GIS的应用功能及GIS的应用领域

#GIS资讯#-2018/02/12-

随着人们对空间信息认识的加深及数字化产品的普及,其应用的深度和广度将进一步加深和拓宽。据不完全统计,现实数据库信息中大约75%的信息具有空间性,政府部门信息中大约85%的信息具有空间性。因此,GIS在众多领域都将扮演重要角色,不仅能帮助人们解决全球环境变化和区域可持续发展等重大问题,而且将呈现社会化的应用趋势,成为人们在科研、生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具与手段。

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有关GIS的应用功能,举例如下:

一、资源清查与管理

资源的清查、管理与分析是GIS应用最广泛且趋于成熟的应用领域,也是GIS最基本的职能,包括土地资源、森林资源和矿产资源的清查、管理,土地利用规划、野生动植物保护等。

GIS的主要任务是将各种来源的数据和信息有机地汇集在一起,通过GIS软件生成一个连续无缝的、功能强大的大型地理数据库,该数据环境允许集成各种应用,如通过系统的统计、叠置分析等功能,按照多种边界和属性条件,提供区域多种条件组合形式的资源统计和资源状况分析,最终用户可通过GIS的客户端软件直接对数据库进行查询、显示、统计、制图及提供区域多种组合条件的资源分析,为资源的合理开发利用和规划决策提供依据。

以土地利用类型为例,可输出不同土地利用类型的分布和面积、按不同高程带划分的土地利用类型、不同坡度区内的土地利用现状及不同类型的土地利用变化等,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据。如中国西南地区国土资源信息系统,设置了三个功能子系统,即数据库系统、辅助决策系统和图形系统,存储了1500多项300多万个资源数据。该系统提供了西南地区的一系列资源分析与评价模型、资源预测预报及资源合理开发配置模型。该系统可绘制草场资源分布图、矿产资源分布图、各地县产值统计图、农作物产量统计图、交通规划图及重大项目规划图等不同的专业图。

二、区域规划

区域规划具有高度的综合性,涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化、通讯和金融等众多要素,要把这些信息进行筛选并转换成可用的形式并不容易,规划人员需要切实可行的技术和实时性强的信息,而GIS能为规划人员提供功能强大的工具。

规划人员可利用GIS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析,预测将来的道路等级;工程技术人员利用GIS将地质、水文和人文数据结合起来,进行路线和构造设计;GIS软件的空间搜索算法、多元信息的叠置处理、空间分析方法和网络分析等功能,可帮助政府部门完成道路交通规划、公共设施配置、城市建设用地适宜性评价、商业布局、区位分析、地址选择、总体规则、分区、现有土地利用、分区一致性、空地、开发区和设施位置等分析工作,是实现区域规划科学化和满足城市发展的重要保证。我国大、中城市居多,为保证城市可持续发展,加强城市规划建设,实现管理决策的科学化、现代化,根据加快中心城市规划建设和加强城市建设决策科学化的要求,利用GIS作为城市规划管理和分析的工具,具有十分重要的意义。

三、灾害监测

借助遥感监测数据和GIS技术可有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算及抗震救灾等工作,为救灾抢险和决策提供及时准确的信息。如根据对我国大兴安岭地区的研究,通过普查分析森林火灾实况,统计分析十几万个气象数据,从中筛选出气温、风速、降水、温度等气象要素以及春秋两季植被生长情况和积雪覆盖程度等14个因子,用模糊数学方法建立数学模型以及模型建立的多因子综合指标森林火险预报方法,预报火险等级的准确率可达73%以上。又如黄河三角洲地区防洪减灾信息系统,在Arc/Info GIS软件支持下,借助大比例尺数字高程模型,加上各种专题地图如土地利用、水系、居民点、油井、工厂和工程设施及社会经济统计信息等,通过各种图形叠加、操作、分析等功能,可计算出若干个泄洪区域及其面积,比较不同泄洪区域内的土地利用、房屋、财产损失等,最后得出最佳的泄洪区域,并制定整个泄洪区域内的人员撤退、财产转移和救灾物资供应等的最佳运输路线。

此外,RS与GIS技术在抗震救灾中也有广泛应用。我国是地震多发国家之一,为了尽可能减少在未来地震中的生命和财产损失,必须建立一套地震应急快速响应信息系统。GIS技术作为该系统的基础,在平时建立起来的地震重点监视防御区的综合信息数据库和信息系统基础上,一旦发生大地震,就可借助RS和GIS技术迅速获取震区的各种信息,经过快速处理来获得地震灾害的各种信息,以便实现对破坏性地震的快速响应,防震减灾应急对策建议的即时生成,各种震情、灾情、背景、方案信息的可视化图形展示。这些信息不仅可为抗震救灾的部署提供重要依据,也可为各种救灾措施的实施提供信息支持,以提高抗震救灾的效率,最大限度地减轻地震造成的损失。GIS技术在地震中的具体应用包括应急指挥、灾害评估、辅助决策、地震灾害预测等。

四、土地调查和地籍管理

土地调查包括对土地的调查、登记、统计、评价、使用等。土地调查的数据涉及土地的位置、房地界、名称、面积、类型、等级、权属、质量、地价、税收、地理要素及有关设施等项内容。土地调查是地籍管理的基础工作。随着国民经济的发展,地籍管理工作的重要性正变得越来越明显,土地调查的工作量变得越来越大,以往传统的手工方法已不能胜任。GIS为解决这一问题提供了先进的技术手段。借助GIS可以进行地籍数据的管理、更新,开展土地质量评价和经济评价,输出地籍图,同时还可为有关的用户提供所需的信息,为土地的科学管理和合理利用提供依据。

五、环境管理

随着经济的高速发展,环境问题愈来愈受到人们的重视,环境污染、环境质量退化已成为制约区域经济发展的主要因素之一。环境管理涉及人类的社会活动和经济活动的一切领域。传统的环境管理方式已不断受到挑战,逐渐落后于我国经济发展的要求。而GIS技术可为环境评价、环境规划管理等工作提供有力工具,如环境监测和数据收集、建立基础数据库和环境动态数据库、建立环境污染的有关模型、提供环境管理的统计数据和报表输出、环境作用分析和环境质量评价、环境信息传输和制图等。为提高我国环境管理的现代化水平,很多新型的环境管理信息系统不断建成。从1994年下半年起,在国家环保总局的统一领导下,我国进行了覆盖27个省、市、自治区的省级环境信息系统(pEIS)建设。

六、城市管理

城市管理是一项内容广泛、涉及面宽的复杂管理,不但需要各级政府之间的协调,更需要各部门之间的协作。同时,还需要处理各种统计数据与信息,查阅并分析许多与空间位置相关的信息,如城市自然要素的空间分布,基础设施中管线的布设,公共事业中设施的建设和布局,社会管理中流动人口的来源、分布、就业分布、社会治安因素分析、社区管理设施与服务分布等。这些工作都需要能够专门处理空间数据和进行空间分析的GIS作为技术手段。

在城市公共基础设施管理中,GIS可帮助管理人员查询设施管线、管网(包括供水、排水、供电、供气及电缆系统等)的分布,追踪流量信息和运行质量监控;在城市公共事业管理中,GIS主要用于公共事业设施的分布及需要公共事业服务的特殊人群的分布分析等;在城市资源与生态环境管理中,GIS的职能主要体现在资源清查与管理、土地调查和地籍管理、灾害监测和环境管理等方面;在城市经济空间结构管理方面,GIS主要处理各经济要素的空间分布,如产业空间布局、商贸中心的分布、城市功能区的范围等,并分析其规模、形态和位置是否符合城市空间扩张的规律;在城市社会管理中,GIS主要进行城市社会因素的空间特征的管理,如人口分布、不同人口密度的地区显示、社区服务设施分布、影响社会治安因素的分布分析及犯罪嫌疑人追踪等。

七、作战指挥

军事领域中运用GIS技术最成功的例子当属1991年海湾战争。美国国防制图局为满足战争需要,在工作站上建立了GIS与遥感的集成系统,它能用自动影像匹配和自动目标识别技术处理卫星和高低空侦察机实时获得的战场数字影像,及时(不超过4小时)将反映战场现状的正射影像图叠加到数字地图上,并将数据直接传送到海湾前线指挥部和五角大楼,为军事决策提供24小时的实时服务。通过利用GpS(全球定位系统)、GIS、RS(遥感)等高新尖端技术迅速集结部队及武器装备,以较低的代价取得了极大的胜利。

八、辅助决策

GIS利用特有的数据库,通过—系列决策模型的构建和比较分析,可为国家宏观决策提供依据。例如,系统支持下的土地承载力研究,可解决土地资源与人口容量的规划。在我国三峡地区,通过利用GIS和机助制图方法建立的环境监测系统,为三峡宏观决策提供了建库前后环境变化的数量、速度和演变趋势等可靠的数据。美国伊利诺斯州某煤矿区由于采用房柱式开采引起地面沉陷,为避免沉陷对建筑物的破坏,减少经济赔偿和对新建房屋的破坏,煤矿公司通过对该煤矿GIS数据库中岩性、构造及开采状况等数据的分析,利用图形叠置功能对地面沉陷的分布和塌陷规律进行了分析与预测,指出地面建筑的危险地段和安全地段,为合理部署地面的房屋建筑提供了依据,取得了较好的经济效果。

此外,GIS利用数据库和互联网传输技术,已经实现了电子商贸的革命,满足企业决策多维性的需求。当前在全球协作的商业时代,90%以上的企业决策与地理数据有关,如企业的分布、客货源、市场的地域规律、原料、运输、跨国生产、跨国销售等。利用GIS可迅速有效地管理空间数据,进行空间可视化分析,确定商业中心的位置和潜在市场的分布,寻找商业地域规律,研究商机时空变化的趋势,不断为企业创造新的商机。GIS和互联网已成为最佳的决策支持系统和威力强大的商战武器。

GIS的应用功能及GIS的应用领域

GIS的辅助决策功能不仅表现在宏观决策和电子商贸等方面,而且GIS技术与决策支持系统技术相结合产生的空间决策支持系统已在国家社会、经济生活等众多领域得到了十分广泛的应用,如城市用地选址、最佳路径选取、定位分析、资源分配和机场净空分析等经常与空间数据发生关系的领域。


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