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西南石油大学 地理信息系统原理 地理信息系统 地理信息系统原理与应用 湖北民族学院 化学与环境工程学院 第一章 地理信息系统导论 本章内容 地理信息系统的基本概念 地理信息系统发展概况 地理信息系统基本构成 GIS的功能简介 1地理信息系统的基本概念 信息与数据 信息：用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征 数据：可以被鉴别的符号，包括数字，文字、符号、图形、图像等。数据本身并没有意义。 .数据的形式可以改变；信息不随载体的改变而改变 1地理信息系统的基本概念 地理信息： 是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。 地理信息特点： 空间位置 空间尺度 时序性 多专题属性 1地理信息系统的基本概念 GIS定义类型 面向数据处理过程定义 面向专题定义 面向工具箱定义 面向数据库定义 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） 1地理信息系统的基本概念 对GIS的理解 GIS的物理外壳：计算机系统 GIS的操作对象：空间数据 GIS的技术优势：空间分析能力 GIS与地理学、测绘学联系紧密 GIS与相关学科 2 地理信息系统发展概况 GIS分类 发展概况 起步：20世纪60年代中 first: CGIS 发展： 20世纪70年代 计算机技术大发展 趋于成熟： 20世纪80年代 商品化GIS 应用发展： 20世纪90年代 社会认识、需求，政府关注 2 地理信息系统发展概况 3. GIS发展方向 集成化：3S，WEB，办公自动化 产业化：软件产业 社会化：数字化，网络化 3 地理信息系统基本构成 硬件基本配置 3 地理信息系统基本构成 软件 3 地理信息系统基本构成 应用人员 4 GIS的功能简介 4 GIS的功能简介 Digitizer 数字化仪 4 GIS的功能简介 4 GIS的功能简介 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 4 GIS的功能简介 4 GIS的功能简介 4 GIS的功能简介 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 定制菜单、程序与可视化界面等 4 GIS的功能简介 专业GIS（Professional GIS） 桌面GIS（Desktop GIS） 手持GIS（Hand-Held GIS） 组件GIS（Component GIS） 网络GIS（Web GIS） 第二章 GIS地理空间及其表达 本章内容 地理空间定位框架 地理空间对象及现象的描述 1 地理空间定位框架 GIS地理空间的概念： 地理空间定位框架及其所连接的特征实体。 地理空间定位框架即大地测量控制 平面控制网 高程控制网 1 地理空间定位框架 原因 地理坐标为球面坐标，地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析 地图投影: 将地球椭球面上的点映射到平面上的方法 1 地理空间定位框架 1 地理空间定位框架 1 地理空间定位框架 2 地理空间对象及现象的描述 空间对象类型：按几何维数分 点：零维 线：一维 面：二维 体：三维 点 线 面 体 2 地理空间对象及现象的描述 空间对象编码 编码： 指定属性数据的代码的方法和过程 广义编码内容 地学属性信息的分类与编码 目的是实现数据格式统一和数据共享 地学空间实体的地址编码 目的是实现空间查询和位置检索 编码原则： 类型：数字、字母、数字字母混合型 2 地理空间对象及现象的描述 空间对象编码 实例： 我国颁布的GB-2260-80编码标准，对国内行政区的编码有如下的规定： 码长最多10位 省（市、自治区）占前3位，其余用户自行定义 参见P64 2 地理空间对象及现象的描述 拓扑关系 “拓扑”一词来自于希腊文，意为“关于形状的研究” 拓扑关系 指拓扑变换下的拓扑不变量，即不考虑度量和方向的空间目标间关系，包括相邻、邻接、关联和包含等。 拓扑学，尤其是点集拓扑学，已成为GIS空间关系的理论基础 2 地理空间对象及现象的描述 拓扑关系 二维空间中的空间目标 零维：点 一维：线 二维：面 二维空间中的拓扑关系 拓扑邻接 拓扑关联 拓扑包含