论文：地理信息系统原理与应用

论文：地理信息系统原理与应用 地理信息系统原理与应用 参考提纲 同济大学城市规划与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 现代技术实验室 2005.8 第一章 地理信息系统的产生与发展 一、 传统地图在分析、 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达空间信息上的局限性 信息负荷量小(幅面限制、内容重叠限制) 量算、统计精度低 查找、分类、重新分类不方便 复杂分析难以进行 地图和地图、地图和其它信息之间建立联系不便。 更新复杂～特别是局部更新工作量大 二、 地理信息系统的发展过程 1950年代末-60年代末萌发于若干相互独立的领域～早期的探索领域: 1( 土地资源分析和成果表达 (Teryy Coppock, CGIS～澳大利亚) 2( 交通问题研究 (Duance Marble) 3( 计算机地图制图 (David Bickmore & Ray Boyle) 4( 景观规划、设计 (MacHarg) 5( 人口统计 (DIME) 6( 遥感信息的利用 7( 地籍管理(奥地利) 1970年代侧重技术研究。研究空间数据的储存、检索、转换、分析、表达的技术问题～实用系统的进展不显著。 1980年代开始实用。计算机(工作站)成本下降～GIS软件通用化、商品化～各种实用系统大量涌现。 1990年代推广、普及。软件进一步改进～二次开发简化～易学易用～便于集成～GIS应用已渗透到和地理空间信息处理的各个领域～并和非GIS应用相结合(地籍、农业、水资源、林业、地质、环保、公用事业、基础设施、城市规划、治安、防灾、商务、社会研究、军事、…)。 21世纪广泛应用～大众化、专业化两个方向发展。 1 三、地理信息系统的发展动力 ,一,社会需要 资源紧张、环境问题激化～环境意识增强 城市化进程快～建设规模大(发展中国家) 土地开发～ 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 建设难度越来越大 基础设施维护费用上升 交通方便～运输量增加～人、财、物空间流动性提高 社会、经济的空间特征变化 军事用途关系密切 一般公众使用 ,二,技术可能 计算机主机:运算速度提高、容量增大、成本下降～体积缩小～管理维护简便。 计算机外设:显示器、打印机、绘图仪、扫描仪、外部存储器、多媒体输入、输出设备～性能提高、成本下降。 网络通讯:局域网轻而易举～远程网、互联网方兴未艾。 计算机软件:图形处理、图像处理、数据库、人机界面、开发工具、应用集成、多民族语言…。 数据获取:航测、遥感、卫星定位系统～野外现场数字化采集。 ,三,政府推动 基础数据的公益化 美国:National Spatial Data Infrastructure 欧洲:European Data Infrastructure 人才培训与科学研究 四、什么是地理信息系统(Geographic Information System，GIS) ,一,以计算机为基础的综合性应用技术 信息获取与输入、数据储存与管理、数据查询与分析、成果表达与输出。 GIS所处理的数据: 空间、地图、几何数据:矢量图形、栅格图像 文字、非几何数据:表状属性、正文、其他(声音、图片、动画、…) GIS与CAD的区别:CAD空间查询、分析功能弱～GIS不适合工程设计。 2 ,二, 以GIS技术为核心的实用信息系统 GIS技术本身的发展需要理论探索～但是GIS的发展动力是为了解决应用问题～不是解 决理论问题。地理信息系统与地理信息科学有差异。 ,三, GIS的数据构成 空间事物类型 典型对象 典型属性 图形图象表达形式 1,点 学校、环保监测站 规模、有关监测指标 点状符号 2,线 道路、电缆、水系 交通量、电压、水质 线型 3,面,多边形, 地块、行政区 土地使用、人口 填充符号、边界线 4,网络 交通系统 交通量、交叉口延误 结点符号、线段线型 5,三维表面 地形、土壤 高程、土壤成分 彩色图像、立体网状图 辅助地图注记 地名、高程 制图参数 文字、辅助线、点符号 ,四, 实用系统的常见类型 数据供应与共享 业务管理 公众查询 分析与决策支持 硬软数人管 件 件 据 员 理 应 用 对 象 ,五, 推广应用的局限性和发展障碍 数据收集、输入、更新工作量大～花费人工多 通用软件的功能有限 人才缺乏～基层人员不熟悉～高层领导不了解～技术人员不全面 3 第二章 数据结构与数据管理 研究数据储存的目的 1(便于检索、更新 2(节省储存空间 3(适应多种应用 4(易于软件开发 一、属性数据储存与管理 输出1处理1 文件1 文件2 输出2处理2文件3 文件4 ...输出3处理3... 文件系统与数据库系统 第一种方式的特点 1. 用户必须知道文件的内部结构 2. 改进处理～往往要改进文件结构 3. 某个文件结构的变化～引起众多程序的修改 输出1处理1 数文件1 据文件2输出2处理2库文件3 管文件4 理...输出3处理3... 第二种方式的特点 1. 数据与应用相对独立 2. 用户数据共享 4 3. 中央化的控制 4. 使用方便 5. 软件复杂、效率低 输出1处理1 数 据 输出2处理2库 管 理 输出3处理3 第三种方式的特点 1. 数据保密性好 2. 软件更复杂 3. 数据库管理软件要求高 ArcView 3.x的Tables是第二种方式～也可以访问第三种方式的数据库 ArcInfo除了有上述2种方式～还可通过ArcCatalog对第三种方式进行管理、维护 基于关系模型的数据库 以表为基础:行(记录)～列,属性、数据项、字段、关键字段, 查询:投影(列)～选择(行)～连接(表与表)～查询的结果仍是表 维护:行:删除、添加、改属性值 列:更名、删除、增加、改类型、改宽度 表:增加、删除、更名 ArcView ArcInfo均有上述功能～后者在维护上更全面 关系数据库的优缺点: 容易理解、直观易懂、查询灵活 维护方便 5 查询效率慢,连接处理计算量大～要靠索引数据, 没有计算机的数据库: 卡片柜??数据库 卡片盒??表 卡片??记录、行 卡片栏目??字段、属性,关键字??查询用、连接用, 地块表 地块编号 地块面积 用地性质 规划容积率 … … … … 申请者表 开发商名称 申请项目编号 … … 项目表 项目所在占地建筑项目开工竣工时间 编号 地块 面积 面积 名称 日期 … … … … … … … 查询一:用地性质是商业的土地有哪些?地块编号、规划容积率怎样? 选择: 用地性质 =“商业” 投影: 地块编号、规划容积率 查询二:1996年正在建设的项目分布在哪些地块～土地使用如何, 6 选择:(开工时间,0 and开工时间,1997) and (竣工时间,1996 or 竣工时间=“0”) 连接:项目表的所在地块 = 地块表的地块编号。 投影:地块编号、用地性质 地块表 地块编号 地块面积 用地性质 规划容积率 … … … … 申请者表 开发商名称 申请项目编号 … … 项目表 项目所在占地建筑项目开工竣工时间 编号 地块 面积 面积 名称 日期 … … … … … … … 查询三:X X 地块已批项目的容积率如何, 选择: 所在地块,“ X X ” 连接: 项目表的所在地块 , 地块表的地块编号 投影: 建筑面积、占地面积、规划容积率 计算: 项目建筑面积之和,项目占地面积之和 7 查询四:X X X 发展商要开发的土地其规划用地性质是什么, 选择: 开发商名称,“X X X” 连接: 申报表的申请项目编号,项目表的项目编号 连接: 项目表的所在地块 , 地块表的地块编号 投影: 用地性质 8 二、空间数据模型 栅格型空间数据模型 2222222222333222 2222222222332222 2221222223322222 2111122223322222 2111112233222211 2211122233222111 2221222233221111 2222222332222111 2222222332222111 2222223322222222 2222223222222222 2222232222222222 112221 111222 CountValue112444141 33344327 313433333 48433331 411111 栅格数据结构的特点: ,、用单元填满空间 ,、数据结构简单～存储方便 ？、有限的多重属性,栅格取值应整数, ,、分辨率的提高和数据量之间呈平方指数关系 5、为了减少数据量～产生了多种压缩存储量的数据结构 6、对大数据量栅格～金字塔索引可以平衡分辨率和显示、查询速度之间的矛盾 ArcView ArcInfo具有通用的图象显示功能、Grid数据分析功能 9 矢量型空间数据模型,点、线、面是简单矢量～网络是复杂矢量, 性质学校编号班级名称 24301普通 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 城中小学301405 上群中学初中14405 279中心小学22重点小学 12528高中实验中学279125............ 路段编号类型路面材料宽度 101101主干道沥青40 203次干道水泥24187203187支路沥青16 ............ 地块编号土地使用建筑密度容积率7977住宅0.41.57778 商业0.8792.119359320.787办公3.08720146工业0.30.846192............45 矢量型多边形一般采用环状数据结构～公共边界需重复输入 传统线?结点式拓扑结构的四原则: 方向性,线必定从起结点开始到终结点结束, 连接性,线和线的连接处必定是结点, 围合性,面必定是由线围合而成, 相邻性,线必定有左多边形、右多边形, Shape文件为非拓扑的点、线、面～Coverage显性的符合上述原则的拓扑结构 Geodatabase具有隐含的、随时的、多种拓扑关系 10 N1a1a3 a4 AN4 EN2 a5 N6 DCa2N3 a6N5a7 B 多边形编码表线编码表 多边形线终结点左多边形右多边形线起结点 Aa1,a2,a3N2EAN1a1 Ba2a2,a5,0,a6,0,a7EN2N3B Ca7a3N3N1EA Da6a4AN4N1A Ea5范围之外BN3N2A a6BN5N5B a7BN6N6C结点编码表 结点线 N1a1,a3,a4线坐标值表(略) N2a1,a2,a5 N3a2,a3,a5 a4N4 N5a6 N6a7 空间对象相互关系 自身 邻接 相交 相离 包含 重合 点-点 ? ? 点-线 ? ? ? 点-面 ? ? ? 线-线 ? ? ? ? ? ? 线-面 ? ? ? ? ? 面-面 ? ? ? ? ? ? 11 网络,以道路系统为例, 结点号 线段号 A 1 B 2 C 3 D 1, 3, 4, 1, 1BA E 4, 5, 72G F 2, 5, 6, 81FED G 664 H 9C53 I 9, 10, 11, 12 K 12 L 137811 线段号 起结点 终结点J 1 A D10I 2 B F9 3 C DH1312 4 D E 5 E FKL 6 F G 7 E J 8 F J 9 H I 10 I J 11 D I 12 I K 13 J L拓扑数据结构的优缺点 1(图形的修改方便～可由软件检查数据输入的错误～容易保证数据质量 2(便于叠合分析、网络分析、等 3(数据结构复杂～软件复杂 4(建立拓扑关系需花计算时间,当数据量很大时, 临时的、随时的、局部的拓扑结构、空间关系,ArcInfo统称拓扑关系, ArcView 3作网络分析时产生拓扑结构～ArcInfo Geodatabase具有多种空间关系～隐含的拓扑结构 不规则三角网,Triangulated Irregular Network～TIN,～特殊的矢量,拓扑,模型。原始数据是矢量样本点～将样本点用直线相互连接～形成不规则的三角形网络～网络的结点就是样本点～如果每个样本点有自己的高程值～每个三角形就相当于三维空间中的一个斜面～TIN模型最常用的对象是地形～也可以用在某些自然环境、社会经济领域。 12 ArcView ArcMap可以自动从样本点产生TIN～三维显示～还可作进一步分析。 ############## ############################## ########################### ##################### ################# #################### ############## ###### TIN模型的二维显示 TIN模型的三维显示 矢量型数据结构的比较 简单,环状,数据结构 链——结点式拓扑数据结构 数据结构 简单 复杂 简单查询 快 慢 多边形相邻、嵌套关系 表达难 表达易 网络线段与结点的关系 没有 有 数据编辑、更新 公共边界、网络靠人工公共边界、网络结点由软件自动产 处理 生 分析功能 有限～或者先临时产生多重叠合、网络分析容易 拓扑结构再作分析 常用图形对应矢量数据～图像对应栅格数据。 矢量模型还有连续空间的问题 DIME (Dual Independent Map Encoding双重独立地图编码体系, TIGER (Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing, 以拓扑方式集成化的地理编码和参照体系) 13 空间、属性数据管理方式 应用界面应用界面应用界面应用界面 空间属性空间属性 处理处理处理处理空间属性 处理处理空间属性 处理处理空间数 据管理空间数据属性 DBMS管理特殊DBMS通用DBMS 空间与属性空间与属性空间与属性空间属性 数据库数据库数据库数据库数据库 初期的、简单的传统的目前流行的极少采用的 矢量模型和栅格模型的比较 矢量模型 栅格模型 数据量 小 大 位臵精度 高 低 数据结构 复杂 简单 点、线、面相互关系 丰富 缺乏 多重属性 方便 成组分类 数据输入 手工数字化、野外实测、扫描、遥感、矢量转换、空间插值 扫描后处理、栅格转换 数据更新 局部的 成片的 分析功能 点、线、面相互关系、网边界模糊的连续表面的分析、多层叠 络、叠合 合、地图代数 投影变换 容易 复杂 绘图输出 精细、分类明确 概括的、反映连续变化、渐变 适用对象 几何形态明确、边界确切 几何形态不明确、边界模糊 元数据,Meta-Data,便于用户知道数据的含义 14 数据储存问题的五个层次: 属性数据 空间数据 对现实世界的抽象 属性、数据项、字段 地图,点、线、面、栅格, 数据模型 关系模型 栅格模型、矢量模型,分层、连续, 数据结构 表状结构 简单、游程长度、四分树、环状、拓扑 文件结构 数据库软件决定～用户软件系统本身决定～用户修改余地小 可适当定义 物理储存方式 操作系统、硬件 操作系统、硬件 15 第三章 数据来源、输入与维护 一、数据来源 空间位臵信息获取:野外实地测量、航测遥感 属性信息获取:遥感判读、现场调查、社会调查与统计 数据的分类、编码:唯一性、易识别性、通用性、标准化 二、数据输入方法 属性数据:键盘、扫描、语音、现有数据转换 空间数据:数字化仪、扫描仪、坐标几何、摄影测量矢量化、现有数据转换 纸质地图的数字化 手工数字化仪输入、屏幕鼠标器输入 扫描，后处理:1,不作矢量化、2,全自动矢量化、3,半自动矢量化 全自动矢量化的局限性:,,图上杂点的清除 ,,线型、符号、字符的识别。适用于数据分类要求不高的背景图。 全手工矢量化跟踪的局限性:,,速度慢、易疲劳。 ,,分类有疏忽。？,分辨率与精度有矛盾～适用于专项、局部要素的输入 半自动手工矢量化:结合了上述二种方法的优点。 航空、卫星影像既可用摄影测量方法矢量化～也可简单地人工跟踪矢量化 随着数字测量和GIS的普及～纸质地图数字化的机会越来越少 三、遥感,Remote Sensing, 不同地物对不同电磁波具有不同的反射、发射、吸收的能力～这称为地物的光谱,波谱,特征。利用自然界的电磁波、或人工发射电磁波、或利用地物自身的电磁波～将波谱及其几何位臵记录下来～判读,解译,地表物体的分布规律～实现对地表远距离观察～称为遥感。 遥感的电磁辐射源主要是太阳的可见光和红外线～有时也用微波雷达或地物自身的红外线。 探测、记录电磁波的仪器称传感器～它可以安装在飞机,或气球,上～称航空遥感～也可安装在人造地球卫星上～称航天遥感。航空遥感的灵活性大、针对性强、图像的几何分辨率高。航天遥感的通用性强～卫星可以长期在太空飞行～一日数次或隔数十日一次对相同地物反复观察。 经传感器获取的信息一般是图像信息～常称遥感影像。 16 影像获取的方式:摄影或扫描。 判读、解译:获得遥感图像后可以进一步辨认地物的空间分布、相关特征。 判读、解译的主要依据:波谱特征～物理特征～几何特征。 遥感信息在城市规划中的典型用途 1,地形测绘 2,土地使用调查 3,建筑物调查 4,绿化、植被调查 5,环境调查 6,景观调查 遥感技术的发展 国外商用卫星影像～对地表的分辨率已经达到1.0-0.6米～正在向0.3米迈近。可以制作1:10000-1:5000～甚至1:2000的基础地图。航空影像也在向扫描、数字成像的方向发展。 遥感的局限性 1,图像判读、解译后获得的往往是对地物的大致估计～或间接信息～和实际情况有出入。 2,在很多情况下用计算机判读、解译比用熟练的人工误差大。人工解译工作量大、周期长、因人而异。 3,城市规划中需要地物的社会属性～靠遥感只能间接获取～主要靠实地调查。 4,遥感信息的获取、解译技术还比较复杂～往往需要多种专业人员配合。 四、原始地图的测量 现场解析测量:精度高、中间损失小、野外作业量大。适合大比例、高精度局部更新。 航空航天摄影测量:范围大、外业工作量小～可直接产生栅格数据～也可进一步作矢量化处理。往往受视线遮挡、阴影的影响。适合小比例图的成片更新。 卫星定位技术,GPS,的特点。 五、测量基准和坐标系 椭球系。地球是表面不规则的近似椭球体～重力也不均匀。为此要定义地球椭球体的地心、长轴、短轴～相应的经纬线。目前常用的是GRS,1975,椭球系～WGS,1984,椭球系。 地图投影。将三维椭球体转变成二维平面地图～称地图投影。将有经度、纬度、高程的物体投影成二维平面～就会变形～相互距离、方位、面积就会有误差～不同投影～误差不同,如:等角、等距投影等,～而且在同一张地图中～不同位臵上的物体变形程度不一样。 世 17 界上地图投影有几百种～圆锥投影、圆柱投影、局部平面投影是最常用的三大类～具体方法各有差异。相互距离、方位、面积三个因素总是存在矛盾～如何兼顾～何者优先～决定了采用什么投影、计算方法、相关参数。在中国1:1万-1:50万地图～统一采用高斯-克吕格投影～属圆柱投影的一种～在英美国家常用横轴墨卡托投影,UTM,～它和高斯-克吕格投影原理相同。地图的范围越大,一般比例尺较小,、地图变形越明显～地图的范围越小,一般比例尺较大,、地图变形越不明显。 坐标系和测量控制网。不同地点测量得到地物坐标～需要相互衔接～为此要定义大地测量控制网～可以用全球统一的～原点在地心的坐标系～相应的经纬度、高程控制网～也可以用平面控制网和高程控制网。前种方法没有投影变换～全球统一～后种方法和地图的表达一致。在中国～有全国统一的测量控制网。平面控制网采用54北京坐标系,原点在北京,～80西安坐标系,原点在陕西泾阳,～他们都是根据高斯-克吕格投影建立起来的。高程水准控制网用黄海高程系～原点在青岛。投影、坐标系、控制网三者是相互对应的。 局部坐标系。小范围、大比例地图在距离、面积、方位角量算上局部精度要求高～地表曲率带来的影响却很小～这时可采用局部平面投影～也可认为忽略了投影变形。一般大城市都有独立基准平面、独立平面坐标系、坐标原点～有时也用独立高程系,如上海用吴淞高程系～广东用珠江高程系,。用地方平面坐标系、地方高程系～局部测量方便、精确～但是连续测量的范围不能太大～超出一定距离～和周围其他测量之间的衔接就有问题～而且地表曲率累计影响会变得明显～最常见的是长距离公路、铁路、水利设施的设计和施工～如果坐标系、控制网不一致或精度不够～相互衔接就不准～这时往往使用全国坐标系～或进行高程改正、不同坐标系相互转换。不同坐标系之间的转换～一般有专门的计算公式、方法、参数～有的要进行拟合计算确定某范围的转换公式。某些特殊工程的测量精度要求很高～往往要建立临时的独立坐标系～专用平面控制网、高程控制网。 通常情况下～在大城市内部～大于等于1:5000的地图使用当地独立坐标系,局部平面投影,～小于等于1:10000的地图～或者要和周围地域衔接时～用全国统一坐标系。跨国界的GIS～要根据实际情况选择合适的坐标系。 GIS的坐标系和投影。基础地图测量根据当时、当地历史条件、应用的需要决定坐标系。经过测量～空间数据输入GIS前～往往已经选好了坐标系～一般不需要投影变换。原始数据来源不同～投影不一致时～就需要转换。有了计算机～不同坐标系之间的转换～比手工操作方便、灵活得多～但基本原理相同。 六、数据的社会化服务 18 矢量化基础图～遥感影像图～社会经济调查～资源与环境调查资料 七、数据质量 微观:位臵精度、属性精度、分辨率、逻辑的一致性 宏观:完整性、时间性、过程性 人为:保密、利益、费用、定义与分类 八、空间数据的转换与维护 ,一,栅格与矢量的相互转换 矢量数据的栅格化,相对简单,～栅格数据的矢量化,相对复杂,。 点:扫描地图的符号识别 线:扫描地图的线型识别 面:遥感图像转换成矢量多边形 ,二, 坐标体系的转换 1. 平移、缩放、旋转 2. 投影变换 ,三, 坐标校核 1. 图幅变形校正 2. 接边 ,四,地图的手工编辑 ,五,点、线、面的生成 1. 线的加密与简化 2(拓扑结构自动生成～,典型错误:线太短、太长～线重复、遗漏～多边形重复定义、多边形漏定义, 3(空间与属性数据连接,空间数据和属性数据必须相互有联系才能应用, 4(相同属性的多边形合并 ,六,点状样本产生栅格型数据,空间插值, 数据源:不规则的实测点,样本点, 从样本点估算出附近网格点的值,空间插值～Spatial Interpolation,～单元的大小和插入方法决定输出的精度。 距离倒数权重法,Inverse Distance Weighted,:通用～简单 样条函数法,Spline,:橡皮，钉子～适用于地下水位高程、大气污染 Kriging法:点与点之间在距离、方向上存在相互影响关系～可以预先知道～计算量大～取样地点有限制～用于土壤成份、地质构造。 趋势面法,Trend,:多项式回归,最小二乘法,～事物的起伏规律大致知道～适用于社会经济指标的空间连续特征。 19 ,七,不规则三角网,Triangulated Irregular Network～TIN,也可生成栅格。 ,八,等值线,等高线,的生成。从样本点推算等值线一般用手工方法。栅格数据、不规则三角网可以自动产生等值线。特殊的等值线需要特殊的数学方法。 空间数据输入、维护ArcView 3.x较简单～ArcInfo较全面 20 第四章 空间查询、分析、表达 一、查询与量算(Query and Measure) 图文互访、局部选择、面—点、面—线、面—面、线—点、线—线查询 累计、求和、求平均、周长、距离、面积、体积、形心计算、地址区配 ArcView ArcMap具有良好的空间查询功能～常用的、基本的属性查询功能 二、叠合(overlay) 栅格与栅格叠合 矢量与矢量叠合。 点——面:公共设施的分布 线——面:道路网密度计算、停水停电范围分析 面——面:用地适宜性评价 ArcView ArcMap具有良好的栅格叠合、矢量叠合功能 三、网络(Network) 路径选择、工序安排、负荷估计、设施查找、资源分配、服务范围划分 ArcView Extension具有常用的网络分析功能 四、邻近(Neighborhood，Proximity) 邻近区,缓冲区～Buffer, 泰森多边形,Thiessen Polygon～Voronoi Polygon～Dirichelt～Delaunay, ArcView ArcMap具有常用的邻近分析功能、泰森多边形功能 五、格网(Grid Analysis) 坡度、坡向、剖面、可视性、等值线、距离计算、通道选择、日照强度、侵蚀与淤积、 21 填挖方估计、水文模型。 根据坡度、坡向的不同～对栅格进行再分类计算～得到一个新的栅格 每一个单元～计算与其相邻的,个单元的之间的坡度、坡向 坡度:高程差,d,单元的大小, ArcView ArcMap具有常用的格网分析功能,坡向:每一个单元～通过与相邻,个单元的 关系～计算平均方向或最大的方向。在ArcView 中是最大方向～以方位角0,360度表示 坡向, 六、空间插值(Spatial Interpolation) 空间插值既是数据维护～也是空间分析。 ArcView ArcInfo具有常用的空间插值功能～有TIN功能～用Delaunay原理 六、专题地图的显示、输出(Thematic Mapping) 点:点状符号分类图～符号的大小可以随属性值而变化～角度随属性值倾斜～圆饼统计图,多重属性,。 线:线状符号分类图～线有方向～宽度可随属性值变化。 面:面状符号填充分类图～点密度图～圆饼统计图。 三维表面:彩色分类图、三维网状透视图、日照阴影图、等值线图 注记:字体变化、大小、旋转、倾斜、重叠处理、动态调整、辅助图形 属性注记更新方便～图上注记显示效果好 辅助元素～题目、说明、图例、比例尺、指北针、表格、标记、辅助线、图框、背景。 交互式:直观、灵活。 模板式:减少重复操作。 批处理:不易遗忘。 GIS特点:用属性控制符号～同样的数据鼓励产生不同的地图 CAD特点:图形和数据对应～同样的数据防止产生不同的图形 图例和符号、比例尺和比例、指北针和地图旋转联动 ArcView ArcMap有灵活、方便的专题地图显示、常用的制图功能～TIN模型可三维显示 22 第五章 建立实用地理信息系统的方法与过程 一、信息系统的功能与作用 GIS与实用信息系统。GIS是一种技术～实用信息系统往往要多种技术综合。 事务处理系统,Transaction Processing System,以完成任务本身为目的。 管理信息系统,Management Information System,以改进、完善日常管理为目的。 决策支持系统,Decision Support System,以帮助完成非结构化的决策为目的。 决策支持与决策支持系统有区别。 规划支持系统,Planning Support System,含义较广。 二、一般信息系统的生命周期式开发方法 提出建议 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 评价(3-10%)需求定义信息需求分析(10-20%) 概念设计(3-7%) 详细设计(10-25%) 数据库设计(3-7%)软件编制程序编制(20-40%) 使用规程制订(5-15%) 切换与运行(10-20%)运行与维护维护 检查与总结(2-6%) 以软件为重点的一般,非GIS,信息系统开发生命周期 三、原型化的实施方法 严格生命周期法的缺点: 周期长、见效慢。 23 弹性小、不易返回,瀑布式～Waterfall,～组织机构～外部环境难适应。 不易把握用户的全部需求。 常用于用户要求明确、需求稳定的系统。 原型法的主要步骤: 定义基本的框架性的需求 建立局部性的原型 运行、评价 改进、扩展 再运行、再评价、… 原型法的优缺点: 优点: 缺点: 可通过原型来启发用户需求 软件开发环境要求高,Rapid Application Development, 见效快、易接受 管理协调和质量控制难度大 弹性大、风险小 最终成果不确切～轻易上马 生命周期法和快速原型法相结合 24 第六章 地理信息系统实施中的组织管理 一、提出建议和制定长期计划 ,、上层领导。便于协调、要求过高、换届变更。 ,、基层人员。业务人员:简单实用、左邻右舍关系考虑少。 技术人员:单纯追求技术的先进性～目标不具体。 ？、外部建议。客观性～过分理想化～照搬经验～推销产品。 二、项目的经济评价 1. 基本费用比较法 2. 费用估计 发达国家:数据收集与输入 50%,80% 软件硬件 15%,20% 售后服务 5%,15% 3. 经济评价的局限性 纸上的评价并不令人信服 社会效益与部门利益往往有矛盾 多余人员的出路 日常维护运营费用难估计 很多业务难以评价 三、常用的实施方法 需求评价 经济可行性综合性试验技术可行性 建库、系统安装 部分运行 应用扩展 系统扩展 回顾总结 继续发展 25 四、综合性试验的作用 检验近期的应用是否容易见效 深化费用、效益的估计 显示系统的功能 暴露用户接受系统的难度 检验有关技术问题的难度 预见组织管理上的阻力、对策 提出新的应用 五、信息系统对决策的副作用 信息控制权的争夺 盲目崇拜高新技术 排斥不熟悉技术的人 六、发展策略 以项目为导向～以技术为驱动～以管理为导向～以服务求发展 不同的策略适用不同的应用目标 七、开发人员的组织 自己搞:可培养队伍～周期长～养人多～技术不全面～评价不公正 委托搞:见效快、技术新～自己队伍缺乏锻炼 26 第七章 应用、发展趋势 一、GIS技术已经取得的进展 ,.数据管理。用关系数据库储存矢量空间数据～更加有效的空间索引～C/S模式～大数据量、多用户同时访问数据库。复杂拓扑关系。版本管理。 ,.界面友好～易学易用～容易和其他软件集成。 ？.专用的GIS,公众查询、定位导航、市政公用设施管理、…,。 ,.多种数据格式、不同产品之间相互开放。 5.利用互联网实现数据共享。 6.和非GIS应用相集成,遥感、CAD、办公自动化、景观仿真、…,。 7.和专用模型结合,交通、水文、地质、…, 二、GIS技术的局限性 1.空间分析 2.三维空间 3.数据综合 三、GIS在城市规划中的应用模式 1.由软件人员开发出专门的应用系统～在既定的数据、程序下完成程式化的查询～显示、制图。,操作者不必对GIS有深入了解～用户的需求基本固定, 2.利用现成的数据库～灵活的软件工具,如ArcView～ArcInfo + Extensions,～小工作量的开发～实现查询、分析、显示、制图。,操作者具有城市规划和GIS两方面的知识、经验, 3.有针对性地收集数据～进行专题性分析～为决策、或研究服务。,专业人员为主开展GIS应用～一般情况下专业人员独立开展工作～复杂应用需要多专业合作, 四、推广的障碍 ,.数据来源 数据源构成系统实施的最大成本。开放、共享是降低成本最根本的途径。采用先进的数据采集技术。社会经济资料的空间定位。建立有效的局部、及时更新机制,如:竣工测量、房产地籍测量,。 2.数据标准:(1)内容定义 ? 空间定位 ? 分类编码 ? 交换格式。 3.体制 信息的控制权～工作习惯与权力的调整～费用的承担和产权保护,公益化、商业化,。 4.人才 一般使用人才、专业应用人才、应用系统开发人才、专门的研究人才。 27 28