⑴ 地理信息系统具有哪些特征
1、公共的地理定位基础。
2、具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。
3、系统以分析模型驱动,具有极强的空间综合分析和动态预测能力,并能产生高层次的地理信息。
4、以地理研究和地理决策为目的,是一个人机交互式的空间决策支持系统。
(1)专题地理信息有哪些方面扩展阅读:
地理信息系统已经广泛的应用在不同的领域,是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,随着GIS的发展,也有称GIS为“地理信息科学”,近年来,也有称GIS为"地理信息服务"。
GIS是一种基于计算机的工具,它可以对空间信息进行分析和处理。 GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。
国外地理信息系统研究时间较长,已经形成相对成熟的产业,美国、日本、德国、加拿大等有许多地理信息系统的高科技企业。我国地理信息系统产业发展时间比较短,虽然也有一些高科技企业,但规模比较小,许多科研成果有待走出实验室,所以公众对其认知度还不高。
⑵ GIS都可以用于哪些方面
GIS(Geographic Information System)地理信息系统。顾名思义,地理信息系统是处理地理信息的系统。地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息,又常称为空间信息。一般来说,GIS可定义为:"用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术"。从GIS系统应用角度,可进一步定义为:"GIS由计算机系统、地理数据和用户组成,通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务"(陈述彭,1999)。
人类生活在地球上,80%以上的信息与地球上的空间位置有关。GIS的出现是信息技术及其应用发展到一定程度的必然产物。地理信息系统萌芽于上世纪的60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据,并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统(CGIS),以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等;与此同时,美国的Duane F. Marble在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统,以支持大规模城市交通研究,并提出建立地理信息系统的思想。70年代是地理信息系统走向实用的发展期。美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对GIS的研究均投入了大量人力、物力和财力。到1972年CGIS全面投入运行与使用,成为世界上第一个运行型的地理信息系统;在此期间美国地质调查局发展了50多个地理信息系统,用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息;1974年日本国土地理院开始建立数字国土信息系统,存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地形地质等信息;瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统,如土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等。但由于当时的GIS系统多数运行在小型机上,涉及的计算机软硬件、外部设备及GIS软件本身的价格都相当昂贵,限制了GIS的应用范围。
80年代是GIS的推广应用阶段,由于计算机技术的飞速发展,在性能大幅度提高的同时,价格迅速下降,特别是工作站和个人计算机的出现与完善,使GIS的应用领域与范围不断扩大。GIS与卫星遥感技术相结合,开始用于全球性问题的研究,如全球变化和全球监测、全球沙漠化、全球可居住区评价、厄尔尼诺现象及酸雨、核扩散及核废料等(李德仁,1994);从土地利用、城市规划等宏观管理应用,深入到各个领域解决工程问题,如环境与资源评价、工程选址、设施管理、紧急事件响应等。在这一时期,出现了一大批代表性的GIS软件,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MAPINPO、ERDAS、Microstation等,其中ARC/INFO已经愈来愈多地为世界各国地质调查部门所采用,并在区域地质调查、区域矿产资源与环境评价、矿产资源与矿权管理中发挥越来越重要作用。
90年代为GIS的用户时代,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS成为了一个产业,投入使用的GIS系统,每2~3年就翻一番,GIS市场的增长也很快。目前,GIS的应用在走向区域化和全球化的同时,己渗透到各行各业,涉及千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。与此同时,GIS也从单机、二维、封闭向开放、网络(包括Web GIS)、多维的方向发展。
我国地理信息系统方面的工作始于80年代初。地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划的开始,地理信息系统研究作为政府行为,正式列入国家科技攻关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。1994年中国GIS协会在北京成立,标志中国GIS行业已形成一定规模。九五期间,国家将地理信息系统的研究应用作为重中之重的项目予以支持,1996年,为支持国产GIS软件的发展,原国家科委开始组织软件评测,并组织应用示范工程。这一系列的举措极大的促进了国产GIS软件的发展与GIS的应用。1998年,国产软件打破国外软件的垄断,在国内市场的占有率达25%。同年,在抽样调查25个省市19个行业的1000多个单位中,全部使用了地理信息系统(秦其明、袁胜元,2001)。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测,在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用,在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。 2. 地理信息系统的组成
GIS的应用系统由五个主要部分构成,即硬件、软件、数据、人员和方法。
⑶ 叠加在基础地理信息上的专题信息特征包括哪些方面
在目前的状态下很多城市基础地理信息的采集部门往往存在基础数据更新周期长,数据更新质量差等问题,主要原因还是由于在基础数据的更新模式上存在一定的问题。在基础地理数据的更新模式上,现在很多的部门是采取了重新测量、入库的方式来进行的,在发生变化的地方,重新进行基础数据的采集工作,然后再重新录入到数据库中,这样可能在数据库中存在有多套数据,容易导致某一地区数据的不一致,因此城市基础地理信息的采集部门,应该采取切实有效的措施,尽量利用各种工程竣工测量资料来对基础地理数据进行更新,这样可以加快基础地理信息更新的速度,保证其准确性。
1城市基础地理信息更新的原则
由于城市基础地理数据对城市的规划和发展而言起着举足轻重的作用,因此城市基础地理信息的更新,应该有一定的原则和规范。总结起来主要有以下原则和规范。
1.1现势性原则
对于城市基础地理信息的更新,一定要准确及时地对基础数据进行更新,以保证基础数据的现势性。基础数据是对城市目前发展状况的一个很重要的反映,只有保证其现势性,才能充分发挥出城市基础地理信息系统的作用。
1.2精度匹配原则
对于更新的城市基础地理信息应该保证其精度要求,否则在和原有的地理信息进行叠加的时候会出现问题,因此在更新的时候要注意更新部分和未更新部分的精度匹配问题。
在精度匹配问题上可以采用多项式变换的方法来保证新、旧地图之问的精度匹配,或者用精度较高的空间数据来纠正精度较低的空间数据,一般情况下,可通过一定数量的公共点来实现整个图面的精度匹配。
1.3空间信息与属性信息同步更新原则
由于城市基础地理信息数据库的内容较多,其中的属性数据也十分复杂,因此在更新的时候,不仅仅是对图形数据进行更新,而且要同步地对属性数据进行更新,保证二种数据同时更新,如对原来的一个宗地而言,现在有可能变成了两个宗地,因此属性信息中的宗地所有者、宗地面积等信息都应该一起进行更新。
1.4一致性原则
在城市地理信息系统中,由于存在大量的图种,在更新的时候,如何保证各个图种之间数据的一致性是很重要的,同时还涉及到同一个图种内的坐标系统的一致性等问题,只有很好地保证基础地理信息数据的一致性,才能利用这些基础数据做出正确的分析和决策。为了保证数据的一致性,必须采取严格的措施来进行控制,也包括数据质量的控制等内容。
2城市基础地理信息更新的内容
在城市基础地理信息更新的原则基础上,对于城市基础地理信息来说,其内容就是空间实体的变化、相关属性信息的变化和拓扑关系的重建等。
2.1空间实体的更新
对于城市基础地理信息系统来说,空间实体的变化是最基本的更新内容,各种点、线、面特征是GIS的基本研究对象,在考虑实体变化的过程中,是主要需要更新的。空间实体中由于点、线相对来说要简单一些,因此重点应该是面信息的更新。
2.2属性信息的变化
属性信息的变化主要有两种情况,一种是空间实体没有发生变化,只是和该空间实体相关的属性发生了变化,如对一栋房子而言,当房子转让后,房子的产权就发生了变化,而房子的空间信息没有发生变化;另外一种情况就是空间信息和属性信息都发生了变化,如一个地方进行了重建,该地方原有的空间实体全都发生了变化,同时其属性信息一般也会变化。因此在属性信息的变化中,最重要的是要保证空间信息和属性信息的一致性,否则很容易产生错误。
2.3拓扑关系的重建
在城市基础地理信息系统中,在一定的范围和程度上需要建立拓扑关系,因此在空间实体发生了变化的时候,拓扑关系也要发生变化,但该过程不应该完全由人工来实现,大部分应该由程序根据实际的情况来自动变化。一些大的街区,道路和部分房子等都需要建立拓扑关系,拓扑关系建立起来后可以供其它的分析使用。拓扑关系的重建应该结合空间实体信息的更新同步进行。
3城市地理信息系统更新的方法
由于城市基础地理信息的采集方式多种多样,因此其更新的模式也不一样,城市基础地理信息的更新应该在遵循前面提到的原则基础上进行,同时更新工作应该和竣工验收等结合起来进行,这样可以更好地保证城市基础地理信息更新的效率。可以采用丈量法、数字化与扫描矢量法、全野外数字测图法、基于无线通讯方式的PDA掌上电脑更新法、工程竣工测量等方式进行更新。
3.1丈量法更新城市基础地理信息
在城市基础地理信息变化不大的地方,或者地形等情况比较简单的地方可以采用丈量法对其基础地理信息进行更新,该方法主要是量取待定点相对已知点或基线的距离来确定待定点的坐标,主要有边长交会、内外点法等。具体操作过程如下:
1野外丈量距离,并填入相应的表格或者自动记录到存储介质上
利用丈量法更新基础地理信息时,在野外首先丈量距离,应该采用钢卷尺或者手持式的激光测距仪,并且严格按照规定填好相关数据并绘制草图,以免产生错误。在丈量之前,首先要弄清各个起算的坐标,可以在室内通过图解法得到控制点序列,注意编号的准确性。
2内业计算点的坐标,并进行空间和属性信息的整理
在所有丈量数据完整后即可回到室内进行数据的处理,可利用各种方法来计算待测点的坐标,有边长交会法、内外点法。
3将更新后的信息放到数据库中,实现数据库的更新
通过前两步的工作后,基础地理信息的更新已经完成了很大的工作,接着就是要对城市基础地理信息系统中的数据进行更新,在更新的过程中考虑周围地理信息和更新地理信息之间的关系,然后进行更新,数据更新后应该重新进行检核和比对,以保证更新的正确性。
3.2数字化或扫描矢量化的方式来更新城市地理信息系统
由于在城市的某些地方可能有了白纸测图的成果,因此可以采用将原有纸质图进行数字化或扫描矢量化,然后按照城市基础地理信息系统的要求对等符号、线型等信息进行赋值,保证两者的一致性,然后再对基础地理信息更新。其基本作业过程是:手扶跟踪数字化(图纸扫描,屏幕矢量化)、属性赋值、格式转换、数据更新。
利用该方式来进行城市基础地理信息的更新时,应充分考虑到已有图纸的精度等信息,如果精度太差,则不合适用来作为城市基础地理信息更新的基础图,需要重新进行数据采集。
3.3利用全野外数字测图法更新城市基础地理信息
在丈量法、数字化或扫描矢量化无法满足基础地理信息更新的基础上,可以采用全野外数字化测图的方法来进行基础数据的采集和更新,该方法适合变化区域大的地方。
3.4基于无线通讯方式的PDA掌上电脑更新
随着嵌入式操作系统的发展,PDA掌上电脑也逐渐在城市基础地理信息的采集中开始应用,掌上电脑有各种操作系统和各种硬件平台,但它们都有一些共同的特点:体积小、图形化界面、触摸屏等,这些特点决定了PDA比较适合野外数据采集,特别是在面积不大数据量不大的情况下,PDA是非常合适的,由于是图形的界面,因此可以做到所测即所见,对于基础地理信息的更新来说,应该是一个比较好的解决方案。根据PDA更新数据时采用的方式,可以分为两种,一种是野外更新图形、室内更新数据库的方式;另一种是采用无线通讯方式,将野外测量的数据直接发回到控制中心,进行数据库的更新。
⑷ 什么是专题地理信息系统
GIS:地理信息系统
通常有以下两个方面:
1,数据采集,测绘、收集、整合,地理数据并录入,如海拔、地形地貌、水文等数据
2,行业软件开发,在地图基础上加入 行业专业算法,使其更加实用化,比如:污染预警系统(发生污染泄露物时,通过泄露点的位置,天气状况,预测污染范围,提出解决方案),管线排查系统(水管、电线出现故障报警时,使地图上标注出故障位置,方便维修人员排查)等等
3,第三方支持,对用户提供可用接口,使用户可以把数据或者是地图连入到自己的网站或软件
此外,还包括 数据验证,算法设计等多种工作
相比 第二种为广泛
⑸ 地理信息系统包括哪些
硬件主要包括计算机和网络设备,存储设备,数据输入,显示和输出的外围设备等等。
软件主要包括以下几类:操作系统软件 、数据库管理软件 、系统开发软件 、GIS 软件,等等。
⑹ 测绘地理信息外业包括哪些
测绘外业:测角、测距、测高差、控制测量、测图、测坐标、放样、变形监测等。
地理信息系统配合的外业:现场踏勘、调绘、信息采集、图纸查错……
⑺ 地理信息系统主要应用于哪些方面
用于全球环境变化动态监测
1.1987年联合国开始实施一项环境计划(UNEP),其中包括建立一个庞大的全球环境变化监测系统(GEMS); 2.全球森林监测和森林生态变化有关项目(1990年对亚马逊地区原始森林的砍伐状况进行了调绘、1991年编制了全球热带雨林分布图); 3.海岸线及海岸带资源与环境动态变化的监测; 4.全球性大气环流形势和海况预报等。
用于自然资源调查与管理
1.在资源调查中,提供区域多条件下的资源统计和数据快速再现,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据; 2.可应用于不同层次和不同领域的资源调查与管理(例农业资源、林业资源、渔业资源)
用于监测、预测
1.借助于遥感(RS)和航测等数据,利用GIS对森林火灾、洪水灾情、环境污染等进行监视,例如,1998年长江流域发生特大洪水灾害期间,制作洪水淹没动态变化趋势影像图,为管理部门提供了有效的决策依据。 2.利用数字统计方法,通过定量分析进行预测。如加拿大金矿带的调查,分析不宜再行开采的存在储量危机的矿山,优选出新的开采矿区,并作出了综合预测图。
用于城市、区域规划和地籍管理
1.GIS技术能进行多要素的分析和管理,可以实施城市和区域的多目标开发和规划,包括总体规划、建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置等; 2.城市和区域规划研究(研究城市地理信息系统的标准化、城市与区域动态扩展过程中的数据实时获取、城市空间结构的真三维显示、数字城市等); 3.地籍管理(土地调查、登记、统计、评价和使用)。
军事应用
1.反映战场地理环境的空间结构;完成态势图标绘、选择进攻路线、合理配置兵力、选择最佳瞄准点和打击核心、分析爆炸等级、范围、破坏程度、射击诸元等。 2.如海湾战争中,美国利用GIS模拟部队和车辆机动性、估算了化学武器扩散范围、模拟烟雾遮蔽战场的效果、提供水源探测所需点位、评定地形对武器性能的影响,为军事行动提供决策依据。 3.美国陆军测绘工程中心还在工作站上建立了GIS和RS的集成系统,及时地(不超过4小时)将反映战场现状的正射影像图叠加到数字地图上,数据直接送到前线指挥部和五角大楼,为军事决策提供24小时服务。 4.科索沃战争中,利用3S高度集成技术,使打击目标更精准有效。
用于辅助决策
其他
GIS还在金融业、保险业、公共事业、社会治安、运输导航、考古、医疗救护等领域得到了广泛的应用。
⑻ 什么是地理信息主要特点是什么
地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义,是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、性质、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
地理信息除具备信息的一般特性外,还具备以下独特特性:
区域性
地理信息属于空间信息,其是通过数据进行标识的,这是地理信息系统区别其他类型信息最显着的标志,是地理信息的定位特征。区域性即是指按照特定的经纬网或公里网建立的地理坐标来实现空间位置的识别,并可以按照指定的区域进行信息的并或分。
多维性
具体是指在二维空间的基础上,实现多个专题的地三维结构。即是是指在一个坐标位置上具有多个专题和属性信息。例如,在一个地面点上,可取得高程,污染,交通等等多种信息。
动态性
主要是指地理信息的动态变化特征,即时序特征。可以按照时间尺度将地球信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。从而使地理信息常以时间尺度划分成不同时间段信息,这就要求及时采集和更新地理信息,并根据多时相区域性指定特定的区域得到的数据和信息来寻找时间分布规律,进而对未来作出预测和预报。
⑼ 地理信息系统包括哪些研究方向
美国大学一般将地理信息系统硕士课程开设在地理系。2002年,美国大学地理信息科学协会(UCGIS)为地理信息系统划分了19个研究方向,这19个 方向又可以归属于地理数据的收集、处理、分析与表达四个阶段。
在地理数据的获取和收集过程中,GIS主要研究地理数据的准确性和不确定性(Uncertainty in Geographic Information)。地理数据通常通过野外测量、数字化、遥感等手段获得,获取过程中不可避免地存在误差。该研究方向讨论的便是如何处理、减少这些 误差,以及针对数据中存在的不确定性错误进行处理的方法和技术。数据的获取手段和表达处理方式日渐成熟,但数据的误差和不确定性却会永久存在,因此该研究 方向被视为GIS研究领域中富有永久生命力的方向之一。
随着中国地理信息数据库的建设和更新以及全球地理信息数据共享热潮的到来,地理信息的组织和管理过程是当前国内GIS领域研究的重点,在中国有着最为广泛 的实践和应用空间。其中较为热门的研究方向包括空间认知(Spatial Cognition)、海量数据库机构体系(Institutional Aspects of Spatial Data Infrastructure)、空间本体论(Spatial Ontologies)、空间决策支持系统(Spatial Decision Support System)、时空数据关系及建模(Space and Space/Time Analysis and Modeling)、GIS和RS技术的集成(Incorporating Remotely Sensed Data and Information in GIS )、时空数据语义研究(Geospatial Semantic Web)、空间数据共享以及互操作研究(Integration)等。
地理信息数据获取手段的不断丰富和提高使得地理信息数据量正在以惊人的速度增长,海量的地理数据正在等待GIS专家进行分析和利用,地理数据背后隐藏的巨 大潜力仍有待挖掘。鉴于此,国外目前的GIS研究热点集中在地理信息的分析和表达过程,其中最为热门的研究方向包括与网络结合的网络地理服务 (GeoWeb)、与计量地理有关的空间数据统计分析(Geo-computation)、空间数据挖掘(Geographic Data Mining and Knowledge Discovery)、应急反应中的数据获取和分析(Emergency Data Acquisition and Analysis)、空间信息可视化和虚拟地理环境(Visualization)、社会背景中GIS的表达以及GIS在公众信息传播中的研究(GIS and Society)等。