GIS技术在岩土工程勘察中的应用
GIS技术在岩土工程勘察中的应用摘要在最近十几年才新兴起来的独立专业—岩土工程，其勘察工作是工程建设的第一个环节。而随着现代科学技术的发展，地理信息系统在岩土工程勘察上发展与应用成了必然，其通过对大量的岩土工程勘察信息进行管理、分析和评价，并实现这些信息资源共享，能够为工程的规划、建设和管理决策提供信息与技术支持。
关键词岩土工程勘察；地理信息系统；技术；数据；信息资源中图分类号te1 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）42-0102-02
岩土工程勘察是地基设计的基础，岩土参数合理提供关系到基础设计的经济性、可行性和安全性。岩土工程勘察设计需要涉及到大量的勘察图件绘制、数据处理、自动计算及辅助决策等，这些仅通过人工或者简单的计算机操作是很难将其快捷、准确、及时的实现，致使一项新的资源管理信息系统——gis技术被引入到岩土勘察设计领域，此技术的应用不仅节省了物力、人力资源，大大提高了工作效率，最重要的是提高了勘察设计结果的准确性。
1 地理信息系统
于20世纪60年代开始迅速发展起来的、作为地理学研究的一种新技术—地理信息系统（gis），是集地理学、计算机科学、信息科学、测绘科学、遥感科学，空间科学信息学以及环境科学、管理科学等相关学科为一体的一门新兴学科，它通过采用计算机多媒
地理信息系统应用与发展前景
地理信息系统的应用与发展前景 从20世纪60年代以来，随着网络信息技术等先进技术的不断发展，地理信息系统有了很广泛的应用，并逐渐趋于社会化应用，已成为人们各种活动中不可缺少的系统。本文简要阐述了地理信息系统的相关概念，简单介绍其几项基本的功能，从地理信息系统的发展出发，对地理信息系统的应用以及发展前景进行分析。 所谓地理信息系统主要通过地理空间数据，建立地理模型并进行分析，实现对地理的研究的一种计算机技术系统。其包含的学科比较广泛，涉及了计算机科学、信息科学、地理学等为一体的新兴学科。其功能的全面与系统性，从多维度的地理信息为人们研究与解决地理、环境、灾害、规划等重大问题提供所需的信息资源。地理信息系统作为计算机程序与地理数据组成的地理空间模型，它将客观世界模型化的空间数据，用户可在模型中对空间数据进行分析与预测，方便管理与决策。另外，地理信息系统通过硬软件的结合，使得该系统功能比较多，并有了很广泛的应用。 地理信息系统的相关概念 地理信息系统又被称为GIS，该系统主要通过地理空间数据对地理信息进行收集、储存并分析处理。地理信息系统
经空间的逻辑可扩展至形象思维，而随着人们对地理信息系统的理解逐渐加深，其内涵在不断的丰富，从不同的角度来看其内涵所包含的内容也是各不相同的。第一，从技术上来说，地理信息系统是通过计算机软件与硬件的支持，并进行管理、分析与显示空间数据的信息技术系统。第二，从学科上说，地理信息系统作为一门新兴的交叉学科，主要以测绘学、地理学以及统计学为基础，又通过计算机硬件与软件技术、遥感技术等先进技术支持。第三，从用途上来说，地理信息系统作为一个工具箱，主要包括了采集、存储、管理、处理分析以及现实空间数据等。 我国地理信息系统的发展概况 我国的地理信息系统起步比较晚，但发展速度却非常快，在经过40多年的研究开发与使用，我国的地理信息系统逐渐趋于成熟。在我国对其发展的概况来看，可将其分为三个阶段：一是起步阶段，20世纪70年代初，我国开始将电子计算机应用到测量、绘图等领域中。而在这阶段，国家测绘机研究出了地形测量与航空摄影城图等，为地理信息系系统的发展奠定了基础。且在这一阶段，确立了地理信息系统概念，并逐渐开展了对地理系信息系统的研究与人才培养。二是科研试验阶段。从20世纪80年代开始，我国重视对遥感技术的发展与应用，地理信息系统进入科研?验的阶段。此阶段遥感应用研究所成立，成为专门研究地理信息系
Mapgis在地质学中的应用
第25卷 第1期 2003年2月 物探化探计算技术 V ol 125N o .1 Feb .2003COM PU T I N G T ECHN I Q U ES FOR GEO PH YS I CAL AND GEOCH E M I CAL EXPLORA T I O N 收稿日期:2002-06-20 文章编号:1001—1749(2003)01—0050—04M apgis 在地质学中的应用 黎 华,崔振昂,李方林 (中国地质大学计算地球化学实验室,湖北 武汉 430074) 摘 要:简要讨论了M apgis 的主要功能,重点阐述了M apgis 的地质制图技术、空间分析技术以 及二次开发能力在地质学领域中的应用,并举例论述之。M apgis 的地质制图技术将纷繁复杂的 传统地质制图过程简化,而且美观精确;空间分析技术可以将矢量数据和栅格数据综合制作出各 种图形和图象文件,方便分析;地质工作者也可以运用M apgis 的二次开发能力来开发面向特定 领域的系统。 关键词:M apgis ;地质制图;空间分析;二次开发 中图分类号:P 62316 文献标识码:A THE APPL I CATI ON OF M APGI S I N GE OLOG Y L I H ua ,CU I Zheng 2ang ,L I Fang 2lin (T he co m p u tational g eoche m istry laboratory of the Ch ina U niversity of Geoscience 430074,Ch ina ) Abstract :T h is paper discusses in brief the m ain functi on of M apgis .It s pecially describes and illustrates the app licati on of M apgis technique of geol ogic charting ,s patial analysis ,reconstructi on in geo l ogy .T he geo l ogic charting of m apgis can si m p lify the p rocess of the original charting ;the s patial analysis can m ake all k inds of graphy and i m age files to m ake the analysis easily ;the geo l ogist can m ake use of the reconstructi on ability of m apgis to exp l o it the syste m fo r the given fields .Key words :M apgis ;geol ogic chart ;s patial analysis ;reconstructi on of m apgis 0 引言 M apgis 是由中国地质大学信息工程学院在W indow s 95平台上用C ++语言自主开发实现的,具有国际 先进水平的大型地理信息系统软件,是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学等于一体的高效全汉字大型智能软件系统,目前,已广泛应用于城市规划、交通、环境、电讯、测绘、土地管理、公安、国防、教育、地质勘察、矿产资源管理、房地产、旅游等领域。它包括输入、图形编辑、输出、库管理、空间分析、实用服务等六大部分,含有十六个子系统。其扫描矢量化、数字化仪采集、图形编辑、拓扑处理、文件转换、误差校正、数据输出、图库管理、属性管理、图象处理、空间分析等子系统,涵盖了G IS 中主要的功能需求。作者在本文中主要探讨M apgis 在地质学中的应用。 1 M apgis 与地质制图 地质制图是地质工作的有机组成部分,在开展多学科、多途径的地质科研研究中,自始至终都要运用
Mapgis在地质学工作中的应用
Mapgis在地质学中的应用 摘要: 简要讨论了MapGIS的主要功能, 重点阐述了MapGIS的地质制图技术、空间分析技术以及二次开发功能在地质学领域中的应用, 并举例论述之。MapGIS的地质制图技术将纷繁复杂的传统地质制图过程简化, 而且美观精确; 空间分析技术可以将矢量数据和栅格数据综合制作出各种图形和图象文件, 方便分析。 关键词: MapGIS; 地质学; 空间分析；二次开发 MapGIS是由中国地质大学信息工程学院在Windows95平台上用C++语言自主开发实现的, 具有国际先进水平的大型地理信息系统软件, 是一个集当代最先进的图形、图像、地质、遥感、计算机科学等于一体的高效全汉字大型智能软件系统。目前, 已广泛应用于城市规划、交通、测绘、地质勘察等领域。尤其是MapGIS为地质学中的地质制图提供了现代化的技术手段，利用MapGIS可方便地将信息调出，作必要修改，重新输入，大大缩短了修编周期，同时，地质图件精度高、速度快，大大提高地质图件的应用价值。 1MapGIS与地质制图 地质制图是地质工作的有机组成部分,在开展多学科、多途径的地质科研研究中,自始至终都要运用地质图来表现研究成果。与传统的地质制图过程不同，MapGIS地质制图过程主要分为资料准备、图形输入、图形编辑、颜色设计和图形输出等几个阶段。MapGIS提供了两种图形输入方法:一种是数字化输入,即采用数字化仪人工手扶游标跟踪,将原图资料转化为图形数据;另一种是扫描矢量化,通过扫描仪扫描原图,以栅格形式存贮于图象文件中,并经过矢量转换为矢量数据。以上功能可用MapGIS的输入编辑子系统来完成。数据输入计算机后, 就要进入图形编辑、数据校正、图形的整饰、误差的消除、坐标的变换等工作,由MapGIS图形编辑子系统、误差校正、图形裁剪、属性库管理等系统来完成上述各项功能。此外，MapGIS对地学图作了颜色的要求, 在分析了地学图印刷特点的基础上, 设计了一套灵活、方便、精确的颜色定义和色标系统。图形输出是MapGIS地质制图的最后一道工序,通常是把显示出的图形数据,经过以上步骤,在基本符合要求后,由MapGIS的输出系统将编辑好的图形显示到屏幕或指定的设备上。至此，可实现地质图件的数字化,建立起图形和属性数据相结合的数据库。 2MapGIS与空间分析 空间分析技术是地理信息系统的核心。自然界地质信息多种多样, 但就地学领域空间数据而言, 主要可归结为矢量数据和栅格数据两种。地质地面信息图件等为矢量数据,遥感图象等为栅格数据。MapGIS具有强大的空间分析能力和具备对空间数据以及非空间数据进行分析和查询、检索的功能, 包括矢量空间分析、数字高程模型(DTM )、网络分析等三个子系统。 211矢量空间分析子系统 矢量空间分析是MapGIS的一个十分重要的部分, 它通过空间叠加分析方法, 属性分析方法和数据查询检索来实现对地理数据的分析和查询, 其主要功能如下。 (1)空间叠加分析功能提供了区对区叠加分析, 包括合并、相交、相减、判别分析; 线对区叠加分析, 包括相交、判别分析; 点对区叠加分析, 包括相交、判别分析; 区对点叠加分析, 包括相交、相减分析; 点对线叠加分析; 线缓冲区分析。其用途是: 在叠加后, 可以根据结果找出叠加后平面增强的点和区域, 以确定构造特殊部位和找矿靶区。 (2)属性数据分析功能有单属性统计分析、单属性累计直方图、单属性累计频率直方图、单属性分类统计、单属性基本初等函数变换、双属性累计直方图、双属性累计频率直方图、双属性分类统计、双属性四则运算等操作。 (3)综合查询检索功能包括空间查询和属性查询。空间查询是根据图形的空间位置查找对应的专业属性, 属性查询是根据专业属性字段组成的数学表达式或逻辑表达式, 查找对应的空间实体。灵活方便的条件定义, 可实现对数据的随意查询。
GIS在高中地理教学中的应用
GIS在高中地理教学中的应用 ——以必修2模块为例 1. 1问题提出的背景 在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。这是信息时代的要求、素质教育的要求、现代教育理念和课程改革的重要举措. 信息时代的要求信息时代要求人们的知识和智力高度发展，否则将很难适应和推动社会的进步(许维新2000)。同时信息时代对地理教学提出了新的要求:不能只停留在书本知识的对学生的传授上，还要教会学生独立的学习方法，教会学生自己获取地理相关知识的能力和方法。因此，在掌握各种地理知识的基础上，还应重视学生的能力培养及地理思维方式的培养。应用地理信息系统技术分析地理事物将充实理论，为理论提供依据并增强理论的科学性。因此，地理信息系统应用于教学并不是单纯的介绍地理信息系统知识，而是让学生通过接触地理信息系统开辟一条学习地理知识以及其它学科知识的新途径。 素质教育纵深发展的要求在人类跨入国际经济和科技激烈竞争的新世纪，国际竞争归根结底是国民整体素质的竞争，现在的中学生将是下世纪生产建设的主力军。因此，全面提高中学生的整体素质是当前基础教育的重点。地理教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”，要体现“以学生为本”的精神，坚持以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育方向，应该是大家取得共识的(张才洋1998)。而地理信息系统在地理教育中的应用，确实能体现“以学生为本”的创新精神和素质能力的培养。GIS的应用，还可以帮助我们从信息社会、知识经济的角度，对地理教育内容重新审视、重新整合。 现代教育理念的要求传统的教育观认为教育是客观的。所有事物皆有一固定的意义，教师的责任就是解释客观事物，引导学生去了解这个世界，而学生的目标是学习教师传授的知识。建构主义(Constructivism)则是一种新的教学理念，主张知识并非直接传授而得，而是由学生自己建构而成的(何克抗2001)。而正因为每个人的经验不同，对外在世界的认知也会各有不同。由此可见，学习应该以事实为基础，经各种机会建构出自己对事物的了解。GIs可让学生经过建立数据库及地图来建构自己的知识。在制图和GIs的空间分析中发现事物的相关性，认识真实世界的事物、地点，并在运用GIS工具的过程中学习。 新一轮基础教育课程的需求目前我国的课程改革己全面启动，地理课程是地理知识的载体。全面推进素质教育。要求课程的设置必须着眼于学生的全面发展和终身发展。信息技术的迅猛发展，全球定位系统、对地观测系统、地理信息系统的广泛应用.数字地球概念的建立，也都为地理课程革新注入了新的活力。构建基于现代信息技术的地理课程，在课程内容选择、教学方式改革中，要充分考虑现代信息技术的影响，为发展学生自主学习意识和能力创造适宜的环境(《地理新课程标准》2001)。地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。地理图像是地理信息的重要载体，教师重视利用地理图像，通过阅读、使用地理图像帮助学生掌握观察地理事物的基本方法，逐步发展对地理图像和地理事物的理解、想象、分析等思维能力和解决地理问题的能力。积极利用地理信息资源和信息技术手段优化和丰富地理教学，提高学习效率，培养学生创新精神和实践能力(林培英2001)。由此可见，应用GIS技术处理地理图像是新课改的重要理念，也是地理教改的重要举措。 为CAIG注入新的活力计算机辅助地理教学(CAIG)体现出计算机与地理学科整合的优越性(祝智庭1997)。在教学中，利用计算机能展示实际存在而又不能亲临实践的地理景观，可演示地理现象的演变规律，从而使地理教学不受时间和空间的限制、不受宏观和微观的限制，优化了地理教学进程:突破重点难点，激发学生的学习兴趣，提高了教学效果;弥补了传统教学的不足，使“板书+挂图”的传统模式得以更新，由注重教师的教转向学生的学，由传授知识走向学上智能的发展(王怀庆2001). GIs技术为CAIG注入新的血液，它自身具有对地图
多媒体技术在地理信息系统中的应用
摘要将多媒体技术应用于地理信息系统中的关键问题是：如何有效地管理多媒体数据和空间数据；其次，在区域分析过程中，怎样实现多媒体播放功能.指出用扩充的关系数据模型作为多媒体数据模型较适宜；多媒体功能的实现则取决于多媒体数据的格式是否为RIFF格式以及对多媒体数据的应用要求.最后展示了多媒体技术在地理信息系统中的应用前景. 关键词多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型. 现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS 软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.1 多媒体数据的有效管理 通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.1.1 GIS数据库中多媒体数据的管理 1.1.1 GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS 的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等. 有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据. 要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件. 关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn 的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个. 关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即0→1(目标从无到有)；1→0(目标从有到无)；1→N(目标从一个变成多个)；N→1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文
地理信息系统应用实例
地理信息系统应用实例 1．城市规划、建设管理 城市是人类活动高度集中的区域，同时也是信息、物质高度集中的区域。随着科技的进步和经济的发展，城市系统越来越复杂，数据和信息越来越多，服务要求越来越高。城市管理面临着新的挑战，为了城市的现代化、生态平衡和持续发展，城市需要全面的规划，而地理信息系统给城市的规划和管理带来了新的工具。 在城市管理中，可以应用GIS的方面非常多，如土地、道路、管网、环境、人口等等诸多要素都可以通过地理信息系统进行管理*，并且形成了应用于专门领域的GIS工具，如土地信息系统（LIS-Land Information System）和AM/FM（自动制图/设施管理，Automatic Mapping/Facility Management），前者侧重于管理地块的位置、面积、权属以及地籍的动态变化；后者则主要对电力、通讯等设施的管理和分析、制图。 城市建设规划涉及的因素非常多，开发新城要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中，如果不注意各工程项目之间的协调，就可能造成混乱，而采用GIS对各种信息进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，可以有效地防止这种混乱局面的出现。由于城市在不断地建设发展，所以需要随时更新城市基础数据库，这就要求应用GIS管理日常城市建设活动，以保证信息的时效性。下面介绍GIS 在密尔沃基（Milwaukee）市城市建设日常管理方面的应用。 美国威斯康星州的密尔沃基从1976年开始建设城市地理信息系统，并不断发展、完善。由于数据库比较完整，地理信息系统在很多方面发挥了作用，主要可以分为三个方面的活动。 1）地图更新 密尔沃基市常用地图分为三种： 第一种是地籍房产图（当地称为Plot Map），由政府税务部门负责编制。这种地图通常在以下情况下需要修改更新： ●地契内容改变，包括地块边界的变化以及地块权属的变化； ●在一个大的地块内再划分为若干小块，产生新的土地所有者； ●公共道路的拓宽或者连通； ●小地块合并成为大地块； ●其它变化，如道路名称、地名的改变以及错误的纠正。 第二种是一般的测绘图（当地称为Quarter-Section Map）。这种图由政府市政工程部门负责编制，图面上标有主要的地块边界（不作为法律依据），但是没有普通的建筑物，通常在下列情况下需要更新： ●城市建设造成地面重要物体的边界变化； ●重新测量，纠正过时的内容； ●道路打通、拓宽或封死； ●大的地块合并或重新划分； ●街道名称改变； ●地图上的错误纠正。 *下面提及的GIS在环境、道路等方面的应用也可以认为是地理信息系统在城市管理中应用的部分。
浅谈GIS技术在地球科学中的应用
浅谈GIS技术在地球科学中的应用 摘要：地理信息系统是指带各种地理信息以及它们的载体包括文字、数据、图像等，进行输入、存贮、检索运算、分析、输出等的技术系统。本文介绍了地理信息系统（GIS）的组成、功能、特点，概述了其在地球科学中的几个主要应用领域。 关键词：GIS 地球科学 1、GIS简介 地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代发展起来的一门融计算机技术、测绘、地理、信息管理一身的综合和集成的信息技术。它以地理空间数据库为基础，在计算机系统的支持下，对空间相关数据进行采集、操作、分析、管理、显示，是与人类的生存与发展密切关联的一门信息科学与通用技术。地球科学是以地球系统（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间）的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，包括地球物理学、大气科学、水文学、自然地理学、环境科学等分类。自GIS发展以来，就与地球科学建立了深厚的联系，应用的潜力也越来越大。目前，GIS已经在地形图与专题制图、土地利用与规划、环境保护与治理、环境监测、灾害监测和防治、生物资源保护与利用等诸多领域得到了初步的应用。 一个完整的地理信息系统由4个部分构成：（1）硬件系统，计算机与一些外部设备及网络设备的连接构成GIS的硬件环境，硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪等；（2）软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机系统。按照功能分为GIS专业软件、数据库软件、系统软件；（3）地理空间数据，主要是指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）管理操作人员。人是地理信息系统中重要构成因素，GIS是一个动态的地理模型，仅仅有系统软件、硬件和数据尚不能构成完整的地理信息系统，使用过程中还需要人进行组织、管理、维护和完善系统。 2、GIS在地球科学中的应用 随着地球科学研究工作的渐渐深入，研究的难度不断增加，过去单一的研究方法已难见成效。近年来计算机技术的进步特别是GIS技术的发展，地学专家把各种相关的空间或非空间信息利用GIS进行管理，进行各种综合分析研究，GIS在地球科学各个领域逐渐广泛应用。GIS在地球科学及相临学科的应用主要有如下几个主要领域： 土地管理方面：GIS产生和发展首先在土地管理中得到应用，这是因为从古至今土地的管理和利用一直是人们重视的内容。早期的GIS大部分是处理与土地有关的信息，土地可以说是GIS最古老、最广泛的应用领域之一。目前，GIS
(完整版)GIS在环保中的应用
GIS在环保中的应用 一、GIS技术及其特点 GIS 系统是在数据库管理系统（DBMS）和计算机辅助设计（CAD）两个比较成熟的软件技术基础上发展起来的，并附加了对空间数据进行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能而别具一格。它所提供的专用函数可用来进行测量、坐标变换、图象生成、属性修改、统计分析、拓扑叠加、网络分析等。许多GIS产品还采用了工业标准的组件对象模型（COM）技术，为用户进行功能和结构定制拓展了空间。GIS技术特点可归纳为： 1.1数据输入 数据输入是把现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码、统一的标准和结构组织转换为计算机可处理的形式，输入到数据库中的过程。除了在地图上手扶跟踪数字化、图形扫描外，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据已成为GIS的重要数据来源。 1.2数据处理 GIS 对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，如何有效地存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别存储，把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。 1.3空间分析和统计 空间分析和统计是GIS的一个独立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。这也是GIS得以广泛应用的重要原因之一。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析，缓冲区分析，网络分析等。栅格数据空间分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析等。1.4地图显示与输出 GIS 可将空间地理信息以地图、报表、统计图表等形式显示在屏幕上，利用开窗缩放工具可以对所显示的地图中的任意点和范围进行无级开窗缩放，也可以按照某一比例尺显示，进行分析对比。还可按照用户需要设置制图符号和颜色，根据编辑好的空间数据分层选择，通过逐层叠加形成各种专题图，通过绘图机、打印机等输出。 1.5二次开发和编程 大多数GIS系统都提供二次开发环境，包括提供专用语言的开发环境，用户可在自己编程环境中调用GIS的命令和函数。系统配有专门的控件，供用户的开发语言（C++，VB，VC++，Dephi，…）调用等等。用户可以很方便地编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户界面，完成GIS的应用功能的开发。 二、GIS技术在环境保护中的应用 随着我国环境信息化的快速发展和计算机新技术在环境保护领域的广泛应用，环境信息系统在环境保护管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为环境保护工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。 目前，全国27个省级环保局及一百多个城市环保部门都已经使用地理信息系统平台软件和相应的硬件设施，大部分省市已经建立环境基础数据库，在GIS平台上开发了城市环境地理信息系统、重点流域水资源管理、环境污染应急预警预报系统等，取得了显著的成效。下面将结合实例分别阐述GIS技术在环保领域的应用情况。 2.1应用GIS制作环境专题图 环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS 建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。GIS的制
GIS技术在城市规划中的应用及发展
GIS技术在城市规划领域中的应用及发展 一、城市规划 目前国内城市规划部门的主要工作内容大致分为城市规划和专项规划两大部分。城市规划又分为区域规划、市域规划、总体规划、分区规划等工作；专项规划包括交通规划、基础设施规划、服务设施规划、景观规划和历史文化保护规划等。从近十年的历史看，最大量的工作是总体规划和修建性详细规划。在综合规划方面，控制性详细规划的作用将越来越大，分区规划在特大城市受到重视。区域、市域规划因体制的原因，期中试的程度不够。转型规划方面，和各个城市的实际情况、人才、经费的承受能密切的联系。从中央政府的行政管理部门，到城市规划学术界，目前都在呼吁增加城市规划工作内容。 二、GIS技术应用到城市规划领域的必要性 1.城市化的进程对城市规划提出了更高的要求 随着经济、社会和人口的发展, 世界城市化进程逐渐加快。城市化是一把双刃剑, 在给人类带来文明和进步的同时, 也引起了一系列的问题, 如: 环境污染、耕地减少、住房拥挤、交通阻塞等等, 城市规划与管理的工作量急剧上升, 这些对传统的城市规划和城市管理提出了严峻的挑战。传统的工作方式和手段已跟不上现代化城市建设和管理的需要,城市需要一种更加全面、科学、合理的手段和方法进行规划和管理显得尤为重要。G IS 能科学地管理和综合地分析具有空
间特征的城市海量数据, 保证数据现势性和准确性, 科学、准确地反映城市的现状与发展, 是提出合理决策、辅助城市规划和管理的先进的技术工具。 2.城市规划和管理的数据迅速增长, 传统的数据处理方法难以胜任 数据的急速膨胀 城市作为一个国家的政治、经济、文化的集聚中心, 其信息的产生、交换、融合无时不在, 并涉及地理、资源、环境、社会经济、人口等各个方面。随着城市化进程的加快, 数据的类型和层次呈多样化发展。反映城市现状、规划、变迁的各类数据以海量方式呈现, 并且处于不断的更新变化中。利用传统方法进行处理分析, 其工作量相当大, 并且分析的深度难以加强, 分析的广度难以扩展, 也缺乏现势性和直观性。地理信息系统利用先进的计算机技术能对庞大的数据进行存储, 利用遥感技术可对数据及时更新, 准确反映人们赖以生存的现实世界的现势和变迁。 3.提高城市规划和管理的质量和效率的需要 要建设好城市, 必须有科学的城市规划, 并严格按照规划进行建设。现代城市急剧发展的人口和产业、复杂的设施、有限的土地、环境资源的状况不允许城市盲目建设。从城市社会和经济方面来说,城市建设是一项巨大的投资, 建设项目的确定、规模的大小、标准的高低、建设效益的分配都必须合理统筹安排, 而不能凭主观意志盲目决定。城市规划的任务主要是对城市建设的经济、社会和环境条件的分析、论证、决策, 同时要具体地定质、定量、定形、定位地确定城市
GIS在人文地理学方面的应用
浅谈地理信息系统在人文地理学方面的应用 摘要：人文地理学自上个世纪90年代发展迅速，但随着社会的不断进步和地理学研究的不断深入，过去地理学所形成的一套研究方法及技术已不能适应当代学科发展的需求，地理信息系统的及时出现和不断的深入、完善则为人文地理学的发展开辟了一条崭新的道路。本文旨在揭示地理信息系统在人文地理学方面应用的必要性及主要的应用现状，并举例论证地理信息系统在人文地理学方面运用的重要性。 1 绪论 地理信息系统的概述及发展状况[1] 地理信息系统(Geographic Information System)是近十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息向地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，便可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。GIS应用遍及金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等国民经济各领域。 地理信息系统作为传统学科（地理学、地图学和测量学等）与现代科学技术（遥感技术、全球定位系统、计算机科学等）相结合的产物，正逐渐发展成为处理空间数据的多学科综合应用技术：从计算机技术角度看，其主要是空间数据库技术；从数据收集角度看，其主要是3S（GIS/GPS/RS）技术的有机结合；从应用角度看，其主体是数据互访和空间分析决策的专门技术；从信息共享的角度看，其主体是计算机网络技术。 早期的GIS发展的另一个显着特点是许多与GIS有关的组织与机构纷纷成立，对GIS知识传播与技术发展起到重要的指导作用。进入70年代，受计算机软硬件技术飞速发展的促进，GIS技术朝实用化方向发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地管理信息系统和地理信息系统。与此同时，GIS软件市场活跃。GIS 技术受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视，成为一个引人注目的领域。80年代是GIS普及和推广应用的阶段。随着图形工作站和PC机性能价格比的大为提高，计算机和空间信息系统在许多部门被广泛应用。GIS软硬件的发展使GIS应用从空间数据管理向空间决策支持分析迈进。GIS软件研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件。
浅谈GIS在地质勘探中的应用
浅谈GIS在地质勘探中的应用 前言 现阶段，我国在开展煤矿地质探勘工作时，主要以煤矿开采为基础进行。而我国现有的勘探方法单一，不能对各个地区的地质条件进行全方位勘探、管理，要想从根本上解决这一问题就应该将现有的GIS勘探技术创新、完善，并根据地质状况制定出一项科学、合理的勘探方案，保证勘探工作可以顺利进行下去，保证勘探工作人员的生命财产安全，只有这样才能提升勘探工作质量与效率。 一、地质信息系统技术概述 地质信息是地壳所在岩石圈运动状态和存在方式中的主要信息，可以有效的对地质进行勘探、开发、利用、管理等，只有这样才能将地质信息中的真正价值体现出来，从而保证所探测出来的信息具有较高的准确性。地质信息技术在地质勘探、建设开发中有着非常重要的作用，可以有效的对多种复杂地质结构进行研究，做好各方面地质信息的管理工作，实现多源信息共享、融合等，从而更好的提升地质探勘工作质量与效率。 二、GIS技术在地质勘探中的应用
（一）GIS与可遥感技术结合的应用 在开展地质勘探中所应用的GIS技术主要以可遥感技术为基础对地质目标、反射、辐射等方面的电磁波进行探测，只有这样才能保证所开展的探测工作可以顺利进行下去，提升探测工作质量与效率。在一般情况下，GIS与遥感技术的结合可以有效的对环境中的污染程度、海洋、地质等方面进行勘测，有着地势辽阔、覆盖范围广等特点。同时该技术在实际使用过程中还可以有效的做好各个类型地质数据的收集、管理工作，并保证数据信息的准?_性。 GIS技术与遥感技术的结合还可以有效的得到地质条件信息红外影像，并保证所开展的岩溶、岩溶水质等方面的调查的工作可以顺利进行下去，只有这样才能明确岩溶介质的光谱，了解地下水分布状况。另外，GIS与遥感技术的结合应用还可以通过地质测绘的进行探测，并对探测现场进行准确定位，保证现场校核工作可以顺利进行下去。 （二）GIS技术体系 现阶段，我国所开展的地质探测工作有着较强的空间特征，通过GIS技术开展勘探工作可以有效的对地质空间数据系统进行管理，从而保证探勘工作可以顺利进行下去。首先，在开展数据勘探工作时，
GIS在中学地理教学中的应用
关键词:GIS;中学;地理教学
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)18-0271-03
作为中学地理教师在新课程标准的指导下,在强调各种地理知识掌握的基础上,既要注意基本技能的训练和能力的培养,重视创新意识和实际能力的培养,还要结合新教材不断改进教学方法,做到与时俱进。地理教学内容就是以人―资源―环境为线索阐明地理原理、规律和运动变化的地理事物。它从宏观到微观,从整体到局部,从远古到未来,所涉及内容之多,范围之广,是其他科学无法比拟的。这就给传统的教学手段造成许多难以表达、难以理解的困难。传统的地理教学是板书式,满堂灌式,要求学生机械地、被动地接受知识,最多用一下投影仪,多媒体或Flash等计算机辅助教学手段,使所学地理知识更有直观性、趣味性以强化记忆。但这些方法很难使学生对知识在思维和认识上达到更高的层次。因此,把现代教育技术融入到教学内容中,利用计算机辅助教学,可以收到事半功倍的效果[1]。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是对地理空间信息进行描述、采集、处理、存储、管理、分析和应用的一门新兴学科,被广泛用于测绘、资源管理、城乡规划、灾害检测、环境保护、国防建设等多个领域[2]。GIS学科的发展也为中学地理教学注入了新鲜的“血液”, GIS技术已逐渐成为基础地理教学的高新手段。GIS 技术作为现代科学技术的基础和核心,将其应用于地理教育是现代信息社会对地理教学的要求,是教育适应21世纪挑战的需要,是当前地理教学改革发展的一个重要突破口。
一、GIS技术区别于其他教育技术的特点
1.GIS技术具有较快的空间定位搜索和复杂的查询功能、独立的地理空间分析能力、强大的图形创建和可视化表达手段、从空间和属性两个方面对现实对象进行查询、检索和分析,并将结果以各种直观的形式准确、形象地表达出来。以及通过建立地学信息组成的现实空间信息模型与程序实现对地理变化过程的动态模拟模拟和空间决策支持。
2.地理信息系统为用户提供了许多表达地理数据的工具。其形式既可以是计算机屏幕显示也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件,可以通过人机交互方式来选择显示对象的形式,尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能[3]。GIS不仅可以输出全要素地图,也可以根据用户需要,输出各种专题地图、统计图等。
二、GIS技术在地理教学中的重要性
地理教学尤其是基础地理教学,由于其受地理学性质的制约,如,地理学科涉及人文与自然的各种因素,涉及地球、太阳等天体的运行、资源整合利用、环境理等,需进行三维建模与可视化表达非常适合应用GIS技术。
GIS技术在地理教学中的应用具有交互式/自发式、探究式学习特点,因此,对于转变传统教育思想与念,促进教学模式、教学方法的改革,加速教育手段的换代,对提高学生的创造能力方面起到较大作用,由于传统重定性分析等诸多不足,而目前流行的多媒体技术,在虚拟现实、模拟仿真与各类数据融合方面亦有欠缺。现在,以GIS为核心的3S技术包括GIS(地理信息系统)、RS(遥感系统)、GPS(全球定位系统)已写入中学地理课本,作为新的重要的教学内容,这要求中学教师不仅要学习什么是GIS技术更需要用GIS技术进行中学地理教学,中学地理教学强调对学生的全面素质教育,要求在对各种地理知识的掌握基础上,重视学生能力的培养及地理思维方式的培养,优化教学信息环境,这就需要在地理教学中引入GIS技术。
三、GIS技术在地理教学中的应用实例
(一)GIS地形分析功能
中学地理要求学生懂得等高线弯曲方向和疏密程度代表的地理意义,等高线形态与地势高低、坡度陡缓的关系,在等高线图上能够识别地形种类。平面地图缺乏对山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等概念的直观形象的可视化表达,不易明察,首先利用GIS技术矢量化各种地形类型的等高线图并赋高程值,然后创建TIN(不规则三角形)表面,从而生成相应的DEM(数字高程模型),并进行三维可视
GIS的应用领域有哪些.docx
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。 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。ArcInfo 系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。 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)
GIS在地质学中的应用
GIS在地质学中的应用 GIS即地理信息系统（Geographic Information System），经过了40年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。GIS作为一问新发展起来的科学在地质上也有很多方面的应用，解决了地质学的很多难题，下面我将GIS在地质学的一些应用论述以下几个方面 一、GIS在地质灾害的应用 GIS正处于急剧变化与发展之中。目前，国内外利用地理信 息系统，主要用于国土和城市规划，地籍测量，农作物估产， 森林动态监测，水土流失，地下水资源管理和矿产资源勘测， 潜力分析及开发等众多领域。而GIS在地质灾害的应用也在不 断扩大，现在其在地质灾害的应用主要表现在这几方面： 1、地质灾害评价和管理 2、地质灾害的危险性分区评价 3、GIS与专家系统的集成应用 GIS与专家系统的集成应用中, GIS所起的作用主要是 管理时空数据, 进行空间分析; 专家系统所起的主要作用 是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾害的危险程 度。二者的结合将使专家经验得到推广, 减少野外和室内手 工作业工作量, 使区域地质灾害的动态管理成为可能。 1、GIS在地震上的应用 GIS在地震中的应用表现在，地震分析、预报、预报、抗震、减灾、救灾、灾后评估。最主要表现在预报，灾害评估和减灾。 1>、地震的预报