地理信息系统概述材料(4学时课件

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,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,地理信息系统,原理与方法,地理信息系统概述材料(4学时课件,课程简介,陈占龙,Tel,：,13296630087,QQ,：,33184569,我的联系方式,必修，学时数,:48,（,112,周）,成绩评定办法及考试方式,:,平时成绩占总评成绩的比例在,20%,课堂开卷,+,提交报告,课程简介陈占龙 我的联系方式必修，学时数:48 （1,地理信息系统原理与方法,（第一章 绪论）,。,地理信息系统概述材料(4学时课件,掌握基本概念、基础理论、基本原理、方法,学会空间数据的获取、编辑、可视化及专题图的制作,学会,GIS,的空间分析方法及应用工具,教学目的与要求,掌握基本概念、基础理论、基本原理、方法教学目的与要求,主要参考书,核心教材：,吴信才，地理信息系统原理与方法,(,第二版,),，200,9,，电子工业出版社,参考书籍：,（1）龚健雅，地理信息系统基础，2001，科学出版社,（2）唐中实等，地理信息系统原理与技术，2004，电子工业出版社,（3）王家耀 ，空间信息系统原理，2001，科学出版社,（4）陈正江,地理信息系统设计与开发,2005,科学出版社,（5）张新长,地理信息系统数据库,科学出版社,2005,（6）吴立新，地理信息系统原理与算法，科学出版社，北京，2005,主要参考书,地理信息系统概述材料(4学时课件,地理信息系统概述材料(4学时课件,第一章、绪论,1.1,GIS,概论,1.1.1GIS,基本概念,1.1.2,GIS,发展过程,1.1.3系统组成,1.1.4,GIS,软件类型,1.1.5GIS,功能,1.2,GIS,技术基础,1.2.1,GIS,技术发展,1.2.2,GIS,基本技术,1 .2.3,GIS,技术结构,1.3地理信息系统学科基础,1.3.1地理信息系统科学基础,1.3.2地理信息系统相关学科,1.4,GIS,应用领域,第一章、绪论1.1GIS概论,1.1,GIS,概论,1.1.1 GIS,基本概念,1.1.2,GIS,基本内容,1.1.3,GIS,发展过程,1.1.4 系统组成,1.1.5,GIS,软件类型,1.1.6,GIS,功能,1.1GIS概论1.1.1 GIS基本概念,1.1.1,GIS,基本概念,1.数据与信息,数据是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系等的抽象表示，随载荷它的物理设备的形式而改变。,信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。,1.1.1 GIS基本概念1.数据与信息,以一定的形式或格式在用,户间传输,客观性,适用性,传输性,共享性,正确和精确性,信息能提供并发应用,经处理分析有价值,信息的特点：,以一定的形式或格式在用客观性适用性 传输性共享性正确和精确性,2.空间数据（,Spatial Data),单个地或群体地以空间位置为参照的数据，空间信息包括位置信息、属性信息和时间信息。,2.空间数据（Spatial Data),3.信息系统,能对数据和信息进行采集存贮、加工、再现、并能回答用户一系列问题的系统。,decision-oriented,effective processing of data,effective management of data,adequate flexibility,satisfying user environment,3.信息系统,4.,GIS,概念,地理信息系统（,GIS）,是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。,4.GIS概念 地理信息系统（GIS）是在计算机软硬,GIS,物理外壳,影响着,GIS,的硬件平台、软件环境。,GIS,操作对象,地理数据,属性数据、几何数据、时间数据。,GIS,对空间数据的管理和操作，是,GIS,区别于其它信息系统的根本标志，也是技术难点之一。,GIS,技术过程,数据采集、数据管理、数据处理和分析、可视化表达与输出等。,之一。,GIS,解决问题,GIS物理外壳,1.1.2GIS,基本内容,1.1.2GIS基本内容,1.1.3 GIS,发展阶段,1.地理信息系统的发展的四个阶段,（）起始发展阶段(60年代),（）发展巩固阶段(70年代),（）推广应用阶段(80年代),（）蓬勃发展阶段(90年代以后),2.市场前景,3.GIS,在我国的发展,4.GIS,发展的阶段特点,1.1.3 GIS发展阶段1.地理信息系统的发展的四个阶段,1.地理信息系统的发展的四个阶段,：,（）起始发展阶段(60年代),1963年由加拿大测量学家,R.F.Tomlinson,提出并建立的世界上第一个地理信息系统是称为加拿大地理信息系统(,CGIS)。,1963,年美国哈佛大学城市建筑和规划师,Howard T.Fisher,设计和建立了,SYMAP,系统软件。,1966年美国成立了城市和区域信息系统协会(,URISA)，1968,年国际地理联合会(,IGU),设立了地理数据收集委员会(,CGDSP)。,1.地理信息系统的发展的四个阶段：,（）发展巩固阶段(70年代),70年代，,GIS,朝实用方向发展。各国对,GIS,的研究均投入了大量人力、物力、财力。不同规模、不同专题的信息系统得到很大发展。从1970年到1976年美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。,GIS,受到政府、商业和学校的普遍重视。,（）发展巩固阶段(70年代),（）推广应用阶段(80年代),80年代，,GIS,在全世界范围内全面推广应用，应用领域不断扩大，开始用于全球性的问题。开展,GIS,工作的国家更为广泛，国际合作日益加强。,GIS,软件开发具有突破性的进展，仅1989年市场上有报价的软件达70多个。代表性的有,ARC/INFO（,美国）、,ArcView （,美国）,、GENAMAP（,澳大利亚）、,SPANS（,拿加大）、,MAPINFO（,美国）、,MGE（,美国）、,System9（,瑞士/美国）、,ERDAS（,美国）。,（）推广应用阶段(80年代),（）蓬勃发展阶段(90年代以后),90年代，从美国的,“,国家信息基础设施行动计划（,National Information Infrastructure ,简称,NII）,”,建设到数字地球的提出，由,“,数字地球,”,细化到,“,数字中国,”,、,“,数字省区,”,、,“,数字城市,”,、,“,虚拟现实,”,等众多的信息化领域的工作已全面铺开。随着地理信息产生的建立和数字化信息产品在全世界的普及，,GIS,已成为确定性的产业，投入使用的,GIS,系统,，每23年就翻一番。,GIS,已渗透到各行各业，涉及千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。,（）蓬勃发展阶段(90年代以后),2.,市场,前景,根据统计，在经济建设、日常生活活动所涉及的信息中，有80%与地理信息密切相关。如今，,GIS,已经深入到人们的日常生活领域中。,GIS,被公认为是21世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。,“,GIS,产业是关系到国民经济增长、社会发展和国家安全的战略性产业，它不仅为国家创造直接经济利益，而且是其他众多产业的推动力，对众多经济领域具有辐射作用，能在国民经济的发展中起到倍增器的效果，其渗透作用已深刻影响到国民经济的各个方面。,”,徐冠华 院士,据统计，目前国内,GIS,市场总额（包括软件、应用和服务）,1000,多亿人民币。,2.市场前景根据统计，在经济建设、日常生活活动所涉及的信息中,准备阶段：1978年到1980年，进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个别实验研究。,起步阶段：1981年到 1985年，理论探索和区域性实验研究。并在此基础上制定国家地理信息系统规范。,初步发展阶段：1986年到90年代。地理信息系统的研究被列入我国,“,七 五,”,攻关课题，并且作为一个全国性的研究领域，已逐步和国民经济建设相结合，并取得了重要进 展和实际应用效益。,快速发展阶段： 90年代末到现在。理论日趋成熟，应用日益广泛，三维,GIS、WEBGIS,走向应用，,GIS,市场开始形成。,3.GIS,在我国的发展,准备阶段：1978年到1980年，进行舆论准备，正式提出倡议,桌面软件,开发平台,面向服务,数字制图,组件式,嵌入式,桌面软件开发平台面向服务数字制图组件式嵌入式,4.GIS,发展的阶段特点,GIS,为中心,信息为中心,部 门,GIS,企业化,GIS,社会化,GIS,超大数据量,大用户数,开放性需求,快速响应,较小数据量,少数用户共享数据,无须开放,响应要求不高,项 目,GIS,4.GIS发展的阶段特点GIS为中心,人员,People,硬件,Hardware,软件,Software,数据,Data,方法,Methods,GIS,1.1.4,GIS,系统组成,人员 People硬件 Hardware软件 Softwar,1.,GIS,硬件组成,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,遥感与遥感,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,1. GIS硬件组成输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影,（1）单机模式,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,高档微机或服务器,打印机,绘图仪,扫描仪,因特网,Hub,UPS,电源,防火墙,光盘刻录机,移动外接硬盘,光盘塔,磁盘阵列,（1）单机模式高档微机或服务器打印机绘图仪扫描仪因特网Hub,（2）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,输 出,用户组,1,输 入,GIS,中央,数据库与网管,Intranet,用户组,n,（2）局域网模式输 出用户组1输 入GIS中央I,地理信息系统概述材料(4学时课件,（3）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,输入,GIS,中央,数据库,（服务器）,图象,处理系统,局域网,用户组,输出,多媒体,系统,用户,用户,主 干 网,Internet,（3）广域网模式输入GIS中央图象局域网输出多媒体用户用户主,地理信息系统概述材料(4学时课件,2.,GIS,软件组成,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,应用软件,GIS,软件,系统软件,GIS,2.GIS软件组成操作系统系统库标准软件GIS基本功能软件G,（1）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,、,Windows,、,UNIX/LINUX,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。,（1）系统软件,（2）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,、,MySQL,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。,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,（2）基础软件,（3）GIS,基本功能软件,数据输入和检验,数据存储和管理,数据变换,数据输出和表示,用户接口,数据输出,数据变换,数据存储,用户接口,数据输入,（3）GIS基本功能软件数据输出数据变换数据存储用户接口数据,数据输入和检验,数据库,数据输入,交互,终端,数字,化仪,文本,文件,扫描,仪,磁带磁盘,地图数据,遥感数据,统计数据,文字报告,数据输入和检验数据库数据输入交互数字文本扫描磁带磁盘地图数,数据存储和管理,数据组织和管理质量，直接影响,GIS,操作的有效性。在地理数据的生产中，当前主要是4,D,产品，即数字线划数据（,Digital Line Graph, DLG）、,数字栅格数据（,Digital Raster Graph, DRG）、,数字高程模型（,Digital Elevation Model, DOM）、,数字正射影象（,Digital Ortho Map, DOM）。,检索,数据变换,地理数据库,位置坐标,空间数据 属性数据,数据输入,询问输入,数据存储和管理检索数据变换 地理数据,应用和分析,维护,变换,数据变换,提供了对一个区域的空间数据和属性数据综合分析利用的能力。通过提供矢量、栅格、,DEM,等空间运算和指标量测，达到对空间数据的综合利用的目的。如基于栅格数据的算术运算、逻辑运算、聚类运算等，提供栅格分析；通过图形的叠加分析、缓冲区分析、统计分析、路径分析、资源分配分析、地形分析等，提供矢量分析。,应用和分析维护变换数据变换,数据输出,输出,显示终端,打印机,绘图仪,磁带磁盘,地图,图像,表格,文字,数据输出输出显示终端打印机绘图仪磁带磁盘地图图像表格文字,用户接口,用于接收用户的指令和程序或数据，是用户和系统交互的工具，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。用户界面（或人机界面）是地理信息系统应用的重要组成部分，它通过菜单技术、用户询问语言的设置，还可采用人工智能的自然语言处理技术与图形界面等技术，提供多窗口和光标或鼠标选择菜单等控制功能，为用户发出操作指令提供方便。程序接口和数据接口可分别为有用户联接各自特定的应用程序模块和使用非系统标准的数据文件提供方便。,用户接口,地理信息系统概述材料(4学时课件,3.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,栅格结构,矢量结构,3.空间数据GIS的操作对象为空间数据栅格结构矢量结构,4.系统开发、管理和使用人员,GIS,咨询,管理,信息管理,数据整理,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。,4.系统开发、管理和使用人员GIS咨询管理信息管理数据整理G,1.1.,5 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）,1.1.5 GIS软件类型专业GIS（Professiona,地理信息系统概述材料(4学时课件,1.1.6地理信息系统功能,1.1.6地理信息系统功能,1.数据采集与输入,数据采集与输入，即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。主要有图形数据输入，如管网图输入；栅格数据输入，如遥感图像的输入；测量数据输入，如全球定位系统（,GPS）,数据的输入；属性数据输入,如数字和文字的输入。,1.数据采集与输入 数据采集与输入，即在数据处理系统中将,地理信息系统概述材料(4学时课件,2.数据编辑与更新,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）,误差校正:,地理编码：拓扑结构,2.数据编辑与更新目的：保证数据在入库时在内容上的完整性，,3.数据存贮与管理,属性数据管理一般直接利用商用关系数据库软件，如,ORACLE、ACCESS、FoxBase、FoxPro,等进行管理。空间数据管理是,GIS,数据管理的核心，各种图形或图像信息都以严密的逻辑结构存放在空间数据库中。,3.数据存贮与管理 属性数据管理一般直接利用商用关系数据,4.空间查询与分析,空间查询与分析是,GIS,核心，主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分析。包括矢量数据叠合、栅格数据迭加等操作、算术运算、关系运算、逻辑运算、函数运算等。综合分析主要包括信息量测、属性分析、统计分析、二维模型分析、三维模型分析、多要素综合分析等。,空间检索,空间分析,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,位置查询,属性查询,拓扑查询,空间查询,4.空间查询与分析空间查询与分析是GIS核心，主要包括数据操,5.数据显示与输出,数据显示是中间处理过程和最终结果的屏幕显示，通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式，对于图形数据根据要素的信息量和密集程度，可选择放大或缩小显示。,GIS,不仅可以输出全要素地图，也可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。,5.数据显示与输出 数据显示是中间处理过程和最终结果的,GIS,基本功能的实现过程,文件图表,数据获取,原始数据,存储检索,空间查询,空间分析,数据编辑,投影变换,数据输出,制图、表格,交互展示,结构化数据,空间,数据库,GIS基本功能的实现过程文件图表数据获取 原始数据存储检索,1.2,GIS,技术基础,Michael Batty:,认为计算机技术的发展是不可预知的，计算机技术已成为数字化数据资源及相关分析方法发展与繁荣的一个刺激因素。,Batty,预言：大数据量计算、数据处理软件的分散化、声音输入输出技术发展、网络技术发展、虚拟现实技术发展给,GIS,带来革命性的冲击。,1.2 GIS技术基础Michael Batty:认为计算机,20世纪40年代：开始利用计算机制图功能，以一个示波器,监视器工作。,20世纪50、60年代：,GIS,制图输出通过附属在大型机或小型机上的普通输出设备（行式打印机）,20世纪70年代：矢量绘图设备示波器的出现将制图技术提高到了一个新的境界。,20世纪80年代：计算机内存成本降低促进制图技术发展，可实现计算机制图和空间数据分析的集成，激光绘图设备使交互式制图成为可能，这对,GIS,发展具有巨大推动作用。但,GIS,更突出的功能是用于制图数据操作。,1.2.1,GIS,技术发展,20世纪40年代：开始利用计算机制图功能，以一个示波器监视器,20世纪80年代晚期：,windows,替代,DOS，,桌面,GIS,快速发展起来，在此之前,GIS,如,PC-ARC/INFO,是基于工作站版本的或是大型机版本或是,DOS,版本的，标志桌面绘图时代来临。,20世纪90年代：1996年以前普遍认为软件向万维网转移是不可能的事，但随着计算机技术与通迅技术融合，桌面,GIS,向网络化方向发展。网络技术、虚拟现实技术、多媒体技术发展，给,GIS,技术的发展提供巨大空间，三维动画软件与数字影像的结合使基于,GIS,的二维数据生成三维显示结果成为可能。,20世纪80年代晚期：windows替代 DOS，桌面GIS,1.2.2,GIS,基本技术,地理信息系统是一项多种技术集成的技术系统。数据采集技术（包括遥感技术（,RS）、,全球定位系统（,GPS）、,三维激光扫描技术、数字测图技术等）、现代通信技术、计算机网络技术、软件工程技术、虚拟现实与仿真技术、信息安全技术、网络空间信息传输技术等构成了,GIS,技术体系的主要技术。这些技术在这里进行简要介绍，而地理信息系统技术则是本书的主要详细介绍的内容。,1.2.2GIS基本技术地理信息系统是一项多种技术集成的技,计算机硬件技术,GIS,操作系统,空间数据库技术,计算机图形技术,遥感图象处理技术,网络通讯技术,数据组织管理技术,标,准,规,程,计算机硬件技术GIS操作系统空间数据库技术计算机图形技术遥感,1.2.3,GIS,技术结构,硬 件,其它应用软件,开发环境,操作系统,GIS,制约上层系性能和功能,为下层提供反馈,1.2.3 GIS技术结构 硬 件其它应用软件开发,在理论层面：面向对象理论与方法日趋成熟并被广泛应用于,GIS,设计与生产。,在操作系统层面：直接支持面向对象的分布式运算已是大的趋势。,基于,CORBA（Common Object Request Broker Architecture),和,DCOM(Distributed Component Object Model),的系统软件陆续进入操作系统。如微软的,ActiveX、IBM,的,OpenDOC,等。,CORBA,和,DCOM,为使用、组织和管理来自不同平台的软件提供了完整有效机制。,在开发环境层面： 面向对象编程语言,JAVA，,综合性开发软件工具不断完善。,应用软件层面：一是,C/S,和,B/S,模式成为,GIS,软件组织的主要形式，二是万维网成为软件开发的中心，三是,ODBC（Open Database Connectivity）,成为数据库管理系统相互兼容的中心。,在理论层面：面向对象理论与方法日趋成熟并被广泛应用于GIS设,1.3地理信息系统学科基础,在人类认识自然、改造自然的过程中，人与自然的协调发展是人类社会可持续发展的最基本条件。从历史发展的角度看，人类活动对地球生态的影响总体是向着变坏的方向发展，人口、资源、环境和灾害是当今人类社会可持续发展所面临的四大问题。人类活动产生的这种变化和问题，日益成为人们关注的焦点。地球科学的研究为人类监测全球变化和区域可持续发展提供了科学依据和手段。地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学是地球科学体系中的重要组成部分，也是形成地理信息系统的科学基础。,1.3地理信息系统学科基础 在人类认识自然、改造自然,1.3.1地理信息系统的科学基础,1 .地球系统科学,地球系统科学（,Earth System Science）,是研究地球系统的科学。地球系统，是指由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈（包括人类自身）等四大圈层组成的作为整体的地球。它包括了自地心到地球的外层空间的十分广阔的范围，是一个复杂的非线性系统。,2. 地球信息科学,地球信息科学（,Geo-Informatics,或,Geo Information Science,简称,GISci）,是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流的科学，或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信息流的科学。就地球信息科学的技术特征而言，它是记录、测量、处理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据学科领域的科学。,1.3.1地理信息系统的科学基础 1 .地球系统科学,3. 地理信息科学,地理信息科学（,Geographic Information Science）,是信息时代的地理学，是地理学信息革命和范式演变的结果。它是关于地理信息的本质特征与运动规律的一门科学，它研究的对象是地理信息，是地球信息科学的重要组成成分。,4.地球空间信息科学,地球空间信息科学(,Geo Spatial Information Science,简称,Geomatics),是以全球定位系统（,GPS）、,地理信息系统(,GIS)、,遥感(,RS),为主要内容，并以计算机和通信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。,3. 地理信息科学,地球空间信息科学与地理空间信息科学在学科定义和内涵上存在重叠。甚至人们认为是对同一个学科内容，从不同角度给出的科学名词。,从测绘的角度理解，地球空间信息科学是地球科学与测绘科学、信息科学的交叉学科。,从地理科学的角度理解，地球空间信息科学是地理科学与信息科学的交叉学科，即被称之为地理空间信息科学。,地球空间信息科学的概念要比地理信息科学要广，它不仅包含了现代测绘科学的全部内容，也包含了地理空间信息科学的主要内容，而且体现了多学科、技术和应用领域知识的交叉与渗透，如测绘学、地图学、地理学、管理科学、系统科学、图形图象学、互联网技术、通信技术、数据库技术、计算机技术、虚拟现实与仿真技术等以及规划、土地、资源、环境、军事等领域。研究的重点与地球信息科学接近，但它更侧重于技术、技术集成与应用，更强调“空间”的概念。,地球空间信息科学与地理空间信息科学在学科定义和内,1.3.2地理信息系统相关学科,Christopher B.Jones,在,“,Geographical Information Systems and Computer Cartography,”,一书中用一棵树的形式更为详细地给出了地理信息科学与其他学科的关系。,在这棵树中，,“,树根,”,表示学科基础；,“,树枝,”,表示应用，应用的需求和结果返回到,“,树根,”,；,“,雨滴,”,则表示应用的数据来源。（可以在,“,邬伦等，地理信息系统,原理、方法和应用,”,一书中得到这棵树。）,1.3.2地理信息系统相关学科 Christop,地理信息系统概述材料(4学时课件,地理学,地图制图学,数据库理论,机助设计,软件工程,人工智能,城市规划,测量学,摄影测量,遥感,地理学,计算机科学,信息科学,资源管理,GIS,GIS,的相关学科技术,地理学地图制图学数据库理论机助设计软件工程人工智能城市规划测,1.GIS,与,CAD,CAD,不能建立地理坐标系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弱，,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；,1.GIS与CAD,2.GIS,与,MIS,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,。,2.GIS与MIS,3.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。,遥感图象处理系统不能看作是,GIS,。,3.GIS与RS处理系统,4.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,2. 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。,4.GIS与机助制图系统、地图数据库,1.4地理信息系统应用,Precision farming,Mine Planning,Environmental Monitoring & Rehabilitate,Comunication,land,Geocoding,Health and GIS,Crime & GIS,Military GIS,Digital City,1.4地理信息系统应用Precision farming,Precision farming,Precision farming,Mine Planning,Measurement of areas, distances, volumes,3D visualisation of facilities location,3D visualisation of mine,Mine PlanningMeasurement of ar,Environmental Monitoring & Rehabilitate,Management of long-term monitoring data,Data sharing for planners and engineers,Modelling & hazard prediction,Fast assessment of risks and management of hazards,Environmental Monitoring & Reh,Comunication,Comunication,Land,Land,Geocoding,Stirling Gardens Barrack St Perth 6000,*,*,517,Hay Street Perth, WA 6000 Australia,GeocodingStirling Gardens Bar,Event notification,“,48,Fraser Ave, West Perth 6005”,Address to location,Event notification“48 Fraser,Census and demography,Census and demography,Crime & GIS,Identify crime hot spots, targets, suspects, criminal movement, etc.,Can relate crime to physical, socio and environmental factors,Crime Risk Analysis,Crime & GISIdentify crime hot,Crime Risk Analysis,Crime Risk Analysis,Military GIS,Military GIS,digital city,digital city,数据库,审批子系统,数据维护系统,登记子系统,查询子系统,统计子系统,变更子系统,发证子系统,服务子系统,各种专业子系统,City GIS,System Concept Model,公众信息库,INTERNET,系统内部网络,管理/工作人员,社会公众,信息发布子系统,数据库审批子系统数据维护系统登记子系统查询子系统统计子系统变,规划,GIS,系统,土地,房产,市政府信息中心,市政管线,建委,GIS,交通,水利,地震,公安/消防,统计,电力/电信,Digital City,Basic Database,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,GIS,气象,规划GIS系统土地房产市政府信息中心市政管线建委GIS交通水,City 3D Simulation,City 3D Simulation,