第一节地理信息系统及其应用-chen.

2008年5月12日14时28分04.0秒在四川省汶川发生大地震，给人类社会造成的灾害是极其严重的。应急指挥与管理、疾病监测、重点基础设施保护、公众信息、交通等极其复杂，如何最大限度地减轻地震灾害造成的经济损失?思考:什么是(GIS)地理信息系统技术?GIS(地理信息系统)技术在汶川大地震中发挥了重要作用。阅读材料了解：地理学信息地理信息信息系统地理信息系统信息技术（InformationTechnology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology,ICT）。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。（一）地理信息系统的概念地理信息系统(Geographicalinformationsystem，简称GIS)是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。地理信息系统具有空间性和动态性。一、地理信息系统一般信息系统：只能存储、管理数据，不能将数据在空间上的分布表现出来。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：2、地理信息系统的功能（一）地理信息系统的概念分析：可以解决位置、条件、趋势、模式、模拟等五大问题。一、地理信息系统地理信息系统能为我们做什么？探讨：GIS在汶川地震中为解决交通问题起到了哪些作用？地理信息系统的功能作为地理数据、地理信息自动处理与分析的系统，经历数据采集—分析—决策应用的全部过程，并能回答和解决以下五类问题：条件即符合某些条件的实体在哪里的问题。如在某个地区寻找面积不小于l000M2的不被植被覆盖的，且地质条件适合建大型建筑的区域。趋势即某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程模式即某个地方存在的空间实体的分布模式的问题模拟即某个地方如果具备某种条件会发生什么的问题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：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。（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。1、世界GIS的发展:1963年，加拿大测量学家首先提出“地理信息系统”这一概念.2、中国GIS的发展:20世纪80年代初→90年代→21世纪（开始起步）（快速发展）（重大进展）（三）地理信息系统的组成组成输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机（1）GIS硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件系统软件GIS（2）GIS软件：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）阅读“GIS的数据管理”P77（4）GIS人员：包括专业人员和用户。开发管理分析GIS用户（5）应用模型：是解决各种实际问题的数学模型。2、确定研究的内容：包括地形、土壤、河流、气候、居民分布等。3、收集相应的资料。4、对资料分类分析。5、确定耕地的分类，并作出评价。假如你为赤城县国土局局长，准备研究“赤城县耕地的分类和评价”，你打算怎么办？想一想：1、制定研究的计划。（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。纸质地图图像扫描图像处理图像拼接图像剪裁图像配准矢量化编辑与修改地图数字化过程建立地理数据库是建设GIS要工首作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“图层”中。右图的图层可以用于哪类土地利用类型的分析？耕地的利用3、数据的操作与分析：对GIS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后，就可应用。GIS的查询与分析P80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。4、GIS的输出GIS应用的基础GIS的工作过程信息输入数据处理数据库管理空间分析（查询）可视化表达（地图、三维视图、多媒体等）探讨：GIS应用于耕地的分类和评价的工作过程怎样？实例：左图为一幅具有林木、河流和住房的景观地图，右图是根据左图而建立的空间数据模型。1．右图中的r表示：A．林木B．河流C．房屋D．农田B2．图中区域的林木覆盖率：A．30%B．22%C．10%D．5%C3．图中有关地物的叙述正确的是：A．河流由南向北流B．房屋在河流的西岸C．三种地物中占面积最大的是林地D．河流由北向南流B4．地图与地理信息系统对地物的表示相同的是：A．储存信息的形式相同B．查询的方式相同C．都能将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析D．都能反映地物的分布Ds二、地理信息系统与城市管理环境评估灾害预测交通运输商业金融水利资源调查城市规划国土管理邮电通信公安应用领域应用城市规划与管理基础设施管理土地利用与管理生态环境管理城市规划的设计、工程选址，也可进行城市管理和辅助决策完成工程设计、应急抢修、日常维修管理等工作可有效地完成对土地利用状况的监控和管理实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理城市规划和管理用于分析城市现状，进行有效管理，实施未来规划。城市规划和管理城市生态环境管理用于生态环境规划与决策、监测（包括重点污染源管理）、评价、预测与模拟等。应用领域应用道路交通管理道路的通行状况,定位事故地点,提供交通疏散线路道路规划最佳路径分析、最小造价分析道路建设工程进度、工程质量道路管理路况信息、道路养护地理信息系统在道路交通中的应用城市道路交通管理用于查询空间信息、时间信息、车流信息、路面质量、沿路环境、居民分布等。三、自主测试1、本图反映的是GIS技术中的（）A.关键装置是传感器B.数据模型用点、线、面表达C.主要功能是空间定位D.数据库由若干图层组成D2、图示地区采矿业向西、向北迁移，主要是趋向（）A.原料地B.消费地C.水资源D.交通线A3、图中城市……（）A.①位于规划区B.②位于非矿区C.③位于现矿区D.④位于原矿区CC地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间相互关系，据此回答4~5题。4、对1990年和2004年城市土地利用图层进行分析，能够（）A.计算交通流量的变化B.预测洪涝灾害的发生C.了解城市地域结构变化D.预测城市降水变化趋势C5、城市交通图层与城市人口分层图层的叠加，可以（）A.为商业网点选址B.计算交通流量的变化C.估算工业生产总值D.分析城市规划的合理性A6、下列课题中，不是应用GIS进行研究的有()A.近50年来，世界粮食总产量与人均产量变化趋势分析B.近10年来，上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析C.浙江省西部地区土地利用状况与农业结构变化特征分析D.上海市浦东新区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、站点分布的方案设计A7、如果将GIS用来监测森林火灾，可以()A.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C.预测森林火灾后所造成的后果D.及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案D8、应用GIS技术的最终目的是()A.处理信息B.记录信息C.便于信息查询D.为地理决策提供信息D地理信息系统概念应用工作过程发展组成城市管理