目錄 運用電子計算機科學收集、存儲、檢索、分析和顯示地理信息的自動技術係統。由計算機硬件係統、計算機軟件係統、地理空間數據庫管理係統和係統設計、管理與使用人員組成。 地理信息係統 (Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時又稱為“地學信息係統”或“資源與環境信息係統”。它是一種特定的十分重要的空間信息係統。它是在計算機硬、軟件係統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分佈數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術係統。地理信息係統 處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關係,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理在一定地理區域內分佈的各種現象和過程,解决復雜的規劃、决策和管理問題。
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念:
1、GIS的物理外殼是計算機化的技術係統,它又由若幹個相互關聯的子係統構成,如數據採集子係統、數據管理子係統、數據處理和分析子係統、圖像處理子係統、數據産品輸出子係統等,這些子係統的優劣、結構直接影響着GIS的硬件平臺、功能、效率、數據處理的方式和産品輸出的類型。
2、GIS的操作對象是空間數據,即點、綫、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼,實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息係統的根本標志,也是其技術難點之所在。
3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力,可以得到常規方法或普通信息係統難以得到的重要信息,實現地理空間過程演化的模擬和預測。
4、 GIS與測繪學和地理學有着密切的關係。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數;電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理係統等現代測繪技術的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息産品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,並促使GIS嚮更高層次發展。地理學是GIS的理論依托。
有的學者斷言,“地理信息係統 和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙,那麽,信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門,必將為地理科學的發展和提高開闢一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。 GIS按研究的範圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的;按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用係統集中起來,可以構成相應地域同級的區域綜合係統。在規劃、建立應用係統時應統一規劃這兩種係統的發展,以減小重複很費,提高數據共享程度和實用性。 在配電自動化係統中地理信息係統 (GIS)是一個重要內容:由於配電網節點多,設備分散,其運行管理工作常於地理位置有關,引入配電地理信息係統 ,可以更加直觀的進行運行管理;其內容主要包括:設備管理(FM),是將變電站、饋綫、變壓器、開關、電桿等設備的技術數據反映在地理背景圖上;用戶信息係統(CIS),指藉助GIS對大量用戶信息,如用戶名稱、地址、帳號、電話、用電量和負荷、供電優先級、停電記錄等進行處理,便於迅速判斷故障的影響範圍,而用電量和負荷的統計信息還可作為網絡分析的依據;停電管理係統(OMS),是指接到停電投訴後,GIS通過調用CIS和SCADA功能,迅速查明故障地點和影響範圍,選擇合理的操作順序和路徑,顯示處理過程中的進展,並自動將有關信息轉給用戶投訴電話應答係統;另外GIS還可具有輔助配電網發展規劃設計功能等。 我國地理信息係統 的起步稍晚,但發展勢頭相當迅猛,大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期,我國開始推廣電子計算機在測量、製圖和遙感領域中的應用。隨着國際遙感技術的發展,我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像,開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議,形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面,先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來,國傢測繪局係統開展了一係列航空攝影測量和地形測圖,為建立地理信息係統 數據庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助製圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年,國傢計委在黃山召開了全國第一屆數據庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的準備。
第二是試驗階段。進入80年代之後,我國執行“六五”、“七五”計劃,國民經濟全面發展,很快對“信息革命”作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時,GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規範和標準、空間數據庫建設、數據處理和分析算法及應用軟件的開發等。以農業為對象,研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟件,並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面,在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上,建成了全國1:100萬地留數據庫係統和全國土地信息係統、1:4見萬全國資源和環境信息係統及1:25o萬水土保持信息係統,並開展了黃土高原信息係統以及洪水災情預報與分析係統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息係統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年,中國科學院建立了“資源與環境信息係統國傢級重點開放實驗室”,1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了“信息工程專業”和“測繪遙感信息工程國傢級重點開放實驗室”。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班,已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來,我國的GIS隨着社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國傢測繪局正在全國範圍內建立數字化測繪信息産業。1:100萬地圖數據庫已公開發售,衛:25萬地圖數據庫也已完成建庫,並開始了全國1石萬地圖數據庫生産與建庫工作,各省測繪局正在抓緊建立省級1:1萬基礎地理信息係統 。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走嚮運行係統,這樣就可保證嚮GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來,沿海、沿江經濟開發區的發展,土地的有償使用和外資的引進,急需GIS為之服務,有力地促進了城市地理信息係統 的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息係統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟件開發方面,科技部在“九五”科技攻關計劃中,將“遙感、地理信息係統 和全球定位係統的綜合應用”列入國傢“九五”重中之重科技攻關項目,在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息係統 基礎軟件。經過幾年的努力,中國GIS基礎軟件與國外的差距迅速縮小,涌現出若幹能參與市場競爭的地理信息係統 軟件,如GeoStar, MapGIS, OityStar, ViewGIS等。在遙感方面,在該項目的支持下,已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息係統。國傢這一重大項目的實施,有力地促進了中國遙感和地理信息係統 的發展 (國外一些地理信息係統 的定義摘自David J.Maguire,1991)。
1、DoE(1987:132)
a system for capturing storing checking, manipulating analysing and displaying data which are spatially referenced the Earth.
2、Aronoff(1989:39)
any manual or computer based set of procedures used to store and manipulate geographically referenced data.
3、Carter(1989:3)
an institutional entiry, reflecting an organizational structure that integrates technology with a database, expertise and continuing, financial support over time.
4、Parker(1988:1547)
an information technology which stores, analyses, and displays both spatioal and non-spatial data.
5、Dueker(1979:106)
a special case of information systems where the database consists of observations on spatioally distributed features, activities, or events, which are definable in space as points, lines, or areas. A GIS manipulates data about these points, lines, and areas to retrieve data for ad hoc queries and analysis.
6、Smith et al.(1987:13)
a database system in which most of the data are spatially indexed, and upon which a set of procedures operated in order to answer queries about spatiol entities in the database.
7、Ozemoy, Smith and Sicherman(1981:92)
an automated set of functions that provides professionals with advanced capabilities for the storge, retrieval, manipulation, and display of geographically located data.
8、Burrough(1986:6)
a powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming and displaying spatial data from the real world.
9、Cowen(1988:1544)
a decision support system involving the integration of spatially referenced datain a problem-soling environment.
10、Koshkariov, Tikunov and Trofimov(1989:256)
a system with advanced geo-modelling capabilites.
11、Devine and Field(1986:18)
a form of MIS[Management Informaion System]that allows map display of the general information.
12、陳述彭等(1999,《地理信息係統 導論》):
由計算機係統、地理數據和用戶組成的,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理决策服務。 目前開設地理信息係統 專業的院校很多,但是高考報名時註意,分為理科的地圖學與地理信息係統 ,屬於地理學,側重於地理學應用理論研究;工科為地圖製圖學與地理信息工程,屬於測繪學,側重於測量。兩者並無本質區別,報考的時根據自身喜好,工科一般開設於理工科院校,理科則一般為綜合性大學或師範大學內。理科的話武漢大學資源與環境科學學院的地理信息係統 比較厲害,特別是製圖方向。 35,000年前,在Lascaux附近的洞穴墻壁上,法國的Cro Magnon獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路綫和軌跡綫條和符木。這些早期記錄符合了現代地理信息係統 的二元素結構:一個圖形文件對應一個屬性數據庫。 18世紀地形圖繪製的現代勘測技術得以實現, 同時還出現了專題繪圖的早期版本, 例如:科學方面或戶口普查資料。 20世紀初期世紀將圖片分成層的“照片石印術”得以發展。直至60年代早期,在核武器研究的推動下,計算機硬件的發展導致通用計算機“繪圖”的應用。
1967年世界第一個投入實際操作的GIS係統由聯邦能量、礦産和資源部門在安大略省的渥太華開發出來。 這個係統是由Roger Tomlinson開發的,被稱為“Canadian GIS”(CGIS)。它被用來存儲,分析以及處理所收集來的有關加拿大土地存貨清單(CLI)數據。CLI通過在1:250,000的比例尺下繪製關於土壤, 農業, 休閑、野生生物、水鳥、林業, 和土地利用等各種信息為加拿大農村測定土地能力,並增設瞭瞭等級分類因素來進行分析。
CGIS是世界的第一個“係統”, 並且在“繪圖”應用上進行了改進,它具有覆蓋,測量,資料數字化/掃描的功能,支持一個跨越大陸的國傢坐標係統,將綫編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的“弧”,並且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中。它的開發者,地理學家Roger Tomlinson,被稱為“GIS之父”。
CGIS一直持續到20世紀70年代纔完成,但這花費了太長的一段時間,因此在它最初發展期,不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟件的供應商競爭。微型計算機硬件的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼併了大多數的CGIS特徵,並結合了對空間和屬性信息的分離的第1 種世代方法與對組織的屬性數據的第2種世代方法入數據庫結構。20世紀80年代和90年代産業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末,在各種係統中迅速增長使得其在在相關的少量平臺已經得到了鞏固和規範。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念,這要求數據的格式和傳輸標準化。 從不同來源得到相關信息
如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯繫起來,可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會幹涸。一個GIS係統就能夠進行這樣的分析,它能夠將不同來源的信息以不同的形式應用。對於源數據的基本要求是確定變量的位置。位置可能由經度,緯度和海拔的 x,y,z坐標來標註,或是由其他地理編碼係統比如ZIP碼,又或是高速公路英裏標志來表示。任何可以定位存放的變量都能被反饋到GIS。一些政府機構和非政府組織生産正在製作能夠直接訪問GIS的計算機數據庫。可以將地圖中不同類型的數據格式輸入GIS。GIS 係統同時能將不是地圖形式的數字信息轉換可識別利用的形式。 例如,通過分析由遙感生成的數字衛星圖像,可以生成一個與地圖類似的有關植被覆蓋的數字信息層。 同樣, 人口調查或水文表格數據也可在GIS係統中被轉換成作為主題信息層的地圖形式。
資料展現
GIS 數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路, 土地利用, 海拔)。 現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續的對象領域(如降雨量或海拔) 。這二種抽象體在GIS係統中存儲數據主要的二種方法為: 柵格(網格)和矢量。 柵格(網格)數據由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格(網格)圖像是類似的,除了使用合適的顔色之外,各個單元記錄的數值也可能是一個分類組,例如土地使用狀況,一個連續的值,或是降雨量,或是當數據不是可用時記錄的一個空值。柵格數據集的分辨率取决於地面單位的網格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區域, 但也可以用來代表其它形狀。柵格數據既可以用來代表一塊區域,也可以用來表示一個實物,實物被存儲為... 矢量數據利用了幾何圖形例如點,綫(一係列點坐標),或是面(形狀决定於綫)來表現客觀對象。例如,在住房細分中以多邊形來代表物産邊界,以點來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續變化性的領域。利用等高綫和不規則三角網(TIN)來表示海拔或其他連續變化的值。TIN的記錄對於這些連接成一個由三角形構成的不規則網格的點進行評估。三角形所在的面代表地形表面。 利用柵格或矢量數據模型來表達現實既有優點也有缺點。柵格數據設置在面內所有的點上都記錄同一個值,而矢量格式衹在需要的地方存儲數據,這就使得前者所需的存儲的空間大於後者。對於柵格數據可以很輕易地實現覆蓋的操作,而對於矢量數據來說要睏難得多。矢量數據可以象在傳統地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來,而柵格數據在以圖象顯示時顯示對象的邊界將呈現模糊狀。 除了以幾何嚮量坐標或是柵格單元位置來表達的空間數據外,另外的非空間數據也可以被存儲。在矢量數據中,這些附加數據為客觀對象的屬性。例如,一個森林資源的多邊形可能包含一個標識符值及有關樹木種類的信息。在柵格數據中單元值可存儲屬性信息,但同樣可以作為與其他表格中記錄相關的標識符。
資料擷取
數據擷取——嚮係統內輸入數據——它占據了GIS從業者的大部分時間。有多種方法嚮GIS中輸入數據,在其中它以數字格式存儲。 印在紙或聚酯薄膜地圖上的現有數據可以被數字化或掃描來産生數字數據。數字化儀從地圖中産生嚮量數據作為操作符軌跡點、綫和多邊形的邊界。掃描地圖可以産生能被進一步處理生成嚮量數據的光柵數據。 測量數據可以從測量器械上的數字數據收集係統中被直接輸入到GIS中。從全球定位係統(GPS)——另一種測量工具中得到的位置,也可以被直接輸入到GIS中。 遙感數據同樣在數據收集中發揮着重要作用,並由附在平臺上的多個傳感器組成。傳感器包括攝像機、數字掃描儀和激光雷達,而平臺則通常由航空器和衛星構成。 現在大部分數字數據來源於圖片判讀和航空照片。軟拷貝工作站用來數字化直接從數字圖像的立體象對中得到的特徵。這些係統允許數據以二維或三維捕捉,它們的海拔直接從用照相測量法原理的立體象對中測量得到。現今,模擬航空照片先被掃描然後再輸入到軟拷貝係統,但隨着高質量的數字攝像機越來越便宜,這一步也就可被省略了。 衛星遙感提供了空間數據的另一個重要來源。這裏衛星使用不同的傳感器包來被動地測量從主動傳感器如雷達發射出去的電磁波頻譜或無綫電波的部分的反射係數。遙感收集可以進一步處理來標識感興趣的對象和類例如土地覆蓋的光柵數據。 除了收集和輸入空間數據之外,屬性數據也要輸入到GIS中。對於嚮量數據,這包括關於表現在係統中的對象的附加信息。 輸入數據到GIS中後,通常還要編輯,來消除錯誤,或進一步處理。對於嚮量數據必須要“拓撲正確”才能進行一些高級分析。比如說,在公路網中,綫必須與交叉點處的結點相連。像反衝或過衝的錯誤也必須消除。對於掃描的地圖,源地圖上的污點可能需要從生成的光柵中消除。例如,污物的斑點可能會把兩條本不該相連的綫連在一起。
資料操作
GIS可以執行數據重構來把數據轉換成不同的格式。例如,GIS可以通過在具有相同分類的所有單元周圍生成綫,同時决定單元的空間關係,如鄰接和包含,來將衛星圖像轉換成嚮量結構。
由於數字數據以不同的方法收集和存儲,兩種數據源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠將地理數據從一種結構轉換到另一種結構。
投影係統,坐標係統與轉換
財産所有權地圖與土壤分佈圖可能以不同的比例尺顯示數據。GIS中的地圖數據必須能被操作以使其與從其它地圖獲得的數據對齊或相配合。在數字數據被分析前,它們可能得經過其它一些將它們整合進GIS的處理,比如,投影與坐標變換。 地球可以用多種模型來表示,對於地球表面上的任一給定點,各個模型都可能給出一套不同的坐標(如緯度,經度,海拔)。最簡單的模型是假定地球是一個理想的球體。隨着地球的更多測量逐漸纍積,地球的模型也變得越來越復雜,越來越精確。事實上,有些模型應用於地球的不同區域以提供更高的精確度(如北美坐標係統,1983-NAD83-衹適合在美國使用,而在歐洲卻不適用)。
投影是製作地圖的基礎部分,它是從地球的一種模型中轉換信息的數學方法,它將三維的彎麯表面轉換成二維的媒介(比如紙或電腦屏幕)。不同類型的地圖要采用不同的投影投影係統,因為每種投影係統有其自身的合適的用途。比如一種可以精確反映大陸形狀的投影會歪麯大陸的相對尺寸(翻譯的是英文的維基百科)
GIS空間分析
空間分析能力是GIS的主要功能,也是GIS與計算機製圖軟件相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯繫等方面去研究空間事物,以及對空間事物做出定量的描述。一般地講,它衹回答What(是什麽?)、Where(在哪裏?)、How(怎麽樣?)等問題,但並不(能)回答Why(為什麽?)。空間分析需要復雜的數學工具,其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等,其主要任務是對空間構成進行描述和分析,以達到獲取、描述和認知空間數據;理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測;調控地理空間上發生的事件等目的。
空間分析技術與許多學科有聯繫,地理學、經濟學、區域科學、大氣、 地球物理、水文等專門學科為其提供知識和機理。
除了GIS軟件捆綁空間分析模塊外,目前也有一些專用的空間分析軟件,如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。
數據建模
將濕地地圖與在機場、電視臺和學校等不同地方記錄的降雨量關聯起來是很睏難的。然而,GIS能夠描述 地表、地下和大氣的二維三維特徵。
例如,GIS能夠將反應降雨量的雨量綫迅速製圖。
這樣的圖稱為雨量綫圖。通過有限數量的點的量測可以估計出整個地表的特徵,這樣的方法已經很成熟。 一張二維雨量綫圖可以和GIS中相同區域的其它圖層進行疊加分析。
拓撲建模
在過去的35年,在濕地邊上有沒有任何加油站或工廠經營過?有沒有任何滿足在2英裏內且高出濕地的條件的這類設施?GIS可以識別並分析這種在數字化空間數據中的這種空間關係。這些拓撲關係允許進行復雜的空間建模和分析。地理實體音的拓撲關係包括連接(什麽和什麽相連)、包含(什麽在什麽之中)、還有鄰近(兩者之間的遠近)。
網絡建模
如果所有在濕地附近的工廠同時嚮河中排放化學物質,那麽排入濕地的污染物的數量要多久就能達到破壞環境的數量?GIS能模擬出污染物沿綫性網絡(河流)的擴散的路徑。諸如坡度、速度限值、管道直徑之類的數值可以納入這個模型使得模擬得更精確。網絡建模通常用於交通規劃、水文建模和地下管網建模。 [摘 要] 地理信息係統 (GIS) 是分析和處理海量地理數據的通用技術,國土資源是指在國傢管轄範圍內可以利用的一切資源的總和,根據“中國期刊網”“地理信息係統 (GIS) ”論文的統計,分析了到2000 年地理信息係統 在我國國土資源及其相關領域的應用情況。
[關鍵詞] 地理信息係統 (GIS) ;國土資源;國土資源管理
[中圖分類號] K90 [文獻標識碼] A [文章編號] 10032191X(2002) 0920003203
1、 地理信息係統
地理信息係統 ( Geographic Information Systems ,簡稱GIS) 是一種採集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機係統,是分析和處理海量地理數據的通用技術 。地理信息係統 萌芽於20 世紀60 年代的加拿大和美國,1972 年世界上第一個運行型的地理信息係統 —加拿大地理信息係統 (CGIS) 全面投入運行與使用。
地理信息係統 是一種决策支持係統,它與其他信息係統的主要區別是其存儲和處理的信息是經過地理編碼的,地理位置及與位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分 。一個完整的地理信息係統 主要由計算機硬件係統、計算機軟件係統、地理數據(或空間數據) 、係統操作人員4 個部分組成。計算機硬件係統是計算機係統中實際物理設備的總稱,包括計算機機、輸入設備(如數字化儀、掃描儀、解析測圖儀、數字攝影測量儀器、遙感圖像處理係統、機助製圖係統、圖形處理係統等) 、輸出設備(如圖形終端顯示設備、繪圖儀、打印機等) 等。計算機軟件係統包括計算機係統軟件、地理信息係統 軟件和其他支持軟件、應用分析程序。地理數據(或空間數據) 是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文經濟景觀數據,可以是圖形、圖像、文字、表格、數字等,通過數字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機等設備輸入地理信息係統 中,是地理信息係統 的操作對象和管理內容。
按研究內容可將地理信息係統 分為3大類:
①專題地理信息係統 ,是為特定的專門目標服務的具有有限目標和專業特點的地理信息係統 ,如水資源管理信息係統、草場資源信息係統、礦産資源信息係統等。
②區域信息係統,以區域綜合研究和全面服務為目標,有不同行政級別(如國傢級、省級、市級、縣級) 的區域信息係統,如加拿大國傢信息係統;也有以自然分區(如流域) 的區域信息係統。如黃河流域信息係統。實際上許多地理信息係統 是介於①、②兩類地理信息係統 之間,如北京市水土流失信息係統、河南省鼕小麥估産信息係統等。
③地理信息係統 工具(地理信息係統 外殼) ,是一組具有圖形圖像數字化、存儲管理、檢索查詢、分析運算、多種輸出等地理信息係統 基本功能的軟件包。利用通用的地理信息係統 工具建立專題或區域地理信息係統 ,能夠節省軟件開發的人財物,縮短建設周期,提高技術水平,易於推廣,便於益於深度開發 。
地理信息係統 是地理信息自動處理與分析係統,在數據採集—分析—决策應用的全過程中,能夠回答和解决5類問題:
①位置,在某個地方有什麽的問題;
②條件,符合某些條件的實體在什麽地方的問題;
③趨勢,某個地方發生的某個事件及其變化過程;
④模式,某個地方存在的空間實體的分佈模式的問題;
⑤模擬,某個地方如果具備某種條件會發生什麽的問題 。
2、 國土資源
國土資源是指在國傢管轄範圍內可以利用的一切資源的總和,是自然資源、勞動力資源,以及兩者結合衍生出來的經濟資源的總稱。它是國傢和人民賴以生存和發展的物質基礎,對國土資源合理地開發、利用、治理和保護,會直接影響到一國的經濟建設 。國土資源及其利用的現狀,各類國土資源的動態監測,是製定國土資源中長期利用規劃和國民經濟社會發展戰略的重要依據。由於我國國土遼闊,國土資源類型復雜,利用傳統的常規方法進行國土資源利用現狀調查需要幾年,甚至更長 儘管現存的地理信息係統 軟件很多,但對於它的研究應用,歸納概括起來有二種情況。一是利用GIS係統來處理用戶的數據;二是在GIS的基礎上,利用它的開發函數庫二次開發出用戶的專用的地理信息係統 軟件。目前已成功地應用到了包括資源管理、自動製圖、設施管理、城市和區域的規劃、人口和商業管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領域。在美國及發達國傢,地理信息係統 的應用遍及環境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規劃建設、政府管理等衆多領域。近年來,隨我國經濟建設的迅速發展,加速了地理信息係統 應用的進程,在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、製圖等領域發揮了重要的作用,取得了良好的經濟效益和社會效益。
下面先從GIS理論上提煉和歸納,然後給出應用的例子。
1. 地理信息係統 在地理空間數據管理中的應用,即以多種方式錄入的地理數據,以有效的數據組織形式進行數據庫管理、更新、維護、進行快速查詢檢索,以多種方式輸出决策所需的地理空間信息。目前流行的數據庫管理係統, 與GIS中數據庫管理係統在對地理空間數據的管理上,存在兩個明顯的不足;一是缺乏空間實體定義能力;二是缺乏空間關係查尋能力,這使得GIS 在對空間數據管理上的應用日趨活躍。如ARC/INFO在公路管理中的應用;ARC/INFO在對市政設施管理中的應用。後者如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據,在此基礎上綜合疊加地下及地面的八大類管綫(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管綫)以及測量控製網,規劃路等基礎測繪信息,形成一個測繪數據的城市地下管綫信息係統。從而實現了對地下管綫信息的全面的現代化管理。為城市規劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、市交通部門與道路建設部門等提供地下管綫及其它測繪部門的查詢服務。
2.GIS在綜合分析評價與模擬預測中的應用。GIS不僅可以對地理空間數據進行編碼、存儲和提取,而且還是現實世界模型,可以將對現實世界各個側面的思維評價結果作用其上,得到綜合分析評價結果;也可以將自然過程、决策和傾嚮的發展結果以命令、函數和分析模擬程序作用上這些數據上,摸擬這些過程的發生發展,對未來的結果作出定量的和趨勢預測,從而預知自然過程的結果,對比不同决策方案的效果以及特殊傾嚮可能産生的後果,以作出最優决策,避免和預防不良後果的發生。如GIS在焦作東部礦區煤礦底板突水預報中的應用; GIS在土地信息和土壤保護中的應用。後者如美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。 該係統通過收集耕地面積、濕地分佈面積、季節性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據等信息,建 立了潛在威斯康星地區的土壤侵蝕模型A=R*K*L*S*C*P,其中A為潛在的土壤侵蝕(面積/年),R為降雨量,K為侵蝕土壤參數,L為坡長,S為坡度參數, C為耕地面積, P為管理參數。探討了土壤惡化的機理,提出了合理的方案, 達到土壤保護的目的, 還可以利用它對土地進行長期的動態研究, 避免土質的重心惡化。 這裏把土壤侵蝕模型A=R*K*L*S*C*P作用到與之有關數據,達到綜合分析評價及模擬預測結果。 dili xinxi xitong
地理信息係統
geographical information system
由電子計算機網絡係統所支撐的,對地理環境信息進行採集、存儲、檢索、分析和顯示的綜合性技術係統。它一般包括數據源選擇和規範化、資料編輯預處理、數據輸入、數據管理、數據分析應用和數據輸出、製圖 6個部分。地理信息係統 的研製始於20世紀60年代後期。它在自然資源開發和分配、區域和城市發展的規劃和决策等方面,以及地理學研究和地圖自動編製中發揮重要作用。
原則和要求 地理信息有多種來源和不同特點,地理信息係統 要具有對各種信息處理的功能。從野外調查、地圖、遙感、環境監測和社會經濟統計多種途徑獲取地理信息,由信息的採集機構或器件採集並轉換成計算機係統組織的數據。這些數據根據數據庫組織原理和技術,組織成地理數據庫。
地理數據庫是係統的核心部分。庫中各種地理數據通常以多邊形(矢量)方式和網格(光柵)方式進行組織。多邊形作為區域的基本單元可以是某一級行政、經濟區劃單位,或某一地理要素的類型輪廓,它是由地理要素的專題信息(如類型代碼)和幾何信息(多邊形邊界的□、□ 坐標值及其拓撲信息)構成(見多邊形數據係統)。網格方式對某一區域按地理坐標或平面坐標建立規則的網格,並對每個網格單元按行、列順序賦於不同地理要素代碼,構成矩陣數據格式(見網格數據係統)。為了實現數據資源的共享和互換,地理數據庫必須做到數據規範化和標準化,並有效地對各種地理數據文件進行管理,實現對數據的監控、維護、更新、修改和檢索。地理數據通過軟件的處理,進行分析計算,並加以顯示。顯示的方式有地理圖、統計表和其他形式。
組成 包括硬件設備和軟件係統兩大部分。地理信息係統 主要硬件設備有:①數據採集裝置,有各種類型的數字化儀;②人機圖形交互裝置,可采用高分辨率的彩色圖形顯示器和輸入部件;③中央處理裝置,通常使用不同類型的數字計算機;④數據存儲設備,作為計算機的外存設備,主要是大容量的磁盤和磁帶機;⑤圖形輸出設備,有矢量式或光柵式繪圖機、靜電式符號打印設備等。
地理信息係統 軟件分為係統軟件和應用軟件。係統軟件包括計算機係統提供的操作係統、語言編譯係統、數據庫管理係統和數學庫,還有數字化操作軟件、基本的顯示繪圖軟件等。應用軟件範圍廣泛,功能多樣,如處理多邊形信息和網格信息的各種程序、多元統計分析程序、各種地理分析程序以及應用繪圖程序等。
類型 按性質分為靜態非空間模式、靜態空間模式、動態非空間模式和動態空間模式 4種地理信息係統 。靜態非空間模式係統以瞬時段經濟社會數據為主要管理對象,它與現行的手工統計信息係統接口;動態非空間模式係統處理隨時間變化的經濟社會數據,它與手工統計信息係統有密切關係;靜態空間模式係統和動態空間模式係統的特點要與地圖數據、空間遙感數據接口,反映各種地理要素的空間變化特徵和過程。一個大型的地理信息係統 ,根據各地理要素的數據性質包含上述4種模式,而以動態空間數據模式為其核心。小型、初級地理信息係統 則僅采用靜態非空間模式,以滿足地方或小城鎮對地理信息的需求。
按應用功能分為專題地理信息係統 、區域地理信息係統 和地理信息技術處理係統。專題地理信息係統 是根據專門地理問題的需求而建立的,如土地利用信息係統、能源信息係統、水資源信息係統、旅遊信息係統、城市規劃管理信息係統。區域地理信息係統 以一定的區域作為研究對象,既有區域綜合地理信息係統 ,也有區域專題信息係統,直接服務於區域發展的部門和綜合數據管理。地理信息技術處理係統是面嚮技術處理的,如遙感數據處理係統、計算機輔助製圖係統、地理數據分析係統等。
(劉嶽 林炳耀)
: geographical information system (GIS) n.: geographic information system, geographical information system, GIS, geo-information system 硬盤 污水處理 空間數據庫 生物處理 軟件 IT GIS 地理 數據庫 地學 科技 信息 信息係統 衛星 遙感 RS 計算機 測繪 包裝 稅務 化學元素 更多結果...
電力地理信息係統 水利地理信息係統 地理信息係統教程 地理信息係統導論 地理信息係統概論 環境地理信息係統 煙草地理信息係統 地理信息係統基礎 網絡地理信息係統 智能地理信息係統 海洋地理信息係統 城市地理信息係統 地理信息係統專業 軍事地理信息係統 移動地理信息係統 地理信息係統功能 地理信息係統組成 區域地理信息係統 交通地理信息係統 地理信息係統開發 地理信息係統概述 警務地理信息係統 大學地理信息係統 地理信息係統原理 網格地理信息係統 地理信息係統 與地圖學數碼城市地理信息係統 土地管理地理信息係統 地理信息係統 原理與實踐資源與環境地理信息係統 移動地理信息係統 開發技術 地理信息係統數據庫 遙感與地理信息係統 一體化 國傢基礎地理信息係統 地理信息係統 分析與應用考古與地理信息係統 電力輸配電地理信息係統 地理信息係統 設計與實現地理信息係統 原理與方法地理信息係統GIS概述 遙感應用與地理信息係統 MAPGIS地理信息係統 地理信息係統 水文地質調查遙感與地理信息係統 地理信息係統 實用教程地圖學與地理信息係統 中國地理信息係統 協會 開放式地理信息係統 地理信息係統 及其應用國際基礎地理信息係統 開放式的地理信息係統 構件式地理信息係統 互聯網地理信息係統 地理信息係統(GIS) 國産地理信息係統 軟件 地理信息係統 工程産品專業地理信息係統 平臺 地理信息係統 應用與實踐地理信息係統 開發方法技術和地理信息係統 組件式地理信息係統 嵌入式地理信息係統 地理信息係統與地圖 地理信息係統實驗室 地理信息係統 的數字係統地理信息係統 的數字技術地理信息係統 的數字格式地理信息係統 與相關學科的關係最大發揮地理信息係統 效益的建議 開設地理科學類地理信息係統 專業的院校名單 北京大學遙感與地理信息係統 研究所 國傢基礎地理信息係統 元數據標準 國傢基礎地理信息係統 數據庫 多媒體技術在地理信息係統 中的應用 我國地理信息係統 的發展概況 GEOWAYGIS地理信息係統 工程産品 TITANGIS—專業地理信息係統 平臺 ArcGIS9地理信息係統 應用與實踐 ArcGIS地理信息係統 空間分析實驗教程 地理信息係統 在農業經濟發展綜合評價中的應用地理信息係統 在環境科學中的應用山海易繪地理信息係統 實用教程 東北師範大學遙感與地理信息係統 中心 地理信息係統 與地圖製圖技術專業遙感與地理信息係統 基本理論和實踐 南京大學地理信息係統 與遙感實驗室 地理信息係統 工程設計與管理地理信息係統 開發:ArcObjects方法城市規劃與建設地理信息係統 地理信息係統 與地圖製圖技術地理信息係統 軟件工程的原理與方法網絡地理信息係統 的方法與實踐 南京信息工程大學濱江學院地理信息係統 專業 廣東省遙感與地理信息係統 學會 地理信息係統 空間分析實驗教程蘭州南特地理信息係統 研究所
地理信息係統 與地圖學