资源与环境科学学院
GIS
Geographical Information System
地理信息系统
第一章 地理信息系统导论
第二章 地理数据结构及其文件组织
第三章 地理数据库
第四章 地理数据采集
第五章 空间数据处理
第六章 地理数据计量地理分析
第七章 空间分析
第八章 地理信息产品输出
第九章 地理信息系统设计与评价
第十章 地理信息系统应用实例
地理信息系统导论
学习目标：
·理解 GIS的相关概念，说明 GIS和相关学科的关系
·掌握 GIS的特点、类型与组成
·了解 GIS的基本功能和用途
·了解 GIS的发展概况
重点,GIS的基本概念、组成及功用
地理信息系统导论
第一节 地理信息系统的产生
第二节 地理信息系统的基本概念
第三节 地理信息系统的特点和功能
第四节 地理信息系统的组成
第五节 地理信息系统的研究内容
第六节 地理信息系统的发展趋势
信息革命的影响, 要求地理学要顺应时代的要求, 跟上时代
的步伐, 地理学要高度现代化 。 计算机技术, 自动化技术等的发
展为 GIS的形成奠定了坚实的基础；地理信息系统脱胎于地图,
它们都是地理信息的载体, 具有存贮, 分析和显示地理信息的功
能 。 计算机制图技术的发展对 GIS的产生起了有力的促进作用；
海量资源信息, 客观上需要 GIS为之服务；由于社会的进步, 人
类开始觉悟到对于自然资源的利用, 不能是简单的掠夺, 而应当
合理的管理利用, 并且把开发和保护相结合 。 对自然资源应采取
科学的管理, 进行定量分析和预测, 从而为宏观科学决策提供依
据, 这些为 GIS的产生提供了应用基础 。
基于以上社会经济与技术发展的历史背景和原因, 地理信息
系统于 60年代中期开始形成并逐渐发展起来 。
第一节 地理信息系统的产生
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
基本概念
信息的特点
数据与信息的区别
第二节 地理信息系统的基本概念
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
数据 是客观事物的属性、数量
、位置及其相互关系等的抽象
表示，随载荷它的物理设备的
形式而改变。
信息 是向人们或机器提供关于
现实世界各种事实的知识，是
数据、消息中所包含的意义。
它不随载体的物理形式的改变
而改变。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
(1)信息的客观性
(2)信息的适用性
(3)信息的传输性
(4)信息的共享性
信息的特点：
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
信息与数据 是不可分离的
,数据 是信息的表达，信
息是数据的内涵。数据本
身并没有意义数据只有对
实体行为产生影响时才成
为信息
数据与信息的关系
基本概念
地理信息的特征
地图与地理信息的关系
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息 是指表示地理环境诸要素的数
量、质量、分布特征及其相互联系和变
化规律的数字、文字、图象和图形等的
总称。
地图 是将地理环境诸要素按照一定的数
学法则，运用符号系统并经过制图综合
缩绘于平面上的图形，以传递各种自然
和社会现象的数量与质量的空间分布和
联系以及随时间的发展变化。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
基本概念
(1)属于空间信息
(2)具有多维结构的特征
(3)时序特征十分明显
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息的特征
1,地图是地理信息载体
2,地图是地理信息的传统数据源
3,地图是 GIS的查询与分析
结果的表示方法
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地图与地理信息的关系
地理系统 是一个多层次的巨系统, 它具有
多层次的结构和泛目标的功能, 需要多学科的
知识结构和多种形式技术体系的支持 。 地理系
统是认识地理圈的事物, 现象和发生发展过程,
理解物质迁移与能量转换内外循环的规律, 认
识地理规律, 掌握地理信息, 以调控资源与环
境为目的的逻辑思维过程 。
地理信息系统 是以地理空间数据库为基础,
在计算机软硬件的支持下, 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, 以提供管理, 决策等所需信
息的技术系统 。 简单的说, 地理信息系统就是
综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统 。
地理系统是地理信息系统的科学依据；地理
信息系统是研究地理系统的科学技术保证 。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息系统的分类
地理信息系统的功能
地理信息系统的应用
第三节 地理信息系统的特点和功能
地理信息系统的特点
1,公共的地理定位基础；
2,具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力
3,系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态
预测能力，并能产生高层次的地理信息；
4,以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空
间决策支持系统。
一、地理信息系统的特点
专题地理信息系统 (Thematic GIS)
区域地理信息系统 (Regional GIS)
地理信息系统工具 (GIS Tools)
城市信息系统
自然资源查询信息系统
规划与评估信息系统
土地管理信息系统等。
按功能分类
按内容分类
二、地理信息系统的分类
数据输入、存贮和编辑
操作运算
数据查询和检索
应用分析
图形显示和结果输出
数据更新
三、地理信息系统的功能
四、地理信息系统的应用
1,统计与量算；
2,规划与管理；
3,预测与监测；
4,辅助决策 。
第四节 地理信息系统的组成
数据输入
数据存储
信息输入
系统操作
系统支持
地理分析
硬件系统 地理数据 软件系统
输入设备
存储设备
输出设备
计算机系统软件
GIS软件
应用分析程序
地
理
数
据
库
用户
一,GIS 的 硬 件 系统
输入设备
数字化仪
扫描仪
键 盘
数字像机
输出设备
显 示 器
绘 图 机
打 印 机
校片纪录仪
计
算
机
主
机
存储设备
光盘读写器磁带机
硬盘软盘
二,GIS的软件系统
数据输入和校验
数据存储和管理
数据变换分析
数据显示和输出
用户接口模块
GIS软件
应 用 分析 软 件
计算机系统软件
操作系统
汇编程序
编译程序
服务程序
三、地理数据
地理数据分类
几何数据
关系数据
属性数据
度量关系
延伸关系
拓扑关系
几何坐标
定性
定量
四、用 户
系统组织、管理、维护和数据更新、
应用程序开发、信息提取、地理决策
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
概念、定义、内涵
构成、特点、功能和任务
理论体系
发展历史及发展趋势
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
硬件配置
数据结构与表示
输入输出系统
地理数据管理
用户界面
GIS工具软件研制
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
应用系统设计
数据采集与校验
专题分析模型
3S结合
地学专家系统
考古学 人文地理学
公共管理 社会学
流行病学 健康护理规划
森林学
土壤科学
地貌学
环境科学
地质学 生态学
水文学
气象学
公共信息查询
矿产开发 设施维护
产业 /商业
市场 旅游业
资产管理
计算机科学
制图学可视化
符号学
测量
遥感
照相测量法
数学数据库
计算机
图形学
统计学
地理 统计学人工
智能 认知科学
社会－经济
测量
地形测量 环境测量
二
相
关
学
科
树
1.起步阶段 （ 60年代 ）, 注重空间数据的地学处理 。
1963年, 加拿大测量学家 R,T,Tomlinson首先提出 GIS
这一术语, 建立加拿大地理信息系统 （ CGIS） ；
1969年, ESRI （ 环境系统研究所 ） 建立；
1969年, Integraph公司建立 。
2.发展阶段 （ 70年代 ）, 注重空间地理信息的管理, 受到
政府部门, 商业公司和大学的普遍重视 。
1978年, ERDAS成立 。
一、地理信息系统的发展概况
第六节 GIS发展趋势
3.推广应用阶段 （ 80年代 ）, 注重空间决策支持分析 。
1981年, ESRI ARC/INFO GIS发布；
1985年, GPS成为可运行系统；
1986年, MapInfo建立；
1986年, SPOT卫星首次发射；
1987年, 地理信息系统的国际杂志出版；
1988年, 美国人口调查局第一次公开发布 TIGER；
1988年, GIS World 首次发行；
1989年, Ingegraph 发布 MGE；
4.用户时代（ 90年代后）,注重 GIS社会应用与服务，
GIS技术迅猛发展。
控件式 GIS成为 GISTools的发展方向 ;
WebGIS蓬勃发展 ;
三维 GIS崭露头角。
5.国外主流 GIS软件
ARC/INFO（ ArcView,ArcObject,ArcIMS）
GENAMAP
MGE（ Modular GIS Environment）（ GeoMedia）
MapInfo（ Mapinfo Proserver,MapX,MapXtreme、
SpatialWare）
ERDAS
二, 我国 GIS的发展
1.准备阶段 （ 70年代 ）
2.试验阶段 （ 80年代 ）
3.全面发展阶段 （ 90年代 ）
4.国产主流 GIS软件
GeoStar
MapGIS
SuperMap
CityStar
(1)GIS与遥感和全球定位系统进一步结合，构成地理学
日趋完善的技术体系；
(2)空间数据结构与数据管理的研究更加深入；
(3)GIS应用模型开发日趋加强；
(4)GIS智能化；
(5)GIS网络化；
(6)三维 GIS的研究不断深入；
(7)宏观与微观应用进一步加强，并形成新的产业。
三、地理信息系统的发展趋势
GIS
Geographical Information System
地理信息系统
第一章 地理信息系统导论
第二章 地理数据结构及其文件组织
第三章 地理数据库
第四章 地理数据采集
第五章 空间数据处理
第六章 地理数据计量地理分析
第七章 空间分析
第八章 地理信息产品输出
第九章 地理信息系统设计与评价
第十章 地理信息系统应用实例
地理信息系统导论
学习目标：
·理解 GIS的相关概念，说明 GIS和相关学科的关系
·掌握 GIS的特点、类型与组成
·了解 GIS的基本功能和用途
·了解 GIS的发展概况
重点,GIS的基本概念、组成及功用
地理信息系统导论
第一节 地理信息系统的产生
第二节 地理信息系统的基本概念
第三节 地理信息系统的特点和功能
第四节 地理信息系统的组成
第五节 地理信息系统的研究内容
第六节 地理信息系统的发展趋势
信息革命的影响, 要求地理学要顺应时代的要求, 跟上时代
的步伐, 地理学要高度现代化 。 计算机技术, 自动化技术等的发
展为 GIS的形成奠定了坚实的基础；地理信息系统脱胎于地图,
它们都是地理信息的载体, 具有存贮, 分析和显示地理信息的功
能 。 计算机制图技术的发展对 GIS的产生起了有力的促进作用；
海量资源信息, 客观上需要 GIS为之服务；由于社会的进步, 人
类开始觉悟到对于自然资源的利用, 不能是简单的掠夺, 而应当
合理的管理利用, 并且把开发和保护相结合 。 对自然资源应采取
科学的管理, 进行定量分析和预测, 从而为宏观科学决策提供依
据, 这些为 GIS的产生提供了应用基础 。
基于以上社会经济与技术发展的历史背景和原因, 地理信息
系统于 60年代中期开始形成并逐渐发展起来 。
第一节 地理信息系统的产生
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
基本概念
信息的特点
数据与信息的区别
第二节 地理信息系统的基本概念
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
数据 是客观事物的属性、数量
、位置及其相互关系等的抽象
表示，随载荷它的物理设备的
形式而改变。
信息 是向人们或机器提供关于
现实世界各种事实的知识，是
数据、消息中所包含的意义。
它不随载体的物理形式的改变
而改变。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
(1)信息的客观性
(2)信息的适用性
(3)信息的传输性
(4)信息的共享性
信息的特点：
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
信息与数据 是不可分离的
,数据 是信息的表达，信
息是数据的内涵。数据本
身并没有意义数据只有对
实体行为产生影响时才成
为信息
数据与信息的关系
基本概念
地理信息的特征
地图与地理信息的关系
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息 是指表示地理环境诸要素的数
量、质量、分布特征及其相互联系和变
化规律的数字、文字、图象和图形等的
总称。
地图 是将地理环境诸要素按照一定的数
学法则，运用符号系统并经过制图综合
缩绘于平面上的图形，以传递各种自然
和社会现象的数量与质量的空间分布和
联系以及随时间的发展变化。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
基本概念
(1)属于空间信息
(2)具有多维结构的特征
(3)时序特征十分明显
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息的特征
1,地图是地理信息载体
2,地图是地理信息的传统数据源
3,地图是 GIS的查询与分析
结果的表示方法
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地图与地理信息的关系
地理系统 是一个多层次的巨系统, 它具有
多层次的结构和泛目标的功能, 需要多学科的
知识结构和多种形式技术体系的支持 。 地理系
统是认识地理圈的事物, 现象和发生发展过程,
理解物质迁移与能量转换内外循环的规律, 认
识地理规律, 掌握地理信息, 以调控资源与环
境为目的的逻辑思维过程 。
地理信息系统 是以地理空间数据库为基础,
在计算机软硬件的支持下, 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, 以提供管理, 决策等所需信
息的技术系统 。 简单的说, 地理信息系统就是
综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统 。
地理系统是地理信息系统的科学依据；地理
信息系统是研究地理系统的科学技术保证 。
数据与信息
地理信息与地图
地理系统与
地理信息系统
地理信息系统的分类
地理信息系统的功能
地理信息系统的应用
第三节 地理信息系统的特点和功能
地理信息系统的特点
1,公共的地理定位基础；
2,具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力
3,系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态
预测能力，并能产生高层次的地理信息；
4,以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空
间决策支持系统。
一、地理信息系统的特点
专题地理信息系统 (Thematic GIS)
区域地理信息系统 (Regional GIS)
地理信息系统工具 (GIS Tools)
城市信息系统
自然资源查询信息系统
规划与评估信息系统
土地管理信息系统等。
按功能分类
按内容分类
二、地理信息系统的分类
数据输入、存贮和编辑
操作运算
数据查询和检索
应用分析
图形显示和结果输出
数据更新
三、地理信息系统的功能
四、地理信息系统的应用
1,统计与量算；
2,规划与管理；
3,预测与监测；
4,辅助决策 。
第四节 地理信息系统的组成
数据输入
数据存储
信息输入
系统操作
系统支持
地理分析
硬件系统 地理数据 软件系统
输入设备
存储设备
输出设备
计算机系统软件
GIS软件
应用分析程序
地
理
数
据
库
用户
一,GIS 的 硬 件 系统
输入设备
数字化仪
扫描仪
键 盘
数字像机
输出设备
显 示 器
绘 图 机
打 印 机
校片纪录仪
计
算
机
主
机
存储设备
光盘读写器磁带机
硬盘软盘
二,GIS的软件系统
数据输入和校验
数据存储和管理
数据变换分析
数据显示和输出
用户接口模块
GIS软件
应 用 分析 软 件
计算机系统软件
操作系统
汇编程序
编译程序
服务程序
三、地理数据
地理数据分类
几何数据
关系数据
属性数据
度量关系
延伸关系
拓扑关系
几何坐标
定性
定量
四、用 户
系统组织、管理、维护和数据更新、
应用程序开发、信息提取、地理决策
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
概念、定义、内涵
构成、特点、功能和任务
理论体系
发展历史及发展趋势
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
硬件配置
数据结构与表示
输入输出系统
地理数据管理
用户界面
GIS工具软件研制
一、研究内容
GIS
基本理论
技术系统
应用方法
第五节 地理信息系统的研究内容
应用系统设计
数据采集与校验
专题分析模型
3S结合
地学专家系统
考古学 人文地理学
公共管理 社会学
流行病学 健康护理规划
森林学
土壤科学
地貌学
环境科学
地质学 生态学
水文学
气象学
公共信息查询
矿产开发 设施维护
产业 /商业
市场 旅游业
资产管理
计算机科学
制图学可视化
符号学
测量
遥感
照相测量法
数学数据库
计算机
图形学
统计学
地理 统计学人工
智能 认知科学
社会－经济
测量
地形测量 环境测量
二
相
关
学
科
树
1.起步阶段 （ 60年代 ）, 注重空间数据的地学处理 。
1963年, 加拿大测量学家 R,T,Tomlinson首先提出 GIS
这一术语, 建立加拿大地理信息系统 （ CGIS） ；
1969年, ESRI （ 环境系统研究所 ） 建立；
1969年, Integraph公司建立 。
2.发展阶段 （ 70年代 ）, 注重空间地理信息的管理, 受到
政府部门, 商业公司和大学的普遍重视 。
1978年, ERDAS成立 。
一、地理信息系统的发展概况
第六节 GIS发展趋势
3.推广应用阶段 （ 80年代 ）, 注重空间决策支持分析 。
1981年, ESRI ARC/INFO GIS发布；
1985年, GPS成为可运行系统；
1986年, MapInfo建立；
1986年, SPOT卫星首次发射；
1987年, 地理信息系统的国际杂志出版；
1988年, 美国人口调查局第一次公开发布 TIGER；
1988年, GIS World 首次发行；
1989年, Ingegraph 发布 MGE；
4.用户时代（ 90年代后）,注重 GIS社会应用与服务，
GIS技术迅猛发展。
控件式 GIS成为 GISTools的发展方向 ;
WebGIS蓬勃发展 ;
三维 GIS崭露头角。
5.国外主流 GIS软件
ARC/INFO（ ArcView,ArcObject,ArcIMS）
GENAMAP
MGE（ Modular GIS Environment）（ GeoMedia）
MapInfo（ Mapinfo Proserver,MapX,MapXtreme、
SpatialWare）
ERDAS
二, 我国 GIS的发展
1.准备阶段 （ 70年代 ）
2.试验阶段 （ 80年代 ）
3.全面发展阶段 （ 90年代 ）
4.国产主流 GIS软件
GeoStar
MapGIS
SuperMap
CityStar
(1)GIS与遥感和全球定位系统进一步结合，构成地理学
日趋完善的技术体系；
(2)空间数据结构与数据管理的研究更加深入；
(3)GIS应用模型开发日趋加强；
(4)GIS智能化；
(5)GIS网络化；
(6)三维 GIS的研究不断深入；
(7)宏观与微观应用进一步加强，并形成新的产业。
三、地理信息系统的发展趋势
