31 地理信息系统及应用.ppt

第三章地理信息技术应用第三章地理信息技术应用第第一一节节地理信息系统及其应用地理信息系统及其应用一、地理信息系统（一、地理信息系统（GIS）概念：概念：发展：发展：组成：组成：工作过程：工作过程：1国际上的发展历程：分为四个阶段国际上的发展历程：分为四个阶段2我国的发展历程（特点）：我国的发展历程（特点）：起步晚，发展快起步晚，发展快是一种以是一种以采集采集、存储存储、管理管理、分析分析和和描述描述地球表面与地理分布有关数据地球表面与地理分布有关数据的的空间信息系统空间信息系统。地理数据、地理数据、GIS硬件、硬件、GIS软件、软件、GIS人员、应用模型人员、应用模型地理数据的输入、存储，地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，地理数据的操作和分析，地理信息输出等环节。地理信息输出等环节。地理信息系统的特征是什么地理信息系统的特征是什么?v 具有具有采集、管理、分析采集、管理、分析和和输出输出多种多种地理空间信息的能力，具有地理空间信息的能力，具有空间性空间性和和动动态性。态性。v 以地理研究和决策为目的，以地理模型以地理研究和决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测能力产生高层次的地理信息。析和动态预测能力产生高层次的地理信息。v 由计算机支持进行空间地理数据管理，由计算机支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法作用于空间数据，产生有用信息，析方法作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务完成人类难以完成的任务 例例2 甲图为一幅具有林木、河流和住房甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图而建立的空间的景观图，乙图是根据该图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异。对地物的表示有何差异。解析解析：该题的命题目的主要是要：该题的命题目的主要是要学生知道地理信息系统是如何建学生知道地理信息系统是如何建立的，如何将地面地理信息转变立的，如何将地面地理信息转变为地理信息系统中的数据。从题为地理信息系统中的数据。从题中我们可以看出地理信息系统简中我们可以看出地理信息系统简要的工作程序，是将要的工作程序，是将区域内地物区域内地物的有关信息的有关信息(林木、河流和住房林木、河流和住房)转变为计算机可以识别的转变为计算机可以识别的数据结数据结构构，建立起，建立起区域地物信息数据模区域地物信息数据模型和空间模型型和空间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则分成一个区域大小，将乙图空间按规则分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地物属性通过栅格的行、列号来定义，地物属性通过赋予栅格属性值来表示，如赋予栅格属性值来表示，如林木用林木用s表表示，河流用示，河流用r表示，住房用表示，住房用h表示表示。这样，。这样，地图就转变成了地图就转变成了空间数据空间数据，将其储入计，将其储入计算机，就可建立这个区域的算机，就可建立这个区域的地理信息系地理信息系统数据库统数据库。从中可以看出。从中可以看出地理信息系统地理信息系统与地图与地图在许多方面有相同，也有不同的在许多方面有相同，也有不同的地方。地方。参考答案参考答案 (1)储存信息的形式不同储存信息的形式不同。地理信息系统。地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。信息。(2)查询的方式不同查询的方式不同。地理信息系统通过。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。肉眼进行判读，获得地理信息。GIS获取的信获取的信息更有针对性，速度也更快。息更有针对性，速度也更快。(3)地理信息系统可以将不同来源、不同地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的比例尺、不同投影的地图数据进行综合地图数据进行综合，并，并进行进行空间分析空间分析，而地图有许多方面做不到。，而地图有许多方面做不到。地理信息系统的工作过程地理信息系统的工作过程 阅读指导阅读指导 地理信息系统能为我们做些什么？地理信息系统能为我们做些什么？1、位置位置即在某个地方有什么。位置即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等：可以是地名、邮政编码或地理坐标等：如在一个陌生城市。我们可以利用它调如在一个陌生城市。我们可以利用它调出所在位置附近的地图，查询目标地点。出所在位置附近的地图，查询目标地点。2、条件、条件即符合某些条件的实体在哪即符合某些条件的实体在哪里：如在某个地区寻找面积不小于里：如在某个地区寻找面积不小于l 000 的不被植被覆盖的的不被植被覆盖的,且地质条件适合建且地质条件适合建大型建筑的区域。大型建筑的区域。3、趋势、趋势即在某个地方发生的某个事件即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。及其随时间的变化过程。4、模式、模式即在某个地方的空间实体的分即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。的空间关系。5、模拟、模拟即某个地方如果具备某种条件即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。会发生什么。通过模拟的，分析现实的。GIS可以解决的五类问题可以解决的五类问题与与位置位置有关的问题、与分布有关的问题有关的问题、与分布有关的问题 GIS可以可以方便地查方便地查询地物的询地物的位置、地位置、地物的相关物的相关属性。也属性。也可以用地可以用地物属性来物属性来查询地物查询地物位置。位置。能够了解地物随时间变化的过程，能够了解地物随时间变化的过程，和分析该地物发展和分析该地物发展趋势趋势。解决趋势分析的问题解决趋势分析的问题模式问题模式问题深圳市生态控制线深圳市生态控制线 通过通过GIS建立地物分布及其建立地物分布及其组合的空间模式，进而分析模式组合的空间模式，进而分析模式各要素间的空间关系。各要素间的空间关系。模拟问题模拟问题v即某个地方如果具备某种条件会即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实发生什么。通过模拟的，分析现实的。的。例例1 1、下列课题中主要是应用、下列课题中主要是应用GISGIS进行研究进行研究的有？的有？A A 近近5050年来世界粮食总产量与人均产量的年来世界粮食总产量与人均产量的变化趋势分析变化趋势分析 B B近近1010年来上海市区人口分布变化特征与城年来上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析市建设相关性分析 C C 浙江省西部土地利用状况与农业结构变浙江省西部土地利用状况与农业结构变化特征分析化特征分析 D D；上海浦东内环线主要道路交叉点交通流上海浦东内环线主要道路交叉点交通流 量状况通报及优化公交线网、站点分布的量状况通报及优化公交线网、站点分布的 方案设计方案设计BCDBCD(2)试设计一项应用试设计一项应用GIS的课题研究项目。的课题研究项目。v设计项目：如设计项目：如“江汉平原某江汉平原某年水稻长势的监测分析年水稻长势的监测分析”“中中等城市垃圾填埋场选址模式及等城市垃圾填埋场选址模式及其与交通、环境关系的分析其与交通、环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油轮在某海域发生大量漏油事故时，预测其污染范围及油事故时，预测其污染范围及对海洋生物的影响对海洋生物的影响”等。等。二、二、地理信息系统与城市管理地理信息系统与城市管理 第三章地理信息技术应用第三章地理信息技术应用第第一一节节地理信息系统及其应用地理信息系统及其应用对城市居民对城市居民日常工作生日常工作生活所需的各活所需的各种信息进行种信息进行管理和发布管理和发布1城市规划和管理城市规划和管理城市规划和管理城市规划和管理 用于分析城市现状，进行用于分析城市现状，进行有效管理，实施未来规划。有效管理，实施未来规划。城市道路交通管理城市道路交通管理2城市基础设施管理城市基础设施管理 用于查询空间信息、时间信息、用于查询空间信息、时间信息、车流信息、路面质量、沿路环境、居车流信息、路面质量、沿路环境、居民分布等。民分布等。阅读指导阅读指导GIS在道路交通中的应用在道路交通中的应用 应用领域应用领域 应应 用用 道路交道路交通管理通管理 道路设计道路设计 道路建设道路建设 道路管理道路管理 道路的通行状况，定位事故点，道路的通行状况，定位事故点，提供交通疏散的方案提供交通疏散的方案 最佳路径分析、最小造价分析最佳路径分析、最小造价分析 工程进度、工程质量工程进度、工程质量 路况信息、道路养护路况信息、道路养护 大量数据大量数据/相关信息系统的部分功能相关信息系统的部分功能土地利用现状调查土地利用现状调查 土地条件调查土地条件调查 土地利用现状与更新调查土地利用现状与更新调查 土地利用动态监测土地利用动态监测 土地登记土地登记 土地统计土地统计 数据服务器数据服务器数据库数据库服务服务/管理管理CMIS徐徐州州市市区区徐徐州州市市中中心心城城区区城城乡乡结结合合部部地地形形图图 城城乡乡结结合合部部叠叠加加土土地地利利用用现现状状 城城乡乡结结合合部部叠叠加加遥遥感感影影像像 3城市土地利用与管理城市土地利用与管理4城市生态环境管理城市生态环境管理 用于生态环境规划与决策、监测（包括重点用于生态环境规划与决策、监测（包括重点用于生态环境规划与决策、监测（包括重点用于生态环境规划与决策、监测（包括重点污染源管理）、评价、预测与模拟等。污染源管理）、评价、预测与模拟等。污染源管理）、评价、预测与模拟等。污染源管理）、评价、预测与模拟等。例题例题“GIS的英文全名是的英文全名是Geographical informatlon system，也叫地理信息系统，具有地图处理、也叫地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析这三项功能。数据库和空间分析这三项功能。GIs可以像传统地图一样，解决与可以像传统地图一样，解决与“地地点点状况状况”有关的查询。但有关的查询。但GIs能能进行趋势分析，复杂的进行趋势分析，复杂的“模式分析模式分析”和用和用“虚拟模拟虚拟模拟进行预测性进行预测性分析等。据此完成分析等。据此完成(1)(2)题。题。(1)如果将如果将GIS用来监测森林火灾，用来监测森林火灾，可以可以()A用来分析、判断引起火灾的原因用来分析、判断引起火灾的原因 B预测森林火灾的发生地点预测森林火灾的发生地点 C预测森林火灾后所造成的后果预测森林火灾后所造成的后果 D及时知道火灾地点、范围、分析及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案火势蔓延方向，制定灭火方案D(2)有的渔民已经利用有的渔民已经利用GIS技术来寻找技术来寻找鱼群。如果普遍引用这技术鱼群。如果普遍引用这技术()A可以使渔获量持续增长可以使渔获量持续增长 B可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭 C绝对会增加渔业的生产成本绝对会增加渔业的生产成本 D会促进渔业生产，加大对渔业资源的会促进渔业生产，加大对渔业资源的 开发利用，提高渔民的生活水平开发利用，提高渔民的生活水平B全节总结全节总结1地理信息系统是地理信息系统是()A主要记录地理事物的计算机系统主要记录地理事物的计算机系统 B具有空间分析能力，没有动态预测具有空间分析能力，没有动态预测能力能力 C是地图绘制系统是地图绘制系统 D是专门处理地球表面与地理分布有是专门处理地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统关数据的空间信息系统练习D2地理信息区别于其他信息地理信息区别于其他信息的最本质特征在于它是的最本质特征在于它是()A.空间信息空间信息 B.数据信息数据信息 C.图像信息图像信息 D.综合信息综合信息A3地理信息系统比地图地理信息系统比地图优越的功能有优越的功能有()不仅有平面信息，还有三维立体的信不仅有平面信息，还有三维立体的信息息 有很便捷的检索功能和大容量的有很便捷的检索功能和大容量的信息库信息库 可以随时进行信息的切换、可以随时进行信息的切换、缩放、补充测算等，获得更新的信息缩放、补充测算等，获得更新的信息 不仅有空间数据信息，还有景观照片不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影像信息和动态的影像信息 A B C DD 4应用应用GIS技术的最终目的是技术的最终目的是()A处理信息处理信息 B记录信息记录信息 C便于信息查询便于信息查询 D为地理决策提供信息为地理决策提供信息D5GIS与地图最基本的差异是与地图最基本的差异是()A GIS用点、线、面来表示地物的空用点、线、面来表示地物的空间特征和属性间特征和属性B GIS用符号表示地物的属性用符号表示地物的属性C GIS用色彩表示地物的差异用色彩表示地物的差异D GIS用数值表示地物的数据模型用数值表示地物的数据模型D6在在GIS所经历的发展阶段中，所经历的发展阶段中，20世世纪纪80年代属于年代属于()A开拓期开拓期B巩固发展期巩固发展期C大发展期大发展期D用户时代用户时代C7.7.下列选项中下列选项中,不属于不属于GISGIS组成内容组成内容的是的是:A.A.应用模型应用模型 B.B.地理数据地理数据C.C.纸质地图纸质地图 D.GISD.GIS软件软件CGIS技术应用领域举例：技术应用领域举例：1、街道网络分析：、街道网络分析：地址匹配；交通线路和规划；区地址匹配；交通线路和规划；区位分析、地址选择；撤离规划。位分析、地址选择；撤离规划。2、自然资源：、自然资源：野生动植物保护、风景河流、休闲资野生动植物保护、风景河流、休闲资源、洪泛平原、湿地、农田蓄水层、森林等管理；环源、洪泛平原、湿地、农田蓄水层、森林等管理；环境作用分析；视域分析；有毒或有害设施定址；地下境作用分析；视域分析；有毒或有害设施定址；地下水模拟和污染跟踪；野生动物栖息地分析、迁移路线水模拟和污染跟踪；野生动物栖息地分析、迁移路线规划。规划。3、土地管理：、土地管理：分带、分区规划与评价；土地信息获分带、分区规划与评价；土地信息获取；环境作用描述；水质管理；户籍维护。取；环境作用描述；水质管理；户籍维护。4、设施管理：、设施管理：地下管道、缆道布设；电网负荷平衡；地下管道、缆道布设；电网负荷平衡；设施规划与维护；交通设施的能源利用。设施规划与维护；交通设施的能源利用。GIS技术应用的新领域：技术应用的新领域：1、模拟与决策支持：、模拟与决策支持：地理信息模拟系统地理信息模拟系统GIMS将得到将得到发展，并在决策支持分析中应用。发展，并在决策支持分析中应用。如解决交通预测、如解决交通预测、交通分析等常见问题。交通分析等常见问题。2、科学和数学：、科学和数学：如地质、地球物理、水文等需要三如地质、地球物理、水文等需要三维分析功能的领域；景观生态中维分析功能的领域；景观生态中GIS模拟的三维分析；模拟的三维分析；图像处理等。图像处理等。3、全球问题：、全球问题：如分析热带森林退化、酸雨、温室效如分析热带森林退化、酸雨、温室效应、受威胁和濒临灭绝的物种及其他类似的问题。应、受威胁和濒临灭绝的物种及其他类似的问题。4、全球气候监测和预报网络的、全球气候监测和预报网络的GIS网络。网络。5、全球环境管理：、全球环境管理：如确定全球最敏感的植物产地，如确定全球最敏感的植物产地，让所在国家同意保护并作为国际债务偿还。让所在国家同意保护并作为国际债务偿还。