第七章第七章 地理信息系统应用地理信息系统应用教学内容：教学内容： 地籍管理信息系统，数字地球地籍管理信息系统，数字地球。重点难点重点难点： 数字地球、地籍管理信息系统分析数字地球、地籍管理信息系统分析 。学习要求：学习要求： 1 1、了解地籍管理信息系统的目标、系统分析、系统、了解地籍管理信息系统的目标、系统分析、系统组成及结构、系统技术特点；组成及结构、系统技术特点； 2 2、了解数字地球的产生；、了解数字地球的产生； 3 3、掌握数字地球的基本概念；、掌握数字地球的基本概念； 4 4、理解数字地球的应用前景；、理解数字地球的应用前景； 5 5、了解数字地球的展望。、了解数字地球的展望。 第一节第一节 地籍管理信息系统地籍管理信息系统 第二节第二节 数字地球数字地球第一节第一节 地籍管理信息系统地籍管理信息系统 一、系统目标一、系统目标系统设计时应充分考虑地籍管理工作系统设计时应充分考虑地籍管理工作的特点，要求系统的实用性、可操作性及的特点，要求系统的实用性、可操作性及可靠性强，实施中要尽可能采用成熟的技可靠性强，实施中要尽可能采用成熟的技术和系统开发平台，以简单性、实用性、术和系统开发平台，以简单性、实用性、可扩充性以及可靠性为系统设计的目标和可扩充性以及可靠性为系统设计的目标和考核指标，并且满足土地管理部门最大的考核指标，并且满足土地管理部门最大的需求，即使用本系统能实现现有工作业务需求，即使用本系统能实现现有工作业务的现代化。的现代化。二、系统分析二、系统分析1 1、需求分析、需求分析 地籍管理信息地籍管理信息系统按行政区域可系统按行政区域可 分为分为4 4级，即级，即县县( (市市) )级、地市级、省级、地市级、省级和国家级级和国家级。各级。各级系统应是相互兼容系统应是相互兼容的。各功能模块的的。各功能模块的设计要能满足各种设计要能满足各种工作要求。工作要求。道路走廊能见度分析模型道路走廊能见度分析模型2 2、功能分析、功能分析利用初始登记与变更登记功能，可完成申利用初始登记与变更登记功能，可完成申请受理、调查、审核、注册、颁证、归档等请受理、调查、审核、注册、颁证、归档等日常管理工作，并适时进行表、证、卡的打日常管理工作，并适时进行表、证、卡的打印输出。印输出。利用查询、统计功能，可按一个或多个条件的利用查询、统计功能，可按一个或多个条件的组合进行所需宗地信息查询。可进行分区面积汇组合进行所需宗地信息查询。可进行分区面积汇总、土地分类面积统计，并用柱状图、饼状图、总、土地分类面积统计，并用柱状图、饼状图、曲线图等形式对统计汇总结果进行直观表示。曲线图等形式对统计汇总结果进行直观表示。利用图数互查功能，既可根据宗地号查询相应利用图数互查功能，既可根据宗地号查询相应的宗地图信息，也可根据图形查询宗地的属性信的宗地图信息，也可根据图形查询宗地的属性信息，包括宗地的申请表、审批表、登记卡、界址息，包括宗地的申请表、审批表、登记卡、界址点线信息等。点线信息等。利用输出功能，可打印输出初始登记表、变更利用输出功能，可打印输出初始登记表、变更登记表、宗地图以及其他证、卡等，另外，还可登记表、宗地图以及其他证、卡等，另外，还可打印、查询、统计结果和绘制标准地籍图。打印、查询、统计结果和绘制标准地籍图。3 3、设计准则、设计准则 系统设计遵循下列原则：系统设计遵循下列原则：科学性科学性实用性实用性 规范性规范性 可扩充性可扩充性 三、系统技术特点三、系统技术特点1 1、具有较强的数据处理功能、具有较强的数据处理功能2 2、结构合理，功能齐全，性能良好、结构合理，功能齐全，性能良好3 3、系统具有友好的界面、系统具有友好的界面4 4、系统的分析共享功能、系统的分析共享功能第二节第二节 数字地球数字地球 一、数字地球的产生一、数字地球的产生一）概述一）概述 数字地球是继信息高速公路数字地球是继信息高速公路(NII & (NII & NSDI)NSDI)之后的又一信息基础设施，它不但之后的又一信息基础设施，它不但是国家信息基础设施是国家信息基础设施(NII)(NII)与国家空间数与国家空间数据基础设施据基础设施(NSDI)(NSDI)的高度综合，而且还的高度综合，而且还应该是地球观测系统应该是地球观测系统(EOS)(EOS)和地球观测信和地球观测信息网络息网络(COIN)(COIN)的高度综合。的高度综合。 二）时代背景二）时代背景1 1、科学背景、科学背景 美国国家地理信息与分析中心和大学地美国国家地理信息与分析中心和大学地理信息科学研究会于理信息科学研究会于19951995年提出了数字世界年提出了数字世界(Digital World)(Digital World)的概念，并对其研究内容作的概念，并对其研究内容作了阐明。了阐明。2 2、技术背景、技术背景 遥感、遥测、全球定位系统及地理信息系统等遥感、遥测、全球定位系统及地理信息系统等空间信息科学技术已经成为研究自然、社会、经济空间信息科学技术已经成为研究自然、社会、经济的重要手段。的重要手段。 卫星系列传感器的地面空间分辨率可以达到厘卫星系列传感器的地面空间分辨率可以达到厘米数量级，波段覆盖多达米数量级，波段覆盖多达240240个波段，时间间隔可以个波段，时间间隔可以达到每天达到每天3 3次。对地下的探测深度达到几万米。遥测次。对地下的探测深度达到几万米。遥测技术和技术和GPSGPS遥测技术也已达到了较高的水平，以遥测技术也已达到了较高的水平，以GPSGPS来说，精度可达到米数量级，利用差分分析方法，来说，精度可达到米数量级，利用差分分析方法，误差只有几厘米。误差只有几厘米。 1994 1994年美国提出建设国家空间数据基础设施，年美国提出建设国家空间数据基础设施，作为信息高速公路的组成部分，也很快遍及全球。作为信息高速公路的组成部分，也很快遍及全球。3 3、社会背景、社会背景 在资源短缺、环境恶化、人口膨胀以及在资源短缺、环境恶化、人口膨胀以及经济的可持续发展和经济全球化背景下，社经济的可持续发展和经济全球化背景下，社会发展对于全球信息的需求更加迫切。会发展对于全球信息的需求更加迫切。 社会对全球信息的迫切需求，为数字地社会对全球信息的迫切需求，为数字地球的诞生起到了催化作用。球的诞生起到了催化作用。三）社会需求三）社会需求 陈述彭院士认为前美国副总统戈尔提陈述彭院士认为前美国副总统戈尔提出的数字地球，主要有出的数字地球，主要有3 3方面的需求因素：方面的需求因素： 1.1.推动美国经济增长，刺激国内经济发展推动美国经济增长，刺激国内经济发展 2 2、数字地球是美国信息高速公路和国家、数字地球是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸空间数据基础设施的自然延伸 3 3、美国全球战略的延续和发展、美国全球战略的延续和发展四）产生过程四）产生过程 数字地球这一科学畅想是由美国副总数字地球这一科学畅想是由美国副总统统戈尔戈尔提出的。他于提出的。他于19981998年年1 1月月3131日在美国日在美国加利福尼亚科学中心发表了加利福尼亚科学中心发表了数字地球：数字地球：认识认识2121世纪的星球的方式世纪的星球的方式的讲演。他认的讲演。他认为，应构建一个数字地球，为信息高速公为，应构建一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息路提供一种重要的信息“货源货源”。 数字地球并非一个孤立的科技项目或数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项整体性的、导向性的技术目标，而是一项整体性的、导向性的战略思想战略思想 。二、数字地球的基本概念二、数字地球的基本概念一）数字地球的定义一）数字地球的定义数字地球的基本概念，可以归纳为以下数字地球的基本概念，可以归纳为以下3 3个方面：个方面：数字地球是指数字化的三维显示的虚拟地球，数字地球是指数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化与可视化的地球技术系统。与可视化的地球技术系统。实施数字地球计划，需要有政府、企业和学实施数字地球计划，需要有政府、企业和学术界共同参加。实施数字地球计划是社会行为，需术界共同参加。实施数字地球计划是社会行为，需要全社会来关心和支持。要全社会来关心和支持。数字地球是一次新的技术革命，将改变人类数字地球是一次新的技术革命，将改变人类的生产和生活方式，将促进科学技术的发展和推动的生产和生活方式，将促进科学技术的发展和推动社会经济的进步。社会经济的进步。二）数字地球的研究对象二）数字地球的研究对象数字地球是以地球作为研究对象，以网络和数字地球是以地球作为研究对象，以网络和计算机信息处理为主体的技术系统。计算机信息处理为主体的技术系统。它不仅以地球表层的自然的或人工的物体信它不仅以地球表层的自然的或人工的物体信息和过程信息作为研究的主要对象，而且还息和过程信息作为研究的主要对象，而且还把上至电离层、下至莫霍面的物质信息和能把上至电离层、下至莫霍面的物质信息和能量信息也包括在内。量信息也包括在内。另外，数字地球的研究对象除了一个区域或另外，数字地球的研究对象除了一个区域或一个城市范围的自然及人工的物体信息或过一个城市范围的自然及人工的物体信息或过程信息外，还包括整个地球的信息。程信息外，还包括整个地球的信息。三）数字地球的基础框架三）数字地球的基础框架元数据互操作宽带网络卫星图像海量存储计算科学 核心技术数字地球的基础框架数字地球的基础框架 四）数字地球的技术体系四）数字地球的技术体系基础设施基础设施国家信息基础设施（国家信息基础设施（NIINII）国家空间信息基础设施国家空间信息基础设施（NSDINSDI）对地观测系统（对地观测系统（EOSEOS）全球观测信息网络（全球观测信息网络（GOINGOIN）METADATAMETADATA标准与规范、法规标准与规范、法规系统安全系统安全 高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术空间高精度实时定位技术海量数据的快速处理与存储技术 高速计算机信息网络技术 超媒体与分布式空间信息系统技术 地理信息的分布式计算 地球数据的无级比例尺信息综合技术 空间数据仓库 空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究 多种数据的融合技术 数字地球的仿真与虚拟现实技术 数字地球的主要关键技术：数字地球的主要关键技术：三、数字地球的应用三、数字地球的应用 数字农业数字农业数字城市数字城市数字海洋数字海洋数字长江数字长江冰质与地貌过程的仿真、虚拟实验冰质与地貌过程的仿真、虚拟实验 数字地球与可持续发展数字地球与可持续发展 数字地球与资源合理利用数字地球与资源合理利用数字地球与科教兴国数字地球与科教兴国四、数字地球的展望四、数字地球的展望 数字地球是一个全球性的高科技发展战数字地球是一个全球性的高科技发展战略目标，是一场新的技术革命，它给地球科略目标，是一场新的技术革命，它给地球科学提供了知识创新和理论研究的科学条件；学提供了知识创新和理论研究的科学条件；为信息科学技术的研究和开发提供了科学试为信息科学技术的研究和开发提供了科学试验基地和应用领域，对社会经济和科学技术验基地和应用领域，对社会经济和科学技术的发展将起到推动作用。的发展将起到推动作用。五、五、“中国数字地球中国数字地球”与与“数字中国数字中国” 1 1、中国数字地球、中国数字地球中国数字地球是以整个地球为背景，以中国数字地球是以整个地球为背景，以整个数字地球的技术系统作为研究对象。整个数字地球的技术系统作为研究对象。 所谓整个地球是指地球的任何一个部位所谓整个地球是指地球的任何一个部位的、感兴趣的重点地区，实际上并不是全球。的、感兴趣的重点地区，实际上并不是全球。整个数字地球的技术系统是指掌握全球研究整个数字地球的技术系统是指掌握全球研究的技术能力。的技术能力。 一旦需要时，我们具有对地球上任何一一旦需要时，我们具有对地球上任何一个地方进行研究的能力。个地方进行研究的能力。 2 2、数字中国、数字中国“数字中国数字中国”是以中国的数字化或中国是以中国的数字化或中国的信息化研究作为工作的重点，也就是说，的信息化研究作为工作的重点，也就是说，应该以解决中国自己与社会经济发展密切相应该以解决中国自己与社会经济发展密切相关的数字地球问题作为研究的重点，或以数关的数字地球问题作为研究的重点，或以数字地球的方法，解决中国最迫切的问题，如字地球的方法，解决中国最迫切的问题，如数字长江、数字农业、数字城市等。数字长江、数字农业、数字城市等。3 3、实现中国数字地球的方法、实现中国数字地球的方法 (1)(1)中国国家空间数据基础设施中国国家空间数据基础设施(China (China NSDI)NSDI)建设建设全国基础地球数据库建设全国基础地球数据库建设地球数据的标准化、规范化和地球数据的标准化、规范化和MetadataMetadata建设建设建立空间数据交换网络建立空间数据交换网络(Clearing (Clearing House)House)。 (2) (2)中国数字地球试验基地建设中国数字地球试验基地建设4 4、中国数字地球的作用和意义、中国数字地球的作用和意义数字地球将推动社会经济的更大的发数字地球将推动社会经济的更大的发展，尤其是能使产业获得更大的增长，并展，尤其是能使产业获得更大的增长，并给社会带来更多的就业机会。给社会带来更多的就业机会。数字地球的更重大的意义还在于，它数字地球的更重大的意义还在于，它提供了地球系统的实验条件。提供了地球系统的实验条件。复习思考题复习思考题1 1、地籍管理信息系统设计应遵循哪些原则？、地籍管理信息系统设计应遵循哪些原则？2 2、地籍管理信息系统应具备哪些功能？、地籍管理信息系统应具备哪些功能？3 3、数字地球的产生背景是什么？、数字地球的产生背景是什么？4 4、数字地球的核心技术包括哪几个方面？、数字地球的核心技术包括哪几个方面？5 5、结合实际谈谈数字地球的应用前景？、结合实际谈谈数字地球的应用前景？6 6、中国数字地球的作用与意义？、中国数字地球的作用与意义？