gis第1章教案.doc

第一章 绪 论 学习目标 ·理解GIS的相关概念 ·掌握GIS的特点、类型与组成 ·了解GIS的基本功能和用途 ·描述GIS和相关学科的关系 ·了解GIS的发展概况 地理学的发展与人类生产活动中的技术进步有密切关系。如果说地理大发现和地理制图技术的革新促进了近代地理学的诞生，那么计算机技术、空间技术和自动化技术等现代高新技术的应用，为信息时代地理学的发展，展示出更加广阔的前景。 信息时代的地理学，对地理信息的采集、管理、分析提出了更高的要求,于是地理信息系统(GIS)应运而生。地理信息系统技术的兴起，使地理学向精密科学迈进。地理信息系统(GIS)、遥感(RS)技术和全球定位系统(GPS)三者有机结合(称之为3S技术),使GIS应用的深度和广度达到一个新水平，构成地理学日臻完善的技术体系,引起世界各国普遍的重视。 GIS是以地图为基础，管理和分析空间数据的技术，它能及时提供有关国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息，作为生产、管理和决策的依据。 第一节 地理信息系统的基本概念 一、数据与信息 数据是通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。数据是客观事物的属性、数量、位置及其相关关系等的抽象表示。不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。数据是用以载荷信息的物理符号，在计算机化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。 信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理形式的改变而改变。信息是通过数据形式来表示的，是加载在数据之上的，对数据具体含义的解释。信息的主要特点如下： (1)信息的客观性。任何信息都是与客观事实紧密相关的，是现实世界的反映，这是信息正确性的保证。 (2)信息的适用性。信息对决策是十分重要的，建立GIS的目的就是为生产、管理和决策服务的，因而信息具有适用性。 (3)信息的传输性。信息可以在信息发送者和接受者之间传播，既包括系统把有用信息传送至终端设备和以一定形式或格式提供给有关用户，也包括信息在系统各个子系统之间的流动和交换以及网络中的传输。 (4)信息的共享性。信息与实物不同，它可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。 数据与信息有区别又有联系。信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义，数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。 要从数据中得到信息，处理和解释是非常重要的环节。数据处理是对数据进行运算、排序、转换、分类、筛选、检索等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。对同一数据每个人的解释可能不同，因而获得信息量的多少与人的知识水平和经验有关。 信息与数据虽然有词义上的差别，但GIS的建立和进行，就是信息(或数据)按一定方式流动的过程，在通常情况下，并不严格区分使用数据和信息两个术语。 二、地理信息与地图 地理信息是指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。 从地理实体到地理数据，从地理数据到地理信息的发展，是人类认识地理事物的一次飞跃。 地理信息的主要特征有： (1)地理信息属于空间信息。 这是地理信息区别于其他类型信息的显著标志。地理信息位置的识别是通过经纬网或方里网建立的地理坐标来实现空间位置的识别。 (2)地理信息具有多维结构的特征。 在二维空间的基础上，实现多专题的第三维结构，而各个专题型、实体型之间的联系是通过属性码进行的。 地图是一种符号图形，从地图上可以获得一个区域或整个地球表面的同一时间的空间表象，它是自然世界的一种模型，是制图者根据对自然世界的认识，用简化和概括的遍使用的第二语言。 地图是地理信息的传统数据源，GIS的查询与分析结果的表示手段主要是地图。因此，地图学理论和地图分析方法是GIS的重要学科基础。 三、信息系统与地理信息系统 信息系统是具有采集、管理、分析和表达数据能力的系统。信息系统是为实现某些特定功能，由人、机器、数据、程序或方法按一定的相关关系联系起来进行工作的集合体，内部要素之间的相互联系通过信息流实现。信息系统由硬件、软件、数据和用户四个主要部分组成。另外，智能化的信息系统还包括知识。 信息系统根据所处理的信息特征可分为空间信息系统和非空间信息系统（如图1-1所示）。 非空间信息系统强调的是数据的记录和操作，如目前流行的人事档案信息系统、图书情报信息系统、企业管理信息系统等。 空间信息系统是一种十分重要而又与其它类型信息系统有显著区别的信息系统，它所采集、管理、处理和更新的是空间信息。因此，这类信息系统在结构上也比一般信息系统复杂得多，功能上也