百度地理信息系统
⑴ 什么是地理信息系统
地理信息系统既GIS
概念:专门处理地理数据(空间、属性)的计算机系统,称为“地理信息系统”,简称“GIS”。具有图形化、可视化等优点,并科学的为人们造福。
⑵ 地理信息系统
地理信息系统(GIS)出现于20世纪60年代。它作为地学领域专家的有力工具受到越来越普遍的关注,开始在多个领域得到应用。
GIS是对地球空间数据进行采集、存储、检索、分析、建模和表示的计算机系统。它不仅可以管理数字和文字(属性)信息,而且可以管理空间信息(图形),并能提供各种空间分析的方法,对多种不同的空间信息进行综合分析解释,解决空间实体之间的相互关系,分析在一定地理区域内发生的各种现象和过程。GIS为地质学家提供了在计算机辅助下对地质、地理、地球物理、地球化学和遥感等多源信息进行综合分析和解释的有力工具。由于GIS具有交互式处理能力和快速运算能力,通过反复尝试,使地质学家能够比较容易地完善自己的知识模型。
GIS按其研究开发的目的可以分为国家基础地理信息系统、城市地理信息系统和企业地理信息系统等等;按其研究开发针对的范围可分为全球的、区域的和局部的地理信息系统;按其时空模型可分为二维(位置模型)、三维(位置模型+数字高程模型)和四维(三维+时间模型)地理信息系统或动态地理信息系统。
除了软件和硬件外,数据是地理信息系统的关键。GIS获取数据的主要手段有GPS(Global Positioning System:全球定位系统)、DTS(数字全站仪)、DPS(数字摄影测量系统)和RS(遥感技术)。
GIS于20世纪80年代中期开始在地学界得到应用。美国地质调查局在1985年建立了GIS实验室,鼓励专业人员应用新技术。仅仅几年时间在基础地质、环境与灾害、矿产资源评价和区域地质调查方面的信息管理项目即达几十个。
GIS在地学中的应用前景很广。信息经GIS分析处理,可绘出用常规测绘难以到达的地区如戈壁、沙漠、高原、雪山等的地形图。目前GIS在地学中的应用主要包括:
(1)地质找矿及矿产资源预测评价
德国发射的SPOT卫星主要用于石油、天然气及其他矿产的调查。它可对地貌进行立体观测,产生高分辨率、高精度的图像。使用该图像,在前期勘探阶段能准确、迅速查明地形、地表露头、岩性组合和覆盖区地下构造的基本形态。
(2)国土资源管理
我国于1990年利用GIS建立了1:100万全国国土资源信息系统和1:400万全国自然资源综合开发决策信息系统及某些省、市、县的国土规划与管理信息系统,用于国家与区域的经济建设和规划。
(3)自然灾害的评估与防治
我国于1990年建立了洪水险情预报系统。在1991年我国江淮地区发生的特大洪灾和1994年闽江和珠江流域等地发生的大洪灾中,太湖流域的1:25万GIS信息系统和1:20万GIS土地规划信息库结合遥感图像分别对洪水进行了监测,对灾情进行了准确的评估,使洪灾损失降到了最低限度。日本应用GIS分析1995年大阪神户地震引起的滑坡也是一个突出的例子。
在抗震设防区划和抗震防灾规划方面,利用GIS编制的抗震防灾规划具有应用方便、资料实用性强和能够实现资源共享等特点。
(4)建立地学信息库和编制地学图件
目前,不少国家,如美国、德国、法国、加拿大和中国等均已利用GIS进行了这方面工作。
⑶ 地理信息系统(GIS)
地理信息系统(GIS)是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。目前国际上普遍承认。虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科,但其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析,是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地质环境评价主要是综合考虑影响环境地质诸多方面的要素,借助恰当的数学模型和专家经验,对研究区的环境地质进行分区。
利用GIS可以实现地质环境信息的管理、可视化、查询、输出等功能,操作简单、移植性强。把GIS技术应用在地质环境评价与灾害预测中,其优点固然很多,但总的说来也存在如下的一些问题:
(1)在生态环境评价中,一般的GIS软件虽然都能够提供诸如数据检索、叠加分析、属性统计分析、数字地面模型(DTM)等各种空间分析功能,但是要想满足为解决实际问题进行的专业分析的数据要求,仅仅依靠这些空间分析方法往往还很不够,这就要求我们在GIS基础软件平台的基础上进行二次开发,拓展其空间分析功能,提取我们感兴趣的信息,但是具体如何操作,目前仍是一个亟需与相关学科的专家学者们相互协作、共同探讨的问题。
(2)地质环境评价具有多因素、多层次、不确定性强等特点,目前在利用GIS众多的评价预测模型中,不管是多灾种还是单灾种评价,人们都在努力寻求一种普遍适合的模型来解决地质环境的评价。虽然普遍的评价模型在宏观决策中有重要的意义,适合建立面向大众和政府的决策支持系统,但对中小尺度范围的评价时往往不尽如人意,因此寻求特定地区特定的地质环境评价模型很有必要。
(3)地质环境评价工作是一项复杂的系统工程,数据采集和处理的工作量非常大,会涉及到地层、水文、地震及人类活动等各个方面,对于这些资料的搜集和整理,必然会涉及输入到GIS中资料的准确性问题,因为GIS所能完成的工作只是依据所得到的资料,对其作出相应的处理,也就是说“如果输入GIS的数据是‘垃圾’,输出的结果也只会是‘垃圾’,这不会因昂贵的设备和高级技术人才而改变”。因此,我们必须对所有的资料做出必要的、合理的取舍,以保证输入GIS的数据合理。
(4)从GIS在地质灾害研究中的应用来看,就两者的结合方式而言,大部分应用都集中在将GIS用于数据的前后期处理和结果的显示输出方面,两者的结合还处于低阶水平。作为紧紧追随工业标准化要求发展的GIS技术,标准化适当数据的缺乏也构成其广泛应用的桎梏;此外,GIS软件处理分析能力以及对于数据误差分析能力的不足、GIS处理包括时间在内的四维能力的不足、灾害模型建立的高难度性以及机构间协调不够而造成的成果用户面太窄等因素都暂时限制了GIS在地质灾害研究中的应用。
⑷ 地理信息系统软件有哪些
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,等专等。属 GIS软件的选型,直接影响其它软件的选择,影响系统解决方案,也影响着系统建设周期和效益。
地理信息系统是能提供存储、显示、分析地理数据功能的软件。主要包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作以及数据显示和输出等。作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,得到了广泛关注和迅猛发展。
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开发方法:
1、集成式GIS,优点是各项功能已形成独立的完整系统;缺点是系统复杂、庞大,成本较高,并且难于与其他应用系统集成。
2、模块化GIS,具有较强的工程针对性,便于开发和应用。
3、组件式GIS,具有标准的组件式平台,各个组件不但可以进行自由、灵活的重组,而且具有可视化的界面和使用方便的标准接口。
4、WebGIS,未来的WebGIS将是基于COM/AetiveX或COBRA/Java开发的分布式对象GIS系统。
⑸ 地理信息与地理信息系统
地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征,它是对表征地理特征与地理现象之间的地理数据的解释。地理数据包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。空间位置数据描述地物所在位置; 属性特征数据是属于一定地物,且描述其特征的定性或定量指标; 时域特征数据是指地理数据采集或地理现象发生的时段/时刻 ( 如在矿井瓦斯监控系统中,如瓦斯浓度、巷道风速、井下压力随时间变化等) ( 刘桥喜等,2004) 。空间位置、属性特征及时域特征是地理空间分析的三个基本要素。
地理信息系统是融计算机图形和数据库于一体,对空间数据进行采集、存储、更新、分析、输出等处理的工具。地理信息系统的数据库包括空间数据 ( 又称图形数据) 和属性数据两部分,空间数据主要负责点 ( point) 、线 ( line,arc) 、面 ( surface) 等图形实体的管理,而各类图形实体的属性管理则由 SQLServer,Oracle 等数据库来承担。事实上,人类对地球三维空间中任意实体的表达,应该是图形和属性的并集,这样,才能对物体进行较为精确的描述。所以,只有地理信息系统才能对空间目标进行有效的描述 ( 石磊等,2005) 。
地理信息系统是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘科学。GIS 把这些技术与学科有机地融合在一起,并与不同数据源的空间和非空间数据相结合,通过空间操作和模型分析,提供对规划、管理和决策有用的信息产品 ( 刘铁民等,2004) 。
地理信息系统 ( GIS) 与管理信息系统 ( Manger Information System,MIS,如矿井巷道检索系统、通风管理系统等) 的主要区别在于: GIS 要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用,GIS 的软硬件设备要复杂、系统功能要强; 而 MIS 则是只有属性数据库的管理,即使存储了图形,也是以文件形式管理,图形要素不能分解、查询,没有拓扑关系。如图 2. 3 所示,有一张煤层区域地质图,在计算机中没有存储图形,只存储了右边的列表。
图 2. 3 煤层区域图信息
图 2. 3 中数据是按矩阵排列,一行称为一个 “记录”,一列是同类项称为一个 “域”,每一行代表一个独立的矿井单元所具有的属性。查询时可以做逻辑运算,不受域和记录个数的限制。例如,可以检索煤层厚度大于 4m,瓦斯含量大于 15m3/ t 的矿井,查询结果为林北矿,安东矿和洪阳 2 井。这里虽然管理的是矿井资源信息,但没有反映空间结构( 与地理位置无关) ,因而该系统仍属于 MIS 的类型。
地理信息系统和地图数据库虽然都有空间查询、分析和检索功能,但是地图数据库不可能像 GIS 那样去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策的信息。
地理信息系统与计算机辅助制图系统 ( CAD) 的共同特点是二者都有参考系统,都能描述图形数据,但 CAD 图形功能较强,属性库功能相对要弱 ( 刘铁民等,2004) 。相对而言,GIS 完善了上述各种系统存在的不足。实现数据输入、存储、编辑,操作运算,数据查询、检索,应用分析,数据显示,结果输出等功能。其他各种功能,下述各章还会进行详细介绍。
⑹ 地理信息系统有何用途
其基本功能抄包括对数据的采集、管理、处理、分析和输出。同时,地理信息系统依托这些基本功能,通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术和数据库集成技术等,更进一步演绎丰富相关功能,满足社会和用户的广泛需要。
从总体上看,地理信息系统的功能可分为:数据采集与编辑、数据处理与存储管理、图形显示、空间查询与分析以及地图制作。
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所需要的知识能力:
1、掌握数学、物理、计算机科学等方面的基本理论和基本知识;
2、掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本力法;
3、了解相邻专业如地理学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程等的一般原理和方法;
4、了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规;
5、了解地理信息系统的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及地理信息系统产业发展状况;
6、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有-定的实验设计、创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。
⑺ 地理信息系统
地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统版”或“资源与环境信息系统”。它是一权种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
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