1、GIS（地理信息系統(tǒng)）的應(yīng)用,新生研討課,GIS概述以及功能淺析,地理信息系統(tǒng) (GIS, Geographic Information System) 是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。,我們當(dāng)今面臨世界的最主要的挑戰(zhàn)是人口過多，環(huán)境污染，森林破壞，自然疾病等。這些都與地理因素有關(guān)。 不論是從事一種新的職業(yè)，還是尋找生長

2、香蕉的最合適的土壤，或是為救護車計算最佳的行車路線，這些本地問題也都有地理因素。 地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執(zhí)行這些任務(wù)比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。,而且，在GIS技術(shù)出現(xiàn)之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。 今天，GIS 已是一個全球擁有數(shù)十萬的人員和數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。GIS已在全世界的中學(xué)、學(xué)院、大學(xué)里被講授。在每個領(lǐng)域里的專家不斷地意識到按地理的觀點來思考和工作所帶來的優(yōu)越性。,GIS應(yīng)用,環(huán)境與資源管理 資源管理 (Resource Management) 主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統(tǒng)

3、計、制圖等問題。 資源配置 (Resource Configuration) 在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益 。,城鄉(xiāng)規(guī)劃,城市規(guī)劃和管理 例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。 土地信息系統(tǒng)和地籍管理 土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。,災(zāi)害預(yù)警與評估,

4、應(yīng)急響應(yīng) 解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應(yīng)的運輸和保障設(shè)施的問題。,科研,地學(xué)研究與應(yīng)用 (Application in GeoScience) 地形分析、流域分析、土地利用研究、空間決策支持、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。 可視化應(yīng)用 (Visualization Application) 以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。,環(huán)境保護,生態(tài)、環(huán)境保護與污染模擬,宏觀決策支持,政府應(yīng)用 根據(jù)區(qū)域地

5、理環(huán)境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置。 網(wǎng)絡(luò)分析 建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實例。,國防,軍事是以準(zhǔn)備和實施戰(zhàn)爭為中心的社會活動。一切軍事行動都是在一定的地理環(huán)境中進行的，地理環(huán)境對軍事行動有著極其重要的影響與作用。隨著人類社會向信息化迅速發(fā)展，未來高技術(shù)戰(zhàn)爭中信息對抗的含量將越來越高，特別是高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭，由于戰(zhàn)爭爆發(fā)突然，戰(zhàn)爭進程加快、戰(zhàn)機稍縱即逝等特點，對作戰(zhàn)指揮的時效性有了

6、更高的要求。指揮決策智能化、作戰(zhàn)指揮自動化、武器裝備信息化成為未來戰(zhàn)爭取勝的關(guān)鍵。,在這種需求下，出現(xiàn)了數(shù)字化戰(zhàn)場，數(shù)字化的地理信息系統(tǒng)已成為指揮決策的必要條件之一。,軍事地理信息系統(tǒng)MGIS(Military Geographic Information System)是地理信息系統(tǒng)技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用；軍事地理信息系統(tǒng)和遙感（Remote Sensing,RS）、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)關(guān)系密切，同時和指揮自動化系統(tǒng)C3I(Command,Control,Communication,Information)緊密地聯(lián)系在一起，形成一個多功能地

7、同一系統(tǒng)。,美國著名未來學(xué)家托夫勒指出，建設(shè)數(shù)字化戰(zhàn)場使一項比研制原子彈的“曼哈頓工程”更具挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)工程，“數(shù)字化戰(zhàn)場是打贏信息戰(zhàn)的關(guān)鍵”。 戰(zhàn)場數(shù)字化就其內(nèi)容來講，主要是戰(zhàn)場地理環(huán)境的數(shù)字化、作戰(zhàn)部隊的數(shù)字化、各種武器的數(shù)字化和士兵裝備的數(shù)字化。,國外軍事地理信息系統(tǒng)（MGIS）現(xiàn)狀,軍事地理信息系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭及以后的戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要的作用，受到了各國軍方的普遍重視。世界上大部分國家都建立了用途不同、規(guī)模大小不等的軍事地理信息系統(tǒng)。報道較多的是美國、俄羅斯、英國、澳大利亞等國的MGIS。,應(yīng)用領(lǐng)域包括：,（1）基礎(chǔ)地理信息。包括地形圖、DEM、DTM等。 （2）航海、航空管理。航海圖、制

8、定計劃航線、障礙物、禁區(qū)、空中交通控制等。 （3）地形分析。包括戰(zhàn)場模擬、行軍路線、應(yīng)急線路分析、越野機動、涉水分析、距離測量、面積測量、武器打軌跡分析等。 （4）任務(wù)規(guī)劃（戰(zhàn)略層次）。包括軍事基地規(guī)劃、軍事基礎(chǔ)設(shè)施管理、打擊效果評估、巡航導(dǎo)彈支持、戰(zhàn)區(qū)規(guī)劃、入侵應(yīng)急規(guī)劃、目標(biāo)分析、軌道建模等。 （5）戰(zhàn)爭管理（戰(zhàn)術(shù)層次）。包括戰(zhàn)場監(jiān)測、戰(zhàn)場管理、戰(zhàn)術(shù)模擬、后勤保障規(guī)劃等。 （6）基礎(chǔ)作業(yè)支持。包括攔截應(yīng)用、環(huán)境應(yīng)用等。 （7）邊界控制。包括毒品禁運、移民控制等。 （8）情報。包括反毒品活動、反恐怖主義活動、武器監(jiān)視與跟蹤、情報收集等。,國外軍事應(yīng)用系統(tǒng)示例,美國國防制圖局（DEA,Defen

9、se Mapping Agenccy）是美國軍事GIS的管理部門，1989以來投入大量的人力和物力來研究開發(fā)軍事GIS系統(tǒng)。 （1）數(shù)字航海圖。數(shù)字航海圖（Digital Navigation Chart,DNC）和GPS結(jié)合用于海軍的導(dǎo)航，以取代以前使用的4500張紙質(zhì)海圖。這些數(shù)字化地圖可以支持廣泛的空間分析和地理查詢。 （2）數(shù)字地圖。VMAP（Vector smart MAP）數(shù)據(jù)分兩個層次，層次1和層次2，分別對應(yīng)于1:25萬比例尺和1:5萬比例尺的地形圖。 （3）水文資源評估系統(tǒng)。用于水文和測深數(shù)據(jù)的收集、存儲、分發(fā)。,實際上，由于軍事保密的特殊性，我們對國外許多功能強大的MGIS

10、了解得都很少。,另外，英國國家遙感中心應(yīng)用法國的SPOT圖像與MGIS結(jié)合，模擬敵方的三維地形，對軍方飛行員進行模擬訓(xùn)練，取得了好的效果。,現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個基本特點就是三S技術(shù)被廣泛地運用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個環(huán)節(jié)。它往往在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局為戰(zhàn)爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動影像匹配和自動目標(biāo)識別技術(shù)，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時的實時服務(wù)。,“沙漠風(fēng)暴”戰(zhàn)役的成功：,GPS提供全天侯三維坐標(biāo)，三維速度和時間信息 海陸空的多種系統(tǒng)和裝備都采用GPS，如：飛機、直升機、導(dǎo)彈發(fā)射架及導(dǎo)彈，僅為

11、空軍就提供了4000套GPS設(shè)備和近1000套附加裝置，使部隊可以實時精確定位和快速反應(yīng) RS應(yīng)用的主要工具是一組位于橢圓形低地軌道的KH-11衛(wèi)星，提供海灣地區(qū)的重疊覆蓋和高清晰度的遠(yuǎn)紅外線影像 。 星載遠(yuǎn)紅外探測器可同時測出伊拉克飛毛腿導(dǎo)彈發(fā)射瞬間產(chǎn)生的強大熱流，在30秒內(nèi)向駐沙特和以色列的反導(dǎo)彈部隊發(fā)警告，帶有GPS自動制導(dǎo)的愛國者地空導(dǎo)彈就立即予以攔截 基于GIS技術(shù)的“聯(lián)動戰(zhàn)略系統(tǒng)（JOTS）”采用大屏幕顯示器，工作站，繪圖機等硬件和數(shù)字高程及地形數(shù)據(jù)，數(shù)字化柵格圖像，構(gòu)成了綜合數(shù)據(jù)合成，控制與顯示的完整的戰(zhàn)區(qū)管理系統(tǒng),在海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局進入一天24小時生產(chǎn)狀態(tài)，共開發(fā)了12000套新的地圖產(chǎn)品，其中600套數(shù)字地圖，影刷了100萬幅戰(zhàn)地地圖，這些地圖覆蓋科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、敘利亞等國和地區(qū)，比例尺為1:5萬不等。 由于對這些戰(zhàn)地地圖的迫切需要，多國部隊在這次戰(zhàn)爭中使用C130遠(yuǎn)程運輸機運送軍事地圖到沙特阿拉伯，優(yōu)先于藥品的運輸，僅次于愛國者導(dǎo)彈發(fā)射架部件的運輸，由此可見，戰(zhàn)時的實時地理信息保障是何等重要。,在沒有現(xiàn)