地理信息系統(tǒng)技術(shù)及空間智能一、地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述二、空間智能理論發(fā)展動態(tài)地理信息系統(tǒng)技術(shù)及空間智能一、地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述1應(yīng)用需求：地理信息系統(tǒng)做什么？（應(yīng)用）學(xué)術(shù)需求：地理信息系統(tǒng)是什么？（原理）城市土地利用信息系統(tǒng)電信資源管理鐵路地理信息系統(tǒng)公安警用地理信息系統(tǒng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息查詢系統(tǒng)海洋地理信息系統(tǒng)軍事地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述應(yīng)用需求：地理信息系統(tǒng)做什么？（應(yīng)用）地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述2

GIS可以做什么—管理海量數(shù)據(jù)

—瀏覽、查詢

—專業(yè)性分析

—路徑分析

—地圖編繪

—動態(tài)分段

—斷面分析

—生成DEM模型

—三維地下體分析GIS可以做什么—管理海量數(shù)據(jù)3GIS基本概念GIS與相關(guān)學(xué)科GIS的組成GIS的主要功能GIS的發(fā)展透視GIS主要軟件GIS主要網(wǎng)站及參考書GIS項目申請主要講授內(nèi)容GIS基本概念主要講授內(nèi)容4地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么？GISG=GeographyI=InformationS=System地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么？GISG=I=S=5☆地理學(xué)的定義與內(nèi)涵地理學(xué)一詞產(chǎn)生于西元前234年，由希臘學(xué)者伊拉托斯尼最早提出，其意義為描述地球之科學(xué)。地理學(xué)的定義研究范疇生物圈巖石圈水圈大氣圈自然文化研究地表人文或自然事物的生態(tài)、空間或區(qū)域變化的系統(tǒng)科學(xué)?！畹乩韺W(xué)的定義與內(nèi)涵地理學(xué)一詞產(chǎn)生于西元前234年，由希臘學(xué)6狹義信息論將信息定義:

為人們獲得信息前后對事物認(rèn)識的差別。廣義信息論將信息定義:

信息是指主體(人、生物和機(jī)器)與外部客體

(環(huán)境、其它人、生物和機(jī)器)之間相互聯(lián)系的一種形式。是主體和客體之間一切有用的消息和知識，是表征事物特征的一種普遍形式。黃杏元《地理信息系統(tǒng)》2001信息定義：

信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。它是客觀事物在人腦中的反映。信息的定義狹義信息論將信息定義:信息的定義7

是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的能量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形和圖象的總稱。與空間地理分布有關(guān)的信息，具有空間定位和多維結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。地理信息定義是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的能量、質(zhì)量、8空間分布性屬于空間信息，其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。

時序特征十分明顯可以按照時間尺度將地理信息劃分為超短期的(如臺風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低溫)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長期的(如城市化、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。這對地理事物的預(yù)測、預(yù)報，從而為科學(xué)決策提供依據(jù)很重要。

具有多維結(jié)構(gòu)的特征即在二維空間的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多專題的第三維結(jié)構(gòu)，而各個專題型或?qū)嶓w型之間的聯(lián)系是通過屬性碼進(jìn)行的，這就為地理系統(tǒng)各圈層之間的綜合研究提供了可能。

具有豐富的信息

GIS數(shù)據(jù)庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關(guān)的其它信息，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經(jīng)濟(jì)情況、交通情況等等。紐約市曾經(jīng)對其數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關(guān)。

地理信息特點空間分布性地理信息特點9系統(tǒng)是為了達(dá)到某種目的相互聯(lián)系的部件的集合（教材）系統(tǒng)是由相互聯(lián)系和相互制約的若干組成部分結(jié)合成的、具有特定功能的有機(jī)整體。（鄺孔武，《信息系統(tǒng)分析與設(shè)計》）系統(tǒng)是自成體系的組織；相同或相類的事物按一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合而成的整體，如組織系統(tǒng)，灌溉系統(tǒng)。（辭海）Agroupofrelatedpartsthatworktogetherasawholeforaparticularpurpose.系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是為了達(dá)到某種目的相互聯(lián)系的部件的集合（教材）系統(tǒng)的定義10地理信息系統(tǒng)的定義GIS（GeographicalInformationSystem）的定義包含兩個方面：一方面，地理信息系統(tǒng)是一門科學(xué)，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫（GeospatialDatabase）為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的定義GIS（GeographicalInfo11用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成產(chǎn)品輸出空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫建立用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成空間數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸入12物理外殼是計算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)；GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)；GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的混合型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復(fù)雜的查詢功能、強(qiáng)大的圖形創(chuàng)造和可視化表達(dá)手段，以及地理過程的演化模擬和空間決策支持功能；GIS與地理學(xué)和測繪學(xué)有著密切的聯(lián)系。GIS定義—對GIS的理解物理外殼是計算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)；GIS定義—對GIS的理解13GIS的理解—技術(shù)系統(tǒng)

它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。

GIS的理解—技術(shù)系統(tǒng)它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)14即點、線、面、體等地理實體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述，這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點之所在。GIS的理解—操作對象是空間數(shù)據(jù)即點、線、面、體等地理實體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點是每15GIS計算機(jī)科學(xué)數(shù)據(jù)庫理論軟件工程計算機(jī)圖形學(xué)圖象處理人工智能網(wǎng)絡(luò)計算數(shù)學(xué)幾何學(xué)拓?fù)鋵W(xué)統(tǒng)計分析地理學(xué)、測繪學(xué)、地學(xué)地圖學(xué)RS、GPS其他應(yīng)用科學(xué)GIS學(xué)科樹：ChristopherB.Jones在“GeographicalInformationSystemsandComputerCartography”

（AddisonWesleyLongmanLtd.，1997）一書中，用一棵樹的形式更為詳細(xì)地給出了地理信息科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系。GIS的相關(guān)學(xué)科GIS計算機(jī)科學(xué)數(shù)據(jù)庫軟件工程計算機(jī)圖象處理人工智能網(wǎng)絡(luò)計算16數(shù)學(xué)運(yùn)算研究統(tǒng)計學(xué)地理統(tǒng)計學(xué)認(rèn)知科學(xué)計算機(jī)科學(xué)測量遙感攝影測量學(xué)制圖學(xué)可視化符號學(xué)信息存儲數(shù)據(jù)庫模式識別計算幾何計算機(jī)圖形學(xué)人工智能旅游業(yè)航運(yùn)市場資產(chǎn)管理產(chǎn)業(yè)/商業(yè)礦產(chǎn)開發(fā)設(shè)施維護(hù)公共信息查詢公共管理考古學(xué)人文地理學(xué)社會科學(xué)健康護(hù)理規(guī)劃流行病學(xué)環(huán)境科學(xué)地貌學(xué)土壤科學(xué)森林學(xué)地質(zhì)學(xué)生態(tài)學(xué)水文學(xué)氣象學(xué)地形測量環(huán)境測量社會、經(jīng)濟(jì)測量社區(qū)服務(wù)地理學(xué)數(shù)學(xué)運(yùn)算研究統(tǒng)計學(xué)地理統(tǒng)計學(xué)認(rèn)知科學(xué)計算機(jī)科學(xué)測量遙感攝17如上圖所示，“樹根”表示GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，如測量學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)等；“樹枝”表示GIS的應(yīng)用，應(yīng)用的結(jié)果與需求返回到“樹根”；“雨滴”是每個應(yīng)用中的數(shù)據(jù)來源，如各種測量如地形測量、環(huán)境測量等，并為它的發(fā)展提供了有效的手段，而地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用主要是在環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)和社會科學(xué)等領(lǐng)域。GIS學(xué)科樹的理解如上圖所示，“樹根”表示GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，如測量學(xué)、計18GIS定位—GIS在信息系統(tǒng)中的位置地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)非空間信息系統(tǒng)非地理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)CAD/CAM空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型矢量GIS柵格GIS矢-柵GIS研究范圍全球GIS區(qū)域GIS專題地理信息系統(tǒng)綜合地理信息系統(tǒng)地籍GIS交通GIS資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS研究內(nèi)容GIS定位—GIS在信息系統(tǒng)中的位置地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)非空19GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識，因此，GIS是能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、系統(tǒng)功能要強(qiáng)；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓?fù)潢P(guān)系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫，地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。GIS有別于CAD系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS與其他系統(tǒng)的區(qū)別GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定20GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)硬件數(shù)字化儀輸入設(shè)備GPS解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器掃描儀全站儀專用設(shè)備全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)鍵盤、鼠標(biāo)常規(guī)設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲設(shè)備活動硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備繪圖儀顯示終端打印機(jī)處理設(shè)備GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)硬件數(shù)字化儀輸入設(shè)備GPS解析和數(shù)字21GIS數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS專業(yè)軟件用戶界面數(shù)據(jù)輸入和編輯空間數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)二次開發(fā)能力屬性數(shù)據(jù)庫軟件空間數(shù)據(jù)庫軟件計算機(jī)操作系統(tǒng)GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)軟件GIS數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS專業(yè)軟件用戶界面數(shù)據(jù)輸入和22GIS的操作對象為空間數(shù)據(jù)具體描述數(shù)據(jù)空間、屬性、時間數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)組織：混合式、擴(kuò)展式、開放式；數(shù)據(jù)管理：

空間數(shù)據(jù)：存儲在線狀或面狀實體的弧段文件中屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫GIS的組成—空間數(shù)據(jù)GIS的操作對象為空間數(shù)據(jù)GIS的組成—空間數(shù)據(jù)23矢量圖

柵格圖矢量圖柵格圖24GIS咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理GIS的開發(fā)是以人為本的系統(tǒng)工程。業(yè)務(wù)素質(zhì)與專業(yè)知識是GIS工程及應(yīng)用成功的關(guān)鍵。不但對GIS的技術(shù)和功能有足夠的了解，而且要具備組織管理的能力。技術(shù)培訓(xùn)、硬件維護(hù)與更新、系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)更新、文檔管理、數(shù)據(jù)共享建設(shè)等。GIS的組成—管理人員GIS咨詢管理信息數(shù)據(jù)GIS的開發(fā)是以人為本的系統(tǒng)工程。GI25地理學(xué)中的4W（WhatWhenWhereWhy)問題數(shù)據(jù)子集需要解決的問題問題的定義問題的實質(zhì)解決問題的數(shù)據(jù)問題的概念系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)庫建立問題求解問題答案用GIS求解問題的基本流程圖規(guī)劃定義過程應(yīng)用操作過程GIS的組成—系統(tǒng)應(yīng)用模型地理學(xué)中的4W（WhatWhenWhereWhy)問26位置（Locations）條件（Conditions）趨勢（Trends）模式（Patterns）模型（Models）GIS的功能—基本功能（核心問題）位置（Locations）GIS的功能—基本功能（核心問題）27某個特定位置有什么？空間查屬性例：國家屬性查詢GIS的功能—基本功能—位置某個特定位置有什么？GIS的功能—基本功能—位置28滿足給定條件的地理對象分布屬性查位置例：客戶分布GIS的功能—基本功能—條件滿足給定條件的地理對象分布GIS的功能—基本功能—條件29地理對象隨時間的變化例：人口變化趨勢GIS的功能—基本功能—趨勢地理對象隨時間的變化GIS的功能—基本功能—趨勢30空間對象的分布模式問題揭示空間對象的空間關(guān)系例：商業(yè)服務(wù)競爭GIS的功能—基本功能—模式空間對象的分布模式問題GIS的功能—基本功能—模式31基于模型的解決問題方案例：公園選址GIS的功能—基本功能—模型基于模型的解決問題方案GIS的功能—基本功能—模型32野外測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)及屬性電子數(shù)據(jù)記錄器鍵盤圖像數(shù)字信息跟蹤掃描數(shù)字化儀和掃描儀地圖要素像片資料攝像機(jī)磁帶機(jī)編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、注記標(biāo)注數(shù)據(jù)入庫GIS數(shù)據(jù)采集流程圖GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)采集野外測量數(shù)據(jù)電子數(shù)鍵圖像數(shù)字信息跟蹤掃描數(shù)字地圖像片攝像機(jī)磁33數(shù)據(jù)的集成過程空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)、柵格/矢量結(jié)構(gòu)決定著

GIS的數(shù)據(jù)分析能力、效率和精度數(shù)據(jù)管理：層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型混合管理模式GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)組織與管理數(shù)據(jù)的集成過程GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)組織與管理34空間檢索空間分析空間分析空間查詢位置查詢屬性查詢拓?fù)洳樵兊匦畏治鼍W(wǎng)絡(luò)分析緩沖區(qū)分析幾何量測地圖分析疊置分析統(tǒng)計分析決策分析GIS的功能—功能實現(xiàn)—檢索與分析空間檢索空間分析空間查詢位置查詢地形分析GIS的功能—功能實35數(shù)據(jù)交換統(tǒng)計表格制圖：專題地圖、影象地圖、統(tǒng)計地圖、地形圖GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)交換GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)輸出36GIS的空間分析技術(shù)與手段是有限的，而實際應(yīng)用模型是無可枚舉的，任何GIS都應(yīng)提供二次開發(fā)工具。定制菜單、程序與可視化界面等GIS二次開發(fā)環(huán)境：專用工具：如Arc/Info的AML語言、MapInfo的MapBasic語言；ArcView的Avenue語言通用語言：如VC++、VB、Delphi等組件開發(fā)：如MapInfo的MapX；GIS的功能—功能實現(xiàn)—二次開發(fā)GIS的空間分析技術(shù)與手段是有限的，而實際應(yīng)用模型是無可枚舉37發(fā)展概況GIS發(fā)展趨勢GIS發(fā)展透視發(fā)展概況GIS發(fā)展透視38國際發(fā)展?fàn)顩r地理信息系統(tǒng)的開拓期（60年代）

當(dāng)50年代末和60年代初，計算機(jī)獲得廣泛應(yīng)用以后，很快就被應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)的存儲和處理，使計算機(jī)成為地圖信息存儲和計算處理的裝置，將很多地圖轉(zhuǎn)換為能被計算機(jī)利用的數(shù)字形式，出現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的早期雛形。地理信息系統(tǒng)的鞏固發(fā)展期（70年代）在70年代，計算機(jī)發(fā)展到第三代，數(shù)據(jù)處理速度加快，內(nèi)存容量增大，推出了大容量直接存取設(shè)備—磁盤，為地理數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索、輸出提供了強(qiáng)有力的手段，特別是人機(jī)對話和隨機(jī)操作的應(yīng)用，可以通過屏幕直接監(jiān)視數(shù)字化的操作，而且制圖分析的結(jié)果能很快看到，并可以進(jìn)行實時的編輯，促使地理信息系統(tǒng)迅速發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術(shù)大發(fā)展時期（80年代）

由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計算機(jī)，特別是微型計算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)為計算機(jī)的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸時效得到極大的提高。

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用普及時代（90年代至今）由于計算機(jī)的軟硬件均得到飛速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入千家萬戶，地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)必備的工作系統(tǒng)。另外，社會對地理信息系統(tǒng)認(rèn)識普遍提高，需求大幅度增加，從而導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的擴(kuò)大與深化。國際發(fā)展?fàn)顩r地理信息系統(tǒng)的開拓期（60年代）39準(zhǔn)備階段：1978年到1980年，正式提出倡議，開始組建隊伍、組織個別實驗研究。起步階段：1981年到1985年，理論探索和區(qū)域性實驗研究。并在此基礎(chǔ)上制定國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。初步發(fā)展階段：1986年到90年代。地理信息系統(tǒng)的研究被列入我國“七五”攻關(guān)課題，并且作為一個全國性的研究領(lǐng)域，已逐步和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實際應(yīng)用效益。快速發(fā)展階段：90年代末到現(xiàn)在。理論日趨成熟，應(yīng)用日益廣泛，三維GIS、WEBGIS走向應(yīng)用，GIS市場開始形成。標(biāo)志性階段：超圖公司2010年創(chuàng)業(yè)板上市。GIS在我國的發(fā)展準(zhǔn)備階段：1978年到1980年，正式提出倡議，開始組建隊40GIS已成為一門綜合性技術(shù)GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁產(chǎn)業(yè)對象包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換、電子數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)獲取與處理、系統(tǒng)開發(fā)與集成、咨詢與技術(shù)服務(wù)七個方面。GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點專業(yè)WebGIS軟件。GIS發(fā)展趨勢GIS已成為一門綜合性技術(shù)GIS發(fā)展趨勢41GIS成為IT技術(shù)的重要組成部分；

GIS的發(fā)展需要其它信息技術(shù)，其它信息技術(shù)的發(fā)展也需要GIS，它與GPS、RS成為3S，而且與CAD、通信、辦公自動化、虛擬現(xiàn)實等結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)。自身系統(tǒng)功能和支持功能的不斷完善；

GIS信息規(guī)范共享措施的建立；多源空間數(shù)據(jù)無縫集成和融合技術(shù)的實施；GIS圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的無縫結(jié)合與管理；大型GIS地理數(shù)據(jù)庫的無縫組織等等。數(shù)字地球（DigitalEarth)與GIS

數(shù)字地球需要的新理論和技術(shù)：數(shù)據(jù)獲取與更新（數(shù)據(jù)源、空間數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)庫）網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播數(shù)據(jù)處理、儲存、數(shù)據(jù)庫、信息提取與分析

GIS互操作技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、WEBGIS技術(shù)等GIS發(fā)展趨勢GIS成為IT技術(shù)的重要組成部分；GIS發(fā)展趨勢42專業(yè)GIS（ProfessionalGIS）桌面GIS（DesktopGIS）手持GIS（Hand-HeldGIS）組件GIS（ComponentGIS）GISViewer網(wǎng)絡(luò)GIS（InternetGIS）其它（基于CAD的GIS）GIS軟件類型專業(yè)GIS（ProfessionalGIS）GIS軟件類型43主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商INTERGRAPHESRIAutoDeskMapInfoMapGISGeoStarSuperMap

主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商INTERGRAPH44GIS主要網(wǎng)站///////GIS主要網(wǎng)站45參考文獻(xiàn)：GIS主要參考書目鄔倫等，地理信息系統(tǒng)-原理、方法與應(yīng)用，2001，北京大學(xué)出版社陳述彭，地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論，2006，科學(xué)出版社龔健雅地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)，2001，科學(xué)出版社王家耀空間信息系統(tǒng)原理，2001，科學(xué)出版社湯國安，計算機(jī)地學(xué)制圖與分析，1994，西北大學(xué)出版社湯國安等，ArcView地理信息系統(tǒng)空間分析方法，2002，科學(xué)出版社劉良明，ArcView基礎(chǔ)教程，2001，測繪出版社三味工作室，MapInfo應(yīng)用開發(fā)指南，2000人民郵電出版社黃杏元等，地理信息系統(tǒng)概論，2001，高等教育出版社核心教材：參考文獻(xiàn)：GIS主要參考書目鄔倫等，地理信息系統(tǒng)-原理、方法46《測繪學(xué)報》、《地理學(xué)報》、《遙感學(xué)報》、《武漢大學(xué)學(xué)報（信息版）》、《測繪通報》、《中國圖形圖像學(xué)報》、《計算機(jī)輔助圖形學(xué)報》等GIS主要期刊《測繪學(xué)報》、GIS主要期刊47國家自然科學(xué)基金863項目973項目國家專項國防項目其他項目GIS項目申請渠道國家自然科學(xué)基金GIS項目申請渠道48地理之道

-ESRI總裁JackDangermond地理之道：是指我們使用新的方法（地理方法），來創(chuàng)造和應(yīng)用新的地理技術(shù)和服務(wù)。創(chuàng)造地理技術(shù)是指測量、組織和分析所有地圖、數(shù)據(jù)，為輔助決策服務(wù)，并存儲在地理知識數(shù)據(jù)庫中。應(yīng)用地理技術(shù)是指借助地理學(xué)思想進(jìn)行設(shè)計、思考、管理和決策，并將這些應(yīng)用于本地、國家、及全球領(lǐng)域。地理之道地理之道：是指我們使用新的方法（地理方法），來創(chuàng)造和49GIS技術(shù)-就是應(yīng)用地理之道為大眾提供工具和方法信息集成-即通過不同的地理圖層疊加多種數(shù)據(jù)空間分析-即分析不同圖層之間的關(guān)系及關(guān)聯(lián)知識共享-即不同的工作組共享一個通用的數(shù)據(jù)庫一起工作工作流程-從測量入手，包括數(shù)據(jù)存儲、分析、可視化以及決策支持。GIS技術(shù)的四個核心概念GIS技術(shù)-就是應(yīng)用地理之道為大眾提供工具和方法信息集成-即50GIS整合的6種地理知識地理圖層數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)處理模型制圖工作流程元數(shù)據(jù)GIS整合的6種地理知識地理圖層51GIS的4種架構(gòu)桌面形式中央服務(wù)模式分布式協(xié)同形式WebGIS（網(wǎng)絡(luò)GIS）GIS的4種架構(gòu)桌面形式52GIS的5個主流發(fā)展趨勢GIS的時效性-將時間要素納入GIS體系，實時測量、實時數(shù)據(jù)更新、實時分析（交通GIS）面向?qū)ο蟮腉IS-所有地物以對象形式封裝GIS的可視化-三維GIS(數(shù)字城市，數(shù)字地球)GIS的嵌入式應(yīng)用-CES(消費類電子產(chǎn)品)GIS網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)分析（不僅物理網(wǎng)絡(luò)，包括社會網(wǎng)絡(luò)）GIS的5個主流發(fā)展趨勢GIS的時效性-將時間要素納入GIS53空間智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展空間智能知識框架圖空間智能強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用空間模式,以增強(qiáng)GIS處理復(fù)雜數(shù)據(jù)和解決復(fù)雜問題的能力?？臻g智能主要的技術(shù)體系由空間分析、空間優(yōu)化和空間模擬三大模塊構(gòu)成,其技術(shù)基礎(chǔ)包括空間統(tǒng)計與索引、智能代理、高級啟發(fā)式,以及數(shù)學(xué)規(guī)劃等系列智能技術(shù)?？臻g智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展空間智能知識框架圖空間智能強(qiáng)54空間智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展空間智能強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用空間模式,以增強(qiáng)GIS處理復(fù)雜數(shù)據(jù)和空間智能理論與方法,它的突出的特點是需要具備空間智能,即一種能夠發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用空間模式能力,并能通過外部環(huán)境和經(jīng)驗不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。它包含兩層涵義:其一,空間認(rèn)知能力;其二,自學(xué)習(xí)能力。所謂空間認(rèn)知能力是指個體對客體或空間圖形在頭腦中進(jìn)行識別、編碼、貯存、表征、分解組合和抽象概括的能力,主要包括空間觀察、空間記憶、空間想象和空間思維等能力因素?？臻g智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展空間智能強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)與應(yīng)55空間智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展自學(xué)習(xí)能力包含以下幾種功能:(1)強(qiáng)化學(xué)習(xí)功能。使得系統(tǒng)在下一次完成同樣或類似的任務(wù)時更為有效。(2)自適應(yīng)功能。自適應(yīng)功能要求能夠?qū)λ?jīng)歷事物重新構(gòu)造模式、規(guī)則并修改相應(yīng)的記錄。(3)知識獲取功能。即能夠在復(fù)雜環(huán)境下挖掘空間模式、發(fā)展趨勢和規(guī)律?？臻g智能是人們應(yīng)用GIS進(jìn)行更高層次的分析和應(yīng)用的必然結(jié)果,表現(xiàn)為尋找未知模式、規(guī)律或趨勢而在復(fù)雜時空數(shù)據(jù)中進(jìn)行主動搜索和智能化的探索過程。空間智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展自學(xué)習(xí)能力包含以下幾56空間智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展1、數(shù)據(jù)建模與分析著眼于處理空間相關(guān)性,時間相關(guān)性以及時空相關(guān)性的方法。2、空間優(yōu)化空間優(yōu)化是指在一定區(qū)域,一定資源和位置相關(guān)性的約束條件下,極大或者極小空間目標(biāo)函數(shù)。3、基于智能主體的模擬（Agent）智能主體模型是一種自下而上的方法,用來模擬主體與主體以及主體與外界環(huán)境之間相互作用的全局結(jié)果?？臻g智能--地理信息科學(xué)的新進(jìn)展1、數(shù)據(jù)建模與分析2、空間優(yōu)57地理信息系統(tǒng)技術(shù)及空間智能一、地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述二、空間智能理論發(fā)展動態(tài)地理信息系統(tǒng)技術(shù)及空間智能一、地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述58應(yīng)用需求：地理信息系統(tǒng)做什么？（應(yīng)用）學(xué)術(shù)需求：地理信息系統(tǒng)是什么？（原理）城市土地利用信息系統(tǒng)電信資源管理鐵路地理信息系統(tǒng)公安警用地理信息系統(tǒng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息查詢系統(tǒng)海洋地理信息系統(tǒng)軍事地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述應(yīng)用需求：地理信息系統(tǒng)做什么？（應(yīng)用）地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述59

GIS可以做什么—管理海量數(shù)據(jù)

—瀏覽、查詢

—專業(yè)性分析

—路徑分析

—地圖編繪

—動態(tài)分段

—斷面分析

—生成DEM模型

—三維地下體分析GIS可以做什么—管理海量數(shù)據(jù)60GIS基本概念GIS與相關(guān)學(xué)科GIS的組成GIS的主要功能GIS的發(fā)展透視GIS主要軟件GIS主要網(wǎng)站及參考書GIS項目申請主要講授內(nèi)容GIS基本概念主要講授內(nèi)容61地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么？GISG=GeographyI=InformationS=System地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么？GISG=I=S=62☆地理學(xué)的定義與內(nèi)涵地理學(xué)一詞產(chǎn)生于西元前234年，由希臘學(xué)者伊拉托斯尼最早提出，其意義為描述地球之科學(xué)。地理學(xué)的定義研究范疇生物圈巖石圈水圈大氣圈自然文化研究地表人文或自然事物的生態(tài)、空間或區(qū)域變化的系統(tǒng)科學(xué)?！畹乩韺W(xué)的定義與內(nèi)涵地理學(xué)一詞產(chǎn)生于西元前234年，由希臘學(xué)63狹義信息論將信息定義:

為人們獲得信息前后對事物認(rèn)識的差別。廣義信息論將信息定義:

信息是指主體(人、生物和機(jī)器)與外部客體

(環(huán)境、其它人、生物和機(jī)器)之間相互聯(lián)系的一種形式。是主體和客體之間一切有用的消息和知識，是表征事物特征的一種普遍形式。黃杏元《地理信息系統(tǒng)》2001信息定義：

信息是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。它是客觀事物在人腦中的反映。信息的定義狹義信息論將信息定義:信息的定義64

是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的能量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形和圖象的總稱。與空間地理分布有關(guān)的信息，具有空間定位和多維結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。地理信息定義是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的能量、質(zhì)量、65空間分布性屬于空間信息，其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。

時序特征十分明顯可以按照時間尺度將地理信息劃分為超短期的(如臺風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低溫)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長期的(如城市化、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。這對地理事物的預(yù)測、預(yù)報，從而為科學(xué)決策提供依據(jù)很重要。

具有多維結(jié)構(gòu)的特征即在二維空間的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多專題的第三維結(jié)構(gòu)，而各個專題型或?qū)嶓w型之間的聯(lián)系是通過屬性碼進(jìn)行的，這就為地理系統(tǒng)各圈層之間的綜合研究提供了可能。

具有豐富的信息

GIS數(shù)據(jù)庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關(guān)的其它信息，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經(jīng)濟(jì)情況、交通情況等等。紐約市曾經(jīng)對其數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關(guān)。

地理信息特點空間分布性地理信息特點66系統(tǒng)是為了達(dá)到某種目的相互聯(lián)系的部件的集合（教材）系統(tǒng)是由相互聯(lián)系和相互制約的若干組成部分結(jié)合成的、具有特定功能的有機(jī)整體。（鄺孔武，《信息系統(tǒng)分析與設(shè)計》）系統(tǒng)是自成體系的組織；相同或相類的事物按一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合而成的整體，如組織系統(tǒng)，灌溉系統(tǒng)。（辭海）Agroupofrelatedpartsthatworktogetherasawholeforaparticularpurpose.系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是為了達(dá)到某種目的相互聯(lián)系的部件的集合（教材）系統(tǒng)的定義67地理信息系統(tǒng)的定義GIS（GeographicalInformationSystem）的定義包含兩個方面：一方面，地理信息系統(tǒng)是一門科學(xué)，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫（GeospatialDatabase）為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的定義GIS（GeographicalInfo68用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成產(chǎn)品輸出空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫建立用戶界面系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理產(chǎn)品生成空間數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸入69物理外殼是計算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)；GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)；GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的混合型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復(fù)雜的查詢功能、強(qiáng)大的圖形創(chuàng)造和可視化表達(dá)手段，以及地理過程的演化模擬和空間決策支持功能；GIS與地理學(xué)和測繪學(xué)有著密切的聯(lián)系。GIS定義—對GIS的理解物理外殼是計算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)；GIS定義—對GIS的理解70GIS的理解—技術(shù)系統(tǒng)

它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。

GIS的理解—技術(shù)系統(tǒng)它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)71即點、線、面、體等地理實體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述，這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點之所在。GIS的理解—操作對象是空間數(shù)據(jù)即點、線、面、體等地理實體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點是每72GIS計算機(jī)科學(xué)數(shù)據(jù)庫理論軟件工程計算機(jī)圖形學(xué)圖象處理人工智能網(wǎng)絡(luò)計算數(shù)學(xué)幾何學(xué)拓?fù)鋵W(xué)統(tǒng)計分析地理學(xué)、測繪學(xué)、地學(xué)地圖學(xué)RS、GPS其他應(yīng)用科學(xué)GIS學(xué)科樹：ChristopherB.Jones在“GeographicalInformationSystemsandComputerCartography”

（AddisonWesleyLongmanLtd.，1997）一書中，用一棵樹的形式更為詳細(xì)地給出了地理信息科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系。GIS的相關(guān)學(xué)科GIS計算機(jī)科學(xué)數(shù)據(jù)庫軟件工程計算機(jī)圖象處理人工智能網(wǎng)絡(luò)計算73數(shù)學(xué)運(yùn)算研究統(tǒng)計學(xué)地理統(tǒng)計學(xué)認(rèn)知科學(xué)計算機(jī)科學(xué)測量遙感攝影測量學(xué)制圖學(xué)可視化符號學(xué)信息存儲數(shù)據(jù)庫模式識別計算幾何計算機(jī)圖形學(xué)人工智能旅游業(yè)航運(yùn)市場資產(chǎn)管理產(chǎn)業(yè)/商業(yè)礦產(chǎn)開發(fā)設(shè)施維護(hù)公共信息查詢公共管理考古學(xué)人文地理學(xué)社會科學(xué)健康護(hù)理規(guī)劃流行病學(xué)環(huán)境科學(xué)地貌學(xué)土壤科學(xué)森林學(xué)地質(zhì)學(xué)生態(tài)學(xué)水文學(xué)氣象學(xué)地形測量環(huán)境測量社會、經(jīng)濟(jì)測量社區(qū)服務(wù)地理學(xué)數(shù)學(xué)運(yùn)算研究統(tǒng)計學(xué)地理統(tǒng)計學(xué)認(rèn)知科學(xué)計算機(jī)科學(xué)測量遙感攝74如上圖所示，“樹根”表示GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，如測量學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)等；“樹枝”表示GIS的應(yīng)用，應(yīng)用的結(jié)果與需求返回到“樹根”；“雨滴”是每個應(yīng)用中的數(shù)據(jù)來源，如各種測量如地形測量、環(huán)境測量等，并為它的發(fā)展提供了有效的手段，而地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用主要是在環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)和社會科學(xué)等領(lǐng)域。GIS學(xué)科樹的理解如上圖所示，“樹根”表示GIS的技術(shù)基礎(chǔ)，如測量學(xué)、計75GIS定位—GIS在信息系統(tǒng)中的位置地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)非空間信息系統(tǒng)非地理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)CAD/CAM空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型矢量GIS柵格GIS矢-柵GIS研究范圍全球GIS區(qū)域GIS專題地理信息系統(tǒng)綜合地理信息系統(tǒng)地籍GIS交通GIS資源與環(huán)境GIS規(guī)劃與管理GIS研究內(nèi)容GIS定位—GIS在信息系統(tǒng)中的位置地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)非空76GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識，因此，GIS是能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、系統(tǒng)功能要強(qiáng)；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓?fù)潢P(guān)系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫，地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。GIS有別于CAD系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS與其他系統(tǒng)的區(qū)別GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定77GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)硬件數(shù)字化儀輸入設(shè)備GPS解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀器掃描儀全站儀專用設(shè)備全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站遙感與遙感圖象處理系統(tǒng)鍵盤、鼠標(biāo)常規(guī)設(shè)備工作站服務(wù)器硬盤陣列存儲設(shè)備活動硬盤光盤機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備繪圖儀顯示終端打印機(jī)處理設(shè)備GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)硬件數(shù)字化儀輸入設(shè)備GPS解析和數(shù)字78GIS數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS專業(yè)軟件用戶界面數(shù)據(jù)輸入和編輯空間數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)二次開發(fā)能力屬性數(shù)據(jù)庫軟件空間數(shù)據(jù)庫軟件計算機(jī)操作系統(tǒng)GIS的組成—計算機(jī)系統(tǒng)軟件GIS數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)管理軟件GIS專業(yè)軟件用戶界面數(shù)據(jù)輸入和79GIS的操作對象為空間數(shù)據(jù)具體描述數(shù)據(jù)空間、屬性、時間數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)組織：混合式、擴(kuò)展式、開放式；數(shù)據(jù)管理：

空間數(shù)據(jù)：存儲在線狀或面狀實體的弧段文件中屬性數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫GIS的組成—空間數(shù)據(jù)GIS的操作對象為空間數(shù)據(jù)GIS的組成—空間數(shù)據(jù)80矢量圖

柵格圖矢量圖柵格圖81GIS咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理GIS的開發(fā)是以人為本的系統(tǒng)工程。業(yè)務(wù)素質(zhì)與專業(yè)知識是GIS工程及應(yīng)用成功的關(guān)鍵。不但對GIS的技術(shù)和功能有足夠的了解，而且要具備組織管理的能力。技術(shù)培訓(xùn)、硬件維護(hù)與更新、系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)更新、文檔管理、數(shù)據(jù)共享建設(shè)等。GIS的組成—管理人員GIS咨詢管理信息數(shù)據(jù)GIS的開發(fā)是以人為本的系統(tǒng)工程。GI82地理學(xué)中的4W（WhatWhenWhereWhy)問題數(shù)據(jù)子集需要解決的問題問題的定義問題的實質(zhì)解決問題的數(shù)據(jù)問題的概念系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)庫建立問題求解問題答案用GIS求解問題的基本流程圖規(guī)劃定義過程應(yīng)用操作過程GIS的組成—系統(tǒng)應(yīng)用模型地理學(xué)中的4W（WhatWhenWhereWhy)問83位置（Locations）條件（Conditions）趨勢（Trends）模式（Patterns）模型（Models）GIS的功能—基本功能（核心問題）位置（Locations）GIS的功能—基本功能（核心問題）84某個特定位置有什么？空間查屬性例：國家屬性查詢GIS的功能—基本功能—位置某個特定位置有什么？GIS的功能—基本功能—位置85滿足給定條件的地理對象分布屬性查位置例：客戶分布GIS的功能—基本功能—條件滿足給定條件的地理對象分布GIS的功能—基本功能—條件86地理對象隨時間的變化例：人口變化趨勢GIS的功能—基本功能—趨勢地理對象隨時間的變化GIS的功能—基本功能—趨勢87空間對象的分布模式問題揭示空間對象的空間關(guān)系例：商業(yè)服務(wù)競爭GIS的功能—基本功能—模式空間對象的分布模式問題GIS的功能—基本功能—模式88基于模型的解決問題方案例：公園選址GIS的功能—基本功能—模型基于模型的解決問題方案GIS的功能—基本功能—模型89野外測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)及屬性電子數(shù)據(jù)記錄器鍵盤圖像數(shù)字信息跟蹤掃描數(shù)字化儀和掃描儀地圖要素像片資料攝像機(jī)磁帶機(jī)編輯、接邊、分層、圖形與屬性連接、注記標(biāo)注數(shù)據(jù)入庫GIS數(shù)據(jù)采集流程圖GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)采集野外測量數(shù)據(jù)電子數(shù)鍵圖像數(shù)字信息跟蹤掃描數(shù)字地圖像片攝像機(jī)磁90數(shù)據(jù)的集成過程空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量結(jié)構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)、柵格/矢量結(jié)構(gòu)決定著

GIS的數(shù)據(jù)分析能力、效率和精度數(shù)據(jù)管理：層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、關(guān)系模型混合管理模式GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)組織與管理數(shù)據(jù)的集成過程GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)組織與管理91空間檢索空間分析空間分析空間查詢位置查詢屬性查詢拓?fù)洳樵兊匦畏治鼍W(wǎng)絡(luò)分析緩沖區(qū)分析幾何量測地圖分析疊置分析統(tǒng)計分析決策分析GIS的功能—功能實現(xiàn)—檢索與分析空間檢索空間分析空間查詢位置查詢地形分析GIS的功能—功能實92數(shù)據(jù)交換統(tǒng)計表格制圖：專題地圖、影象地圖、統(tǒng)計地圖、地形圖GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)交換GIS的功能—功能實現(xiàn)—數(shù)據(jù)輸出93GIS的空間分析技術(shù)與手段是有限的，而實際應(yīng)用模型是無可枚舉的，任何GIS都應(yīng)提供二次開發(fā)工具。定制菜單、程序與可視化界面等GIS二次開發(fā)環(huán)境：專用工具：如Arc/Info的AML語言、MapInfo的MapBasic語言；ArcView的Avenue語言通用語言：如VC++、VB、Delphi等組件開發(fā)：如MapInfo的MapX；GIS的功能—功能實現(xiàn)—二次開發(fā)GIS的空間分析技術(shù)與手段是有限的，而實際應(yīng)用模型是無可枚舉94發(fā)展概況GIS發(fā)展趨勢GIS發(fā)展透視發(fā)展概況GIS發(fā)展透視95國際發(fā)展?fàn)顩r地理信息系統(tǒng)的開拓期（60年代）

當(dāng)50年代末和60年代初，計算機(jī)獲得廣泛應(yīng)用以后，很快就被應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)的存儲和處理，使計算機(jī)成為地圖信息存儲和計算處理的裝置，將很多地圖轉(zhuǎn)換為能被計算機(jī)利用的數(shù)字形式，出現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的早期雛形。地理信息系統(tǒng)的鞏固發(fā)展期（70年代）在70年代，計算機(jī)發(fā)展到第三代，數(shù)據(jù)處理速度加快，內(nèi)存容量增大，推出了大容量直接存取設(shè)備—磁盤，為地理數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索、輸出提供了強(qiáng)有力的手段，特別是人機(jī)對話和隨機(jī)操作的應(yīng)用，可以通過屏幕直接監(jiān)視數(shù)字化的操作，而且制圖分析的結(jié)果能很快看到，并可以進(jìn)行實時的編輯，促使地理信息系統(tǒng)迅速發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術(shù)大發(fā)展時期（80年代）

由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計算機(jī)，特別是微型計算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)為計算機(jī)的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸時效得到極大的提高。

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用普及時代（90年代至今）由于計算機(jī)的軟硬件均得到飛速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入千家萬戶，地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)必備的工作系統(tǒng)。另外，社會對地理信息系統(tǒng)認(rèn)識普遍提高，需求大幅度增加，從而導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的擴(kuò)大與深化。國際發(fā)展?fàn)顩r地理信息系統(tǒng)的開拓期（60年代）96準(zhǔn)備階段：1978年到1980年，正式提出倡議，開始組建隊伍、組織個別實驗研究。起步階段：1981年到1985年，理論探索和區(qū)域性實驗研究。并在此基礎(chǔ)上制定國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。初步發(fā)展階段：1986年到90年代。地理信息系統(tǒng)的研究被列入我國“七五”攻關(guān)課題，并且作為一個全國性的研究領(lǐng)域，已逐步和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實際應(yīng)用效益。快速發(fā)展階段：90年代末到現(xiàn)在。理論日趨成熟，應(yīng)用日益廣泛，三維GIS、WEBGIS走向應(yīng)用，GIS市場開始形成。標(biāo)志性階段：超圖公司2010年創(chuàng)業(yè)板上市。GIS在我國的發(fā)展準(zhǔn)備階段：1978年到1980年，正式提出倡議，開始組建隊97GIS已成為一門綜合性技術(shù)GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁產(chǎn)業(yè)對象包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換、電子數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)獲取與處理、系統(tǒng)開發(fā)與集成、咨詢與技術(shù)服務(wù)七個方面。GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點專業(yè)WebGIS軟件。GIS發(fā)展趨勢GIS已成為一門綜合性技術(shù)GIS發(fā)展趨勢98GIS成為IT技術(shù)的重要組成部分；

GIS的發(fā)展需要其它信息技術(shù)，其它信息技術(shù)的發(fā)展也需要GIS，它與GPS、RS成為3S，而且與CAD、通信、辦公自動化、虛擬現(xiàn)實等結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)。自身系統(tǒng)功能和支持功能的不斷完善；

GIS信息規(guī)范共享措施的建立；多源空間數(shù)據(jù)無縫集成和融合技術(shù)的實施；GIS圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的無縫結(jié)合與管理；大型GIS地理數(shù)據(jù)庫的無縫組織等等。數(shù)字地球（DigitalEarth)與GIS

數(shù)字地球需要的新理論和技術(shù)：數(shù)據(jù)獲取與更新（數(shù)據(jù)源、空間數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)庫）網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)與信息傳播數(shù)據(jù)處理、儲存、數(shù)據(jù)庫、信息提取與分析

GIS互操作技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、WEBGIS技術(shù)等GIS發(fā)展趨勢GIS成為IT技術(shù)的重要組成部分；GIS發(fā)展趨勢99專業(yè)GIS（ProfessionalGIS）桌面GIS（DesktopGIS）手持GIS（Hand-HeldGIS）組件GIS（ComponentGIS）GISViewer網(wǎng)絡(luò)GIS（InternetGIS）其它（基于CAD的GIS）GIS軟件類型專業(yè)GIS（ProfessionalGIS）GIS軟件類型100主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商INTERGRAPHESRIAutoDeskMapInfoMapGISGeoStarSuperMap

主要的GIS產(chǎn)品供應(yīng)商INTERGRAPH101GIS主要網(wǎng)站///////GIS主要網(wǎng)站102參考文獻(xiàn)：GIS主要參考書目鄔倫等，地理信息系統(tǒng)-原理、方法與應(yīng)用，2001，北京大學(xué)出版社陳述彭，地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論，2006，科學(xué)