GIS 地理信息系统

【导读】GIS定义

　　地理信息系统(G1S)是近十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息向地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、 Intemet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算

时间:2006-03-23 编辑:Monica 来源:景观重庆【朗读】【投稿】【纠错】【字号：大中小】【关闭】

GIS定义　　地理信息系统(G1S)是近十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息向地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、 Intemet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。 GIS应用遍及金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等国民经济各领域。权威的统计资料和研究报告都表明，国民经济信息数字化的80％以上都构筑在地理信息系统之上。学科基础地理信息系统作为传统学科（地理学、地图学和测量学等）与现代科学技术（遥感技术、全球定位系统、计算机科学、人工智能等）相结合的产物，正逐渐发展成为处理空间数据的多学科综合应用技术：从计算机技术角度看，其主要是空间数据库技术；从数据收集角度看，其主要是3S（GIS/GPS/RS）技术的有机结合；从应用角度看，其主体是数据互访和空间分析决策的专门技术；从信息共享的角度看，其主体是计算机网络技术。系统组成及解决问题一个GIS系统，主要包括计算机硬件、计算机软件、数据、人组成。其中计算机软件又包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理与分析子系统、输出子系统。　　一个GIS系统的功能构成：①数据输入、存储、编辑；②操作运算；③数据查询、检索；④应用分析；⑤数据显示、结果输出；⑥数据更新。　　GIS能回答和解决以下五类问题： 1. 位置，即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等。 2. 条件，即符合某些条件的实体在哪里。如：在某个地区寻找面积不小于1000M2的不被植被覆盖的，且地质条件适合建大型建筑的区域。 3. 趋势，即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。 4. 模式，即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。 5. 模拟，即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过基于模型的分析实现。发展现状 GIS技术始源于上世纪六十年代的加拿大。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语，并于1971年建立了世界上第一个GIS??加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。由于当时计算机水平的限制，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。与此同时，国外许多与GIS有关的组织和机构纷纷建立，例如，美国1966年成立了城市和区域信息系统协会（URISA），1969年又建立起州信息系统全国协会（NASIS）；国际地理联合会（IGU）于1968年设立了地理数据收集和处理委员会（CGDSP）。这些组织和机构的建立为传播GIS知识，发展GIS技术起了重要的推动作用。地理信息系统的发展的四个阶段 60年代起源于北美：加拿大国家土地调查局为了处理大量的土地调查资料，于60年代开始建立地理信息系统（CGIS），于70年代初投入产品生产；同一时期的美国哈佛大学的计算机图形与空间分析实验室，建立通用的制图软件包，竭力发展空间分析模型和软件。 70年代是GIS发展的巩固阶段：美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对地理信息系统的研究均投入了大量的人力、物力、财力，研究不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统。 80年代为地理信息系统的大发展阶段：计算机的迅速发展和普及，地理信息系统也逐步走向成熟，并在全世界范围内全面地推向应用阶段。 90年代至今为地理信息系统的应用普及时代：由于计算机的软硬件均得到飞速的发展，网络已进入千家万户，地理信息系统已成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部门在一定程度上由于受地理信息系统影响而改变了现有机构的运行方式、设置与工作计划等。从美国的 “国家信息基础设施：行动计划（National Information Infrastructure ,简称NII）” 建设到数字地球的提出，由“数字地球”细化到“数字中国”、“数字省区”、“数字城市” 、“数字小区”直到“企业信息化”、“电子商务”、“数字通讯”、“虚拟现实”等众多的信息化领域的工作已全面铺开。应用领域地理信息系统在最近的40多年内取得了惊人的发展，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、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。资源管理(Resource Management) 主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。资源配置(Resource Configuration) 在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。城市规划和管理(Urban Planning and Management) 空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。土地信息系统和地籍管理(Land Information System and Cadastral Application) 土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。生态、环境管理与模拟(Environmental Management and Modeling) 区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。应急响应(Emergency Response) 解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。地学研究与应用(Application in Geosciences) 地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。商业与市场(Business and Marketing) 商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。基础设施管理(Facilities Management) 城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。选址分析(Site Selecting Analysis) 根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。网络分析(Network System Analysis) 建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。　警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。可视化应用(Visualization Application) 以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。分布式地理信息应用(Distributed Geographic Information Application) 随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。主要GIS软件介绍 ArcGis ArcInfo是美国环境系统研究所（Evironmental System Research Institute，简称Esri）于二十世纪八十年代初推出的GIS基础软件，ArcInfo可运行在各种平台上，包括SUN solaris、SGI IRIS、Digital Unix、HP UX、IBM AIX、Windows NT等。经过近三十年的发展，ArcInfo系列已由功能简单发展到功能齐全，由WorkStation到Desktop；现今的ArcInfo发展到三个平台系列：ArcView、ArcEditor、ArcInfo，三个系列并称ArcGis。 Esri公司现今的产品包括：ArcGis桌面产品、GIS服务器产品、ArcGis开发产品以及移动ArcGis产品。随着“数字地球”技术的发展，并融合现今的VR技术，Esri公司又推出了ArcGlobe。 ArcGis因其强大的功能，已广泛应用于各个行业，并取得了良好的效果。 MapInfo 美国MapInfo公司成立于1986年，其软件产品主要是桌面地理信息系统，目前已有包括中文版在内的22中语言版本。其产品系列包括：Mapinfo Professional、MapBasic、MapX、MapXtreme、SpatialWare等。 Intergraph Intergraph公司成立于1969年，一直致力于为用户提供计算机辅助设计、制造及专业制图领域的硬件、软件及服务支持。Intergraph公司提供的GIS软件产品包括专业GIS系统MGE、桌面GIS系统GeoMedia及网络GIS系统GeoMedia Web Map，并提供遥感、地理信息系统和全球定位系统一体化的应用产品，广泛应用于规划、土地、环保、测绘、公共信息管理、房地产、市政设施、交通等领域。 MGE是为Intergraph公司二十世纪八十年代末开发的大型GIS系统，它是一模块化的GIS环境，共有30多个应用模块。 GeoMedia是Intergraph公司推出的全面开放的桌面GIS系统，是一个开放的标准环境，它可以创建一个纯Windows应用。利用OLE/COM编程技术，并充分发挥Windows所提供的图形、对象和集成能力，并增加了特别的功能。这将有助于把GIS应用与其他桌面办公自动化软件有效集成，以适应专业GIS、桌面GIS、网络GIS不同层次的应用需求。 SuperMap SuperMap GIS是北京超图地理信息技术有限公司依托中国科学院的科技优势，立足技术创新，研制的新一代大型地理信息系统平台，满足各行业不同类型需求，SuperMap GIS 5系列产品是SuperMap GIS产品的最新版本。凭借超图公司领先的技术、开放的理念、优质的服务，SuperMap GIS系列软件成为了中国主流的GIS平台，并已成功地进入了日本、韩国、新加坡、美国、意大利、台湾、香港、澳门等国家和地区。SuperMap正逐步向一个国际化的GIS品牌迈进。 SuperMap GIS提供了包括空间数据管理、数据采集、数据处理、大型应用系统开发、地理空间信息发布和移动/嵌入式应用开发在内的全方位的产品，涵盖了GIS应用工程建设全过程。 SuperMap GIS由多个软件组成，形成适合各种应用需求的完整的产品系列：　SuperMap SDX+ 5 ?支持海量空间数据管理的大型空间数据库引擎；　SuperMap Objects 5 ?适合大型专业应用系统建设的全组件式GIS开发平台；　SuperMap IS .NET 5 ?用于建立大型网络GIS服务的Internet GIS开发平台；　eSuperMap 5 ?适用于移动终端设备的嵌入式GIS开发平台；　SuperMap Deskpro 5 ?用于地理空间数据处理与分析建模的大型桌面GIS软件；　SuperMap Express 5 ?用于地理空间数据编辑与处理的桌面GIS软件；　SuperMap Viewer 5 ?用于浏览地理空间数据的工具软件。 MapGis MapGis地理信息系统是由中国地质大学中地公司开发的GIS系统，它不仅为地理信息系统在地质矿产领域的广泛应用奠定了技术基础，也为发展我国具有自主版权的基础地理信息软件做出了贡献，已连续多年被国家科学技术委员会推荐为国产地理信息系统基础平台软件。 MapGis地理信息系统分为开发平台和应用平台，前者为用户提供了一个开发地理信息系统的函数库，允许用户根据具体需要，开发专用地理信息系统，后者为大多数用户提供了一个方便、实用的通用系统。 GeoStar 吉奥之星（GeoStar）系列软件由原武汉测绘科技大学信息工程中心和武汉吉奥信息工程公司联合开发，在历次由国家科技部组织的全国国产GIS软件测评中均名列前茅，且很多功能指标优于国外同类软件产品，国家有关部委及国家测绘局将其列外重点推广软件。包括一下软件产品：GeoStar、Geoanalysis、GeoForm、GeoMeta、GeoExchange、geoTin、GeoGrid、GeoImager、Geosuf、GeoScan等，近年来，吉奥公司由开发出了三位地理信息软件－CCGIS。

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