地理信息系统及其应用定.ppt
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1、第一节 地理信息系统及其应用,第三章 地理信息技术应用,地理信息系统(GIS)是在计算机软硬件支持下,运用信息科学,管理科学,对空间地理信息进行综合处理、分析和应用的空间信息系统。,一、地理信息系统(GIS)概述,1.地理信息系统(GIS)的概念,从技术和应用的角度, GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术,从学科的角度, GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系;,从功能上,GIS不仅能存储、管理数据,还能显示数据的空间分布,并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。,纸质地图的限制:制作复杂、更新慢、管理不方便、信息量受限
2、、一图多用困难。,一般信息系统:只能存储、管理数据,不能将数据在空间上的分布表现出来。,地理信息系统:除了一般信息系统的功能外,还能显示数据的空间分布,并且有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。,地理信息系统与一般信息系统的区别:,阅读 地理信息系统能为我们做些什么,土地管理部门可以及时了解土地利用现状,分析土地利用的合理性; 房产经纪人可以在一定区域寻找满足条件的所有房屋; 公安部门可以科学部署警力,随时掌握居民信息; 查询最近的餐馆; 查询目标地点和最合理的公交线路等等。,(二)地理信息系统的发展,地理信息系统最初为解决地理问题而出现,但现在它已成为信息产业的一个重要组成部分。,
3、阅读 地理信息系统简史,1963年,加拿大测量学家首先提出“地理信息系统”这一概念,并建立了世界上第一个地理信息系统“加拿大地理信息系统”,用于自然资源的管理与规划。,1、世界GIS的发展,2、中国GIS的发展,起步晚,发展快,(三)地理信息系统的组成,人员,输入,输出,传输,存储,数据管理,输出,(1)硬件:计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备,(2)软件:主要包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数据显示与输出;其功能是存储、分析、显示地理数据。,(3)地理数据:包括基础数据(如地形、地貌、地质数据等)和专题数据(如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等)。,(4)人员:
4、包括专业人员和用户。,(5)模型:是解决各种实际问题的专业程序。,(四)地理信息系统的工作过程,主要包括地理数据的输入、存储,地理数据的操作和分析,以及地理信息输出等环节。,1、地理数据的输入,将收集好的各种数据资料,经过分类和标准化处理后,就可输入到计算机中。其中对图形数据的输入,常用的方法的扫描纸质地图后进行数字化处理。,纸质地图,扫描,图像处理,图像拼接,图像剪裁,图像地址匹配,矢量化,编辑与修改,地图数字化过程,2、数据存储,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。,GIS中不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上
5、,叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此回答下面两题。 1、投资商在某城市内进行大型购物中心区位选择时,可利用该城市的GIS综合分析,应调用的主要参考图层是( ) 地形图层 交通图层 人口图层 土地利用图层 A B C D 2、若对当地1985年和2002年的土地利用图层进行分析,能够( ) A 预测旱涝灾害的发生 B 预测气温的变化趋势 C预测农作物的产量 D了解土地利用类型的变化,B,D,3、对GIS数据的操作与分析,是GIS应用的基础。通过对GIS数据的操作,可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来,这种形式可以是图形、地图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断分析,能获得
6、有用的信息。,4、GIS的输出,是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示,或通过绘图仪、打印机等输出的过程。并且在GIS中,地理要素可以放大或缩小,一般可以输出地形图、专题图和坡面图,以及三维图。,地图计算机显示,地图输出,通过前面的学习,我们初步了解了GIS,了解到GIS在我们社会的很多领域都有广泛的运用,下面我们通过一些实例,来看一下怎样利用GIS解决一些实际问题?,二、地理信息系统与城市管理,目前,GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。,其中GIS在城市建设和管理中的典型应用
7、,1、城市规划与管理,2、基础设施管理,3、土地利用与管理,4、生态环境管理,城市规划的设计、工程选址的决策 基础设施(供水排水、电力、电信、燃气)管理 城市土地(用地性质变化、权属关系变更)管理 生态环境(生态规划,环境评价、环保设施)管理,阅读P83,探讨GLS在城市道路建设和管理中的作用,完成下表,道路的通行状况,定位事故点,提供交通疏散的方案,最佳路径分析、最小造价分析,工程进度、工程质量,路况信息、道路养扩,地理信息系统的工作过程,矢量化和数字化,分层存储,分层操作、分析,显示器显示、绘图仪或者打印机输出等,第二节 遥感技术及其应用,曾有报道,北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求使
8、用一种高科技合成(具有质轻、防晒等功能)材料作为房顶,但施工方在施工过程中为了获取更多的利润,有些房顶只使用一般材料,由于外观看不出差异,厂家被蒙在鼓里,一年后,北京某遥感专业的实习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时,发现这家工厂的厂房屋顶材质不同,于是向厂方了解,厂方否认用了不同材质,经实习学生的进一步解释,厂家终于明白施工方用了劣质材料,因此,施工方不得不承认这一事实,并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨,遥感却具有“火眼金睛”?,资料,法国 SPOT-4卫星,火箭发射,国际空间站,遥感,就是遥远的感知。为什么能进行遥远的感知呢?,因为地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波,而且不同物
9、体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同,例如,植物的叶子看起来是绿色的,是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故。,物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性,我国神舟号飞船,阅读课本P86 遥感技术拓展人类观察力的工具,一、遥感 技术概述(RS),(一)遥感的概念与发展,遥感借助对电磁波敏感的仪器,在不与探测目标接触的情况下,记录目标物对电磁波的辐 射、反射、散射等信息。并通过分析,揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。,阅读课本P86“遥感技术的发展”,第一架照相机拍摄的第一张风景照片就可以称为遥感,是利用近地面平台成像遥感,利用气球作为遥感平台是对近地面遥感的
10、进一步发展;,20世纪初第一架飞机诞生、1915年世界上第一台航空摄影专用相机产生,标志着航空遥感技术产生,但航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域,直到1920年以后航空遥感才开始在民用领域得到应用;,1957年,原苏联第一颗人造卫星的升空标志着人类进入太空时代,随后美国阿波罗宇宙飞行器发回第一张地球影像图,标志着太空遥感(航天遥感)时代到来。,可见,遥感技术是随着工作平台、传感器和探测器的发展而发展的。,以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点?,一张比例尺为1:35000的23cm23cm的航空图片,可反映出60多平方千米的地理景观实况; 一幅陆地卫星TM(专题制图仪)图像,其覆盖面积可达3
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- 地理信息系统 及其 应用
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