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第9章 地理信息系统与地图 [教学目的和要求]： 1.掌握地理信息系统的基本概念。 2.掌握GIS的空间分析及GIS应用与地图分析。 3.了解地理信息系统的软件。 [本章重点]：GIS的空间分析及GIS应用与地图分析。 [本章难点]：GIS的空间分析 主要内容 §1 地理信息系统概述 §2 地理信息系统的功能与软件产品 §3 GIS的空间分析 §4 GIS应用与地图分析 地理信息系统与地图 地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS），是一种专业的信息系统，它的对象是那些具有空间属性特征的地理信息。 地理信息系统与地图学有密切联系： 地理信息系统脱胎于地图，并在机助制图基础上发展起来； 图形处理是地理信息系统的重要内容； 地图是地理信息系统中主要的空间数据来源，也是它最终输出的一种主要形式。 地图是地理信息系统的主要支撑。 空间数据表现与地图制图 空间数据的表现功能贯穿于GIS空间数据处理的始终，功能的许多方面，包括符号、专题信息表达、图幅配置、制图综合等，都来源于地图制图，这也表明了地理信息系统和制图学的渊源关系。从某种角度上来讲，地理信息系统可以称为“动态的地图”，它提供了比普通地图更为丰富和灵活的空间数据表现方式，如动态信息表达、虚拟现实等等。但是，从另外的角度来看，制图学又是一门艺术，单纯依靠计算机系统是难以制作完美的地图的，它需要人工的交互干预，如制图综合，目前还没有任何GIS软件能够很好地解决这些问题。 1.概述—地理信息系统数据表现与地图学 地图是记录地理信息的一种图形语言形式，从历史发展的角度来看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式，它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表达、操作和显示提供了成套方法，为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持；同时，地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。但二者又有本质之区别：地图强调的是数据分析、 符号化与显示，而地理信息系统更注重于信息分析。地图学理论与方法对地理信息系统的发展有着重要的影响，特别是地理信息系统中的空间数据表现许多技术来源于地图学，但是，其表现手段更加灵活和丰富。 地理信息系统数据表现与地图学 计算机制图是地图学中较新的一个领域，也是地理信息系统输出、显示结果的一个重要部分。计算机制图的主要内容是将地图设计和绘制通过计算机程序和相应的绘图硬件来实现。地图符号已经可以完全由计算机绘制。对地图特征的许多处理，如分类、空间插值等均可用计算机来实现。利用计算机对线状要素进行制图综合也已经取得很大进步。但是，利用计算机进行制图综合的结果仍比较机械，需要将更多的专家经验计算机化，特别是用计算机同时对多 种内容进行地图综合还不太成熟。计算机图形学是利用计算机处理图形信息以及借助图形信息进行人——机通讯处理的技术，是GIS算法设计的基础，GIS是随着计算机图形学技术的发展而不断发展完善的。 地图学与地理信息系统的共同点 构成地图学与地理信息系统的数学法则 比例尺和地图投影 地图学和地理信息系统的符号 地图符号是表达地图内容的基本手段，它不仅能表示事物的空间位置、形状、质量和数量特征，而且还可以表示各事物之间的相互联系及区域总体特征。 地图学和地理信息系统的制图综合 从地理信息系统的发展过程可以看出，地理信息系统的产生、发展与制图信息系统存在着密切的联系，两者的相通之处是基于空间数据库的表达、显示和处理。从系统构成与功能上看，一个地理信息系统具有机助制图系统的所有组成和功能，并且地理信息系统还有数据处理的功能。地图是一种图解图像，是根据地理思想对现实世界进行科学抽象和符号表示的一种地理模型，是地理思维的产物，也是实体世界地理信息的高效载体，地图可以从不同方面、不同专题，系统地记录和传输实体世界历史的、现在的和规划预测的地理景观信息。 §1 地理信息系统概述 1、地理信息系统的定义与组成 2、地理信息系统类型 3、数字地图制图与地理信息系统的关系 4、地图学与地理信息系统的关系 5、地理信息系统的发展简史 1.1 地理信息系统的定义与组成 1、定义：地理信息系统是综合处理和分析空间数据的一种技术系统。它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型