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什么是地理信息系统 ?

什么是地理信息系统 ?. 北京帕思科技发展有限公司. 什么是地理信息系统. GIS 的概念框架 GIS 的定义、理解和框架体系结构 GIS 的基本内容 GIS 技术涉及的基本内容 GIS 的组成 硬件、软件、空间数据、管理人员 GIS 的功能 基本要求、具体功能 GIS 与相关学科 GIS 的学科树 GIS 的特性 GIS 与相关系统区别和联系. GIS 定义 — 定义类型. 面向数据处理过程定义 面向专题应用定义 面向工具箱定义 面向数据库定义.

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什么是地理信息系统 ?

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Presentation Transcript

  1. 什么是地理信息系统 ? 北京帕思科技发展有限公司

  2. 什么是地理信息系统 • GIS的概念框架 GIS的定义、理解和框架体系结构 • GIS的基本内容 GIS技术涉及的基本内容 • GIS的组成 硬件、软件、空间数据、管理人员 • GIS的功能 基本要求、具体功能 • GIS与相关学科 GIS的学科树 • GIS的特性 GIS与相关系统区别和联系

  3. GIS定义—定义类型 • 面向数据处理过程定义 • 面向专题应用定义 • 面向工具箱定义 • 面向数据库定义

  4. GIS定义—作用与地位 • 地图观点：地图数据处理与显示 • 数据库观点：计算机角度 • 分析工具观点：空间分析与空间建模

  5. GIS定义—术语 • 北美、欧洲：Geographical Information System • 加拿大：Geomatigue • 中国：Resource and Environmental Information System • 技术内涵：Geo-relational Information System • 信息科学：Spatial Information System • 应用类型：Natural Resources Information System Land Information System Transportation Geographical Information System • 地学应用： GeoScience • 专业杂志：Geographical Information Science(英国) Geo-Information System （德国）

  6. GIS定义 GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 — 美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）

  7. GIS定义—概念框架 用户界面 系统和数据库管理 数据输入 数据库建立 空间数据处理 空间数据分析 产品生成 产品输出

  8. GIS定义—对GIS的理解 • GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 数据采集系统、数据管理系统、数据处理和分析系统、可视化表达与输出系统等组成，影响着GIS硬件平台、系统效率和功能、数据处理方式和产品类型。 • GIS的操作对象是空间数据 地理数据—属性数据、几何数据、时间数据。GIS对空间数据的管理好操作，是GIS区别于其它信息系统的根本标志，也是技术难点之一。

  9. GIS定义—对GIS的理解（续） • GIS的技术优势在于它的空间分析能力 GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息，这是GIS的重要贡献。 • GIS与地理学、测绘学联系紧密 地理学是GIS的理论依托，为GIS提供有关空间分析的基本观点和方法。测绘学为GIS提供各种定位数据，其理论和算法可直接用于空间数据的变换和处理。 GIS引入地学界，如同Fortran语言引入计算机科学界一样重要。 美国学者 K. I.兰菲尔

  10. 信息系统 非空间信息系统 管理信息系统 空间信息系统 非地理信息系统 CAD/CAM 研究范围 地理信息系统 研究内容 全球GIS 专题地理 信息系统 地籍GIS 交通GIS 数据模型 区域GIS 综合地理 信息系统 资源与环境GIS 规划与管理GIS 矢量GIS 栅格GIS 矢-栅GIS GIS定义—GIS在信息系统中的位置

  11. GIS基本内容

  12. GIS基本内容

  13. GIS基本内容 • 计算机软件、硬件 • 空间数据获取 • 空间数据表达与数据结构 • 空间数据处理 • 空间数据管理 • 空间数据分析 • 空间数据的显示与可视化 • GIS应用 • GIS项目管理、开发、质量保证与标准化 • GIS教育与培训

  14. 系 统 软 件 系 统 硬 件 空间 数据 GIS GIS的组成—概论 用户

  15. GPS 磁带机 光盘机 活动硬盘 硬盘阵列 全站仪 解析和数字 摄影测量仪器 存储设备 专用设备 全数字摄影 测量工作站 绘图仪 遥感与遥感 图象处理系统 输入设备 输出设备 打印机 数字化仪 终端 扫描仪 常规设备 键盘、鼠标 GIS的组成—硬件—基本配置 处理设备 服务器 工作站

  16. GIS的组成—硬件—应用模式 • 单机模式： • 由基本外设、处理 设备和输出设备构成 • 适用于小型GIS建设 • 数据传输与资源共享不方便

  17. 输 出 用户组1 …… 用户组n Intranet GIS中央 数据库与网管 输 入 GIS的组成—硬件—应用模式 • 局域网模式： • 部门或单位内部GIS建设 • 专线连接 • 资源共享较方便

  18. GIS中央 数据库 （服务器） 局域网 用户组 输入 主 干 网 图象 处理系统 多媒体 系统 输出 Internet 用户 用户 GIS的组成—硬件—应用模式 • 广域网模式： • 用户分布地域广泛，不适合专线连接 • 公共通讯连接 • 资源共享方便 • 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接

  19. 用户界面 GIS应用软件 GIS软件 GIS基本功能软件 标准软件 （图形、数据库等） 基础软件 GIS 系统库 （编程语言、数学库等） 系统软件 操作系统 （系统调用、设备运行、网络等） GIS的组成—软件结构

  20. GIS的组成—软件—系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。

  21. GIS的组成—软件—基础软件 • 数据库软件 用来管理空间数据，包括图形数据和属性数据。流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。目前GIS软件中采用商用数据库管理属性数据，一个有发展前景的模型是面向对象数据模型，可实现图形和属性数据的联合管理。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 • 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件

  22. 空间数据输入与转换 空间数据库 管理系统 空间查询与分析 制图 与输出 图形与属性 数据编辑 GIS GIS的组成—软件—GIS软件

  23. 栅格结构 矢量结构 GIS的组成—空间数据 • GIS的操作对象为空间数据 • 空间数据特征：几何、属性、时间数据； • 空间数据组织：矢量结构、栅格结构； • 空间数据管理： • 几何数据：文件 • 属性数据：关系数据库

  24. 管理 咨询 信息管理 GIS 数据整理 GIS的组成—管理人员 • GIS的开发是以人为本的系统工程。 • 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 • 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 • 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。

  25. GIS的功能—基本功能（核心问题） • 位置（Locations） • 条件（Conditions） • 趋势（Trends） • 模式（Patterns） • 模型（Models）

  26. GIS的功能—基本功能—位置 • 某个特定位置有什么？ • 几何查属性 • 例：国家属性查询

  27. GIS的功能—基本功能—条件 • 满足给定条件的地理对象分布 • 属性查位置 • 例：客户分布

  28. GIS的功能—基本功能—趋势 • 地理对象随时间的变化 • 例：人口变化趋势

  29. GIS的功能—基本功能—模式 • 空间对象的分布模式问题 • 揭示空间对象的空间关系 • 例：商业服务竞争

  30. GIS的功能—基本功能—模型 • 解决问题方案 • 基于模型的 • 例：公园选址

  31. 数据获取 文件图表 数据编辑 投影变换 原始数据 结构化数据 空间查询 空间分析 数据输出 空间 数据库 交互展示 存储检索 制图、表格 GIS的功能—基本功能实现

  32. GIS的功能—基本功能实现 数据获取

  33. 数据获取 数据入库 GIS的功能—功能实现 编辑变换与处理 目的：保证数据在入库时在内容上的完整性， 逻 辑上的一致性。 方法：数据编辑与处理、错误修正： 数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化； 数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正 投影变换：投影方式 数据概化：平滑、特征集结 数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构） 地理编码：拓扑结构

  34. GIS的功能—功能实现 数据组织与管理 • 数据的集成过程 • 几何数据与属性数据组织 • 数据结构 • 矢量结构、栅格结构、栅格/矢量结构 • 决定着GIS的数据分析能力、效率和精度 • 数据管理： • 层次模型、网络模型、关系模型 • 混合管理模式

  35. 位置查询 属性查询 拓扑查询 空间查询 空间检索 空间分析 地形分析 网络分析 缓冲区分析 几何量测 地图分析 叠置分析 统计分析 决策分析 空间分析 GIS的功能—功能实现 检索与分析

  36. GIS的功能—功能实现 数据输出 • 数据交换 • 统计表格 • 制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图

  37. GIS的功能—功能实现 用户界面

  38. GIS的功能—功能实现 二次开发 • GIS的空间分析技术与手段是有限的，而实际应用模型是无可枚举的，任何GIS都应提供二次开发工具。 • 定制菜单、程序与可视化界面等 • GIS二次开发环境： 专用工具：如Arc/Info的AML语言； 通用语言：如VC++、VB、Delphi等 组件开发：如MapInfo的MapX；

  39. 地理学 制图学 GIS CAD与 计算机图形学 测量与摄影测量 遥感 GIS与相关学科

  40. GIS特征 • GIS与CAD、CAM • GIS与数据库管理系统（DBMS） • GIS与管理信息系统（MIS） • GIS与遥感信息处理系统（RS） • GIS与机助制图系统、地图数据库

  41. GIS特征（续） GIS与CAD、CAM： • 坐标参考系统 • 处理图形、非图形数据； • 对空间对象的空间相关关系建立和处理

  42. GIS特征（续） • CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标变换； • CAD处理多为规则图形，而GIS为非几何图形； • CAD图形功能强而属性处理能力若，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且专业化特征比较强； • GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复 杂，数据之间联系紧密； • CAD不具备地理意义上的查询和分析能力；

  43. GIS特征（续） GIS与MIS • 对属性数据进行管理和处理 • 对图形数据进行存储 • GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用； • 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； • 管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

  44. GIS特征（续） GIS与RS处理系统 • 遥感数据是GIS的重要信息源。经过遥感信息系统处理的遥感信息，或进入GIS系统作为制图的背静图象，或是与经过分类的信息协同GIS与遥感的集成分析。 • 遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等。 • 面向位置的特征 • 遥感图象处理系统不能看作是GIS。

  45. GIS特征（续） GIS与机助制图系统、地图数据库 • GIS的主要技术基础 • 强调空间数据的处理、显示与表达 • 空间分析能力 • GIS包含数字制图系统的全部功能 • 地图数据库若空间分析能力较强，可升格为GIS，而GIS若空间分析能力较弱，则退化为地图数据库。

  46. GIS软件类型 • 专业GIS（Professional GIS） • 桌面GIS（Desktop GIS） • 手持GIS（Hand-Held GIS） • 组件GIS（Component GIS） • GIS Viewer • 网络GIS（Internet GIS） • 其它（基于CAD的GIS）

  47. 主要GIS软件

  48. GIS软件性能分析

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