GISECO-lecture1.ppt

GIS环境应用模型（GIS在资源环境研究中的应用） 宋现锋 中国科学院研究生院资源与环境学院 Phone: 010-8825-6462 Email: xfsong@ 办公室：教学楼616 答疑时间：周二下午1:30-3:30 为什么开设这门课? 使用GIS软件，理论(GIS/水文/土壤学)联系实际的困难! GIS基础理论课的组织方式: 以GIS自身体系组织为主线,介绍GIS功能。实际应用：以项目数据的组织处理为轴心，应用GIS解决遇到的具体问题。 如何使用GIS建模？遇到问题懂得如何使用某一GIS功能解决或者了解常用GIS功能能解决哪类问题，是大部分GIS初级用户走向高级阶段的头疼问题！ 课程的教学目的与纲要 　本课程目的促使学生能够入门GIS技术支持下的研究项目，获得GIS数据处理与分析的的基本动手能力。也是对上学期GIS基础课程学以致用的一次检验。 　本课程讲述栅格地理信息系统在资源与环境科学中的应用。以农业土地利用及其对水资源的影响为主线，介绍数字高程模型、流域分析、常用水文模型、土壤侵蚀预测、农业面污染评估等高级GIS数据分析原理和方法。 　课程大纲介绍 课程大纲的组织依据 以农业面污染为例 研究土壤中的营养物质/农药等潜在污染源随着降雨扩散的过程。 降雨是驱动污染物扩散的动力 降雨资料-水文站/气象站的降雨量 资料数据-站点位置，日报表，月报表 数字高程模型(DEM) DEM预处理、流域边界、水系提取 地表水文模型 净雨计算 地表汇流 土壤侵蚀模型 土壤/植被/地形/管理措施 土壤被剥蚀、搬运与沉积 农业面污染 N/P/K在土壤中的赋存状态 N/P/K的搬运载体 – 水流及其悬浮颗粒 雨量站、降雨数据 课程特色 　侧重应用，以研究实例(土壤侵蚀预测)为中心,讲述如何使用地理信息系统建立专业分析模型,如何组织数据． 　侧重技术方法,以有关研究实例的数据获取、数据库整备、数据分析等环节,组织介绍所需要的GIS功能及其基础理论. 侧重作业／练习,从实际操作中增长经验．通过完成一个完整的研究实例的数据处理过程，获得使用GIS进行科学问题研究的基本动手能力． 发展前沿 ？ 课程培养学生运用GIS解决问题！ 不涉及GIS或某个应用专业方向的前沿。 学习关键 1 理解应用模型的基本理论 2 懂得使用软件编辑与组织数据 （GIS软件很多,ARCGIS） 3 学习一下SWAT，进行模拟计算 （AVSWAT, ArcSWAT, VizSWAT, Mapwindow-SWAT,SWAT-CUP） 4.AVSWAT运行 4.7 Input Modification 参考书 　Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2000 　Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2005 I 地理信息系统小结 1 GIS基础知识小结 2 空间数据配准 地图投影参数详解 几何变换 3 栅格地理信息系统 栅格GIS的知识补充 ARCGIS的GRID介绍 ARCGIS的Map Algebra介绍 [optional] ARCGIS的AML宏语言 [optional] 4 实习GIS软件的一点知识补充 [optional] ArcView/ArcInfo 1 GIS基础小结 1.1 地理信息系统 GIS概念 (几十个名词定义) 参见陈述彭、鲁学军、周成虎编著的《地理信息系统导论》（科学出版社） 我的理解： 地理信息系统是一门技术，是关于空间数据处理与分析的高级学问! 何谓空间数据? 简单地说就是带有空间坐标的数据。 1.2 空间数据的分层 现实世界 　 映射 抽象地图空间 同类的地理实体组成一个图层，如: 道路等。多个图层一起近似抽象地模拟(表示)现实世界 (源于地图学) 图层的数据结构 矢量数据结构(2D) 例如：典型的点、线、面定义．能够精确地表达地物的空间位置／边界． 栅格数据结构 　许多地理属性是渐变的、没有明显的空间边界． 1.3 空间数据的配准 （1）地图投影 （2）坐标变换 1.4 空间数据的分析 叠置分析 (overlay) 邻域分析 (buffer) 泰森多边形分析 (Thiessen) 最优路径分析 (network analysis) 动态分段(Route/Events) 空间数据的插值(IDW, Krig, Spline) ZONAL带操作分析 数字高程模型 (TOPOGRID) 最优