GIS与教育创造教学与科研环境 提供形象生动的可视化界面 掌握了解世界信息的手段和方法 提供地理信息技术实

GIS与教育创造教学与科研环境提供形象生动的可视化界面掌握了解世界信息的手段和方法提供地理信息技术实践平台有效表达我们的思想更清楚地认识地理事物各要素间的相互关系GIS与农业精细农业农业资源监测和管理农业生态监测农业灾害监测作物估产农业综合业务分析农业综合企业业务管理农田水利GIS与林业森林资源监测和管理森林防火荒漠化监测/沙尘暴监测野生动植物保护湿地监测和管理生态系统管理森林病虫害监测GIS与土地管理基础地理信息的处理、组织、及管理与综合业务系统的整合土地储备交易系统信息服务GIS与地质、地震地质、地震制图工程地质矿产分析灾害管理应急指挥GIS与测绘及制图数据建库数据生产地图出版数据分发和共享GIS与规划资料整理和归档项目审批辅助决策人居环境可视化为其它部门提供服务和信息GIS与基础设施资源管理设施规划与优化业务处理决策支持野外数据采集GIS与电信网络资源管理网络规划与设计网络优化与选址市场和销售位置服务GIS与公安和警务组织警用信息公共安全预案情况监控和移动目标跟踪公安指挥调度对移动终端的辅助犯罪分析和刑侦GIS与应急各种信息的获取和组织灾害的预防灾害模拟与评估应急响应与实时控制中心与其它系统的联动GIS与商业和经济发展选址分析消费行为分析顾客分析区域经济分析可持续发展与BI系统的整合GIS与公路交通资产和设施管理运营管理安全管理道路和桥梁监测设计和建设智能交通GIS与港口交通基础设施管理商务和运营航道管理制作海图港口安全货物运输港口和船舶监控GIS和物流路径优化和排程资产管理和跟踪选址分析供应链管理GIS与环保污染监测环境规划与管理环境系统分析应急与辅助决策环保信息发布GIS与卫生卫生监控疾病爆发分析医院和社区医疗流行病统计与预测卫生应急GIS与水利防汛抗旱水资源管理水土保持水文监测流域规划农田水利设施管理水利水电规划设计GIS与地方政府建立GIS的portal 协调各个部门的应用城市网格管理GIS的特殊价值作为一种管理人类行为的基础框架存在,将GIS整合在信息处理和工作流中，知道我们的行为(度量---分析---建模---规划---决策---行动)，GIS帮助我们理解这个世界提高效率节约费用提升决策能力更容易-交流信息，协同工作地理信息系统的发展趋势(1)GIS与遥感和全球定位系统进一步结合，构成地理学日趋完善的技术体系；(2) 空间数据结构与数据管理的研究更加深入；(3) GIS应用模型开发日趋加强；(4) GIS智能化；(5) GIS网络化；(6) 三维GIS的研究不断深入；(7) 宏观与微观应用进一步加强，并形成新的产业。

地理数据分类1几何数据---几何坐标2关系数据（度量关系延伸关系拓扑关系）3属性数据（定性定量）GIS的软件系统应用分析软件{1GIS软件（数据输入和校验数据存储和管理数据变换分析数据显示和输出用户接口模块）2计算机系统软件（操作系统汇编程序编译程序服务程序）GIS的硬件系统计算机主机{1输入设备（数字化仪扫描仪键盘数字像机）2输出设备（显示器绘图机打印机校片纪录仪）3存储设备（软盘硬盘磁带机光盘读写器）地理信息系统的发展概况1.起步阶段（60年代），注重空间数据的地学处理2.发展阶段（70年代），注重空间地理信息的管理，受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视3.推广应用阶段（80年代），注重空间决策支持分析4.用户时代（90年代后）, 注重GIS社会应用与服务，GIS技术迅猛发展5.国外主流GIS软件我国GIS的发展1.准备阶段（70年代）2.试验阶段（80年代）3.全面发展阶段（90年代）4.国产主流GIS软件地理空间坐标系地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。

通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。

法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度ψ。

过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度λ。

地图投影将地球椭球面上的点映射到平面上的方法为什么要进行投影1地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算2地球椭球体为不可展曲面3地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析投影实质建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x ，y ）之间的函数关系： 当给定不同的具体条件时，将得到不同类型的投影方式。

地图投影：GIS GIS 以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信息则在地球椭球上，因此地图投影在GIS 中不可缺少。

GIS 数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。

GIS 中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。

地图投影：投影选择因素制图区域的地理位置、形状和范围 制图比例尺 地图内容 出版方式空间对象的描述要素编码：区别不同的实体，包括分类码和识别码。

分类 码 表识空间对象的类别，而识别码对每个空间对象进行表识，是唯一的。

位置：坐标形式给出空间对象的空间位置 类型：空间对象所属的实体类型，或有那些实体组成 行为：空间对象所具备的行为和功能 属性：空间对象所对应的非几何信息 说明：实体数据来源、精度等 关系：与其他实体之间的关系地理数据的类型属性数据：描述空间对象属性特征的数据，又称非几何数据，如类型、名称、性质等，一般通过代码给予表达 几何数据：描述空间对象空间特征的数据，也称位置数据、定位数据，一般用经纬度、坐标表达关系数据：描述空间对象的空间关系的数据，如邻接、包含、关联等，一般通过拓扑关系表达。

地理数据的特征属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。

空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。

时间特征：描述空间对象随时间的变化元数据一般都认为元数据就是 “关于数据的数据”。

元数据的主要作用1帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档2提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据3提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息 4帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断5提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

元数据的内容对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明 对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等 对数据处理信息的说明，如量纲的转换等 数据转换方法的描述 对数据库的更新、集成方法等的说明基本拓扑关系关联：不同拓扑元素之间的关系 邻接：相同拓扑元素之间的关系 包含：面与其他元素之间的关系 层次：相同拓扑元素之间的层次关系 拓扑元素量之间的关系：欧拉公式遥感遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术遥感系统遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分),(),(21ϕλϕλf y f x ==),(),(21ϕλϕλf y f x ==遥感的分类按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感；航天遥感等。

按传感器的探测波段分类：紫外遥感0.05 ~ 0.38 μｍ可见光遥感0.38 ~ 0.76 μｍ红外遥感0.76 ~ 1000μｍ微波遥感1 mm ~ 10 m多波段遥感：传感器由若干个窄波段组成。

按工作方式分类：主动遥感；被动遥感。

按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感、城市遥感遥感的特点1大面积的同步观测---- 瞬时信息获取范围2时效性---- 同一地区信息获取的重复周期3信息的综合性和可比性---- 地球表面自然与人文景观的综合反映，卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性4经济性---- 与传统信息获取手段相比5局限性---- 相对于整个电磁波谱段而言电磁波（电磁辐射）：电磁振源产生的电磁振荡在空间的传播电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表称为电磁波谱电磁波的性质：波长与频率成反比；两者的乘积为光速；电磁波传播到气体、固体、液体介质时，会发生反射、折射、透射、吸收等现象辐射源：任何物体都是辐射源。

不仅能够吸收其他物体对它的辐射，也能够向外（发出）辐射辐射能量（W）：电磁辐射的能量，单位：J（焦耳）绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体太阳常数：在不受大气影响的情况下，距太阳一个天文单位垂直于太阳辐射方向上，单位面积单位时间内黑体接受到的太阳辐射能量太阳辐射（太阳光谱）的主要特征(1)太阳辐射到达大气层顶时与60000K黑体的辐射能特征基本相同：辐射能的强度特征、辐射能随波长的分布特征(2)太阳辐射穿过大气层到达地面后，被大气反射、散射和吸收强度有所减少，而且存在多个O3、CO2、H2O的吸收带。

(3)在0.3~0.47μｍ范围内，随波长的增加太阳辐射能急剧增长，在0.47μｍ左右达到极大值；随波长的继续增大，太阳辐射能逐渐减少，在中红外波段，太阳辐射能已相当微弱(4)在0.6μｍ附近有一个O3的吸收带；在0.7、0.9、1.1μｍ附近有三个水汽的吸收带、在1.4和1.9μｍ附近太阳辐射能完全被吸收；CO2 的强吸收带在2.7和4.3μｍ附近(5)到达地面的太阳辐射能43.5%集中在可见光波段38.6%集中在近红外波段。

瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射；主要由大气中的原子和分子引起。

散射强度与波长的四次方成反比，I ∝λ-4 米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射；主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。

散射强度与波长的二次方成反比，I ∝λ-2 。

米氏散射在光线前进方向比向后方的散射更强。

微波遥感的特点：(1) 全天候、全天时的信息获取能(2) 对某些地物的特殊识别能力,如水和冰(微波波段发射率的差异)(3) 对冰、雪、森林、土壤（尤其对干燥、松散物质）有一定的穿透能力(4) 适宜对海面动态情况(海面风、海浪）进行监测雷达遥感的信息特征(1) 雷达影像的色调差异主要取决于回波的强弱(2) 一般来说,距离近的物体回波强,距离远的物体回波较弱(3) 金属物体往往都有较强的回波(4) 平行于航向的物体回波较强(5) 受地形起伏的影响,雷达波不能到达之处,形成雷达阴影(6) 受天线角度影响,地面镜面目标无回波(7) 在雷达影像上,线状地物一般比较清(8) 雷达影像的立体感较强遥感图像的特征1空间分辨率：扫描成像----像元：扫描仪瞬时视场所对应的地面实际大小摄影成像----线对/米。