系
统
指在一个坐标位置上具有多个专题和
属性信息。
地理信息的特征
区域性 指地理信息的定位特征，且这种定 位
特征是通过公共的地理基础来体现的。
动态性 是指地理信息的动态变化特征，即时
序特性，从而使地理信息常以时间尺
度划分成不同时间段信息。
多维性
土
地
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系
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地
信
息
系
统
指一切有关土地的自然、社会、经济属性
和土地管理内容的数字、文字、符号、语言、
图形及图像的总称。
1.2.2 土地信息
（ 1）概念（ p1-2)
土
地
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息
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息
系
统
土
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信
息
系
统
① 地理空间信息
土地信息中最基本的信息首先是描述地
块的地理空间位置、形状及其面积大小的
信息。这些信息就是地理空间信息，它们
常用于描述各宗地或各地块的多边形边的
走向、特征及其长度、转折点的三维坐标
的多边形面积等。
（ 2） 构成
土
地
信
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系
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统
由 *.shp线文件生成的江西潋水河流域小尺度区域 TIN模型
土
地
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土
地
信
息
系
统
由于每一自然属性常需要多个分支项目来描述，
所以土地信息的自然属性信息非常庞大。实际的
土地信息的管理系统常常只优选出一部分土地自
然属性信息来进行处理。
② 自然属性信息
它是反映某一特定地理空间区域内地块的自
然属性状况，包括地形、岩石、基础地质、
水文、气候等自然属性的特点。
土
地
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统
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系
统
这是反映某地理空间区域内的社会经济
状况，包括交通运输能力、公共设施状况、
人口总数、人口密度、商业与服务业网点的
分布、工农业产值、国民经济总产值、人文
特征、土地利用的状况及其特点等。
③ 社会经济属性信息
土
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系
统
它是指国家已出台的土地管理政策、机
构设置、管理的方法及实施的技术规程、规
范、土地法律与法规和每宗地的权性状况等。
④ 国家有关土地管理政策、法律等方面的信息
土地管理法、房地产管理法,基本农田 保护
条例、森林 /草原保护法、矿产资源管理法
土
地
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系
统
（ 3） 特点 p2
信息数量巨大
互相联系
动态性和时效性
准确性
土地信息除具有一般信息的基本特 征
外，还有其自身的特点,
土
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系
统
§ 1.3 信息系统和土地信息系统
（ Information and Land Information System ）
具有采集、处理、管理和分析数据能力的
系统，它能为单一的或有组织的决策过程提供
各种有用信息。
1.3,1信息系统与地理信息系统
(Information and Geographic information system)
(1)信息系统
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信
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系
统
从计算机的角度看，信息系统是由 计
算机硬件, 软件, 数据 和 用户 四大要素组
成的系统，且种类繁多，但从系统结构及
处理方法看，主要分为下列几种,
分类
土
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信
息
系
统
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土
地
信
息
系
统
① 管理信息系统
是一种基于数据库的回答系统，它往往
停留在数据级上支持管理者，如人事管理信
息系统、财务管理信息系统、产品销售信息
系统等。
土
地
信
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土
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息
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土
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统
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系
统
是在 MIS基础上发展起来的一种信息系
统，它不仅为管理者提供数据支持，还提供
方法和模型的可能支持，并对问题进行仿真
和模拟，从而辅助决策者进行决策。
② 决策支持系统
土
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系
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系
统
是在决策支持系统中进一步引入人工智
能（ AI,Artificial Intelligent）技术。
如专家系统（ ES－ Expert System）解决非结
构化问题，提高系统决策自动化程度。
③ 智能决策支持系统
土
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信
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系
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系
统
农业专家系统 （ Expert system，简称 ES）
我国研制出近 40种专家系统，如砂礓黑土小麦
施肥专家系统，黄土旱塬小麦生产和综合管理
专家系统，水稻主要病虫害诊治专家系统，小
麦、玉米、桑蚕品种栽培管理专家系统，农业
气象专家系统等。
是以知识为基础，在特定问题领域内能象人类
专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。
土
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信
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系
统
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系
统
是对空间
数据进行
采集、处
理、管理
和分析的
信息系统。
④ 空间信息系统
土
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息
系
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系
统
(2)地理信息系统（ GIS）
是以地理空间数据库为基础，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、分析、模拟和显示，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。
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息
系
统
区域
水氮
管理
玉米施氮量（ kg hm-2）
0 4 8 12 16 Km
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统
具有空间分析、多要素分析和动态预测的能
力；并能产生高层的地理信息
地理信息系统的特征
具有采集、管理、分析和输出多种地理空间
信息的能力
由 计算机系统支持 进行空间地理数据管理，
并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分
析方法，作用于空间数据，产生有用信息，
完成人类难以完成的任务
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土
地
信
息
系
统 地理信息系统是一门多技术交叉的空间信息科
学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，
又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技
术和人工智能与专家系统技术的进步与成就，如图,
地理信息系统是在计算机硬件与软件支持下运用系统
工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空
间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研
究所需要的空间信息系统。
**
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统
遥感和全球定位
系统数据源
地理学
输入输出地图信息
摄影测量学
获取信息
计算机科学
硬件软件基础 GIS
人工智能专家系统
提供逻辑思维模型
数学
基础工具及数学模型
统计学、运筹学,
统计模型、优化决策
地学、空间科学
空间分析方法
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成都平原城镇缓冲区与全氮等值线图的叠置
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GIS又是一门以应用为目的的信息科学, 它的应用
可深入到各行各业, 产生各种相应系统
自然资源管理信息系统
（ Natural Resources Management Information System）
资源与环境信息系统
（ Resources and Environment Information System）
空间数据处理系统 （ Spatial Data Processing System）
空间信息系统 （ Spatial Information System）
土地资源信息系统 （ Land Resources Information
System） 。
地理信息系统的扩展
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统
1、专题地理信息系统
是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。
2、区域地理信息系统
主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。
3、地理信息系统工具
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等地理信息系统基本功能的软件包。
是地理信息系统支撑软件。
地理信息系统按其内容可以分为三大类,
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美国环境系统研究所
（ Environmental Systems Research
Institute,ESRI）
Arc/Info
ArcView
GIS 软件举例
澳大利亚 GENASYS Ⅱ 公司 GENAMAP
美国 INTERGRAPH公司 MGE
美国 Mapinfo公司开发的桌面地图
信息系统
Mapinfo
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GIS 软件举例 （续）
Maptitude 美国 Caliper公司
城市之星
(CityStar)
北京大学与三秦信息技
术有限公司联合研制
吉奥之星
(Geostar)
武汉测绘科技大学地理
信息系统研究中心研制
MAPGIS 中国地质大学 (武汉 )
信息工程学院开发
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1.3,2 土地信息系统
是各种土地信息及
其载体（包括文字、
数据及各种土地专
题图表）的输入、
存储、解说、修改、
量测、统计运算、
分析和输出的技术
系统。
（ Land Information System）
p2-4
土
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计算机硬件系统
计算机软件系统
土地空间数据
系统开发、管理和使用人员。
(1) 组成 p4
土地信息系统的组成可综合表示为,
土
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① 计算机硬件系统
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数据处理与管理设备
LIS的数据处理、分析和管理设备是计算机
系统。可以是单独一套计算机，也可以是多台
机联网使用。
目前运行 LIS的计算机，包括大型、中型、
小型机，及工作站和微型计算机，其中以 工作
站和微型机 为主流。
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系
统
数据采集与输入设备
目前使用较多的数据采集
与输入设备是数字化仪、扫描
仪、解析和数字摄影测量设备
以及电子速测仪,GPS接收机
等测量仪器。
手持式 GPS
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统
A0幅面扫描仪
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A0幅面数字化仪
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基站式 GPS
接收器
处理器
电源
GPS结构
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动态 GPS
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LIS是一种交互式图形图像分析处理系统,
图形的显示和输出是重要的组成部分 。 图形显
示终端用于图形的交互式输入, 编辑, 分析,
处理和输出 。 各种绘图仪和打印机用于图形,
文字和表格的输出 。
输出设备
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A0幅面绘图仪
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② 计算机软件系统
计算机系统软件
由计算机厂家提供的为用户开发和使用
计算提供方便的程序系统。通常包括操作系
统、编程语言、各种库文件及各种维护使用
手册。
LIS软件工具一般包括如下主要部分或模
块：计算机软件系统是指土地信息系统运行所
必需的各种程序 。 通常包括,
土地信息系统软件
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The ArcView interface
Project
window
Menu bar
Button bar
Tool bar
Document
windows
Status bar
The interface is made up of a
number of different parts,
For each type
of information
you work with,
there is a
document
window and
interface,
The application
window has one
project window
– it displays
the names of
all the
documents
contained in an
ArcView
project,
Descriptions of menu choices,tools and buttons appear on the Status bar,Also
reports measurements and displays a progress bar for lengthy operations,
? ECAI,2002
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移动电话发射基
站的最佳位置
水源地的保护范围
超
市
最
佳
分
布
城
市
管
网
分
布
设
计
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统 4
5
6
7
11
最短路
径生成
10
最佳路径分析
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它是 GIS软件工具的核心部分，统一管理
属性和空间数据，具有初始化、输入、更新、
删除、检查、变换、量测、维护等功能，并
为其他模块提供基本图形图像支持工具和接
口。
空间数据管理系统
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该系统不仅要包括通用图形处理功能，
如图形数据输入、编辑、构建拓 扑关系、
地图整饰、图幅接边等，而且还应具有图像
处理功能，如几何纠正、图像分类等。图形
图像处理系统应作为一个整体，处于同一界
面之下，以实现 GIS和遥感的完全结合。
图形图像处理系统
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关于空间数据分析可分为三个不同的层次：
一是简单的空间查询、空间叠加，如缓冲区分
析、网络通路、资源分配、多边形叠加等；二
是空间格局的关系及其描述，如空间目标的聚
散度分析；三是空间模拟，如空间过程机理、
空间动态模型、预测空间格局的发展变化等。
空间数据分析系统
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统
该系统应能实现常用 GIS数据格式间的转换，
能够支持多种形式的数据输入，如文本、数字、
矢量和网格图形数据的输入。在输出功能方面，
应具有文本、表格、图形图像等多种形式数据
的输出功能，包括点阵打印、矢量绘图仪，栅
格绘图仪，以及自动分色排版等。
输入输出支持系统
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系
统
California
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系
统 某个已知坐标系中的位置
③ 土地空间数据
土地空间数据是指以地球表面空间位置
为参照, 描述自然, 社会和人文经济景观的
数据 。 土地信息系统的数据模型包括三个互
相联系方面,
实体间的空间相关性
与几何位置无关的属性
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统
④ 系统开发、管理和使用人员
人是土地信息系
统中重要构成因素，
LIS不同于一幅地形
图，而是一个动态的
地理模型，仅有系统
软硬件和数据还构不
成完整的土地信息系
统，需要人进行系统
组织、管理、维护和
数据更新、系统扩充
完善、应用程序等工
作。
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统
(2) 功能与分类
为地籍管理, 土地定级估价, 土地利用动态
监测, 土地利用规划管理, 建设用地管理,
土地评价, 耕地保护, 土地监察, 土地整理,
土地档案资料管理和统计分析等业务的提供
技术支持 。
① 土地信息系统的功能
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② 分 类
自然资源清查系统
城市信息系统
规划和评价信息系统
空间分析信息系统
按照作用分类
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成
都
市
主
城
区
放
大
图
样
点
缓冲距离
0.5km,1.0km,1.5km，
2.0km,2.5km,3.0km
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重金属
Cd Hg As
Pb Cr Cu
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土地利用
林地 园地 水田 旱地
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地质构造
研究区域概况
以褶曲为主
局部有断层
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上里镇共和村移民安置点居民点总平面布置图 修改前
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居
民
点
规
划
不
能
太
靠
近
排
洪
沟
排
洪
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上里镇共和村移民安置点居民点总平面布置图 修改后
水
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排
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地形信息系统
专题信息系统
土地资源管理信息系统
地籍管理信息系统
城镇土地定级估价信息系统
综合性土地信息系统
区域性土地信息系统
专题性土地信息系统
按照系统功能分
类
按照功能的复杂
程度分类
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1.3.3土地信息系统研究的内容及方法
(Contents and methods of land information system)
(1)研究内容 (Study Contents)
地籍管理
土地利用动态监测
建设用地管理
土地定级估价
耕地保护
土地利用规划
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利
用
现
状
图
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统
成
都
平
原
地
下
水
硝
酸
盐
含
量
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汉
源
流
沙
河
流
域
三
维
景
观
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1981-2002年土壤有机质含量变化图
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研究
方法
（ 2）
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信息技术研究法
空间分析法
地理比较法
模型模拟法
研究法归纳 （仅供参考）
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1970年代存储设备技术、遥感技术的应用
1.4 土地信息系统的发展与应用
(Development and Application of LIS）
(1)土地信息系统的发展概况 (p7-8)
① 国外发展历程
战后 1950年代后期数字地图概念的产生
1960年代中期世界上第一个地理信息系统 CGIS
1980年代初期微型计算机的应用
1990年代微型计算机、机网络技术、卫生遥感技术的发
展,,数字地球, 概念的提出。
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② 我国土地信息系统的发展历程
准备阶段（ 1970年代）
试验阶段（ 1980年代）
应用普及阶段（ 1990年代）
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(2)土地信息系统的发展趋势 p9-10
(Development trend of land information system)
遥感技术、全球定位技术与土地管理信息系统技
术更加融合
土地管理信息系统高度集成化
网络化要成为土地管理信息系统一种发展趋势
土地信息面向人民大众
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广场上的旗帜与游人
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(3)土地信息系统的应用
(Application of land information system)
资源清查
城乡规划
地籍管理
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(4)我国土地信息系统发展存在问题
土地信息的标准化
土地信息管理技术规程的制订
土地信息管理的人员培训
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(5)土地管理信息系统学科前沿问题
时空数据表达与分析问 题
网络化空间数据管理问题
异构、多精度数据复合问题
元数据问题
海量数据管理问题
从数据库中发现知识问题
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思考题,
1、什么叫信息、数据?它们有何区别?信息有何特点?
2、什么叫空间数据、地图?举例说明空间数据有哪
几种类型?
3、什么叫地理信息、信息系统、地理信息系统,
土地信息系统?它们之间有何区别？
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参考教材,
[1]地理信息系统教程，胡鹏等，武汉大学出版社
[2]地理信息系统基础,龚健雅，科学出版社
[3]地理信息系统原理与方法，吴信才，电子工业出版社
[4]地理信息系统原理与方法,边馥苓,测绘出版社
[5]地理信息系统，张超等，高等教育出版社
