地理信息系统及其应用

① 地理信息系统的应用领域有哪些

遥感与抄地理信息系统跟化学的联系确实比较远，遥感和地理信息系统都是宏观的东西，化学是很微观的领域，交叉点很少，要是非说有什么联系也是和宏观化学的联系，比如说用遥感监测一下海洋的化学污染，看一看河流有没有富营养化，高光谱遥感还有望区分出不同的化学污染物；用地理信息系统的空间分析功能分析一下化学污染物的排放浓度在地理上的分布特征，规划一下城市中的什么位置建化工厂污染能达到最小等。

② 计算机网络在地理信息系统中的应用

地理信息系统是地理科学、信息科学及计算机科学等的交叉学科，是一门新兴的学科，在社会、经济建设中有着非常广泛的应用。北京大学于1990年开始在地理类本科生课程中开设地理信息系统概论，并定为必修科目，1998年正式设立地理信息系统本科专业，是我国最早开设这一专业的院校之一，为社会培养了大批的高层次人才。
在地理信息系统本科专业的课程设置中，地理信息系统概论是一门骨干必修基础课，也是学生第一门地理信息系统专业课程。目前，地理信息系统概论已经是北京大学地球与空间科学学院的及环境科学学院的本科必修课程，同时也是众多相关院系的选修课程。这门课程的基础定位是：使学生掌握正确的专业基本概念和基础认识，掌握地理信息系统的基本框架结构，了解地理信息系统的应用及发展状况，从而为其后续专业及相关的学习和研究指引正确方向、打好坚实基础。

课程的指导思想 Top
地理信息系统是一门综合性的应用学科，它对于学生的地理科学及信息科学、计算机科学基础要求比较高。同时，地理信息系统目前发展非常迅速，应用越来越广泛，因而尽管本课程是一门基础课程，其内容的更新速度确实非常迅速的。结合这些特点，基于课程目的和课程定位，本课程建设的基本指导思想是：
1、坚持理论与实践相结合。本课程作为本科生的入门课程，对相关的基础概念、基础知识及基本原理需要进行充分、翔实的讲解，使学生牢固的予以掌握。同时，为了改变学生在基础课程中容易“死记硬背”的问题，突出地理信息系统的应用特点，在课堂教学中引用大量应用实例；本课程还设置了专门的实习课，并安排了专门的实习课教师，布置了具体的实习作业，以使学生能够掌握常见的应用系统的使用和操作，并提高学生的实际动手解决问题的能力。
2、坚持基础理论体系与最新进展相结合。本课程讲授地理信息系统的完整的理论体系与框架，以便为学生的后续学习研究打好基础。同时，考虑到学科的快速发展，在基础理论的基础上，增加了地理信息科学与数字地球、地理信息系统与社会、地理信息系统标准、地理信息系统工程的章节，以使学生对学科的最前沿发展有所了解、有所掌握。
3、坚持个性化教育的原则。地理信息系统是一个交叉学科，需要的专业背景知识较多，包括地理科学、信息科学及计算机科学等，同时其应用方向又非常广泛。针对这个特点，我们在教材编制中涵括了常见的基础知识，如部分计算机及网络常识、地图学的基本原理等，并在课程中对基础知识有欠缺的同学进行有针对性的辅导。同时，在安排专题讲座及课程实习时，也不是千篇一律，而是针对学生的专业方向进行了相应的安排。
4、积极运用新型的教学手段。针对课程中的重点与难点，本课程积极采用文字、图片、视频、动画等新型教学手段，以提高课程的趣味性，提高学生的参与程度，帮助学生进行理解和记忆。由于地理信息系统本身就是软件系统，因而课堂教学讲授中还采用了现场操作、现场演示的教学方法，并大力鼓励学生走上讲台进行操作，大大提高了学生的参与程度。

主要教学内容 Top

本课程教学的主要内容包括四个主要模块：
模块一：基本概念和理论
要点1：概述
地理信息系统的基本概念：信息、数据、地理数据、地理信息；地理信息系统及其重要类型；地理信息功能概述；地理信息系统的研究内容；地理信息系统发展简史
要点2：从现实世界到比特世界
对现实世界的地理认知：认知与认知模型；现实世界的抽象：现实世界－概念世界－地理空间世界－纬度世界－项目世界；比特世界
要点3：空间数据模型
空间数据模型基本概念；场模型；要素模型；基于要素的空间关系分析；网络结构模型；时空模型；三维模型
要点4：空间参照系与地图投影（本部分系针对非地理专业学生设置，不是正式授课内容）
地球椭球体；坐标系；地图投影基本问题；高斯-克吕格投影；地形图的分幅与编号
要点5：GIS中数据
数据涵义与类型；数据的测量尺度：命名量－次序量－间隔量－比率量；地理信息系统数据质量：数据质量来源与控制；空间数据元数据：元数据的基本概念－元数据的应用－元数据的获取－元数据的存储与功能实现。
模块二：地理信息系统的框架与功能
要点1：空间数据获取与处理
地图数字化：概述－地图数据类型－数字化仪数字化－扫描矢量化及常用算法；空间数据录入后处理：坐标变化－图形拼结－拓扑生成。
要点2：空间数据管理
空间数据库：空间数据库－GIS内部数据结构；栅格数据及其编码：栅格数据结构－决定栅格单元代码的方式－编码方法；矢量数据结构及其编码：矢量数据结构－编码方法；矢量与栅格结构的比较与转换算法；空间索引机制；空间信息查询：基于属性特征的查询－基于空间关系和属性特征的查询（SQL）－空间扩展SQL查询语言（GSQL）。
要点3：空间分析
空间查询与量算；空间变换；再分类；缓冲区分析；叠加分析；网络分析；空间插值；空间统计分类分析
要点4：数字地形模型(DTM)与地形分析
DEM与DTM；DEM的主要表示方法：规则网格模型－等高线模型－TIN模型－层次模型；DEM模型的相互转换：不规则点生成TIN-网格DEM转成TIN；等高线转为格网DEM－利用格网DEM提取等高线－TIN转为格网DEM；DEM建立：DEM数据采集方法－数字摄影测量－DEM数据质量控制；DEM的分析与应用：格网DEM应用－TIN分析应用。
要点5：空间建模与空间决策支持
空间分析过程及其模型；空间决策支持模型：空间分析决策的复杂性，基本理论与方法－空间决策系统－空间决策的模型管理；专家系统：专家系统的基本组成、知识处理与系统实例；数据仓库与空间数据挖掘：数据仓库－数据挖掘－空间数据挖掘；GIS空间分析与空间动态建模：GIS与空间动态模型的结合方式－元胞自动机简介－元胞自动机模拟林火蔓延模型－元胞自动机的局限性；空间相互作用与位置（分配模型）：空间优化模型的定义与分类－静态离散空间优化模型的数学表达（线性规划）。
要点6：空间数据表现与地图制度
地理信息系统数据表现与地图学：数学法则－符号－制图综合；地图的符号；专题信息表现：分类与内容－表现方法－表现手段；专题地图设计：图幅基本轮廓设计－区域范围的确定－专题地图数学基础的设计－图面设计；制图综合：概念－影响因素－基本方法；地理信息的可视化：基本概念－地学可视化类型－虚拟地理环境。

模块三：地理信息系统应用
要点1：3S集成技术
遥感简介；GPS简介；GIS/RS的集成及具体技术；GIS/GPS的集成及具体技术；GIS/RS/GPS的集成。
要点2：网络地理信息系统
网络的基本概念；分布式地理信息系统：分布式系统和C/S模型－网络地理信息系统的组合方式－网络地理信息系统的概念设计；WebGIS：简介与实现技术。
要点3：地理信息系统应用实例
城市规划、建设管理；农业气候区划；大气污染监测管理；道路交通管理；地震灾害和损失估算；地貌研究；医疗卫生；军事应用。
要点4：地理信息系统应用项目组织与管理
地理信息系统应用项目简介：模式与分类－开发方式；应用项目策略规划；应用项目合同；应用项目软硬件规划；子项目划分与管理；项目预算；人员管理；开发与数据管理；项目控制与评估；软件研制与开发质量管理：ISO9000－CMM模型。
要点5：地理信息系统软件工程技术
软件工程简介；GIS领域的体系结构与构件；GIS需求分析；数据管理设计；界面设计；GIS设计模式；使用CASE工具。
模块四：地理信息系统的前沿问题与发展趋势
要点1：地理信息系统标准
地理信息系统标准简介；ISO/TC211；OpenGIS。
要点2：地理信息系统与社会
GIS的社会化；GIS的社会化的相关问题：产业－政策－法律－教育与评估认证；社会对GIS发展的影响。
要点3：地球信息科学和数字地球
地球信息科学的概念与研究内容；数字地球的产生背景与概念；数字地球核心技术综述；国家信息基础设施和国家空间数据基础设施。

课程特色 Top
地理信息系统概论课程的的主要特色是：
1、坚持理论与实践相结合。本课程作为本科生的入门课程，对相关的基础概念、基础知识及基本原理需要进行充分、翔实的讲解，使学生牢固的予以掌握。同时，为了改变学生在基础课程中容易“死记硬背”的问题，突出地理信息系统的应用特点，在课堂教学中引用大量应用实例；本课程还设置了专门的实习课，并安排了专门的实习课教师，布置了具体的实习作业，以使学生能够掌握常见的应用系统的使用和操作，并提高学生的实际动手解决问题的能力。
2、坚持基础理论体系与最新进展相结合。本课程讲授地理信息系统的完整的理论体系与框架，以便为学生的后续学习研究打好基础。同时，考虑到学科的快速发展，在基础理论的基础上，增加了地理信息科学与数字地球、地理信息系统与社会、地理信息系统标准、地理信息系统工程的章节，以使学生对学科的最前沿发展有所了解、有所掌握。
3、坚持个性化教育的原则。地理信息系统是一个交叉学科，需要的专业背景知识较多，包括地理科学、信息科学及计算机科学等，同时其应用方向又非常广泛。针对这个特点，我们在教材编制中涵括了常见的基础知识，如部分计算机及网络常识、地图学的基本原理等，并在课程中对基础知识有欠缺的同学进行有针对性的辅导。同时，在安排专题讲座及课程实习时，也不是千篇一律，而是针对学生的专业方向进行了相应的安排。
4、注重提高学生的实践动手能力。考虑到地理信息系统学科的应用特色，本课程非常注重提高学生实际的动手能力。在授课现场增加了提问，实际操作等内容，并通过课程作业、实习、综合作业的方式要求学生实际动手解决问题。这最终又加强了学生对基础知识的掌握。
5、积极运用新型的教学手段。针对课程中的重点与难点，本课程积极采用文字、图片、视频、动画等新型教学手段，以提高课程的趣味性，提高学生的参与程度，帮助学生进行理解和记忆。由于地理信息系统本身就是软件系统，因而课堂教学讲授中还采用了现场操作、现场演示的教学方法，并大力鼓励学生走上讲台进行操作，大大提高了学生的参与程度。

教学方式 Top
在地理信息系统概论的教学中，教学组非常注重学生的主动思考，主动学习，并大力强调学生的动手实践。
1、本课程的基本教学方式是课堂讲授。

在课堂讲授过程中，授课老师采用了多媒体等新型的教学手段提高教学内容的趣味性，帮助学生形象地理解教学内容，并采用提问、讨论等方式调动学生的积极性，吸引学生主动参与，启发学生认真思考。在讲授部分内容时，还由学生在老师指导下负责现场操作，并进行同步交流，提高了学生地参与程度。
2、有针对性的课下作业。

本课程的课下作业分为三个类型：1）基本概念、基本理论方面的课下作业，适用于所有学生。2）针对学生的专业背景设置的作业。由于学习本课程的学生来自多个专业，基于他们未来的学习方向，设置了部分有针对性的作业内容，启发他们在专业方向上的深入思考。3)综合作业。每人必须完成的一个大作业，学生依据自己的兴趣选取方向，阅读文献，最终提交读书报告和相应的上机实习成果。

本课程的这些作业在加强学生对基础知识掌握的同时，进一步启发学生进行深入思考，并需要在思考的同时进行相应的动手实践。使学生的知识和能力水平得到同步的提高。
3、实习教学是教学的重要一环。
本课程开设有每周一次的上机实习。实习内容包括：1）适用于所有学生的操作实习，主要是针对基本问题的操作实践。用以巩固教学内容。2）适用于所有学生的实习作业。由实习指导教师布置，在指定的时间和环境中完成，以提高学生的综合性的动手能力，加深对教学内容的理解。3）期末大作业。结合课程教学的综合作业，在综合阅读的基础上进行上机实习，要求有一定的思考深度和综合应用程度。
同时，在每个教学周期中，教学组会组织一至两次现场参观。参观的单位是本行业的核心应用单位，如国家基础地理中心等。在参观中还组织学生与参观单位人员进行交流。
通过实习教学，可以帮助学生提高直观认识，巩固所学的知识，并提高孳生的实际动手能力。
4、鼓励学生参与科研。本授课组承担了大量的科研项目，在教学过程中，鼓励学生组成学习小组以模拟的方式参与科研项目，即在其能力范围内，在教师的指导下与真正的项目组承担同样的任务，从而大大提高了学生学习的主动性。在完成后，将学生的研究成果与真正的项目成果进行对比分析，形成互相启发，教学互长的局面。实践证明，部分学生取得的成果相当出色，获得了公开发表和奖励。
5、提供网络交流平台辅助教学。教学组开设了网络平台，供学生之间或学生和老师之间进行在线或离线交流，以提高教学的互动性。

③ 地理信息系统的应用和发展前景

本科难就业，多从事高中地理教育，读研多跨专业

④ 地理信息系统及其应用的内容提要

本书可作为高等院校信息管理与信息系统专业、计算机应用专业本科生学习地理信息系统的教材或参考书， 也可供相关专业研究生及从事地理信息系统工作的人员参考。
随书配套光盘中有ArcView 3.2校园版学习软件和实验数据， 供读者练习使用。

⑤ 地理信息系统及其应用的图书目录

第1章 绪论
1.1 地理信息系统的基本概念
1.1.1 信息与地理信息
1.1.2 地图与地理空间数据表示
1.1.3 信息系统与地理信息系统
1.2 地理信息系统的发展历史
1.2.1 国际发展概况
1.2.2 国内发展概况
1.3 地理信息系统的构成
1.3.1 硬件环境
1.3.2 软件环境
1.3.3 地理空间数据
1.3.4 系统使用与管理人员
1.3.5 应用模型
1.4 地理信息系统的功能及应用
1.4.1 地理信息系统的功能
1.4.2 地理信息系统的应用领域
1.5 地理信息系统新进展
1.5.1 空间数据处理与管理技术
1.5.2 地理信息应用服务
1.5.3 地理信息共享技术
1.5.4 新型地理信息系统
第2章 地理数学基础
2.1 地球与地理参数
2.1.1 地球空间模型
2.1.2 地理空间坐标系的建立
2.1.3 地理空间坐标系两点的距离
2.2 地图投影概述
2.2.1 地图投影的基本问题
2.2.2 地图投影的变形
2.2.3 地图投影的分类
2.2.4 地图投影与GIS的关系
2.3 中国GIS的地图投影选择
2.3.1 高斯—克吕格投影
2.3.2 正轴等角圆锥投影
2.4 面向数字地球的投影问题
第3章 地理信息系统的数据结构
3.1 地理空间及其表达
3.1.1 地图对地理空间的表达
3.1.2 遥感影像对地理空间的表达
3.1.3 地理信息的数字化表达
3.2 地理空间数据及其特征
3.2.1 GIS的空间数据
3.2.2 空间数据的基本特征
3.2.3 空间数据的拓扑关系
3.2.4 空间数据的计算机表示
3.3 空间数据结构
3.3.1 矢量数据结构
3.3.2 栅格数据结构
3.4 两种数据结构的比较
第4章 地理信息系统空间数据库
4.1 概述
4.1.1 数据库的定义
4.1.2 数据库的主要特征
4.1.3 数据库的系统结构
4.1.4 数据组织方式
4.1.5 数据间的逻辑联系
4.1.6 空间数据库的概念
4.2 数据模型
4.2.1 层次模型
4.2.2 网状模型
4.2.3 关系模型
4.2.4 对象模型
4.2.5 时空模型
4.3 GIS中空间数据库的组织方式
4.4 Shapefile空间数据库结构
4.4.1 Shapefile简介
4.4.2 空间要素结构
4.5 Oracle Spatial的空间数据管理
4.5.1 Oracle Spatial的空间数据管理方法
4.5.2 空间数据模型
4.5.3 元数据管理
4.5.4 空间索引
4.5.5 空间操作函数
第5章 地理空间数据的采集和处理
5.1 GIS数据源
5.2 空间数据采集
5.2.1 属性数据的采集
5.2.2 几何数据的采集
5.3 空间数据的处理
5.3.1 数据检查与编辑
5.3.2 几何纠正
5.3.3 投影变换
5.3.4 空间数据结构的转换
5.3.5 图幅拼接
第6章 地理空间分析
6.1 数字地面模型与地形分析
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的分析和应用
6.2 矢量数据分析
6.2.1 包含分析
6.2.2 矢量数据的缓冲区分析
6.2.3 多边形叠置分析
6.2.4 矢量数据的网络分析
6.3 栅格数据分析
6.3.1 栅格数据的聚类、聚合分析
6.3.2 栅格数据的信息复合分析
6.4 空间统计分析
6.4.1 主成分分析法
6.4.2 层次分析法(AHP)
6.5 空间集合分析和查询
6.5.1 空间集合分析
6.5.2 空间数据的查询
第7章 地理信息系统产品的输出
7.1 地理信息系统产品的输出方式
7.1.1 常规地图
7.1.2 数字地图
7.2 地理信息系统产品的输出系统
7.2.1 屏幕显示
7.2.2 矢量绘图
7.2.3 打印输出
7.3 地理信息系统图形输出系统设计
7.3.1 基本理论
7.3.2 输出的几何变换
7.3.3 地形图与专题图的输出组织形式
第8章 地理信息系统设计与开发
8.1 信息系统设计与开发基本方法
8.1.1 结构化生命周期法
8.1.2 原型化方法
8.1.3 面向对象设计方法
8.2 地理信息系统设计与开发过程
8.2.1 GIS设计的特点
8.2.2 GIS设计的内容
8.2.3 GIS设计的步骤
8.3 应用模型设计
8.3.1 一般介绍
8.3.2 应用实例
8.4 地理信息标准和标准化
8.4.1 地理信息标准
8.4.2 地理信息标准化技术特征
8.4.3 地理信息标准的类型
第9章 应用型GIS开发
9.1 GIS开发方式选择
9.1.1 应用型GIS开发的三种实现方式
9.1.2 三种实现方式的分析与比较
9.2 MapX概述
9.2.1 MapX简介
9.2.2 MapX的安装
9.2.3 Geoset Manager
9.2.4 应用程序的结构与数据组织
9.3 用VC++开发基于MapX的GIS应用
9.3.1 用VC++的应用程序向导建立单文档应用程序
9.3.2 给应用程序MapGIS加入MapX控件
9.3.3 在应用中实现地图显示和操作
9.3.4 地图图层管理方法及函数
9.3.5 实现图层中图元的管理
9.3.6 动态图层
第10章 ArcView应用基础
10.1 ArcView概述
10.1.1 ArcView项目
10.1.2 ArcView文档
10.1.3 使用帮助功能
10.2 视图和主题
10.2.1 创建视图
10.2.2 视图和主题的基本操作
10.2.3 创建Shape主题
10.2.4 使用图例编辑器改变图符
10.2.5 管理主题显示
10.3 表格
10.3.1 创建表格
10.3.2 编辑表格
10.3.3 表格显示
10.3.4 表格查询
10.3.5 表格统计与汇总分析
10.3.6 表格连接与关联
10.4 空间查询与分析
10.4.1 Theme on theme选择
10.4.2 几种主要的空间分析类型
10.5 图表
10.5.1 创建图表
10.5.2 选择或改变图表类型
10.5.3 转换图表系列与分组
10.5.4 图表要素编辑
10.5.5 图表查询
10.6 地图图版
10.6.1 创建图版
10.6.2 创建与编辑图形要素
10.6.3 框架
10.6.4 图版的打印与输出
10.7 Script简介
第11章 地理信息系统上机练习
11.1 Introction(ArcView介绍)
11.2 Projection and Coordinate System(地图投影和坐标系统)
11.3 The Vector Data Model(矢量数据模型)
11.4 Vector Data Input(矢量数据输入)
11.5 Spatial Data Editing(空间数据编辑)
11.6 Attribute Data Entry and Management(属性数据的输入和管理)
11.7 Raster Data(栅格数据)
11.8 Data Display and Cartography(数据显示与地图制图)
11.9 Data Exploration(数据探查)
11.10 Vector Data Analysis(矢量数据分析)
11.11 GIS Modeling(地理信息系统模型与建模)
11.12 Regions(区域)
11.13 Network and Dynamic Segmentation(网络与动态分段)
参考文献

⑥ 地理信息系统的基本功能都有什么

空间分析能力是GIS（地理信息系统）的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。

空间分析需要复杂的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等，其主要任务是对空间构成进行描述和分析，以达到获取、描述和认知空间数据；理解和解释地理图案的背景过程;空间过程的模拟和预测；调控地理空间上发生的事件等目的。

移动GIS是通过与流动装置结合，地理资讯系统可以为用户提供即时的地理信息。一般汽车上的导航装置都是结合了卫星定位设备(GPS)和地理资讯系统(GIS)的复合系统;在香港曾经很流行的地图王，则是一套可以安装在PDA或手提电话上的即时地图系统。

汽车导航系统是地理资讯系统的一个特例，它除了一般的地理资讯系统的内容以外，还包括了各条道路的行车及相关信息的数据库。这个数据库利用矢量表示行车的路线、方向、路段等信息，又利用网络拓扑的概念来决定最佳行走路线。

地理数据文件(GDF)是为导航系统描述地图数据的ISO标准。汽车导航系统组合了地图匹配、GPS定位和来计算车辆的位置。地图资源数据库也用于航迹规划、导航，并可能还有主动安全系统、辅助驾驶及位置定位服务等高级功能。汽车导航系统的数据库应用了地图资源数据库管理。

(6)地理信息系统及其应用扩展阅读

地理信息系统发展历史

古往今来，几乎人类所有活动都是发生在地球上，都与地球表面位置(即地理空间位置)息息相关，随着计算机技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”“数字城市”在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。

1.5万年前，在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴墙壁上，法国的猎人画下了他们所捕猎动物的图案。与这些动物图画相关的是一些描述迁移路线和轨迹的线条和符号。这些早期记录符合了现代地理资讯系统的二元素结构，即一个图形文件对应一个属性数据库。

18世纪地形图绘制的现代勘测技术得以实现，同时还出现了专题绘图的早期版本，例如：科学方面或人口普查资料。约翰•斯诺在1854年，用点来代表个例，描绘了伦敦的霍乱疫情，这可能是最早使用地理方法的位置。

他对霍乱分布的研究指向了疾病的来源——一个位于霍乱疫情爆发中心区域百老汇街的一个被污染的公共水泵。约翰•斯诺将泵断开，最终终止了疫情爆发。

20世纪60年代早期，在核武器研究的推动下，计算机硬件的发展导致通用计算机“绘图”的应用。1967年，世界上第一个真正投入应用的地理信息系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。

罗杰•汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统(CGIS)，用于存储，分析和利用加拿大土地统计局收集的数据，并增设了等级分类因素来进行分析。

20世纪80年代和90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站和个人计算机飞速增长。至20世纪末，GIS在各种系统中的迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。并且用户开始提出了在互联网上查看GIS数据的概念，这要求数据的格式和传输标准化。

⑦ 地理信息系统的应用背景

地理信息系统 ( Geographic Information System，GIS) 是一项以计算机为基础的新兴技术，是管理和研究空间数据的技术。围绕这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科 ( ESRI Corporation，2010) 。在计算机软硬件的支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行有效管理、研究各种空间实体及其相互关系。通过对多因素的综合分析，迅速地获取满足应用需要的信息，并以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

目前世界上常用的 GIS 软件已达 400 多种。它们大小不一，风格各异。国外较著名的有 Arc View，ArcInfo，MapInfo，GenaMap 等; 国内较著名的有 MapGIS，GeoStar 等 ( ESRI Corporation，2010) 。虽然 GIS 起步晚，但它发展快，目前已成功地应用到 100 多个领域。

地理信息系统软件的研究应用，归纳概括有两种情况。第一种是利用 GIS 系统来处理用户的数据; 第二种是在 GIS 的基础上，利用它的开发函数库二次开发出专用的地理信息系统软件。目前 GIS 已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、能源、教育、军事等领域。

在美国、日本等发达国家，地理信息系统的应用遍及安全、环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。

近年来，随着我国经济建设的迅速发展，地理信息系统的应用在城市规划管理、交通运输、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，先后开发出了众多基于 GIS 的防震减灾、地质灾害预测、煤矿通风安全信息、城市安全防范等信息管理系统，取得了良好的经济效益和社会效益。

由于 GIS 在煤矿中能够对煤矿生产进行实时动态监控、预测预报事故、进行生产管理以及快速有效地调度管理，对减少事故发生起着非常重要的作用。目前，地理信息系统在矿山领域中的应用主要包括以下几个方面。

( 1) 基于 GIS 的矿图管理与更新

对地理底图数据的管理与更新，包括地理底图数据的录入、编辑、修改、保存、输出以及地理底图库的生成，可使用 GIS 的图形编辑系统、空间分析系统、输出系统、地图库管理系统、校正系统等进行处理。

对于其他诸如采掘工程平面图、开拓巷道布置系统图、通风系统图、避灾路线图等矿图，运用 GIS 可以实现图形处理与非图形属性信息处理相结合，用户不必在两个系统之间来回切换，提高了系统性能。另外，图纸的无级缩放功能可以对任何图形或图层任意缩小和放大。漫游功能可漫游到图上任意点，仔细查看每一条巷道及布置，可测算并动态显示任意两点间的距离。

( 2) 矿井监测及调度管理

以图形方式实时监测煤矿传感器的工作情况以及井下设备的工作状态。在图上能够看到每个传感器当时的物理参量和设备的开停状态。如瓦斯超限时有铃声报警，通讯中断时有相应的显示。通风系统提供实时的风速、风量、风向、变化趋势等相关数据的处理及分析功能，能实时显示和查询监控所采集的数据，并能自动进行超限报警。

( 3) 塌陷区的动态监测系统

塌陷区动态监测系统包括动态监测解译系统和统计系统两部分。第一部分主要实现对图像的显示、分析和校准等; 第二部分主要实现功能查询、面积统计和统计图的绘制等。GIS 主要用于该系统的统计分析。

( 4) 煤矿生产勘探管理中的应用

应用 GIS 进行图件管理，主要是应用其对栅格图像的管理功能。这种管理贯穿于煤矿生产勘探设计到勘探资料提交的全部过程。其关键技术是栅格图像的获取和处理。

( 5) 矿井灾害事故预测预报

应用 GIS 复杂而深层次的可视化查询、分析功能，建立矿井灾害事故预测预报系统。例如，在煤矿突水预测预报中，可以选用断层密度、岩溶发育程度、水压及隔水层有效厚度、开采方法、顶板管理方法等因素构成模型。通过与实际结果的多次拟合，得出突水指数，最后以图形的方式输出危险突水区。同样，对于矿井中瓦斯及煤尘爆炸、顶板冒落、煤层自然发火、冲击地压等灾害事故也可以用同样的方式进行预测预报。

GIS 也可用于突发事故的救灾指挥系统，通过 GIS 功能强大的 SQL 查询，在显示器上可以看到由 GIS 分析得出的该事故可能波及的范围、疏散人员的最佳路径以及该事故可能造成的损失等，管理人员将 GIS 所提供的资料与现场实际情况相结合，进行调度指挥，把事故的损失尽可能降到最低 ( 孙长篙等，2004) 。

( 6) 基于 GIS 数字煤矿的发展

所谓数字煤矿是指在煤矿范围内建立一个以三维坐标为主线，将煤矿信息构建成一个煤矿信息模型，描述煤矿中每一点的全部信息，按三维坐标组织、存储起来，并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段，使有关人员可以快速、准确、充分和完整地了解及利用煤矿各方面的信息。

⑧ 地理信息系统的应用有哪些

GIS 的应用领域
地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。)
以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用
◆ 资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
◆ 资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
◆ 生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
◆ 应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
◆ 地学研究与应用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
◆ 商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
◆ 基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
◆ 选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。
◆ 网络分析 (Network System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
◆ 可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
◆ 分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。