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地理信息系统导论
地理信息系统（GIS）是一种能够收集、储存、管理、分析、模拟和显示地理空间信息的计算机系统。
它使用地理数据（如坐标、地图等）将地理空间位置与其他数据关联起来，从而使具有地理空间信息的记录变得可视化、定量化、可检索及可分析性质，为管理者进行地理空间运筹和决策提供便捷的模拟和可视化工具。
GIS系统定义了一组数据及其关联的数据库管理系统，可为各类社会经济学及环境学应用提供决策支持。
GIS可以分析各类地理信息数据，如人口分布、自然资源利用、污染物分布等，并用地图来表示不同分析结果。
地理信息系统概论（修订版）第一章导论第一章导论§1 地理信息系统基本概念1．1数据与信息数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。
数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。
数据是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义；信息是对数据的解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息。
就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。
信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。
1．2地理信息与地理信息系统地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。
地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的一个最显著的标志。
地理信息系统（Geographical Information System）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
（美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）关于GIS的定义）§2 GIS的基本组成GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
2．1系统硬件1、GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站/服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站/服务器成为GIS的主流。
2、GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。
地理信息系统专业英语(全书翻译)
引言
本书是一本关于地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）专业英语的全书。
本书旨在帮助研究GIS的学生和从业
人员提高他们的英语听说读写技能，使他们能够流利地进行专业交
流和文献阅读。
全书内容包括以下几个部分：
第一部分：地理信息系统基础
本部分介绍了地理信息系统的基本概念和原理，包括地理数据、地图投影、地理空间分析等内容。
通过研究本部分的内容，读者可
以了解GIS的基础知识，并掌握相关的专业英语表达。
第二部分：地理信息系统应用领域
本部分介绍了地理信息系统在不同应用领域的具体应用，包括
土地利用规划、城市规划、环境保护等。
读者可以了解不同领域中
的GIS应用案例，并研究相关的专业英语表达。
第三部分：地理信息系统技术与工具
本部分介绍了地理信息系统的常用技术和工具，包括GIS软件、地理数据库、数据采集与处理等。
读者可以了解不同的GIS技术和
工具，并研究相关的专业英语表达。
第四部分：地理信息系统发展趋势与挑战
本部分介绍了地理信息系统的发展趋势和挑战，包括云计算、
大数据、人工智能等新技术对GIS的影响。
读者可以了解GIS领域的最新发展动态，并研究相关的专业英语表达。
结论
本书通过全面介绍地理信息系统的相关知识，帮助读者提高英
语水平和专业素养。
读者通过学习本书，可以更好地理解和应用地
理信息系统，并与国际同行进行有效的交流。
地理信息科学导论讲义（适用于本科地理信息系统专业）赵军西北师范大学地理与环境科学学院2007年6月2010年2月修订2011年2月第二次修订目录第一章绪论 (1)第一节本课程讲授的主要内容、目的和要求 (1)一、对《地理信息科学导论的理解》 (1)二、本课程的主要内容 (1)三、教学目的 (2)第二节本课程的特点和学习方法 (2)一、本课程的特点 (2)二、学习方法 (2)三、教学安排 (2)第二章地理信息科学形成的基础 (3)第一节地理信息科学形成的技术背景 (3)一、遥感技术 (3)二、全球定位技术 (3)三、地理信息系统 (3)四、计算机技术 (4)五、网络技术 (4)六、通讯技术 (4)第二节地理信息科学形成的科学基础 (4)一、地理学 (4)二、地图学 (5)三、测绘学 (5)四、信息科学 (5)五、系统科学 (6)第三节社会需求与应用背景 (6)第三章地理信息科学相关科学知识 (8)第一节系统论与系统科学 (8)一、系统的基本概念 (8)二、系统的结构与功能 (8)三、系统的数学描述 (9)四、系统的分类 (9)五、系统科学概述 (9)第二节信息论与信息科学 (13)一、有关信息的基本概念 (13)二、信息传递模型 (14)三、信息的度量 (15)四、信息论概述 (17)第三节地理认知与地理思维 (17)一、地理信息的流场理论 (17)二、地理信息的形成机理 (18)三、地理信息认知理论 (19)四、地理信息解译与反演理论 (22)第四章遥感科学与技术 (23)第一节遥感概述 (23)一、遥感的概念 (23)二、遥感的特点 (23)第二节遥感分类 (24)一、按遥感平台分类 (24)二、按探测的电磁波段分类 (24)三、按信息获取方式分类 (24)四、遥感的其他分类 (24)第三节遥感技术系统 (24)一、遥感平台 (24)二、传感器 (26)三、遥感数据传输和接收系统 (26)四、遥感数据处理系统 (26)五、图像解译与应用 (26)第四节遥感技术新进展 (27)一、高分辨率遥感技术 (27)二、高光谱遥感技术 (27)三、遥感非遥感数据融合技术 (28)第五节遥感应用 (29)一、大面积农作物的估产 (29)二、精准农业 (29)三、森林草地火情监测 (29)第五章全球定位系统 (30)第一节卫星定位系统基本知识 (30)一、基本概念 (30)二、定位与导航方法 (30)三、GPS导航的特点 (31)第二节GPS组成与工作原理 (31)一、GPS组成 (31)二、GPS定位原理 (32)三、GPS定位的主要误差来源 (33)四、RTK GPS技术 (33)第三节北斗卫星导航系统 (34)一、中国卫星定位系统发展概况 (34)二、北斗一号定位原理 (34)第四节全球定位系统应用型 (35)一、GPS提供的服务类型 (35)二、GPS在科学研究领域的应用 (35)三、GPS在工程技术领域的应用 (35)四、GPS在军事技术领域的应用 (36)第六章地理信息系统 (38)第一节地理信息系统概述 (38)一、基本概念 (38)二、地理信息系统的基本组成 (38)三、地理信息系统基本功能 (39)第二节地理空间数据及其计算机表达 (39)一、地理空间 (39)二、空间数据计算机表示的基本思想 (39)三、矢量数据结构 (39)四、栅格数据结构 (41)五、图形与图像一体化数据结构 (42)第三节地理规律与信息系统 (43)一、地理复杂现象与地理系统 (43)二、地理系统与地理系统工程 (43)三、地理系统工程与地理信息系统 (43)第七章地理信息技术体系 (44)第一节地理信息技术体系与天地人机一体化网络系统 (44)一、地理信息技术体系 (44)二、地理信息技术的集成 (44)三、天地人机一体化网络系统 (45)第二节遥测信息系统 (46)一、地面实测台站的数据 (46)二、地面数据通信与传输 (46)三、地面数据处理 (47)第三节专家信息系统 (47)一、专家信息系统的基本概念 (47)二、专家系统的结构 (47)三、地理知识形式化的方法 (47)第四节管理信息系统 (49)一、现代管理和管理信息系统 (49)二、地理系统工程的管理 (49)三、地理系统工程的管理信息系统 (50)四、管理科学的规划模型 (50)第五节决策信息系统 (50)一、现代决策科学的理念 (50)二、决策信息系统的结构 (51)三、对策科学的博弈模型 (52)第八章地球系统科学与地理信息科学 (53)第一节地球系统科学 (53)一、地球系统概述 (53)二、地球系统科学的产生 (53)三、地球系统科学研究内容与方法 (55)第二节地理信息科学 (59)一、地理信息科学的形成与发展 (59)二、地理信息科学的研究对象和内容 (61)三、地理信息科学的学科性质和定义 (62)四、地理信息科学的学科体系 (63)五、瓦伦纽斯计划简介 (64)第一章绪论第一节本课程讲授的主要内容、目的和要求一、对本课程名称（地理信息科学，introduction to geographical information science）的理解1.地理据《辞海》地理词条，有三层含义：①山川土地之形势；②地址或位置；③地球表面各种自然现象和人文现象以及它们之间的相互联系和区域分异（同地理学）。
地理信息系统导论笔记● 空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。
● 拓扑：数学的一个分支，GIS 中用拓扑来确保要素的空间关系能明确地表达。
拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。
它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。
[1] 拓扑英文名是T opology ，直译是地志学，最早指研究地形、地貌相类似的有关学科。
● 矢量数据主要是指城市大比例尺地形图。
此系统中图层主要分为底图层、道路层、单位层，合理的分层便于进行叠加分析、图形的无逢拼接以实现系统图形的大范围漫游。
矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误，显示的图形一般分为矢量图和位图。
● 矢量数据模型用点及其x 、y 坐标系来构建空间要素。
基于矢量的要素是作为空间不连续的几何对象来看待。
● 栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。
每一个单元（像●数字化错误可以通过数据编辑消除，数据编辑是数据库建设的一部分。
●为了完成一个GIS项目的数据库建设，必须输入、核实和管理属性数据。
属性数据通常用关系数据库管理。
●数据探查是以数据为中心的查询和分析。
数据探查可以是一个GIS操作或是一个执行数据分析的指令。
数据查询可以帮助用户弄清数据中的大概趋势，更好理解数据集，关注数据集间的可能关系。
目的是更好的理解数据并帮助阐明研究的问题和设想。
●地理可视化的功能与数据探查相似，只是它是面向地图的。
●模型是现象或系统的简化表达。
●地理信息系统（GIS）可输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统●地图投影从球面地理格网到平面坐标系的转换过程●GIS建模用GIS对空间数据建模的过程●面向对象的数据模型，用对象来组织空间数据的数据模型。
地理空间技术、纳米技术和生物技术被美国劳工部列为三大新兴产业。
地理信息系统（GIS）是用于采集、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统。
GIS组成：硬件、软件、专业人员、基础设施、模型（方法）。
GIS的作用：空间数据输入、属性数据管理、数据显示、数据探查、数据分析、GIS建模。
CGIS 60-80年代，加拿大地理信息系统。
国外软件：ArcGis,Mapinfo,Autodesk map 国内软件：SuperMap（超图）MapGis,吉奥之星。
地理空间数据是具有地理参照的。
地球表面的空间要素是以地理坐标系统为参照，用经纬度值来表示的。
而这些要素在地图上显示时，他们通常是基于投影坐标系统，用x，y表示。
地理关系数据模型将空间要素的空间数据和属性数据分别储存。
两者通过要素ID连接起来。
近年来，基于对象的数据模型将几何形状和属性存储在唯一系统中。
栅格数据模型使用格网和格网像元来表示如高程、降水等连续要素。
投影是将数据及从地理坐标转成投影坐标。
重新投影是从一种投影坐标转成另一种投影坐标。
经纬网——球面坐标。
投影——平面坐标。
1.PARAMETER[“False-Nothing”0.0] PARMETER[“Scale-Factor”,0.9996]高斯投影PARAMETER[“Latitude-Of-Origin”,0.0] 回点在赤道上即时投影可以根据不同坐标系统显示其数据集。
软件包使用现有投影文件并自动将数据集转换成通用坐标系统。
即时投影不是真的改变数据集的坐标系统。
即时投影存储在数据框里，不能改变、代替原始数据信息。
1.矢量数据模型用点、线、面和体等几何对象来表示简单的空间要素。
2.第一代Auto CAD .DXF非拓扑，文件格式；第二代ArcInfo Coverage COV 拓扑，文件格式，地理关系数据模型；第三代ArcInfo Shapefile .SHP非拓扑，文件和数据库，地理关系数据模型，存储点线面数据；第四代。
天津大学《地理信息系统导论》课程教学大纲课程代码：2160247 课程名称：地理信息系统导论学 时： 40 学 分： 2学时分配： 授课：24 上机：16授课学院： 计算机科学与技术学院适用专业： 计算机科学与技术先修课程： 数据库原理一．课程的性质与目的地理信息系统近年来成为支持地理学及其相关学科发展的一项重要技术，为本科生开设这门课程，目的是通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的数据结构、GIS数据输入存储编辑方法、GIS空间分析方法、GIS产品等知识点；懂得如何利用GIS去解决实际问题的思路。
了解地理信息系统在各个学科和社会中的应用。
二．教学基本要求该课程注重地理信息系统的基础理论，全面系统讲述地理信息系统的技术体系，重点突出地理信息系统的基础理论、技术与应用。
地理信息系统是一门理论性和实践都很强的学科，要求学生在掌握基本理论与方法的同时，加强实验和实践。
该课程力求将地理空间基础理论、地理信息系统技术方法和地理信息系统的实践融为一体，使学生在学习地理信息系统技术方法的同时，掌握与地理信息系统的技术实现和方法应用有关的基础理论，从而使学生能够真正领会和把握作为现代高科技的地理信息系统的科学性、技术性和实践性。
三．教学内容课程内容：第一部分：基本概念1. 导论第二部分：空间数据与空间信息2.空间数据模型3.空间参照系与GIS中的数据第三部分：GIS的功能4.空间数据获取与管理5.空间分析6.空间数据表现第四部分：GIS的应用7.GIS平台、应用与工程8.GIS展望课程设计：和ESRI和SuperMap公司联合制定课题，各同学分组完成课程设计。
四．学时分配教学内容 授课 上机 实验 实践 实践(周)导论 2空间数据模型 4空间参照系与GIS中的数据4空间数据获取与管理 4空间分析 4空间数据表现 2GIS平台、应用与工程 2GIS展望 2课程设计 16 总计： 24 16 五．评价与考核方式本课程期末考试不采用试卷考试的形式，具体考核形式如下：1、GIS功能开发大作业。
设置空间数据采集整理与录入、基本GIS功能开发、数字校园功能、其它GIS系统开发等类别，每一类设若干个作业题目完成具体功能和指标，由1-2位同学完成。
占总成绩65%。
2. GIS综述性报告。
教师提供20-40篇GIS前沿学术论文和GIS相关学术网站，由学生结合课堂所学基本理论知识，写一遍综述论文，让学生进一步了解GIS的前沿知识。
占总成绩35%。
六．教材与主要参考资料1、陈述彭等，地理信息系统导论，科学出版社，1999。
2、邬伦等，地理信息系统——原理、方法和应用，科学出版社，2001。
3、Paul A. Longley, Michael F. Goodchild等，地理信息系统（上下卷），电子工业出版社，2004。
4、《地理信息系统原理》，黄杏元等编著，高等教育出版社，2001年5、《地理信息系统原理与方法》，吴信才等编著，电子工业出版社，2002年6、龚健雅，地理信息系统基础, 科学出版社, 2001。
制定人：审核人：批准人：批准日期：年月日TU Syllabus for Geographical Information SystemCode:2160247 Title: Geographical Information System Semester Hours:40Credits:2Semester Hour Structure Lecture ：24 Computer Lab ：16 Experiment ： Practice ： Practice (Week)：Offered by: School of Computer Science and Technology for: Computer Science and Technology Prerequisite:1. ObjectiveThis course requires students to learn the basic theory of GIS ，master the GIS technology with the knowledge of GIS. Every group develops a GIS application.2. Course DescriptionGIS basic theories and technologies were taught in this lesson. Application of GIS were stood out. In order to make students to grasp technologies and relational theories of GIS best, basic theories of geographical space, GIS methods and applications of GIS were united. This lesson was divided into seven parts. It’s concepts, functions, history and actuality were introduced in the first part. The second part mainly taught students relational knowledge of cartology. Geographical space, spatial data, structures and quality of model and metadata were discussed in the third part. The fourth part taught students how to deal with spatial data. The fifth part introduced knowledge about spatial model. How to express spatial data of GIS were taught in the sixth part. In the last part, examples of GIS applications were discussed.3. TopicsChapter one ：Basic concepts 1. IntroductionChapter two：Spatial data and spatial information2.Spatial data models3. Spatial Reference System and GIS dataChapter three：GIS functions4. Spatial data acquisition and management5. Spatial Analysis6. The performance of spatial dataChapter four：GIS applications7. GIS platform, application and engineering projects8. GIS ProspectsPractice：Every group of students develop a GIS project about the actual industry needs of esri and supermap with some guidance from ESRI and SuperMap.4. Semester Hour StructureTopics Lecture ComputerLab.Experiment PracticePractice(Week)Introduction 2Spatial data models 4Spatial Reference Systemand GIS data4Spatial data acquisitionand management4Spatial Analysis 4The performance ofspatial data2GIS platform, applicationand engineering project2GIS Prospects 2Practice16Sum: 405. Grading1、project results ：develop the basic functions of GIS，Meet this project’s all demand of ESRI or SuperMap, Accounted for 65% of the Grading.2. GIS Summary Report：the teacher offers 20-40 GIS papers and related websites，every students write a report about new trends of GIS, Accounted for 35% of the Grading.6. Text-Book & Additional Readings1、Chen shupeng，Introduction to Geographic Information System，Science Press，1999。
2、Wu lun，Geographic information systems - principles, methods and applications，Science Press，2001。
3、Paul A. Longley, Michael F. Goodchild，Geographic Information System，Electronics Industry Press，2004。
4、Huang Xingyuan，principles of Geographic Information System， Higher Education Press，20015、Wu Xincai Wu，Geographic information systems - principles, methods，Electronics Industry Press，20026、Gong Jianya，Basic of Geographic information systems, Science Press , 2001Constitutor:Reviewer:Authorizor:Date:。
