土地信息系统绪论.pptx
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1、问题1.这门课的主要内容是什么?2.通过这门课能学到什么?3.这门课有什么用?4.以理论为主,还是以实践为主?5.是不是学会计算机制图就达到了目的?6.怎么样学好这门课时代特征人类社会进入二十世纪中后期以来,人类文明进入一个信息社会的阶段。今天的信息技术正伴随着全球因特网技术的发展以前所未有的速度深入到世界各地的各行各业。为了推进信息社会的迅速发展,美国原总统克林顿1993年提出了信息高速公路的概念,并签署法令,建立全美的信息高速公路。时代特征为了在信息高速公路上表达地理参考,需要建立全国的空间数据框架,为此克林顿又于1994年4月13日签署了“建立国家空间数据基础设施”(Nationa1 S
2、patial Data Infrastructure,简称NSDI)的总统令。为了将信息技术推进到人们的日常工作、生活和娱乐,美国副总统戈尔又于1998年1月31日提出了“数字地球”(Digital Earth)的概念。江泽民同志在接见出席中国科学院第九次院士大会时的讲话时讲到:“当今世界,以信息技术为主要标志的科技进步日新月异。前几年提出了信息高速公路,随后又提出知识经济,最近美国副总统戈尔又提出了数字地球的概念。世界各国都在抓紧制定面向新世纪的发展战略,争先抢占科技、产业和经济的制高点。面对这个态势,我们必须顺应潮流,乘势而上。”时代特征总之世界已进入信息时代,世界各国特别是发达国家,都把
3、发展信息产业、建设信息高速公路和培养信息建设人才作为重要的发展战略。当前社会各方面对地理信息的需求日益增长,对地理信息的内容、提供地理信息服务的方式和地理信息人才等方面的需求不断提高。地理信息系统(GIS)对于地理信息系统(GIS,Geographic Information System)作为一个专门的科学术语最早出现于1968年,是由加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出的。遥感大辞典:地理信息系统是在计算机软件、硬件支持下,把各种地理信息,按空间分布或地理坐标,以一定格式输入、存储、查询、检索、显示和综合分析应用的技术系统。空间定位空间定位(GPS)(GPS)技术技术 美国海军和空
4、军从60年代开始筹划,从1973年开始实施并于90年代初完成了GPS全球定位系统(Global Positioning System)。现有24颗卫星在距离地面大约20183KM轨道高度上以每日绕地两周运行着。空间定位空间定位(GPS)(GPS)技术技术GPS用户使用适当的接收机下载卫星信号码及载波相位并提取传播的消息。将下载接收到的卫星信息码与接收机产生的复制码匹配比较,便可确定接收机至卫星的距离。如果计算出4颗或更多卫星到接收机的距离,再与卫星位置相结合,便可确定GPS接收机天线所在的3维地心坐标(WGS84为标准的椭球面坐标)。遥感遥感(RS)(RS)技术技术 遥感(Remote sen
5、sing)的含义是在远离目标,与目标不直接接触的情况下,判定、量测并分析目标的性质。当前遥感技术正在不断发展并将进入新阶段,这主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特性3个方面。三三S S技术之间的关系技术之间的关系 遥感作为空间数据采集手段,已成为地理信息系统的主要信息源与数据更新途径。全球定位系统(GPS)为地理信息系统提供了精确定位的控制信息。总之,RS和GPS是GIS的主要数据源与更新手段,同时,地理信息系统的应用又进一步支持遥感信息的综合开发与利用。土地信息系统(LIS)土地信息系统(Land lnformation System,简称L1S)是从地理信息系统衍生出来的以土地资源管
6、理为工作对象的专门化的计算机信息系统,是采集、存储、管理、分析和描述土地资源和土地资产信息的一种综合性的空间信息系统。土地信息系统是土地管理的最高形式。第一节基本概念信息和数据信息(information):用数字、文字、符号、图像、图形、语言、声音等介质来表示事件、事物和现象等的内容、数量或特征。信息的本质是事件、事物或物质特征的表征。数据(data):是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号。数字、文字、符号、图形、声音、影像等都是数据。信息是数据的内涵,数据是信息的表达。地理信息和土地信息地理信息:指与所研究对象的空间地理分布有关的信息,它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征
7、、联系和规律。地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置、属性特征(简称属性)及时域特征三部分。地理信息和土地信息土地信息:土地信息(Landinformation)是指与土地相关的信息。它表示一定区域空间内各种土地要素的数量、质量、分布特征、联系和规律。土地信息包括资源环境信息、服务设施信息、地籍管理和土地利用信息以及与之相关的社会经济信息、这些信息既有空间定位意义,又有资源权属,经济属性的意义。系统和信息系统 系统是一些部件为了达到某种目标而组成的一个整体。这里目标、部件、联结是不可缺少的因素。一个系统作为抽象模型来看,有其共同的基本组成部分:输入:由系统处理的东西。处理
8、过程:对输入按照一定的方式进行处理而产生输出。输出:系统操作而得到的结果。系统和信息系统信息系统是指能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。信息系统的四大功能为:数据采集、管理、分析和表达,更简单地说,信息系统是基于数据库的问答系统。系统和信息系统信息系统是由系统工程理论结合计算机技术而形成并逐步完善起来的。通常可以划分为非空间信息系统和空间信息系统两大类。从计算机科学角度看,信息系统是由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成的问答系统,智能化的系统还包括知识。MIS、GIS和LIS 管理信息系统是信息系统中的一个主要领域。管理信息系统的特点是系统自动模拟管理
9、工作对象的工作流程,在每一个环节将有关的法规制度贯彻其中,协助管理工作人员完成信息数据存储、检索、统计、评估、判定以及决策等工作,管理信息系统是以数据、计算机软硬件以及管理工作人员三位一体,构成一个大系统,完成某一个方面的管理任务。MIS、GIS和LIS地理信息系统是一种决策支持系统,它与其他信息系统的主要区别在于存贮的信息是关于客观实体的空间数据并经过地理编码。从功能上看,地理信息系统一般被定义成一个获取、存取、编辑、处理、分析和显示地理数据的系统。从内容上看,地理信息系统被定义为一个包含了计算机软、硬件,地理数据和专业人员及用户的系统。MIS、GIS和LIS从产生和发展过程看,G1S是应社
10、会对信息管理的需要而产生的。从学术上,人们对G1S有以下三种观点:地图观、数据库观和空间分析观。从学科角度定义,G1S属于技术学科,它主要涉及地理学、测量学、制图学、摄影测量与遥感、计算机科学。MIS、GIS和LIS土地信息系统是采集、存储、管理、分析和描述土地资源和土地资产信息的一种综合性的空间信息系统。土地信息系统,是管理信息系统中的一个分支。它是以土地资源与资产管理为工作对象的计算机信息系统。LIS是GIS的一个分支,它的空间分析部分只是地理信息系统一小部分的功能模块,但是它带有更多的管理信息系统的特点,强调土地管理工作的需要,按照工作的实际流程、土地管理要求和数据、表册、图件的格式安排
11、功能模块。因而不少人将地理信息系统作为空间数据处理的软件平台,在此基础上做二次开发,又将大型数据库管理系统作为空间数据与属性数据一体化管理的另一支持软件,按照土地管理的模式与要求,开发研制成土地信息系统。图像(Image)与图形(Graph)图像是地物自然表象的一个直接的记录,摄像以及人通过肉眼在脑海中成像都是图像。图像的特点是它除了表达图像上每一个点位坐标位置以外,还要表达这个位置上的颜色与亮度(灰度)。图形是图像的抽象,它将图像表现的地物进一步抽象为点、线、面,地图和各种专业图一般都是图形。第二节国外发展历程世界上第一台电子管计算机出现在本世纪40年代中期,当时就有人将房地产数据存入计算机
12、,使用计算机存储与计算房地产数据量不大的数据。这就是地籍数据库的雏型。50年代后期,数字化仪与绘图机应运而生,这两种计算机外围设备极大地开拓了计算机在地学领域的应用,数字地图的概念在这一时间产生。国外发展历程从60年代中期开始,加拿大地学工作者与计算机信息技术工作者历经10年时间,开发研制了世界上第一个地理信息系统加拿大地理信息系统(CG1S)。70年代,计算机发展到了第三代,半导体集成电路问世,内存容量大增,运算速度达到百万次每秒数量级,而且输人输出设备比较齐全。推出了大容量直接数据存取的设备磁盘,国外发展历程从1970年到1976年,美国地质调查所就建立了50多个信息系统。70年代后期,地
13、理土地信息系统得到很大发展应用。80年代初期,大规模和超大规模集成电路问世,计算机进入第四代,微型计算机从中崛起,远程通讯传输设备出现,加上计算机网络的建立,使地理土地信息传输效率得到很大提高。国外发展历程在系统软件方面,完全面向数据管理的数据库管理系统(DBMS)通过操作系统(OS、DOS)管理数据,系统软件工具和应用软件工具得到研制,数据处理开始和数据模型、模拟等决策工具结合。这时地理土地信息系统向两个方向发展:一是向高度综合。另一个发展方向是小型功能专一。国外发展历程90年代微型计算机获得了很大发展。90年代中期操作系统出现了视窗95即,在这一操作系统管理下内存的作用效率得到很大提高,用
14、户界面得到很大改进,编程环境有显著地改善。这时的GIS由项目型向管理型转变,系统软件深入到政府管理部门与企事业单位。GIS软件开始成为一个开发平台,系统允许用户做二次开发,系统向深一层次的应用发展。国外发展历程从90年代中后期开始,计算机网络技术、卫星遥感技术获得巨大发展,分布式的海量数据存储与管理技术取得突破性进展,1m、5m几何分辨率的遥感卫星也已投入商业化运行,差分式的全球定位技术(DGPS),其定位精度达到厘米级。国外发展历程在这些信息高新技术的驱动与支持下,美国政府以官方名义提出了“数字地球”(Digital Earth)概念,即建立一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的真实地球三维
15、表示的数据集。这一概念一提出,引起了各国政府、科学界和企业界的巨大反响,一个新的科学技术与地学、农学、经济学等科学领域相综合的国际性的研究浪潮立即兴起。我国GIS与LIS的发展历程1.准备阶段。70年代初,我国开始了探讨计算机在地图制作和遥感领域的应用。试验阶段。80年代随着微型计算机的问世和推广,软件技术的发展和我国对“信息革命”的热烈响应,地理土地信息系统这一新技术正式作为实体,在我国进入全面试验阶段。我国GIS与LIS的发展历程应用普及阶段。80年代后期到90年代,GIS/LIS得到了很大的发展。1986年原国家土地管理局成立以后不久,就着手进行土地信息系统建设,不少土地管理部门特别是东
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