地理信息系統及其應用
① 地理信息系統的應用領域有哪些
遙感與抄地理信息系統跟化學的聯系確實比較遠，遙感和地理信息系統都是宏觀的東西，化學是很微觀的領域，交叉點很少，要是非說有什麼聯系也是和宏觀化學的聯系，比如說用遙感監測一下海洋的化學污染，看一看河流有沒有富營養化，高光譜遙感還有望區分出不同的化學污染物；用地理信息系統的空間分析功能分析一下化學污染物的排放濃度在地理上的分布特徵，規劃一下城市中的什麼位置建化工廠污染能達到最小等。
② 計算機網路在地理信息系統中的應用
地理信息系統是地理科學、信息科學及計算機科學等的交叉學科，是一門新興的學科，在社會、經濟建設中有著非常廣泛的應用。北京大學於1990年開始在地理類本科生課程中開設地理信息系統概論，並定為必修科目，1998年正式設立地理信息系統本科專業，是我國最早開設這一專業的院校之一，為社會培養了大批的高層次人才。
在地理信息系統本科專業的課程設置中，地理信息系統概論是一門骨幹必修基礎課，也是學生第一門地理信息系統專業課程。目前，地理信息系統概論已經是北京大學地球與空間科學學院的及環境科學學院的本科必修課程，同時也是眾多相關院系的選修課程。這門課程的基礎定位是：使學生掌握正確的專業基本概念和基礎認識，掌握地理信息系統的基本框架結構，了解地理信息系統的應用及發展狀況，從而為其後續專業及相關的學習和研究指引正確方向、打好堅實基礎。
課程的指導思想 Top
地理信息系統是一門綜合性的應用學科，它對於學生的地理科學及信息科學、計算機科學基礎要求比較高。同時，地理信息系統目前發展非常迅速，應用越來越廣泛，因而盡管本課程是一門基礎課程，其內容的更新速度確實非常迅速的。結合這些特點，基於課程目的和課程定位，本課程建設的基本指導思想是：
1、堅持理論與實踐相結合。本課程作為本科生的入門課程，對相關的基礎概念、基礎知識及基本原理需要進行充分、翔實的講解，使學生牢固的予以掌握。同時，為了改變學生在基礎課程中容易「死記硬背」的問題，突出地理信息系統的應用特點，在課堂教學中引用大量應用實例；本課程還設置了專門的實習課，並安排了專門的實習課教師，布置了具體的實習作業，以使學生能夠掌握常見的應用系統的使用和操作，並提高學生的實際動手解決問題的能力。
2、堅持基礎理論體系與最新進展相結合。本課程講授地理信息系統的完整的理論體系與框架，以便為學生的後續學習研究打好基礎。同時，考慮到學科的快速發展，在基礎理論的基礎上，增加了地理信息科學與數字地球、地理信息系統與社會、地理信息系統標准、地理信息系統工程的章節，以使學生對學科的最前沿發展有所了解、有所掌握。
3、堅持個性化教育的原則。地理信息系統是一個交叉學科，需要的專業背景知識較多，包括地理科學、信息科學及計算機科學等，同時其應用方向又非常廣泛。針對這個特點，我們在教材編制中涵括了常見的基礎知識，如部分計算機及網路常識、地圖學的基本原理等，並在課程中對基礎知識有欠缺的同學進行有針對性的輔導。同時，在安排專題講座及課程實習時，也不是千篇一律，而是針對學生的專業方向進行了相應的安排。
4、積極運用新型的教學手段。針對課程中的重點與難點，本課程積極採用文字、圖片、視頻、動畫等新型教學手段，以提高課程的趣味性，提高學生的參與程度，幫助學生進行理解和記憶。由於地理信息系統本身就是軟體系統，因而課堂教學講授中還採用了現場操作、現場演示的教學方法，並大力鼓勵學生走上講台進行操作，大大提高了學生的參與程度。
主要教學內容 Top
本課程教學的主要內容包括四個主要模塊：
模塊一：基本概念和理論
要點1：概述
地理信息系統的基本概念：信息、數據、地理數據、地理信息；地理信息系統及其重要類型；地理信息功能概述；地理信息系統的研究內容；地理信息系統發展簡史
要點2：從現實世界到比特世界
對現實世界的地理認知：認知與認知模型；現實世界的抽象：現實世界－概念世界－地理空間世界－緯度世界－項目世界；比特世界
要點3：空間數據模型
空間數據模型基本概念；場模型；要素模型；基於要素的空間關系分析；網路結構模型；時空模型；三維模型
要點4：空間參照系與地圖投影（本部分系針對非地理專業學生設置，不是正式授課內容）
地球橢球體；坐標系；地圖投影基本問題；高斯-克呂格投影；地形圖的分幅與編號
要點5：GIS中數據
數據涵義與類型；數據的測量尺度：命名量－次序量－間隔量－比率量；地理信息系統數據質量：數據質量來源與控制；空間數據元數據：元數據的基本概念－元數據的應用－元數據的獲取－元數據的存儲與功能實現。
模塊二：地理信息系統的框架與功能
要點1：空間數據獲取與處理
地圖數字化：概述－地圖數據類型－數字化儀數字化－掃描矢量化及常用演算法；空間數據錄入後處理：坐標變化－圖形拼結－拓撲生成。
要點2：空間數據管理
空間資料庫：空間資料庫－GIS內部數據結構；柵格數據及其編碼：柵格數據結構－決定柵格單元代碼的方式－編碼方法；矢量數據結構及其編碼：矢量數據結構－編碼方法；矢量與柵格結構的比較與轉換演算法；空間索引機制；空間信息查詢：基於屬性特徵的查詢－基於空間關系和屬性特徵的查詢（SQL）－空間擴展SQL查詢語言（GSQL）。
要點3：空間分析
空間查詢與量算；空間變換；再分類；緩沖區分析；疊加分析；網路分析；空間插值；空間統計分類分析
要點4：數字地形模型(DTM)與地形分析
DEM與DTM；DEM的主要表示方法：規則網格模型－等高線模型－TIN模型－層次模型；DEM模型的相互轉換：不規則點生成TIN-網格DEM轉成TIN；等高線轉為格網DEM－利用格網DEM提取等高線－TIN轉為格網DEM；DEM建立：DEM數據採集方法－數字攝影測量－DEM數據質量控制；DEM的分析與應用：格網DEM應用－TIN分析應用。
要點5：空間建模與空間決策支持
空間分析過程及其模型；空間決策支持模型：空間分析決策的復雜性，基本理論與方法－空間決策系統－空間決策的模型管理；專家系統：專家系統的基本組成、知識處理與系統實例；數據倉庫與空間數據挖掘：數據倉庫－數據挖掘－空間數據挖掘；GIS空間分析與空間動態建模：GIS與空間動態模型的結合方式－元胞自動機簡介－元胞自動機模擬林火蔓延模型－元胞自動機的局限性；空間相互作用與位置（分配模型）：空間優化模型的定義與分類－靜態離散空間優化模型的數學表達（線性規劃）。
要點6：空間數據表現與地圖制度
地理信息系統數據表現與地圖學：數學法則－符號－制圖綜合；地圖的符號；專題信息表現：分類與內容－表現方法－表現手段；專題地圖設計：圖幅基本輪廓設計－區域范圍的確定－專題地圖數學基礎的設計－圖面設計；制圖綜合：概念－影響因素－基本方法；地理信息的可視化：基本概念－地學可視化類型－虛擬地理環境。
模塊三：地理信息系統應用
要點1：3S集成技術
遙感簡介；GPS簡介；GIS/RS的集成及具體技術；GIS/GPS的集成及具體技術；GIS/RS/GPS的集成。
要點2：網路地理信息系統
網路的基本概念；分布式地理信息系統：分布式系統和C/S模型－網路地理信息系統的組合方式－網路地理信息系統的概念設計；WebGIS：簡介與實現技術。
要點3：地理信息系統應用實例
城市規劃、建設管理；農業氣候區劃；大氣污染監測管理；道路交通管理；地震災害和損失估算；地貌研究；醫療衛生；軍事應用。
要點4：地理信息系統應用項目組織與管理
地理信息系統應用項目簡介：模式與分類－開發方式；應用項目策略規劃；應用項目合同；應用項目軟硬體規劃；子項目劃分與管理；項目預算；人員管理；開發與數據管理；項目控制與評估；軟體研製與開發質量管理：ISO9000－CMM模型。
要點5：地理信息系統軟體工程技術
軟體工程簡介；GIS領域的體系結構與構件；GIS需求分析；數據管理設計；界面設計；GIS設計模式；使用CASE工具。
模塊四：地理信息系統的前沿問題與發展趨勢
要點1：地理信息系統標准
地理信息系統標准簡介；ISO/TC211；OpenGIS。
要點2：地理信息系統與社會
GIS的社會化；GIS的社會化的相關問題：產業－政策－法律－教育與評估認證；社會對GIS發展的影響。
要點3：地球信息科學和數字地球
地球信息科學的概念與研究內容；數字地球的產生背景與概念；數字地球核心技術綜述；國家信息基礎設施和國家空間數據基礎設施。
課程特色 Top
地理信息系統概論課程的的主要特色是：
1、堅持理論與實踐相結合。本課程作為本科生的入門課程，對相關的基礎概念、基礎知識及基本原理需要進行充分、翔實的講解，使學生牢固的予以掌握。同時，為了改變學生在基礎課程中容易「死記硬背」的問題，突出地理信息系統的應用特點，在課堂教學中引用大量應用實例；本課程還設置了專門的實習課，並安排了專門的實習課教師，布置了具體的實習作業，以使學生能夠掌握常見的應用系統的使用和操作，並提高學生的實際動手解決問題的能力。
2、堅持基礎理論體系與最新進展相結合。本課程講授地理信息系統的完整的理論體系與框架，以便為學生的後續學習研究打好基礎。同時，考慮到學科的快速發展，在基礎理論的基礎上，增加了地理信息科學與數字地球、地理信息系統與社會、地理信息系統標准、地理信息系統工程的章節，以使學生對學科的最前沿發展有所了解、有所掌握。
3、堅持個性化教育的原則。地理信息系統是一個交叉學科，需要的專業背景知識較多，包括地理科學、信息科學及計算機科學等，同時其應用方向又非常廣泛。針對這個特點，我們在教材編制中涵括了常見的基礎知識，如部分計算機及網路常識、地圖學的基本原理等，並在課程中對基礎知識有欠缺的同學進行有針對性的輔導。同時，在安排專題講座及課程實習時，也不是千篇一律，而是針對學生的專業方向進行了相應的安排。
4、注重提高學生的實踐動手能力。考慮到地理信息系統學科的應用特色，本課程非常注重提高學生實際的動手能力。在授課現場增加了提問，實際操作等內容，並通過課程作業、實習、綜合作業的方式要求學生實際動手解決問題。這最終又加強了學生對基礎知識的掌握。
5、積極運用新型的教學手段。針對課程中的重點與難點，本課程積極採用文字、圖片、視頻、動畫等新型教學手段，以提高課程的趣味性，提高學生的參與程度，幫助學生進行理解和記憶。由於地理信息系統本身就是軟體系統，因而課堂教學講授中還採用了現場操作、現場演示的教學方法，並大力鼓勵學生走上講台進行操作，大大提高了學生的參與程度。
教學方式 Top
在地理信息系統概論的教學中，教學組非常注重學生的主動思考，主動學習，並大力強調學生的動手實踐。
1、本課程的基本教學方式是課堂講授。
在課堂講授過程中，授課老師採用了多媒體等新型的教學手段提高教學內容的趣味性，幫助學生形象地理解教學內容，並採用提問、討論等方式調動學生的積極性，吸引學生主動參與，啟發學生認真思考。在講授部分內容時，還由學生在老師指導下負責現場操作，並進行同步交流，提高了學生地參與程度。
2、有針對性的課下作業。
本課程的課下作業分為三個類型：1）基本概念、基本理論方面的課下作業，適用於所有學生。2）針對學生的專業背景設置的作業。由於學習本課程的學生來自多個專業，基於他們未來的學習方向，設置了部分有針對性的作業內容，啟發他們在專業方向上的深入思考。3)綜合作業。每人必須完成的一個大作業，學生依據自己的興趣選取方向，閱讀文獻，最終提交讀書報告和相應的上機實習成果。
本課程的這些作業在加強學生對基礎知識掌握的同時，進一步啟發學生進行深入思考，並需要在思考的同時進行相應的動手實踐。使學生的知識和能力水平得到同步的提高。
3、實習教學是教學的重要一環。
本課程開設有每周一次的上機實習。實習內容包括：1）適用於所有學生的操作實習，主要是針對基本問題的操作實踐。用以鞏固教學內容。2）適用於所有學生的實習作業。由實習指導教師布置，在指定的時間和環境中完成，以提高學生的綜合性的動手能力，加深對教學內容的理解。3）期末大作業。結合課程教學的綜合作業，在綜合閱讀的基礎上進行上機實習，要求有一定的思考深度和綜合應用程度。
同時，在每個教學周期中，教學組會組織一至兩次現場參觀。參觀的單位是本行業的核心應用單位，如國家基礎地理中心等。在參觀中還組織學生與參觀單位人員進行交流。
通過實習教學，可以幫助學生提高直觀認識，鞏固所學的知識，並提高孳生的實際動手能力。
4、鼓勵學生參與科研。本授課組承擔了大量的科研項目，在教學過程中，鼓勵學生組成學習小組以模擬的方式參與科研項目，即在其能力范圍內，在教師的指導下與真正的項目組承擔同樣的任務，從而大大提高了學生學習的主動性。在完成後，將學生的研究成果與真正的項目成果進行對比分析，形成互相啟發，教學互長的局面。實踐證明，部分學生取得的成果相當出色，獲得了公開發表和獎勵。
5、提供網路交流平台輔助教學。教學組開設了網路平台，供學生之間或學生和老師之間進行在線或離線交流，以提高教學的互動性。
③ 地理信息系統的應用和發展前景
本科難就業，多從事高中地理教育，讀研多跨專業
④ 地理信息系統及其應用的內容提要
本書可作為高等院校信息管理與信息系統專業、計算機應用專業本科生學習地理信息系統的教材或參考書， 也可供相關專業研究生及從事地理信息系統工作的人員參考。
隨書配套光碟中有ArcView 3.2校園版學習軟體和實驗數據， 供讀者練習使用。
⑤ 地理信息系統及其應用的圖書目錄
第1章 緒論
1.1 地理信息系統的基本概念
1.1.1 信息與地理信息
1.1.2 地圖與地理空間數據表示
1.1.3 信息系統與地理信息系統
1.2 地理信息系統的發展歷史
1.2.1 國際發展概況
1.2.2 國內發展概況
1.3 地理信息系統的構成
1.3.1 硬體環境
1.3.2 軟體環境
1.3.3 地理空間數據
1.3.4 系統使用與管理人員
1.3.5 應用模型
1.4 地理信息系統的功能及應用
1.4.1 地理信息系統的功能
1.4.2 地理信息系統的應用領域
1.5 地理信息系統新進展
1.5.1 空間數據處理與管理技術
1.5.2 地理信息應用服務
1.5.3 地理信息共享技術
1.5.4 新型地理信息系統
第2章 地理數學基礎
2.1 地球與地理參數
2.1.1 地球空間模型
2.1.2 地理空間坐標系的建立
2.1.3 地理空間坐標系兩點的距離
2.2 地圖投影概述
2.2.1 地圖投影的基本問題
2.2.2 地圖投影的變形
2.2.3 地圖投影的分類
2.2.4 地圖投影與GIS的關系
2.3 中國GIS的地圖投影選擇
2.3.1 高斯—克呂格投影
2.3.2 正軸等角圓錐投影
2.4 面向數字地球的投影問題
第3章 地理信息系統的數據結構
3.1 地理空間及其表達
3.1.1 地圖對地理空間的表達
3.1.2 遙感影像對地理空間的表達
3.1.3 地理信息的數字化表達
3.2 地理空間數據及其特徵
3.2.1 GIS的空間數據
3.2.2 空間數據的基本特徵
3.2.3 空間數據的拓撲關系
3.2.4 空間數據的計算機表示
3.3 空間數據結構
3.3.1 矢量數據結構
3.3.2 柵格數據結構
3.4 兩種數據結構的比較
第4章 地理信息系統空間資料庫
4.1 概述
4.1.1 資料庫的定義
4.1.2 資料庫的主要特徵
4.1.3 資料庫的系統結構
4.1.4 數據組織方式
4.1.5 數據間的邏輯聯系
4.1.6 空間資料庫的概念
4.2 數據模型
4.2.1 層次模型
4.2.2 網狀模型
4.2.3 關系模型
4.2.4 對象模型
4.2.5 時空模型
4.3 GIS中空間資料庫的組織方式
4.4 Shapefile空間資料庫結構
4.4.1 Shapefile簡介
4.4.2 空間要素結構
4.5 Oracle Spatial的空間數據管理
4.5.1 Oracle Spatial的空間數據管理方法
4.5.2 空間數據模型
4.5.3 元數據管理
4.5.4 空間索引
4.5.5 空間操作函數
第5章 地理空間數據的採集和處理
5.1 GIS數據源
5.2 空間數據採集
5.2.1 屬性數據的採集
5.2.2 幾何數據的採集
5.3 空間數據的處理
5.3.1 數據檢查與編輯
5.3.2 幾何糾正
5.3.3 投影變換
5.3.4 空間數據結構的轉換
5.3.5 圖幅拼接
第6章 地理空間分析
6.1 數字地面模型與地形分析
6.1.1 DTM和DEM
6.1.2 DEM的主要表示模型
6.1.3 DEM的建立
6.1.4 DEM的分析和應用
6.2 矢量數據分析
6.2.1 包含分析
6.2.2 矢量數據的緩沖區分析
6.2.3 多邊形疊置分析
6.2.4 矢量數據的網路分析
6.3 柵格數據分析
6.3.1 柵格數據的聚類、聚合分析
6.3.2 柵格數據的信息復合分析
6.4 空間統計分析
6.4.1 主成分分析法
6.4.2 層次分析法(AHP)
6.5 空間集合分析和查詢
6.5.1 空間集合分析
6.5.2 空間數據的查詢
第7章 地理信息系統產品的輸出
7.1 地理信息系統產品的輸出方式
7.1.1 常規地圖
7.1.2 數字地圖
7.2 地理信息系統產品的輸出系統
7.2.1 屏幕顯示
7.2.2 矢量繪圖
7.2.3 列印輸出
7.3 地理信息系統圖形輸出系統設計
7.3.1 基本理論
7.3.2 輸出的幾何變換
7.3.3 地形圖與專題圖的輸出組織形式
第8章 地理信息系統設計與開發
8.1 信息系統設計與開發基本方法
8.1.1 結構化生命周期法
8.1.2 原型化方法
8.1.3 面向對象設計方法
8.2 地理信息系統設計與開發過程
8.2.1 GIS設計的特點
8.2.2 GIS設計的內容
8.2.3 GIS設計的步驟
8.3 應用模型設計
8.3.1 一般介紹
8.3.2 應用實例
8.4 地理信息標准和標准化
8.4.1 地理信息標准
8.4.2 地理信息標准化技術特徵
8.4.3 地理信息標準的類型
第9章 應用型GIS開發
9.1 GIS開發方式選擇
9.1.1 應用型GIS開發的三種實現方式
9.1.2 三種實現方式的分析與比較
9.2 MapX概述
9.2.1 MapX簡介
9.2.2 MapX的安裝
9.2.3 Geoset Manager
9.2.4 應用程序的結構與數據組織
9.3 用VC++開發基於MapX的GIS應用
9.3.1 用VC++的應用程序向導建立單文檔應用程序
9.3.2 給應用程序MapGIS加入MapX控制項
9.3.3 在應用中實現地圖顯示和操作
9.3.4 地圖圖層管理方法及函數
9.3.5 實現圖層中圖元的管理
9.3.6 動態圖層
第10章 ArcView應用基礎
10.1 ArcView概述
10.1.1 ArcView項目
10.1.2 ArcView文檔
10.1.3 使用幫助功能
10.2 視圖和主題
10.2.1 創建視圖
10.2.2 視圖和主題的基本操作
10.2.3 創建Shape主題
10.2.4 使用圖例編輯器改變圖符
10.2.5 管理主題顯示
10.3 表格
10.3.1 創建表格
10.3.2 編輯表格
10.3.3 表格顯示
10.3.4 表格查詢
10.3.5 表格統計與匯總分析
10.3.6 表格連接與關聯
10.4 空間查詢與分析
10.4.1 Theme on theme選擇
10.4.2 幾種主要的空間分析類型
10.5 圖表
10.5.1 創建圖表
10.5.2 選擇或改變圖表類型
10.5.3 轉換圖表系列與分組
10.5.4 圖表要素編輯
10.5.5 圖表查詢
10.6 地圖圖版
10.6.1 創建圖版
10.6.2 創建與編輯圖形要素
10.6.3 框架
10.6.4 圖版的列印與輸出
10.7 Script簡介
第11章 地理信息系統上機練習
11.1 Introction(ArcView介紹)
11.2 Projection and Coordinate System(地圖投影和坐標系統)
11.3 The Vector Data Model(矢量數據模型)
11.4 Vector Data Input(矢量數據輸入)
11.5 Spatial Data Editing(空間數據編輯)
11.6 Attribute Data Entry and Management(屬性數據的輸入和管理)
11.7 Raster Data(柵格數據)
11.8 Data Display and Cartography(數據顯示與地圖制圖)
11.9 Data Exploration(數據探查)
11.10 Vector Data Analysis(矢量數據分析)
11.11 GIS Modeling(地理信息系統模型與建模)
11.12 Regions(區域)
11.13 Network and Dynamic Segmentation(網路與動態分段)
參考文獻
⑥ 地理信息系統的基本功能都有什麼
空間分析能力是GIS（地理信息系統）的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。
空間分析需要復雜的數學工具，其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等，其主要任務是對空間構成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測；調控地理空間上發生的事件等目的。
移動GIS是通過與流動裝置結合，地理資訊系統可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導航裝置都是結合了衛星定位設備(GPS)和地理資訊系統(GIS)的復合系統;在香港曾經很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統。
汽車導航系統是地理資訊系統的一個特例，它除了一般的地理資訊系統的內容以外，還包括了各條道路的行車及相關信息的資料庫。這個資料庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息，又利用網路拓撲的概念來決定最佳行走路線。
地理數據文件(GDF)是為導航系統描述地圖數據的ISO標准。汽車導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源資料庫也用於航跡規劃、導航，並可能還有主動安全系統、輔助駕駛及位置定位服務等高級功能。汽車導航系統的資料庫應用了地圖資源資料庫管理。
(6)地理信息系統及其應用擴展閱讀
地理信息系統發展歷史
古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發展起來的「數字地球」「數字城市」在人們的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。
1.5萬年前，在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴牆壁上，法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構，即一個圖形文件對應一個屬性資料庫。
18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現，同時還出現了專題繪圖的早期版本，例如：科學方面或人口普查資料。約翰•斯諾在1854年，用點來代表個例，描繪了倫敦的霍亂疫情，這可能是最早使用地理方法的位置。
他對霍亂分布的研究指向了疾病的來源——一個位於霍亂疫情爆發中心區域百老匯街的一個被污染的公共水泵。約翰•斯諾將泵斷開，最終終止了疫情爆發。
20世紀60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。
羅傑•湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統(CGIS)，用於存儲，分析和利用加拿大土地統計局收集的數據，並增設了等級分類因素來進行分析。
20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，GIS在各種系統中的迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。
⑦ 地理信息系統的應用背景
地理信息系統 ( Geographic Information System，GIS) 是一項以計算機為基礎的新興技術，是管理和研究空間數據的技術。圍繞這項技術的研究、開發和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科 ( ESRI Corporation，2010) 。在計算機軟硬體的支持下，它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行有效管理、研究各種空間實體及其相互關系。通過對多因素的綜合分析，迅速地獲取滿足應用需要的信息，並以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。
目前世界上常用的 GIS 軟體已達 400 多種。它們大小不一，風格各異。國外較著名的有 Arc View，ArcInfo，MapInfo，GenaMap 等; 國內較著名的有 MapGIS，GeoStar 等 ( ESRI Corporation，2010) 。雖然 GIS 起步晚，但它發展快，目前已成功地應用到 100 多個領域。
地理信息系統軟體的研究應用，歸納概括有兩種情況。第一種是利用 GIS 系統來處理用戶的數據; 第二種是在 GIS 的基礎上，利用它的開發函數庫二次開發出專用的地理信息系統軟體。目前 GIS 已成功地應用到了包括資源管理、自動制圖、設施管理、城市和區域規劃、人口和商業管理、交通運輸、能源、教育、軍事等領域。
在美國、日本等發達國家，地理信息系統的應用遍及安全、環境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規劃建設、政府管理等眾多領域。
近年來，隨著我國經濟建設的迅速發展，地理信息系統的應用在城市規劃管理、交通運輸、環保、農業、制圖等領域發揮了重要的作用，先後開發出了眾多基於 GIS 的防震減災、地質災害預測、煤礦通風安全信息、城市安全防範等信息管理系統，取得了良好的經濟效益和社會效益。
由於 GIS 在煤礦中能夠對煤礦生產進行實時動態監控、預測預報事故、進行生產管理以及快速有效地調度管理，對減少事故發生起著非常重要的作用。目前，地理信息系統在礦山領域中的應用主要包括以下幾個方面。
( 1) 基於 GIS 的礦圖管理與更新
對地理底圖數據的管理與更新，包括地理底圖數據的錄入、編輯、修改、保存、輸出以及地理底圖庫的生成，可使用 GIS 的圖形編輯系統、空間分析系統、輸出系統、地圖庫管理系統、校正系統等進行處理。
對於其他諸如採掘工程平面圖、開拓巷道布置系統圖、通風系統圖、避災路線圖等礦圖，運用 GIS 可以實現圖形處理與非圖形屬性信息處理相結合，用戶不必在兩個系統之間來回切換，提高了系統性能。另外，圖紙的無級縮放功能可以對任何圖形或圖層任意縮小和放大。漫遊功能可漫遊到圖上任意點，仔細查看每一條巷道及布置，可測算並動態顯示任意兩點間的距離。
( 2) 礦井監測及調度管理
以圖形方式實時監測煤礦感測器的工作情況以及井下設備的工作狀態。在圖上能夠看到每個感測器當時的物理參量和設備的開停狀態。如瓦斯超限時有鈴聲報警，通訊中斷時有相應的顯示。通風系統提供實時的風速、風量、風向、變化趨勢等相關數據的處理及分析功能，能實時顯示和查詢監控所採集的數據，並能自動進行超限報警。
( 3) 塌陷區的動態監測系統
塌陷區動態監測系統包括動態監測解譯系統和統計系統兩部分。第一部分主要實現對圖像的顯示、分析和校準等; 第二部分主要實現功能查詢、面積統計和統計圖的繪制等。GIS 主要用於該系統的統計分析。
( 4) 煤礦生產勘探管理中的應用
應用 GIS 進行圖件管理，主要是應用其對柵格圖像的管理功能。這種管理貫穿於煤礦生產勘探設計到勘探資料提交的全部過程。其關鍵技術是柵格圖像的獲取和處理。
( 5) 礦井災害事故預測預報
應用 GIS 復雜而深層次的可視化查詢、分析功能，建立礦井災害事故預測預報系統。例如，在煤礦突水預測預報中，可以選用斷層密度、岩溶發育程度、水壓及隔水層有效厚度、開采方法、頂板管理方法等因素構成模型。通過與實際結果的多次擬合，得出突水指數，最後以圖形的方式輸出危險突水區。同樣，對於礦井中瓦斯及煤塵爆炸、頂板冒落、煤層自然發火、沖擊地壓等災害事故也可以用同樣的方式進行預測預報。
GIS 也可用於突發事故的救災指揮系統，通過 GIS 功能強大的 SQL 查詢，在顯示器上可以看到由 GIS 分析得出的該事故可能波及的范圍、疏散人員的最佳路徑以及該事故可能造成的損失等，管理人員將 GIS 所提供的資料與現場實際情況相結合，進行調度指揮，把事故的損失盡可能降到最低 ( 孫長篙等，2004) 。
( 6) 基於 GIS 數字煤礦的發展
所謂數字煤礦是指在煤礦范圍內建立一個以三維坐標為主線，將煤礦信息構建成一個煤礦信息模型，描述煤礦中每一點的全部信息，按三維坐標組織、存儲起來，並提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使有關人員可以快速、准確、充分和完整地了解及利用煤礦各方面的信息。
⑧ 地理信息系統的應用有哪些
GIS 的應用領域
地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用於資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。 (加測繪、應急、石油石化等國民經濟各個領域。)
以下地理信息系統的應用領域分別回答了在各自領域內的作用
◆ 資源管理 (Resource Management)
主要應用於農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答「定位」和「模式」兩類問題。
◆ 資源配置 (Resource Configuration)
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
◆ 城市規劃和管理 (Urban Planning and Management)
空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如，在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
◆ 土地信息系統和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，藉助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
◆ 生態、環境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
◆ 應急響應 (Emergency Response)
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員撤離路線、並配備相應的運輸和保障設施的問題。
◆ 地學研究與應用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計分析、制圖等都可以藉助地理信息系統工具完成。
◆ 商業與市場 (Business and Marketing)
商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之後就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和資料庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
◆ 基礎設施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、 電力設施等)廣泛分布於城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特徵的。它們的管理、統計、匯總都可以藉助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)
根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特徵、環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充分體現了GIS的空間分析功能。
◆ 網路分析 (Network System Analysis)
建立交通網路、地下管線網路等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網路分析應用的實例。
◆ 可視化應用 (Visualization Application)
以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建築工程、著名風景名勝區的三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用於宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和模擬、旅遊等領域。
◆ 分布式地理信息應用 (Distributed Geographic Information Application)
隨著網路和Internet技術的發展，運行於Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間導航等。