GIS概论
GIS概论理解
一、对当前GIS的理解近年来，科技进步呈现出加速度的增长势头，云计算方兴未艾，大数据的技术浪潮又汹涌而至。
以极低成本采集到的各类数据，经过分析挖掘提炼出有价值的信息，推动以机器学习、精准营销、商业智能等领域的迅猛发展，并逐步扩展到各个行业。
数据正在成为发展的源动力，成为第四次工业革命的“煤炭”和“石油”。
而我们也即将从信息技术时代步入数据技术时代。
在大数据时代，以空间数据管理和分析为己任的GIS，又该何去何从呢？龚健雅院士认为大数据给GIS带来了三个方面的改变：1.要处理的数据来源从测绘4D数据为主变为以手机信令、导航、移动互联网等这些新的数据来源；2.新的数据来源尤其是实时数据，对空间索引和数据存储等技术方面提出新的要求；3.空间分析的算法也要改变，以适应新数据和新应用的需要。
周成虎院士从数据、计算和服务三个维度提出引领第四代GIS发展的要点，分别是：1.从相对静态的量测数据为主体发展到以动态异构、时空密集、非结构化的“大数据”为主体；2.从组件式功能计算发展到高性能环境支持下的空间处理与分析工具计算；3.从根据应用需求的软件开发发展到个性化服务模式及庞大的地理信息服务网络。
陶闯博士更是提出“GIS已死”的说法，强调实时数据将取代静态数据，成为数据的主流。
我的理解是：支持大数据将成为GIS的标配。
1．GIS 就是空间数据库：GIS 是一个包含了用于表达通用GIS 数据模型（要素、栅格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。
2．GIS 就是地图：从空间可视化的角度看：GIS 是一套智能地图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。
底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。
3．GIS 是空间数据处理分析工具集：从空间处理的角度看，GIS 是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。
这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进行分析，最终将结果导入到数据集中。
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(完整版)地理信息系统概论
1.数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
包括数字、文字、符号、图像、声音。
数据本身并没有意义。
2.信息：狭义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。
广义：信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。
GIS中的信息即是广义的信息概念，它不随数据形式的改变而改变。
3.数据与信息的关系：数据的信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。
数据只有通过解释才有意义，才成为信息。
4.数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。
数据处理的目的在于：1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式。
2）把数据加工成对正确管理和决策有用的数据。
3）把数据编辑后存储起来，以供后续使用。
5.信息的特点：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。
6.地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。
7.地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。
8.地理信息的特征：1）空间特征。
2）属性特征。
3）时序特征。
9.地理信息系统（GIS）：地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
10.地理信息系统的基本概念：1）地理信息系统首先是一种计算机系统2）地理信息系统的操作对象：地理数据或空间数据（spatial data） 3）地理信息系统的技术优势：在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析功能力、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能、强大的图形生成和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。
地理信息系统概论
地理信息系统概论地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机技术来捕获、存储、管理、分析和展示地理空间数据的系统。
它与地理学和地理信息科学紧密相连，为我们提供了一种有效的方式来理解和解释地球上的现象和问题。
本文将就地理信息系统的概念、应用范围以及未来发展进行探讨。
地理信息系统是一个包含软件、硬件、数据和人员的综合系统。
它可以通过空间分析、建模和可视化等方式，帮助我们更好地理解和掌握地球上的事物和现象。
地理信息系统是一种跨学科的领域，涉及到地理学、计算机科学、地图学、统计学等多个学科的知识。
它的基本原理是将地理空间数据与属性数据进行关联和整合，通过空间分析来揭示其中的关联和规律。
地理信息系统的应用范围十分广泛。
从城市规划到环境保护，从农业管理到交通规划，从资源管理到灾害预警，地理信息系统都发挥着重要的作用。
在城市规划方面，地理信息系统可以帮助规划师们更好地了解城市的地理特征和人口分布，为城市的合理布局和发展提供科学依据。
在环境保护方面，地理信息系统可以监测环境污染、物种迁徙等现象，为环保决策提供数据支持。
在农业管理方面，地理信息系统可以帮助农民根据土地特征选择合适的农作物种植，并进行水资源和气候的管理。
在交通规划方面，地理信息系统可以辅助分析交通拥堵状况，并提供最佳路线规划。
未来，地理信息系统的发展前景十分广阔。
随着5G技术的发展和数据采集技术的不断改进，地理信息系统将更加强大和智能化。
例如，借助高分辨率遥感技术，我们可以对地球表面进行更加详细的观测和测量。
同时，随着人工智能和机器学习技术的应用，地理信息系统可以对大数据进行更精确和快速的处理，从而为决策者提供更准确的决策支持。
此外，地理信息系统还可以与其他技术进行深度融合，如物联网、区块链等。
通过与物联网的结合，地理信息系统可以获取更精确的实时数据，实现更精细化的管理。
而通过与区块链的结合，地理信息系统可以实现数据的去中心化、不可篡改和共享，提高数据的安全性和可信度。
第一章 GIS空间分析概论
1.3.2 条件
• 满足给定条件的 地理对象分布 • 属性查位置 例：人口大于10 万的城市 • 空间关系 查满足空间条 件的对象分布 例：客户分布
1.3.3 趋势
• 地理对象随时间的 变化 • 例：人口变化趋势
1.3.4 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
……….
1.5 GIS与空间分析的结合方式 GIS与空间分析的结合方式
用户界面 空 间 分 析 模 块
GIS 与空 间分析紧 耦合
用户
GIS 与空 间分析松 耦合
GIS
1.5 GIS与空间分析的结合方式 GIS与空间分析的结合方式
► 两种方式的优缺点
紧耦合方式: 紧耦合方式:可为用户提供方便、全面、有效的功能，但 造价高、实现周期长 松耦合方式：造价低、周期短，面向专业应用
空间分析
主讲教师：陈军
空间分析
► 引入
公路起点 拟修建公路
学校
公路修建问题
退耕还林还草问题
空间分析
► 引入
银行服务区分析
数字化小区问题
课程设置
► 第一章 ► 第二章 ► 第三章 ► 第四章 ► 第五章 ► 第六章
空间分析概论 空间查询与量算 矢量数据空间分析 栅格数据空间分析 三维分析 网络分析
• 空间分析专业模块（模型）目前现状——很 少
• 空间分析理论不成熟，缺乏权威的、大型的、全面的软 件包。 • 空间分析过于专业化的算法阻碍了软件开发 • GIS开发者和空间分析建模人员之间缺乏交流，对GIS空 间分析功能的研究不够深入，成果欠深度。
1.6 学习空间分析的方法
► 掌握空间分析理论和方法是起点 ► 理论联系实际，运用所学解决现实问题是目
地理信息系统gis第1章 GIS概论ppt课件
（8）Chrisman（1999）认为，GIS是人们在与社会结构相互 作用的同时，测量、描述地理现象，再将这些描述转换成 其他形式的有组织的活动。
（9）21世纪初期，一些发达国家的GIS权威机构又对GIS给 出了定义，代表性的如下。
桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的 主要目的是产生地图，这里的“地图”就是数据库。大多 数桌面制图系统只有极其有限的数据管理、空间分析以及 个性化能力。
桌面制图系统是在桌面计算机（即图形工作站及微型计算 机的统称）上进行操作的。人们把运行于桌面计算机上的 地理信息系统，称为桌面GIS。
GIS的桌面制图通过编辑器为用户提供交互式界面对图形 进行操作，包括符号设计、图面整饰、图形综合、页面排 版等，同时还可以将设计好的地图制版输出，供批量印刷。
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（2）GIS与CAD和CAM • GIS与CAD的区别和联系，见表1.2
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• GIS与CAM区别和联系
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1.1 GI最S新概课件念框架和构成
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总之，GIS是组织、存储、管理、表达和分析处理空间信息 的软件工具，它以实体的空间位置信息为主线，集经济、社 会、环境、科技、文化等各类信息，为各种应用服务。它一 方面可以形成自己的产业，另一方面又可以推进空间信息应 用与产业的发展，是空间技术应用领域的主要软件基础，具 有广阔的应用前景。从GIS概念的提出到现代对GIS概念的理 解，是一门不断发展、不断完善的学科和技术。从20世纪80 年代至今，先后经历了从GISystem 到GIScience再到 GIService的发展，形成了理论研究、技术开发、工程应用与 产业化管理的完善体系，三个不同侧重阶段的发展时期如图 1.2 所示。
地理信息系统概论(2012)
地理信息系统概论（2012）地理信息系统（GIS）是一种集成了地理学、计算机科学、遥感技术和统计学等多学科技术的综合性系统。
它主要用于采集、存储、管理、分析和展示与地理空间位置相关的数据。
自20世纪60年代诞生以来，GIS技术不断发展，如今已成为我国国民经济和社会发展的重要支撑。
一、地理信息系统的基本概念1. 地理信息：地理信息是指与地球表面位置相关的自然、人文现象的信息。
它包括地形、地貌、气候、水文、土壤、植被、人口、交通、建筑等各种类型的数据。
2. 空间数据：空间数据是描述地理现象位置、形状、大小及其分布特征的数据。
它包括矢量数据和栅格数据两种类型。
3. 属性数据：属性数据是与空间数据相对应的，用于描述地理现象特征的文字、数字和符号等信息。
4. 空间分析：空间分析是地理信息系统的核心功能，通过对空间数据进行处理和分析，揭示地理现象的分布规律、时空变化和相互关系。
二、地理信息系统的组成1. 空间数据采集与输入：空间数据采集是GIS的基础，主要包括野外调查、地图数字化、遥感影像处理等方法。
2. 数据存储与管理：GIS数据存储与管理采用数据库技术，实现对空间数据和属性数据的统一管理。
3. 数据处理与分析：数据处理与分析是GIS的核心，包括空间查询、叠加分析、缓冲区分析、网络分析等功能。
4. 地图制作与输出：地图制作是GIS的重要应用，通过地图展示地理信息的空间分布特征。
5. 软件与硬件平台：GIS软件是系统的运行环境，硬件平台包括计算机、服务器、网络设备等。
三、地理信息系统的应用领域1. 国土资源管理：GIS在国土资源调查、评价、规划等方面具有广泛应用，有助于提高国土资源利用效率。
2. 城市规划与管理：GIS为城市规划、建设、管理提供空间数据支持，实现城市可持续发展。
3. 环境保护：GIS在环境监测、污染源分析、生态保护等方面发挥重要作用。
4. 交通规划与管理：GIS为交通规划、道路设计、交通管理提供技术支持。
地理信息系统概论各章知识点
第一章导论：1.GIS基本概念：数据、信息、数据与信息的关系、信息的特点、地理信息的定义与特征、地理信息系统定义。
2.GIS基本构成：五个组成部分及每个组成部分具体包含的内容。
3.GIS功能简介：基本功能、应用功能。
4.GIS发展概况：国内外发展概况、未来发展态势。
第二章 GIS的数据结构1.地理空间及其表达：地理空间概念、空间实体的表达。
2.地理空间数据及其特征：分类（4D）、基本特征、拓扑关系、计算机表示。
3.空间数据结构的类型：矢量数据结构的定义、实体数据结构、拓扑数据结构——数据记录格式和拓扑编辑功能；栅格数据结构的定义、栅格矩阵结构、链式编码、游程编码结构、块码、行程编码结构、四叉树结构；曲面数据结构。
4.空间数据结构的建立：系统功能与数据源的关系、空间数据的分类与编码、矢量数据的输入与编辑、栅格数据的输入。
第三章空间数据处理数据变换、数据重构、数据提取（概念）1.空间数据的变换：几何纠正（仿射变换）、投影变换。
2.空间数据结构的转换：矢量——栅格：栅格单元的确定、点的栅格化、线的栅格化、面的栅格化（基于弧段的栅格化方法、基于多边形的栅格化方法——内部点扩散算法、射线算法与扫描算法、边界代数算法、边界点跟踪算法、复数积分算法）栅格——矢量：基于图像数据的矢量化（二值化、细化：剥皮法与骨架法、跟踪、去除多余点及曲线光滑、拓扑关系的生成）、栅格数据的矢量化。
3.多元空间数据的融合：RS与GIS的融合、不同格式的融合（转换器、数据标准、公共接口、直接访问）4.空间数据的压缩与重分类：基于矢量的压缩（间隔取点法、道格拉斯-普克法、垂距法、偏角法、光栏法）5.空间数据的内插方法：定义、点的内插、区域的内插（叠置法、比重法）6.开窗处理：点、线、面7.图幅边沿的匹配处理：逻辑一致性检验、识别和检索相邻图幅、相邻图幅边界点坐标数据的匹配、相同属性多边形公共边界的删除。
第四章 GIS空间数据库1.空间数据库概述：数据管理模式及发展、空间数据库的概念（空间数据存储和管理发展的阶段）、空间数据库设计的过程和步骤、空间数据库的实现和维护。
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2、对
正确答案:2
题号:5题型:判断题本题分数:5
内容:
数据时通过各种方式处理并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
1、错
2、对
正确答案:2
题号:6题型:判断题本题分数:5
内容:
在面向对象的空间数据模型中，对象间的相互联系和通信的唯一途径是通过消息来实现。
1、错
2、对
正确答案:1
题号:12题型:判断题本题分数:5
内容:
在数据采集之后、数据应用之前，一般要进行数据处理。
1、错
2、对
正确答案:2
题号:13题型:判断题本题分数:5
内容:
GIS功能软件一般都提供系统二次开发功能的接口
1、错2、对正来自答案:1题号:14题型:判断题本题分数:5
内容:
数据库系统软件是GIS系统软件的基础支撑软件
1、错
2、对
正确答案:1
题号:18题型:判断题本题分数:5
内容:
范围索引比格网空间索引效率更高。
1、错
2、对
正确答案:1
题号:19题型:判断题本题分数:5
内容:
利用拓扑数据利于空间要素的查询。
1、错
2、对
正确答案:2
题号:20题型:判断题本题分数:5
内容:
信息是数据的载体
1、错
2、对
正确答案:1
1、错
2、对
正确答案:1
题号:3题型:判断题本题分数:5
内容:
地图投影转换的方法有许多种，其中解析变换可以实现由一种投影的数字化坐标x、y直接变换到另一种投影的直角坐标X、Y。
1、错
2、对
正确答案:1
题号:4题型:判断题本题分数:5
内容:
目前，数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。
Lambert投影没有角度变形，沿任意方向的长度比相等。
1、错
2、对
正确答案:1
题号:10题型:判断题本题分数:5
内容:
地理信息系统的空间分析是区别其他类型信息系统的主要标志
1、错
2、对
正确答案:1
题号:11题型:判断题本题分数:5
内容:
可以通过为空间数据库建立一维索引来加快数据查询速度。
1、错
2、对
题号:1题型:判断题本题分数:5
内容:
高斯——克吕格投影的分带方法是将地球按一定间隔的经差划分为若干相互不重叠的投影带，各带分别投影，经差为60时，全球共分60个投影带，我国领土位于东经72°~136°之间，共包括10个投影带数
1、错
2、对
正确答案:1
题号:2题型:判断题本题分数:5
内容:
在最终用户使用地理信息系统时，系统开发人员不仅需要对地理信息系统技术和功能有足够的了解，而且需要具备有效、全面和可行的组织管理能力
1、错
2、对
正确答案:2
题号:15题型:判断题本题分数:5
内容:
可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
1、错
2、对
正确答案:2
题号:16题型:判断题本题分数:5
内容:
地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义
1、错
2、对
正确答案:2
题号:17题型:判断题本题分数:5
内容:
操作系统是GIS系统软件的基础支撑软件
正确答案:2
题号:7题型:判断题本题分数:5
内容:
关系数据模型由于将用户对数据的视图与物理实现结合，使其利于数据库设计。
1、错
2、对
正确答案:1
题号:8题型:判断题本题分数:5
内容:
关系数据模型是应用最广泛的一种数据模型，是一种数学化模型。
1、错
2、对
正确答案:2
题号:9题型:判断题本题分数:5
内容: