Course of Geographic Course of Geographic Information SystemInformation System

地理信息系统

**** 信息技术在城市规划中的应用 ****

第二篇 GIS

建筑工程管理系城市规划教研室

主讲人：刘英

前 言

一、课程意义

二、课程安排

三、参考书籍

四、参考专业网站

1 、信息时代特点 1 ）信息的巨大物化力量 2 ）信息资源的科学管理和充分利用 3 ）信息产业的形成与壮大

前 言

一、课程意义

第二至四章： GIS 数据结构、 数据采集、输入，数据处理， 管理、查询和空间分析

第五章： GIS 系统的应用

三、参考教材三、参考教材

四、参考专业网站和期刊四、参考专业网站和期刊

• GIS 帝国论坛（ www.gisempire.com）

• GIS 空间站（ www.gissky.net）

• GIS 探索者（ www.gissky.cn）

• 地理信息系统论坛（ www.gisforum.net )

• 中国 GIS 协会（ www.cagis.org.cn ）

• http://www.esri.com/

• http://www.gis.com/index.cfm

专业期刊：专业期刊：

• 中国图像图形学报

• Int. J. of GIS

• Remote sensing of environment

• Phtotogrammetric engineer and RS

• J. of Geodesy （测地学杂志）

• Int. J. of RS

• Earth Observation and RS

是数据、消息中所包含的意义，不随载体形式的改变而改变。

与客观事实紧密相关。

实用性：对决策十分重要。可以在发送和接收者之间传输。可以传输给多个用户，实现共享，本身无损失。

符号、

。

只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。

它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。

：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系。

：二维与多专题第三维信息结构的组合。

：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化

2 、地理信息系统（ Geographical Information System ）

1 ）定义： “GIS 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来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)

2 ）理解： A ： GIS 是计算机系统，具有系统的基本功能，数据采集、管理、分析和表达； B ： GIS 的处理对象是有关的地理分布数据，也就是空间数据。

（ 1 ） GIS 的物理外壳是计算机化的技术系统：该系统又由若干个相互关

联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析

子系统、可视化表达与输出子系统等。

（ 2 ） GIS 的对象是地理实体：每一个地理数据都按统一的地理坐标进行

编码，实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述。以地理实体数据作

为处理和操作的主要对象，这是 GIS 区别于其他类型信息系统的根本标志。

（ 3 ） GIS 的技术优势：在于它的混合数据结构和有效的数据集成、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

形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能

等。

全面理解 GIS ：

 3 ）分类：

根据其研究范围：全球性信息系统

区域性信息系统；

根据其研究内容： 专题信息系统

综合信息系统；

根据其使用的数据模型：

矢量信息系统

栅格信息系统

混合型信息系统。

面向对象技术与 GIS ：真三维 GIS 和时空 GIS ：GIS 应用模型：开发地理信息建模系统，它能支持面向用户的空间分析模型的

定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于 GIS 的分析、建模和决策，

Internet GIS ：利用 Internet 在 Web 上发布和出版空间数据，为用户提供空间

数据浏览、查询、制作专题图和分析的功能，

GIS 与专家系统： 专家系统研究的是利用计算机模拟人类专家的推理思维过程，系统根据知识库中的知识，对输入的原始事实进行复杂推理，并作出判断和决策，从而起到人类专家的作用。GIS 与虚拟现实技术的结合：采用虚拟现实中的可视化技术，在三维空间中

模拟和重建逼真的、可操作的地理三维实体， GIS 用户在客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理、分析空间实体数据。

三、当代地理信息系统发展动态：

：从计算机的角度看， GIS 是由软件、硬件、数据和用户组成。

GIS 应用软件在 GIS 软件层次的外层，外层以内层软件为基础，共同完成用户指定的任务

GIS 数据分层输入

GIS 数据分层概念图

城市环境评价

资源管理 (Resource Management)

主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源 ( 如土地、森林、草场 ) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。资源配置 (Resource Configuration)

在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。 GIS 在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。城市规划和管理 (Urban Planning and Management)

空间规划是 GIS 的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面 ( 城市资源配置问题 ) 等。

GIS 应用领域：

生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)

区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。 应急响应 (Emergency Response)

解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。 地学研究与应用 (Application in GeoScience)

地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。 ArcInfo 系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助 GIS 技术可以高效、高质量地完成这些工作。

商业与市场 (Business and Marketing)

商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构 (年龄构成、性别构成、文化水平 ) 、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。　 基础设施管理 (Facilities Management)

城市的地上地下基础设施 (电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等 )广泛分布于城市的各个角落，它们的管理、统计、汇总都可以借助 GI

S完成，而且可以大大提高工作效率。选址分析 (Site Selecting Analysis)

根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置。

网络分析 (Newwork System Analysis)

建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件 (爆管、断路 ) 等应急处理。警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是 GIS网络分析应用的实例。 可视化应用 (Visualization Application)

以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。 分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)

随着网络和 Internet 技术的发展，运行于 Intranet或 Internet 环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。