WebGIS原理与应用全册配套最完整精品课件1.ppt
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- WebGIS 原理 应用 配套 完整 精品 课件
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1、2021-8-25 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l主教材: lWeb GIS原理与应用,付品德/孙九林著.高等教育出版社, 2012. l参考书: lWeb GIS从基础到开发实践(基于ArcGIS API for JavaScript). 刘光,曾敬文,曾庆丰编著.清华大学出 版社,2015. 2021-8-25slide3 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide4 2021-8-25slide5 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l1.1 万维网和地理信息系统 l1.2 Web
2、GIS的起源和演化 l1.3 Web GIS的概念和特点 l1.4 Web GIS的功能和应用 2021-8-25slide6 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l了解互联网、万维网的诞生 l了解Web GIS的历史 l掌握Web GIS的概念、功能 l了解Web GIS的优点、应用 2021-8-25slide7 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网前身 l1969年“冷战”时期,美国国防部的高级研究计划署 (ARPA)建立的分布式计算机网络,当部分节点不能工作 时,仍可以进行信息交换. l连接了美国西部四所大学-斯坦福,加州大学
3、圣芭芭拉分 校(UCSB),加州大学洛杉矶分校(UCLA),犹他州立大学. 2021-8-25slide8 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网前身 l高级研究计划署网络(ARPANet)-互联网前身,使用复杂, 用户基本是研究机构和政府部门. 2021-8-25slide9 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 l1989年,欧洲粒子物理研究所(CERN)的英国科学家Tim Berners-Lee(1955-)发明了万维网,以简单的方式来分 享和交换文件. l万维网之父 2021-8-25slide10 2012年伦敦
4、奥运会, Berners-Lee的 Tweet: This is for everyone. 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 lTim Berners-Lee发明了HTTP(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议),HTML(Hypertext M a r k u p L a n g u a g e , 超 文 本 标 记 语 言 ) , URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位符)。 2021-8-25slide11 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维
5、网的产生 l命名为万维网(Word Wide Web),开发了世界上第一 个Web服务器和Web浏览器。 2021-8-25slide12 在CERN时,Berners-Lee使用的苹果电 脑,世界上第一台web服务器. 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l万维网的产生 l万维网使互联网使用更加方便,且充满乐趣. l网上冲浪 l网上购物 l网络游戏 l交友-人人网 l推特(Twitter),微博,微信. l视频电话,视频会议. l 2021-8-25slide13 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l互联网(Internet)和万维网(W
6、WW)的区别 l互联网是全球的计算机等设备连接起来组成的巨大的计 算机网络.-强调硬件 l万维网是互联网上的众多网站和超文本文件的集合,主要 通过Http将各种超文本文件连接起来.-更强调内容 l虽然Http只是互联网协议中的一个,但它聚集的丰富内容 是互联网最主要的吸引力. 2021-8-25slide14 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l1993年,美国施乐公司帕罗奥多研究中心(Palo Alto Research Center,PARC)开发了一个基于Web的地图浏 览器(Map Viewer),标志着Web GIS的诞生. l文章:Pu
7、tz S. Interactive information services using World-Wide Web hypertextJ. Computer Networks and ISDN Systems, 1994, 27(2): 273- 280. 2021-8-25slide15 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide16 MapViewer的用户界面 放大,缩小等功能通过超链接来实现 HTML和HTTP作为用户界面 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l优点:用户不必再本地安装GIS软
8、件和数据,可以在任何有 互联网的地方使用GIS. lWebGIS开始流行 l1994年,加拿大国家地图信息服务网发布加拿大在线国 家地图集. 2021-8-25slide17 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l起源和早期应用 l1995年,美国人口普查局发布全国人口信息在线地图. l1995年,加州大学伯克利分校博士生Susan Huse开发了 GRASSLinks,是WebGIS地理分析的早期例子. 2021-8-25slide18 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l自下而上的信息流和众包:大量用户参与和
9、他们所创造的 丰富内容.例如:淘宝卖家,博客,维基百科等. l万 维 网 成 为 软 件 开 发 的 新 平 台 : 云 计 算 ( c l o u d computing),软件即服务(S of t w a re a s a Service,Saas),将服务器或计算中心的资源和软件功能 以Web服务的方式提供。 2021-8-25slide19 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l轻量级开发模式:基于浏览器端的开发接口,如AJAX (Asynchronous Javascript and XML),降低了开发 门槛. l数据是核心:很
10、多大型Web系统的成功往往是基于他们积 累的数据库.如Google大量的网页内容,Amazon的大量 产品信息.-大数据(Big Data) 2021-8-25slide20 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l近期发展-Web 2.0 l多平台客户端:不局限于浏览器,还包括桌面应用程序和手 机等移动设备. l丰富的用户体验:简单应用,漂亮的用户界面. 2021-8-25slide21 Web 2.0=用户贡献的内容+Web为一种开发平台+丰富的用户体验 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l众包,数据是核心:GIS中用
11、户贡献的内容称为自发式地 理信息(Volunteered Geographic Information, VGI)。 lEx:ArcGIS Server的要素服务(Feature Service), 方便用户手机上传地理坐标、属性、照片和视频。 lEx:ArcGIS Online-云GIS,地理信息共享门户,用户可 以将自己的Web服务,数据和应用发布,上传,注册到这个 网站,积累地理服务,数据. 2021-8-25slide22 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l轻型开发模式,Web是开发平台:政府,商业公司等利用 ArcGIS Server
12、将数据,地图和模型以Web服务的形式发 布出来,这些服务有基于Javascript,Flex和Silverlight的 浏览器端接口,简单易用. l支持移动平台:ArcGIS Server还提供了针对苹果公司 iOS,谷歌公司Android,微软公司Windows Phone等多 种操作系统的开发接口. 2021-8-25slide23 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lEsri产品系列 l丰富的用户体验:ArcGIS Server的浏览器端API可以创 建具有丰富用户体验的应用. lArcGIS Explorer是一个二维地图和三维虚拟地球浏览 器. 2021-
13、8-25slide24 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l概念 l广义:Web GIS是使用了Web技术的各种GIS。 l狭义:Web GIS是通过Web技术来连接其组成部分的 GIS。 2021-8-25slide25 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l概念 l一种分布式(Distributed)的信息系统 l至少有一个服务器(server)和一个客户端(client, 不限于浏览器,可以是桌面应用程序或移动APP)。 2021-8-25slide26 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l相关的概念 lH
14、TTP协议:server和client间通信的主要协议。 l两层体系结构:一台server和多台client。 l三层体系结构:数据层、逻辑层(中间层)和客户端 (表现层)。 2021-8-25slide27 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l相关的概念 lWeb GIS和桌面GIS不断相互渗透。 lWeb GIS依靠桌面GIS来创建数据和地图等基础资源,也吸纳 了桌面GIS的一些功能(空间分析等)。 l桌面GIS加入了Web GIS的功能,ArcMap也可作为Web GIS 的客户端。 2021-8-25slide28 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技
15、大学环境学院 朱进 l地理空间网络(GeoWeb或Geospatial Web) l地理空间信息+抽象信息(网页、图片、视频)。 l地理标签(Geotagging):添加经纬度(或地名)到微博、 微信、照片、视频等。 l地理解析(Geoparsing):从文本中提取地理信息(自然语言 处理,Natural Language Processing,NLP)。 l泛指Web GIS。 2021-8-25slide29 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l优点 l空间传播的全球性 l用户的众多性 l较好的跨平台性 l费用的低廉性 2021-8-25slide30 第1章
16、万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l优点 l用户的易用性 l更新的统一性 l应 用 的 广 泛 性 : W e b G I S 助 长 了 新 地 理 学 (Neogeography)的发展, 促进了GIS的社会化。 2021-8-25slide31 新地理学新地理学:非专业用户因个:非专业用户因个 人或公共人或公共目的目的使用地理学科使用地理学科 技和工具。技和工具。 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l广泛的应用 l传染病的分布 l各地的污染源 l饭店位置:大众点评 l犯罪地图 2021-8-25slide32 第1章 万维网时代的地理信息系
17、统 苏州科技大学环境学院 朱进 l广泛的应用 l网络交友:陌陌 l公共洗手间 l应急救灾 2021-8-25slide33 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l功能 l地图和查询:空间查询、属性查询。 l数据采集:自发式地理信息VGI。 l地理信息的传播:geo.data.gov和允许用 户搜索和下载数据。 l空间分析:测量距离、面积,最佳路径,制作犯罪地图 等。 2021-8-25slide34 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l新的商业模式和新的商品:基于位置的广告服务(LBS- Location Based Service
18、),根据用户年龄、性别、当 前所在位置、所处区域的气温投放短信/彩信广告。-地 理围栏(Geofencing) lEx-阿拉斯加用户推荐滑雪服,夏威夷用户推荐泳衣。 lEx-在饭点时间到万达广场,推荐新的饭店(根据用户已 往消费习惯等)。 2021-8-25slide35 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l电子政务的工具,美国地质调查局发布最新的自然灾害 信息(地震、飓风、洪水等)。 2021-8-25slide36 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用 l人们日常生活的重要工具:继3R(reading读、 writing写
19、、arithmetic算术)之后,第四项基本能力 (Goodchild,2006)。 2021-8-25slide37 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l发展机遇 l长尾理论(Long tail theory)-商业模式分析方法 l统计学上称为Heavy-tailed distribution,重尾分布。 l头部是大众化市场,尾部是专业化细分市场,且利润可 以和头部一样多。 2021-8-25slide38 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS的长尾分析 l头部:大众在线地图、LBS。由百度、谷歌等占据,广 告等方式获益。
20、 l尾部:政府、企业等有特殊需求,需要定制化、二次开 发等。 2021-8-25slide39 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-采集数据 lMapillary(2014):https:/ l传统街景制作周期长,更新慢,主干道 l大众参与制作街景服务:更新快、乡村小路 2021-8-25slide40 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和运动结合 l悦动圈(2014): lhttp:/ ml l20个人1年“跑”出3亿公司估值: lhttp:/ 2021-8-25slide41 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏
21、州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和运动结合 l骑行的艺术 l马里兰州巴尔的摩市的艺术家 Michael Wallace 在骑 行时给自己设计了特殊的路线-GPX Adventure 2021-8-25slide42 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和住宿结合 lAirbnb(2008)总部设在美国加州旧金山市 lAir Bed and Breakfast 空中食宿 l可以从个人的手中租住一间房屋,而不是从一家酒店中 租住。-共享经济 2021-8-25slide43 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-和住宿
22、结合 2021-8-25slide44 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-签到 l街旁网(2010-2015):签到服务(饭点,家) 2021-8-25slide45 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-签到 l街旁网失败原因: l用户签到动力不足,一时新鲜,无内在驱动力 l未及时衍生出相关的商业模式,例如社交等(点评,陌 陌,) 2021-8-25slide46 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-人群疏散-避免踩踏事件的发生 l解决外滩踩踏事故 l城市被分为若干个1KM*1K
23、M的小格子,它实时地输入 新数据,以热度图(heat map)的形式不间断的预测 每个区域会有多少辆出租车的进和出。 lhttp:/ 2021-8-25slide47 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l应用案例-人群疏散-避免踩踏事件的发生 l时空数据+深度学习(Deep Learning) l在人工智能国际顶级会议AAAI 2017,微软亚洲研究院 郑宇博士及其团队的论文Deep Spatio-Temporal Residual Networks for Citywide Crowd Flows Prediction l利用时空深度残差网络用于预测城市人流问题
24、lh t t p : / / w w w . m s r a . c n / z h - cn/news/blogs/2017/02/citywide-crowd-flows- prediction-20170214.aspx 2021-8-25slide48 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进2021-8-25slide49 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 lWeb GIS的起源 lWeb GIS的概念、功能 lWeb GIS的优点、应用 2021-8-25slide50 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l
25、在你的日常生活中还需要哪些Web GIS功能?(发挥想象 力,越多越好) 2021-8-25slide51 Jack Dangermond(ESRI创始人): GIS的应用只受限于使用者的想象力。 朱进朱进 苏州科技大学苏州科技大学 环境学院环境学院 2021年年8月月25日日 2021-8-25slide53 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学院 朱进 l2.1 Web的原理和基础技术 l2.2 Web GIS的基本架构和组成部分 l2.3 瘦客户端和胖客户端架构 l2.4 用户体验设计 2021-8-25slide54 第1章 万维网时代的地理信息系统 苏州科技大学环境学
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