地理信息系统基本概念共264页
GIS--地理信息系统课件
地理信息系统与一般信息系统的区别：
一般信息系统：只能存储、管理数据，不 能将数据在空间上的分布表现出来。
地理信息系统：除了一般信息系统的功能 外，还能显示数据的空间分布，并且有强大的 空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
资料
地理信息系统(GIS)与一般信息系统的主 要差别是：GIS所采集的信息是按地理空间 分布特征来反映地理实体结构及其动态变化 规律的。如目前我国已应用GIS对各地区各 时段的“非典型肺炎”临床诊断病例、疑似 病例等指标分类汇总．在地图上进行“地 点”“状况”的位置标定。每日发布各地疫 情通报。供有关部门查询分析．制定相应的 防治策略。
假如暑假你去北京参加奥运会， 北京这么大，你怎么才能够找到你要 去看比赛的场馆呢？
除了以上我 们同学们所想到 的以外，还可以 怎么办呢？
假设你乘火车到达北京西站，我们下 面利用某网站的提供的地图功能，来试一 下如何查询到从北京西站到鸟巢?
3.地理信息系统的组成
包括从事GIS 开发的专业人员， 业包括使用GIS 的用户 人 员 GIS数 据分为基 础数据和 数 专题数据 据 GIS
计算机协助预防犯罪 在过去几年里，美国盐湖城的青少年持枪犯罪率 一直很高，政府为保护市民安全，降低犯罪率，采取 了很多措施，其中一项就是建立地理信息系统。通过 地理信息系统，标定过去几年的犯罪地点，分析犯罪 频率和犯罪模式，重新分配警力资源，使警力资源得 到合理的使用，从而减少了青少年的持枪犯罪行为。
3、趋势．即在某个地方发生的某个事 件及其随时间的变化过程。 4、模式．即在某个地方的空间实体的分 布模式。模式分析揭示了地理实体之间 的空间关系。 5、模拟．即某个地方如果具备某种条件 会发生什么。通过模拟的，分析现实的。
地理信息系统基本概念
地理信息系统基本概念地理信息系统基本概念GIS原理概述3.1.1 GIS概念地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件⽀持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答⽤户问题等为主要任务的技术系统。
3.1.2 GIS发展1）起始发展阶段(60年代)1963年由加拿⼤测量学家R.F.Tomlinson提出并建⽴的世界上第⼀个地理信息系统是加拿⼤地理信息系统(CGIS)。
1963年美国哈佛⼤学城市建筑和规划师Howard T.Fisher设计和建⽴了SYMAP系统软件。
1966年美国成⽴了城市和区域信息系统协会(URISA)，1968年国际地理联合会(IGU)设⽴了地理数据收集委员会(CGDSP)。
1969年，⼜建⽴起州信息系统国协会(NASIS)。
2）发展巩固阶段(70年代)70年代，GIS朝实⽤⽅向发展。
各国对GIS的研究均投⼊了⼤量⼈⼒、物⼒、财⼒。
不同规模、不同专题的信息系统得到很⼤发展。
从1970年到1976年美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。
GIS受到政府、商业和学校的普遍重视。
3）推⼴应⽤阶段(80年代)80年代，GIS在全世界范围内全⾯推⼴应⽤，应⽤领域不断扩⼤，开始⽤于全球性的问题。
开展GIS⼯作的国家更为⼴泛，国际合作⽇益加强。
GIS软件开发具有突破性的进展，仅1989年市场上有报价的软件达70多个。
代表性的有ARC/INFO（美国）、GENAMAP（澳⼤利亚）、SPANS（拿加⼤）、MAPINFO（美国）、MGE（美国）、System9（瑞⼠/美国）、ERDAS（美国）。
4）蓬勃发展阶段(90年代以后)90年代，随着地理信息产⽣的建⽴和数字化信息产品在全世界的普及，GIS已成为确定性的产业，投⼊使⽤的GIS系统，每2～3年就翻⼀番，GIS市场的年增长率为35%以上，从事GIS的⼚家已超过300家。
G IS已渗透到各⾏各业，涉及千家万户，成为⼈们⽣产、⽣活、学习和⼯作中不可缺少的⼯具和助⼿。
《地理信息系统》课件
20世纪70年代，GIS开始广泛应用于资源调查和环境 监测等领域。
成熟阶段
20世纪80年代至今，GIS技术不断成熟，应用领域不 断扩大，成为多学科交叉的重要领域。
02
GIS的组成与功能
GIS的硬件设备
计算机主机
用于处理GIS数据和执行GIS应用程序。
输入设备
如鼠标、键盘、触摸屏等，用于输入数据和 指令。
显示器
显示GIS地图和相关信息给用户。
输出设备
如打印机、绘图仪等，用于输出地图和报告 。
GIS的软件系统
GIS软件
用于创建、编辑、分析和显示地理信息。
数据库软件
用于存储、管理和查询地理数据。
办公软件
用于编辑和展示GIS相关的文档和报告。
编程软件
用于开发GIS应用程序和插件。
GIS的数据
地图数据
包括地形图、交通图、水系图等基础 地图数据。
原型化
快速构建GIS的原型，通过迭代方式完善系 统功能。
模块化
将GIS划分为多个模块，独立进行设计和开 发。
敏捷开发
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化，提 高开发效率。
GIS的开发流程与工具
1 2
开发流程
需求分析、设计、编码、测试、部署、维护
需求分析
深入了解用户需求，明确系统的功能和性能要求 。
3
可扩展性
确保系统能够适应未来需求的变化和发展。
GIS的设计原则与方法
易用性
提供直观的用户界面和操作 方式，降低用户的学习成本 。
数据安全性
采取有效的数据加密和备份 措施，确保数据的安全与完 整性。
设计方法
面向对象、原型化、模块化 、敏捷开发
地理信息系统
信息输入
数据处理 数据库管理
可视化表达 （地图、三维视 图、多媒体等）
空间分析 （查询）
实例： 左图为一幅具有林木、河流和住房的景观地图， 右图是根据左图而建立的空间数据模型。
s
具有林木、河流和住房的景观地图
4．地图与地理信息系统对地物的表示相同的是：
13．A右．图图储中中存有的信关r息地表的物示形的：式叙相述B 同正确的是： B
【问题】地理信息系统比地图优越的功能有( D )
①不仅有平面信息，还有三维立体的信息 ②有很便捷的检索功能和大容量的信息库 ③可以随时进行信息的切换、缩放、补充测算等，获得更新
的信息 ④不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影像信息 A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④
【问题】地理信息系统是( D )
二、地理信息系统与城市管理
资源调查 环境评估
灾害预测
国土管理
商业金融
GIS的应用领域
城市规划
水利
公安
交通运输
邮电通信
城市规划和管理
城市基础设施管理 城市道路交通管理
GIS在城市建设和管理中的典型应用：
应用领域
应用
城市规划 城市规划的设计、工程选址，也可进行城 与管理 市管理和辅助决策
基础设施 完成工程设计、应急抢修、日常维修管理
14时28分04.0秒在四川省汶 川发生大地震，给人类社会 造成的灾害是极其严重的。 应急指挥与管理 、疾病监测、 重点基础设施保护、公众信 息、交通等极其复杂 ，如何 最大限度地减轻地震灾害造 成的经济损失。GIS(地理信 息系统)技术在汶川大地震 中发挥了重要作用。
思考:什么是(GIS)地理信息系统技术?
A主要记录地理事物的计算机系统 B具有空间分析能力，没有动态预测能力 C是地图绘制系统 D是专门处理地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统
简述地理信息系统的概念
简述地理信息系统的概念地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个涉及地理空间数据的信息系统。
它结合了地理学、地理信息技术和计算机科学，用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理空间数据。
GIS系统将地理空间数据与属性数据相结合，从而提供了一种有效的方式来理解和解释地理空间关系。
GIS系统的创建需要多个组成部分。
首先需要收集地理空间数据，这可以通过地面勘测、卫星遥感、GPS测量等方式获取。
然后，这些数据需要被组织和存储在数据库中，以便能够被有效地管理和检索。
接下来，需要进行数据分析，以便从数据中提取出有用的信息和洞察。
最后，这些结果可以通过地图、图表、报告等方式进行展示，以便帮助决策者和利益相关者更好地理解和利用地理空间数据。
GIS系统在许多领域有着广泛的应用。
在城市规划中，GIS可以用于评估土地使用情况、交通网络规划和资源管理。
在环境保护方面，GIS可以用于监测和管理自然资源、生态系统和物种分布。
在应急管理中，GIS可以用于灾害风险评估、紧急救援和资源调配。
在商业和市场研究中，GIS可以用于目标市场定位、销售分析和客户服务。
随着技术的发展和数据的不断增加，GIS系统的应用也在不断扩展。
例如，通过结合传感器技术和实时数据收集，可以实现实时的交通监控和导航系统。
通过使用卫星图像和遥感技术，可以进行全球尺度的地表覆盖和变化监测。
通过结合人工智能和机器学习算法，可以实现更高效的数据分析和决策支持。
总之，地理信息系统是一个强大的工具，可以帮助我们更好地理解和利用地理空间数据。
它在各个领域都有着重要的应用价值，并且随着技术的不断发展，其应用领域还将继续扩展。
地理信息系统基本概念
1、数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。
信息:是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据中所包含的意义。
关系：是信息的表达形式，是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的意义，是数据的内容。
数据包含原始事实，信息是把数据处理完成有意义和有用的形式。
2、地理数据是表征地理圈或者地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征和规律的数字、文字、图形和图像的总称。
地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。
3、地理信息系统是在计算机软件、硬件（工具）支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示（基本功能）空间物体（对象）的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户（服务对象）问题为主要任务的技术系统（吴信才），地理信息系统是一种决策支持系统。
4、地理信息系统的基本构成：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（空间数据）、人员。
5、空间数据：地理信息系统的操作对象是地理数据，地理数据描述的是地理现象的空间特征、属性特征和时间特征，描述空间特征也即是地理现象的空间位置及其相互关系的数据称为空间数据。
6、地理信息系统基本功能：数据采集；数据编辑处理；数据的存储与组织；空间查询与分析；数据输出。
空间数据的分类：空间数据关系：描述空间对象之间的空间相互作用关系拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含、连通和关联等关系。
顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、西、南、北等。
度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。
地图上的拓扑关系的性质是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转、拉伸等）但图形关系不变的性质。
基本拓扑关系关联：不同拓扑元素之间的关系邻接：相同拓扑元素之间的关系包含：面与其他元素之间的关系连通：空间图形中弧段之间的关系拓扑关系的意义(1)根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。
地理信息系统概论
DOCS SMART CREATE
地理信息系统概论
DOCS
01
地理信息系统的基本概念
与定义
地理信息系统的发展历程与背景
20世纪60年代初期
• 地理信息系统（GIS）的概念诞生
• USGS（美国地质调查局）和加拿大地理信息系统（CGIS）的研
究和应用
20世纪70年代
• GIS技术迅速发展，广泛应用于城市规划、资源管理等领域
• 数据显示：将地理空间数据可视化
地理信息系统（GIS）是一种
• 软硬件结合的系统
• 用于采集、存储、管理、分析和显示地理空间数据的工具
地理空间数据
• 描述地理现象的空间位置和属性的数据
• 包括矢量数据、栅格数据、点云数据等
地理信息系统的主要应用领域
01
土地资源管理
• 土地资源调查、评价、规划、利用和保
• 用于输入地理空间数据பைடு நூலகம்
• 用于输出地理空间数据
• 用于存储地理空间数据
行GIS软件和数据处理
的设备
的设备
的设备
• 包括台式机、工作站、
• 如键盘、鼠标、数字化
• 如打印机、投影仪、显
• 如硬盘、光盘、U盘等
服务器等
仪、GPS接收器等
示器等
地理信息系统的主要软件技术
数据处理软件
⌛️
• 用于地理空间数据的处
• 制定环境保护措施和政策
• 制定污染源治理措施和政策
地理信息系统的交通与物流应用
交通规划
• 分析交通需求和交通网络
• 制定交通规划和建设方案
物流管理
• 分析物流需求和物流网络
地理信息系统简介
地图投影：GIS中地图投影
• GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信 息则在地球椭球上，因此地图投影在GIS中不可缺少。
• GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为 数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标； 而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过 投影变换变换成指定投影的平面坐标。
• 地球椭球体为不可展曲面
• 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、 面积等量算和各种空间分析
地图投影：投影实质
建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网的 数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标
（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间的
函数关系： x f1(,) y f2 (,)
GPS 接收机
地理信息系统
数据接口
数据处理
显示 数据记录
定位 测量 监控导航
数据结构
❖矢量数据(Vector)
▪ 通过记录坐标的方式尽可 能精确地表示点、线、多 边形等地理实体
❖栅格数据(Raster)
▪ 是指将地球表面划分为 大小均匀紧密相邻的网 格阵列，每个网格作为 一个像元或像素
拓扑(Topology)
5
C
3
6
FG
8
H
三角形 A B C D E F G H
7
节点 1,2,3 2,4,3 4,8,3 1,3,5 1,5,6 3,7,5 3,8,7 5,7,6
邻近多边形 -,B,D -,C,A -,G,B A,F,E D,H,G,H,D C,-,F F,-,E
பைடு நூலகம்
GIS的地学基础
地球模型 坐标参考系统 地图投影 地图比例尺