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简介
这是一个地理信息系统基础复习学案课件PPT，这节课主要是了解 GIS的起因 GIS的发展史 GIS与相关学科的关系等介绍。地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，也有称GIS为“地理信息科学”，欢迎点击下载哦。欢迎点击下载
地理信息系统基础复习学案课件PPT是由红软PPT免费下载网推荐的一款地理课件PPT类型的PowerPoint.
地理信息系统基础
第一部分、GIS发展趋势
GIS的起因
GIS的发展史
GIS与相关学科的关系
GIS的发展
1）GIS的开拓期（60年代）
2）GIS的巩固发展时期（70年代）
3）GIS技术大发展时期（80年代）
4）GIS应用普及时期（90年代）
5）网络GIS和因特网GIS时期（90年代中期～）
GIS与相关学科
第二部分 GIS的基本概念和理论
GIS的基本概念
GIS的基本组成
GIS的功能
GIS的类型
GIS基本内容
GIS与其他系统的区别
一、GIS的基本概念
数据、信息和地理信息
信息系统和地理信息系统
GIS定义
二、GIS的组成—概论
GIS的组成—硬件—基本配置
GIS的组成—硬件—应用模式
GIS的组成—硬件—应用模式
GIS的组成—硬件—应用模式
GIS的组成—软件结构
GIS的组成—软件—GIS软件
GIS的组成—空间数据
GIS的组成—管理人员
三、GIS的功能（基本功能和应用功能）
基本功能：
数据采集与输入；数据编辑、处理与变换；数据存储与管理；空间查询与分析；产品制作与输出；二次开发与编程
应用功能：资源管理；区域与城市规划；国土监测；辅助决策
五、GIS基本内容
第三部分 GIS的空间地学基础
地球模型
坐标参考系统
地图投影
地图比例尺
地理数据特征
空间对象
拓扑关系的生成
地理数据：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
地理数据：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。
空间对象：类型
空间对象一般按地形维数进行归类划分
点：零维
线：一维
面：二维
体：三维
时间：通常以第四维表达，但目前GIS还很难处理时间属性。
空间对象的维数与比例尺是相关的
空间对象：描述要素
空间对象：空间关系表达
描述空间对象之间的空间相互作用关系
方法
绝对关系: 坐标、角度、方位、距离等；
相对关系：相邻、包含、关联等
相对关系类型
拓扑空间关系：描述空间对象的相邻、包含等
顺序空间关系：描述空间对象在空间上的排列次序，如前后、左右、东、西、南、北等。
度量空间关系：描述空间对象之间的距离等。
地图、遥感影象上的空间关系是通过图形识别的，在GIS中的空间关系则必须显式的进行定义和表达。
空间关系的描述多种多样，目前尚未有具体的标准和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法进行描述
空间对象：拓扑空间关系
基于点集拓扑理论
拓扑元素：
点：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点
线：两结点之间的有序弧段，包括链、弧段和线段
面：若干弧段组成的多边形
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
点、线、面之间的拓扑关系
第四部分 GIS数据的获取和处理
复习、巩固、学习的内容——
空间数据获取来源分类
空间数据采集方法汇总
空间数据编辑
投影变换
坐标平移、变换
空间数据误差纠正
空间数据压缩
空间插值
GIS的数据来源—分类表
数据质量信息
数据采集日期(现势性)
位置精度(几何精度)
分类精度(属性精度)
完整性
数据采集与编码方法
数据编辑内容与方法
空间数据编辑的必要性
修正数据输入错误
维护数据的完整性和一致性
更新地理信息
空间数据编辑内容
数据不完整、重复
空间数据位置不正确
空间数据比例尺不准确
空间数据变形
几何和属性连接有误
属性数据不完整
主要方法
叠合比较法
目视检查法
逻辑检查法
常见数据输入错误
图纸移动
图纸变形
制图误差
数字化误差
各种误差将影响到GIS数据处理的各个环节
数据格式转换
数据结构转换
相同数据结构的不同组织形式转换
矢量拓扑结构变换
栅格数据转换
不同数据结构转换
矢量到栅格
栅格到矢量
不同介质转换
第五部分 GIS的空间数据结构
矢量数据结构
栅格数据结构
矢量数据结构
定义：
矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。
点：空间的一个坐标点；
线：多个点组成的弧段；
面：多个弧段组成的封闭多边形；
获取方法
定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）
地图数字化
间接获取
栅格数据转换
空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）
矢量数据表达
简单数据结构
拓扑数据结构
属性数据组织
矢量数据表达—简单数据结构
只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。又称面条结构。
存储：
独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；
点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成
特征
无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询
公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性
多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂；
处理嵌套多边形比较麻烦
适用范围：
制图及一般查询，不适合复杂的空间分析
矢量数据表达—拓扑数据结构
不仅表达几何位置和属性，还表示空间关系
表达对象：关联关系
表达方式
全显式表达
部分显式表达
拓扑结构：是否需要拓扑结构?
应用目的
制图或一般查询，可不要拓扑结构
空间分析，则应建立拓扑关系
服务对象和系统数据结构
面状目标：面-弧、弧-面
网络目标：点-弧、弧-点
矢量数据结构：属性数据表达与组织
矢量数据结构：特点
用离散的点描述空间对象与特征，定位明显，属性隐含
用拓扑关系描述空间对象之间的关系
面向目标操作，精度高，数据冗余度小
与遥感等图象数据难以结合
输出图形质量好
定义
以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说，栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。
每个栅格单元只能存在一个值。
对于栅格数据结构
点：为一个像元
线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合。
面：聚集在一起的相邻像元集合。
获取方式：
遥感数据
图片扫描数据
矢量数据转换
手工方式
栅格数据坐标系
栅格数据压缩编码方案
栅格数据的分层
栅格数据的组织方法
栅格数据特点
栅格数据结构：压缩编码方案
栅格数据结构：特点
离散的量化栅格值表示空间对象
位置隐含，属性明显
数据结构简单，易于遥感数据结合，但数据量大
几何和属性偏差
面向位置的数据结构，难以建立空间对象之间的关系
矢量栅格数据比较
第六部分 空间数据组织
一、传统数据库系统的数据模型
二、空间数据模型
一、传统数据库系统的数据模型
1、基本概念
2、层次模型
3、网络模型
4、关系模型
数据模型
数据库的核心问题是模型问题
数据模型是数据库中对数据逻辑组织形式的描述
数据模型是对现实世界部分现象的抽象，描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。
数据模型的三要素：数据结构、数据操作、数据约束条件。
传统数据库与空间数据库的比较
现行空间数据库管理方案
基于文件与关系式数据库的空间数据混合管理方案
基于关系式数据库的空间数据管理方案
基于对象—关系式数据库的空间数据管理方案。
全关系式数据库管理方案
属性数据、几何数据同时采用关系式数据库进行管理
空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接，数据存取较快
属间接存取，效率比DBMS的直接存取慢，特别是涉及空间查询、对象嵌套等复杂的空间操作
GIS软件：System9，Small World、Geovision等
对象关系数据库管理方案
对现有的关系数据库进行扩展，增加空间数据类型
解决了空间数据变长记录的存储问题，由数据库软件商开发，效率较高
用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义，因而不能将设计的拓扑结构进行存储
GIS软件：TIGER，Geo++、Geo Tropics等
GIS定义—概念框架
GIS定义—对GIS的理解
GIS的物理外壳是计算机化的技术系统
数据采集系统、数据管理系统、数据处理和分析系统、可视化表达与输出系统等组成，影响着GIS硬件平台、系统效率和功能、数据处理方式和产品类型。
GIS的操作对象是空间数据
地理数据—属性数据、几何数据、时间数据。GIS对空间数据的管理好操作，是GIS区别于其它信息系统的根本标志，也是技术难点之一。
GIS定义—对GIS的理解（续）
GIS的技术优势在于它的空间分析能力
GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息，这是GIS的重要贡献。
GIS与地理学、测绘学联系紧密
地理学是GIS的理论依托，为GIS提供有关空间分析的基本观点和方法。测绘学为GIS提供各种定位数据，其理论和算法可直接用于空间数据的变换和处理。
GIS引入地学界，如同Fortran语言引入计算机科学界一样重要。
美国学者 K. I.兰菲尔
GIS定义—GIS在信息系统中的位置
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