3.3地理信息系统的应用

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,地理信息技术（3）GIS,（）,1,第三章 地理信息技术的应用,地理信息系统与城市管理,地理信息系统的应用,地理信息系统,概念,发展,组成,工作过程,遥感技术的应用,遥感技术,遥感概念与发展,遥感技术与类型,遥感与资源普查,环境和灾害监测,全球定位系统的应用,全球定位系统,全球定位系统的应用,数字地球,数字地球的含义,数字地球与我们的生活,三S技术是“数字地球”的关键技术-先分后总,2,地理信息系统,GIS的基本概念,GIS的基本构成,GIS的功能介绍,GIS应用,3,什么是地理信息系统(GIS)？,Geographical,(spatial),地理,(空间),系统,Systems,信息,(数据),Information,(Data),4,问 题,您是否使用电子地图？,5,北京市电子地图,6,7,从古代文明到现代社会，地理工作者、测绘工作者、航海家都致力于空间数据的收集整理，制图工作者则以地图形式表示这些数据。地图作为空间数据的载体长期为航海、军事以及现代经济建设服务。,20,世纪,60,年代初，麻省理工学院首次提出计算机图形学，在此基础上出现了计算机数字地图；计算机技术开始用于地图量算、分析和制作。,20,世纪,60,年代中期，由于计算机技术在自然资源、环境数据处理中的应用迅速发展，致使计算机辅助制图和空间分析等领域得到极大的发展。最终导致地理信息系统技术的产生。,GIS发展的科学背景,8,地圖,文字註記,人工繪圖工具,打字機,传统的地理信息系统,数字化仪,电脑,绘图仪,磁片,光碟,现代的地理信息系统,地图是地理学的第二代语言，GIS是地理学的第三代语言,9,陈述彭院士,用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达,地理空间数据,的计算机信息系统。(陈述彭，2000),10,地理学,遥感技术,地图学,GIS,计算机科学,计算机图形学,软件工程,数据库技术,专家系统,CAD,GIS与相关学科与技术,GIS,与相关学科,11,地理信息系统分类,区域性地理信息系统,全球性地理信息系统,综合地理信息系统,专题地理信息系统,工具型地理信息系统,应用型地理信息系统,按研究区域分,按研究内容分,按功能分,12,水文,地形,土地利用,植被,土壤,街道,工厂,水 系,水 表,固體廢棄物,公 園,排放點,頁 岩,頁 岩,砂和碎石,碎石層,环境监控系统,交通信息系统,地籍,信息系统,都市,信息系统,土地监控系统,流域管理系统,13,信息系统,非空间信息系统,空间信息系统,管理信息系统,非地理信息系统,地理信息系统,综合地理信息系统,专题地理信息系统,CAD,GIS与一般信息系统的区别,14,管理信息系统：,只有属性数据的管理，既使存储了图形，也往往以文件形式来存储，不能进行有关的空间数据操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。,非地理信息系统：,具有处理空间信息的能力，但仍然不能进行复杂的空间分析。,地理信息系统：,在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用；,15,现实世界的抽象,我们所面对的现实世界：,现实世界（自然界）：河流、植被、地质,现实世界（人类活动）：人口分布，经济发展指标，土地开发度，道路交通等,对实体的描述手段：实体属性,对空间实体的描述手段：图层；图层：空间实体属性；,空间实体的表达形式：,点：比如居民点；,线：比如公路；,面：比如湖泊；,GIS 如何组织地理数据,地理信息系统基本概念,16,采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。,17,分层数字化,道路,河流,地质,植被,将真实世界的各项地理特征,利用现代化电脑处理的技术,一层一层的将资料分别输入,电脑中,在电脑中储存着图形,以及说明图形意义的文字或者,数字资料,.,18,建筑物图层,19,道路图层,20,地籍,图层,21,城市规划图层,22,图层叠置,23,24,地理信息的表现,矢量数据,点,线,面,新,山,水,庫,108,218,165,89,111,道,2,道,A1,25,向量,Vector,影像,Image/Raster,26,SPOT XS 20m*20m,牡丹水庫,band G, R, IR,栅格数据,地理信息的表现,栅格数据,27,航空摄影,IKONOS卫星,影像,Quick Bird卫星,影像,28,中国分省人口分布示意图,29,GIS组成/硬件,输入设备,专用设备,常规设备,GPS,全数字摄影,测量工作站,解析和数字,摄影测量仪器,图象处理,系统,全站仪,扫描仪,数字,化仪,键盘,鼠标,处理设备,工作站,服务器,硬盘阵列,存储设备,活动硬盘,光盘机,磁带机,输出设备,绘图仪,终端,打印机,2、GIS的组成,30,31,GIS组成/软件,操作系统,（系统调用、设备运行、网络等）,系统库,（编程语言、数学库等）,标准软件,（图形、数据库等）,GIS基本功能软件,GIS应用软件,用户界面,GIS软件,基础软件,系统软件,GIS,32,GIS组成/数据,栅格结构,矢量结构,33,GIS组成/人员,系统开发、管理和使用人员,GIS,咨询,管理,信息管理,数据整理,34,GIS的流程,信息输入,数据处理,数据库管理,空间分析,（查询）,可视化表达,（地图、三维视图、多媒体等）,35,软件系统,目前常用,GIS,软件系统：,36,3. GIS的功能介绍,基本功能,数据,采集,与编辑*,数据存储与,管理,数据,处理,和变换,空间,分析,和统计*,产品制作与,显示,二次,开发,和编程,应用功能,资源管理,区域规划,国土监测,辅助决策,定位服务,37,数据,采集,与编辑,(,重点,),文本数据,地图,野外测量数据,航空像片,遥感数据,交互式终端,GIS软件,空间数据库,编辑：,矢量数据编辑 (Vector Data),栅格数据编辑 (Raster / Grid / Image Data),采集：,38,数据存储与,管理,DBMS：Data Base Management System,(数据库管理系统),空间数据存储形式：,点：Point, Node,线：Arc, Line, Polyline,面：Area, Polygon, Region,空间关系：拓扑,DBMS,39,数据,处理,和变换,处理：,弧段、多边形外接矩形,点、线、面捕捉和判断,弧段求交,点、弧段、多边形位置,拓扑关系建立,变换：,空间坐标变换：平移变换、比例变换、仿射变换、旋转变换、几何纠正、投影变换,结构转换：栅格转矢量、矢量转栅格,40,空间,分析,和统计,(,重点,),空间数据量算：,长度；,面积；,分布中心,空间数据查询：,基于属性查询；,基于空间查询；,联合查询,空间查询方法：,基于SQL查询；,基于空间SQL查询；,基于可视化图形查询,41,叠置分析(叠加分析/Overlay)：,A,B A,B AB BA B,A,基于栅格的叠加分析,基于矢量的叠加分析,42,邻域分析：,缓冲区分析(Buffer),泰森多边形(Thissen Polygon),Voronoi图，Delauny三角网,空间网络分析：,网络图,路径分析,定位与配置分析,43,地形分析：,数字高程模型(Digital Elevation Model: DEM),不规则三角网(Triangulated Irregular Network: TIN),数字地形模型(Digital Terrain Model: DTM),数字地形计算：,坡度,坡向,地表辐照度,空间统计分析：,主成分分析(PCA),层次分析(Hierarchy),聚类分析(Cluster),判别分析(Distinguish),44,产品制作与,显示,空间信息可视化,地图,图像,统计图表,数字数据,三维可视化,虚拟现实(Virtual Reality: VR),专题信息、专题地图,电子地图,网络GIS：WebGIS,45,二次,开发,和编程,组件式产品,MapObject,ArcObject,MapX,GeoMedia Object,SuperMap Object,GeoMap,所属公司,ESRI,ESRI,MapInfo,Intergraph,北京超图,武汉吉奥,组件技术,OLE,ActiveX,ActiveX,ActiveX,ActiveX,OLE,动态连接库,OCX,OCX/DLL,OCX,OCX,OCX,API,空间数据引擎,ArcSDE,ArcSDE,MapInfo Spatial,空间数据服务器,SuperMap SDX+,扩展OpenGIS,开发语言,VC+, VB, C+ Builder, PB, Delphi, Access,VC+, VB, Delphi,VC+, VB, Delphi, Lotus, PB,VB, VC+, Delphi, PB,VB, Delphi, VC+, C+ Builder, PB, C#,VB, VC+, Delphi, PB,46,1、 位置,即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等：如在一个陌生城市。我们可以利用它调出所在位置附近的地图，查询目标地点。,2、条件,即符合某些条件的实体在哪里：如在某个地区寻找面积不小于l 000 M：的不被植被覆盖的。且地质条件适合建大型建筑的区域。,GIS,可以解决的问题,47,3、趋势,即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。,4、模式,即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。,5、模拟,，即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。,48,应用领域,公众领域：设施管理、智能交通管理、工程建设、城市规划、通信、物流、CRM（客户关系管理）,军事领域：军事战略分析, 智能导航武器,如美国在海湾战争、科索沃战争中采用的辅助指挥作战的GIS系统,学术领域：环境保护，灾害预测，宏观决策分析,个人领域：个人导航、无线位置服务(Wireless Location Service)，WebGIS,49,50,51,52,GIS 应用环境,单机应用: GIS数据处理，专业GIS分析，地图设计出版,网络应用：比如，Google Earth, Google Map 等 WebGIS; 电力，电信等企业级GIS业务系统。,移动应用： GPS卫星导航、个人位置服务、车辆跟踪及监控,53,GIS,可以回答的问题,1）位置（Locations）,即在某个特定的位置有什么。,2）条件（Conditions）,即什么地方有满足某些条件的东西。,3）变化趋势（Trends）,该类问题需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。,4）,分布规律（Patterns）,该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。（如交通事故：地点？与时间有关？是不是在特定的路口？在这些路口有什么？,5）模型建模（Models）假如,该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。（如超市警察局选址问题）,54,