地理信息系统的产生与发展
地理信息技术的发展史
地理信息技术的发展史地理信息技术的发展史1-介绍地理信息技术（Geographic Information Technology，简称GIT）是利用计算机技术和地理学原理进行空间数据的获取、存储、管理和分析的一种技术。
它在环境保护、城市规划、农业、灾害管理等领域发挥了重要作用。
本文将详细介绍地理信息技术的发展历程。
2-地理信息系统（GIS）的出现地理信息系统是最早出现的地理信息技术应用之一。
自20世纪60年代起，人们开始将地理学和计算机科学相结合，开发出了第一个地理信息系统。
最初的GIS主要用于制图和空间数据管理。
2-1 GIS的功能和特点GIS具有空间数据获取、处理与分析、地理数据可视化和空间决策支持等功能。
它能够整合各种地理数据，并利用空间分析方法进行问题解决。
2-2 GIS的应用领域GIS在土地利用规划、自然资源管理、环境保护、市政设施管理等领域得到广泛应用。
3-全球定位系统（GPS）的兴起全球定位系统是一种基于卫星定位的地理信息技术。
通过接收卫星信号，GPS能够确定地理位置的精确坐标。
GPS的发展使得地理信息技术在导航、定位和轨迹记录等方面得到了广泛应用。
3-1 GPS的基本原理GPS是通过接收来自多颗卫星的信号，通过计算信号传播时间差来确定接收点的位置。
通过多个卫星的信号交叉定位，可以实现高精度的位置确定。
3-2 GPS的应用领域GPS在汽车导航、移动设备定位、航空航海以及野外调查等领域中发挥着重要作用。
4-遥感技术的发展遥感技术是利用航空器或卫星等远距离感应设备获取地球表面信息的一种技术。
它能够获取大范围的地理数据，并提供多时相、多光谱的观测。
4-1 遥感数据的获取与处理遥感数据的获取包括航空遥感和卫星遥感两种方式。
通过图像处理和空间分析，可以提取出各种地理信息。
4-2 遥感技术的应用领域遥感技术广泛应用于农业、林业、环境监测、城市规划等领域。
5-地理信息技术的发展趋势随着科技的进步，地理信息技术正不断发展和创新。
地理信息系统的发展地理信息系统发展简史
1.2地理信息系统的发展1.2.1地理信息系统发展简史地理信息系统的发展与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、计算机科学以及一切与处理和分析空间数据有关的学科发展分不开。
以时间发展为序，可分为4个阶段，20世纪60年代是开拓发展阶段，20世纪70年代是发展巩固阶段，20世纪80年代是推广应用阶段，20世纪90年代以来是蓬勃发展阶段。
1.20世纪60年代开拓发展阶段20世纪60年代初，计算机技术开始用于地图量算、分析和制作。
最初的系统主要是关于城市和土地利用。
1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了“地理信息系统”这一术语，并建立了世界上第一个实用的地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），用于对自然资源的管理和规划。
当时的地理信息系统软件研制受制于计算机硬件的限制，主要针对具体的GIS应用进行。
到20世纪60年代末，针对GIS一些具体功能（如矢栅转换技术、自动拓扑编码以及多边形中拓扑误差检测等方法）的软件技术有了较大进展，可以实现分幅数据的自动拼接和地图数据的拓扑编辑，开创了格网单元的操作方法，发展了许多面向格网的系统，例如哈佛大学的SYMAP就是其中最著名的一例。
由于当时计算机水平有限，这一时期GIS软件的算法尚显粗糙，图形功能有限，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。
另外，相关的组织和机构纷纷建立，为GIS的发展奠定了良好的基础。
美国城市和区域系统协会（URISA）在1966年成立，美国州信息系统全国协会（NASIS）在1969年成立，城市信息系统跨机构委员会（UAAC）在1968年成立，国际地理联合会（International Geographical Union，IGU）的地理数据遥感和处理小组委员会在1968年成立。
这些组织和机构相继组织了一系列地理信息系统的国际讨论会。
2.20世纪70年代发展巩固阶段进入20世纪70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备——硬盘的使用，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。
中国地理信息系统
中国地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种基于地理空间数据的信息处理工具，它能够收集、存储、管理、分析和展示空间数据，为地理空间分析提供有力支持。
中国地理信息系统的发展迅速，对于国家的经济社会发展和区域规划具有重要意义。
一、中国地理信息系统的发展历程中国地理信息系统的发展可以追溯到20世纪70年代末期，当时在北京、上海等地开始进行地理信息系统的研究和应用。
随着技术的进步和经济的发展，中国地理信息系统逐渐发展壮大，并形成了独特的发展路径。
1980年代，中国开始引进地理信息系统技术和设备，开展了一系列地理信息系统的研究和应用项目。
1990年代，中国加大了地理信息系统的研发和应用力度，多个省市开始建设地理信息系统平台，实现了地理信息的集中管理和共享。
2000年代，中国地理信息系统取得了重大突破，开展了国土资源遥感监测、地质灾害预测、城市规划等领域的研究和应用工作。
同时，国家也出台了一系列地理信息系统的政策和标准，促进了地理信息系统的健康发展。
二、中国地理信息系统的应用领域中国地理信息系统在各个领域都得到了广泛应用，在国土资源管理、环境保护、城市规划、交通运输、农业资源管理等方面发挥了重要作用。
1. 国土资源管理：中国地理信息系统能够对土地利用、资源分布、环境状况等进行监测和评估，为国土资源的合理利用和保护提供科学依据。
2. 环境保护：地理信息系统可以对环境的污染源、生态系统、自然灾害等进行分析和预测，为环境保护工作提供决策支持。
3. 城市规划：地理信息系统可以分析城市的用地结构、道路网格、交通流量等因素，为城市规划和交通管理提供科学依据。
4. 交通运输：地理信息系统可以对道路、铁路、航空等交通网络进行分析和优化，提高交通运输效率和安全性。
5. 农业资源管理：地理信息系统能够对农田、种植结构、气候条件等进行分析和评估，为农业生产的决策和管理提供支持。
地理信息系统的发展历程与趋势
地理信息系统的发展历程与趋势地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的发展历程可以追溯到20世纪60年代，随着计算机技术的发展，地理学家和计算机科学家开始探索如何利用计算机技术来存储、分析和展示地理空间数据。
以下是GIS的发展历程与趋势的简要概述：1. 早期发展（1960年代-1980年代）：GIS的早期发展主要集中在学术研究领域，使用的数据主要是纸质地图和航空照片。
研究人员着重于研发基础地图数据和基本地理分析功能。
2. 系统发展（1990年代-2000年代）：GIS开始广泛应用于各个领域，如城市规划、环境管理、农业、水资源管理等。
计算能力的提升和地理数据的数字化使得GIS系统的功能和性能得到大幅提升。
GIS软件开始商业化，并逐渐出现了一批知名的GIS软件厂商。
3. 开源GIS的兴起（2000年代至今）：开源GIS软件的崛起使得GIS技术更加普及和可访问。
一些优秀的开源GIS软件，如QGIS和Mapserver，成为了广大用户的首选。
开源GIS社区的活跃也推动了GIS技术的发展和创新。
在GIS技术的发展中，还出现了一些趋势：1. 数据集成与互操作性增强：随着各种数据源的增多，如卫星遥感、无人机影像、社交媒体数据等，需要将不同格式、来源的数据进行整合和分析。
因此，提高不同数据之间的互操作性和数据集成能力成为一个重要趋势。
2. 开放数据和开放标准的促进：许多国家和地区开始推动开放地理数据，以促进数据的共享和利用。
开放标准也使得不同GIS系统之间的数据交换更加方便，推动了GIS行业的发展。
3. 空间大数据的挖掘和分析：随着位置信息的快速增长，如移动设备、传感器等的普及，海量的空间数据（即空间大数据）得以收集和存储。
如何高效地挖掘和分析这些空间大数据成为了一个热点问题，涉及到大数据处理、机器学习等相关技术。
4. 3D和虚拟现实的应用：随着三维技术和虚拟现实技术的不断进步，将GIS技术与三维场景建模和虚拟现实相结合，可以提供更加真实、沉浸式的地理空间体验，推动了GIS在城市规划、建筑设计等领域的应用。
地理信息系统的发展和应用案例
地理信息系统的发展和应用案例随着科技的不断发展，人们的生活方式也发生着翻天覆地的变化。
地理信息系统就是其中一个标志性的例子。
地理信息系统（Geographic Information System, 简称 GIS）是一种基于地理信息科学技术的信息系统，是将地理空间位置、属性特征和相关的地理分析处理功能进行集成的一种系统。
它不仅能够方便地进行数据的管理、处理和分析，而且能够支持各种功能的应用。
本文将从GIS的发展历史、技术特点和应用案例三个角度来深入探讨它的展望和未来发展趋势。
一、GIS的发展历史GIS的发展过程可以追溯到20世纪60年代。
当时，为了能够更好地管理国土资源信息，美国的地质调查局（USGS）首次提出了GIS的概念，并借助计算机技术将一些相关数据进行了整合和分析。
80年代，GIS逐渐应用到了“三个防治”（洪涝、地震、火灾）工作中，提高了抗灾减灾的能力。
90年代中后期，随着互联网技术的迅速发展，GIS开始向网络GIS转型，逐渐成为企业、政府、学术界等领域中必不可少的辅助工具。
二、GIS的技术特点1、空间数据处理能力强GIS的最大特点是对空间数据的处理能力很强，即它可以帮助用户方便地管理财产、资源和设施等信息。
GIS可以有效地组织、管理、处理和分析大量的地理信息，包括地图、图像、测量数据等。
它不仅能够对数据进行存储、检索、更新和分析，还可以进行空间图形的绘制和分析。
2、多种数据类型的处理GIS可以处理多种类型的数据，包括文本、图片、声音、视频和地图等。
从而可以让用户快速、高效地获取需要的信息资源，为决策提供有力支持。
同时，GIS具有强大的图形分析功能，能够将不同的空间信息通过叠加、分类、分析等方式进行处理，以满足不同的应用需求。
3、支持网络化的数据交互现在的GIS不再是单独工作站的应用软件，而是通过互联网实现跨平台、软件共享以及数据共享。
这就是所谓的网络GIS。
网络GIS已成为 GIS 技术发展的趋势，它能使地理信息系统更加方便、高效的在全球范围内共享和利用各种地理信息资源，实现对行业的管理和分析。
GIS名词解释
GIS名词解释地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、检索、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
GIS系统能够将多种类型的地理数据整合在一起，并通过地图、图表、图形和其他相应的可视化展示方式呈现出来。
GIS广泛应用于地质勘察、环境保护、土地管理、城市规划、交通运输、农业等领域。
一、地理信息系统的定义及发展历史GIS是由计算机技术与地理学科相结合而产生的一种新型信息技术。
它将地理空间数据、属性数据与现实世界相联系，并对这些数据进行处理、分析和展示。
地理信息系统主要由数据、软件、硬件和人员组成，通过将地理空间数据进行存储、查询、分析和展示，帮助人们更好地理解和解决与地理空间相关的问题。
地理信息系统的发展可以追溯到20世纪60年代初期。
当时，由于地理学科与计算机技术的融合，出现了一些早期的GIS系统。
随着计算机技术的迅速发展，GIS系统得以进一步发展壮大，并于20世纪80年代得到广泛应用。
当前，随着卫星遥感、全球定位系统（GPS）等技术的不断进步，地理信息系统的应用范围和功能不断扩大和完善。
二、地理信息系统的基本概念与组成1. 地理空间数据：地理空间数据是GIS的基础，它包括地理位置的坐标信息以及该位置上与之相关的属性数据。
地理空间数据可以包括点、线、面等地理要素，以及相应的属性数据，如地名、人口数据、土地利用数据等。
2. GIS数据模型：GIS数据模型是描述地理空间数据组织与关系的理论模型。
常见的GIS数据模型包括矢量模型和栅格模型。
矢量模型以点、线、面等几何要素来描述地理空间现象，适用于较为精细和精确的地理数据表达。
而栅格模型则以像素为单位，将地理空间数据转化为一个个栅格单元进行表达。
3. GIS软件：GIS软件是GIS系统中的重要组成部分，用于实现地理数据的存储、查询、分析和可视化展示等功能。
常见的GIS软件包括ArcGIS、QGIS、MapInfo等，它们提供了丰富的地图制作、数据管理和空间分析工具。
中国的地理信息系统
中国的地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机科学、地理学和测绘学等多种学科知识来进行地理空间数据的收集、分析、管理和展示的技术系统。
它通过将各种地理要素（如地图、空间数据、地理特征等）以数字形式进行统一编码和组织，使得人们能够更加直观和高效地理解地球表面的地理现象和空间关系。
在中国，地理信息系统的应用已经渗透到各个领域，并且在促进国家的可持续发展和环境保护方面发挥着重要的作用。
一、地理信息系统的发展历程地理信息系统的发展可以追溯到20世纪60年代，当时主要用于军事和地图制图领域。
随着计算机技术和遥感技术的快速发展，GIS逐渐成为理论研究和实践应用的重要工具。
中国的GIS发展可以追溯到上世纪70年代末，那时候国家开始组织一些大型的GIS项目，推动了GIS技术的普及和应用。
如今，在中国几乎所有的城市和农村地区，都可以找到GIS的身影。
二、地理信息系统在资源管理方面的应用地理信息系统在资源管理方面的应用，是其最重要的功能之一。
通过GIS技术，可以对土地、森林、水资源等进行精确的测量和分析，帮助制定合理的资源利用规划，并进行综合评估和预测。
例如，在土地利用方面，GIS可以帮助政府精确划定城市用地、农田用地、保护用地等各类土地规划区域；在水资源管理方面，GIS可以对水源地、供水设施等进行全面的调查和管理，确保水资源的合理利用。
三、地理信息系统在环境保护方面的应用中国作为一个拥有丰富自然资源的国家，环境保护一直是社会关注的焦点。
地理信息系统在环境保护方面的应用，为监测和评估环境变化提供了有效的手段。
通过GIS技术，可以对大气、水体、土壤等环境要素进行实时监测和分析，帮助政府及时制定环境保护政策和措施。
例如，可以利用GIS技术对污染源的分布及影响范围进行模拟和预测，为环境污染防治提供科学依据。
四、地理信息系统在城市规划和交通管理方面的应用随着城市化进程的推进，城市规划和交通管理成为城市发展中亟待解决的问题。
地理信息系统(GIS)发展史及前景展望
地理信息系统（GIS）发展史及前景展望地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与非空间数据相结合的计算机系统，用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的一种技术。
地理信息系统的发展历史可以追溯到1960年代。
本文将从基础设施的建立、技术的发展、应用领域的扩展以及未来的展望四个方面，对GIS的发展历程进行回顾与展望。
首先是GIS基础设施的建立。
地理信息系统的起源可以追溯到20世纪60年代，当时有气象、生态、区域规划等领域的研究人员开始使用计算机处理地理信息数据。
随着计算机技术的发展，20世纪70年代，GIS的概念开始显露出来。
当时，GIS主要依赖于大型主机，专业软件的开发和数据的建立话费了大量的时间和资金。
随着技术的进一步发展，GIS逐渐实现了在个人计算机上的操作，地图数据也开始数字化，这为GIS的进一步应用和推广奠定了基础。
接着是GIS技术的发展。
20世纪70年代和80年代，GIS的发展主要集中在数据建模和分析技术上。
研究人员开始开发和研究空间数据计算和处理的算法和模型。
20世纪90年代，随着互联网的普及和地理信息数据的获取与共享逐渐成为可能，GIS的应用得到了进一步的推进。
地理信息系统开始与全球定位系统（GPS）等新技术融合，实现了空间数据和实时位置数据的结合。
此外，3D地理信息系统、WebGIS、移动地理信息系统等新兴技术的出现也进一步推动了GIS技术的发展，使得GIS具备了更广泛的应用领域。
第三是GIS应用领域的扩展。
初始阶段，GIS主要应用于土地利用、城市规划、生态保护等领域。
随着技术的进一步发展，GIS的应用领域逐渐扩展到了交通运输、环境保护、农林牧渔等多个领域。
如今，GIS已经成为许多行业和领域必不可少的工具。
在城市规划中，GIS可以用于规划城市交通、优化公共设施的布局等。
在环境保护中，GIS可以用于监测和评估环境污染、物种分布等。
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2020/8/19
5
地理信息系统的发展动力
社会需要 技术可能 1. 计算机主机：运算速度提高、容量增大、成本下降，体积缩小，管理
维护简便。 2. 计算机外设：显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多
媒体输入、输出设备，性能提高、成本下降。 3. 网络通讯：局域网轻而易举，远程网、互联网方兴末艾。 4. 计算机软件：图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发工具、
GIS与一般的管理信息系统（MIS）区别 MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行 管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有 联系
GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用
2020/8/19
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GIS的基本功能——数据储存和管理
空间数据 属性数据 输入 编辑、修改 储存 管理、更新
土地资源分析和成果表达 (Terry Coppock, CGIS，R. Tomlinson )
交通问题研究 (Duane Marble) 计算机地图制图 (David Bickmore & Ray Boyle) 景观规划、设计 (McHarg) 人口统计 (美国人口普查DIME) 遥感信息的利用 奥地利地籍管理
87
办公
46
工业
...
...
建筑密度 0.4 0.8 0.7 0.3 ...
容积率 1.5 2.1 3.0 0.8 ...
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10
GIS的数据构成
空间事物类型
典型对象
典型属性
1）点 2）线 3）面（多边形） 4）网络 5）三维表面
辅助地图注记
学校、环保监测站 道路、电缆、水系
地块、行政区 交通系统 地形、土壤 地名、高程
2
传统地图在分析、表达空间信息上的局限性
信息负荷量小(幅面限制、内容重叠限制) 量算、统计精度低 查找、分类、重新分类不方便 复杂分析难以进行 地图和地图、地图和其它信息之间建立联系不便。 更新复杂，特别是局部更新工作量大
2020/8/19
3
地理信息系统的出现
1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的探 索领域：
2020/8/19
6
什么是地理信息系统？
以计算机为基础的综合性应用技术 信息获取与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表 达与输出。
以GIS技术为核心的实用信息系统 地理信息系统与地理信息科学有差异。
GIS的组成（4个部分）
GIS
信息获取与输入
2020/8/19
数据存储与管理
数据查询与分析
成果表达与输出
7
GIS的组成
信息输入和数据编辑：空间数据、属性数据输入。多种形式、 多种来源信息，多种方式数据输入和编辑。
数据的存储与管理：提供空间与属性数据的存储、查询检索、 修改和更新的能力。数据结构。
空间查询与分析：GIS的核心，是GIS有别于其他信息系统的本 质特征。
成果表达与输出：可视化表达。通人机交互方式显示、输出各 种专题图、统计图表等。
2020/8/19
13
GIS的基本功能——查询
某个特定位置有什么？ （空间位置查属性） 某个特定要素在哪里？ （属性查空间位置） 满足给定条件的空间对
象分布
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14
GIS的基本功能——制图与输出(可视化表达)
Visualization 制图 二维地图、查询分析的结果 三维输出 与虚拟现实技术VR结合
规模、有关监测指标 交通量、电压、水质
土地使用、人口 交通量、交叉口延误
高程、土壤成分 制图参数
图形图象表达形式
点状符号 线型
填充符号、边界线 结点符号、线段线型 彩色图像、0/8/19
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GIS和其他相关系统的区别
GIS与CAD的区别 CAD不具备空间查询和分析功能
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GIS所处理的数据
• GIS处理的数据包括：
• 空间数据（图）：空间位 置、几何特性
• 属性数据（文）：文字属 性、表格、其他非几何数 据（声音、动画、影像等等）
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9
301 279
405 125
101
187 203
学校编号
名称
班级
性质
301
城中小学
24 普 通 小 学
2020/8/19
4
GIS的出现和发展
1950年代末-60年代萌发于若干相互独立的领域，早期的 探索领域：
第一个地理信息系统CGIS（加拿大地理信息系统）-1962 年…
1970年代侧重技术研究。 1980年代开始实用。GIS软件通用化、商品化，各种实用
系统大量涌现。 1990年代推广、普及。软件进一步改进。易学易用。 21世纪广泛应用，走向大众化。
2020/8/19
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GIS的基本功能——分析
空间对象的分布模式问题 揭示空间对象的空间关系
例：公共设施的服务范围 解决问题方案，寻求最佳
的方案 预测空间对象随时间的变
化
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实用系统的常见类型
以GIS技术为核心的实用信息系统
硬件
软件
数据
人员
管理
应用对象
2020/8/19
用户
第一章 地理信息系 统的产生与发展
地理 信息 系统 GIS
Geographic Information System(北美) Geographical Information System(欧洲)
地理信息科学 Geographical Information Science
2020/8/19
空间 数据
系 系统
统 硬软 件件
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常用的 GIS软件
主要的国外系列软件
ESRI
—— ArcGIS、ArcView
405
上群中学
14
初中
279
中心小学
22 重 点 小 学
125
实验中学
28
高中
...
...
...
...
路段编号 类型
路面材料
宽度
101
主干道
沥青
40
203
次干道
水泥
24
187
支路
沥青
16
...
...
...
...
32 45
77 59
46
79 78
193 87
201
192
地块编号 土地使用
77
住宅
79
商业