第二章c＋＋概述

1、1,第一講 GIS概述,地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論,,,2,主要內(nèi)容,走進(jìn)GIS世界什么是GIS？GIS能干什么？GIS應(yīng)用MapInfoGIS的基本操作,3,1.走進(jìn)GIS世界,4,從地圖到GIS,對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)1000年認(rèn)識(shí)地球的輪廓300年對(duì)30％的大陸探險(xiǎn)和測(cè)量50年用傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)測(cè)繪了陸地70％的面積－衛(wèi)星遙感等新技術(shù)的應(yīng)用增加了我們觀測(cè)世界、認(rèn)識(shí)世界的速度、深度、廣度,5,,地圖－表達(dá)和研究現(xiàn)實(shí)世界的傳統(tǒng)工

2、具關(guān)于自然和人文景觀的符號(hào)表達(dá)地圖符號(hào)建立客觀世界的空間模型地圖記載了滄海桑田、世界變遷地圖是認(rèn)識(shí)世界，解釋世界的語言地圖－悠久的使用歷史,6,,地圖中濃縮的上海歷史變遷,7,,800年前的地圖,8,,500年前的地圖,300年前的地圖,9,地圖模式地理現(xiàn)象和事物的空間表達(dá)：點(diǎn)、線、面空間尺度：坐標(biāo)長(zhǎng)度面積體積…空間關(guān)系（鄰近、包含、相交、距離等）,10,,我們對(duì)地圖使用的經(jīng)驗(yàn)？查找一個(gè)地方？指導(dǎo)旅行線路？探

3、險(xiǎn)尋寶？指揮搶險(xiǎn)？管理？布局網(wǎng)點(diǎn)？分析？…,11,經(jīng)典的例子：Snow‘s Cholera Maps（1853年）,,http://www.msu.edu/~ashton/classes/466/lectures/lect1/Snow.html,12,,觀點(diǎn)地圖是客觀世界的符號(hào)表示地圖是客觀世界的抽象模型－地圖是研究分析客觀世界的工具,13,,但是：這個(gè)世界變化快制圖過程復(fù)雜：簡(jiǎn)化、分類、綜合，信息損失地圖制作周期長(zhǎng)

4、地圖修改困難地圖時(shí)效差,14,,計(jì)算機(jī)出現(xiàn)－“第三元素”－物質(zhì)、能量、信息信息社會(huì)－Bit世界世界由0和1構(gòu)成,15,,地理信息系統(tǒng)（GIS）出現(xiàn)：用計(jì)算機(jī)管理地球：1960年代Tomlinson：把地圖變?yōu)閿?shù)字化，第一個(gè)GIS在加拿大誕生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界表達(dá)、管理、和分析,16,GIS與地圖地圖是GIS的原型GIS以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)GIS中地理要素和描述它的屬性相聯(lián)系地理要素與屬性間的聯(lián)系是動(dòng)態(tài)的,,17,2

5、.什么是GIS？,18,,地理信息系統(tǒng)（GIS）是：能夠采集、存儲(chǔ)、分析、和顯示地理參考信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。－地理參考信息：數(shù)據(jù)與空間位置密切相關(guān)聯(lián)－功能定義：告訴我們GIS能干什么,19,,分析：G.I.S的排列組合,GIS=GI+S,,地理信息系統(tǒng),,地理信息,系統(tǒng),,空間位置：（x,y,z）or (Topo)時(shí)間過程：（t）各種屬性： a（x,y,z,t）,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、處理、分析、顯示與分發(fā),20,,GIS

6、=G+IS,,21,,,數(shù)據(jù)和使用GIS的人員也經(jīng)常作為系統(tǒng)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)是GIS的基礎(chǔ)沒有”人”會(huì)如何？－GIS構(gòu)成的“五元素”,22,深入的理解地理信息系統(tǒng)是關(guān)于空間信息的理論和方法的科學(xué)-重地理信息理論和方法的研究地理信息系統(tǒng)是技術(shù):表現(xiàn)為軟件的形式,工具性.應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,GIS&TS－科學(xué)T－技術(shù),23,相關(guān)的概念數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：是關(guān)于客觀或抽象的事物或現(xiàn)象的定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)

7、字、文字、符號(hào)、圖形、圖像等形式。具有的特點(diǎn)：格式依賴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以轉(zhuǎn)換形式，是荷載信息的物理符號(hào)，本身并無意義。任何形式的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)最終為 0，1空間數(shù)據(jù)：記錄空間實(shí)體位置，拓?fù)潢P(guān)系，和幾何特征的數(shù)據(jù)。是關(guān)于地理實(shí)體和現(xiàn)象的幾何特征和位置關(guān)系的描述屬性數(shù)據(jù)：描述地理實(shí)體或現(xiàn)象性質(zhì)的數(shù)據(jù)。空間信息：空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合,即數(shù)據(jù)與對(duì)象的結(jié)合,24,GIS與CAD都是圖形系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域不同：后者以工程設(shè)計(jì)為主，前者應(yīng)用于

8、所有設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域 目的不同：后者以準(zhǔn)確表達(dá)形狀和位置關(guān)系為主，前者重分析和決策應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同：后者只需幾何形狀，前者需要幾何特征和屬性特征共同描述。GIS具有CAD所沒有的空間分析功能,25,GIS與數(shù)據(jù)庫(kù)GIS是空間數(shù)據(jù)庫(kù)傳統(tǒng)意義上：數(shù)據(jù)庫(kù)缺少空間性，一般與GIS屬性數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)都可使用SQL，但不能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施空間查詢分析,26,3. GIS能做什么？如何工作,27,,組織來源不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析GIS的強(qiáng)大

9、能力表現(xiàn)：在空間環(huán)境下對(duì)不同來源的信息的關(guān)聯(lián)實(shí)施空間關(guān)系的分析?？臻g位置的重要性：我們關(guān)于世界的絕大多大多數(shù)信息都與位置有著豐富的聯(lián)系。－GIS俗語：80%的數(shù)據(jù)與空間相關(guān)－ 把信息與地球上的點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來吧 ！,28,,道路,水系,等高線,DEM,29,,掃描地圖,正射影像,Landsat7衛(wèi)星圖像,水文數(shù)據(jù)報(bào)告,人口普查,30,,數(shù)據(jù)集成分析,31,,GIS基本功能：數(shù)據(jù)的獲?。―ata Acquisition）數(shù)據(jù)的處理（

10、data Processing）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及關(guān)聯(lián)（Storage and Retrieval）數(shù)據(jù)的查詢與分析（query and Analysis）圖形的顯示與交互（Display and Interaction）。,32,,數(shù)據(jù)采集：GIS中使用的地圖信息需轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式－即計(jì)算機(jī)能夠認(rèn)識(shí)的形式。數(shù)據(jù)采集的方法與技術(shù)手扶跟蹤數(shù)字化儀；自動(dòng)化掃描輸入；屏幕 數(shù)字化；遙感數(shù)據(jù)集成。－掃描數(shù)據(jù)的自動(dòng)化編輯與處理仍是地理

11、信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取研究的主要技術(shù)關(guān)鍵。,33,,：,34,,35,,數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)格式化、轉(zhuǎn)換、概括。數(shù)據(jù)的格式化：不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)間變換，耗時(shí)、易錯(cuò)、需要大量計(jì)算量的工作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)比例尺的變化等。數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換：矢量到柵格的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)比例尺的變換：縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等方面，其中最為重要的是投影變換；,36,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與組織建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵步驟：如何進(jìn)行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。－GIS數(shù)據(jù)模型存

12、儲(chǔ)方式：目前大多數(shù)系統(tǒng)都是將二者分開存儲(chǔ)，通過公共項(xiàng)（一般定義為地物標(biāo)識(shí)碼）來連接?？臻g數(shù)據(jù)：圖層文件屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)的定義與數(shù)據(jù)操作相分離，無法有效記錄地物在時(shí)間域上的變化屬性,37,空間查詢與分析－地理對(duì)象具有可計(jì)算性空間查詢GIS最基本的分析功能：SQL，空間工具空間分析：GIS的核心功能，區(qū)別于其它的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。緩沖區(qū)疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)體對(duì)象的運(yùn)算……模型集成分析：在GIS環(huán)境中的功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)

13、領(lǐng)域決策支持的關(guān)鍵。,38,,圖形與交互顯示：可視化地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)的工具：屏幕顯示；報(bào)告、表格、地圖等硬拷貝圖件地理信息系統(tǒng)的地圖輸出功能,39,,地理信息系統(tǒng)的類型 專題地理信息系統(tǒng) 區(qū)域信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)工具或地理信息系統(tǒng)外殼,40,4.GIS應(yīng)用,41,,需求是GIS發(fā)展的動(dòng)力GIS是管理世界的平臺(tái),42,,GIS能解決的問題定位(Location)：對(duì)象在何處？條件(Condition)：哪些地方符合……特定

14、的條件？趨勢(shì)(Trends)：從何時(shí)起發(fā)生了哪些變化？模式(Patterns)：對(duì)象的分布存在何種空間模式？模擬(Modeling)：如果……將如何？,43,領(lǐng)域廣泛政府決策城市規(guī)劃、智能交通精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)企業(yè)與市場(chǎng)管理預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)安全保衛(wèi)教育。。。。,44,氣象災(zāi)害預(yù)警,45,環(huán)境部門,46,客戶關(guān)系與市場(chǎng)域,NYC ZIP Codes by customer count,47,流域分析,48,城市規(guī)劃決策,49,人口分析