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什麼是以地理空間資料庫為基礎

發布時間:2022-05-25 06:38:36

『壹』 gis是什麼意思只知道是地理信息系統縮寫

官網:「移動MGIS商城」 GIS即地理信息系統,地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟硬體的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,GIS是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統,是以測繪測量為基礎,以資料庫作為數據儲存和使用的數據源,以計算機編程為平台的全球空間分析即時技術。地理信息系統作為獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。

『貳』 GIS的定義是什麼

地理信息系統(geographic information system ,即GIS)——一門集計算機科學、信息學、地理學等多門科學為一體的新興學科。

它是在計算機軟體和硬體支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。

GIS定義中指採集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數據的計算機系統。是對空間數據進行相關處理的一門學科,一種技術。目前GIS在各行各業都有很廣的應用,比如在國土行業、規劃行業等等。只要和空間信息有關的,都可以用到GIS。

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一、特點

1、公共的地理定位基礎;

2、具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力;

3、系統以分析模型驅動,具有極強的空間綜合分析和動態預測能力,並能產生高層次的地理信息;

4、以地理研究和地理決策為目的,是一個人機互動式的空間決策支持系統。

二、GIS可以分為以下五部分:

1、人員

是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務,開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足,但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。

2、數據

精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。

3、硬體

硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度,使用是否方便及可能的輸出方式。

4、軟體

不僅包含GIS軟體,還包括各種資料庫,繪圖、統計、影像處理及其它程序。

5、過程

GIS 要求明確定義,一致的方法來生成正確的可驗證的結果。

『叄』 GIS 是什麼

GIS即地理信息系統(Geographic Information
System),地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟硬體的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理
數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,GIS是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統,是以測繪測量為基礎,以資料庫作為數據儲存
和使用的數據源,以計算機編程為平台的全球空間分析即時技術。地理信息系統作為獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了
廣泛關注和迅猛發展。

『肆』 什麼是GIS系統

GIS(Geographic Information System)地理信息系統。顧名思義,地理信息系統是處理地理信息的系統。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關的信息,又常稱為空間信息。一般來說,GIS可定義為:"用於採集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術"。從GIS系統應用角度,可進一步定義為:"GIS由計算機系統、地理數據和用戶組成,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、資源評價與管理、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、管理決策服務"(陳述彭,1999)。

人類生活在地球上,80%以上的信息與地球上的空間位置有關。GIS的出現是信息技術及其應用發展到一定程度的必然產物。地理信息系統萌芽於上世紀的60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用數字計算機處理和分析大量的土地利用地圖數據,並建議加拿大土地調查局建立加拿大地理信息系統(CGIS),以實現專題地圖的疊加、面積量算、自然資源的管理和規劃等;與此同時,美國的Duane F. Marble在美國西北大學研究利用數字計算機研製數據處理軟體系統,以支持大規模城市交通研究,並提出建立地理信息系統的思想。70年代是地理信息系統走向實用的發展期。美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對GIS的研究均投入了大量人力、物力和財力。到1972年CGIS全面投入運行與使用,成為世界上第一個運行型的地理信息系統;在此期間美國地質調查局發展了50多個地理信息系統,用於獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息;1974年日本國土地理院開始建立數字國土信息系統,存儲、處理和檢索測量數據、航空像片信息、行政區劃、土地利用、地形地質等信息;瑞典在中央、區域和城市三級建立了許多信息系統,如土地測量信息系統、斯德哥爾摩地理信息系統、城市規劃信息系統等。但由於當時的GIS系統多數運行在小型機上,涉及的計算機軟硬體、外部設備及GIS軟體本身的價格都相當昂貴,限制了GIS的應用范圍。

80年代是GIS的推廣應用階段,由於計算機技術的飛速發展,在性能大幅度提高的同時,價格迅速下降,特別是工作站和個人計算機的出現與完善,使GIS的應用領域與范圍不斷擴大。GIS與衛星遙感技術相結合,開始用於全球性問題的研究,如全球變化和全球監測、全球沙漠化、全球可居住區評價、厄爾尼諾現象及酸雨、核擴散及核廢料等(李德仁,1994);從土地利用、城市規劃等宏觀管理應用,深入到各個領域解決工程問題,如環境與資源評價、工程選址、設施管理、緊急事件響應等。在這一時期,出現了一大批代表性的GIS軟體,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MAPINPO、ERDAS、Microstation等,其中ARC/INFO已經愈來愈多地為世界各國地質調查部門所採用,並在區域地質調查、區域礦產資源與環境評價、礦產資源與礦權管理中發揮越來越重要作用。

90年代為GIS的用戶時代,隨著地理信息產業的建立和數字化信息產品在全世界的普及,GIS成為了一個產業,投入使用的GIS系統,每2~3年就翻一番,GIS市場的增長也很快。目前,GIS的應用在走向區域化和全球化的同時,己滲透到各行各業,涉及千家萬戶,成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。與此同時,GIS也從單機、二維、封閉向開放、網路(包括Web GIS)、多維的方向發展。

我國地理信息系統方面的工作始於80年代初。地理信息系統進入發展階段的標志是第七個五年計劃的開始,地理信息系統研究作為政府行為,正式列入國家科技攻關計劃,開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應用實驗和工程建設工作。許多部門同時展開了地理信息系統研究與開發工作。1994年中國GIS協會在北京成立,標志中國GIS行業已形成一定規模。九五期間,國家將地理信息系統的研究應用作為重中之重的項目予以支持,1996年,為支持國產GIS軟體的發展,原國家科委開始組織軟體評測,並組織應用示範工程。這一系列的舉措極大的促進了國產GIS軟體的發展與GIS的應用。1998年,國產軟體打破國外軟體的壟斷,在國內市場的佔有率達25%。同年,在抽樣調查25個省市19個行業的1000多個單位中,全部使用了地理信息系統(秦其明、袁勝元,2001)。地理信息系統在資源調查、評價、管理和監測,在城市的管理、規劃和市政工程、行政管理與空間決策、災害的評估與預測、地籍管理及土地利用,在交通、農業、公安等諸多領域得到了廣泛的應用。 2. 地理信息系統的組成
GIS的應用系統由五個主要部分構成,即硬體、軟體、數據、人員和方法。

『伍』 GIS是什麼又有什麼作用

GIS是地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)。GIS的作用是對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。

位置與地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置於特定的地理信息中,代表為某個地點、標志、方位後,才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之後,還需要了解所處的地理環境,查詢和分析環境信息,從而為用戶活動提供信息支持與服務。

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GIS的實現方法:

1、信息來源

如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯系起來,就可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會乾涸。一個GIS系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。

2、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)。

3、資料採集

數據採集——向系統內輸入數據——它占據了GIS從業者的大部分時間。有多種方法向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產生數字數據。

參考資料來源:網路—GIS

『陸』  地理信息系統的發展現狀與趨勢

一、國外GIS的發展歷史與現狀

地理信息系統(Geographic Information System,GIS)是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟硬體支持下,對空間相關數據進行採集、管理、操作、分析、模擬和顯示,並採用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。從外部看錶現為計算機的軟硬體系統,而其內涵卻是由計算機程序和地理數據組成的地理空間信息模型,是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統,計算機系統的支持是GIS的主要特徵,使GIS得以快速、精確、綜合地對復雜的地理系統進行空間定位和過程分析。

世界上第一個GIS是在1963年由加拿大測量學家R.F.托姆林森提出並建立的,稱為加拿大地理信息系統,主要用於自然資源的管理與規劃。稍後,美國哈佛大學研究出SY-MAP系統軟體。但當時的計算機技術水平不高、存儲容量小、磁帶存儲速度慢,使得GIS帶有更多的機助制圖色彩,用於地學分析和空間數據模擬的功能極為簡單。

進入70年代以後,計算機軟硬體技術飛速發展,尤其是大容量的存儲設備——硬碟的使用,為空間數據的輸入、存儲、檢索和輸出提供了強有力的手段;高性能的圖形顯示器的發展,增強了人機對話和高質量圖形顯示功能,促使GIS朝著實用方向迅速發展。在此階段的標志是一些發達國家先後建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統,據統計70年代大約有300個系統投入使用,例如美國地質調查局從1970年到1976年建立了50多個信息系統,用於獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息;日本國土地理院從1974年開始建立數字國土信息系統,存儲、處理和檢索測量數據、航空像片信息、行政區劃、土地利用、地形、地質等信息,為國家和地區土地規劃服務;瑞典在中央、區域和城市三級建立了許多信息系統。一些商業公司開始活躍起來,軟體在市場上受到歡迎,許多大學和研究機構開始重視GIS軟體設計和應用研究,成立了各種GIS研究實驗室。

80年代是GIS普及和推廣應用階段。隨著計算機的迅速發展和普及,地理信息系統也逐步走向成熟,並在全世界范圍內全面地推向應用階段,第三世界國家也開始引進、應用和發展自己的地理信息系統。高性能微型計算機的問世,使得微機地理信息系統得到了蓬勃發展,並使地理信息系統工具具有更高的效率、更強的通用性和獨立性,更少地依賴於應用領域和計算機硬體環境,為地理信息系統的建立和應用開辟了新的途徑。GIS的應用從解決比較簡單的規劃管理問題(如道路、輸電線等)轉為更復雜的區域開發和決策問題,例如土地利用、沙漠化、城市化、環境與資源評價等。隨著GIS與衛星遙感技術的結合,GIS開始用於全球變化與全球監測。80年代是GIS發展具有突破性的年代,僅1989年市場上有報價的GIS軟體就達70多家,並涌現出一批有代表性的GIS軟體,如:ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。

進入90年代以後,微機地理信息系統得到了迅猛的發展,並且性能也得到了極大加強,向綜合性、智能性發展。GIS已成為一種新興的確定性產業,投入使用的GIS系統,每2~3年就翻一番,GIS市場的年增長率大於35%,從事GIS的廠家超過300家。GIS已滲透到各行各業,愈來愈多的國際性會議以GIS為主題,愈來愈多的學術刊物以GIS為標題,愈來愈多的學科,如地理學、工程學、森林學、城鄉規劃、計算機科學、測繪學、航天遙感、礦床地質、水資源等都把GIS作為發展方向。國家和地區性的GIS研究中心在美、英等主要西方國家中建立。

二、我國地理信息系統的發展

我國地理信息系統的研製與應用始於70年代末期,它的發展基礎是計算機制圖、計算機技術、計量地理和遙感技術。

1978~1980年為准備階段,主要是進行輿論准備,正式提出倡議,開始組建隊伍和實驗研究。

1981~1985年為起步階段,主要是對地理信息系統進行理論探索和區域性實驗研究,並在此基礎上制定國家地理信息系統規范。1981年在四川渡口二灘進行實驗,以航空遙感資料為基礎,進行數據採集和資料庫模型設計;1984年開始,國家測繪局測繪科學研究所著手組建國土基礎信息系統;1985年國家資源與環境信息系統實驗室成立。

1986~1993年為初步發展階段,地理信息系統被列入國家「七五」攻關課題,取得了重要進展和實際效益,形成了比較系統的研究計劃:研究資源與環境信息系統國家規范和標准,解決信息共享和系統兼容問題;開展全國性和區域性的信息系統的建立和應用模式研究;研製和開發軟體系統與專家系統,全國建成了一批資料庫、開發了一系列的空間信息處理與制圖軟體;完成了一批綜合性、區域性和專題性的信息系統。

1994年以來為軟體商品化階段,在國外成熟軟體在我國得到廣泛應用的同時,帶動了具有自主版權的國產地理信息系統基礎軟體的的崛起,一批起點高、功能強、價格低廉的國產軟體相繼研製成功,並推向市場。為客觀地了解我國GIS基礎軟體的開發水平、開發現狀和產業化前景,推動具有我國自主版權的GIS基礎軟體的健康發展,國家遙感中心、中國地理信息系統協會、中國海外信息系統協會從1996年開始對國產GIS基礎軟體和專項應用軟體進行測評,從四年的測評結果來看,國產GIS軟體的發展情況喜人,軟體的功能、性能、品種和商品化程度都有了較大幅度的提高,完全可以在相關領域內實際應用,與國外優秀GIS軟體的差距正在逐步縮小,個別領域已經超過了國外GIS軟體,在微機(PC)GIS軟體和某些應用領域具備了與國外軟體競爭的實力。

三、地理信息系統(GIS)的發展趨勢

GIS技術的發展已經取得了巨大的成就,並對社會的發展作出了巨大的貢獻,但對人們的期望和要求來講還遠遠不夠,GIS的進一步發展應主要表現在以下幾個方面:

1.多媒體地理數據的管理與操作管理

在一個多種數據類型並存的混合系統中,如何實現各類數據的隨意操作和有效管理,這是現今信息媒體多元化新時代的一個突出問題,它比單一地圖資料庫的操作要復雜得多。信息資源庫包括的主要內容有:地理資料庫、專業資料庫、圖像庫、文件庫和聲音庫等。

2.數字制圖技術

紙基地圖在任何時候都是不可能被取代的,利用數字地圖庫直接生產紙基地圖,即數字地圖環境下的自動編圖的核心是數字地圖的自動制圖綜合技術,它比屏幕顯示為目的的電子地圖的製作要復雜得多,要處理各要素之間的關系,目前仍視為一個國際性的難題。此外,還應包括建立基於地圖資料庫和GIS技術集成的地圖生產系統。

3.「3S」集成技術

GPS(全球定位系統)、RS(遙感)、GIS(地理信息系統)產生的時間不一,理論基礎和技術特點也不盡一致,但它們的學科性質是相通的,即共同研究、表達和分析地球科學信息,在逐步發展過程中構成了相輔相成的關系,三者的結合覆蓋了信息採集、處理和分析的全過程,使GPS、RS、GIS構成的衛星對地觀測系統成為地球系統科學研究的重要手段。

4.空間可視化技術與虛擬現實技術

可視化是指運用計算機圖形圖像處理技術,將復雜的科學現象或自然景觀,甚至十分抽象的概念圖形化,以便於理解現象、發現規律和傳播知識。虛擬現實也稱虛擬環境或人工現實,是一種由計算機生成的高級人機交互系統,構成一個以視覺為主的可感知環境。空間可視化技術與虛擬現實技術可用於製作動態地圖、地形環境模擬、地圖設計製作等方面。

5.三維GIS和時態GIS技術

在地質、礦山、地下水、大氣、環境等方面,人們不僅需要研究現象的二維分布,更需要研究其三維空間分布甚至與時間有關的時空分布特徵和規律,因此,對於真三維和四維GIS的需求更加迫切,而真四維是在真三維的基礎上增加時間維。

6.網路GIS和WWW GIS技術

由於萬維網具有開放性和友好的用戶界面,它迅速成為網路信息處理和分布的主要工具。在伺服器端,GIS軟體系統通過CGi(連接器)與萬維網的HTTP(超文本傳輸協議)伺服器相連;在客戶端,有萬維網瀏覽器以HTML(超文本標注語言)建立用戶界面。

『柒』 什麼是GIS

GIS(Geography Information
System)是以地理空間資料庫為基礎,在計算機軟、硬體支持下,對空間相關數據進行採集、輸入、管理、編輯、查詢、分析、模擬和顯示,並採用空間模型分析方法,適時提供多種空間和動態信息,為地理研究和決策服務而建立起來的計算機技術系統。

它是集計算機科學、測繪學、地理學、空間科學、數學、統計學、管理學為一體的新興科學,它以高效的數據管理能力、空間分析、多要素綜合分析和動態監測能力,成為目前一種有效的管理決策工具,廣泛應用於土地管理、城市規劃、環境監測、防災減災、工程建設、房地產開發、商業等各個領域。

目前的旅遊管理與開發中對GIS的應用主要表現在以下幾個方而:

  1. 旅遊信息的查詢。旅遊行業主要是通過提供詳細的信息服務的方式來吸引遊客。GIS便可以為遊客提供關於旅遊地區的各種信息。例如:在旅遊交易會、旅行社中運用互聯網上的旅遊網站、多媒體導游系統中通常是文、聲、圖都具備的查詢系統。

  2. 旅遊專題圖的製作。GIS所具有豐富性的文本及圖形編輯功能,能夠便於相關人員對資料庫的更新與維護。GIS對數據進行儲存所選擇的方式通常是分層儲存,所以它不但可以根據客戶的需求進行數據的輸出,同時也可以對各種專題進行分層或疊加性專題圖的輸出。

  3. 旅遊開發決策的輔助。城市規劃過程中已經對GIS的空間分析功能進行成熟的應用,同時,它也可以在旅遊開發決策中得到較為合理的運用。

    通常情況下是先通過對地形、氣候、交通、地質等與旅遊資源的評價圖進行合理化的疊加,選擇出優先發展的區域,之後藉助GIS的網路分析功能對旅遊路線的布局進行合理安排,最後再通過藉助GIS的緩沖區分析功能,對風景區的發展潛能及保護區域等進行整體性的確定。

(7)什麼是以地理空間資料庫為基礎擴展閱讀:

GIS的基本功能是將表格型數據(無論它來自資料庫、電子表格文件或直接在程序中輸入)轉換為地理圖形顯示,然後對顯示結果瀏覽、操作和分析。其顯示範圍可以從洲際地圖到非常詳細的街區地圖。顯示對象包括人口、銷售情況、運輸路線以及其他內容。

GIS技術包括資料庫管理、圖形圖像處理、地理信息處理多方面的基礎技術,在計算機軟體和硬體的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,為各行業提供規劃、管理、研究、決策等方面的解決方案。

GIS物流分析軟體集成了車輛路線模型、最短路徑模型、網路物流模型、分配集合模型和設施定位模型等。

  1. 車輛路線模型。用於解決一個起始點、多個終點的貨物運輸中,如何降低物流作業費用,並保證服務質量的問題:包括決定使用多少輛車,每輛車的行駛路線等。

  2. 網路物流模型。用於解決尋求最有效的分配貨物路徑問題,也就是物流網點布局問題。

  3. 分配集合模型。可以根據各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組,用以解決確定服務范圍和銷售市場范圍等問題。

  4. 設施定位模型。用於確定一個或多個設施的位置。在物流系統中,倉庫和運輸線共同組成了物流網路,倉庫處於網路的結點上,結點決定著線路如何根據供求的實際需要並結合經濟效益等原則,在既定區域內設立多少個倉庫,每個倉庫的位置,每個倉庫的規模,以及倉庫之間的物流關系等,運用此模型均能很容易地得到解決。

『捌』 GIS詳細介紹

上大一的時候我就插過gis的詳細介紹,以至於上了四年我還是迷迷糊糊的不了解gis到底是幹嘛的,上研究生一年,參加實習之後我頓時頓悟了:
拋開教科書上繁瑣晦澀的介紹,我用自己的話跟你說:
簡而言之就是利用計算機處理各種地圖地理數據。
也就是要求有1,地圖地理數據。2,計算機硬體軟體
實際上gis是一個輔助工具,以遙感和測繪為依託,國內發展不定形,不成熟,還不能成為一個所謂的"系統科學"。
地理信息系統沒啥概念,它就是個輔助技術,處理地圖的,發展方向有倆,應用和開發,應用就是用人家已經做好的軟體做項目什麼的,比如最強大的美國的arcgis,mapinfo,中國的supermap和mapgis。
要說起gis,最難懂的就是想要知道,我們能用它干什麼?你掌握了arcgis,能想到什麼就能幹什麼,比如做有創意的地圖,比如lbs,比如導航,比如城市規劃,環境評價預測,物流系統導航,公司出差人員流向,酒店預訂,公司位置選擇,石油井口選擇,等等等等,只要和地圖掛鉤的。
為什麼中國的教科書所介紹的gis那麼晦澀?不能用直白的話給我們解釋解釋gis到底能幹嗎?因為地理信息系統這個學科發展的很弱,它是邊緣交叉學科,如果想學好,只有鑽遙感和測繪等某個方向,同時學地理信息系統才是正道!
在開發方向,我國的gis軟體基本是武漢大學造的,基本功能什麼的是仿arcgis,arcgis是基本涵蓋gis功能的軟體了,所以我覺得再開發小項目小軟體也沒啥意思,無非想讓那個軟體運行快點,但是現在也沒啥必要了,因為現在電腦很高級,帶arcgis問題不大。
總而言之,就業比較窄但是比較容易找到工作因為學的人少。

『玖』 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。

『拾』 地理信息系統的內涵是什麼

地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,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布的各種現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題。
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念: 地理信息系統示意圖
1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統,它又由若干個相互關聯的子系統構成,如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等,這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。 2、GIS的操作對象是空間數據和屬性數據,即點、線、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系統的根本標志,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系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。 三維地理信息系統
4、 GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。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、遙感圖像處理系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產品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。

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