地理信息系统基础概述课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,4/25/2010,#,地理信息系统基础,武汉大学遥感信息工程学院,龚健雅,地理信息系统基础武汉大学遥感信息工程学院龚健雅,1,第一章,绪论,第一章 绪论,2,本节,内容,1.1,GIS,的起因与发展,1.1.4,当代,GIS,技术,本节1.1GIS的起因与发展,3,1.1.4,当代,GIS,技术,当代地理信息系统技术：,组件,GIS,互联网,GIS,多维动态,GIS,移动,GIS,实时,GIS,地理信息共享与互操作,地理空间信息公共服务等,1.1.4当代GIS技术,4,组件,采用面向对象技术，,软件模块化更,1.1.4,当代,GIS,技术,（,1,）组件,GIS,采用,COM/DCOM,技术，,组件体系结构,为,GIS,软件工程开发提供强有力的保,障。,加清晰，软件模块的重用性更好,为,用户的二次开发提供了良好的接口。,二进制组件接口，可以跨语言平台调用,组件采用面向对象技术，软件模块化更1.1.4当代GIS技术,5,1.1.4,当代,GIS,技术,（,2,）互联网,GIS,网络的发展,为,GIS,提供了机遇和挑,战，改变了,GIS,数据获取、传输、发,布、共享、应用和可视化的方式。,互联网,为,GIS,数据提供了方便的发布,与共享方式，互联网的分布式查询为,用户利用,GIS,数据提供了有效工具。,1.1.4当代GIS技术,6,1.1.4,当代,GIS,技术,（,3,）多维动态,GIS,多维动态,GIS,成为了当代,GIS,发展的一个重要方向,DEM,地形数据和地面正射影像纹理叠加在一起，形成,三维虚拟地形景观模型。,真三维,GIS,：,不仅表达三维物体表面，也表达物体的内部，,如矿山，地下水等。,时态,GIS,：,在二维,GIS,上加上时间维，称为时态,GIS,。如果,三维,GIS,再考虑时态问题，称为四维,GIS,或三维动态,GIS,。,1.1.4当代GIS技术,7,1.1.4,当代,GIS,技术,（,4,）移动,GIS,移动,GIS,运行于移动终端的一种,GIS,集成系统，是,GIS,、,GNSS,、移动,通信、,互联网服务、多媒体技术的集成。,提供,移动位置服务,和,空间信息的移动查询，,移动终端有手机、掌上电脑、便携机、车载终端等。,1.1.4当代GIS技术,8,当代,GIS,技术,1.1.4,（,5,）实时,GIS,随着,位置服务技术（,LBS,）,和,天空地,各种传感器,的广泛应用，产生了,海,量的时空序列数据,。,为了快速接入、存储、管理这些时,空序列数据，维护时空关系，描述,和分析时空变化过程，,迫切需要研,发一种面向动态地理对象与动态过,程模拟的新一代实时,GIS,系统。,当代GIS技术1.1.4（5）实时GIS,9,1.1.4,当代,GIS,技术,（,6,）地理信息共享与互操作,开放地理信息联盟,(OGC),和国际,标准化组织,(ISO/TC211),制定了,一系列有关地理信息共享与互操,作的标准。,网络,(Web),服务技术,是地理信息,共享与互操作最容易实现和推广,使用的技术。,1.1.4当代GIS技术,10,1.1.4,当代,GIS,技术,（,7,）地理空间信息公共服务技术,越来越多的地理空间信息被发布,到网络上提供大众服务，,提供在,网络地图上查询各种与位置相关,信息和服务的功能。,谷歌地图,Google,Map,天地图,开放街道图,OpenStreetMap,.,1.1.4当代GIS技术,11,组件GIS,互联网GIS,多维动态GIS,1,2,3,本节,小结,组件GIS1本节,12,本节,小结,移动GIS,实时GIS,地理信息共享与互操作,地理空间信息公共服务等,4,5,6,7,本节移动GIS4,13,地理信息系统基础,武汉大学遥感信息工程学院,秦昆,地理信息系统基础武汉大学遥感信息工程学院秦昆,14,第一章,绪论,第一章 绪论,15,本节,内容,1.2.2,GIS,概念的演进,1.2.2,GIS,概念的演进,本节1.2.2GIS概念的演进,16,1.2.2,GIS,概念的演进,1.,地理信息系统的概念,地理信息系统,(GIS),是一种特定而又十分重要的,空,间信息系统，,它是以,采集、处理、管理、分析,和,描述,整个或部分,地球表面,（包括大气层在内）与,空间和地,理分布,有关的,数据,的空间信息系统。,1.2.2GIS概念的演进,17,1.2.2,GIS,概念的演进,2.GISystem,GIScience,GIService,地理信息系统：,GIS(GISystem):,Geographic/Geographical,Information,System,地理信息科学：,GIS(GIScience):,Geographic/Geographical,Information,Science,地理信息服务：,GIS(GIService):,Geographic/Geographical,Information,Service,1.2.2GIS概念的演进,18,GIS,概念的演进,2.GISystem,GIScience,GIService,地理信息系统,(GISystem),：侧重于技术，,20,世纪,60,年代提出(,1962,年左右),地理信息科学,(GIScience),：理论与技术并重，,20,世纪,90,年代提出(,1992,年),地理信息服务,(GIService),：侧重于服务，,21,世纪提出,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,19,GIS,概念的演进,3.,地理信息科学的概念,地理信息科学,(Geographical,Informational,Science,GIScience),：,是关于,GIS,的发展、使用和应用的理论，,是信息时代的地理学,，,是关于,地理信息的本质特征与运动规律,的一门科学。,Michael,Goodchild,于,1992,年,提出了地理信息科学的概念和科学体系。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,20,GIS,概念的演进,3.,地理信息科学的概念,两个方面,1.2.2,技术与应用,驱动,学科融合与,地理综合思潮,的逻辑扩展,GIS概念的演进1.2.2技术与应用学科融合与,21,GIS,概念的演进,3.,地理信息科学的概念,地理信息科学,是在两者的推动下地理学思想演变的结果，,是新的技术平台、观察视点和认识模式下的地理学的,新范式,，,是,信息时代的地理学。,相对于地理信息系统，地理信息科学,更侧重于基础理论,。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,22,1.2.2,GIS,概念的演进,4.,地理信息服务的概念,地理信息服务,(GIService:,Geographic,Information,Service),遵循,服务体系的架构和标准,，采用,网络服务技术,，基于,地理信息互,操作标准和规范,，,在,网络环境下提供,地理信息系统数据、分析、可视化等功能的,服务,。,地理信息服务是,GIS,在,21,世纪,网络时代的新发展。,1.2.2GIS概念的演进,23,GIS,概念的演进,4.,地理信息服务的概念,狭义的地理信息服务：,遵循,Web,服务体系架构和标准，利用网络服务技,术在网络环境下提供,GIS,数据、分析、可视化等功能的服务和应用,广义的地理信息服务：,指提供与地理空间信息有关的一切服务。,地理信息服务强调面向服务的架构，以及为用户提供各种服务,(数据服,务、功能服务、应用服务等)。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,24,GIS,概念的演进,5.,地球信息科学,相关的两个重要概念,地球信息科学,(Geo-Informatics),：,从,“信息流”,的角度提出，是研究地球系统信息的理论、方法,/,技术,和应用的科学，其目标是通过对地球系统的信息研究，达到为全球变化,研究和可持续发展研究服务（陈述彭等,1997,）。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,25,GIS,概念的演进,6.,地球空间信息科学,相关的两个重要概念,地球空间信息科学,(Geo-Spatial,Information,Science,Geomatics),从,“,3S,集成”,的角度提出，是以,全球导航卫星系统,(GNSS),、地理信,息系统,(GIS),、遥感,(RS),为主要内容，并以,计算机和通讯技术,为主要技,术支撑，用于采集、量测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地,球和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学和技术,(,李德仁,李清泉,1998),。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,26,GIS,概念的演进,7.GIS,的分类,按范围大小：,全球的、区域的、局部的,按维度：,2-2.5,维：,一般,GIS,；,真三维,GIS,：,布满整个三维空间建立的,GIS,；,2+1,维或,3,维：,数字位置模型（,2,维）和数字高程模型的结合；,四维,GIS,或时态,GIS,：,加上时间。,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,27,GIS,概念的演进,本节小结,地理信息系统的概念,GISystem,GIScience,GIService,地理信息科学的概念,地理信息服务的概念,地球信息科学,地球空间信息科学,GIS,的分类,1.2.2,GIS概念的演进1.2.2,28,地理信息系统基础,武汉大学遥感信息工程学院,秦昆,地理信息系统基础武汉大学遥感信息工程学院秦昆,29,第一章,绪论,第一章 绪论,30,本节,内容,1.4,GIS,的特性,1.4.1,GIS,的基本特点,本节1.4GIS的特性,31,1.4.1,GIS,的基本特点,GIS,是以,计算机系统,为支撑的,GIS,是建立在计算机系统架构上的信息系统，,由若干相互关联的子系统构成：,数据采集,子系统,数据处理,子系统,数据管理,子系统,数据分析,子系统,数据产品输出,子系统,1.4.1GIS的基本特点数据采集子系统数据分析子系统,32,1.4.1,GIS,的基本特点,GIS,的操作对象是,空间数据,GIS,的操作对象是空间数据,数据都按统一的,地理坐标,进行编码，实现对其,定位、定性和定量描述。,1.4.1GIS的基本特点,33,1.4.1,GIS,的基本特点,GIS,具有,分析和辅助决策,作用,GIS,可以通过综合数据分析，获得常规方法或普通信,息系统难以得到的重要空间信息，实现对地理空间对象,和过程的演化、预测、决策和管理能力。,可以为用户提供分析和辅助决策。,1.4.1GIS的基本特点,34,1.4.1,GIS,的基本特点,GIS,具有分布特性,分布特性,由,计算机系统的分布性,和,地理信息自身的分布,特性,共同决定。,计算机系统的分布性：,决定了地理信息,系统的框架是分布式的。,地理信息的分布特性：,决定了地理数据,的获取、存储和管理、地理分析应用,具有,地域上,的,分布性,。,1.4.1GIS的基本特点分布特性计算机系统的分布性：决定了,35,1.4.1,GIS,的基本特点,GIS,应用强调,组织体系和人,的作用,组织体系和人的作用在,GIS,的成功,应用中具有十分重要的作用,1.4.1GIS的基本特点,36,1.4.1,GIS,的基本特点,本节小结,GIS,是以,计算机系统,为支撑的,GIS,的操作对象是,空间数据,GIS,具有,分析和辅助决策,作用,GIS,具有,分布特性,GIS,应用强调,组织体系和人的,作用,1.4.1GIS的基本特点,37,