智能运输系统讲义(地理信息系统)培训资料.ppt

智能运输系统(ITS)
      

     
   
GIS应用系统开发主要是软件技术,开发技术和开发工具,请参考有关GIS的文献。
地理信息系统的定义 
    地理信息系统(GIS, Geographical Information System),也称作土地资源信息系统,它是60年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术,是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统,它具有以下三个方面的特征:
·           具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力,具有空间性和动态性。
·           以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力,产生高层次的地理信息。
·           由计算机系统支持进行空间地理数据管理,并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法,作用于空间数据,产生有用的信息,完成人类难以完成的任务。计算机系统的支持是GIS的重要特征,使GIS得以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
中华人民共和国地图
地理信息系统的外观,表现为计算机软硬件系统,其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。一个缩小的、高度信息化的地理系统,从视觉、计量和逻辑上能对地理系统从功能上进行模拟,信息的流动以及信息流动的结果,完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真,地理学家可以在GIS支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征,也可以快速地模拟自然过程的演变或思维过程的结果,取得地理预测或“试验”的结果,选择优化方案,这种信息模拟是几乎没有什么代价的,可以避免错误的决策带来的损失。
当具有一定地学知识的用户使用地理信息系统时,他面对的就不再是毫无意义的数据,而是由空间数据组成的现实世界的一个抽象模型,它比地图所表达的自然世界模型更为丰富和灵活,用户可以按应用的目的观察这个现实世界模型的各方面的内容,也可以提取这个模型所表达现象的各种空间尺度指标。更为重要的是,它可以将自然发生或思维规划的过程加在这个数据模型之上,取得对自然过程的分析和预测的信息,用于管理和决策,这就是地理信息系统的深刻内涵。
地理信息系统的构成 
    完整的GIS由四个部分构成:计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统,空间数据库反映了GIS的地理内容,而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。
1.  计算机硬件系统
    计算机硬件是计算机系统中的实际物理装置的总称,可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的原件或装置,是GIS的物理外壳,系统的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大关系,受硬件指标的支持或制约。GIS由于其任务的复杂性和特殊性,必须由计算机设备支持。GIS硬件配置一般包括四个部分:
①     计算机主机;
②     数据输入设备:图形数字化仪、图像扫描仪、键盘、通讯端口等;
③     数据存储设备:软盘、硬盘、磁带、光盘及相应的驱动程序;
④     数据输出设备:图形/图像显示器、矢量/点阵打印机等。
2.  计算机软件系统
指GIS运行所必需的各种程序,通常包括:
(1)计算机系统软件
    由计算机厂家提供的、为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统,通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等,是GIS日常工作所必需的。
(2)地理信息系统软件和其他支撑软件
    可以是通常的GIS工具系统或专门开发的GIS软件包,也可包括数据库管理系统、计算机图形软件包、CAD、图像处理系统等,用于支持对空间数据输入、存储、转换、输出和与用户接口。
(3)应用分析程序
    是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序,是系统功能的扩充与延伸。在优秀的GIS工具支持下,应用程序的开发应是透明的和动态的,与系统的物理存储结构无关,而随着系统应用水平的提高不断优化和扩充。应用程序作用于地理专题数据,构成GIS的具体内容,这是用户最为关心的真正用于地理分析的部分,也是从空间数据中提取地理信息的关键。用户进行系统开发的大部分工作是开发应用程序,而应用程序的水平在很大程度上决定系统的实用性优劣和成败。
3.  地理空间数据
    地理