地理信息系统概论
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息
工
程
系
内 容
? 地理信息系统的定义
? 地理信息系统的历史
? 地理信息系统的体系结构
? 地理信息系统的主要功能
? 地理信息系统的应用领域
?地理信息系统的发展趋势
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地理信息
? 数据,
– 数字、文字、符号、影象等,
– 是未加工的原始资料 ;
? 信息,
– 知识
– 来源于数据，由数据来表达
? 地理信息,是关于地理空间实体的的数量、质量、
分布、联系和规律的信息 。
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地理信息的特性
?空间性
?多维性
?动态性
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地理信息特性的具体体现
? 信息内容,几何、属性、拓扑、不确定性等
? 特殊的数据结构、索引方法、算法等
? 多维 (x,y,z,n…)
? 海量特性
? 没有完美的表达方法
? 标准
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信息系统
数据库管理系
统 显示和输出 输入
处理和分析
用户界面
问 答
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信息系统的基本功能
?获取
?管理
?分析
?表达
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计算机科学意义上的信息系统
硬件
软件
用户
知识 数据
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地理信息系统的结构
空间数据库和
管理系统 显示和输出 输入
处理和分析
用户界面
问 答
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地理信息系统的定义
? 是以采集, 储存, 管理, 分析和描述整个或
部分地球表面 （ 包括大气层在内 ） 与空间和
地理分布有关的数据的空间信息系统 。
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WHAT IS GIS？
空间数据 + 属性数据
GIS 架起了一座连接空间数据和文本数据的桥梁’
空间数据 属性数据
Name Address Town St,Zip
GIS
IS
G IS
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GIS的主要发展历史
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GIS 的主要发展历史
? GIS 作为数据分析和显示工具,
1940s,第一台电子计算机
1950s,瑞典生产出第一张电子地图
1960S,基于 GIS的研究 - Terry Coppok
1960s,CGIS,加拿大土地信息系统 -Roger
Tomlinson
1992,GIS-地理信息科学 Geographic
Information Science,--Goodchild
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城市 GIS（ UGIS）的发展历程
项目型 GIS
部门型 GIS
企业型 GIS
地图生产和空间
分析
数据管理与应用
连网办公
社会型
GIS 数据服务
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关于 GIS的一些数据
? GIS 已成为一项重要的全球产业,
1997,全世界有,
1500 所大学办了 GIS专业
超过 10000 所大学开设 GIS课程
产值超过 120亿美元
2001,中国有 55 大学开设 GIS专业
目前, 中国有 100多所大学开设 GIS专业
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GIS的主要内容
1,软件、硬件
2,空间数据获取
3,空间数据表达
4,空间数据管理
5,空间数据处理
6,空间数据分析
7,显示和可视化
8,GIS应用
9,GIS 工程
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GIS’属性 (ATTRIBUTES)
? 工具性
? 资源特性
? 服务性
? 技术特性
? 科学性
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GIS的结构
Data
Software
Hardware
User
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GIS 的软件层次
? 界面交流
? COM 应用组件
? 基本功能组件
? 校准组件 ( graphic \ database\
windows)
? 程序语言 \ 数学方法（算法）
? 操作系统 (IO\WEB)
LOW
HIGH
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GIS 支持的操作系统 OS和数据库 DBMS
? OS,
– Unix
– Windows
– Windows NT
? DBMS
Infomix
DB2
Oracle
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GIS的数据结构
? 矢量结构
? 栅格结构
? TIN结构
? 三维模型
? 其他
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坐标系统
? 地理坐标（ Latitude-longitude coordinates
system）
? 平面坐标（ Plane coordinate system）
? 全球横轴墨卡托投影（ UTM）
? GPS坐标
? 地图投影
? 投影转换
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GIS 数据获取
? 地图数字化
? 扫描矢量化
? GPS
? 摄影测量
? 鼠标
? 野外测量
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数据编辑
? 拓扑编辑
? 扫描矢量化 to vector
? 多义线编辑
? 地图匹配
? 拓扑、属性错误检查
? 结点匹配
? 悬挂点检查
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分析功能
? 计算功能 ( distance,area,frequency)
? 查询功能 (mouse,attribute,keyboard,SQL)
? 缓冲区分析 ( point,line,polygon,weight)
? 地图分析
? 数字高程模型分析 analysis
? 网络分析 Net analysis
? 多边形操作
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显示
? 叠加显示
? 透视图
? 文本 ( change the size,angle,)
? 动画
? 多媒体
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GIS的应用领域
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GIS的应用
SURVEYING,PLANNING,
LAND MANAGEMENT,TRANSFERMATION,
AGRICULTURE,IRREGATION,
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海量数据管理
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空间分析
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道路分析
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道路分析
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断面分析
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新建数字高程模型
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公共信息查询与服务
Internet
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ITS,智能交通系统
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3D 建模与可视化
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GIS的发展方向
? 平台,UNIX—WINDOWS
? 关系数据库 ——对象关系数据库
? WEB GIS
? OPEN GIS
? TGIS
? 3DGIS
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GIS的科学趋势
? GISc,地理信息科学
? Cognition,认识，使 GIS简单
? 本体论, 模型可重用性
? 计算机科学
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GIS组织
? ACSM:美国测绘学会
? ASPRS:美国摄影测量与遥感协会
? UCGIS:地理信息科学大学联盟
? OGC:Open GIS
? NCGIA:美国国家地理信息分析中心
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