第一章 GIS技術(shù)

　　1.1 GIS概述

　　一、GIS的定義

　　地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)是以采集、存儲、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究、綜合評價、管理、定量分析和決策服務(wù)而建立起來的一類計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。簡而言之，地理信息系統(tǒng)是以計算機(jī)為工具，具有地理圖形和空間定位功能的空間型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它是一種特殊而又十分重要的信息系統(tǒng)。

　　二、GIS的特征

　　(1)地理信息系統(tǒng)具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。

　　(2)地理信息系統(tǒng)由計算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法、作用與空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息。

　　(3)地理信息系統(tǒng)以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測的能力，并能產(chǎn)生高層次的地理信息。

　　地理信息系統(tǒng)在分析處理問題中使用了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應(yīng)用，從而提供了認(rèn)識地理現(xiàn)象的一種新的思維方法。

　　(4)地理信息系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)空間分析，通過利用空間解析式模型來分析空間數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)的成功應(yīng)用依賴于空間分析模型的研究與設(shè)計。

　　三、GIS的組成

　　一個典型的、完整的GIS，其基本組成一般包括計算機(jī)硬件系統(tǒng)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫)、GIS應(yīng)用模型、GIS用戶五個部分。

　　四、GIS的功能

　　(1)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與編輯

　　主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容與空間上的完整性、數(shù)值邏輯一致性與正確性等。

　　(2)數(shù)據(jù)處理

　　初步的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)格式化、轉(zhuǎn)換、概括。

　　(3)數(shù)據(jù)存儲與組織

　　涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。柵格模型、矢量模型或柵格/矢量混合模型是常用的空間數(shù)據(jù)組織方法。

　　(4)空間查詢與分析

　　(5)圖形與交互顯示

　　地理信息系統(tǒng)為用戶提供了許多用于地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)的工具，其形式既可以是計算機(jī)屏幕顯示，也可以是諸如報告、表格、地圖等硬拷貝圖件。

　　1.2 GIS的應(yīng)用

　　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。

　　資源管理

　　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)計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。

　　資源配置

　　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(jī)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。

　　城市規(guī)劃和管理

　　空間規(guī)劃是GIS的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。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(yùn)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。

　　生態(tài)、環(huán)境管理與模擬

　　區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評價、環(huán)境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。