煤矿地测管理信息系统
地测空间管理信息系统介绍
地测空间管理信息系统介绍北京龙软科技股份有限公司2012年02月目录一、龙软GIS地理信息系统基础平台 (3)二、地测空间管理信息系统 (5)2.1 地质数据管理子系统 (5)2.2 测量数据管理子系统 (7)2.3 地质图形处理子系统 (8)2.4 测量图形处理子系统 (13)2.5 地测图例库管理子系统 (16)一、龙软GIS地理信息系统基础平台（1）具备CAD强大的工程绘图和编辑功能，并具备煤矿专业实用的应用功能。
（2）与当前主流的AUTOCAD、MAPGIS、MAPINFO等制图软件相兼容；可以和任何后台数据库进行无缝链接，如SQL SERVER，SYSBASE，ORACLE等。
（3）具备GIS软件适用的查询、定位和统一修改等功能，可快速对图形进行查询、修改，该功能可以让用户选择统改条件和统改结果，凡是满足条件的实体均参与统改，统改后实体的参数与统改结果一致。
统改命令可以大大提高用户的工作效率。
（4）支持命令行操作、透明命令操作、滚轮缩放、多种方式对象捕捉。
（5）支持对光栅图像进行交互式或全自动矢量化，可对矢量化后的图形进行精确校正。
（6）提供多种标注功能, 如线性标注、对齐标注、角度标注、半径标注、直径标注、引线标注、坐标标注、标高标注等功能，并且所有标注参数均可以灵活设置。
（7）提供了大量的实体编辑命令，包括删除、复制、移动、旋转、镜像、偏移、修剪、延伸、拉长、打断、倒角、圆角、缩放、联接线、改变线方向、线上删点、线上移点、线上加点、编辑注记内容等。
这些编辑功能操作简单、使用方便，且操作过程中的每一步都有详细的命令行提示信息，用户只需要按照这些提示就可以完成操作。
（8）可以在自由状态下直接对实体进行编辑，而无需任何命令。
这些编辑包括移动线的节点、更改圆心位置和半径、缩放和旋转文字等。
并且在编辑实体时，线型、填充符号随之更新，非常直观。
图2-1 龙软GIS地理信息系统基础平台二、地测空间管理信息系统地测空间管理信息系统是针对地质勘探和矿山地测部门而开发的一套专业地理信息系统软件，系统集数据管理、专业计算和矿图自动生成于一体，能依据地测数据自动生成采掘工程平面图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、底板等高线及储量计算图、巷道素描图、水平切面图、立面投影图等，同时可根据最新的地测数据动态修改相关图件。
煤矿地质测量空间信息系统及发展趋势的分析
煤矿地质测量空间信息系统及发展趋势的分析煤矿地质测量空间信息系统是指利用现代地理信息技术手段，对煤矿地质信息进行测量、记录、存储、分析和展示的系统。
随着煤矿开发和管理的不断深入，煤矿地质测量空间信息系统在煤矿行业中扮演着逐渐重要的角色，对煤矿的安全生产、资源利用和环境保护都起到了至关重要的作用。
本文将从以下几个方面对煤矿地质测量空间信息系统及其发展趋势进行分析。
一、煤矿地质测量空间信息系统的组成煤矿地质测量空间信息系统主要由地理信息系统、遥感技术、全球定位系统、地球物理探测技术等组成，通过这些技术手段对煤矿地质信息进行测量和分析。
1. 地理信息系统（GIS）：地理信息系统是指能够采集、存储、管理和处理地理信息的系统。
在煤矿地质测量中，GIS主要用于地质数据的采集和存储、地质信息的查询和分析以及地质图的绘制和展示。
2. 遥感技术：遥感技术是指利用航天卫星、航空摄影机等远距离感测设备对地球表面进行观测和测量。
在煤矿地质测量中，遥感技术主要用于煤层与其覆岩的分布、形态和厚度进行检测和分析。
3. 全球定位系统（GPS）：全球定位系统是一种利用卫星进行地球定位的全球导航系统。
在煤矿地质测量中，GPS主要用于对煤矿地质点位的测量和标定。
4. 地球物理探测技术：地球物理探测技术是指利用地球物理方法（如重力、地磁、电磁、地震等）进行地质勘探和勘测。
在煤矿地质测量中，地球物理探测技术主要用于煤层和矿层的探测和识别。
以上技术手段的综合应用构成了煤矿地质测量空间信息系统，为煤矿勘查、生产、管理和环境保护提供了重要的支持。
二、煤矿地质测量空间信息系统的作用1. 煤矿勘查与开发：煤矿地质测量空间信息系统能够对煤矿资源的地理空间信息进行准确测量和一体化管理，为煤矿的勘查和开发提供了可靠的地质信息支持，并为企业合理选矿、确定设计采矿法、规划矿区开采方案提供科学依据。
2. 煤矿安全生产：煤矿地质测量空间信息系统能够对煤矿巷道、采空区、煤层走向等地质要素进行精确测量和分析，为煤矿的安全生产提供了重要的地质信息支持，能够及时预警和避免矿山灾害发生。
煤矿地测管理信息系统
煤矿地测管理信息系统1. 简介煤矿地测管理信息系统是为了提高煤矿地测管理工作效率和数据管理能力而设计的信息化系统。
该系统将地质测量、导线测量、斜井测量等地测工作与信息技术相结合，实现煤矿地测数据的自动采集、处理、分析和展示，为煤矿生产提供科学的数据支持和决策依据。
2. 系统功能2.1 数据采集煤矿地测管理信息系统通过与测量设备的连接，实现煤矿地测数据的自动采集。
系统支持导线测量、斜井测量、地质测量等多种数据的采集，并能够对采集到的数据进行质量检查，确保采集数据的准确性和完整性。
2.2 数据处理与分析煤矿地测管理信息系统具备强大的数据处理和分析功能。
系统能够对采集到的数据进行自动处理，包括数据的格式转换、数据的计算与校正等。
同时，系统还提供多种数据分析功能，如地质钻孔数据的插值与可视化、地下水位数据的统计与分析等，帮助用户更好地理解和利用地测数据。
2.3 数据展示与共享煤矿地测管理信息系统将处理后的地测数据以可视化的形式展示给用户。
系统能够生成地测数据的地图、曲线图、柱状图等，方便用户直观地了解煤矿地质情况和地测数据的变化趋势。
此外，系统还具备数据共享的功能，将地测数据与其他管理信息系统进行集成，实现数据的共享和交流。
2.4 报表生成与管理煤矿地测管理信息系统能够根据用户需求生成各类地测报表。
用户可以根据自身需要选择需要导出的报表类型和时间范围，系统会根据用户需求自动生成相应的报表，并提供给用户下载和打印。
同时，系统还提供报表管理功能，用户可以对已生成的报表进行管理和归档。
2.5 计划与调度煤矿地测管理信息系统帮助用户对地测作业进行合理的计划与调度。
系统能够根据煤矿的生产计划，自动生成地测任务，并将任务分配给相应的测量人员。
同时，系统还能够根据实际情况进行任务调度，提醒相关人员按时完成地测作业，并实时监控任务的进展情况。
3. 系统优势3.1 提高工作效率煤矿地测管理信息系统实现了地测数据的自动采集和处理，大大提高了地测工作的效率。
煤矿地质测量空间信息系统及其发展趋势
郑凯（ 纳 雍 县 安 全 生 产 监 督 管 理 局
统 及其发 展 趋 势
摘 要： 在 科技 高速发展 的时代 中 ， 煤矿地质测量空间信息 系统未来 的发展趋 势会更加 数字化 ， 获取信 息的渠道 更加多 源化 ， 管 理更加网络化 ， 决策 更加 智能化。本文在简要概 述我国煤矿地质测量在 空间信息 系统 的研发和应 用现状 的基础上 ， 进一步 论述 了煤 矿地质测量空间信息 系统 的发展趋势 。 关键词 ： 煤矿 ； 地质测量 ； 信息系统 ； 现状 ； 趋势
１ 煤 矿地 质测 量 空间信 息 系统 的发展现 状
Hale Waihona Puke 息 系 信
煤矿地质测量所 获得 的信息具有活跃性 、 动态化 及不 确定 性 的 特 征 ， 它 与 空 间 的位 置 紧密 相关 。随 着 煤 矿生产 的 不 断 发展 ， 煤 矿 地 质 测 量 在 资 料 的积 累 方 面 也越来 越 丰 富 ， 相 关 的测 量 人 员 对 于 煤 矿 开 采 地 质 条 件 的认 识 也 在 逐 渐 加 深 。 因此 ， 对 于 地 质 测 量 获 取 的信息 资料 ， 再 采 用 人 工 的处 理 、 分 析、 检 测 等 方 式 已 经 很难 适应 煤矿 现代 化 的技 术管 理 和 生 产方 面 的需要 了 。特 别是 在 预 防 和处 理 矿 井 灾 害 这 一 方 面 ， 更 需 要 准 确 的基础 数据 ， 而 只有 通 过计 算 机 及 网络 技 术 ， 才 能 使 得煤 矿地 质 测 量 的数 据 实 现 自动 化 管 理 ， 从 而 能 对 这些 灾害 事故 进行一 个 更 准确 快 速 的分 析 与 处 理 。到 目前 为止 ， 国 内外 的 一些 单 位 已 经在 开发 和 推 广 煤 矿 地测 的信 息 系统 了 ， 如西 安 科 技大 学 、 龙 软 公 司及 河 南 煤 田地质 局等 。 ２煤矿 地质 测量 空 间信 息 系统 的发展 趋势 ２ ． １ 信 息 获取 渠道 多源化 随着信息化社会 的不断发展 ， 信息获取 的手段 和 途径 也 越来 越 多 样 化 ， 这 对 煤 矿 地 质 测 量 的空 间信 息 化 产生 了重 要 的 影 响 。首 先 ， 在工 作模 式上 ， 矿 井 物 探、 三维地震勘探及集遥感等为一体 的比较立体化 的 勘 探 工作 的模 式 逐 渐 取 代 了原 有 的 单 一 的钻 井 方 式 ； 其次 ， 对 于 获 取 的有 关 数 据 内 容 方 面 ， 它 是 建 立 在 测 量、 采掘、 水文地质等各种信息 的基础上 ， 融入 了测井 、 瓦斯 资料 、 地压、 地面物探、 矿 井 物 探 等各 个 方 面 的 地 质信 息 ， 此 外 还 会 通 过声 、 文、 图 等 多媒 体 的 特 征 表 现 出来 。而 这样 的技 术在 信 息处 理 方 面 的能 力 表 现得 非 常强 大 ， 具体体 现 在信息 可 视 化 的程 度 得到 提 升 ， 它 能 给现 场 的工作 人员 更加 直 观地 展 示 各 种分 析 的 处理 数 据、 测 量 模型 以及 地 质 情 况 ， 并 与 现 场 经验 、 实 际材 料 进行结合 ， 从而让工作人员能够对该煤矿 的地质条件 有 一个 更加科 学 的分 析与 判断 。 ２ ． ２系统 高度 集成 ・ 数 字矿 井建 设 的 中 心任 务 主 要 是 精 细 化 管 理 ， 会 在 制度 建立 与实 施 、 管理 规 范 、 标准 以及 矿 井技 术 等 有 关 的约束条件下 ， 去建立生产经营的管控系统、 设计服 务与计 划 系统 、 安 全监 测 系统 、 地理信息系统 、 三 维 地 质的信息模型、 数字库等各种系统 。而数 字矿井建设
地测空间管理信息系统在煤矿安全生产中的应用
１地 测空 间管理 信息 系统在 国 内发 展 的过程 和现 状
在 国内，煤矿地测信息系统 的建立 和数据处 理方法 的研
究 历 程 主 要 有 以下 几 点 ：
（ 利用 测量数据库 ， 以全 自动 延伸整个水平 、 区 、 ９） 可 采
工作 面的巷道 ， 并可 以自动处理巷道间的空间关系 。
（ 进行联 网， 开通煤 矿生产信 息管理系统网站 ， ２） 并 把地 测信息传人 网络 ， 可供随时浏览查 阅 ， 而完成 了地测系统 的 从 数字化及远程管理。 （ 该软件可 以通过计算机直接监控到井下各个生产环 ３） 节， 给煤 矿的安全生产带来 了非常便利的条 件 （ 该项工程的实施具有巨大 的经济效益和 良好 的社会 ４） 效益 ，同时该项工程的实施不仅将地测管理工作上 了一个新
Ｐ Ｏ、Ａ Ｉ 、Ｏ Ｔ Ａ Ｃ进行 数据管理和数值计算外 ，主要 Ｒ Ｂ ＳＣ Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ、 利用 Ａ Ｔ Ａ Ｕ ＯＣ Ｄ进行矿 图 自动绘制 的研 究 ，另外部分研究人
员 还利 用 Ｓ Ｐ Ｒ Ｐ Ａ ＣＩ Ｆ Ｕ Ｅ ＭＡ 、 Ｒ ／ Ｏ等 进行 矿 山生 产 有 关 的专 题 Ｎ
（） ４ 具有强大 的二次开发能力 ， 二次开发接 口丰 富， 不但 具有底层 Ａ Ｉ Ｐ 开发接 口， 还支持控件开发 ， 以为不 同层次 的 可 用户 提 供 二 次 开 发 支持 。 （） ５ 提供 了全 自动 、 交互 式等地 图矢量 化功能 ， 并且首次 提出了面向地测对象 的矢量化方法 ，完美解决 了煤 炭信息化 中数据采集的瓶颈 问题 。 （） ６ 系统建立 了完善 的 、 符合煤炭行 业规 范的标准 岩性 编码与专业符号库 ，同时为用户提供 了方便的 图例 制作 和管
同煤集团公司地测管理信息系统的研发与实现
信 息 系统 的研 发 与 实现 ， 绍 了该 系统研 发 的 目标 ， 系统 的 应 用 效 果进 行 了分析 ， 介 对 指
出 ＧＳ技 术 的 应 用 实现 了地 测数 据 的 计 算 机 管 理 ， 为煤 矿 安 全 生 产提 供 了地 质 保 障 ， １
对同煤 集团公 司地测管理具有重要意义。
的 ， 又不影响数据 的共享 ； 但 最终要建 立一个完善 的、 有很强 具 实用性和通 ｊ ｝性的 自动化管理信息系统。 ｝ 数据库系统的总 体架构见图 １ 。
线、 各类等值线 和等厚线等 ， 可满足々业图件的需要 。 （） ６ 该系统结构合理 ， 数据 共享性强 ， 通用性 好 ， 并具有 强大
此外 ， 为一个专业 的煤 矿地质测量图形数据库 ， 必须 充 作 还 分考虑其 业特性 ： 一是其 成分 特征 ， 包括独特 的点 型 、 线型 、 岩 石符号 以及 专业对象的表现形式 ； 是其 时代特征 ， 二 即地层 时代 的先后顺 序 ； 三是其空问特 征 ， 即地层和地层之 间 、 层和构造 地 之问以及构造与构造之问的空问拓 扑关系 ； 四是其 动态特征 ， 如 实体信息 由灰变 自、 空间关系逐渐明朗等 。
第 ｌ 期 ２
收稿 日期 ：０ ０ ０ —１ ２ １— ２ ６
同煤集 团公 司地测管理信 息 系统 的研发 与实现
侯 程 ’王爱萍 ，
（． １ 天津Ｔ业大学计算机科学与软件学 院， 天津，０ １０ ２大同煤矿集闭有限责任公 司， ３０ ６ ；． 山西大 同，３０ ３ ０７０ ）
摘 要 ： 述 了 同煤 集 团公 司利 用 Ｇ Ｓ Ｇ ｏｒ ｈｃ ｎｏｎ ｔ ｎＳｓ ｍ） 术 对 地 测 管 理 阐 Ｉ（ ｅｇａ ｉ ｌｆｒｍ ｉ ｙｔ 技 ｐ ｏ ｅ
煤矿地测管理信息系统在地测绘图中的应用
（） ５界面要简洁， 能满足不同用户的需求 。 ２３ 系统 目 ． 标 （） １开发基 于 ＯＳ Ｃ 的矿 山 ， ／ ．属 性 数据 库 Ｂ ｃｓ 管理信息 系统 ， 实现对地质、 测量 、 水文 、 ”三量 ”储 、 量等属性数据 、 表变形计算 及预计 、 地 地震成果 数 据、 地测参数预测预报及其它地测信息资料的集成 管理； 具有数据输入 、 管理 、 快速查询、 处理 、 分析和
煤矿地测 管理信息 系统在地测绘 图中的应用
刘金 辉 王 国华
（、 １煤炭科 学研 究总院唐山分院 河北 唐山 ０ ３ １ ； ６０２
２ 开 滦 集 团 有 限 责任 公 司 唐 山 矿 业 分 公 司 河 北 唐 山 ０ ３ ０ ） 、 ６ ０ ０
［ 摘要］ 对煤矿地测管理信息 系统的组成及在煤矿地测绘 图中的应用进行 了系统的说明。
平面和剖面图形 。
（） 插 图子 系统 ５小
３ １ 数据库系统 ． 该系统分为 ５ 个子系统 ： 测量数据库 、 岩移观测
４１
（） ３根据 系统设计 ， 编制并调试 所有 的功 能模
维普资讯
２０ ０ ６年 ６月
水 力采煤与 管道运输
第 ２期
（） ３ 数据库系统 和图形系统之 间有快速准确 的
（） ４素描及 回采工作面子系统
数据交流功能 ， 形成统一的地测管理信息系统 ， 实现
可靠息 系统应为地理信
息系统或空间管理信息系统 。地理信 息系统是 采 集、 存储 、 处理、 分析、 转换和输出空间数据的计算机 系统 。地测信息管理所涉及的专业多， 信息量大 ， 空
间概 念 强 ， 系复 杂 ， 关 既有 文 字 、 字 、 形 信息 ， 数 图 还
基于GIS的煤矿测绘管理信息系统研究
基于 Ｇ Ｉ Ｓ的煤 矿 测 绘 管理 信 息 系 统 研 究
口赵 刚 刚 丁 万 根
（ 河 南大有 能源 股份 有 限公 司 （ 耿村 煤矿 地测 科） 河 南 三 门峡
摘 要
４ ７ ２ ４ ３展 ， 中 国的煤炭 行 业呈 现 出蓬 勃发展 的 良好 势 头。 因此 ， 煤矿 数据 采 集 ， 管理 ， 维 护和 应 用
也提 出 了更高 的要 求。 本文 首先 介 绍 了矿 山管理和 地理 信 息 系统 ， 并讲述 了 Ｇ Ｉ ｓ的 引用 于煤矿 管 理 的 意 义 ， 然后 重 点 阐述 了 煤矿 信 息 系统管 理体 系结构 的 需要 ， 实现煤矿 管 理信 息 系统 的 关键 技术 ， 最后 阐述 了系统 的功能 设计 方 法。 关键 词 煤矿 测绘 地理信 息 系统 煤矿 管 理信 息 中图 分类 号 ： Ｔ ｕ ２ ０ ４ ＋ ． ２ 文 献 标识 号 ： Ａ 文 章编 号 ： ２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ） １ ８ — ０ ２ ７ ３ — １
加工 功能而设 计 的。
近年来 ， 随着 煤 炭工业 的快 速发 展 ， 煤矿 管 理传 统手段 越来 越 困 难 适应 于煤矿 的发 展要 求 ，利 用现 代技 术来 改 变传 统的 管理 方法 迫 切 需要 ， 及 时反 映煤 矿 发展动态和变更信息 ， 为煤矿 管理， 决策和分析提 供快速， 准确 ， 直观 的信息。 特 别是在煤矿管理信息中， 在煤炭开采 中更大 的信息容量和煤炭开采速度越来越快 ， 传统的管理模式 已逐渐落后 ， 建设 现代煤矿管理信 息系统 已经成 为一种 必然 的。此外 ， 随着 ＧＩ ｓ 技术 成熟 及发展， ＧＩ Ｓ已应用到社会管理和社会生活的各个方 面， 煤矿管理也不例 外。 ＧＩ Ｓ 可以提高管理的 自动化程度 ， 大大提高煤矿管理工作效率 。 为了 适应煤炭市场发展 的新形势 ， 加 强煤 炭市场管理， 煤炭市场秩序维护 ， 保 障煤矿权利人的合法权益， 进一 步促进煤矿工业 的健康有序发展 ， 适时推 出以Ｇｌ ｓ为基础 的煤 矿管理信 息 系统是 大势所趋 。
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煤矿地测管理信息系统山东泰山煤炭技术研究院泰安市华硕能源科技有限公司2013-1-2目录1概述 (1)2项目关键技术支撑及其架构 (3)2、1地理信息系统概念及相关介绍 (3)2、1、1地理信息系统概念 (3)2、1、2地理信息系统发展背景 (5)2、1、3地理信息系统发展趋势 (7)2、1、4地理信息系统特点与优势 (8)2、2地理信息系统架构设计 (9)2、3网络地理信息系统架构设计 (11)2、4 Metamap GIS平台优势 (13)2、5数据库管理系统及其选取 (18)2、5、1数据库系统功能 (19)2、5、2数据库技术特点 (20)2、5、3数据库选择原则与定型 (21)3煤矿地测管理信息系统功能划分与设计 (25)3、1地测数据库管理 (25)3、2地质储量专题图子系统 (26)3、2、1素描图自动生成 (26)3、2、2煤层等值线、储量动态计算等平面图的生成 (28)3、2、3任意剖面图绘制 (31)3、2、4柱状图绘制 (32)3、3测量专题图子系统 (33)3、4防治水专题图子系统 (36)3、5储量三量管理子系统 (41)3、6地测图文远程在线管理 (45)4项目实施方案 (51)4、1实施机构 (51)4、2实施周期 (51)4、3培训体系 (52)1概述煤矿地测管理信息系统主要实现矿井地质、测量、水文与储量专业图形、数据与文档管理。
地测管理信息系统就是典型的基于AutoCAD 平台结合煤矿地测行业特定需求定制开发的专业软件产品。
系统具备强大的绘图、编辑与修改功能,完全兼容AutoCAD的各类图形格式,同时提供了煤矿地测行业的专业应用(如:煤矿地质测量图例、采掘工程平面图的自动绘制、素描图的自动绘制、煤层底板等高线的自动绘制等)。
产品面向煤炭行业量身定制了地质与测量一体化的数据解决方案;提供了基于数据的动态生成专题图形解决方案,主要涵盖煤层底板等高线及储量计算图、采掘工程平面图、巷道素描图、单孔柱状图、煤岩层对比图等;提供了适合煤业行业应用的个性化文本标注(比如:钻孔注记、等值线注记、导线点注记等);提供了全面的煤矿地质测量图例库(参照煤矿地质测量图例标准-1989版)。
具体功能如下:(1)地质与测量数据一体化管理,提供了方便友好的地测数据录入界面,实现了各类导线计算、孔斜计算、储量数据计算等数据处理算法,并提供了各种地测日常报表与台帐的自动生成与输出功能。
(2)系统提供了强大的专业辅助绘图功能,如自动生成图框、图签、坐标格网、裁剪等功能。
(3)系统提供了开放的符合矿山行业规范的符号库管理功能。
(4)基于测量基础数据的采掘巷道自动绘制,碎部巷道绘制,进而快速绘制采掘工程平面图。
(5)系统可自动提取钻孔数据,快速处理底板等高线,并自动实现储量计算。
(6)用户可根据现场实际需求,定制素描图模板,实现素描图的自动绘制。
(7)基于钻孔钻探资料或者钻探成果资料可按客户需求定制钻孔柱状图样式,实现钻孔柱状图的自动生成等。
(8)基于煤层储量计算图与相关数据处理模型快速绘制煤层预想剖面图,实现了平面图与剖面图的对应处理,可以在平面图上获得剖面图上的相关数据进而修正平面图,也可以在剖面图上获得平面图上的相关数据进而修正剖面图。
(9)储量管理主要实现各资源储量块段的数据管理及数据分析。
实现储量数据、资料的远程填报、管理与汇总,并可以根据业务部门实现部门角色与权限的控制。
(10)防治水管理主要于GIS按照国家安全生产监督管理总局令第28号要求实现防治水专题图形的绘制、编辑与分析应用等。
基于工作流、计算机网络、WebGIS技术面向煤矿防治水流程化、集团化远程管理防治水文档、图形与台账在线管理等。
2项目关键技术支撑及其架构煤矿地测管理信息系统就是一个以地理信息为基础,应用计算机网络与通讯、数据库系统与可视化编程应用等技术实现煤矿地质、测量、水文与储量三量管理的软件。
2、1地理信息系统概念及相关介绍2、1、1地理信息系统概念地理信息系统既就是管理与分析空间数据的应用工程技术,又就是跨越地球科学、信息科学与空间科学的应用基础学科。
其技术系统由计算机硬件、软件与相关的方法过程所组成,用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模与显示,以便解决复杂的规划与管理问题。
地理信息系统处理、管理的对象就是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析与处理在一定地理区域内分布的各种现象与过程,解决复杂的规划、决策与管理问题。
通过上述的分析与定义可提出GIS的如下基本概念:(1)GIS的物理外壳就是计算机化的技术系统,它又由若干个相互关联的子系统构成,如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理与分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等,这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式与产品输出的类型。
(2)GIS的操作对象就是空间数据与属性数据,即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。
空间数据的最根本特点就是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码,实现对其定位、定性与定量的描述、这就是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志,也就是其技术难点之所在。
(3)GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力,可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息,实现地理空间过程演化的模拟与预测。
(4)GIS与测绘学与地理学有着密切的关系。
大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量与遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺与精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速与自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富与更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。
地理学就是GIS的理论依托。
有的学者断言,“地理信息系统与信息地理学就是地理科学第二次革命的主要工具与手段。
如果说GIS的兴起与发展就是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴起与发展将就是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展与提高开辟一个崭新的天地”。
GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。
图2-1 典型的GIS示意图2、1、2地理信息系统发展背景35,000年前,在Lascaux附近的洞穴墙壁上,法国的Cro Magnon 猎人画下了她们所捕猎动物的图案。
与这些动物图画相关的就是一些描述迁移路线与轨迹线条与符木。
这些早期记录符合了现代地理信息系统的二元素结构: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:科学方面或户口普查资料。
20世纪初期世纪将图片分成层的“照片石印术”得以发展。
直至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。
1963年,加拿大测量学家R、F、Tomlinson首先提出“地理信息系统”这一概念,并建立了世界上第一个地理信息系统——“加拿大地理信息系统",用于自然资源的管理与规划。
1965年,美国哈佛大学土地测量专业的一名学生J、Dangermond 在其毕业论文中,设计了一个简单的GIS系统,并在毕业后于1969年成立了Esri公司,成为推动GIS发展的重要里程碑。
1967年世界第一个投入实际操作的GIS系统由联邦能量、矿产与资源部门在安大略省的渥太华开发出来。
这个系统就是由Roger Tomlinson开发的,被称为“Canadian GIS”(CGIS)。
它被用来存储,分析以及处理所收集来的有关加拿大土地存货清单(CLI)数据。
CLI 通过在1:250,000的比例尺下绘制关于土壤,农业,休闲、野生生物、水鸟、林业,与土地利用等各种信息为加拿大农村测定土地能力,并增设了了等级分类因素来进行分析。
CGIS就是世界的第一个“系统”, 并且在“绘图”应用上进行了改进,它具有覆盖,测量,资料数字化/扫描的功能,支持一个跨越大陆的国家坐标系统,将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”,并且将属性与位置的信息分别存储在单独的文件中。
它的开发者,地理学家Roger Tomlinson,被称为“GIS之父”。
CGIS一直持续到20世纪70年代才完成,但这花费了太长的一段时间,因此在它最初发展期,不能与如Intergraph这样的销售各种商业地图应用软件的供应商竞争。
微型计算机硬件的发展使得象ESRI 与CARIS那样的供应商成功地兼并了大多数的CGIS特征,并结合了对空间与属性信息的分离的第 1 种世代方法与对组织的属性数据的第2种世代方法入数据库结构。
20世纪80年代与90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站与个人计算机飞速增长。
至20世纪末,在各种系统中迅速增长使得其在在相关的少量平台已经得到了巩固与规范。
并且用户开始提出了在互联网上查瞧GIS数据的概念,这要求数据的格式与传输标准化。
2、1、3地理信息系统发展趋势(1)趋于综合性发展GIS、遥感(RS)与全球定位系统(GPS)3S集成技术的发展在世界各国引起了普遍重视。
RS主要侧重于信息获取与动态监测;GIS主要就是空间信息的管理、分析;GPS就是空间定位、导航。
GIS的综合性发展趋势还体现在与OA、Internet、多媒体、虚拟现实等技术的集成。
(2)开放式GISGIS数据共享与交互式操作促进GIS社会化发展。
开放式GIS协会(OGC)打破当前GIS业各地区、各单位、各企业各自为营的局面,促进GIS社会化发展。
(3)产业化发展GIS产业对象主要包括:硬件、软件、数据采集与数据转换、电子数据、遥感信息获取与处理、系统开发与集成、咨询与技术服务。
(4)向组件式发展采用面向对象技术开发组件式GIS就是GIS软件发展的必然趋势,GIS软件的可配置性、可扩展性与开放性将更强,进行二次开发将更方便。
2、1、4地理信息系统特点与优势(1)GIS的操作对象就是空间数据空间数据包括地理数据、属性数据、几何数据、时间数据。
GIS 对空间数据的管理与操作,就是GIS区别于其它信息系统的根本标志,也就是技术难点之一。
(2)GIS的技术优势在于它的空间分析能力GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索与复杂的查询功能、强大的图形处理与表达、空间模拟与空间决策支持等,可产生常规方法难以获得的重要信息,这就是GIS的重要贡献。
(3)GIS与地理学、测绘学联系紧密地理学就是GIS的理论依托,为GIS提供有关空间分析的基本观点与方法。
测绘学为GIS提供各种定位数据,其理论与算法可直接用于空间数据的变换与处理。
(4)GIS与CAD、CAM相同点:均可处理非图形的属性数据;都可以对空间数据建立空间相关关系,对所描述对象的拓扑关系进行处理。