【正文】 地理信息科學(xué) 第一講 概述 從 GISystem到 GIScience 艾廷華 艾廷華 資源環(huán)境科學(xué)學(xué)院 ,地圖制圖與地理信息工程系 辦公室 : 3區(qū) 7號樓 519, 506(機(jī)房實(shí)驗(yàn)室 ) Email: OP : 68778375 MP : 13908639199 研究方向 : 地圖綜合 , 空間數(shù)據(jù)挖掘 , 移動計算與 MobileGIS 課程介紹 課程名 : 地理信息科學(xué) 課程類別：選修 學(xué)分?jǐn)?shù)： 2 總學(xué)時： 36 授課對象：地理信息系統(tǒng)（計算機(jī)地圖制圖學(xué)）專業(yè) 期間： 2022年 11月 ―12 月（ 10－ 15周） 上課時間：星期一、三 7,8,9節(jié) (14:0516:30), 1601 授課方式：分 8個專題講授 ,每個專題授課 4節(jié) 參考教材 : 講義 地理信息科學(xué) 祝國瑞教授編 數(shù)字地球?qū)д? 科學(xué)出版社 ,承繼成等編 考試方式：開卷考試。 課程介紹 課程學(xué)習(xí)目標(biāo) ： 通過較高層次的關(guān)于 GI 3S(_cience, _ystem, _ervice)的學(xué)習(xí) ,了解地理信息科學(xué)的發(fā)展過程 掌握 GI信息的特征、表達(dá)、加工技術(shù)及社會服 務(wù)的基本問題 ,是對過去課程 “ GIS原理 ” ,“數(shù)字制圖 ” 進(jìn)一步拓寬 . 課程特點(diǎn) : 本學(xué)科發(fā)展前沿介紹 ,涉及多門課程的研究 ,綜合 性強(qiáng) ,信息量大 .但沒有完整的結(jié)構(gòu)體系 . 課程內(nèi)容 : ? 地理信息科學(xué)的產(chǎn)生 、 發(fā)展及研究現(xiàn)狀 ? 地理信息的空間認(rèn)知與心象地圖 ? 地理信息模型表達(dá) ? 地理信息的融合與尺度變換 ? 數(shù)據(jù)加工處理 (挖掘 、 推理 、 智能化處理 ) ? 地理信息可視化 ? 地理信息工程與地理信息的社會化服務(wù) 第一講 概述 從 GISystem到 GIScience 0 內(nèi)容 —— 信息科學(xué)概述 —— 地理信息科學(xué)的確立 —— 地理信息科學(xué)的研究內(nèi)容： 3S —— 與計算科學(xué)的結(jié)合 —— 研究群體 —— 主要研究問題 —— 研究現(xiàn)狀 1 信息科學(xué)概述 定義 信息科學(xué)是 研究信息現(xiàn)象及其運(yùn)動規(guī)律的科學(xué) : 以信息作為主要研究對象 ,以信息過程的運(yùn)動規(guī)律作為主要研究內(nèi)容 ,以信息科學(xué)方法論作為主要研究方法 ,以擴(kuò)展人的信息功能 (全部信息功能形成的有機(jī)整體就是智力功能 )作為主要研究目標(biāo)的一門科學(xué) . (1) 信息 本體論的信息 ____事物的運(yùn)動狀態(tài)和狀態(tài)改變方式 認(rèn)識論的信息 ____主體所感知的運(yùn)動狀態(tài)和狀態(tài)改變方式 全信息 : 同時考察 形式 語法信息 syntactic 含義 語義信息 semantic 價值 語用信息 pragmatic Shanon 只是語法信息的統(tǒng)計情形 信息與物質(zhì) ,能量 : 物質(zhì)是信息的載體 ,物質(zhì)的運(yùn)動是產(chǎn)生信息的源泉 ,但 信息只是物質(zhì)運(yùn)動狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式 ,而不是事物本身 。 傳遞和處理信息需要能量 ,控制能量需要信息 ,信息是事物運(yùn)動的狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式 ,能量則是物體做功的本領(lǐng) (2) 信息的運(yùn)動規(guī)律 產(chǎn)生 : 本體論意義上的信息 獲取 : 轉(zhuǎn)換為認(rèn)識論上的信息 再生 : 認(rèn)識論上的轉(zhuǎn)換 施效 : 認(rèn)識論上的信息反作用于對象 ,產(chǎn)生新的信息 傳遞 : 系統(tǒng)優(yōu)化或自組織 過程智能化 探討信息的定性本質(zhì) 。 研究信息的定量測度 。 闡明信息過程的基本規(guī)律 (以上所列 )。 揭示利用信息來優(yōu)化系統(tǒng)的方法和原理 。 歸納和構(gòu)建信息科學(xué)的方法論 與幾個概念的區(qū)分 (1)信息與數(shù)據(jù) 信息的載體 ,信息的數(shù)字表達(dá) , 其他表達(dá)包括語音 ,圖像 ,文本 ,圖形等 . 等目前已范化 . (2) 信息與媒體 信息的表達(dá)的依附體 .單媒體與多媒體 (3) 信息與資料 具有某種目的 ,用途的材料的集合 ,攜帶有價值的信息 (4) 信息與知識 主體關(guān)于該類事物運(yùn)動狀態(tài)及其變化規(guī)律的表述 ,信息是知識的原材料 ,知識是信息提煉抽象出來的 2. 地理信息科學(xué)的確立 GISystem的發(fā)展歷史 (1) GIS的定義 A geographic information system is: ? A puter software system (with supporting hardware) ? that manages data pertaining（ 有關(guān)的 ） to land, water, and air resources, ? such that one can store and retrieve such geographic information ? as well as analyze stored information or additional parameters derived from stored information. 多種定義 : Geographic Information System (GIS) is an information system able to encode, store, transform, analyze, and display geospatial information Geographic information system (GIS) is a system for input, storage, manipulation, and output of geographic information NCGIA Core Curriculum in Geographic Information Science (2) 起源于地圖制圖學(xué)的發(fā)展 1960s : 最早的機(jī)器制圖作品 Atlas of British Flora,基于穿孔卡片計算機(jī) ,后由針式打印機(jī)取代 . 地圖學(xué)家Bertin在 IBM Selectric 打字機(jī)上設(shè)計了可縮放的地圖符號 In 1963, a grant was obtained from the Ford Foundation to initiate the Laboratory for Computer Graphics at Harvard University, where Fisher and his colleagues built a team of scientists, engineers, and programmers who eventually created SYMAP. This was a puter mapping package that could produce isoline, choropleth, and proximal maps on the line printer. (3) GIS 之父 Tomlin 1966年完成加拿大地理信息系統(tǒng)并投入應(yīng)用 CGIS. 60年代 ,當(dāng)他在 Spartan Air Services 工作時 ,與農(nóng)業(yè)部門的技術(shù)管理人員合作對地圖數(shù)字化產(chǎn)生了興趣 . 最終與 IBM合作在 Agricultural Rehabilitation and Development Administration (ARDA)部門完成了該系統(tǒng) . 該系統(tǒng)存儲了 1000多幅地圖 , 覆蓋了全國 ,并投入正式使用 .對 GIS技術(shù)的發(fā)展有三個方面的突出貢獻(xiàn) : ? 滾筒式掃描對航片數(shù)字化 。 ? 高效率的 Morton碼索引機(jī)制的建立 。 ? 對區(qū)域邊界的表達(dá)采用拓?fù)? 結(jié)點(diǎn) /鏈?zhǔn)骄幋a (4) GIS發(fā)展歷史大事記 GIS發(fā)展歷史大事記 (continue) (5) 當(dāng)今多種類型的 GIS ?Professional GIS The distinctive features of professional GIS include data collection and editing, database administration, advanced geoprocessing and analysis, and other specialist tools, such as ESRI ArcInfo, Samllworld GIS ?Desktop GIS Desktop GIS focus on data use, rather than data creation, and provide excellent tools for making maps, reports, and charts. Wellknow examples include ESRI ArcView, Intergraph GeoMedia, MapInfor professional ?Ha