[键入文字] [键入文字] [键入文字] 1 备研 GIS课件 QQ:215598028 bion.giser 2011/1/1 武大资环GIS课件
总目录:
? 第一讲：地理信息系统概论 ? 第二讲：空间数据与数据获取 ? 第三讲：空间数据模型 ? 第四讲：空间数据库模型 ? 第四讲：（补充）空间索引 ? 第五讲：空间数据处理 ? 第六讲：空间数据查询与分析 ? 第七讲：空间数据可视化
? 第八讲：几种常见的空间数据模型
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第一讲 地理信息系统概论
1， 基本概念
2， 地理信息系统的起因与发展 3， 地理信息系统的基本内容 4， 地理信息系统的构成
5， 地理信息系统与其他系统的差别 6， 地理信息系统的分类
1、基本概念
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数据 信息 地理信息 信息系统 地理信息系统
信息和数据:
信息（Information）：是用数字、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，信息向人们（或系统）提供关于现实世界的知识，作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。 数据（Data）：是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，它们以数字、文字、符号、声音、图象等形式被输入到计算机被存储和处理的。 数据本身并没有意义。数据的格式往往与具体的计算机系统和应用需求有关。 两者关系：
? 信息来自数据，数据是未加工的原始资料
? 数据是信息的载体和表达，信息是数据的内涵，两者是形与质的关系。 ? 数据只有在具体的语境下才有意义，成为信息。例如：80％ 信息需要依赖正确的数据形式才能够正确表达和应用。同样的信息可以采用不同的数据形式来表达。
地理信息（Geographic Information 简称GI）
地理信息是指地理环境中各地理实体固有的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化
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规律等信息的总称。
地理信息是对表达地理实体特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。从地理实体到地理数据，再到地理信息的发展，反映了人类认识的巨大飞跃。
地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，它具有区域性。地理信息又具有多维结构特征，即在同一XY位置上具有多个专题和属性的信息结构。例如在一个地面点位上，可取得高度、地耐力、噪声、污染、交通等多种信息。而且，地理信息有明显的时序特征，即动态变化的特征，这就要求及时采集和更新它们，并根据多时相的数据和信息来寻找随时间变化的分布规律，进而对未来作出预测或预报。地理信息除了描述地理实体的空间位置外，还包含与位置有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等等。
一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它脱胎于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。
信息系统（Information System）
? 系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，能完成特定功能的有机整
体
? 信息系统：指能对数据和信息进行采集、存贮、加工和再现，并能回答用户一系列
问题的系统，具有数据采集、管理、分析和表达等功能 ? 信息系统是基于数据库的问答系统 ：
? 信息系统是具有处理、管理和分析数据功能的系统，它能为企业、部门或组织的决
策过程提供有用的信息。通常包括经营信息系统、企业管理信息系统、金融信息系统、交通运输信息系统、空间信息系统和其它信息系统等。其中的空间信息系统是一种十分特别而重要的信息系统，它要采集、管理、处理和更新空间信息。 ? 信息系统的构成：
用户:是信息系统所服务的对象，是信息系统的主人。用户分一般用户和从事系统建立、维护、管理和更新的高级用户
硬件:包括各类计算机处理机及其终端设备
软件:是支持数据与信息的采集、存贮、加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统
数据:则包括定量和定性数据
知识:是智能信息系统的重要组成部分，用于指导系统的智能化运行
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地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）
? 陈述彭院士认为“地理信息系统可简单定义为用于采集、模拟、处理、检索、分析
和表达地理空间数据的计算机信息系统”
? 美国科学院院士Prof.Goodchild把GIS定义为“采集、存储、管理、分析和显示有关
地理现象信息的综合系统”
? 武汉大学龚健雅教授定义“地理信息系统（GIS）是一种特定而又十分重要的空间信
息系统，它是以采集、贮存、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”
? 在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特
征至少由空间信息和非空间信息两个组成部分
? 地理信息系统是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间
科学、信息科学和管理科学于一体的新兴边缘学科
? 地理信息系统中包括空间数据和属性数据两大类数据，前者描述地理实体的空间位
置，后者描述地理实体的特征。空间数据有时又被称为图形数据。
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2、地理信息系统的起因与发展
地图作为空间数据的载体长期为航海、军事以及现代经济建设服务
二十世纪立体航空摄影测量和遥感成象技术的发展提高了空间数据的精度，加速了空间数据获取速度
五十年代，测绘工作者和地理工作者开始利用计算机汇总各种空间数据，并进行处理和分析，其结果成为决策过程的有用信息
六十年代末，加拿大建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划；著名的地理信息系统软件公司ESRI和Integraph相继成立
七十年代计算机硬软件技术的发展推动地理信息系统朝实用方向迅速发展，一些地理信息系统软件公司推出各自的应用系统，据统计，七十年代有300多个应用系统投入使用； 1972年第一本地理信息系统专著《地理数据处理》出版。许多大学开始培养GIS人才，创建了地理信息系统实验室。
八十年代是GIS普及和推广应用的阶段，GIS基础软件和应用软件的发展，使得GIS应用从解决基础设施的管理和规划（如道路、输电线）转向更复杂的区域开发，例如土地利用、城市化发展、人口规划与分布等，并涌现出一些有代表性的GIS软件，如 ARC/INFO，TIGRIS，MGE，SICAD，GENAMAP，SYSTEM 9等，它们可在工作站或微机上运行。 此外， 1987年，“地理信息系统的国际杂志”出版；
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1988年， GIS WORLD杂志首次发行 1988年，首次GIS/LIS国际会议召开
GIS WORLD is the world's first and leading magazine devoted to serving the GIS industry. It is dedicated to the understanding and application of GIS technology worldwide.
从九十年代开始，地理信息系统进入应用产业化阶段，随着微机和Windows的迅速发展 ，一些基于Windows和Windows NT的桌面GIS如MAPINFO、ARCView、GeoMedia等软件以其界面友好、易学好用的独特风格，将GIS带入到各行各业。因特网发展特别是九十年代万维网的发展，为地理信息系统在因特网上运行提供了必要的技术条件，各软件厂商争相研究出基于万维网的地理信息系统软件。比较典型的软件有：Autodesk公司的Map Guide、ESRI公司的MapObject IMS、Intergraph公司的GeoMdia Web Map、MapInfo公司的MapInfo ProServer和武汉测绘科技大学吉奥信息工程公司的 GeoSurf等。
21世纪，地理信息系统进入网络化阶段，国家级及全球性的地理信息系统已经成为公众关注的问题。 以因特网为基础、以提供地理信息服务为目标的分布式地理信息系统成为目前地理信息系统行业的主要研究对象和发展方向。
地理信息系统技术的发展过程
3、GIS的基本内容
GIS的内容主要包括：
① 有关的计算机软、硬件； ② 空间数据的获取；
③ 空间数据的表达及数据结构； ④ 空间数据的处理； ⑤ 空间数据的管理； ⑥ 空间数据分析；
⑦ 空间数据的显示与可视化； ⑧ GIS的应用；
⑨ GIS的项目管理、开发、质量保证与标准化； ⑩ GIS机构设置与人员培训等。
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