浅谈GIS的发展也应用

1、浅谈gis的发展与应用暑期实习报告今年暑假，我们进行了专业实习。在短短一周的时间里，实习内容安排的丰 富而精彩。我们先后参观了山东无线电管委会，齐鲁软件园高新区，济南市有线 电视台和山东大学网络管理中心。这些参观活动让我们直观的接触到了我们专业 未來的从业环境与工作内容，并11将课本上学到的理论知识与实际工程中的应用 做到了有机的结合，开拓了我们的眼界。更重要的是每天晚上都冇已经在各个领 域作出了一定成绩的工程师给我们带來精彩的讲座，给我们带來了最前沿的科 技。听了这些讲座我觉得受益匪浅。因为课木上学的知识毕竞有时间上的局限性。 而我们这个专业近年来发展如此迅猛，这些科技前沿的新知识对我们来说

2、十分必 要。这些讲座的内容都十分精彩，其中一场讲座的老师为我们带来了一个全新的 概念：giso这个词我还是第一次听说，报告结束之后结合他报告的内容我又上 网查阅了许多资料，才算对gis有了较为初步全面的认识。在这里，我就简单谈 谈我对gis的认识与gis在现在及未来的应用。一. 什么是gisgis 的全称是 geographic information system,即地理信息系统。gis 是一* 种以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理 分布有关数据的空间信息系统。地理信息系统的核心技术是如何利用计算机表达和管理地理空间对彖及其 特征。包括硬件，软件，数据，用户和方法五部

3、分冇机结合而成。地理信息系统 gis是介于信息科学，空间科学和地球科学之间的交叉学科。目前比较流行的gis开发软件包括工作站版的arc/info, intergraph, micro station 等,桌而系统的 mapinfo,arcview,auto desk 及国内的 map gis,geo star 等。二. gis的发展gis的概念最早起源于二十世纪六十年代，由加拿大测量学家roger tomlison 提出。其内涵是借助计算机技术把地图变为数字形式的地图，开创了利用计算机 技术处理地理空间数据的先河，其技术路线一直延续至今。70年代，美国，联邦徳国，瑞典，h本等国相继投入大量人力

4、及财力开展 研究发展gish作，为推动gis理论与技术做岀了积极贡献。而正是在这时，以 陈述彭院士为首的老一辈科学家积极将gis技术引入国内，推动了中国gis理论 及技术研究的兴起。九十年代开始，国家提tbt "gis必须走出产业化道路”，加 速了 gis技术的推广与应用进程。随着计算机技术的迅速发展，地理信息的处理, 分析手段日趋先进，gis技术h趋臻熟，理论上说，gis可以运用与现阶段任何 行业。三. gis的主要功能数据采集与编辑功能：gis的核心是一个地理数据库，所以建立gis的第一步是 采集地面的实体图形数据和描述它的属性数据。同时需要对图形及文本数据进行 编辑和修改以消除

5、错谋。属性数据编辑与分析：属性数据比较规范，适用于表格表示，所以gis都采用关 系系统数据库管理系统管理。系统述提供用户自定义数据结构的功能，修改结构 的功能，以及提供拷贝结构，删除结构，合并结构等功能。制图功能：gis是一个功能强大的数字化制图系统。根据gis的数据结构及绘图 仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。gis不仅可以为用户输岀全要素地 图，还可以根据需要分层输出各种专题地图。空间数据库管理功能:地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞人的地理数据集。 gis -般都装配冇地理数据库，将数据信息分类存放方便管理人员和读者快速查 找。拓扑空间查询：gis屮地物z间的拓扑关系，是通过关联

6、关系和位置关系隐含表 达，用户需要通过特殊方式进行查询。缓冲区分析：是根据数据库的点，线，面实体，口动建立其周围一定宽度范围的 缓冲区多边形，它是gis重要和基本的空间分析功能之一。叠置分析：将同一地区同一比例尺的两组或更多的多边形要索的数据文件进行叠 置，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围 的属性特征的统计分析。空间集合分析：空间集合分析是按照两个逻辑了集给定的条件惊醒逻辑交运算， 逻辑并运算，逻辑差运算。地学分析：gis还提供一些专业性较强的应用分析模块，可以通过科学的分析手 段来对一些具体问题进行选择，评价，分析及预测功能。数学高程模型的建立：gis提供了

7、格网dem及不规则三角网tin两种数字高程模 型的软件包，用户可以根据需要进行选择。四. gis的发展趋势1 组件gis： components gis是一种新的gis开发思想。目前流行的gis的开发系 统共同特点是将许多功能都包含在一个比较庞大的系统中。对于大多数用户来说 可能需要的只是部分功能而不是全部。而购买整个gis软件系统支付的费用较高。 所以组件gis就是将gis的功能分散制成active x control和automation,可以被 任何支持它们的开发环境调用。它们都支持标准的开发语言，这对于专用系统的 二次开发也提供了快捷和便利。2网络gis：计算机网络技术的迅猛发展使得网

8、络上实现gis应用日益引起高度 关注，建立万维网是近年来gis研究领域的一个前沿课题。网络gis具有适应性 强、以用广泛、现实性强、维护社会化、使用便捷简单等特点。3虚拟gis：虚拟gis是gis与虚拟现实技术的高度结合。虚拟现实是对人类真实 世界某一部分或某一过程的逼真模拟，给人提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉 等信息，令人在虚拟世界感受与现实系统一致或接近，从而更好的实现人机交互。 虚拟技术集成了多种技术及系统，现仍受到一些技术限制，但是gis与虚拟环境 技术相结合必将会使gis更加完美化。4多媒体gis：将gis与声音，影响，图像，文字，色彩，动画，通讯等集成到 一体，以最直观的方式来表

9、达和感知信息，以形象化、可触摸、声控对话的人机 界面操纵信息处理。结合得好会使gis的表现形式更丰富、更灵活、更友好。5时态gis：时态gis即是为gis系统加上时间维。时间与空间是一对不叮分割的 联系体。时态gis可以跟踪和分析空间信息随着时间的变化，掌握其规律。它的 基础是吋空数据模型，核心层是吋空数据库。6三维gis：地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在。因此目前二维gis 或二维半gis对于完整的描述地球上的对象是有一定限制的。当今三维gis理论 到系统还不成熟，其主要原因是拓扑关系模型和数据量的问题。而计算机的海量 数据处理和云计算技术对三维gis的发展提供了基础。一个三维的gi

10、s空间信息 系统应能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息，并提供决策支持。7.3s的有机结合:3s指的是gps,rs,giso gis发展的重要趋势是与gps、rs的集 成，以此构成实时的，动态的gis。gps为gis的快速定位与信息更新捉供手段, rs的多普段，多时相，多传感器和多分辨率的特点，为gis不断输送血液，反之 gis支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息。3s构筑的gis系统是高 度自动化和实时化的系统。8开放性gis：开放式gis具有系统软件间的互操作功能及异构分布数据库屮来 实现信息共享。其特点具有互操作、可拓展、技术对用户公开、可移植等。开放 性gis的研究和

11、应用使得齐政府部门及企业z间不同格式的数据能够方便互访， 冇利于网络gis及分布式gis空间数据库的建立，使gis的应用领域及其功能大 大拓宽。五.gis的应用地理信息系统在最近30年内取得了惊人的进展，现已经广泛应用于资源调 茅、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、农业牧业、统计、商业金融等几乎所冇领域。下 面对gis的主要应用领域作简单总结。1. 环境保护与管理：主要用gis建立环境模型和环境信息系统，对环境的变化及发展趋势进行预 报分析，同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。此外gis技术 也已被用于建立植物种类与栖

12、息地及环境因素有关的信息系统中。2. 城市基础设施管理:目前gis已经广泛应用于城市地下管道、通信网络、邮政网点、道路与交通 设施的规划与管理屮。由丁这些设施同时具冇几何和空间位置相关的特性，建立 基于gis的信息系统能够捉高对这些设施的管理水平，同时能够极大地捉高设计 与施工、设备维护与故障排除、显露改造等方面的效率。3. 社会调查与统计分析：gis还可以广泛应用到人口学，选举，人文地理等方面。例如人口普杳，齐 地人均生活水平，各地产业发展等方面的研究都可以利用gis來建立数据库并分 析预测数据4. 土地信息系统：gis最早是从土地信息系统lis建立的过程中发展起来的，而大量高质量的 gis

13、软件平台的出现有促进了土地信息系统的建立。目前基丁 gis软件平台的土 地信息系统无论是图像处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表 的生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。土地使用性质 变化、地块轮廓变化、地籍权屈关系变化等研究，借助gis系统可以高效、高质 量的完成这些工作。5. 灾害响应：可以事先预测地址灾害的发生。在解决发生洪水、战争、核事故等重大自然 或认为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线，并配备响应的运输和保障设施的 问题。6选址分析：根据区域地理坏境的特点，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g

14、is的-个典型的应用领 域，充分体现了 gis的空间分析功能。7.网络分析：建立交通网络、地卜管线网络等的计算机模型，研究交通流行。进行交通规 则。处理地卜管线突发事件等应急处理。警务和医疗救护的路径选择、车辆导航 等也是gis的网络分析应用的实例。六.gis的机遇与存在问题gis的发展直接改变了或正在改变传统的决策方式、作业方式、管理方式以 及现代战争的作战方式，因而具冇非常广阔的发展空间和潜在的巨大的商业价 值，并培育出巨大的由场容量，特别是随着城山规划及国土管理越來越被政府部 门高度重视，gis应用已成为热点，同时有望形成新的市场热门和经济增长点。在国外，尤其是在北美、欧洲、本和澳大利亚

15、等国家和地区，gis市场已 经基本形成。gis数据公司和软件公司比较多，他们在gis系统建立和空间数据 的使用方面已经形成了一套比较规范和成熟做法。我们虽然起步较晚，但是有前 人的经验可以少走弯路，以比较高的起点开展gis的理论研究工作。但是我国gis发展上尚存在一些问题。主耍表现在：（1）gis系统中数据部分耍占整个系统投资的70%左右，也就是说gis系统 的建立需要大量的数字地图或电子地图及其属性信息库的支持。但在我国地图数 字化的比例还很低。这需要政府部门及冇关企业投入大量的精力及资金进行数字 地图的建库工作。（2）我国具有自己知识产权的gis系统平台比较少，口前只有map gis, geo star等少数几个产品。大量进口 gis系统平台增加了 gis应用开发的成本。而口 由于国情的不同，进口 gis软件二次开发的工作量一般都比较大。（3）有关数字地图产品的规范和标准，以及数据格式冇待统一和完善。总之，随着计算机的计算能力的提高，gis在各个领域的作用越來越大，越 来越受到重视。gis同吋也可以应用与我们通信行业之屮。例如基站的位置选择, 营业厅的网点位置选择及各种线路的