地理信息系統

第一章

緒論中國石油大學資源與信息學院李芳玉2007年11月自我介紹李芳玉辦公室：新綜合樓724E-mail:fangyuli@電話：89731507課程考核課時總數：32學時，其中授課24學時，上機6學時（ArcView3.2），考試2學時總成績＝平時成績（考勤＋作業＋上機實習）×30％＋考試×70％參考書吳信才。地理信息系統原理與方法。北京：電子工業出版社，2002胡鵬，黃杏元，華一新。地理信息系統教程。武漢：武漢大學出版社，2002第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.1基本概念

GeographicInformationSystem地理信息系統

(GIS)地理信息信息系統地理信息系統GIS是什么？1.1基本概念1.1.1信息與數據1.1.2地理信息與地學信息1.1.3信息系統與地理信息系統一、信息（information)1、概念

用數字、文字、符號、語言等介質來表示事件、事物、現象等內容、數量和特征。2、特點客觀性、適用性、傳輸性和共享性1.1.1信息與數據1.1.1信息與數據二、數據1、未加工的原始資料2、數字、文字、符號、語言、圖形、影像都是數據1.1.1信息與數據三、關系

數據是信息的表達，數據是信息的載體

信息是數據內涵的意義，是數據的內容和解釋一、地理信息1、定義：與所研究對象的空間地理分布有關的信息。1.1.2地理信息與地學信息1.1.2地理信息與地學信息一、地理信息2、特征1）空間特征－地理信息與空間位置有關。邊界由一系列的空間坐標點確定。1.1.2地理信息與地學信息一、地理信息2、特征2）屬性特征1.1.2地理信息與地學信息一、地理信息2、特征3）多維特征指在同一位置上可有多種專題的信息結構。V＝f（x，y，z）1.1.2地理信息與地學信息一、地理信息2、特征4）時序特征－地理信息隨時間動態變化。天池建設前后對比1992年昌平衛星影像1.1.2地理信息與地學信息二、地學信息1、與人類居住的地球有關的信息。2、無限性、多樣性和靈活性三、區別地理信息的信息源是地球表面的巖石圈、水圈、大氣圈和人類活動等；地學信息所表示的信息范圍更廣泛，不僅來自地表，還包括地下、大氣層甚至宇宙空間。1.1.2地理信息與地學信息一、信息系統1、系統：由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成，能完成特定功能的有機整體。2、信息系統：能對數據和信息進行采集、存儲、加工和再現，并能回答用戶一系列問題的系統。3、類型：經營信息系統、企業管理信息系統、金融信息系統、交通運輸信息系統、空間信息系統等。1.1.3信息系統與地理信息系統信息系統非空間信息系統空間信息系統管理信息系統非地理信息系統GISCAD/CAM專題GIS綜合GIS地籍IS城市管線IS。。。。。城市規劃與管理IS區域資源與環境IS。。。。。。信息系統分類1.1.3信息系統與地理信息系統空間數據和屬性數據的綜合體GIS1.1.3信息系統與地理信息系統二、GIS與一般管理信息系統1.1.3信息系統與地理信息系統1、聯系：基于數據庫的問答系統2、區別：GIS對空間數據和屬性數據共同管理一般的關系信息系統往往只有屬性數據的管理二、GIS與一般管理信息系統面向數據處理過程的定義：由地理數據的輸入、存儲、查詢、分析與輸出等子系統組成。面向專題應用的定義：土地利用信息系統、礦產資源管理、城市交通管理信息系統。工具箱定義：包括各種復雜的處理空間數據的計算機程序和各種算法。數據庫定義：許多特殊的空間分析方法與數據管理系統的結合。1.1.3信息系統與地理信息系統三、地理信息系統定義地圖觀點：地圖數據處理和顯示系統數據庫觀點：一個完整的數據庫管理系統是任何一個成功的GIS不可缺少的部分分析工具觀點：空間分析和模型分析功能1.1.3信息系統與地理信息系統三、地理信息系統定義

由計算機系統、地理數據和用戶組成的，通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源管理、環境檢測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府各部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。1.1.3信息系統與地理信息系統三、地理信息系統定義第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.2GIS與其他相關學科之間的關系1.2.1GIS與地圖學1.2.2GIS與一般事務數據庫1.2.3GIS與計算機地圖制圖1.2.4GIS與計算機輔助設計（CAD）1.2.1GIS與地圖學一、聯系GIS以地圖學為基礎，最終產品之一是地圖；都是地理學的信息載體，同樣具有存儲分析和顯示的功能；二、區別地圖學強調圖形信息傳輸；GIS強調空間數據處理與分析；1.2.2GIS與一般事務數據庫一、聯系GIS離不開數據庫；二、區別一般事務數據庫只處理屬性數據，不能處理空間數據；GIS將屬性數據和空間數據進行統一的存儲和管理；1.2.3GIS與計算機地圖制圖一、聯系計算機地圖制圖促進了GIS的產生；GIS是現代地圖制圖的主要手段；二、區別計算機地圖制圖強調圖形表示；GIS既注重實體的空間分布又強調圖形顯示，并能進行深層次的空間分析；1.2.4GIS與計算機輔助設計（CAD）一、聯系都有空間坐標；都能描述圖形數據的拓撲關系，也能處理非圖形屬性數據；二、區別CAD處理的多為規則幾何圖形及其組合，一般采用的是幾何坐標；GIS處理多為自然目標，圖形處理難度大，多采用大地坐標，數據量大；CADGIS第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.3地理信息系統組成物質基礎計算機程序系統應用基礎GIS服務對象1.3地理信息系統組成一、系統硬件1.3地理信息系統組成二、系統軟件GIS硬件操作系統GIS數據庫GIS專業軟件ArcInfo，MapInfo，GeoMedia，MapGIS，SuperMap等Oracle、Sybase、Informix、SQLServer等1.3地理信息系統組成三、地理空間數據空間數據和屬性數據"杜13",4557419.30,21403801.60,"杜16",4557966.80,21404520.10,"杜17",4559488.10,21403257.10,…層厚含水泥質解釋深度電阻率時差孔隙度有效滲透率號度孔隙度飽和度含量結論

SDEP--EDEPHRTACPORPORRSWSHPERM11576.0--1579.83.817.92321.7621.1218.4854.608.00319.98油層1586.2--1587.81.65.77305.5817.696.4798.2030.066.07差油層…1.3地理信息系統組成四、應用人員和應用模型應用人員：系統開發人員和最終用戶應用模型：構建專門的應用模型解決專門的應用問題，是GIS與相關專業連接的紐帶。第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.4地理信息系統功能1.4地理信息系統功能一、數據采集與編輯二、數據存儲與管理數據模型柵格模型矢量模型混合模型空間數據和屬性數據一體化存儲和管理X,YX,YX,YX,Y1.4地理信息系統功能三、數據查詢

1、查找一個指定的要素的屬性1.4地理信息系統功能1.4地理信息系統功能三、數據查詢2、基于條件查找要素

面積>5198.3平方公里的盆地有哪些？四、數據分析1、疊加分析1.4地理信息系統功能位于吐魯番盆地中的油井有哪些？2、緩沖區分析點緩沖區線緩沖區面緩沖區四、數據分析1.4地理信息系統功能2、緩沖區分析四、數據分析1.4地理信息系統功能

道路擴建，哪些居民需要搬遷？3、地形分析某一地區數字高程模型坡度圖坡向圖地貌暈渲圖四、數據分析1.4地理信息系統功能4、網絡分析四、數據分析1.4地理信息系統功能

從北京西站到積水潭怎樣坐車距離最近？1.4地理信息系統功能五、顯示與輸出第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.5地理信息系統的應用主要應用領域資源清查城鄉規劃災害監測土地調查環境管理城市管網作戰指揮宏觀決策1.5地理信息系統的應用一、資源清查森林和礦產資源的管理野生動植物的保護土地資源潛力評價土地利用規劃水資源時空分布特征研究例子石油資源管理信息系統預測油氣資源的空間分布確定勘探開發方案1.5地理信息系統的應用二、城鄉規劃資源、環境、人口、交通、經濟、教育、文化和金融等。例子城市規劃管理信息系統道路交通規劃公共設施配置1.5地理信息系統的應用三、災害監測地震災害森林火災洪水地質災害例子：防洪減災信息系統選擇最佳泄洪區確定最佳撤退轉移路線1.5地理信息系統的應用四、土地調查土地的調查、登記、統計、評價和使用。五、環境管理環境質量的統計、評價、預測和規劃六、城市管網城市管網的設計管理和規劃建設七、作戰指揮GPS、GIS、RS集成八、宏觀決策例：三峽宏觀決策第一章緒論1.1基本概念1.2GIS與其他相關學科間的關系1.3地理信息系統的組成1.4地理信息系統的功能1.5地理信息系統的應用1.6地理信息系統的發展1.6地理信息系統的發展GIS發展簡史國際我國1.6地理信息系統的發展RogerTomlinson—TheFatherofGIS

加拿大測量學家于1963年首先提出GIS的概念并建立了第一個GIS。一、國際發展狀況1.6地理信息系統的發展1.6地理信息系統的發展一、國際發展狀況軟件名稱公司名稱所在國家創建時間ARC/INFOESRIUSA1969MAPINFOMAPINFOUSA1986MGEIntergraph