《GES课程讲义》课件

课程讲义GES课程概述课程目标学习成果12理解的基本概念和原理，能够独立完成项目的规GES GES掌握数据的获取、管理、划、设计和实施，具备GES GES分析和可视化方法，能够应用开发能力，熟悉行GES运用解决实际问题业应用领域GES考核方式课程大纲主要模块时间安排学习资源•GES基础知识本课程共7个模块，每周2次课，每次指定教材、参考书籍、在线课程、学时每个模块的学习时间约为软件、实验数据所有学习资源22-3GES•GES数据获取周，具体安排见课程日历将在课程网站上提供下载链接•GES数据管理•GES空间分析•GES制图与可视化•GES编程与开发•GES行业应用教学方法讲授系统讲解理论知识和技术方法，为学生构建完整的GES知识框架讨论鼓励学生积极参与课堂讨论，分享学习心得和实践经验，激发创新思维实践提供丰富的实验和项目实践机会，帮助学生巩固所学知识，提升实践能力学习要求出勤作业学生应按时参加课堂教学活学生应按时完成每次作业，动，无故缺勤超过次者，取作业内容包括理论思考题、3消期末考试资格实验操作题和项目报告参与度鼓励学生积极参与课堂讨论、实验操作和项目实践，提升学习效果模块一基础知识GES本模块将介绍的定义、发展历史、重要性、应用领域和基本原理GES通过学习本模块，您将对有一个全面的了解，为后续模块的学习打GES下坚实的基础本模块还将介绍系统的组成和数据类型与格式，GES GES帮助您了解数据的基本概念GES的定义与发展历史GES定义1（）是一种用于采集、存储、GES GeographicInformation System管理、分析、显示和应用地理空间数据的计算机系统发展历史2的发展经历了手工制图、计算机辅助制图和地理信息系GES统三个阶段随着计算机技术的不断发展，的功能越来GES越强大，应用领域也越来越广泛关键人物3被认为是地理信息系统的教父，他对的Roger Tomlinson“”GES早期发展做出了重要贡献的重要性与应用领域GES重要性城市规划农业是现代信息技术城市规划、土地利用农业精细化管理、农GES的重要组成部分，它管理、交通规划、环作物估产、土壤肥力能够帮助我们更好地境监测、灾害管理、监测认识世界、管理资源资源管理、商业选址、和解决问题农业生产的基本原理GES数据采集数据存储通过各种手段获取地理空间数据，1将采集到的数据存储在空间数据库包括遥感、GPS、地理信息调查等2中，以便进行管理和分析数据可视化数据分析将分析结果以地图、图表等形式进4运用各种空间分析方法，对数据进行可视化展示，以便于理解和应用3行处理和分析，提取有用的信息系统组成GES用户1GES系统的最终使用者，负责数据的应用和决策软件2GES系统的核心，提供各种数据处理、分析和可视化功能硬件3计算机、服务器、显示器、打印机等数据4地理空间数据和属性数据，是GES系统的基础人员5负责GES系统的开发、管理和维护数据类型与格式GES矢量数据栅格数据属性数据点、线、面，用于表示地理实体的位像元矩阵，用于表示地理要素的属性描述地理实体特征的数据，通常存储置、形状和大小常见格式值常见格式、在数据库中常见格式、TIFF GRIDCSV Excel、Shapefile GeoJSON模块一小结与思考题小结思考题12本模块介绍了的定义、发展历史、重要性、应用在您的专业领域有哪些应用？的发展趋势是什GES GES GES领域、基本原理、系统组成和数据类型与格式通么？面临哪些挑战？GES过学习本模块，您应该对有一个全面的了解GES模块二数据获取GES本模块将介绍数据的获取方法，包括遥感数据获取、数据采集、GES GPS地理信息调查与收集通过学习本模块，您将掌握数据的获取技能，GES为后续模块的学习打下坚实的基础本模块还将介绍数据质量控制和数据预处理技术，帮助您获取高质量的数据GES遥感数据获取方法光学遥感利用可见光、近红外光等电磁波段获取地表信息例如、Landsat Sentinel雷达遥感利用微波波段获取地表信息，具有全天候、全天时的特点例如、SAR InSAR高光谱遥感利用多个窄波段获取地表信息，能够识别地物细微差异例如、AVIRIS HYPERION数据采集技术GPS实时动态GPS RTK2实现厘米级定位精度，常用于精密测量差分GPS1利用基准站数据，提高定correction位精度网络RTK利用多个基准站构建网络，提供更3广范围的高精度定位服务地理信息调查与收集野外调查问卷调查通过实地考察，获取地理信通过发放问卷，收集人口、息数据例如植被类型、经济、社会等方面的数据土壤类型、地质构造统计数据从政府部门、研究机构等获取统计数据例如人口普查数据、经济统计数据数据质量控制完整性检查一致性检查精度检查确保数据记录完整，检查数据是否符合逻检查数据位置、属性无缺失值辑规则，例如面积精度是否符合要求是否大于周长数据预处理技术几何校正1消除遥感影像的几何畸变，使其与地图坐标系一致辐射校正2消除遥感影像的辐射畸变，使其能够反映地物的真实反射率数据融合3将不同来源、不同分辨率的数据进行融合，提高数据质量模块二小结与实践任务小结1本模块介绍了数据的获取方法、数据质量控制和数据预处理GES技术通过学习本模块，您应该掌握数据的获取技能，并能GES够获取高质量的数据GES实践任务2利用遥感数据和数据，制作一张校园地图，并进行数据质GPS量控制和数据预处理模块三数据管理GES本模块将介绍数据管理，包括空间数据库概念、矢量数据管理、栅GES格数据管理和元数据管理通过学习本模块，您将掌握数据的管理GES技能，为后续模块的学习打下坚实的基础本模块还将介绍数据安全与备份，确保数据的安全可靠GES空间数据库概念关系型数据库将数据存储在表中，通过关系连接不同的表例如PostgreSQL、MySQL对象关系型数据库在关系型数据库的基础上，增加了对空间数据类型的支持例如PostGIS、Oracle SpatialNoSQL数据库非关系型数据库，适用于存储海量数据例如MongoDB、Cassandra矢量数据管理数据编辑数据导入1对矢量数据进行编辑、修改和更新将矢量数据导入到空间数据库中2空间索引拓扑检查4建立空间索引，提高数据查询效率检查矢量数据的拓扑关系是否正确3栅格数据管理数据压缩金字塔对栅格数据进行压缩，减少建立金字塔，提高数据浏览存储空间速度栅格数据分析对栅格数据进行分析，提取有用的信息元数据管理定义作用标准描述数据的数据，包方便用户查找和使用、ISO19115FGDC CSDGM括数据的来源、创建数据，提高数据共享时间、精度、格式等效率数据安全与备份访问控制1设置用户权限，限制用户对数据的访问数据加密2对数据进行加密，防止数据泄露定期备份3定期对数据进行备份，防止数据丢失模块三小结与案例分析小结1本模块介绍了数据管理，包括空间数据库概念、矢量数据管GES理、栅格数据管理、元数据管理和数据安全与备份通过学习本模块，您应该掌握数据的管理技能，并能够对数据进GES GES行有效的管理案例分析2分析一个项目的数据管理方案，包括空间数据库的选择、数GES据模型的构建、数据质量控制和数据安全措施模块四空间分析GES本模块将介绍空间分析，包括叠加分析、缓冲区分析、网络分析、GES地形分析和空间统计分析通过学习本模块，您将掌握空间分析的GES技能，为解决实际问题提供强大的工具空间分析是的核心功能之GES一，可以从地理空间数据中提取有价值的信息叠加分析点叠加线叠加面叠加将点图层与面图层进行叠加，统计每将线图层与面图层进行叠加，统计每将两个面图层进行叠加，生成新的面个面包含的点数量例如统计每个个面包含的线长度例如统计每个图层例如土地利用类型与行政区行政区的人口数量行政区的道路长度划叠加，分析土地利用结构缓冲区分析固定距离缓冲区可变距离缓冲区多重缓冲区以点、线、面为中心，生成固定距离根据属性值，生成不同距离的缓冲区生成多个不同距离的缓冲区例如的缓冲区例如生成河流两侧米例如根据道路等级，生成不同宽度生成污染源周围公里、公里、公里500123的缓冲区，用于环境保护的缓冲区的缓冲区网络分析最短路径分析服务区分析在网络中寻找两点之间的最确定从某个位置出发，在一短路径例如导航、物流定时间内可以到达的区域配送例如确定消防站的服务范围选址分析在网络中选择最佳的位置例如选择超市的最佳位置地形分析坡度坡向等高线计算地面的倾斜程度计算地面的朝向生成连接高程相等的点的线空间统计分析空间自相关1分析地理要素在空间上的聚集程度例如分析疾病的分布是否具有聚集性热点分析2识别具有统计学意义的高值或低值区域例如识别犯罪热点地区空间回归分析3分析地理要素之间的关系例如分析房价与交通便利程度的关系模块四小结与实验设计小结本模块介绍了空间分析，包括叠加分析、缓冲区分析、网络GES分析、地形分析和空间统计分析通过学习本模块，您应该掌握空间分析的技能，并能够运用空间分析方法解决实际问题GES实验设计设计一个实验，运用空间分析方法解决一个实际问题，例如GES分析城市交通拥堵的原因，并提出解决方案模块五制图与可视化GES本模块将介绍制图与可视化，包括地图设计原理、专题地图制作、GES可视化技术、发布和移动应用通过学习本模块，您将掌3D Web GIS GIS握制图与可视化的技能，能够制作精美的地图和三维场景，并发布GES到和移动设备上Web地图设计原理地图要素地图配色地图符号地图标题、图例、比例尺、指北针、选择合适的配色方案，使地图易于阅选择合适的地图符号，表达地理要素坐标网格、地图注记读和理解常用的配色方案包括单色、的特征常用的地图符号包括点符号、渐变色、互补色线符号、面符号专题地图制作人口密度图用不同的颜色或符号表示人口密度的高低土地利用图用不同的颜色或符号表示土地利用类型交通流量图用不同的颜色或符号表示交通流量的大小可视化技术3D数字高程模型纹理DEM用数字方式表示地形高程的将图像贴到三维模型上，增数据加真实感光照模拟光照效果，增加立体感发布WebGIS服务器端客户端开发安装服务器软件，使用浏览器访问使用等语言GIS WebJavaScript例如、地图服务进行开发ArcGIS ServerGeoServer移动应用GIS数据采集1使用移动设备采集地理空间数据地图浏览2在移动设备上浏览地图定位导航3使用进行定位导航GPS模块五小结与作品展示小结1本模块介绍了制图与可视化，包括地图设计原理、专题地图GES制作、可视化技术、发布和移动应用通过学习本3D WebGIS GIS模块，您应该掌握制图与可视化的技能，并能够制作精美的GES地图和三维场景，并发布到和移动设备上Web作品展示2展示学生制作的地图作品和三维场景，并进行点评模块六编程与开发GES本模块将介绍编程与开发，包括开发环境搭建、在中的GES GESPython GES应用、编程基础、二次开发实例和开源工具介绍通过学ArcPy GES GES习本模块，您将掌握编程与开发的技能，能够进行二次开发，GES GES并使用开源工具GES开发环境搭建GES安装软件安装安装GIS Python ArcPy例如、建议使用自带ArcGIS QGISAnaconda ArcGIS在中的应用Python GES数据处理使用进行数据清洗、转换和分析Python空间分析使用进行空间分析Python制图使用进行地图制作Python编程基础ArcPy数据访问空间分析使用访问数据使用进行空间分析ArcPy GISArcPy制图使用进行地图制作ArcPy二次开发实例GES脚本工具插件界面开发自定义的工具开发自定义的插件开发自定义的界面GIS GISGIS开源工具介绍GESQGIS1免费开源的软件GISGeoServer2开源的服务器软件GISPostGIS3的空间扩展PostgreSQL模块六小结与编程练习小结1本模块介绍了编程与开发，包括开发环境搭建、在GES GESPython中的应用、编程基础、二次开发实例和开源工具GES ArcPyGES GES介绍通过学习本模块，您应该掌握编程与开发的技能，并GES能够进行二次开发，并使用开源工具GES GES编程练习2使用和编写一个脚本，实现批量数据处理或空间分PythonArcPy析模块七行业应用GES本模块将介绍在不同行业中的应用，包括城市规划、环境监测、农业、交通管理和应急管理通过学习本模块，您将了GES解在不同行业中的应用，并能够将知识应用到实际工作中GES GES在城市规划中的应用GES交通规划2进行交通规划，优化交通网络土地利用规划1制定土地利用规划，优化城市空间布局基础设施规划进行基础设施规划，保障城市运行3在环境监测中的应用GES大气污染监测监测大气污染物的浓度和分布水污染监测监测水污染物的浓度和分布土壤污染监测监测土壤污染物的浓度和分布在农业中的应用GES精细化管理农作物估产对农田进行精细化管理，提进行农作物估产，指导农业高产量生产土壤肥力监测监测土壤肥力，优化施肥方案在交通管理中的应用GES导航交通监控路线规划提供导航服务，引导车辆行驶监控交通流量，优化交通调度进行路线规划，优化运输方案在应急管理中的应用GES灾害预警1进行灾害预警，减少人员伤亡灾情评估2进行灾情评估，了解灾害影响范围应急救援3进行应急救援，保障人民生命财产安全模块七小结与案例讨论小结1本模块介绍了在不同行业中的应用，包括城市规划、环境监GES测、农业、交通管理和应急管理通过学习本模块，您应该了解在不同行业中的应用，并能够将知识应用到实际工作GES GES中案例讨论2讨论一个行业应用案例，分析其应用价值和效果GES课程总结本课程系统地介绍了的理论知识和技术方法，涵盖了基础知识、GES GES数据获取、数据管理、空间分析、制图与可视化、编程与开发和行业应用通过学习本课程，您应该对有一个全面的了解，并掌握GES GES的核心技能，能够运用解决实际问题GES知识回顾关键概念核心技能应用领域•GES的定义•GES数据的获取•城市规划•GES的基本原理•GES数据的管理•环境监测•GES的系统组成•GES数据的分析•农业•GES的数据类型与格式•GES数据的可视化•交通管理•GES的空间分析方法•GES的编程与开发•应急管理•GES的制图原理学习成果展示优秀作业展示展示学生完成的优秀作业，分享学习心得和体会学生项目分享邀请学生分享自己的项目经验，交流技术和思路前沿发展趋势大数据与人工智能与GES GES大数据技术为提供了更强人工智能技术为提供了更GES GES大的数据处理和分析能力智能化的分析和决策能力区块链与GES区块链技术为提供了更安全可靠的数据管理能力GES职业发展与继续学习相关岗位介绍进阶学习建议行业资源推荐GES工程师、分析深入学习理论知相关网站、论坛、GES GIS GESGES师、开发工程师、识和技术方法，参加会议、书籍、期刊GIS项目经理相关培训和认证GISGES结语与致谢感谢大家参加课程的学习！希望本课程能够帮助您掌握的核心技能，为未来的职业发展奠定坚实的基础祝您在GESGESGES领域取得更大的成就！。