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GIS世界,4,從地圖到GIS,對現(xiàn)實世界的認識1000年認識地球的輪廓300年對30％的大陸探險和測量50年用傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)測繪了陸地70％的面積－衛(wèi)星遙感等新技術(shù)的應(yīng)用增加了我們觀測世界、認識世界的速度、深度、廣度,5,,地圖－表達和研究現(xiàn)實世界的傳統(tǒng)工

2、具關(guān)于自然和人文景觀的符號表達地圖符號建立客觀世界的空間模型地圖記載了滄海桑田、世界變遷地圖是認識世界，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：點、線、面空間尺度：坐標長度面積體積…空間關(guān)系（鄰近、包含、相交、距離等）,10,,我們對地圖使用的經(jīng)驗？查找一個地方？指導(dǎo)旅行線路？探

3、險尋寶？指揮搶險？管理？布局網(wǎng)點？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,,觀點地圖是客觀世界的符號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：這個世界變化快制圖過程復(fù)雜：簡化、分類、綜合，信息損失地圖制作周期長

4、地圖修改困難地圖時效差,14,,計算機出現(xiàn)－“第三元素”－物質(zhì)、能量、信息信息社會－Bit世界世界由0和1構(gòu)成,15,,地理信息系統(tǒng)（GIS）出現(xiàn)：用計算機管理地球：1960年代Tomlinson：把地圖變?yōu)閿?shù)字化，第一個GIS在加拿大誕生計算機實現(xiàn)現(xiàn)實世界表達、管理、和分析,16,GIS與地圖地圖是GIS的原型GIS以計算機技術(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、分析、和顯示地理參考信息的計算機系統(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)時間過程：（t）各種屬性： a（x,y,z,t）,,數(shù)據(jù)存儲、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)的一部分數(shù)據(jù)是GIS的基礎(chǔ)沒有”人”會如何？－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-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、圖形、圖像等形式。具有的特點：格式依賴計算機系統(tǒng)，可以轉(zhuǎn)換形式，是荷載信息的物理符號，本身并無意義。任何形式的數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)最終為 0，1空間數(shù)據(jù)：記錄空間實體位置，拓撲關(guān)系，和幾何特征的數(shù)據(jù)。是關(guān)于地理實體和現(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)計為主，前者應(yīng)用于

8、所有設(shè)計空間數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域 目的不同：后者以準確表達形狀和位置關(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GIS是空間數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)意義上：數(shù)據(jù)庫缺少空間性，一般與GIS屬性數(shù)據(jù)相對應(yīng)都可使用SQL，但不能對數(shù)據(jù)庫實施空間查詢分析,26,3. GIS能做什么？如何工作,27,,組織來源不同的數(shù)據(jù)進行分析GIS的強大

9、能力表現(xiàn)：在空間環(huán)境下對不同來源的信息的關(guān)聯(lián)實施空間關(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－即計算機能夠認識的形式。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、易錯、需要大量計算量的工作數(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)存儲與組織建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟：如何進行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。－GIS數(shù)據(jù)模型存

12、儲方式：目前大多數(shù)系統(tǒng)都是將二者分開存儲，通過公共項（一般定義為地物標識碼）來連接。空間數(shù)據(jù)：圖層文件屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫缺點：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間域上的變化屬性,37,空間查詢與分析－地理對象具有可計算性空間查詢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)別于其它的計算機系統(tǒng)。緩沖區(qū)疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析實體對象的運算……模型集成分析：在GIS環(huán)境中的功能擴展，實現(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)展的動力GIS是管理世界的平臺,42,,GIS能解決的問題定位(Location)：對象在何處？條件(Condition)：哪些地方符合……特定

14、的條件？趨勢(Trends)：從何時起發(fā)生了哪些變化？模式(Patterns)：對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、智能交通精準農(nóng)業(yè)企業(yè)與市場管理預(yù)警與風險安全保衛(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