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1、第一讲第一讲 GIS概述概述地理信息系统导论主要内容1.走进GIS世界2.什么是GIS？3.GIS能干什么？4.GIS应用5.MapInfoGIS的基本操作1.走进GIS世界从地图到GIS对现实世界的认识1000年认识地球的轮廓300年对30的大陆探险和测量50年用传统的航空摄影技术测绘了陆地70的面积卫星遥感等新技术的应用增加了我们观测世界、认识世界的速度、深度、广度地图表达和研究现实世界的传统工具关于自然和人文景观的符号表达地图符号建立客观世界的空间模型地图记载了沧海桑田、世界变迁地图是认识世界，解释世界的语言地图悠久的使用历史地图模式地理现象和事物的空间表达：点、线、面空间尺度：坐标长度
2、面积体积空间关系（邻近、包含、相交、距离等）我们对地图使用的经验？查找一个地方？指导旅行线路？探险寻宝？指挥抢险？管理？布局网点？分析？观点地图是客观世界的符号表示地图是客观世界的抽象模型地图是研究分析客观世界的工具但是：这个世界变化快制图过程复杂：简化、分类、综合，信息损失地图制作周期长地图修改困难地图时效差计算机出现“第三元素”物质、能量、信息信息社会Bit世界世界由0和1构成世界连接在计算机上用计算机管理地球：地理信息系统（GIS）出现：1960年代Tomlinson：把地图变为数字化，第一个GIS在加拿大诞生计算机实现现实世界表达、管理、和分析GIS与地图地图是GIS的原型GIS以计算
3、机技术为基础GIS中地理要素和描述它的属性相联系地理要素与属性间的联系是动态的2.什么是GIS？地理信息系统（GIS）是：能够采集、存储、分析、和显示地理参考信息的计算机系统。地理参考信息：数据与空间位置密切相关联功能定义：告诉我们GIS能干什么 分析：G.I.S的排列组合GIS=GI+S地理信息系统地理信息系统空间位置：（x,y,z）or (Topo)时间过程：（t）各种属性： a（x,y,z,t）数据存储、管理、处理、分析、显示与分发GIS=G+IS数据和使用GIS的人员也经常作为系统的一部分数据是GIS的基础没有”人”会如何？GIS构成的“五元素”人员GIS软件硬件模型数据深入的理解深入
4、的理解地理信息系统是关于空间信息的理论和方法的科学-重地理信息理论和方法的研究地理信息系统是技术:表现为软件的形式,工具性.应用领域广泛GIS&TS科学T技术相关的概念数据、空间数据、属性数据数据：数据：是关于客观或抽象的事物或现象的定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像等形式。具有的特点：格式依赖计算机系统，可以转换形式，是荷载信息的物理符号，本身并无意义。任何形式的数据在计算机内最终为 0，1空间数据：记录空间实体位置，拓扑关系，和几何空间数据：记录空间实体位置，拓扑关系，和几何特征的数据。是关于地理实体和现象的几何特征和特征的数据。是关于地理实体和现象的几何特征和位置
5、关系的描述位置关系的描述属性数据：描述地理实体或现象性质的数据。属性数据：描述地理实体或现象性质的数据。空间信息：空间数据与属性数据的结合,即数据与对象的结合GIS与CAD都是图形系统应用领域不同：后者以工程设计为主，前者应用于所有设计空间数据应用的领域 目的不同：后者以准确表达形状和位置关系为主，前者重分析和决策应用技术实现不同：后者只需几何形状，前者需要几何特征和属性特征共同描述。GIS具有CAD所没有的空间分析功能GIS与数据库GIS是空间数据库传统意义上：数据库缺少空间性，一般与GIS属性数据相对应都可使用SQL，但不能对数据库实施空间查询分析3. GIS能做什么？如何工作组织来源不同
6、的数据进行分析GIS的强大能力表现：在空间环境下对不同来源的信息的关联实施空间关系的分析。空间位置的重要性：我们关于世界的绝大多大多数信息都与位置有着丰富的联系。GIS俗语：80%的数据与空间相关 把信息与地球上的点关联起来 ！GIS基本功能：数据的获取（Data Acquisition）数据的处理（ data Processing）数据的存储及关联（Storage and Retrieval）数据的查询与分析（query and Analysis）图形的显示与交互（Display and Interaction）。 数据采集：数据采集：GIS中使用的地图信息需转化为数字中使用的地图信息需转化
7、为数字形式即计算机能够认识的形式。形式即计算机能够认识的形式。数据采集的方法与技术数据采集的方法与技术手扶跟踪数字化仪；自动化扫描输入；屏幕 数字化；遥感数据集成。扫描数据的自动化编辑与处理仍是地理信息系统数据获取研究的主要技术关键。数据处理数据处理数据格式化、转换、概括。数据的格式化：不同数据结构的数据间变换，耗时、易错、需要大量计算量的工作数据转换：数据格式转化、数据比例尺的变化等。数据格式的转换：矢量到栅格的转换数据比例尺的变换：缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换；数据存储与组织数据存储与组织建立地理信息系统数据库的关键步骤：如何进行空间数据和属性数据的组织。GIS数据模型
8、存储方式：目前大多数系统都是将二者分开存储，通过公共项（一般定义为地物标识码）来连接。空间数据：图层文件属性数据：关系数据库缺点：数据的定义与数据操作相分离，无法有效记录地物在时间域上的变化属性 空间查询与分析地理对象具有空间查询与分析地理对象具有可计算性可计算性空间查询空间查询GIS最基本的分析功能：SQL，空间工具空间分析：GIS的核心功能，区别于其它的计算机系统。缓冲区叠加分析网络分析实体对象的运算模型集成分析：在GIS环境中的功能扩展，实现领域决策支持的关键。图形与交互显示：可视图形与交互显示：可视化化地理数据表现的工具：屏幕显示；报告、表格、地图等硬拷贝图件地理信息系统的地图输出功能
9、地理信息系统的类型 专题地理信息系统专题地理信息系统 区域信息系统区域信息系统地理信息系统工具或地地理信息系统工具或地理信息系统外壳理信息系统外壳 4.GIS应用需求是GIS发展的动力GIS是管理世界的平台GIS能解决的问题能解决的问题定位(Location)：对象在何处？条件(Condition)：哪些地方符合特定的条件？趋势(Trends)：从何时起发生了哪些变化？模式(Patterns)：对象的分布存在何种空间模式？模拟(Modeling)：如果将如何？领域广泛领域广泛政府决策政府决策城市规划、智能交通城市规划、智能交通精准农业精准农业企业与市场管理企业与市场管理预警与风险预警与风险安全保卫安全保卫教育教育。气象灾害预警环境部门客户关系与市场域NYC ZIP Codes by customer count流域分析流域分析城市规划决策人口分析犯罪分析精准农业社会服务科学计算可视化与虚拟现实美国城市GIS与工程管理GIS与中学地理教育素质教育愉快教育More and more 6. MapInfoGIS基本操作
