gis地理信息系統環境

A. 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。

B. 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。

C. 如何在環境監測中應用GIS技術

GIS技術，即地理信息系統，在環境監測系統中發揮著不容忽視的作用，不僅能整合、分析過去的研究結果，還能為未來的研究方向和保護工作提供建議及對策。具體來說，GIS在監測農家生態旅遊環境中的主要應用領域如下：

（1）建立稀有動物資料庫。利用野外調查數據，確定野生動物的分布地點和族群量，再將這些數據及動植物基本數據輸入GIS。這些數據可與其他空間性數據如植被分布圖、土地利用圖、土地發展趨勢圖等相結合。這些數據也可與同級程序結合，進行模擬模擬，以預測環境改變對這些動植物的影響，同時還可用來進行資源保護和經營管理等。

（2）生物資源調查的規劃。地理信息系統可通過數據處理，將環境劃分為均質（Homogeneous）的小區域，以方便研究者在每一個區域內選定觀測點進行調查，並進行各區域內生物族群組成的比較研究。

（3）建立動植物分布資料庫。使用GIS能建立生物分布的資料庫，若能配合遙測技術所得的數據，就可得到生物所在地的狀況，再藉由圖形數據來展現動物的分布，以提高數據可讀性，並可進行深入的分析。生物資源資料庫的建立，可幫助了解周圍的環境狀況，在資源規劃、利用、生態保護、景觀生態學研究、環境教育和國際交流上，都有其應用范圍。

D. 地理信息系統與自然科學

本人東北師大地理專業碩士畢業，對地理專業算是了解

回答如下：
1、先從興趣愛好考慮：地理學專業方向分為三支:自然地理學（研究方向有水文、地貌、氣候、生物、泥炭等）、人文地理學（研究方向有城市規劃、區域經濟、人口資源與環境等）、地理信息系統（研究方向有地圖、遙感、GIS等）。樓主是學經濟學的，初步建議考慮人文地理學，當然其他二支也絕對可以學。具體考試科目不同招考學校也不同，建議進一步咨詢，有的放矢。
2、再從從就業方面考慮：
1、中學教師（初中、高中地理教師）
2、大學教師（城鄉規劃、旅遊方向，大部分要求地理專業學士學位及以上）
2、城鄉規劃研究院（大部分要求地理專業碩士學位及以上，專業主要為城市規劃、地理信息系統等）
3、國土資源廳（局）（大部分要求地理專業碩士學位及以上，專業主要為自然地理學、城市規劃等）
4、公司（例如大名鼎鼎的北京超圖信息公司等，大部分要求地理專業碩士學位及以上，研究方向主要為城市規劃、地理信息系統等）
5、水文水利廳（局）（大部分要求地理專業學士學位及以上，專業主要為自然地理學等）
6、環境保護局（大部分要求地理專業學士學位及以上，專業主要為自然地理學，研究方向為綜合地然地理等）
7、氣象局（大部分要求地理專業學士學位及以上，專業主要為自然地理學，研究方向為氣候學，或地理信息系統地圖與遙感等）
8、研究所（大部分要求地理專業碩士學位及以上，各專業均需求）
9、其他就業方向（本人尚未了解到的）

3、很喜歡自然科學，特別是氣象學，請問怎樣才可以從事此方向的研究類工作？
建議進入地理研究所，研究方向為地理信息與氣象的相關性；
或者進入氣象研究所，研究方向同上；
或者進入氣象局，直接參與氣象工作。

希望對你有幫助！

個人宣言：我是hk——honest king——誠實的國王，不是香港的英文縮寫，切記切記……

E. 什麼是環境地理信息系統

地理信息系統是 GIS，簡單說來就是有電腦的加入，數據綜合分析處理整合版的系統，一定要跟GPS和權RS區分開。GPS是全球定位系統，定位坐標的，RS是做衛星范圍掃描，遙感，預警監控。GIS比另外兩個都要高級，是兩者信息的結合。

由電子計算機網路系統所支撐的，對地理環境信息進行採集、存儲、檢索、分析和顯示的綜合性技術系統。它一般包括數據源選擇和規范化、資料編輯預處理、數據輸入、數據管理、數據分析應用和數據輸出、制圖 6個部分。地理信息系統的研製始於20世紀60年代後期。它在自然資源開發和分配、區域和城市發展的規劃和決策等方面，以及地理學研究和地圖自動編制中發揮重要作用。
地理信息有多種來源和不同特點，地理信息系統要具有對各種信息處理的功能。從野外調查、地圖、遙感、環境監測和社會經濟統計多種途徑獲取地理信息，由信息的採集機構或器件採集並轉換成計算機系統組織的數據。這些數據根據資料庫組織原理和技術，組織成地理資料庫。

F. GIS技術的環境應用

在我國，從20世紀80年代中期開始，GIS技術就被應用於農業領域，從國土資源決策管理、農業資源信息、區域農業規劃、糧食流通管理與糧食生產輔助決策到農業生產潛力研究、農作物估產研究、區域農業可持續發展研究、農用土地適宜性評價、農業生態環境監測、基於GPS和GIS的精細農業信息處理系統研究等，都取得了很大的成績，一些研究成果直接應用於農業生產，取得了很大的經濟效益。隨著GIS理論的產生發展以及方法和技術的成熟，在農業領域的應用也逐步深入。從技術角度看，GIS在我國農業資源與環境領域中的應用進展主要體現在四個方面：
(1) 作為農業資源調查的工具，建立了農業資源地理資料庫，實現空間資料庫的瀏覽、檢索等，利用GIS繪制農業資源分布圖和產生正規的報表；
(2) 作為農業資源分析的工具，GIS技術已不限於制圖和空間資料庫的簡單查詢，而是以圖形及數據的重新處理等分析工作為特徵，用於各種目標的分析和重新導出新的信息，產生專題地圖和進行地圖數據的疊加分析等；
(3) 作為農業生產管理的工具：主要是建立了各種模型和擬訂各種決策方案，直接用於農業生產；
(4) 作為農業管理的輔助決策工具，利用了GIS的模型功能和空間動態分析以及預測能力，並與專家系統、決策支持系統及其它的現代技術（如RS和GPS）有機結合，便於我國農業生產的管理和輔助決策。 林業生產領域的管理決策人員面對著各種數據，如林地使用狀況、植被分布特徵、立地條件、社會經濟等許多因子的數據，這些數據既有空間數據又有屬性數據，對這些數據進行綜合分析並及時找出解決問題的合理方案，借用傳統方法不是一件容易的事，而利用GIS方法卻輕松自如。
社會經濟在迅速發展，森林資源的開發、利用和保護需要隨時跟上經濟發展的步伐，掌握資源動態變化，及時做出決策就顯得異常的重要。常規的森林資源監測，從資源清查到數據整理成冊，最後制定經營方案，需要的時間長，造成經營方案和現實情況不相符。這種滯後現象勢必出現管理方案的不合理，甚致無法接受。利用GIS就可以完全解決這一問題，及時掌握森林資源及有關因子的空間時序的變化特徵，從而對症下葯。
林業GIS就是將林業生產管理的方式和特點溶入GIS之中，形成一套為林業生產管理服務的信息管理系統。以減少林業信息處理的勞動強度，節省經費開支，提高管理效率。
GIS在林業上的應用過程大致分為3個階段，即：
(1) 作為森林調查的工具：主要特點是建立地理信息庫，利用GIS繪制森林分布圖及產生正規報表。GIS的應用主要限於制圖和簡單查詢。
(2) 作為資源分析的工具：已不再限於制圖和簡單查詢，而是以圖形及數據的重新處理等分析工作為特徵，用於各種目標的分析和推導出新的信息。
(3) 作為森林經營管理的工具：主要在於建立各種模型和擬定經營方案等，直接用於決策過程。
三個階段反映了林業工作者對GIS認識的逐步深入。GIS在林業上的應用主要有：
（1）環境與森林災害監測與管理方面中的應用，包括：林火、病蟲害、荒漠化等管理，如在 防火管理中，其主要內容有：林火信息管理、林火撲救指揮和時實監測、林火的預測預報、林火設施的布局分析等；
（2）在森林調查方面的應用，包括：森林資源清查和數據管理，這是GIS最初應用於林業的主要方面、制定森林經營決策方案、林業制圖；
（3）森林資源分析和評價方面，包括：林業土地利用變化監測與管理、用於分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布、森林資源動態管理、林權；
（4）森林結構調整方面，包括：林種結構調整、齡組結構調整；
（5）森林經營方面，包括：採伐、撫育間伐、造林規劃、速生豐產林、基地培育、封山育林等
（6）野生動物植物監測與管理。
1993～1997年，由聯合國開發計劃署（UNDP）援助的「中國森林資源調查技術現代化」項目順利執行。以全國林業監測站點數據和遙感數據為主要信息源，進行全國林地生態類型資料庫的建設工作，在空間上和時間序列上完整、系統的反映林地區域不同的生態系統特點、林種、群落特徵及其林（樹）齡等。 GIS技術最初在土地資源開發與管理上的應用主要是土地利用現狀調查和城鎮地籍調查圖件和屬性數據的存儲、查詢等管理工作等，基本上沒有數據的空間分析及其它決策功能。隨著技術的不斷發展，在土地科學中的應用主要包括了土地評價工作（土地的適宜性或多宜性評價、土地的生產潛力評價、土地持續利用評價、城市地價評估、耕地地價評價等）；土地利用規劃（包括土地利用總體規劃、土地利用多目標規劃）；土地利用與土地覆被現狀分類與制圖；以及土地利用與土地覆被動態監測。
為了查清我國的土地資源，特別是耕地資源，國務院於1984年正式布置開展全國土地資源調查。此次調查歷時15年，採用以航空為主、航天為輔的遙感技術，結合大比例尺地形圖，實行全野外調查。在土地利用圖件編制、數據量算匯總與空間分析等方面，GIS技術發揮了重要作用。通過土地資源詳查，初步摸清了我國土地資源的家底，為全國土地利用規劃、土地開發與管理提供了的科學基礎。
從1996年開始，國家科委、國家土地管理局和農業部實施「全國基本農田保護與監測」工作。GIS成為全國土地利用動態遙感監測資料庫建設的核心支撐技術，主要用於管理與分析矢量數據（土地利用年度變化信息）、柵格數據（遙感影像、DEM等）和屬性數據。
在國土資源部統一規劃和組織下，在新一輪國土資源大調查綱要和實施方案的部署和安排下，以1:1萬比例尺為主的縣（市）級土地利用資料庫建設工作於1999年9月在數字國土工程中立項，1999年10月正式啟動。其中GIS技術在資料庫管理與數據挖掘方面具有不可替代的優勢。 地理信息系統在生態環境研究中應用廣泛,主要有：
(1) 生態環境背景調查；
(2) 用遙感信息與地面站點監測信息相結合，對環境（水、大氣及固體廢氣物等）進行動態、連續監測；
（3）利用3S技術支持自然生態環境監測、預報與評估；
（4）面源污染的監測、分析與評價；
（5）生態環境影響評價；生態區劃與規劃；環境規劃與管理。
國家環境保護總局先後組織有關單位先後進行了我國西部和中東部地區生態環境現狀調查，第一次全國摸清了我國的生態環境現狀。為了提高我國環境信息技術的整體實力,國家環保局在27個省開展了「中國省級環境信息系統」項目,它以環境數學模型為基礎,對管理信息系統提供大量數據分析和處理,給出決策原則上的輔助信息,該系統將先進的地理信息系統空間分析技術基礎資料庫和空間資料庫綜合起來,使環境問題決策的過程更加直觀、快速、適時和有效。
2002年在科技部主持下，環保、農業、林業等部門開展了「全國環境背景資料庫建設與服務」工作，通過該項目規范了我國的環境背景元數據的標准與代碼，建設了環境背景元資料庫，並將繼續建設與完善環境背景資料庫；從而進一步促進我國環境保護工作的科學分析與決策。 資源環境管理的內容包括資源環境狀況、動態變化、開發利用及保護的合理性評估、監督、治理、跟蹤等方面。由於資源環境的空間和時間的非均勻性，利用以空間信息管理及分析為主要功能的地理信息系統（GIS）對資源環境進行管理才能夠實現真正的有效管理。
國外GIS在資源環境管理中的應用有著成功的經驗，加拿大於20世紀70年代已經開始用GIS進行土地與其他基礎設施的管理，美國、歐洲等一些發達國家也於20世紀80年代相繼開展了GIS在土地、林業、生物資源等方面管理業務中的應用。我國GIS在一些資源環境管理領域已得到了應用，如林業領域已經建立了森林資源地理信息系統、荒漠化監測地理信息系統、濕地保護地理信息系統等；農業領域已經建立我國土壤地理信息系統、草地生態監測地理信息系統等；水利領域的流域水資源管理信息系統、各種灌區地理信息系統、全國水資源地理信息系統等；海洋領域的海洋漁業資源地理信息系統、海洋礦產地理信息系統等；土地領域建立了土地資源地理信息系統、礦產資源地理信息系統等；這些地理信息系統在資源環境管理方面發揮了一定的作用。 從國內外發展狀況看,地理信息系統技術在重大自然災害和災情評估中有廣泛的應用領域。從災害的類型看,它既可用於火災、洪災、泥石流、雪災和地震等突發性自然災害,又可應用於乾旱災害、土地沙漠化、森林蟲災和環境危害等非突發性事故。就其作用而言,從災害預警預報、災害監測調查到災情評估分析各個方面,綜合起來有如下幾點：
①進行災情預警預報;
②對災情進行動態監測;
③分析探討災情發生的成因與規律;
④進行災害調查;
⑤災害監測;
⑥災害評估等。
由聯合國環境署、聯合國人居中心與國家環保總局共同支持的「長江流域洪水易損性評價」首次全面地從多因子、全方位對洪水災害進行了綜合研究與評估，改變了傳統防洪觀念，對未來洪水災害控制提供了新的思路，報告明確指出了哪些區域可合理開發，哪些區域需進行嚴格保護，針對性強，對洞庭湖區產業結構調整、避洪農業發展、水資源開發利用、生態環境保護、土地利用與規劃布局有現實意義，對地方政府及相關部門編制環境、社會和經濟發展規劃，以及政策制定與措施實施等提供了科學依據。

G. EIS和GIS的關系EIS是環境信息系統，，GIS地理信息系統

GIS是管理空間數據的計算機系統，它可進行數據輸入、存儲、檢索、運算、分析、顯示和輸出，它的主要功能是制圖、檢索和查詢。最早的GIS是為支持土地利用、規劃和決策而設計的。世界上第一個GIS產生於加拿大，1963年開始研製，1971年運轉。在70年代，美國田納西流域管理局首先將GIS應用於水文學及水資源管理。80年代，GIS在該領域內得到了較廣泛的應用。長期以來，研究者們對GIS進行了不斷地改進，他們以計算機技術為基礎，結合環境、系統工程、經濟管理等學科的知識，形成了跨學科的技術系統。改進了的GIS可對資源與環境等方面內容進行綜合評價、管理、分析和決策。目前，在國外和國內GIS已被廣泛應用於氣象、水文學及水資源、國土資源調查與管理、農業估產、病蟲害監測、水土流失、沙漠化調查、鹽漬化調查、環境污染監測（含赤潮）以及地質構造、礦產資源調查等方面。李勇等[2]應用GIS對土地利用的適宜性進行過評價。作者3在生態環境與荒漠化的研究中應用了GIS、RS技術，因而大大地提高了科研成果的水平和應用價值。 生態環境惡化與荒漠化已影響到人類的生存，引起了國際上的關注，它已被列入全球變化研究計劃中。由於GIS具有強大的信息空間管理和分析功能，它已成為研究全球變化的一個重要手段。1990年美國全球變化研究計劃（USGCRP）提出了以下的研究內容：地球觀測與信息管理；全球變化過程研究；環境模擬和預測評估。其中環境模擬的優先學科是氣候與水文系統；生物地球化學動力學和生態系統及其動力學。開展上述研究需要將模擬過程與GIS技術相結合，需要交叉學科的知識和技術，因而具有較大的難度，即使在美國，能開展這項研究的機構也是不多的4。 GIS雖然有了不少改進，但仍然存在某些不足之處。例如，缺乏多方面的分析、評價、預測和決策功能；由於數據編碼和格式化不標准、不規范，信息不能互換，成果不能共享；缺少信息採集和更新的自動化功能。因此限制了GIS的推廣和應用。當今環境科學的發展要求GIS不僅具有信息空間管理、分析的功能，在其內部還要有建模和模擬的功能。要滿足上述要求，需要將GIS技術、EIS技術和跨學科的知識和技術三者進行完美的結合。但這一目標不是在近期內所能實現的。 此外，我們必需強調的是遙感技術（RS），它具有觀測范圍廣、速度快、獲取信息量大、適時性好、動態性強等特點，它是GIS主要的信息源。在GIS、RS、GPS技術的結合下，對於全球環境變化研究和環境地學研究特別重要。
在環境地學的研究過程中人們往往要對環境的特徵、性質、狀態和質量等進行客觀地描述，這就需要進行環境質量評價，然而，環境質量評價僅
能反映某一時刻的環境狀況。當人們需要了解未來的環境狀況時，要進行環境預測，這樣便相應地出現了各種預測模型。在研究生態環境與荒漠化關系時，我們不僅要進行環境評價及預測，而且還要了解生態環境惡化的「允許」極限，並為其發出預警信號。因此，需要藉助於預警模型來實現這一目標。
人們往往採用物理的、化學的方法對某一客觀事物和現象進行模擬實驗，在此基礎上建立相應的數學模型，以揭示事物運動的過程和規律。在有些情況下人們需要以客觀事物為基礎，去虛擬事物的某些狀態和運動過程，並判斷實現這一結果的可能性和真實性。要達到這一目的，需要運用模擬模型。簡單地說，模擬模型是使具體的事物抽象化，而模擬模型是使抽象事物具體化。
在環境地學研究中往往要進行多目標規劃和方案優化決策，因此，經常藉助於線性、非線性規劃模型、動態規劃模型和層次分析（AHP）、人工神經網路（ANN）等決策模型等來進行解決［5］。我們將環境評價、預測、預警、模擬、模擬、規劃和決策等方法有機地結合起來，組成一個環境模擬系統，將其納入模型庫，或製成模型軟體包，以滿足環境地學研究中的各種需要，從對單一使用模型的現象中解脫出來。
環境模擬系統（EIS）中所含蓋的信息大多數都具有時空屬性，但是它們仍屬於非空間信息。如果將EIS中的信息納入GIS的空間管理系統，進行空間管理、應用分析和要素疊加，便可產生新的信息源。對豐富的信息進行深層次地開發，可深入認識、揭示環境特徵和要素的運動規律，並實現信息的可視化。這將會大大提高環境地學研究的理論水平及其成果的應用價值。這是傳統的研究方法所不能及的。
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H. 地理信息系統屬於環境保護類嗎

不屬於，屬於地理信息技術
地理信息技術包括遙感（RS），全球衛星定位系統（GPS），地理信息系統（GIS）

地理信息系統地理信息系統簡介

地理信息系統地理信息系統（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：

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，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。

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。有的學者斷言，「地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那麼，信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的；按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來，可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展，以減小重復很費，提高數據共享程度和實用性。
在配電自動化系統中地理信息系統（GIS）是一個重要內容:由於配電網節點多，設備分散，其運行管理工作常於地理位置有關，引入配電地理信息系統（GIS）系統，可以更加直觀的進行運行管理；其內容主要包括：設備管理（FM），是將變電站、饋線、變壓器、開關、電桿等設備的技術數據反映在地理背景圖上；用戶信息系統（CIS），指藉助GIS對大量用戶信息，如用戶名稱、地址、帳號、電話、用電量和負荷、供電優先順序、停電記錄等進行處理，便於迅速判斷故障的影響范圍，而用電量和負荷的統計信息還可作為網路分析的依據；停電管理系統（OMS），是指接到停電投訴後，GIS通過調用CIS和SCADA功能，迅速查明故障地點和影響范圍，選擇合理的操作順序和路徑，顯示處理過程中的進展，並自動將有關信息轉給用戶投訴電話應答系統；另外GIS還可具有輔助配電網發展規劃設計功能等。

我國地理信息系統的起步稍晚，但發展勢頭相當迅猛，大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著國際遙感技術的發展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像，開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議，形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面，先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來，國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年，國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的准備。
第二是試驗階段。進入80年代之後，我國執行「六五」、「七五」計劃，國民經濟全面發展，很快對「信息革命」作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規范和標准、空間資料庫建設、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等。以農業為對象，研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體，並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了全國1：100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1：4見萬全國資源和環境信息系統及1：25o萬水土保持信息系統，並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年，中國科學院建立了「資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室」，1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了「信息工程專業」和「測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室」。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班，已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國范圍內建立數字化測繪信息產業。1：100萬地圖資料庫已公開發售，衛：25萬地圖資料庫也已完成建庫，並開始了全國1石萬地圖資料庫生產與建庫工作，各省測繪局正在抓緊建立省級1：1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統，這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來，沿海、沿江經濟開發區的發展，土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟體開發方面，科技部在「九五」科技攻關計劃中，將「遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合應用」列入國家「九五」重中之重科技攻關項目，在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力，中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小，涌現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體，如GeoStar， MapGIS， OityStar， ViewGIS等。在遙感方面，在該項目的支持下，已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施，有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展

以下是國內外專家對地理信息系統給出的不同定義

（ 國外一些地理信息系統的定義摘自David J.Maguire,1991）。

1、DoE(1987:132)

a system for capturing storing checking, manipulating analysing and displaying data which are spatially referenced the Earth.

2、Aronoff(1989:39)

any manual or computer based set of proceres used to store and manipulate geographically referenced data.

3、Carter(1989:3)

an institutional entiry, reflecting an organizational structure that integrates technology with a database, expertise and continuing, financial support over time.

4、Parker(1988:1547)

an information technology which stores, analyses, and displays both spatioal and non-spatial data.

5、Dueker(1979:106)

a special case of information systems where the database consists of observations on spatioally distributed features, activities, or events, which are definable in space as points, lines, or areas. A GIS manipulates data about these points, lines, and areas to retrieve data for ad hoc queries and analysis.

6、Smith et al.(1987:13)

a database system in which most of the data are spatially indexed, and upon which a set of proceres operated in order to answer queries about spatiol entities in the database.

7、Ozemoy, Smith and Sicherman(1981:92)

an automated set of functions that provides professionals with advanced capabilities for the storge, retrieval, manipulation, and display of geographically located data.

8、Burrough(1986:6)

a powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming and displaying spatial data from the real world.

9、Cowen(1988:1544)

a decision support system involving the integration of spatially referenced datain a problem-soling environment.

10、Koshkariov, Tikunov and Trofimov(1989:256)

a system with advanced geo-modelling capabilites.

11、Devine and Field(1986:18)

a form of MIS[Management Informaion System]that allows map display of the general information.

12、陳述彭等（1999，《地理信息系統導論》）：

由計算機系統、地理數據和用戶組成的，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