地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用

第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用

假如你去北京參觀奧運會場館，北京這么大，你怎么才能夠找到你要去看比賽的場館呢？

除了以上我們同學(xué)們所想到的以外，還可以怎么辦呢？

假設(shè)你乘火車到達北京西站，我們下面利用某網(wǎng)站的提供的地圖功能，來試一下如何查詢到從北京西站到鳥巢?一、地理信息系統(tǒng)(GIS)1.概念：GIS是一種以采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。2.區(qū)別：一般的信息系統(tǒng)：只能存儲、管理數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)：能顯示數(shù)據(jù)的空間分布，具有空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計、預(yù)測。1、位置即在某個地方有什么。位置可以是地名、郵政編碼或地理坐標等：如在一個陌生城市。我們可以利用它調(diào)出所在位置附近的地圖，查詢目標地點。2、條件即符合某些條件的實體在哪里：如在某個地區(qū)尋找面積不小于l000M2的,不被植被覆蓋的,且地質(zhì)條件適合建大型建筑的區(qū)域

我們利用GIS，除了像上面所列舉的尋找道路以外，我們還能利用它做些什么呢？4、模式即在某個地方的空間實體的分布模式。模式分析揭示了地理實體之間的空間關(guān)系。5、模擬即某個地方如果具備某種條件會發(fā)生什么。通過模擬的，分析現(xiàn)實的。3、趨勢即在某個地方發(fā)生的某個事件及其隨時間的變化過程。2.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

開拓期20世紀60年代鞏固發(fā)展期20世紀70年代大發(fā)展期20世紀80年代

用戶時代20世紀90年代后GIS的四個發(fā)展階段（1）、國際的發(fā)展（2）我國的GIS的發(fā)展特點：起步晚；速度快開始起步20世紀80年代初快速發(fā)展20世紀90年代向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展21世紀3.地理信息系統(tǒng)的組成GIS軟件硬件應(yīng)用模型數(shù)據(jù)人員

包括從事GIS開發(fā)的專業(yè)人員，包括使用GIS的用戶

提供存儲、顯示、分析地理數(shù)據(jù)的功能。主要包括：數(shù)據(jù)輸入與編輯、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示與輸出等GIS硬件組成：計算機主機、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、存儲設(shè)備

解決實際問題的數(shù)學(xué)模型：人口擴展模型、商業(yè)選址模型、路徑分析模型等

GIS數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)；圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)

GIS是如何工作的呢？4.地理信息系統(tǒng)的工作過程

地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲、地理數(shù)據(jù)的操作和分析，以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。（1）建立地理數(shù)據(jù)庫：建設(shè)GIS的首要工作。紙質(zhì)地圖掃描圖像處理圖像拼接圖像剪裁圖像配準矢量化（自動、人工）編輯與修改閱讀P79《地圖數(shù)字化過程》（2）GIS數(shù)據(jù)存儲采用“分層”技術(shù),即將地圖中的不同地理要素，存儲在不同的“圖層”中。將不同的“圖層”要素進行重疊，就形成了不同主題的地圖。水系土地利用地形居民點地塊用來存儲不同信息的GIS圖層（3）對GIS數(shù)據(jù)的操作與分析，是GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過對GIS數(shù)據(jù)的操作，可以使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以直觀的形式表現(xiàn)出來，這種形式可以是圖形、地圖或表格。用戶和決策者對操作結(jié)果進行判斷分析，能獲得有用的信息。（4）GIS的輸出，是指將編輯好的GIS信息在計算機顯示器的屏幕上顯示，或通過繪圖儀、打印機等輸出的過程。并且在GIS中，地理要素可以放大或縮小，一般可以輸出地形圖、專題圖和坡面圖，以及三維圖。地圖計算機顯示地圖輸出

通過前面的學(xué)習(xí)，我們初步了解了GIS，了解到GIS在我們社會的很多領(lǐng)域都有廣泛的運用，下面我們通過一些實例，來看一下怎樣利用GIS解決一些實際問題？探究活動：P81ＧＩＳ二、地理信息系統(tǒng)與城市管理

目前，GIS廣泛應(yīng)用與資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用：城市規(guī)劃和管理

主要是利用GIS技術(shù)進行城市規(guī)劃設(shè)計、工程選址等，也可以進行城市管理和輔助決策?；A(chǔ)設(shè)施管理

城市的基礎(chǔ)設(shè)施，如道路交通、電力、電信等，都具有明顯的地理空間特征。利用GIS能夠完成工程設(shè)計、應(yīng)急搶修、日常維護等工作，可大幅度提高工作效率。圖1寧波市道路現(xiàn)狀圖圖2寧波市道路總體規(guī)劃圖

公交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

圖3寧波市公交網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀圖

圖4寧波市公交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖

閱讀Ｐ８３土地利用與管理

土地利用涉及土地利用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、土地權(quán)屬關(guān)系變更等內(nèi)容。GIS技術(shù)可以有效完成對土地利用狀況的監(jiān)控和管理，提高工作質(zhì)量于效率。生態(tài)環(huán)境管理

應(yīng)用GIS技術(shù)，可以實現(xiàn)城市生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境評價、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。三、GIS的新進展網(wǎng)絡(luò)GIS

網(wǎng)絡(luò)GIS的應(yīng)用，一類是給予Internet的服務(wù)；另一類，是基于Intranet的企事業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理。三維GIS與虛擬GIS多媒體GIS二維多媒體GIS例：

甲圖為一幅具有林木、河流和住房的景觀圖，乙圖是根據(jù)該圖而建立的空間數(shù)據(jù)模型。由此比較地圖與地理信息系統(tǒng)對地物的表示有何差異。解析：該題的命題目的主要是要我們知道地理信息系統(tǒng)是如何建立的，如何將地面地理信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)。從題中我們可以看出地理信息系統(tǒng)簡要的工作程序，是將區(qū)域內(nèi)地物的有關(guān)信息(林木、河流和住房)轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以識別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立起區(qū)域地物信息數(shù)據(jù)模型和空間模型。首先建立區(qū)域的柵格結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)區(qū)域大小，將乙圖空間按規(guī)則分成一個個小塊，地物所在位置用它們所占據(jù)的柵格的行、列號來定義，地物屬性通過賦予柵格屬性值來表示，如林木用s表示，河流用r表示，住房用h表示。這樣，地圖就轉(zhuǎn)變成了空間數(shù)據(jù)，將其儲入計算機，就可建立這個區(qū)域的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。從中可以看出地理信息系統(tǒng)與地圖在許多方面有相同，也有不同的地方。(1)儲存信息的形式不同。地理信息系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)模型，以數(shù)據(jù)庫的形式儲存地理空間數(shù)據(jù)，而地圖以圖紙的形式保存地理信息。(2