GIS原理及应用

1、GIS 原 理 与 应 用 学 习 报 告学 学号： 学 学院： 国土资源工程学院 专 专业： 测绘工程 姓 姓名： 刘 小 军 指 指导教师： 朱 大 明 GIS原理及应用学习报告地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。（一）GIS的基本概念：1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理

2、和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。2、GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。 3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测4、 GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测

3、量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。 有的学者断言，“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言用

4、数字形式来描述空间实体。（二）GIS的发展现状和趋势地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。GIS的发展可分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，20世纪60年代世界上第一个GIS系统由加拿大测量学家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然资源的管理和规划；第二个阶段是发展巩固阶段，20世纪70年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，促进了GIS朝实用的方向发展，不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制；第三个阶段是推广应用阶段，

5、20世纪80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批GIS软件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四个阶段是蓬勃发展阶段，20世纪90年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS成为确定性的产业，并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和工作不可缺少的工具和助手。 地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但随着计算机和信息技术的快速发展发展势头迅猛。现在，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计

6、划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面；“社会化”则要求GIS要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。（三）GIS技术的应用领域随着技术的发展和社会需求的增大, GIS 应用日趋广泛, 它已经深入到市政工程、企业决策、资源管理、交通运输、医疗保健、邮电通讯、公安急救、市场销售、金融保险、石油化工、水利电力、环保旅游、科研教育等的各个方面, 同时,还进入了军事战略分析、商业策划和文化教育,乃至人们的日常生活领域之

7、中。1 城市中的GIS城市无疑是GIS 应用最早、最为成功和最活跃的领域之一, 我国城市GIS 的现状可以简单地概括为: 发展迅速, 成绩巨大; 问题不少, 面临挑战。目前, GIS 在城市规划管理、城市空间基础信息管理、城市地下管线管理、城市土地管理、城市勘察、城镇地籍管理以及城市环境保护、城市供水与地下水资源管理、电力电信设施管理、有线电视信息管理、城市公安、城市交通、旅游规划和城市救灾等各个方面都有成功的应用; 我国已建立的各种GIS 系统中城市系统的数量占绝大多数; 城市GIS 或GIS 相关系统的建设已由过去的“技术驱动”过渡到现在的“应用牵引”, 可以毫不夸张地说, 城市领域是GI

8、S技术在我国成功应用的典范。随着我国改革开放的不断深入, 城市GIS 正以崭新的姿态进入城市规划、建设的各个领域。2 农业中的GIS农业地理信息系统就是要将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机、自动化、通信和网络等技术与地理学、农业、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科紧密地结合起来，形成一个包括对农作物、土地、土壤从宏观与微观的监测，农作物生长发育状况及其环境要素的现状进行定期的信息获取以及动态分析和诊断预测，耕作措施和管理方案在内的信息系统。将传统的农业生产管理提高到一个以快速调查和监测、适时诊断和分析、高效决策和管理为标志的全新的与信息时代相适应的现代化农业的新阶段。它包括建立农业信

9、息库、农业资源动态监测、农业管理、分析与决策支持、“精准农业”示范等几个部分。3 防灾减灾中的GIS目前地理信息系统已经在火灾、地震、旱灾、洪涝、地面沉降以及滑坡、泥石流等方面做出了一定的应用。通过地理信息系统, 可以迅速实现各种灾害灾情的一定程度上的监测、灾害危害面积的确定、灾情的估算等, 从而为防灾减灾提供及时、准确的信息。例如,以地理信息系统在我国大兴安岭森林火灾预防中的应用为例, 通过普查分析火灾实况, 统计计算大量的气象数据, 并从中筛选出气温、风速、降水、湿度等气象要素、春秋两季植被生长情况和积雪覆盖程度等14 个指标因子, 用模糊数学方法建构数学模型, 建立基于地理信息系统的多因

10、子综合指标森林火灾预报方法, 对预报火险等级的准确率可达73% 以上。4 水利行业中的GIS GIS在水利行业的应用相对滞后，八十年代后期一些科研院所和高等院校开始接触和应用GIS，较长一段时间内，大多数部门的应用水平仅限于对数据的管理，主要是发挥GIS的数据存储、查询、统计和图形显示的最底层功能，直到九十年代后期，才在某些领域和少数单位，开始将它作为分析、模拟、决策和预测的强有力工具。二十一世纪是信息时代，水利部提出了“以信息化带动水利现代化”的战略方针，目前GIS在水利行业的应用主要包括防洪减灾、水资源管理、水环境和水土保持、水利水电工程建设和管理等方面。5 环境科学领域的地理信息系统地理信息系统技术在环境科学领域的应用可概括为环境管理、环境影响评价、面源污染分析、环境监测、水资源管理和分析、近海水域管理和分析六个方面。利用GIS 软件, 可以对环境监测过程中实时收集的信息进行存储、显示、分析, 用于辅助环境决策; 也可以管理各种与场地密切相关的地形、水文地质、土地利用及其他环境数据, 并将它们与特定的应用程序、专业模型相关联, 从而对复杂的水资源问题进行综合研究和分析。（四）结语信息经济已经成为当今世界经济发展的重要特征之一，信息技术和信息产业的国际竞争日益激烈，我国GIS产业正面临着严峻挑战。正确认识GIS技术的发展动向，开发产品，推广应用，发展产业，