地理信息系统及应用

第三章地理信息技术应用 第 一 节 地理信息系统及其应用 一、地理信息系统（ GIS） 概念： 发展： 组成： 工作过程： 1国际上的发展历程：分为四个阶段 2我国的发展历程（特点）： 起步晚，发展快 是一种以 采集 、 存储 、 管理 、 分析 和 描述 地球表面与地理分布有关数据 的 空间信息系统 。 地理数据、 GIS硬件、 GIS软件、 GIS人员、应用模型 地理数据的输入、存储， 地理数据的操作和分析， 地理信息输出等环节。 地理信息系统的特征是什么 ? 具有 采集、管理、分析 和 输出 多种 地理空间信息的能力，具有 空间性 和 动 态性。 以地理研究和决策为目的，以地理模型 方法为手段，具有空间分析、多要素综合分 析和动态预测能力产生高层次的地理信息。 由计算机支持进行空间地理数据管理， 并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分 析方法作用于空间数据，产生有用信息， 完成人类难以完成的任务 例 2 甲图为一幅具有林木、河流和住房 的景观图，乙图是根据该图而建立的空间 数据模型。由此比较地图与地理信息系统 对地物的表示有何差异。 解析 ：该题的命题目的主要是要 学生知道地理信息系统是如何建 立的，如何将地面地理信息转变 为地理信息系统中的数据。从题 中我们可以看出地理信息系统简 要的工作程序，是将 区域内地物 的有关信息 (林木、河流和住房 ) 转变为计算机可以识别的 数据结 构 ，建立起 区域地物信息数据模 型和空间模型 。 首先建立区域的栅格结构图，根据 区域大小，将乙图空间按规则分成一个 个小块，地物所在位置用它们所占据的 栅格的行、列号来定义，地物属性通过 赋予栅格属性值来表示，如 林木用 s表 示，河流用 r表示，住房用 h表示 。这样， 地图就转变成了 空间数据 ，将其储入计 算机，就可建立这个区域的 地理信息系 统数据库 。从中可以看出 地理信息系统 与地图 在许多方面有相同，也有不同的 地方。 参考答案 (1)储存信息的形式不同 。地理信息系统 通过建立数据模型，以数据库的形式储存地 理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理 信息。 (2)查询的方式不同 。地理信息系统通过 计算机进行查询和数据更新，而地图则通过 肉眼进行判读，获得地理信息。 GIS获取的信 息更有针对性，速度也更快。 (3)地理信息系统可以将不同来源、不同 比例尺、不同投影的 地图数据进行综合 ，并 进行 空间分析 ，而地图有许多方面做不到。 地理信息系统的工作过程 阅读指导 地理信息系统能为我们做些什么？ 1、 位置 即在某个地方有什么。位置 可以是地名、邮政编码或地理坐标等： 如在一个陌生城市。我们可以利用它调 出所在位置附近的地图，查询目标地点。 2、条件 即符合某些条件的实体在哪 里：如在某个地区寻找面积不小于 l 000 的不被植被覆盖的 ,且地质条件适合建 大型建筑的区域。 3、趋势 即在某个地方发生的某个事 件及其随时间的变化过程。 4、模式 即在某个地方的空间实体的分 布模式。模式分析揭示了地理实体之间 的空间关系。 5、模拟 即某个地方如果具备某种条件 会发生什么。通过模拟的，分析现实的。 GIS可以解决的五类问题 与 位置 有关的问题、与分布有关的问题 GIS可以 方便地查 询地物的 位置、地 物的相关 属性。也 可以用地 物属性来 查询地物 位置。 能够了解地物随时间变化的过程， 和分析该地物发展 趋势 。 解决趋势分析的问题 模式问题 深圳市生态控制线 通过 GIS建立地物分布及其 组合的空间模式，进而分析模式 各要素间的空间关系。 模拟问题 即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。 例 1、下列课题中主要是应用 GIS进行研究 的有？ A 近 50年来世界粮食总产量与人均产量的 变化趋势分析 B近 10年来上海市区人口分布变化特征与城 市建设相关性分析 C 浙江省西部土地利用状况与农业结构变 化特征分析 D；上海浦东内环线主要道路交叉点交通流 量状况通报及优化公交线网、站点分布的 方案设计 BCD (2)试设计一项应用 GIS的课题研究项目。 设计项目：如“ 江汉平原某年 水稻长势的监测分析 ”“ 中等 城市垃圾填埋场选址模式及其 与交通、环境关系的分 析”“油轮在某海域发生大量 漏油事故时，预测其污染范围 及对海洋生物的影响 ”等。 二、 地理信息系统与城市管理 第三章地理信息技术应用 第 一 节 地理信息系统及其应用 对城市居民 日常工作生 活所需的各 种信息进行 管理和发布 1城市规划和管理 城市规划和管理 用于分析城市现状，进行 有效管理，实施未来规划。 城市道路交通管理 2城市基础设施管理 用于查询空间信息、时间信息、 车流信息、路面质量、沿路环境、居 民分布等。 阅读指导 GIS在道路交通中的应用 应用领域 应 用 道路交 通管理 道路设计 道路建设 道路管理 道路的通行状况，定位事故点， 提供交通疏散的方案 最佳路径分析、最小造价分析 工程进度、工程质量 路况信息、道路养护 大量数据 / 相关信息系统的部分功能 土地利用现状调查 土地条件调查 土地利用现状与更新调查 土地利用动态监测 土地登记 土地统计 数据服务器 数据库 服务 /管理 CMIS 徐 州 市 区 徐 州 市 中 心 城 区 城 乡 结 合 部 地 形 图 城 乡 结 合 部 叠 加 土 地 利 用 现 状 城 乡 结 合 部 叠 加 遥 感 影 像 3城市土地利用与管理 4城市生态环境管理 用于生态环境规划与决策、监测（包括重点 污染源管理）、评价、预测与模拟等。 例题 “ GIS的英文全名是 Geographical informatlon system， 也叫地理信息系统，具有地图处理、 数据库和空间分析这三项功能。 GIs 可以像传统地图一样，解决与“地 点 状况”有关的查询。但 GIs能 进行趋势分析，复杂的“模式分析” 和用“虚拟模拟进行预测性分 析等。据此完成 (1) (2)题。 (1)如果将 GIS用来监测森林火灾，可 以 ( ) A用来分析、判断引起火灾的原因 B预测森林火灾的发生地点 C预测森林火灾后所造成的后果 D及时知道火灾地点、范围、分析 火势蔓延方向，制定灭火方案 D (2)有的渔民已经利用 GIS技术来寻找 鱼群。如果普遍引用这技术 ( ) A可以使渔获量持续增长 B可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭 C绝对会增加渔业的生产成本 D会促进渔业生产，加大对渔业资源的 开发利用，提高渔民的生活水平 B 全节总结 1地理信息系统是 ( ) A主要记录地理事物的计算机系统 B具有空间分析能力，没有动态预测 能力 C是地图绘制系统 D是专门处理地球表面与地理分布有 关数据的空间信息系统 练习 D 2地理信息区别于其他信息 的最本质特征在于它是 ( ) A.空间信息 B.数据信息 C.图像信息 D.综合信息 A 3地理信息系统比地图 优越的功能有 ( ) 不仅有平面信息，还有三维立体的信 息 有很便捷的检索功能和大容量的 信息库 可以随时进行信息的切换、 缩放、补充测算等，获得更新的信息 不仅有空间数据信息，还有景观照片 和动态的影像信息 A B C D D 4应用 GIS技术的最终目的是 ( ) A处理信息 B记录信息 C便于信息查询 D为地理决策提供信息 D 5 GIS与地图最基本的差异是 ( ) A GIS用点、线、面来表示地物的空 间特征和属性 B GIS用符号表示地物的属性 C GIS用色彩表示地物的差异 D GIS用数值表示地物的数据模型 D 6在 GIS所经历的发展阶段中， 20世 纪 80年代属于 ( ) A开拓期 B巩固发展期 C大发展期 D用户时代 C 7.下列选项中 ,不属于 GIS组成内容 的是 : A.应用模型 B.地理数据 C.纸质地图 D.GIS软件 C GIS技术应用领域举例： 1、街道网络分析： 地址匹配；交通线路和规划；区 位分析、地址选择；撤离规划。 2、自然资源： 野生动植物保护、风景河流、休闲资 源、洪泛平原、湿地、农田蓄水层、森林等管理；环 境作用分析；视域分析；有毒或有害设施定址；地下 水模拟和污染跟踪；野生动物栖息地分析、迁移路线 规划。 3、土地管理： 分带、分区规划与评价；土地信息获 取；环境作用描述；水质管理；户籍维护。 4、设施管理： 地下管道、缆道布设；电网负荷平衡； 设施规划与维护；交通设施的能源利用。 GIS技术应用的新领域： 1、模拟与决策支持： 地理信息模拟系统 GIMS将得到 发展，并在决策支持分析中应用。 如解决交通预测、 交通分析等常见问题。 2、科学和数学： 如地质、地球物理、水文等需要三 维分析功能的领域；景观生态中 GIS模拟的三维分析； 图像处理等。 3、全球问题： 如分析热带森林退化、酸雨、温室效 应、受威胁和濒临灭绝的物种及其他类似的问题。 4、全球气候监测和预报网络的 GIS网络。 5、全球环境管理： 如确定全球最敏感的植物产地， 让所在国家同意保护并作为国际债务偿还。