1、地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用TEAM:趙愛(ài)云 袁媛 管紅梅 朱國(guó)超 盛喆 張賓 陳興峰1GIS的產(chǎn)生2地理信息系統(tǒng)GIS的基本原理地理信息系統(tǒng)（GIS , Geographic Information System）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界（資源與環(huán)境）的研究和變遷的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。完整的GIS系統(tǒng)不但能制作電子地圖，還有詳細(xì)的屬性資料可供查詢，并能進(jìn)行空間分析，以模擬區(qū)域內(nèi)的空間規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)。3GIS的組成及人員 系 統(tǒng) 軟 件 系 統(tǒng) 硬 件空間數(shù)據(jù)GIS4GIS的流程信息輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)管理空間分

2、析（查詢）可視化表達(dá)（地圖 三維視圖 多媒體等）5專題地理信息系統(tǒng)(Thematic GIS)區(qū)域地理信息系統(tǒng)(Regional GIS)地理信息系統(tǒng)工具(GIS Tools)城市信息系統(tǒng)自然資源查詢信息系統(tǒng)規(guī)劃與評(píng)估信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)等。按功能分類按內(nèi)容分類地理信息系統(tǒng)的分類6GIS可以做什么人類正進(jìn)入一個(gè)全新的數(shù)字化時(shí)代。地理信息系統(tǒng)（GIS)、遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)為核心的空間信息技術(shù)是全球信息化浪潮的重要組成部分包括GIS在內(nèi)的信息技術(shù)的發(fā)展，將徹底的改變?nèi)藗儗W(xué)習(xí)途徑、生活方式和工作環(huán)境在自然災(zāi)害的預(yù)防，農(nóng)業(yè),交通運(yùn)輸以及國(guó)防中有著廣泛的應(yīng)用。7地震山洪海嘯泥石

3、流火山爆發(fā)GIS在自然災(zāi)害中的應(yīng)用8針對(duì)以上自然災(zāi)害，相關(guān)的GIS軟件可以幫助人們把損失降到最小化。在ArcviewGIS的基礎(chǔ)上，利用其對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理，分析等功能，結(jié)合相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)建立災(zāi)害信息管理系統(tǒng)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)系統(tǒng)相關(guān)功能，對(duì)自然災(zāi)害的各種信息進(jìn)行存儲(chǔ),轉(zhuǎn)化，統(tǒng)計(jì)，分析和輸出等操作。從而幫助人們?cè)趯?duì)自然災(zāi)害的研究工作提供支持。洪水的影響專業(yè)人員的培訓(xùn)9GIS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)在中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用,可是目前中國(guó)的農(nóng)業(yè)還比較落后,而信息的缺乏是制約中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸.信息農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要發(fā)展方向之一.Internet的迅速發(fā)展,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理者和農(nóng)民提供了一個(gè)廣闊的

4、信息資源空間. 農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，以遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)、人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐而建成的，集農(nóng)業(yè)信息采集、發(fā)布、預(yù)告、決策為一體，建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。以Internet為平臺(tái)、以GIS和Web技術(shù)為手段,為農(nóng)業(yè)管理部門和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員提供一個(gè)共享的農(nóng)情信息窗口,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理的信息化起到一定的推動(dòng)作用.它可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)豐收，為“三農(nóng)”服務(wù)，為社會(huì)貢獻(xiàn)。理信息系統(tǒng)也占有重要的位置10利用農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)，通過(guò)遙感數(shù)據(jù)采集信息，對(duì)地面衛(wèi)星接收站傳回的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、入庫(kù)，接受和處理GPS數(shù)據(jù)，接收和處理人工報(bào)送數(shù)據(jù)，建立

5、農(nóng)業(yè)信息庫(kù)。整理為土地利用、地形地貌、遙感影像等農(nóng)業(yè)地圖庫(kù)，人口、農(nóng)作物播種面積和產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)村基本情況等農(nóng)業(yè)基本數(shù)據(jù)庫(kù)，農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、水旱災(zāi)害、病蟲(chóng)災(zāi)害等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)在農(nóng)業(yè)資源利用，水利資源設(shè)施建設(shè)，防洪抗旱等自然災(zāi)害，發(fā)揮著非常重要的作用。如防洪工程，具有空間特性，對(duì)這些復(fù)雜的工程進(jìn)行管理是難度很大，常規(guī)的數(shù)據(jù)管理采用數(shù)據(jù)庫(kù)及平面圖形相結(jié)合的方式，這種方式只能表現(xiàn)工程的位置屬性，不能顯示工程的全貌，不夠形象生動(dòng)，缺少多媒體動(dòng)畫(huà)技術(shù)，如果運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)地理信息技術(shù)及模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可把空間信息以三維立體模型的形式直觀的表現(xiàn)出來(lái)給人以身臨其境的感覺(jué)，同時(shí)把各種專題特征

6、疊加到三維立體模型上，進(jìn)行模型與特征屬性的疊加分析，以空間圖形為背景結(jié)合多媒體手段進(jìn)行信息顯示，就可真實(shí)、直觀、動(dòng)態(tài)地再現(xiàn)農(nóng)業(yè)水利系統(tǒng)，河流河道及現(xiàn)狀工程分布情況，將防洪工程在三維環(huán)境中精確地定位和描述，能夠讓人有一個(gè)全局的、明確的認(rèn)識(shí)，有助于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)和管理的科學(xué)決策，這對(duì)于提高防洪工程管理水平，促進(jìn)防洪決策科學(xué)化具有重要的意義 11GIS在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用地理環(huán)境因素對(duì)公路交通運(yùn)輸?shù)挠绊?運(yùn)輸?shù)乩憝h(huán)境不僅決定著運(yùn)輸活動(dòng)地域的不同和范圍的大小,同時(shí)決定著不同地域、不同范圍的天然條件對(duì)其運(yùn)輸產(chǎn)生的不同影響 。能動(dòng)地研究運(yùn)輸?shù)乩憝h(huán)境所提供的客觀條件及其對(duì)運(yùn)輸所造成的影響，對(duì)正確地組織、籌劃和使

7、用汽車運(yùn)力，并采取相應(yīng)有效的運(yùn)輸方法，圓滿完成運(yùn)輸保障任務(wù)有重要意義。 12 國(guó)家公路地理信息系統(tǒng) 交通運(yùn)輸活動(dòng)除了受以上地形因素的影響外，還會(huì)受到氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境及交通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響。 地理環(huán)境因素對(duì)公路交通運(yùn)輸?shù)挠绊?山丘叢林對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?城市居民地對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?水網(wǎng)稻田對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?戈壁沙漠地對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?13地理信息系統(tǒng)在其中的應(yīng)用。 地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)之處在于具有空間分析功能。地理信息系統(tǒng)所提供的空間分析功能對(duì)公路交通運(yùn)輸指揮和組織決策有重要的意義。 地理信息系統(tǒng)基本功能 數(shù)據(jù)圖層處理功能 統(tǒng)計(jì)分析功能 保障范圍分析功能 路徑分析功能 資源分配分析功能 選址分析功

8、能 公路網(wǎng)通行分析能力 公路交通運(yùn)輸活動(dòng)離不開(kāi)特定的地理環(huán)境，地理信息系統(tǒng)提供將地理環(huán)境信息可視化的功能，這極大地 推動(dòng)了公路交通運(yùn)輸活動(dòng)完善其后勤保障能力 。同時(shí)將地理信息系統(tǒng)中的空間分析功能恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到 公路交通運(yùn)輸活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，為實(shí)現(xiàn)信息化條件下公路交通運(yùn)輸精確保障提供了重要的定量基礎(chǔ)。 14GIS在國(guó)防中的應(yīng)用現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的一個(gè)基本特點(diǎn)是“三S”技術(shù)被廣泛應(yīng)用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個(gè)環(huán)節(jié)。而GIS與遙感的集成系統(tǒng)能及時(shí)地將反映戰(zhàn)場(chǎng)現(xiàn)狀的正攝影像疊加到數(shù)字地圖上，為軍事決策提供實(shí)時(shí)服務(wù)。GIS在國(guó)防中的應(yīng)用北斗導(dǎo)航和殲10戰(zhàn)機(jī)NASA的ares火箭15我國(guó)GIS軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 一、我

9、國(guó)已經(jīng)具備發(fā)展GIS的基礎(chǔ) GIS的概念出現(xiàn)在60年代，當(dāng)時(shí)國(guó)外從空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理入手，開(kāi)始了對(duì)其技術(shù)與方法的研究。到了70年代，由于計(jì)算機(jī)處理能力的飛速發(fā)展和環(huán)境、資源等問(wèn)題日益突出，GIS技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用，出現(xiàn)了實(shí)際的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。80年代則是GIS大發(fā)展的時(shí)期，技術(shù)逐漸走向成熟，專業(yè)制造商開(kāi)始出現(xiàn)，商業(yè)化的實(shí)用系統(tǒng)進(jìn)入市場(chǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。 我國(guó)在這方面雖然起步稍晚，但經(jīng)過(guò)20余年的努力，也有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。主要表現(xiàn)在以下三方面： 1技術(shù)與隊(duì)伍 從“六五”到“八五”期間，我國(guó)的GIS技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是“九五”期間，原國(guó)家科委將GIS作為獨(dú)立課題列入“重中之重”科技攻關(guān)計(jì)劃，

10、給予了充分的重視和支持，技術(shù)發(fā)展速度明顯加快，GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)支持得到了全面的加強(qiáng)，出現(xiàn)了一批有水平的技術(shù)成果和產(chǎn)品。如空間數(shù)據(jù)采集方面的掃描數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)等已達(dá)到與國(guó)外相當(dāng)?shù)乃?；地圖出版技術(shù)已經(jīng)超過(guò)國(guó)外的GIS軟件；AM/FM應(yīng)用軟件水平已經(jīng)進(jìn)入世界行列；小型GIS基礎(chǔ)軟件的整體設(shè)計(jì)水平已經(jīng)接近國(guó)外水平，GIS軟件產(chǎn)品化技術(shù)方面也有了很大的提高。所有這一切都為發(fā)展我國(guó)GIS產(chǎn)業(yè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 我國(guó)GIS的發(fā)展概況數(shù)據(jù)采集揚(yáng)大信息工程學(xué)院教學(xué)樓16近年來(lái)，國(guó)家科委采取了一系列措施，將GIS軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)正式列入國(guó)家“九五”重中之重科技攻關(guān)項(xiàng)目，提出了“引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，堅(jiān)持滾動(dòng)發(fā)

11、 展，加強(qiáng)科技攻關(guān)，落實(shí)產(chǎn)業(yè)建設(shè)”的方針，并通過(guò)連續(xù)兩年的全國(guó)GIS軟件測(cè)評(píng)，充分發(fā)揮出導(dǎo)向作用。特別是去年12月的全國(guó)GIS工作會(huì)議后，在全國(guó)范圍內(nèi)掀起了一個(gè)推廣應(yīng)用GIS技術(shù)，促進(jìn)科學(xué)管理、科學(xué)決策 的熱潮。GIS軟件產(chǎn)品化、商品化進(jìn)展顯著，市場(chǎng)開(kāi)拓成績(jī)喜人，應(yīng)用效果明顯。我國(guó)在微機(jī)平臺(tái)上的GIS 基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品已經(jīng)初具規(guī)模，近兩年與國(guó)外軟件產(chǎn)品的差距正迅速縮短，在不少方面與國(guó)外軟件的水平相當(dāng)，有些方面甚至超過(guò)了國(guó)外軟件，出現(xiàn)了一批在國(guó)內(nèi)有影響力的軟件產(chǎn)品，如微機(jī)基礎(chǔ)軟件MAPGIS、AM/FM專用開(kāi)發(fā)平臺(tái)GROW、掃描數(shù)字化軟件GeoScan等。 在市場(chǎng)方面，國(guó)產(chǎn)軟件由于價(jià)格和服務(wù)方面的優(yōu)

12、勢(shì)，顯示出了強(qiáng)大的生命力。例如，MAPGIS在國(guó)內(nèi)擁有的用戶已經(jīng)超過(guò)了1400個(gè);GROW在一些重要工程的競(jìng)爭(zhēng)中擊敗了國(guó)外著名的GIS軟件;GeoScana在數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)方面得到了普遍的使用。抽樣調(diào)查的數(shù)據(jù)表明，在已經(jīng)建成的GIS系統(tǒng)中，使用國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的系統(tǒng)約占26，與ARC/INFO、MapInfo的市場(chǎng)占有率相當(dāng)。特別應(yīng)當(dāng)指出的是，在已經(jīng)使用國(guó)外GIS軟件的用戶中，有相當(dāng)一部分用戶并不滿意，計(jì)劃在今后的投資中采用國(guó)產(chǎn)軟件。 產(chǎn)品和市場(chǎng)17國(guó)外GIS軟件大量涌入，競(jìng)爭(zhēng)激烈 我國(guó)GIS軟件市場(chǎng)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)完全由國(guó)外軟件所獨(dú)霸。近幾年來(lái)，國(guó)產(chǎn)軟件開(kāi)始在市場(chǎng)上出現(xiàn)，銷售量增長(zhǎng)較快，勢(shì)頭良好。

13、但最近一年來(lái)，國(guó)外不少GIS軟件廠商相繼進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，與原有的國(guó)外軟件廠商一起，與國(guó)產(chǎn)軟件展開(kāi)了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。在大型多用戶GIS軟件領(lǐng)域中，國(guó)產(chǎn)軟件主要面臨ARC/INFO的巨大壓力，在小型和桌面系統(tǒng)領(lǐng)域（國(guó)產(chǎn)軟件主要集中在這一方面）里，主要面臨MapInfo的攻勢(shì)，最近，AutoDesk也加入了角逐。由于國(guó)外軟件廠商的經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚，產(chǎn)品升級(jí)速度很快，在市場(chǎng)開(kāi)拓方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行大量投入，已經(jīng)在中國(guó)占有了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)，特別是針對(duì)國(guó)產(chǎn)GIS企業(yè)及其軟件的崛起采取了相應(yīng)的措施。因此，今后幾年，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)十分激烈。(3)人才競(jìng)爭(zhēng)加劇，防止人才流失任重道遠(yuǎn) 人才就是技術(shù)，人才就是市場(chǎng)。在高新技術(shù)

14、領(lǐng)域，人才是企業(yè)的生命線，是第一位的。人才競(jìng)爭(zhēng)是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要組成部分，甚至是國(guó)家之間競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要方面。目前，國(guó)內(nèi)技術(shù)人才流向國(guó)外的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，GIS領(lǐng)域也不例外，形成了“軟件人才出口，軟件產(chǎn)品進(jìn)口”的奇怪現(xiàn)象。即使在國(guó)內(nèi)，人才競(jìng)爭(zhēng)也很激烈，經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、有一定經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人才和管理人才流向外資公司的現(xiàn)象普遍存在。優(yōu)秀人才的流失往往伴隨著技術(shù)和市場(chǎng)的流失，在削弱國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的同時(shí)加強(qiáng)了國(guó)外對(duì)手的力量。有的外資企業(yè)甚至有針對(duì)性地采取“釜底抽薪”的手法，千方百計(jì)地確立和保持自己的優(yōu)勢(shì)。如何防止人才流失，將是擺在國(guó)內(nèi)GIS企業(yè)面前的一個(gè)長(zhǎng)期的課題。 國(guó)外GIS軟件大量涌入，競(jìng)爭(zhēng)激烈 競(jìng)爭(zhēng)合作18G

15、IS的發(fā)展趨勢(shì)：移動(dòng)GIS國(guó)際GIS界將GPS+GIS+無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)一體化的研究稱為“移動(dòng)GIS（MobileGIS)”。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，WAP無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成功應(yīng)用，各種具有無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)功能的移動(dòng)終端的出現(xiàn)，使得擁有這些移動(dòng)終端的人們可以隨時(shí)隨地完成以前在只有辦公室或家里才能完成的工作，智能終端+無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成功應(yīng)用到人們生活的方方面面。不言而喻，智能終端.GPS.無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在GIS領(lǐng)域的應(yīng)用，勢(shì)必豐富GIS理論和拓展GIS應(yīng)用領(lǐng)域?；谶@些移動(dòng)智能終端平臺(tái)的GIS+GPS+無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)一體化的研究，必然成為GIS領(lǐng)域中的一個(gè)新興的重要研究領(lǐng)域。GIS的發(fā)展趨勢(shì)：移動(dòng)GIS19GIS的發(fā)展趨勢(shì)：數(shù)字地球通俗地講，數(shù)字地球就是用數(shù)字的手法將地球、地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)服務(wù)。 嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)