第一讲 地理信息系统概论

地理信息系统概论电子教案第一章：地理信息系统概述1.1 地理信息系统的定义1.2 地理信息系统的组成1.3 地理信息系统的应用领域1.4 地理信息系统的发展历程第二章：地理信息系统技术基础2.1 遥感技术2.2 全球定位系统（GPS）2.3 数字地形模型2.4 空间数据库第三章：地理信息系统数据3.1 数据类型与质量3.2 数据采集与处理3.3 数据存储与管理3.4 数据可视化第四章：地理信息系统软件与应用4.1 常见GIS软件介绍4.2 GIS软件的操作与应用4.3 地理信息系统软件的选择与评价4.4 案例分析：地理信息系统在实际项目中的应用第五章：地理信息系统的前景与发展趋势5.1 云计算与大数据在GIS中的应用5.2 与深度学习技术在GIS领域的发展5.3 物联网技术与GIS的融合5.4 未来地理信息系统的发展方向第六章：空间分析与地理信息系统6.1 空间分析基本概念6.2 空间分析方法6.3 空间数据分析实例6.4 空间分析在实际应用中的价值第七章：地理信息系统设计与开发7.1 系统需求分析7.2 系统设计原则7.3 系统开发流程7.4 系统维护与管理第八章：土地管理中的应用8.1 土地资源调查8.2 土地利用规划8.3 土地管理监测与评估8.4 案例分析：我国土地管理中GIS的应用第九章：城市规划与管理中的应用9.1 城市规划概述9.2 城市规划与管理中的GIS技术9.3 城市基础设施管理9.4 案例分析：GIS在城市规划与管理中的应用实例第十章：环境保护与监测中的应用10.1 环境保护概述10.2 环境监测与评估10.3 环境影响评价10.4 案例分析：GIS在环境保护与监测中的应用实例第十一章：交通规划与管理中的应用11.1 交通规划概述11.2 交通网络分析11.3 公共交通规划与管理11.4 案例分析：GIS在交通规划与管理中的应用实例第十二章：水资源管理中的应用12.1 水资源管理概述12.2 水文分析与模拟12.3 水资源分配与规划12.4 案例分析：GIS在水资源管理中的应用实例第十三章：灾害管理与应急响应13.1 灾害类型与风险评估13.2 灾害管理与应急响应流程13.3 GIS在灾害管理与应急响应中的应用13.4 案例分析：GIS在自然灾害应对中的应用实例第十四章：农业与农村发展中的应用14.1 农业地理信息系统概述14.2 农田管理与农业决策支持14.3 农村发展规划与扶贫14.4 案例分析：GIS在农业与农村发展中的应用实例第十五章：GIS伦理与法律问题15.1 GIS数据与隐私权15.2 地图设计与版权15.3 GIS信息安全与合规性15.4 案例分析：GIS伦理与法律问题实例分析重点和难点解析本文档为您提供了一份关于地理信息系统概论的教学教案，内容涵盖了地理信息系统的定义、技术基础、数据、软件与应用、前景与发展趋势，以及在土地管理、城市规划与管理、环境保护与监测、交通规划与管理、水资源管理、灾害管理与应急响应、农业与农村发展等领域的应用。

地理信息系统概论（2012）地理信息系统（GIS）是一种集成了地理学、计算机科学、遥感技术和统计学等多学科技术的综合性系统。

它主要用于采集、存储、管理、分析和展示与地理空间位置相关的数据。

自20世纪60年代诞生以来，GIS技术不断发展，如今已成为我国国民经济和社会发展的重要支撑。

一、地理信息系统的基本概念1. 地理信息：地理信息是指与地球表面位置相关的自然、人文现象的信息。

它包括地形、地貌、气候、水文、土壤、植被、人口、交通、建筑等各种类型的数据。

2. 空间数据：空间数据是描述地理现象位置、形状、大小及其分布特征的数据。

它包括矢量数据和栅格数据两种类型。

3. 属性数据：属性数据是与空间数据相对应的，用于描述地理现象特征的文字、数字和符号等信息。

4. 空间分析：空间分析是地理信息系统的核心功能，通过对空间数据进行处理和分析，揭示地理现象的分布规律、时空变化和相互关系。

二、地理信息系统的组成1. 空间数据采集与输入：空间数据采集是GIS的基础，主要包括野外调查、地图数字化、遥感影像处理等方法。

2. 数据存储与管理：GIS数据存储与管理采用数据库技术，实现对空间数据和属性数据的统一管理。

3. 数据处理与分析：数据处理与分析是GIS的核心，包括空间查询、叠加分析、缓冲区分析、网络分析等功能。

4. 地图制作与输出：地图制作是GIS的重要应用，通过地图展示地理信息的空间分布特征。

5. 软件与硬件平台：GIS软件是系统的运行环境，硬件平台包括计算机、服务器、网络设备等。

三、地理信息系统的应用领域1. 国土资源管理：GIS在国土资源调查、评价、规划等方面具有广泛应用，有助于提高国土资源利用效率。

2. 城市规划与管理：GIS为城市规划、建设、管理提供空间数据支持，实现城市可持续发展。

3. 环境保护：GIS在环境监测、污染源分析、生态保护等方面发挥重要作用。

4. 交通规划与管理：GIS为交通规划、道路设计、交通管理提供技术支持。

《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。

信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。

在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。

例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。

1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。

地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。

GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。

例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。

1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。

硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。

例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。

1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。

数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。

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）。

如果说地图是地理学的第二代语言，那么地理信息系统就是地理学的第三代语言。

陈述彭简单的说，地理信息系统是回答如下问题的信息系统——“哪里”。

Henry Tom第一章地理信息系统概论导读：本章介绍了地理信息系统的一些最基本的、但又是非常重要的概念，包括信息、数据、信息系统、空间数据、空间信息和地理信息系统。

有些概念，如空间信息和空间数据，还将得到进一步的阐述，实际上，空间数据也是本书中描述GIS功能的核心。

GIS既是一项技术，也是一门学科，本章也介绍了它的主要研究内容以及与其它学科，如地理学、地图学、遥感等的关系。

本章同时介绍了GIS的组成、分类、功能、发展历史和展望，这些将在后面的章节中更为详尽地被描述。

1．地理信息系统的基本概念1．1信息、数据、地理数据与地理信息1．1．1信息（Information）1）信息的含义信息是近代科学的一个专门术语，已广泛地应用于社会各个领域。

狭义信息论将信息定义为“两次不定性之差”，即指人们获得信息前后对事物认识的差别；广义信息论认为，信息是指主体（人、生物或机器）与外部客体（环境、其他人、生物或机器）之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。

本书采用的定义为：信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。

2）信息的特点信息具有以下特点：●客观性：任何信息都是与客观事实紧密相关的，这是信息正确性和精确度的保证；●实用性：信息对决策是十分重要的，信息系统将地理空间的巨大数据流收集、组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息；●传输性：信息可以在信息发送者和接受者之间传输，既包括系统把有用信息送至终端设备（包括远程终端）和以一定的形式或格式提供给有关用户，也包括信息在系统内各个子系统之间的流转和交换，如网络传输技术；●共享性：信息与实物不同，信息可以传输给多个用户，为多个用户共享，而其本身并无损失。

《地理信息系统概论》电子教案第一章：地理信息系统概述1.1 地理信息系统的定义1.2 地理信息系统的组成1.3 地理信息系统的发展历程1.4 地理信息系统在各领域的应用第二章：地理信息系统的关键技术2.1 遥感技术2.2 全球定位系统（GPS）2.3 数字地形模型2.4 空间数据库技术第三章：地理信息系统软件与硬件3.1 常见的GIS软件介绍3.2 GIS软件的操作界面及基本功能3.3 GIS硬件设备介绍3.4 GIS软件与硬件的选型及配置第四章：地理信息系统的数据处理与分析4.1 空间数据采集与处理4.2 属性数据采集与处理4.3 空间数据分析方法4.4 属性数据分析方法第五章：地理信息系统的应用案例5.1 城市规划与管理5.2 环境保护与监测5.3 农业资源调查与规划5.4 交通运输规划与管理第六章：地理信息系统的应用领域6.1 土地管理与规划6.2 资源与环境管理6.3 城市规划与建设6.4 交通运输与物流管理6.5 公共安全与紧急救援第七章：空间建模与分析7.1 空间建模方法7.2 空间分析算法7.3 空间数据分析案例7.4 空间建模与分析在实际应用中的应用第八章：遥感与GIS的结合应用8.1 遥感技术概述8.2 遥感数据处理与分析8.3 遥感与GIS的集成应用8.4 遥感与GIS在实际案例中的应用第九章：地理信息系统的发展趋势9.1 云计算与GIS9.2 大数据与GIS9.3 物联网与GIS9.4 与GIS9.5 GIS的未来发展趋势第十章：地理信息系统的实践操作10.1 GIS软件的操作流程10.2 空间数据的采集与处理实践10.3 空间数据分析与可视化实践10.4 地理信息系统应用案例的实践操作重点和难点解析重点环节1：地理信息系统的定义与组成解析：理解GIS的基本概念和组成部分是学习GIS的基础。

学生需要掌握GIS 的定义、功能、主要组成部分（如硬件、软件、数据和人员）以及它们之间的关系。