地理信息系统概论第一章new.ppt
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1、地理信息系统概论,任课教师:冯文钊 Email:,第一章 地理信息系统概述,数据、信息和信息系统 地理信息系统基本概念和本质特征 地理信息系统的组成及功能 地理信息系统发展和应用,1.数据、信息和信息系统,系统 系统 具有特定的功能,保持相对的动态稳定,特定条件下发生突变。 系统是开放的,系统内部、系统与环境之间有着物质、能量及信息的交互。 系统通过相互协调来获得最好的整体功能。 信息系统是一种采集、输入数据或低级信息,按照人们的指令进行加工处理,提取、输出有用信息乃至知识的系统。,系统一般组成示意图,输出,1.数据、信息和信息系统,数据和信息 数据(Data):是人类在认识世界过程中,定性或
2、定量描述认识目标的直接记录或原始资料 信息(Information):信息是通过对数据进行解释、运用和解算后产生的对人类认识有意义的消息或因素。 特征:客观性、适用性、传输性和共享性 数据和信息的关系 数据是信息的载体(表达),是人类认识过程的直接记录或原始素材;信息是潜在于数据中的意义(内容),是对数据的解释,是对数据加工后的有认识意义的结果,1.数据、信息和信息系统,信息系统:信息系统是采集、输入数据或低级信息,进行加工处理,输出有用信息的系统 信息系统的本质特征:从数据中提取和发掘有用信息 基于计算机的信息系统(数据库) 信息系统的构成要素:数据及信息、软件、硬件和人员 信息和信息系统的
3、层次性 数据挖掘和知识发现(data ming and knowledge discovery,简称DM 和 KD):认证合理的、新的结构特征,以形成更深层次的知识。,信息系统示意,2.地理信息系统基本概念和本质特征,地理空间数据和信息 地理空间数据和信息 地理空间数据:符号化表示的、地球表层空间地理现象和事务的直接纪录。 地理空间信息: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、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 地理空间数据和信息的三个基本特征 空间位置特征 多位结构(属性特征) 时态特征 地理空间数据区别于一般计算机数据的本质特征 空间位置特征 空间特征数据和属
4、性数据之间的一一对应的关系或链接关系,2.地理信息系统基本概念和本质特征,地理信息系统定义(据FICCDC) GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据的采集、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。,2.地理信息系统基本概念和本质特征,GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 GIS的操作对象是空间数据 坐标串形式存储的离散型空间数据 栅格单元表达的连续型空间数据 混合数据结构、数据集成、地理空间分析、定位、表达和决策支持功能 GIS与地理学和测绘学关系密切,2.地理信息系统基本概念和本质特征,地理信息系统区别于一般信息系统的主要特点 地理空间数
5、据和信息的特殊复杂性 必须具备科学可视化功能 区域性和多层次 数据量大 注重空间分析,2.地理信息系统基本概念和本质特征,地理信息系统与计算机科学技术的关系 地理信息系统与计算机科学技术总体的关系 吸收计算机技术 作出一定的贡献 GIS正在融入计算机主流 地理信息系统与各计算机具体分支技术的关系 数据库技术 图像图像技术 网络技术 OA技术 人工智能、专家系统 地理信息系统与CAD系统的区别 空间分析 图形处理,2.地理信息系统基本概念和本质特征,地理信息系统与其他学科的关系,3.地理信息系统的组成及功能,GIS的基本构成 硬件 主机 输入、输出设备 网络设备,3.地理信息系统的组成及功能,3
6、.地理信息系统的组成及功能,输入、数据采集(数字化仪、扫描仪) 建库、数据管理(服务器、工作站) 查询、空间分析(服务器、工作站) 决策支持、上网(服务器、工作站、) 制作专题图(服务器、工作站) 输出(绘图仪),3.地理信息系统的组成及功能,单机模式: 由基本外设、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,3.地理信息系统的组成及功能,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,3.地理信息系统的组成及功能,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,3.地理信息
7、系统的组成及功能,软件 GIS专业软件 数据输入和编辑 空间数据管理 数据处理和分析 数据输出 用户界面 系统二次开发能力,3.地理信息系统的组成及功能,数据库软件 Oracle SQL Server SDE(Spatial Database Engine空间数据引擎) 系统管理软件 Unix Windows,3.地理信息系统的组成及功能,3.地理信息系统的组成及功能,地理空间数据和信息 混合式 扩展式 开放式,3.地理信息系统的组成及功能,系统开发、管理和使用人员,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
8、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。,3.地理信息系统的组成及功能,应用模型,人员,应用 模型,3.地理信息系统的组成及功能,GIS的功能,GIS能做什么?,3.地理信息系统的组成及功能,采集数据,3.地理信息系统的组成及功能,管理各行业数据,测绘 勘测 规划 土地 交通 管线 农林 水利 环保 油田 地质 军事,3.地理信息系统的组成及功能,管理海量数据,3.地理信息系统的组成及功能,查询 浏览,3.地理信息系统的组成及功能,专业分析,3.地理信息系统的组成及功能,路径分析,3.地理信息系统的组成及功能,地图整饰,3.地理信息系
9、统的组成及功能,动态分段,3.地理信息系统的组成及功能,断面分析,3.地理信息系统的组成及功能,格网分析,3.地理信息系统的组成及功能,生成数字高程模型,3.地理信息系统的组成及功能,三维地下体分析,3.地理信息系统的组成及功能,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 数据变换 数据重构 数据抽取 空间分析和统计 拓扑叠合 缓冲区建立 数字地形分析 空间集合分析 产品制作与显示,3.地理信息系统的组成及功能,二次开发和编程 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,任何GIS都应提供二次开发工具,定制菜单、程序与可视化界面等 GIS二次开发环境: 专用工
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