《地理信息系统》课件

地理信息系统概论课程大纲1GIS基础概念定义、发展历史数据模型2矢量、栅格模型空间分析3缓冲区、叠加、网络分析应用领域4什么是地理信息系统？GIS定义特点处理地理空间信息的计算机系统的发展历史GIS年代1960加拿大CGIS系统诞生年代1980商业软件兴起年代2000网络GIS发展现今的应用领域GIS城市规划环境监测资源管理土地利用、区域发展污染追踪、生态评估的基本组成GIS软件硬件2GIS应用程序1计算机、采集设备数据空间和属性数据3方法人员分析模型和方法4操作维护人员的基本功能GIS数据输入采集、转换空间数据数据管理存储、更新、查询数据分析空间统计、模型模拟数据输出地理数据模型矢量数据模型以点线面表达离散要素栅格数据模型矢量数据模型点要素线要素面要素表示位置无大小的对象表示具有长度的对象栅格数据模型1像元概念2分辨率层叠存储栅格数据的最小单元像元大小，决定精度空间参考系统投影坐标系平面化的坐标系统地理坐标系基于经纬度的球面坐标常用地图投影1等角投影2等面积投影3等距投影保持形状，如墨卡托投影保持面积，如兰伯特投影保持某方向距离数据获取方法野外调查地图数字化遥感影像解译实地测量采集数据纸质地图转数字格式从卫星影像提取信息技术在中的应用GPS GIS原理数据采集GPS GPS卫星定位测量原理野外点位采集与轨迹记录遥感技术在中的应用GIS遥感基本原理影像处理电磁波与地物相互作用几何校正、大气校正信息提取分类、特征识别空间数据库管理1空间数据库特点2常用系统支持空间数据类型和索引PostGIS、Oracle Spatial3数据存储结构优化空间查询和分析空间索引R树矩形边界盒层次结构四叉树递归分割空间区域空间分析功能叠加分析网络分析多层数据综合分析路径优化和空间连接性缓冲区分析表面分析生成要素周围特定距离区域坡度、坡向计算2314缓冲区分析单圈缓冲区均匀距离的单一边界多圈缓冲区多个不同距离的环叠加分析相交裁剪合并提取重叠区域用一图层裁切另一图合并多个图层为一体层网络分析最短路径两点间最优路线计算服务区分析可达性范围确定数字高程模型DEMDEM概念获取方法地形高程数据的数字表示雷达测量、光学立体测量应用领域水文分析、地形可视化地形分析1坡度分析2坡向分析3视域分析地表倾斜程度计算地表倾斜方向确定可视区域范围计算3D GIS三维可视化立体地形和建筑表达三维分析体积计算、日照分析空间插值克里金法结合空间统计学原理反距离权重法距离越近权重越大地图制图1地图设计原则2符号系统简洁性、对比度、平衡点、线、面符号设计3配色方案色彩选择与搭配专题地图制作不同类型专题地图表达不同空间分布特征WebGIS客户端1浏览器渲染与交互服务Web2地图服务、数据服务服务器3数据处理与存储移动GIS移动性位置感知野外采集随时随地获取地理信基于位置的服务提供实时数据采集与更新息时空GIS时空数据模型时空分析方法记录空间和时间变化轨迹分析、时空聚类大数据与GIS空间大数据特征存储技术体量大、类型多、更新快分布式存储系统处理方法并行计算、云计算人工智能与GIS机器学习应用深度学习应用空间模式识别、预测遥感影像自动分类开源软件GISQGIS GRASSGIS GeoServer功能全面跨平台开源软件强大空间分析工具集发布空间数据与服务商业软件GISArcGIS MapInfoSuperMap专业GIS平台全套解决方案商业地理分析与绘图软件国产GIS平台软件二次开发GIS组件GIS GISAPI可重用空间功能模块编程接口与开发框架数据标准GIS标准标准1OGC2ISOWMS、WFS、WCS服务规范元数据、质量、坐标系规范3行业标准各国和行业特定标准数据质量控制GIS精度评价一致性检查完整性检查位置精度、属性精度拓扑关系、属性规则数据覆盖与缺失检查评估验证项目管理GIS需求分析确定用户需求和系统功能系统设计数据结构和功能模块设计开发实施系统开发与数据建设维护更新系统运维和数据更新在城市规划中的应用GIS交通规划土地利用规划交通流分析与路网规划用地布局与功能分区在资源管理中的应用GIS林业资源管理林分调查与采伐规划水资源管理流域分析与水资源规划在环境监测中的应用GIS污染源监测生态环境评估环境变化分析污染分布与扩散模拟生态系统健康评价长期环境变化趋势分析在灾害管理中的应用GIS风险评估预警预报1灾害风险区划灾害预测模型2灾后重建应急响应43损失评估与恢复灾时决策支持在农业中的应用GIS精准农业变量施肥与精准灌溉产量预测基于空间条件的产量模型在商业分析中的应用GIS1选址分析2市场分析3配送优化最优商业位置确定消费者空间分布研究物流配送路径规划在公共卫生中的应用GIS疾病传播模拟医疗资源配置健康风险制图传染病空间扩散预测医疗设施空间优化布局健康风险空间分布分析在交通管理中的应用GIS交通流量分析交通拥堵预测与缓解路径规划实时最优路径计算在地质勘探中的应用GIS矿产资源评估地质灾害预警地下水分析矿床分布与储量估算山体滑坡、地面沉降预测地下水流动与污染扩散在考古学中的应用GIS遗址分布分析古环境重建古代聚落空间格局研究历史地理环境模拟在犯罪分析中的应用GIS1犯罪热点分析2时空模式研究高发区域识别犯罪时空规律挖掘3巡逻路线优化警力资源合理配置在海洋管理中的应用GIS海洋资源评估航线规划海洋生态保护海洋资源空间分布调最优航线设计海洋保护区规划与管查理在气象学中的应用GIS气候变化研究天气预报长期气候变化趋势分析气象数据空间分析与可视化在生态学中的应用GIS物种分布模拟生物地理分布预测栖息地评价适宜性评价与保护生态系统评估生态系统服务功能分析生物多样性保护保护区网络规划在能源管理中的应用GIS风能资源评估太阳能资源评估电网规划风能空间分布与选址太阳能电站选址优化输电线路布局与管理在国土空间规划中的应用GIS适宜性评价1土地开发适宜性分析用地布局2空间格局优化设计城乡统筹3城乡一体化规划在智慧城市建设中的应用GIS智能交通系统市政设施管理实时交通监控与引导地下管网智能管理城市信息模型应急指挥系统三维城市建模城市安全应急响应2314在虚拟现实中的应用GISGIS为虚拟现实提供真实地理场景和空间数据支持在决策支持中的应用GIS多准则决策分析情景模拟综合多因素空间评价不同决策方案效果预测敏感性分析评估参数变化影响的未来发展趋势GIS认知GIS1地理知识自动理解实时GIS2动态数据实时处理云GIS3分布式服务架构融合发展4与大数据、AI深度融合职业发展GIS工程师分析师开发人员GIS GISGIS系统设计与开发空间数据分析与挖掘GIS应用程序开发总结与展望学习建议发展机遇理论结合实践，持续学习技术挑战跨学科融合、新技术应用课程回顾海量数据处理、空间大数据GIS基础理论与技术体系。