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什麼是城市地理信息系統面面查詢

發布時間:2022-04-23 14:14:21

⑴ 地理信息系統

地理信息系統是計算機科學、地理學、測量學和地圖學等多門學科的交叉,它是以地理空間資料庫為基礎,採用地理模型分析方法實時提供多種空間的和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

從表現形式來看,GIS表現為計算機軟硬體系統,其核心是管理、計算、分析地理坐標位置信息及相關位置上屬性信息的資料庫系統。它表達的是空間位置及所有與位置相關的信息,所以,GIS又是地球空間實體的再現和綜合,其信息的基本表達形式是各種二維或三維電子地圖。因此,GIS也可簡單定義為「用於採集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統」。

(一)GIS發展簡史

GIS最早起源於20世紀60年代「要把地圖變成數字形式的地圖,便於計算機處理分析」這樣的目的。1963年,加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出了GIS這一術語,並建成世界上第一個GIS(加拿大地理信息系統,CGIS),用於自然資源的管理和規劃。那時的GIS注重於空間數據的地學處理。

20世紀70年代以後,隨著計算機軟、硬體水平的提高,以及政府部門在自然資源管理、規劃和環境保護等方面對空間信息進行分析、處理的需求,GIS得到了鞏固和發展。

進入20世紀80年代,GIS的應用領域迅速擴大,商業化的軟體開始進入市場,其應用從基礎信息管理與規劃轉向空間決策支持分析,地理信息產業的雛形開始形成。

20世紀90年代以後,伴隨著計算機技術和網路技術的迅猛發展,GIS的應用也日趨深化和廣泛,在國土資源、農業、氣象、環境、城市規劃等領域成為常備的工作系統。尤其是1998年「數字地球」的概念被提出以後,GIS在全球得到了空前迅速的發展,廣泛應用於各個領域,產生了巨大的經濟和社會效益。

我國GIS的發展自20世紀80年代初開始,以1980年中國科學院遙感應用研究所成立全國第一個GIS研究室為標志,經歷了准備(1980~1985年)、發展(1985~1995年)、產業化(1996年以後)3個階段。尤其是近年來,國內出現了不少優秀的GIS軟體。

(二)GIS的最新發展

1.日趨與計算機信息技術融合

近年來隨著計算機軟、硬體技術和通信技術的高速發展,GIS技術也得到了迅速的發展和更廣泛的應用,並日趨與主流IT技術融合,成為信息技術發展的一個新方向。

GIS發展的動力一方面來自於日益廣泛的應用領域對GIS不斷提高的要求;另一方面,計算機科學的飛速發展為GIS提供了先進的工具和手段。許多計算機領域的新技術,如面向對象技術、三維技術、圖像處理和人工智慧技術都可以直接應用到GIS中;同時,由於空間技術的迅猛發展,特別是遙感技術的發展,提供了地球空間環境中不同時相的數據,使GIS的作用日漸突出,GIS不斷升級並能提供存儲、處理和分析海量地理數據的環境。

組件式GIS技術的發展使之可以與其他計算機信息系統無縫集成、跨語言使用,並提供了無限擴展的數據可視化表達形式。

2.動態、多源、多維、網路化

最新GIS技術將逐漸擺脫先前的主要處理靜態的、二維的、數字式的地圖技術的約束,而從傳統的靜態地圖、電子地圖發展到能對空間信息進行可視化和動態分析、動態模擬,支持動態的、可視化的、交互的環境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數據。其中,可視化模擬技術能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態的信息進行實時交互操作;虛擬現實技術以三維圖形為主,結合網路、多媒體、立體視覺、新型感測技術,能創造一個讓人身臨其境的虛擬的數字地球或數字城市。

先進的對地觀測技術、互操作技術、海量數據存儲和壓縮技術、網路技術、分布式技術、面向對象技術、空間數據倉庫、數據挖掘等技術的發展都為GIS的發展和創新創造了新的手段。

(三)第四代GIS技術

隨著計算機硬體性能的提高以及面向對象、網路和數據挖掘等主流IT技術的發展,在科技部有關部門的倡導下,目前國內學術界又提出了第四代GIS技術的概念。第四代GIS技術將主要有如下特點:

(1)支持「數字地球」或「數字城市」概念的實現,從二維向多維發展,從靜態數據處理向動態數據處理發展,具有時序數據處理能力。

(2)基於網路的分布式數據管理及計算、WebGIS和B/S體系結構,用戶可以實現遠程空間數據調用、檢索、查詢、分析,具有聯機事務管理(OLTP)和聯機分析(OLAP)管理能力。

(3)面向空間實體及其相互關系的數據組織和融合,具有矢量和遙感影像數據互動等多源數據的裝載與融合能力,可實現多尺度比例尺數據無縫融合與互動。

(4)具有統一的海量數據存儲、查詢和分析處理能力及基於空間數據的數據挖掘和強大的模型支持能力。

(5)具有與其他計算機信息系統的整體集成能力。例如與MIS、ERP、OA等各種企業信息化系統的無縫集成;微型、嵌入式GIS與各種掌上終端設備集成,如PDA、手機、GPS接收設備等。

(6)具有虛擬現實表達及自適應可視化能力,針對不同的用戶出現不同的用戶界面及地圖和虛擬現實效果。

(四)GIS的應用

人類使用的信息中有80%與地理位置和空間分布有關,所以GIS具有非常廣泛的應用。目前,GIS已經比較成熟地應用於軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護、110和120快速反應系統等。

今後,GIS的應用將在市場分析、企業客戶關系管理、銀行、保險、人口統計、房地產開發、個人位置服務等領域得到廣泛的應用,這些領域將是GIS產業發展的新的增長點。實際上,GIS的應用將加速度地深入人們的工作和生活的各個方面。GoogleEarth的流行就是GIS技術深入到日常生活每一個角落的明證。

由於地理信息在人類生活和國民經濟中的重要作用,GIS在未來的幾十年中將保持高速發展的勢頭,成為IT高科技領域的核心技術。

近幾年來,隨著移動通信技術的發展,GIS的應用范圍迅速擴展到人們的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技術已開始廣泛應用於車輛安全防範系統和調度系統,為人們提供車輛反劫防盜、報警、道路指引、醫療救護以及在此系統平台基礎上擴展各種電子商務增值服務。

以醫療救護為例,當患者向監控中心請求急救時,監控中心可以從GIS電子地圖上查看到患者的具體位置,並同時搜索最近的急救車輛,讓最近的車輛前去接患者。患者進入救護車後,監控中心可以通過雙向通話功能,指導救護車上的醫生實施救護治療,同時通過GIS的最優路徑功能,給救護車指引道路,使其以最快的速度到達醫院或急救中心。而在救護車行進的過程中,患者的家屬可以通過互聯網立即上網查詢救護車的行進位置及患者的狀態信息。通過GIS,並結合GPS和GSM無線通信及網路,使患者、家屬、救護車及醫生之間建立了無縫溝通體系,最終使患者能得到快速、及時的治療。

如果在車輛移動目標、家居固定點目標、重點保護單位甚至路燈上都安裝了GPS、GSM或其他無線通信設備,那麼我們在城市生活中,無論是開車、行走或者是在單位、在家裡,都可以通過由GIS、GPS、互聯網以及無線通信技術構成的綜合服務系統獲得急救、報警和各種商務服務,真正使我們處於立體的、全方位的數字化生活中,體驗數字空間高科技價值。

GIS、RS、GPS等構成的空間信息技術將是未來發展最快的、最激動人心的領域之一,它結合通信及其他IT技術,為人類展現了一種全新的工作和生活模式(A.R.Mermut,H.Eswaran,2001)。當利用最新的GIS技術把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上的時候,人類對自己的命運和未來就有了更充分的把握。

(五)GIS與土地管理

GIS早已不限於地理學研究和應用的領域,目前已與各行各業和我們的日常生活產生了千絲萬縷的聯系,更重要的是它的應用領域還在不斷擴大,甚至可觸及企業信息化的過程中。

GIS應用於土壤科學的研究,它是現實世界的一個模型和模擬實現。土壤資源信息可以在GIS系統中進行存取、變換和對話式操作,作為土壤資源分類、評價、規劃、管理與利用決策的依據,為土壤資源可持續利用服務。GIS應用於土壤學研究的各個方面,包括:①土壤制圖技術及土壤采樣技術;②土壤侵蝕預測與評價;③土壤資源污染與防治;④土壤養分流失評價;⑤土壤資源評價和管理;⑥作物生長模擬等。具體如1983年美國土壤保持局開發出農用土地評價和用地估計系統,系統中的農用土地評價包括土壤生產力的分等定級、土壤適宜性評價、土壤生產力潛力評價。1989年美國土壤保持局運用土壤信息系統保護土壤生態環境,控制土壤污染。1990年土壤侵蝕預測模型在土壤信息系統中已經能夠成功運用,主要採用的分析手段有土壤侵蝕諾漠圖、微機軟體圖、小溪河岸侵蝕諾漠圖。

1.建立為農業生產服務的應用系統

如日本的農耕地土地資源信息系統,它包括了土壤信息系統、作物栽培試驗信息系統、農業氣象信息系統等子系統;保加利亞的計算機農業綜合管理系統從20世紀80年代初開始運行。

進入20世紀90年代,GIS在土壤學研究領域的應用方面繼續拓展,其作用和地位日益受到關注。從1994年開始的第15、16、17屆國際土壤大會上持續討論了土壤信息系統在持續農業和全球變化中的應用、土壤資料庫的結構和聯網等有關問題。同時,在應用上進一步趨向農業實際生產,直接服務於農場管理和經營,如進行農業技術咨詢、牧場水源選點、作物生產管理、機械化施肥等方面。

中國的土壤工作者於20世紀80年代中期也開始進行土壤資料庫建立、土壤信息系統的研製和應用工作。1986年底,北京大學遙感中心等主持了土壤侵蝕信息系統研究,建立了區域土壤侵蝕信息系統,這是我國較早關於土壤信息系統方面的研究。1989年,南京土壤研究所用兩年時間研究了1∶50萬東北三江平原土壤信息系統土壤圖與資料庫的建立;1990年,又研究了1∶5萬江西紅壤生態站土壤信息系統土壤侵蝕圖;1991年,在「利用信息系統技術編制土壤退化圖」研究中,應用從土壤土地資料庫建立到土壤退化評價方法等一系列現代信息系統技術,編制出了實驗區的土壤水蝕危害和風蝕評價圖;1992年,又基本完成了海南島土壤和土地利用信息庫及信息系統制圖工作。1991年,中國科學院沈陽應用生態研究所主持了「區域微機土壤信息系統的建立與應用」研究,在吉林省農安縣的試驗結果表明,這是一個簡單但實用的土壤信息系統。1999年,胡月明等運用基本土壤資料庫建立了紅壤分類和評價的信息系統。

2.預測土壤空間變化及分布

由於GIS技術在土壤制圖中的深入應用,怎樣更准確地由有限的單個點位的土壤原始數據分析土壤屬性的空間分布成為關注的焦點。具體來說,由於土壤資料庫的信息來源於土壤分類、分色制圖及制圖的綜合,產生了土壤空間分異類型的位移,而現代GIS技術又要求大量信息源,因此許多土壤科學家將興趣集中到土壤空間變異性正確表達(即土壤圖在GIS中的正確表達)的研究上。

(1)地形分析。Morre、Bourennane、Gessier和Oden等的研究均表明,某地區土壤屬性與該地區的地形地貌特徵和景觀位置有明顯的相關性,也就是與土壤的成土過程密切相關,可用下式表示:

中國耕地質量等級調查與評定(廣東卷)

式中:

Si——土壤屬性如土壤厚度、pH等;

i——由氣候、母質、地貌歷史、植被等因素決定的某地區海拔、坡度、坡形凹凸、水流長度和特定流域面積等原始地形數據可以通過一定精度的DEM計算出,復合地形數據,可以依經驗判斷或根據描述下墊面的物理發生過程的方程式進行簡化。DEM可以由GIS技術生成,所以GIS的應用和地形分析可以提高土壤屬性空間分布預測的精度。

(2)地質統計學與GIS的結合。GIS在存儲、查詢和顯示地理數據方面發展得相當快,但在提供空間分析模塊方面則發展得較慢。由於缺少通用的空間分析模塊,使得GIS在解決某些空間問題中的應用受到很大的限制。

地質統計學是由南非礦山地質工程師D.G.Krige於1951年提出的,因此這一理論也以「克里格法」(Kriging)來命名,並由法國地質學家Dr.Matheron於1962年完善並創立。該學科在礦產儲量研究方面起到了巨大作用。這是一種求最優、線形、無偏內插估計量值的方法(BLUE),在充分考慮信息樣品的形狀、大小及其與待估塊段相互間的空間分布位置等幾何特徵以及品位的空間結構以後,利用變異函數(Varigram)為工具,對每一樣品值分別賦予一定的權系數,加權平均來估計塊段品位。

國內外土壤科學家已廣泛地應用克里格法來預測非采樣點的土壤屬性,常用的方法有普通克里格法(OK)、泛克里格法(UK)、指示克里格法(IK)、協同克里格法(CK)、回歸克里格法(RK)、點克里格法(PK)、塊克里格法(BK)等。他們的研究還表明,在應用克里格法建立模型的時候,綜合應用土壤和土地信息,如土壤分類、參比地區土壤屬性、坡度、高程等,可以大大提高克里格法的插值精度,還可以降低由於測定大量樣品而需要的成本,也可以減少由於樣品點太少而帶來的誤差。我國從20世紀80年代開始利用克里格法研究土壤參數的空間變異性,2000年以後在這方面的報道已經越來越多。

近幾年來,一些學者開始研究地質統計學和GIS之間的相互關系,並在GIS軟體中提供一些空間分析功能。例如,美國聖巴巴拉NCGIA的SAN模型提供了在ArcGIS軟體中計算和顯示空間自相關和其他空間量的功能,二者的相互結合一方面可以大大加強GIS的分析功能,使大量數據所隱含的空間信息得以表達,發揮更大的作用;另一方面,也可以增強空間分析的能力。考慮到空間分析技術目前的發展十分迅速,新理論不斷出現,空間分析模塊已經成為GIS中的必選模塊。

⑵ 什麼是城市地下綜合管網地理信息系統

地下綜合管網是城市建設的重要內容和城市生存和發展的生命線,加強綜合管網資料的管理對城市的安全和發展具有重大意義。當前我國城市化水平不斷提高,基礎建設發展迅速,在城市區域內已初步形成大規模的錯綜復雜的地下綜合管網,形成大量管網資料需要處理,但傳統的手工制圖,靠人工記憶管理和人工統計、分析的手工管理方式效率低下。很難適應這種快速發展的海量資料庫的要求,造成大量浪費並阻礙了維護效率和服務水平的進一步提高。對信息的處理和分析,計算機有得天獨厚的優勢,近年來GIS技術發展和成熟,為計算機從事綜合管網GIS管理提供了充分的手段,因此用計算機技術實現地下綜合管網管理,步入規范化、自動化、科學化的軌道,不僅是迫切的需要,而且也是切實可行的。

⑶ 空間參考系統對於地理信息系統有什麼意義

城市地理信息系統簡稱「UGIS」。它是地理信息系統的一個分支,是一種運用計算機硬、軟體及網路技術,實現對城市各種空間和非空間數據的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用,以處理城市各種空間實體及其關系為主的技術系統。它是城市基礎設施之一,也是一種城市現代化管理、規劃和科學決策的先進工具。

⑷ 城市多媒體地理信息系統是什麼

城市多媒體地理信息系統是充分利用組件式地理信息系統的靈活性、可擴展性和易開發性,最終實現「從圖到文、從圖到圖、從文到文、從文到圖」的相關檢索。

⑸ 地理信息系統這個專業到底是干什麼

地理信息系統(簡稱GIS)是近20年來新興的一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學於一體的邊緣學科,主要培養具備地理信息系統與地圖學、遙感技術方面的基本理論、基本知識、基本技能,能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作,能在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、災害、基礎設施和規劃管理等領域的政府部門、金融機構、公司、高校、規劃設計院所,從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
簡單地說,地理信息系統就是把地圖信息存儲到計算機里,製成電子地圖,使人們通過計算機迅速查詢到目標。比如,應用這種技術可以製成城市電子地圖,我們在查詢公共汽車路線時,只需輸入起點和終點的名稱,就可以查詢出相關車次,並獲取沿途經過的道路和換乘車站等地理信息。地理信息系統實用價值巨大,可以廣泛應用於城市用地規劃、交通規劃、自然資源保護、水氣管道及災害監測和預防等領域,已逐漸成為信息產業的重要組成部分。在醫學上,運用地理信息系統的手段製作血管分布圖、器官的內部結構圖,可以非常直觀地反映出人體各部位的位置關系,所以她已經被作為強大的輔助醫療手段。正是因為地理信息系統具有種種優點,所以如今她已被全面應用於國民經濟的各個部門,滲透到百姓生活的方方面面,深刻影響著芸芸眾生獲取信息的能力和方式。

專業前景
作為大學教育的一個專業,地理信息系統在上世紀70年代開始出現在國外的許多大學,而我國目前只有不到40所高校開設有該專業,所以從事地理信息系統設計開發的高級人才目前已經呈現供不應求的局面。而且,隨著國家各個部門信息化的進程,以及國內從事地理信息系統工程開發的高科技企業的增多和發展狀大,對該專業人才的需求還將增大,缺口也將擴大。 信息革命的浪潮方興未艾,信息社會正朝我們一步步走來,我國已將信息產業列入可持續發展戰略。作為信息產業重要組成部分的地理信息系統產業必將獲得巨大發展。可以預見,未來的地理信息系統產業將為該專業學子提供更多現代化的、高收入的、令人羨慕的就業崗位。
編輯本段就業方向
畢業生可在與城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、基礎設施和規劃管理等領域的相關部門從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作,也可在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作。

⑹ 什麼是地理信息系統

見網路

http://ke..com/view/5201.htm?fr=ala0_1

⑺ 什麼是地理信息系統

地理信息系統既GIS
概念:專門處理地理數據(空間、屬性)的計算機系統,稱為「地理信息系統」,簡稱「GIS」。具有圖形化、可視化等優點,並科學的為人們造福。

⑻ 地理信息系統中的數據來源及獲取方式(明天考試,急)

GIS的數據源,是指建立的地理資料庫所需的各種數據的來源,主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統計資料、實測數據、多媒體數據、已有系統的數據等。
①地圖
點――居民點、采樣點、高程點、控制點等。
線――河流、道路、構造線等。
面――湖泊、海洋、植被等。
注記――地名注記、高程注記等。
②遙感數據
遙感數據是GIS的重要數據源。遙感數據含有豐富的資源與環境信息,在GIS支持下,可以與地質、地球物理、地球化學、地球生物、軍事應用等方面的信息進行信息復合和綜合分析。遙感數據是一種大面積的、動態的、近實時的數據源,遙感技術是GIS數據更新的重要手段。
③文本資料
文本資料是指各行業、各部門的有關法律文檔、行業規范、技術標准、條文條例等,如邊界條約等。這些也屬於GIS的數據。
④統計資料
國家和軍隊的許多部門和機構都擁有不同領域(如人口、基礎設施建設、兵要地誌等)的大量統計資料,這些都是GIS的數據源,尤其是GIS屬性數據的重要來源。
⑤實測數據
野外試驗、實地測量等獲取的數據可以通過轉換直接進入GIS的地理資料庫,以便於進行實時的分析和進一步的應用。GPS(全球定位系統)所獲取的數據也是GIS的重要數據源。
⑥多媒體數據
多媒體數據(包括聲音、錄像等)通常可通過通訊口傳入GIS的地理資料庫中,目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。
⑦已有系統的數據
GIS還可以從其它已建成的信息系統和資料庫中獲取相應的數據。由於規范化、標准化的推廣,不同系統間的數據共享和可交換性越來越強。這樣就拓展了數據的可用性,增加了數據的潛在價值。

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