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關鍵詞:GIS 地理 信息 系統 應用
中圖分類號: G623.45文獻標識碼: A
正文:
1 GIS 地理信息系統相關背景概述
1.1 地理信息系統的概述
地理信息系統最初被提出的時候是在上個世紀的六十年代,由一個加拿大的測量學家提出,這樣就使得加拿大地理信息系統逐漸形成。地理信息系統在提出以后在很多的國家都得到了應用,而且效果是非常好的。我國在經濟發展有一定成績的時候才引入了地理信息系統,并且在我國的很多行業都得到了應用,在實際的應用中,地理信息系統的效果非常好,對我國的經濟發展和建設有很大的促進作用。地理信息系統作為一個綜合性非常強的應用系統,主要是對地球表層的空間物體進行研究,將其地理位置和視圖信息進行結合,然后結合幾何學和地理學的相關知識,利用計算機技術和 CAD制圖技術等先進的技術繪制出來地理圖形,然后對相關的數據進行采集和儲存,通過這樣的方式提供地理空間信息。地理信息系統是以地理信息數據作為發展的基礎,同時利用計算機技術來對空間地理信息進行分析。地理信息系統在出現的時候是為了更好的解決地理方面的問題,但是在發展過程中,對金融、電力、交通、水利等行業的發展也是效果很顯著的,對促進經濟更好發展的作用是非常明顯的。
1.2 GIS 地理信息系統工作原理分析
地理數據的來源是非常廣泛的,其中包含著地圖數據,也包含著地形圖像等文件形式的相關影像、資料和軟件。在地圖方面通常是利用數字化儀器對所需要的地形來進行處理的,然后在地理信息系統中對相關的信息進行輸入。地理信息系統是可以進行數字化的操作的,但是在進行操作的時候不能使用掃描儀將地圖直接掃描成為圖像文件或者是表格類的文件,但是可以直接轉變成為視圖形式。隨著空間技術的不斷發展,現在的遙感技術和地球定位技術在發展中已經慢慢成為了地理信息系統中獲取數據的重要手段,其中,地球定位技術的不斷發展使得現在的定位精度和靈活性得到了明顯的提高,使得現在的測量技術在發展過程中技術是無法比擬的。地理信息系統在信息儲存方面方式是比較單一的,一般在進行儲存的時候,一副完整的地圖通常包含著兩種基本信息,分別是空間信息和描述性信息。空間信息主要是對地理特征的基本因素進行反映,主要包括地理特征中的位置和形狀,描述性信息主要對地理特征中的一些基本的原件進行反映,分別包括地圖中的點特征和線特征。點特征主要是對獨立的位置進行反映,在地圖中對象通常是比較小的,這樣就使得無法用線性特征進行反映,同時也不能用面積特征進行反映。線性特征是由一些有序的坐標點連接而成的,主要是因為在地圖中對象的寬度不夠,無法形成面積區域,這樣就使得在進行描述的時候要采用線性特征來進行反映。線性特征進行反映的時候同時也能對一些根本就不存在寬度的地圖對象進行反映,例如等高線。面積特征主要反映的是封閉地形區域,其中包含著相同性質的區域。在地圖中,地圖對象的相關地理特征和非空間特征都是利用一些特殊的符號來進行反映的,這樣使得人們在進行地圖觀看的時候能夠更直接的對地圖中的信息進行掌握。地理信息系統在進行地圖儲存的時候,并不是進行傳統意義上的計算機地圖文件進行儲存,而是要利用數據庫的形式來進行儲存,在地理信息系統中數據庫是非常重要的組成部分,是地理信息系統區別于其他繪圖系統的重要特征。人們在使用地理信息系統的時候,可以直接對空間信息數據庫進行訪問,同時對要了解的相關地理數據就可以直接進行分析和處理,然后在計算機屏幕上進行直接的顯示。地理信息系統在對空間信息的數據庫進行使用的時候,可以對描述性數據庫進行同時的訪問,這樣可以利用一定的識別代碼將兩者進行必要的聯系,這樣用戶在使用系統的時候可以對地理信息進行雙向的查詢。
2 GIS 地理信息系統具體應用分析
2.1 在城區規劃中可以利用 GIS 將城區數據信息進行分類匯總歸到統一系統中,再對城區進行整體規劃與開發。一般包括城鎮的總體規劃、用地適宜性的評價、道路交通的規劃、環境質量評價、公共設施的配置、城區環境動態檢測這幾方面,實現這些功能需要依靠 GIS 空間搜索技術、多種信息疊加分析處理技術。
2.2 在資源以及環境保護中的應用
對資源進行清查是 GIS 的基本職能之一,利用 GIS 地理信息系統基本分析及統計功能,為資源環境保護提供各類有效信息,同時可以建立相應的數據模型,為政府作決策提供相應的幫助與依據。
2.3 GIS 地理信息系統在道路交通規劃中的應用
近幾年來,GIS 地理信息系統已經被廣泛應用于道路交通規劃方面,并形成了道路交通專業地理信息系統,即 GIS-T 系統。道路交通規劃中,GIS 一般是通過對地形圖以及道路網絡等空間數據進行分析,進行路廊設計和道路管理等工作,主要是對道路進行動態分段管理,道路數據庫里,記錄的道路屬性起點到原點距離,不是真的將道路進行切斷存儲,而是為了適應動態分析、流量分析以及路徑分析等。
2.4城市規劃和管理中的應用
目前,由于城市化進程的加快,造成城市規劃業務急劇膨脹,僅以當前技術手段進行城市規劃建設顯然已經無法滿足要求。于是,城市規劃電子報批這一全新的報批模式開始嶄露頭角。簡單來說,電子報批將傳統的報批由紙介質轉化為電子介質,并通過一套計算機程序加以規范,從而實現計算機輔助審批報批圖件。GIS作為城市規劃電子報批中一項重要而先進的技術,在其中發揮著至關重要的作用。首先,GIS可以使得規劃審批手段標準化。傳統的城市規劃報批多為人工完成,這就難免造成一些細節方面的錯誤和漏洞,使得報批過程旁生枝節,徒增麻煩。而融入了GIS的電子報批的方式則將彌補這方面的缺陷,大大提升報批,審批的效率。隨著GIS的成熟,城市的規劃和管理逐漸變得效率化和規范化,這對社會的可持續發展,加快城市化建設等方面都是極大的利好。
3 GIS 地理信息系統未來發展方向分析
3.1 4S 技術集成以及三維 GIS 技術的研究與發展
4S 技術集成指的是將 RS 遙感、GPS 全球定位技術、地面測量以及調查資料當作數據來源以及數據更新的手段;將 GIS 地理信息系統當作成搜集、分析與管理空間數據平臺;將 ES 即專家系統當作實現決策與管理自動化及智能化的重要手段。現實世界里,地理實體通常具備三維幾何特征。但是目前許多 GIS 技術以及應用都是在二維笛卡爾坐標中建立起來,缺乏分析與管理復雜的三維實體功能,因此,很難適應當前地理科學與相關學科對于三維空間的特征研究要求。未來,三維 GIS 技術的研究和開發將是 GIS 領域研究的重點方向。三維空間中的數據模型、拓撲關系以及數據內插、三維實體測量分析、三維可視化和多維圖形的圖解模型都將成為當前 GIS三維技術研究中的重點關注內容。
3.2 GIS 地理信息系統網絡化發展方向分析
隨著計算機及信息化技術的發展,GIS 技術將大力引進網絡技術,通過網絡信息技術的運用,將大大提高 GIS 地理信息系統的數據獲取以及分析處理能力。當前,萬維網的建立方便了 GIS 地理信息系統對數據獲取以及分析利用,并且可以利用網絡瀏覽器建立地理信息數據資源的共享平臺,從而有利于地理信息的使用者可以更為方便的利用 GIS 技術獲取與處理相關信息。在這種模式下,GIS 對數據的獲取不用局限在現實空間里,而是可以通過網絡。
4 結語
地理信息系統在發展的過程中經歷了漫長的過程,同時技術也在不斷的完善。地理信息系統是一門綜合性的學科,其中包含著地理科學、信息技術和遙感技術以及全球定位技術。這些技術的應用使得地理信息系統更加的完善,同時在精確度方面效果更加的好,因此,地理信息系統被應用到了很多的領域中。
關鍵詞:GIS;發展;演化
一、前言
地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達空間數據的信息系統。其既是表示、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的“工具”,也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”,同時還是一門關于空間信息處理分析的“科學技術”。
二、GIS的提出和迅速發展
50年代,由于電子計算機科學的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學中的應用,使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據,并希望通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務,這樣就導致了地理信息系統的問世。
1956年,奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數據庫,隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發展土地信息系統(LIS),用于地籍管理。1963年,加拿大測量學家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統這一術語,并建立了世界上第一個GIS—加拿大地理信息系統(CGIS),用于自然資源的管理和規劃。稍后,美國哈佛大學研究出SYMAP系統軟件。但是,由于當時計算機技術水平不高,存儲量小、磁帶存取速度慢,使得GIS帶有更多的機助制圖色彩,地學分析功能極為簡單。當時的系統能實現手扶跟蹤數字化地圖,進行地圖數據的拓撲編輯,分幅數據的拼接,并發展了基于柵格的操作方法。
進入70年代以后,由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展,尤其是大容量存取設備—磁盤的使用,為空間數據的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發展增強了人機對話和高質量圖形顯示功能,促使GIS朝著實用方向迅速發展。一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。GIS這一技術成為一個引人注目的領域。
三、80年代的GIS—地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)
80年代是GIS在理論、方法和技術上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規模和超大規模集成電路的問世,推出了第四代計算機,特別是微型計算機和遠程通訊傳輸設備的出現,為計算機的普及應用創造了條件,加上計算機網絡的建立,使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外,軟件開發工具的廣泛應用和數據庫技術的推廣,推動了GIS的數據處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術的進一步發展,并逐步走向成熟。GIS的應用從解決基礎設施的規劃(如道路、輸電線等)轉向更加復雜的區域開發問題。當時,GIS已跨越國界,在全世界范圍內全面推廣,應用領域不斷擴大,并與衛星遙感技術結合,開始應用于全球性的問題(如全球變化、全球沙漠化監測等)。因此,國際著名的GIS專家,即前面提到的R.T.Tomlinson認為:“如果70年代是GIS發展的鞏固時期,那么80年代則是國際上GIS發展具有突破性的年代”。這個時期,GIS還保留有地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)的含義和意思。
四、90年代的GIS—地理信息科學(GeographicInformationScience,GIS)
地理信息系統技術的應用大大提高了人類處理和分析大量有關地球資源、環境、社會與經濟數據的能力,而地理信息系統技術及其應用的進一步發展則必須以地球信息機理理論為基礎。陳述彭院士在論述地理信息系統發展時強調了對于地球信息基礎理論的研究,并指出地球信息基礎理論的實質內容:地理信息系統已不僅僅限于物質流與能量流的信息載體,而且包括研究地學信息流程的動力學機理與時空特征、地學信息傳輸機理及其不確定性(多解)與可預見性等;并認為:Geo-Informatics不同于Geomatics,在于這個Info還包括很多地學規律,其分析模型必須以地學為基礎。
Goodchild于1992年提出地理信息科學(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科學主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題,如數據的獲取和集成、分布式計算、地理信息的認知和表達、空間分析、地理信息基礎設施建設、地理數據的不確定性及其對于地理信息系統操作的影響、地理信息系統的社會實踐等。地理信息科學的提出是地理信息系統技術及應用發展到相當水平后的必然要求,它是在人們不再滿足于僅僅利用計算機技術來對地理信息進行可視化表達及其空間查詢,而強調地理信息系統的空間分析和模擬能力時產生的;它在注重地理信息技術發展的同時,還注意到了與地理數據、地理信息有關的其他一些理論問題,如地理數據的不確定性、地理信息的認知以及社會對于地理信息技術運用于實踐的認可等。由此可見,地理信息科學在地理信息技術研究的同時,還指出了對于支撐地理信息技術發展的基礎理論研究的重要性。世紀之交,由于地理信息系統的應用日益廣泛,加上航空和航天遙感、全球定位系統、數字網絡(Internet)和地理信息系統等現代信息技術的發展及其相互間的滲透和整合,逐漸形成了以地理信息系統為核心的地球空間信息集成化技術系統,為解決區域范圍更廣、復雜性更高的現代地學問題提供了新的分析方法和技術保證;同時,這些現代信息技術的綜合發展及其應用的日益深廣,掀起了全球變化研究與對地觀測計劃的新高朝,于是時勢造英雄,促使一門新興的交叉學科“地理信息科學”的脫穎而出。這個時期,GIS己經漸變地含有地理信息科學(GeographicInformationScience,GIS)的含義和意思。
五、現在的GIS—地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)
近年來,隨著地理信息產業的建立和地球數字化產品的普及應用,GIS的發展進入到各行各業乃至各家各戶的用戶時代,成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。這個時期,社會對GIS的認識普遍提高,需求大幅度增加,地理信息系統已成為許多機構(特別是政府決策部門)必備的工作和決策咨詢系統。國家級乃至全球級的地理信息系統已成為公眾關注的問題,地理信息系統已被列入“信息高速公路”計劃,也是美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰略的重要組成部分。地理信息系統的研究和應用正逐步形成行業,具備了走向產業化的條件。
近來,個人數字助理(PersonalDigitalAssistant,PDA)、移動電話的普及給新的應用創造了許多機會。這樣的應用有流動工作人員和基于位置服務。流動工作人員,顧名思義,他們工作在遠程位置,如客戶處、分公司或者野外現場。這些工作人員經常要為完成某項任務下載一段所需的數據,在遠端使用這段數據,然后在每天工作結束的時候將改動更新(同步地)到主數據庫上。這種場景的一個重要方面是:客戶端保留有數據,并以離線方式在本地對數據進行操作。基于位置服務的使用是近年來出現的一個重要趨勢,這類服務徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統(GPS)的應用,可以很容易確定任何一個客戶/使用者的精確位置,并根據用戶的地理位置提出最佳解決方案。基于位置服務的影響和重要性促使開放GIS協會(OpenGISConsortium,OGC)提出了開放位置服務(OpenLocationService,OpenLS),希望能夠將地理空間數據和地理操作的資源集成到位置服務和電信基礎設施中去。美國聯邦政府已于2001年10月頒布了規定:所有蜂窩電話的位置在67%的使用時間里必須是可追蹤的,追蹤精度為125米。這樣,一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念,與此同時,對于空間技術的需求卻在不斷增長。位置服務(LocationBasedService,LBS)的巨大魅力在于通過固定或移動網絡發送GIS功能和基于位置信息,從而在任何時間應用到任何人、任何位置和任何設備上。當前,LBS已成為科學研究、技術發展和市場開拓領域共同的熱點話題。此時,GIS已朝著地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)的方向發展。
六、結論
關鍵詞:測繪高新技術;地理信息;數字城市;地理國情監測
一、引言。
隨著科學技術的不斷進步,測繪科技也在加速創新。傳統的測繪方式已逐步被測繪高新技術“3S”技術和“4D”產品所取代。傳統的測繪方法:如三角測量、大平板儀測圖、普通航攝儀測圖等已經徹底淘汰,而水準測量、光電測距、部分解析法測圖、三角高程測量將作為測繪高新技術的輔助手段繼續存在。傳統測繪技術形成的成果圖件稱為手測圖,后經計算機掃描及矢量化完成的成果不能稱之為數字化成果,只能稱為半數字化,其精度不高,更新慢。而用3S技術通過特殊軟件及設備加工處理生產出的4D產品則為真正意義上的數字化成果。完成這一產品的過程只有現代地理信息技術才能實現。地理信息產業、國情地理監測涵蓋了整個測繪領域和過程。然而,隨著測繪內容的越來越豐富,測繪名詞成因需要進一步規范
二、傳統測繪產業和測繪高新技術的提法。
有人認為:現在從事的小范圍測繪項目和非數字城市項目都屬于傳統測繪產業,這個提法不確切,現在不管大小項目,為客戶提供各種測繪服務都是采用高科技技術手段完成的,不存在傳統不傳統的問題,比如小區域測圖,控制部分都是由GPS來完成,測圖部分大部分用航片外業調繪(航片用遙感技術獲得),內業用配套軟件計算機處理完成,而更小一點范圍測圖使用全站儀外業采集數據,內業編輯成圖精度更加可靠。因此就測繪產業本身來講不存在傳統的,而是測繪方法及手段存在傳統和非傳統說法。
三、地理信息、地理信息系統、地理信息產業
1、地理信息(Geographic Information)是指與空間地理分布有關的信息,它表示地表物體和環境固有的數量、質量、分布特征,聯系和規律的數字、文字、圖形、圖象等的總稱。地理信息代表三維空間信息。具備區域性、多維性和動態性。其動態性主要用于測繪生產實踐,它表示地理信息的動態變化特征,即時序特征。可以按照時間尺度將地球信息劃分為超短期的(如臺風、地震)、短期的(如江河洪水、季節溫度)、中期的(如土地利用、作物估產)、長期的(如數字城市、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。地理信息常以時間尺度劃分成不同時間段信息,這就要求及時采集和更新地理信息,并根據多時相區域性指定特定的區域得到的數據和信息來尋找時間分布規律,進而對未來作出預測和預報。
2、地理信息系統是在計算機軟硬件支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性,以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統(簡稱GIS)。GIS是一種計算機系統,它具備一般計算機系統所具有的功能,如采集、管理、分析和表達數據等功能。其次,GIS處理的數據都和地理信息有著直接間接的關系。地理信息是有關地理實體的性質、特征、運動狀態的表征和一切有用的知識,而地理數據則是各種地理特征和現象間關系的符號化表示,包括空間位置、屬性特征(簡稱屬性)及時域特征三部分。空間位置數據描述地物或現象所在位置;屬性數據有時又稱作非空間數據,是屬于一定地物或現象、描述其特征的定性或定量指標;時域特征是指地理數據采集或地理現象發生的時刻或時段。由此,可以簡單地定義地理信息系統為用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統。地理信息系統是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統。依照其應用領域,地理信息系統可分為土地信息系統、資源管理信息系統、地學信息系統等。
3、地理信息產業,是以現代測繪技術和信息技術為基礎發展起來的綜合性產業。既包括 GIS(地理信息系統)產業、衛星定位與導航產業、航空航天遙感產業,也包括測繪業和地理信息技術的專業應用,還包括LBS(基于位置服務)、地理信息服務和各類新興技術及其應用。
開發地理信息系統都是為完成地理信息產業服務的,近些年,各行各業都在開發地理信息系統,無論哪個行業開發都離不開測繪科技,地理信息系統必須有基礎信息平臺,這就是所屬區域的基礎測繪資料,所以,測繪技術的日新月異,使實現社會信息化變為可能。
四、數字城市。
數字城市是城市基礎地理空間框架,是數字化城市管理系統簡稱,是數字省和國家的重要組成部分,數字城市以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎,以寬帶網絡為紐帶,運用遙感、全球定位系統、地理信息系統、遙測、仿真-虛擬等技術,對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述,即利用信息技術手段把城市的過去、現狀和未來的全部內容在網絡上進行數字化虛擬實現。數字城市建設成果是用強大的地理信息系統來完成的,是科學技術的綜合體現,數字城市系統開發建設為城市管理提供方便快捷服務。
五、地理國情監測。
地理國情監測是綜合利用全球衛星導航定位技術(GNSS)、航空航天遙感技術(RS)、地理信息系統技術(GIS)等現代測繪技術,綜合各時期已有測繪成果檔案,對地形、水系、交通、地表覆蓋等要素進行動態和定量化、空間化的監測,并統計分析其變化量、變化頻率、分布特征、地域差異、變化趨勢等,形成反映各類資源、環境、生態、經濟要素的空間分布及其發展變化規律的監測數據、地圖圖形和研究報告。地理國情監測通過對地理國情進行動態測繪、統計,從地理的角度來綜合分析和研究國情,為政府、企業和社會各方面提供真實可靠和準確權威的地理國情信息。推進地理國情監測工作,必須建立在豐富翔實的地理信息資源積累基礎之上,不僅需要掌握各時期的歷史檔案數據,還要加快地理信息動態監測,及時更新地理信息。做為測繪工作者要肩負起測繪發展的歷史使命,測繪隊伍要制定人才發展戰略,加快裝備的現代化。為我國測繪事業發展多做貢獻。
[關鍵詞]地理信息 GIS 發展 應用
[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-3-278-1
0引言
GIS的發展一方面使得計算機知識得到了推廣和應用,另一方面也提高了我國信息技術。對基于計算機技術的GIS 技術的發展趨勢進行探討,能夠有效指導GIS 研究工作的開展。
1地理信息系統概述
1.1地理信息系統的基本概念
地理信息系統(GIS腸eogarphiealIL-oflrmationSystem)是一種決策支持系統,具有信息系統的各種特點,一方面,它是一門介于地球科學與信息科學之間的交叉類學科,另一方面它是在計算機硬件和軟件系統的支持下對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的技術系統。綜合而言它是為區域和工程規劃、設計、管理決策服務的信息加工與管理技術的學科池是一種綜合性強、適用性廣的工具。
1.2地理信息系統的構成
地理信息系統(GSI)是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示,以便解決復雜的規劃和管理問題。
1.3地理信息系統(GSI)的特征
地理信息系統具有以下三個方面的特征:1.具備采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力具有很強的空間性和動態性;2.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預測的能力,并能產生高層次的地理信息;3.由計算機系統支持進行空間地理數據管理。并由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析方法作用于空間數據,產生有用的信息并完成人類依靠傳統方法難以完成的任務。
2地理信息系統的基本功能
地理信息系統(GIS)的基本功能體現在6個方面:1.數據的采集與編輯,用于獲取數據,保證GIS數據庫中的數據在內容與空間上的完整性。2.數據轉換與處理,保證數據在入庫時內容上的完整性,邏輯上的一致性。3.數據的存儲和管理功能地理信息數據庫管理系統是數據存儲和管理的高新技術,包括數據庫定義、數據庫的建立與維護、數據庫操作、通訊功能等。4.制圖功能根據GIS的數據結構及繪圖儀的類型,用戶可獲得矢量化的地圖或柵格地圖。可以為用戶輸出全要素地圖,也可以根據用戶需要分層輸出各層的地圖。5.空間查詢與空間分析功能包括拓撲空間查詢、緩沖區分析、數字高程模型的建立、地形分析等等。6.二次開發和編程功能用戶可以在自己的編程環境中調用GIS的命令和函數,或者GIS系統將某些功能做成專門的控件供用戶開發使用。
3 GIS的發展
3.1 GIS軟硬件技術
隨著計算機技術的發展,讓GIS能夠將更為復雜、更為大量的計算任務完成,使其所處理的空間分析和圖形更加復雜等等優勢。此外,努力改善開發平臺能力能夠決定GIS技術的發展,并能將軟件的可移植性增強和其所應用的領域擴大化,在相關技術的輔助下,將GIS系統的集成度和用戶友好度提高。美國的ARC/INFO、MAPINFO,澳大利亞GENAMAP和加拿大的TITAN/GIS、PCI是目前較好的GIS開發平臺;而國內中國地質大學的MAP/GIS和北大遙感所的CITYSTAR軟件也比較好。這些都是較為強大的二次開發功能;但在各個領域的開發利用的重點不一樣,在數據結構、集成化和智能化都有所不同。
3.2 MGIS―多媒體GIS
多媒體技術能夠將聲、像、圖、文和通訊等集合到一體,通過最為直觀的方式和感知信息,以及形象可感的、甚至能夠聲控對話的人機界面對信息處理進行操縱。GIS的系統結構、系統功能及應用模式的設計深受多媒體技術的影響,多媒體技術能夠讓呈現更為豐富、靈活、友好的表現形式。多媒體地理信息系統(MGIS)實現了文字、圖形(圖像)、色彩、聲音、色彩、動畫等技術的融合,使得GIS應用的市場和領域更為廣闊。它一方面能夠將生動直觀、高效快捷的信息服務提供給社會經濟、文化教育、旅游、商業和決策管理等領域,另一方面能夠讓電腦技術真正滲入到人們生活當中。多媒體技術在GIS領域的應用以及具有良好集成能力的MGIS的出現,都是技術發展的必然結果。
3.3 WebGIS技術
基于Web的GIS系統綜合利用了信息處理、計算機圖形學、數據庫、Internet、地理信息系統(GIS)、軟件工程等先進技術,借助現代網絡通信設備,使各類數據能夠很方便的到網絡上。達到了由用戶自定義數據檢索方式、自定義圖形層結構、在網絡上直接處理數據,顯示各類圖形等目標。
4 GIS技術的應用
4.1 GIS在地理學中的應用
一般來說,地理學任何一門分支學科在具體的研究過程中,都必須收集前人的成果資料,并進行調研和分析測試,上述數據則是GIS信息管理分析的重要數據源之一,它和專題地圖提供的數據以及各種遙感數據構成了GIS的三大數據源。在地理學的研究工作中,不管研究對象、研究目的有何差異,三種類型的基本數據是利用GIS進行管理與分析的必要條件;然后針對具體問題采用各分支學科的研究方法,解決所要研究的問題;最后可以應用GIS進行專題地圖的編輯處理,或者應用GIS數據庫資料及相應的數據模型對研究對象的現狀或發展趨勢進行分析與預測。
4.2 GIS在環境科學領域的應用
隨著“數字地球”的概念的提出“,數字環保”的概念隨之形成“。數字環保”是在EMIS、DE、DE、GPS等技術的基礎上所衍生的大型系統工程。當前,引進地理信息系統(GIS)技術已經成為當前環境管理信息系統建設的一個熱點,GIS使EMIS的功能更加強大,可實現環境制圖、專題分析、統計分析表現、空間等值分析、模擬結果表現、信息查詢等功能。不僅把環境信息進行科學直觀化,將管理者置身于自然和社會環境中,而且使管理工作變得直觀、生動和全面。GIS除了在環境管理方向有重要的應用之外,在環境規劃、環境監測與評價以及環境影響評價等方面都有重要的應用。
5結束語
在當今這個信息化的社會中,唯有有效地利用自身資源,掌握更全面、更準確的信息,更快地作出科學的決策,才能在激烈的競爭中站穩腳跟,并同時給企業帶來更高的回報。GIS技術在我國取得了廣泛的應用,我們只有正確了解GIS技術發展動向,利用GIS最新技術開發產品,推廣應用,發展產業,才能立足于世界信息技術發展的潮流中。
參考文獻
[1]吳云豐,陳學輝.地理信息系統的應用及發展動態探析[J].硅谷,2014,15:8+5.
[關鍵詞]現代測繪;遙感技術;GIS;應用
中圖分類號:F426.92 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)36-0232-01
一、現代測繪技術概述
當代測繪高科技主要是空間定位技術、航空和衛星遙感技術、地面一體化測量技術和地理信息技術,以及與之相配套的通信技術和系統技術而帶來的上述技術的集成。它是以研究地理信息為主要目的,其研究內容主要包括對地理信息的幾何物理性質的探討,研究地理信息的度量方法,研究地理信息如何產生、提取、變換、檢測、傳遞、存貯、識別和處理,以及研究如何表達和應用地理信息等這些均屬于當代信息科學的研究內容。
二、現代測繪技術具體分析
1、遙感技術
遙感技術的涵蓋范圍相對較為寬泛,其主要包括有衛星遙感、低空航拍、航天攝影等多種方式,此外,根據測量波普性質的不同,還可以將遙感技術分為電磁波遙感、聲學遙感以及物理場遙感等,而隨著科學技術的不斷發展,遙感技術的精確性和適應性也有了顯著的提高,在工程測繪測量方面,采用遙感技術能夠快速有效的得到需要的信息,從而及時的提供工程建設所需的數據,成為其他測繪測量技術的有力補充,其在工程測繪測量工作中發揮著難以替代的重要作用,因為它通過光譜的不同而能反映出地面不同的信息,是標準常規測量只能測出幾何要素做無法達到的功能。
2、全球衛星定位技術
全球衛星定位技術,簡稱GPS,是通過衛星導航定位系統來實現空間精確定位的一種定位及導航技術,由于其功能強大,GPS技術在諸多領域均有著廣泛的應用,將GPS技術引入到工程測量行業當中之后,工程測量技術也得到了極大的發展,由此衍生出的實時動態(RTK)技術便是GPS技術與工程測量技術完美結合的典范,所謂的RTK技術,是建立于基站與流動站之間,流動站以基站的坐標為參考依據和改造依據的坐標處理系統,具體來說,RTK技術,就是將一臺GPS接收機作為原始的坐標點,安裝在坐標已知點位,收集相應的衛星數據,同時,另外一臺GPS接收機則作為流動站對需要測量的區域進行觀測,并對基站的信號進行同步接收與對比,通過相應的計算軟件求出流動站所在的位置,最終得出精度可達厘米級的工程測繪測量數據,RTK測量技術的應用,大大降低了工程測繪測量的工作難度,縮短了工作時間,同時,也有效的提高了測量結果的準確性與可靠性,對工程測繪測量技術的發展起到了十分重要的作用,目前在能用rtk的作業區域基本都已經取代傳統的全站儀進行測量作業。
3、GIS地理信息技術
GIS地理信息技術是建立在計算機技術和數據庫技術的基礎之上,融合了多個領域相關知識的綜合性技術,通過使用地理信息技術,工程測量測繪人員就能夠將地表的標志物與其地理位置一一對應,并利用電子計算機加以表現,從而達到為工程建設提供依據的目的,而在建立GIS系統時,則需要注意對已有信息進行數字化處理,并修補數據中的漏洞與錯誤,使數字地圖的生成有理可依、有據可查,以保證數據的質量,完善系統的使用功能,將地理信息技術應用在工程測繪測量領域當中,可以大大提高空間地理信息的管理效率,降低數據更新與分析的難度,并可以與其他技術完美的結合,推動著工程測繪測量技術不斷向著智能化、自動化與人性化的方向發展。
4、數字化繪圖技術
對于當前的工程測繪中的數字化技術而言,其具體又可分為地圖數字化技術以及數字化成圖手段,下面就對這兩種數字化的技術進行分析探討:
一是地圖數字化技術:在工程的測繪中,對原有的地圖進行需要的數字化處理時,一般均是建立GIS系統的前提下,進行地圖的數字化處理,對這種技術而言:首先,其不僅可以解決相當工作量的建庫工作,而且也能夠減少工程測繪部門需要投入的人力和財力;其次,地圖的數字化技術還能夠對于已有的工程測繪的紙制地圖,當其現勢性以及精度還有測繪要求的比例尺能夠滿足技術的要求時,可以直接利用數字化儀而將其輸入到計算機,再處理之后便能夠生成相應的需要的測繪數字地圖;最后,在地圖數字化技術中能應用手扶跟蹤數字化儀器或者是掃描矢量化的儀器,而對大比例尺的測繪地形圖進行掃描而做到自動提取地圖的多邊形信息,而能夠高效以及保真的對測繪地圖進行需要的數字化處理。
二是數字化成圖手段。對于當前我國的工程圖的測繪而言,數字化成圖技術具有以下優勢:能夠解決傳統測繪中成圖方法復雜而且艱苦以及投入大的問題;數字化成圖對地圖而言,精度高,而對于工作人員來說,勞動強度小,對于管理人員而言,更新方便而且保存管理還有應用及方便;就目前我國的數字化成圖技術而言,其一般采用的模式為內外業一體化或者電子平板,而這兩種模式均具有精度高以及測繪的內外業分工明確等特點而便于對測繪工作人員的分配,從而顯示出較高的成圖效果。數字化是測量發展的必然結果,也是測繪為其他行業服務的使命的必然結果。
三、現代測繪技術的應用
現代測繪技術的應用范圍是非常廣的,它深入到了各個領域中,在這些領域中起到的作用也是越來越大。但是涉及最深的主要有四個方面,分別是礦山測量、濕地、水利工程以及精準農業等方面。
1、 現代測繪技術在礦山測量方面的應用
在礦山測量中遙感技術一直都是處于一個主導的地位,同時涉及到這方面的時間也是比較長的,從而積累了非常豐富的經驗。遙感技術的應用,可以對礦區進行實時監測,隨時獲取礦區中的信息。遙感技術在礦山中主要的作用就是尋找礦源、對礦區的地質和煤層等進行研究。同時,GPS在礦山中也有著十分廣泛的應用,例如對礦區地表的移動進行檢測、對礦區的控制網進行復測或者是建立以及改造、對水文觀測孔高程進行檢測等。就目前現代測繪技術在礦區中的應用來說,應該將礦區資源環境信息系統作為平臺,使用所有的測量技術來獲取數據信息,將收集數據、管理、處理、輸出以及分析融合在一起,建立起一個智能化和自動化的技術系統,以此來確保礦區的穩定發展。
2、 現代測繪技術在濕地方面的應用
通過使用遙感技術對濕地中生物的分布狀況以及其生長和變化的狀況進行實時監測,獲取可靠的、相關的數據,根據這些數據對地理信息系統進行及時的更新,同時根據獲取到的數據分析出濕地的動態變化情況。此外,還可以利用GPS技術對野外的植被、水樣以及土壤等進行常規的調查。以濕地信息的系統功能作為根據可以將其分為兩類,分別是決策支持型信息系統和查詢服務型信息系統。
3、 現代測繪技術在水利工程方面的應用
對于水利工程來說,遙感系統可以對我國的江、河、湖的水位進行全面的監測,當發生水災時,可以對受災的面積進行實時監測。將GIS和RS進行有效的集成,能夠對發生旱災或者是水災的范圍進行預報,為抗災和防災的工作提供了保障。
4、 現代測繪技術在精準農業方面的應用
現代測繪技術在農業中的應用也是十分的廣泛的,其可以使用GPS技術對農田進行空間的定位;使用PS的技術監測農田作物的生長情況和變化;使用GIS的技術為農田建立一個空間數據庫等。現代測繪技術應用在農業中可以對作物的生長情況和環境的變化進行模擬,然后對其進行分析,提供有效的信息和技術,促進現代農業的快速發展。