一.Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台简介 地理信息系统（GIS ）是空间信息的采集、存储、分析、显示的计算机系统，目前已经 被广泛运用，在各专业领域如：水利、交通、城市规划、军事等领域。但目前大多数的 GIS 应用都是基于二维空间数据的， 将本来三维空间的世界简化为二维投影的概念模型， 对地物 上的三维空间关系用点、线、面等抽象的符号来表达，以至于“专业人士难理解，非专业人 事看不懂“的现状。 世界空间信息本质上是三维的，需要三维坐标（ X,Y,Z 或经纬度加高程）来描述地理对 象，三维GIS 可以包容几乎所有的海量空间信息，能大大突破了常规二维表现形式的束缚， 即使是非专业人士也一目了然。三维地理信息系统作为的重要工具、技术和学科，近 2-3 年来得到了广泛关注和迅猛发展。 由于信息技术的发展，数字时代的来临，未来，它将广泛 应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、农林牧业、统计、国土资源、 电力系统、数字海洋、水利、环保、市政、交通、通信通讯等领域。 由中鼎图数字科技自主研发、 十年积累、上百个成功案例、 在国内拥有无可比拟的开放 式平台优势，据调研分析， Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台算是国内一流 的，它解决当前三维 GIS 应用碰到的主要问题：海量三维数据（超过 100G ）的处理和存储、 基于三维的空间分析、三维可视化、基于网络的三维 GIS 、虚拟现实技术、兼容已有空间数 据等。 应用 支撑 层 基础 局域网、互联网 \ ______________________________________________________________ 层 、Super3D-VR 平台实现了三维地理信息系统的以下功能: Brosewer 浏览器 模型及 功能键 Super3d 渲染引擎 信息 采集 层 DEM 影像 等矢量数据 MAX3D 模型数据 2DMAP 数据及接口 Super3d-VR 三维地理信息软件平台体系结构图 Super3DEditr 编辑器 Super3DObject 三维插件
三维地理信息平台 使用说明 二零一三年六月十日
目录 1系统登录与退出 (3) 2三维功能介绍 (3) 2.1地图浏览 (3) 2.2地图导航 (4) 2.3地图缩放 (4) 2.4搜索定位 (5) 2.5地图标签 (5) 2.6鹰眼地图 (6) 2.7热点导航 (6) 2.8地图测距 (7) 2.9地图纠错 (7) 2.10地图调用 (7) 3三维校园后台操作介绍 (8) 3.1区域标注 (8) 3.2区域标注管理 (9) 3.3点标注 (9) 3.4点标注管理 (10) 3.5文本挂件 (11) 3.6多媒体挂件 (11) 3.7挂件管理 (12) 3.8纠错管理 (12) 3.9用户管理 (12) 4地图服务的发布 (13) 4.1制作地图文档 (13) 4.2发布地图服务 (14) 5应用程序的部署 (17) 5.1系统环境要求 (17) 5.2IIS7.5的安装 (17) 5.3.N ET4.0的安装 (19) 5.4程序部署 (21) 5.5验证程序部署 (25) 6技术支持 (25)
1系统登录与退出 图1-1 登录界面 打开IE浏览器地址栏输入地址（http://giserver/webgis/），点击回车，打开系统界面如图1-1所示，输入用户名，正确的登录密码，点击“登录”按钮登录办公系统，用左键点击屏幕右上角的 即可退出系统。 2三维功能介绍 本文以三维校园为例做说明。 2.1地图浏览 进入网站，http://giserver/webgis/，三维地理信息平台随之展开，可通过控制条或直接在地图中用鼠标拖曳，即可实现三维校园地图的快速浏览。当鼠标停留在相关建筑物时，还可显示该建筑物的名称。
地理信息系统单选题 一、单项选择题：（共30分，每小题1分） 1.地理信息系统形成于20世纪：（B ） A．50年代B．60年代 C.70年代 D.80年代 2．地理信息区别与其他信息的显著标志是（D ）A．属于属性信息B．属于共享信息 C．属于社会经济信息D．属于空间信息 3.对一幅地图而言，要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量（A ） A．大 B.小 C.相当 D.无法比较 4.有一点实体其矢量坐标为P（9.5，1 5.6），若网格的宽与高都是2，则P 点栅格化的行列坐标为：（ B ） A.P（5，8） B.P（8，5） C. P（4，7） D. P（7，4） 5.“3S”技术指的是：（ A ） A．GIS、RS、GPS B．GIS、DSS、GPS C．GIS、GPS、OS D．GIS、DSS、RS 6.地理决策问题属于：（ B ） A．结构化决策B．半结构化决策 C．非结构化决策D．以上都不是 7.对数据文件操作，进行数据记录的交换都要经过：（ D ） A．软盘B．用户区C．GIS软件D．缓冲区 8.获取栅格数据的方法有：（ C ） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 9.矢量结构的特点是：（ A ） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 10.下列栅格结构编码方法中，具有可变分辨率和区域性质的是（ D ） A．直接栅格编码B．链码 C．游程编码D．四叉树编码 11.带有辅索引的文件称为：（ B ）
A．索引文件B．倒排文件 C．顺序文件D．随机文件 12.在GIS中组织属性数据，应用较多的数据库模型是：（A ） A．关系模型B．层次模型 C．网状模型D．混合模型 13.下列属于GIS输入设备的是：（C ） A．主机B．绘图机C．扫描仪D．显示器 14.质心量测可用于：（D ） A．缓冲区分析B．人口变迁分析(空间自相关) C．人口预测D．人口分布 15.用数字化仪数字化一条折线，合适的操作方式为：（A ） A．点方式B．开关流方式C．连续流方式D．增量方式 16.在数据采集与数据应用之间存在的一个中间环节是：（D） A．数据编辑B．数据压缩C．数据变换D．数据处理 17.“二值化”是处理何种数据的一个技术步骤：（A ） A．扫描数据B．矢量数据C．关系数据D．属性数据 18.对于离散空间最佳的内插方法是：（ D ） A．整体内插法B．局部内插法 C．移动拟合法D．邻近元法 19.下列给出的方法中，哪项适合生成DEM：（ A ） A．等高线数字化法B．多边形环路法 C．四叉树法D．拓扑结构编码法 20.提取某个区域范围内某种专题内容数据的方法是：（ C ） A．合成叠置B．统计叠置C．空间聚类D．空间聚合 21.生成电子地图必须要经过的一个关键技术步骤是：（D ） A．细化B．二值化C．符号识别D．符号化 22.GIS设计中系统分析的核心是：（ B ） A．需求分析B．可行性分析C．业务调查D．逻辑分析 23.GIS的系统设计，一般根据设计原理采用的设计方法是：（A ） A.结构化方法B．概念化方法C．物理化方法D．数据流程设计 24.把GIS分为专题地理信息系统、区域地理信息系统与地理信息系统工具
国内外典型GIS软件及地理信息服务平台简介 一.国内外典型GIS软件简介: 1.美国环境系统研究所公司（ESRI）：ArcGIS Explorer--ArcGIS家族的3D后代 介绍：ArcGIS Explorer是一个免费的虚拟地球浏览器，提供自由、快速的2D和3D地理信息浏览，充满趣味性且简捷易用。ArcGIS Explorer通过继承ArcGIS Server 完整的GIS性能（包括空间处理和3D服务），达到整合丰富的GIS数据集和服务器空间处理应用的目的。 特点：AreG1S Explore具有和Google Earth相似的功能，支持来自ArcGIS Server、GML、WMS、Google Earth（KML）的数据。 发展历程：ArcGIS Explorer是2006年8月推出。在明年即将发布的ArcGIS9.4中也将加强三维GIS功能。 2.美国国家航空和航天管理局（NASA）：World Wind--最强大的开源地理科普软件 介绍：World Wind是NASA发布的一个开放源代码的地理科普软件，由NASA Research开发，NASA Learning Technologies来发展，它是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现，还包含了火星和月球的展现。软件用C#编写，调用微软SQL Server影像库Terrain Server来进行全球地形三维显示。它通过将遥感影像与SRTM高程（航天飞机雷达拓扑测绘）叠加生成三维地形。 特点：World Wind最大的特性是卫星数据的自动更新能力。这种能力使得World Wind具有在世界范围内跟踪近期事件、天气变化、火灾等情况的能力。 拥有NASA血统的World Wind可以利用Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , Landmark Set等多颗卫星的数据，将Landsat卫星的图像和航天飞机雷达遥感数据结合在一起，让用户体验三维地球遨游的感觉。采用了先进的流传输技术。World Wind是个完全免费的软件，在使用上没有任何限制，主要面向科学家、研究工作者和学生群体。另外World Wind是完全开放的，用户可以修改World Wind软件本身。目前，包括国内部分三维GIS软件在内的全球许多主流三维软件都是以World Wind为技术内核发展而来。 3.美国谷歌公司：Google Earth--用户最多的三维地球软件 介绍：Google Earth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。Google Earth的数据来源于商业遥感卫星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法国SPOTS。特点：Google Earth凭借其强大的技术实力和经验，以其操作简单、用户体验超群的优势吸引了全球近十分之一的人口使用。 发展历程：Google于2004年10月收购了Keyhole公司，随之次年6月推出Google
地理信息系统开发概述：地理信息系统具有很强的功能，具有很多方面的应用，它的开发是一个大型的系统工程，它的实践也是不断地应用实践——提高——再实践——再提高的螺旋式迂迥上升过程。一般讲来，它的开发过程分4个大的阶段，各阶段中间又有各种小的过程 总体上看，地理信息系统目前尚没有从自己学科总结和完善出来的开发方法，而基本上引入和借鉴了管理信息系统和软件工程的生命周期法、原型法、自底向上法及面向对象法，现分别予以介绍，并且也介绍近年来对开发方法新的研究“演示和讨论方法”。不管采用哪种方法开发抖应该按照软件工程学的要求来进行，因此在下面的方法介绍中，将不再重复软件工程的思想，而是把重点放在每种方法的具体特点上。 1、结构化生命周期法：这儿所谓“结构化”就是有组织、有计划和有规律的一种安排。而结构化系统分析方法就是利用系统工程分析和有关概念，采用自上而下划分模块，逐步求精的基本方法。这一方法最大缺点是用户对即将建立的新系统没有直观的预见性。
2、由底而上法：它是从现行的业务现状出发，先实现一个具体的初级功能，然后由低到高，增加计划，控制、决策等功能，实现总目标。这样各项目独立进行，很少考虑相互配合，出现“只见树木，不见森林”的现象。此方法缺乏系统性，缺点很大，只能进行个别的独立应用，应避免用此方法进行地理信息系统的开发。 3、快速原型方法：所谓“原型”是一个系统的工作模型，此模型强调系统的某些特定方面。此方法主要特点是：开发人只在初步了解用户需求基础上构造一个应用模型系统，即原型。用户和开发人员在此基础上共同反复探讨和完善原型，直到用户满意。此方法自始至终，强调用户直接参加，不断进行评价原型，提出要求。因此可以尽早获得更完整、更确切的需求和设计。但是这一方法必须要有“原型”。 4、面向对象的软件开发方法：这一方法是随着“面向对象的程序设计(OOP)”而发展起来的。面向对象建模技术采用对象模型、动态模型和功能模型来描述一个系统。 5、“演示和讨论”方法:DADM是英文Demonstration And Discussion Method的缩写，中文释义“演示讨论法”。它要求在软件开发过程的各个阶段，在所有相关人员之间进行有效的沟通与交流。这种交流是建立在直观演示的基础上的，演示内容主要包括直观的图表工具和输入、输出界面等。 小结 上述多种开发方法，实际上都是在开发各种系统和软件使用过的，都有其相应优点和缺点。开发是一周期较长，内容广泛，情况复杂的大型系统过程。因此，根据实际情况，扬长避短，灵活使用最适合的方法是一个跟本原则。 显然，上述各种方法都不是一成不变的，其中“演示和讨论”方法，实际上还不能算一种独立的开发方法，只是一种沟通和交流的方式，各方法都能用。因此，目前建议采用方法是： 1．树立以系统结构化开发的总观念 2．尽量采用最接近用户要求的现有自主产权GIS系统作为原型系统，可视性好、功能强的各种类型的电子地图集系统也可作为一个普通的可选的原型;或者采用选择其它的原型，采用组件技术进行扩充; 3．当没有原型系统时，采用结构化生命周期结构制原型;
地理信息系统导论考试重点 1、地理信息系统 地理信息系统是由计算机硬件、原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。 2、拓扑关系 描述两个对象之间在拓扑变化（及发生缩放、旋转、拉伸等变形）下保持不变的几何属性（即图形关系保持不变），用来表示要素间的连通性或邻接性的关系。 3、空间索引 依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。 4、元数据与空间元数据 元数据就是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。 空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。 5、叠合分析 在统一的空间参照系统下，将同一地区的两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 6、泰森多边形（V oronoi） 将已知的离散分布的数据点连接成三角形，做三角形各边的垂直平分线，每个数据点周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，该多边形即为泰森多边形。 7、矢量数据结构 基于矢量模型的数据结构称为矢量数据结构。矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。 8、栅格数据结构 栅格数据结构实际上就是像元阵列，像元的行列号确定位置，用像元值表示
空间对象的类型、等级等特征，每个栅格单元只能存在一个值（行、列、像元值）9、矢量数据的输入与编辑 跟踪数字化 扫描矢量化 数字测图仪 数据结构转换 10、栅格数据的输入与编辑 图像扫描 遥感解译 数据结构转换 11、矢量数据的优缺点 优点： 便于面向实体的数据表达； 数据结构紧凑，冗余度底； 拓扑关系有利于网络分析、空间查询等。 缺点： 数据结构复杂； 软件实现的技术要求比较高； 多边形等叠合分析相对困难。 12、栅格数据的优缺点 优点： 数据结构相对简单； 空间分析较容易实现； 有利于遥感数据的匹配应用和分析。 缺点： 数据量大，冗余度高，需要压缩处理； 定位精度比矢量低； 拓扑关系难以表达。 13、图像数据矢量化方法
国内外主流GIS软件介绍 国外： （1）ArcGIS：ArcGIS是美国ESRI公司在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。ArcGIS作为一个可伸缩的平 台，无论是在桌面，在服务器，在野外还是通过Web，为个人用户也为群体用户提供GIS的功能。 ArcGIS系列软件包括： ArcGIS Desktop：一个专业GIS应用的完整套件 ArcGIS Engine：为定制开发GIS应用的嵌入式开发组件 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS Server：服务端GIS ArcGIS Mobile：Esri公司移动GIS解决方案之一； ArcGIS Online：一个面向全球用户的公有云GIS平台，为用户提供了按需的、安全的、可配置的GIS服务。 （ ArcGIS Desktop界面） （2）MapInfo：是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo 含义是“Mapping + Information（地图+信息）” 即：地图对象+属性数据。
（MapInfo Professional 界面） （3）Skyline：是美国Skyline 公司研发的一套优秀的三维数字地球平台软件。凭借其国际领先的三维数字化显示技术，它可以利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。目前在国内，它是制作大型真实三维数字场景的首选软件。 Skyline 软件优点 1）产品线齐全，涵盖了三维场景的制作，网络发布，嵌入式二次开发整个流程； 2）支持多种数据源的接入，其中包括 WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle， Excel 以及 3DMX，sketch up 等，方便信息集成； 3）通过流访问方式可集成海量的数据量，它可制作小到城市，大到全球的三维场景； 4）飞行漫游运行流畅，具有良好的用户体验； 5）支持在网页上嵌入三维场景，制作网络应用程序； SkylineTerrasuite 主要包含 3 类产品： 1)TerraBuilder 融合海量的遥感航测影像数据、高程和矢量数据以此来创建有精确三维模型景区的地形数据库。 2)TerraExplorer 它是一个桌面工具应用程序，使得用户可以浏览、分析空间数据，并对其进行编辑，添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。
警用地理信息系统解决方案 目录 1 理解警用GIS 2 警用GIS的应用 2.1警用基础数据的管理 2.1.1 实有人口管理 2.1.2 视频监控管理 2.1.3 设施管理 2.1.4 重点场所管理 2.2警务指挥调度应用 2.2.1 指挥中心接处警
2.2.2 GPS车辆监控 2.2.3 应急预案 2.2.4 救援路线分析 2.2.5 交通流量控制 2.2.6 移动警用GIS 2.3辅助决策分析 2.3.1 人口分布分析 2.3.2 警情分析 2.3.3 遥感影像应用 2.3.4 最优路径选择分析2.3.5 三维分析 2.3.6 飞行任务管理 3警用GIS解决方案
3.1警用GIS系统总体构架 3.1.1 系统构架图 3.1.2 软件平台体系构架 3.2警用地理信息数据库建设3.2.1 警用地理信息数据分类3.2.2 基础地理数据库建库内容3.3警用GIS系统功能 3.3.1 警用GIS基础平台 3.3.1.1基础GIS管理服务平台3.3.1.2 GPS监控平台 3.3.1.3数据交换平台 3.3.2 警用GIS专业应用系统3.3.2.1 110指挥系统
3.3.2.2 119指挥系统 3.3.2.3 122指挥系统 3.3.2.4实有人口管理系统 3.3.2.5应急预案管理系统 3.3.2.6其他警用专业应用系统 3.3.2.7警用辅助决策系统 3.3.3 警用GIS与其他系统之间的接口和关联技术4软硬件配置 4.1软件配置 4.1.1 系统软件 4.1.2 数据库、中间件和系统开发软件 4.1.3 GIS软件 4.1.4 GIS建议配置方案
1.数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。 包括数字、文字、符号、图像、声音。数据 本身并没有意义。 2.信息：狭义：两次不定性之差，即指人们获得信息前后对事物认识的差别。 广义：信息是指主体与外部客体之间相 互联系的一种形式，是主体和客体之间 的一切有用的消息或知识，是表征事物 特征的一种普遍形式。 GIS中的信息即是广义的信息概念，它 不随数据形式的改变而改变。 3.数据与信息的关系：数据的信息的表达形式， 是信息的载体；而信息则是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。数据只有通过解释才有意义，才成为信息。 4.数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排 序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。 数据处理的目的在于：1）把数据转换成便于观察、分析、传输或进一步处理的形式。 2）把数据加工成对正确管理和决策有用的数据。 3）把数据编辑后存储起来，以供后续使用。 5.信息的特点：1）信息的客观性。2）信息的适用性。3）信息的传输性。4）信息的共享性。 6.地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 7.地理数据：是与地理环境要素有关的物质的 数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 8.地理信息的特征：1）空间特征。2）属性特征。3）时序特征。 9.地理信息系统（GIS）：地理信息系统是由计 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。 10.地理信息系统的基本概念： 1）地理信息系统首先是一种计算机系统 2）地理信息系统的操作对象：地理数据或空间数据（spatial data） 3）地理信息系统的技术优势：在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理 空间分析功能力、快速的空间定位搜索和 复杂的空间查询功能、强大的图形生成和 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。 4）地理信息系统的相关学科：它与地理学和测绘学有着密切的关系。 11.地理信息系统的特点：地理信息系统是隶属 于信息系统中的一类，属于空间信息系 统。与非空间信息系统（如管理信息系统） 的主要区别在于它能够处理空间定位数 据。 12.地理信息系统的分类： 按研究范围分：全球系统、区域系统、国家系统 按研究内容分：专题系统、综合系统 按其使用的数据模型分：矢量系统、栅格系统、矢栅混合系统 13.地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统 软件、空间数据、应用人员、应用模型。 14.地理信息系统的基本功能：1）数据采集与 编辑。2）数据存储与管理。 3）数据处理和变换。（数据变换、数据重构、数据抽取） 4）空间分析和统计。（叠合分析、缓冲区分析、数字地 形分析） 5）产品制作与演示。6）二次开发和编辑。 应用功能：1）资源管理。2）区域规划。3）国土监测。4）辅助决策。 15.地理空间：一般指上至大气电离层，下至地 壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。 16.平面控制网：用以确定物体在地球上的平面 位置，通常是地理经纬度坐标。 17.大地水准面：是假设静止的平均海水面穿过 大陆、岛屿形成包围整个地球的闭合曲面 （一级逼近） 18旋转椭球体：是一个椭圆围绕其短轴旋转形成的形体，其赤道半径a大于极半径b（二 级逼近） 19参考椭球体（三级逼近，对局部地区而言）20.我国不同时期采用的旋转椭球体：
国内外二十个常规三维GIS软件基本概述国外三维GIS软件： 1．美国谷歌公司：Google Earth--用户最多的三维地球软件 介绍：Google Earth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。Google Earth的数据来源于商业遥感卫星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法国SPOTS。 特点：Google Earth凭借其强大的技术实力和经验，以其操作简单、用户体验超群的优势吸引了全球近十分之一的人口使用。 发展历程：Google于2004年10月收购了Keyhole公司，随之次年6月推出Google Earth系列软件。 产品形式：Google Earth客户端软件提供三个版本：个人免费版、Plus版、Pro版以及企业级解决方案，用于在企业内部部署Google Earth应用。 2．美国国家航空和航天管理局（NASA）：World Wind--最强大的开源地理科普软件 介绍：World Wind是NASA发布的一个开放源代码的地理科普软件，由NASA Research开发，NASA Learning Technologies来发展，它是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现，还包含了火星和月球的展现。软件用C#编写，调用微软SQL Server影像库Terrain Server来进行全球地形三维显示。它通过将遥感影像与SRTM高程（航天飞机雷达拓扑测绘）叠加生成三维地形。 特点：World Wind最大的特性是卫星数据的自动更新能力。这种能力使得
《地理信息系统》课程大纲 一、课程概述 课程名称（中文）：地理信息系统 （英文）：geographical information system 课程编号：19371087 课程学分：2 课程总学时：32 课程性质：专业选修课 二、课程内容简介（300字以内） 地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世，至今已跨越了50多个春秋，现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成，地理信息系统的结构与功能，空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在林业和相关专业中的基本应用等。 三、教学目标与要求 《地理信息系统》课程是林学专业的专业选修课。通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS的数据结构、GIS 数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点；掌握如何利用GIS去解决实际的相关专业问题。 在学完本课程后，学生应对GIS有一个较全面的了解，提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。
四、教学内容与学时安排 第一章导论（4学时） 1. 教学目的与要求：了解什么是地理信息系统？地理信息系统有哪些内容构成？地理信息系统能做什么？ 2. 教学重点与难点：重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能；难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。 第一节、地理信息系统基本概念（1学时） 一、数据与信息 二、地理信息与地理信息系统 第二节、地理信息系统的基本构成（1学时） 一、系统硬件 二、系统软件 三、空间数据 四、应用人员 五、应用模型 第三节、地理信息系统的功能简介（1学时） 一、基本功能 二、应用功能 第四节、地理信息系统的发展概况（1学时） 一、发展概况 二、基础理论 第二章地理信息系统的数据结构（6学时） 1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生了解地理信息系统的核心是空间数据，掌握空间数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。
1 地理信息系统：由计算机硬件软件和不同方法组成的系统，该系统设计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。 2 WEBGIS：（网络地理信息系统）指基于Internet平台，客户端应用软件采用网络协议，运用在Internet上的地理信息系统。一般由多主机，多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet上而组成，包括以下四个部分：WEB-GIS浏览器（browser），WEB-GIS服务器，WEB-GIS编辑器（Editor）,WEB-GIS信息代理(imformation agent)。 3 拓扑关系：地理图形要素之间的各种关联、邻接以及包含等空间关系的总和就是拓扑关系。图形保持连续状态下变形但是图形关系不变的性质 4 矢量数据结构：基于矢量模型的数据结构，采用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合来描述地理空间的实体的一种数据组织方式 5 栅格数据结构：基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示空间实体的一种数据组织形式。 6 数据模型：对客观事物及其联系的逻辑组织描述。数据模型（Data Model）是数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。 7 关系数据模型：一种数学化模型，它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素这种表称为关系，关系的集合构成关系模型 8 面向对象数据模型 9地理实体、空间实体：地理实体是地理数据库中的实体，是指在现实世界中再也不能划分为同类现象的现象。空间实体是指现实世界中地理实体的最小抽象单位,主要包括点、线和面三种类型 10地理编码: 是为识别点、线、面的位置和属性而设置的编码，它将全部实体按照预先拟定的分类系统，选择最适宜的量化方法，按实体的属性特征和几何坐标的数据结构记录在计算机的存储设备上。 11图层: 在地理信息系统中由地图数字化形成的矢量数据存储的基本单元。图层存储了主要地理要素(如弧段、节点、多边形、标识点等)和次要要素(如图幅范围、连接以及注释等)，是一组与主题相关的数据单元。 12 元数据：是指描述空间数据的数据，它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。 13 四叉树编码：又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止 14 空间数据的插值（数据内插）即通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法 15 DTM：为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。DEM：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM 16 空间分析以点线二元关系形成的系统，用来模拟一种物体或物质在路径上的运动情况。 17 叠置分析：通过将不同地区若干个不同数据层相叠合，不仅建立新的空间数据，而且能将输入的属性数据予以合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新、统计分析18 缓冲区分析：缓冲区分析是在点线面等不同实体周围建立一定宽度的缓冲多边形，以确定不同地理要素的空间临近性或其影响范围。 19 网络分析：是运筹学模型中的一个基本模型，即对地理网络和城市基础设施网络进行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好20 面积占优法：以占单元面积最大的地物类型和空间特征决定格网单元的属性值。此时，栅格单元的属性值为B。面积占优法适合分类较细、地物类别斑块较小的情况 21 数据挖掘：是从数据中提取隐含的、先前不知道的和潜在有用的知识的过程。 22 空间索引：是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息。作为一种辅助性的空间数据结构，
多点触摸三维地理信息系统 目录 一、概述 (6) 二、建设目标和建设周期 (3) 三、系统主要功能 (11) 四、二次开发 (23) 五、多点触摸三维地理信息系统功能简述 (28) 六、多点触摸系统电子地图、软件、硬件清单 (31) 七、各层对应的卫星图片分辨率、样片、矢量电子地图样片拷屏图 (31)
多点触摸三维地理信息系统 一、概述 1、人与虚拟环境的交互是当前智能交互技术发展的重要内容。在《国家 中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，将智能感知和虚拟现实技术，作为我国将重点发展的前沿技术列出，期望“以人为中心”的信息技术发展，能推动多项领域的创新。 2、多点触摸三维地理信息系统是新一代多点触摸手势控制的大型地理 信息系统平台，其核心的设计是人与地理环境的虚拟交互技术，其展现方式是利用大屏幕显示器、多点触摸屏和高性能计算机组成的多点触摸三维地理信息系统代替传统图纸作业和沙盘模型。多点触摸三维地理信息应用了世界上顶尖的现代化信息显示手段，提供了准确的城市、山区的地理环境分布以及虚拟实景带来的真实的视觉感受，在武警、部队、军事院校、人防、应急、公安、消防等各部队军事决策中已得到了广泛的认可和应用。 3、采用智能交互式多点触摸三维地理信息系统进行指挥方案规划，能够 依据任务要求直观的进行系统的布局，并同时对规划中的指定参数进行计算，对规划效果做出辅助评估，为方案规划提供实时的智能化的辅助支持。并且在规划完成后，能够对规划任务进行演示，对所做规划进行约束验证和参数优化提供支持。 4、多点触摸三维地理信息系统（MTOUCH GIS）是由XXXX有限责任公司 自主研发(绝没有使用任何GIS平台）的新一代多点触摸手势控制的
一、国内外主流GIS软件介绍 国外： （1）ArcGIS：ArcGIS是美国ESRI公司在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。ArcGIS作为一个可伸缩的平台，无论是在桌面，在服务器，在野外还是通过Web，为个人用户也为群体用户提供GIS的功能。 ArcGIS系列软件包括： ArcGIS Desktop：一个专业GIS应用的完整套件 ArcGIS Engine：为定制开发GIS应用的嵌入式开发组件 ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS Server：服务端GIS ArcGIS Mobile：Esri公司移动GIS解决方案之一； ArcGIS Online：一个面向全球用户的公有云GIS平台，为用户提供了按需的、安全的、可配置的GIS服务。 ( ArcGIS Desktop界面) （2）MapInfo：是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo 含义是“Mapping + Information（地图+信息）”即：地图对象+属性数据。
（MapInfo Professional界面） （3）Skyline：是美国Skyline公司研发的一套优秀的三维数字地球平台软件。凭借其国际领先的三维数字化显示技术，它可以利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。目前在国内，它是制作大型真实三维数字场景的首选软件。 Skyline软件优点 1)产品线齐全，涵盖了三维场景的制作，网络发布，嵌入式二次开发整个流程； 2)支持多种数据源的接入，其中包括WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle，Excel以及3DMX，sketch up等，方便信息集成； 3)通过流访问方式可集成海量的数据量，它可制作小到城市，大到全球的三维场景； 4)飞行漫游运行流畅，具有良好的用户体验； 5)支持在网页上嵌入三维场景，制作网络应用程序； SkylineTerrasuite主要包含3类产品： 1）TerraBuilder 融合海量的遥感航测影像数据、高程和矢量数据以此来创建有精确三维模型景区的地形数据库。 2）TerraExplorer
三维地理信息系统建设研究 摘要：数字三维地理信息系统建设项目，制作完成三维地形场景，全部以三维立体化的形式展现，利用该系统可更加有效地服务于国土资源管理等各个领域。用3D模型直观显示出城区及规划区现状和农村土地的利用现状分布情况，构成了三维立体景观，建成数字三维地理信息系统。该系统还可以实现多系统兼容功能，为未来“数字城市”的建设提供重要基础保障，对信息时代经济和社会的快速发展起到积极的推动作用。 关键词：数字三维地理信息系统建设GIS 数据库 利用计算机技术、地理信息技术、遥感技术等多种高新技术手段，建立一个多尺度、多数据源的城市空间基础数据库。系统实现在三维可视化环境中对多源多时相影像、矢量等海量数据的组织管理、查询浏览、统计分析等操作，为政府决策和城市建设提供基础测绘保障，为政府部门、城市建设和国民经济各行业提供基础地理信息服务，为“数字城市”建设和应用提供信息支撑，为城市可持续发展服务。 1 系统建设内容 ①按照系统建设的相关技术规范和标准，对系统所需的基础数据及属性数据进行处理并入库，设计和建立“地理信息数据库”。其中基础数据的处理包括基础数据的质量检查、
数据分类存贮等；数据的入库包括矢量数据的入库、影像数据的入库以及属性数据的入库。 ②系统展示了地形地貌的三维地表模型，制作城区和规划区主要建筑物的精细模型，开发了数字成县三维地理信息系统，展示成县的地形地貌、城镇建设与县域全貌。 ③整合各部门配合提供的相关资料与成果，系统主要实现国土部门的文本、图片、多媒体等专题信息与成果安全共享、高效管理与维护的功能。 ④根据经济文化特色，以空间数据为信息载体，在地理空间信息共享平台上发布各类专题数据，形成相应的专题应用系统，直观地反映经济发展状况、城市建设现状。 ⑤通过功能设计、功能开发、系统测试等阶段建设一个集数据管理、数据浏览、成果展现、专题应用、应用分析、三维可视化浏览等功能于一体的数字成县三维地理信息系统。 2 系统开发与功能实现 对数字三维地理信息系统平台建设项目进行开发，实现以下功能： 2.1 基本功能。①三维交互浏览：系统通过鼠标、键盘、操纵杆、控制面板或者任意组合方式来控制飞行的速度、高度视角，使得用户可以灵活、便捷的在三维场景中浏览漫游，操作简单，易于使用。随着鼠标的移动显示到达的地域名称、
名词解释 1、G IS地理信息系统是由计算机硬件、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。 2、数据源：GIS的数据源是指建立GIS数据库所需要的各种数据来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计数据、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。 3、叠置分析：叠置分析是将同一地区的两组或者两组以上的要素进行叠置，产生新的特征的分析方法。叠置的直观概念就是将两幅或多幅地图叠置在一起，产生新多变形和新多边形范围内的属性。 4、W ebGIS:网络地理信息系统，它是建立在web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统。 5、G IS的数据源：GIS的数据源是指建立GIS数据库所需要的各种数据来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计数据、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。 6、G IS的数据质量：是指GIS中空间数据（几何数据和属性数据）的可靠 性，通常用空间数据的误差来度量。 7、D EM: DEM数字高程模型，也可以称为数字地面模型（DTM）是一种对空间起伏变化的连续表示方法。 8、空间插值：空间差值是指从已知点的数据推算出未知点的数据值，在已知点的区域内估算未知观测点的数据过程称为内插，在已知观测点的区域外估算未观测点的数据过程称为外插。 9 、地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法称为地图投影。简答 题 1、简述空间数据质量的评价方法? 1）直接评价法用计算机程序自动检测或者是有机抽样检测
（2）间接评价法所谓间接评价法是指通过外部知识或信息进行推理以确定 空间数据质量的方法，用于推理的外部知识或信息是指用途、数据、历史纪录、数据源的质量、数据的生产方法、误差传递模型等。 （3）非定量描述法 非定量描述是通过对数据质量的各种组成部分的评价结果进行综合分析以确定数据总体质量的方法。 2、G IS有哪些基本功能？地理信息系统的基本功能包括： 数据的采集与编辑；数据的存储与管理；数据的处理和变换；空间分析和统计；产品的制作与显示；二次开发和编辑。 3、栅格数据的压缩方法以及各种方法的优缺点? 栅格数据的压缩方法有： 直接栅格编码；游程长度（行程）编码；四叉树编码 直接栅格编码处理方便，但是没有压缩；游程长度编码压缩效率较高，叠加、合并等运算简单，编码和解码运算快；线性四叉树编码的优点是：压缩效率高，压缩和解压缩比较方便，阵列各部分的分辩率可不同，既可精确地表示图形结构，又可减少存贮量，易于进行大部分图形操作和运算。缺点是：不利于形状分析和模式识别，即具有图形编码的不定性，如同一形状和大小的多边形可得出完全不同的四叉树结构。 4、基于矢量数据的叠置分析有哪几种类型? 1、点与多边形的叠置 点与多边形的叠置是确定一幅图（或数据层）上的点落在另一幅图（或数据层）的哪个多边形中，这样就可给相应的点增加新的属性内容。 2、线与多边形的叠置线与多边形的叠置是把一幅图（或一个数据层）中的多边形的特征加到另一幅图（或另一个数据层）的线上。 3、多边形与多边形的叠置
1、三维GIS在空间分析方面的独特应用： 三维空间分析除了包括二维gis的分析功能外，还应包括针对三维空间对象的特殊分析功能。具体可分为以下几类：空间查询，包括几何参数查询(空间位置、属性)、空间定位查询(点定位、面定位)、空间关系查询(邻接、包含、相离、相交、覆盖等)等；空间量测，包括距离、质心、面积、表面积、体积等；叠置分析；缓冲区分析，包括点缓冲、线缓冲、面缓冲、体缓冲等；网络分析，包括最短路径、资源分配、连通分析等；地形分析，包括趋势面分析、坡度坡向分析、晕渲分析等；剖面分析，它是实现通视分析、日照分析阴影计算等的基础；空间统计分析，包括统计图表分析、密度分析、层次分析、聚类分析等。 根据空间分析所处理的对象进行划分，空间分析方法主要有基于图形的方法与基于数据的方法两类。基于图形的空间分析方法如常规的缓冲区分析、叠置分析、网络分析、复合分析、邻近分析与空间联结等能直接从2D 扩展至2.5D乃至3D。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS最有特色的也许是其基于三维数据的复杂分析能力，如计算空间距离、表面积、体积、通视性与可视域等。结合物理化学模型提供一些更具增值价值的真三维空间分析功能，如水文分析、可视性分析、日照分析与视觉景观分析等已成为三维GIS分析研究的重要内容之一，并正积极朝结合属性数据和其他专题数据开发知识发现的新方法、“面向解决与空间有关的问题”提供定量与定性结合的空间决策支持方向发展。 2、三维建筑物模型的重建方法： 大量的研究致力于地物（尤其是人工地物）的三维自动重建，而依据分辨率、精度、时间和成本等的不同已经有许多不同的技术方法可供选择。如Tao（2004）将三维建筑物模型的重建方法分为以下三类：1）基于地图的方法，利用已有GIS、地图和CAD提供的二维平面数据以及其他高度辅助数据经济快速建立盒状模型；2）基于图象的方法，利用近景、航空与遥感图象建立包括顶部细节在内的逼真表面模型，该方法相对比较费时和昂贵，自动化程度还不高；3）基于点群的方法，利用激光扫描和地面移动测量快速获得的大量三维点群数据建立几何表面模型。 建筑物三维模型重建：基于图片、基于激光扫描数据