地理信息系统

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地理信息系统范文第1篇

伴随经济社会的飞速发展，高速国道干线与城市内部道路均存在基础设施建设更新速度快、交通承载压力大、信息化程度低等特点，难以满足现代道路交通体系的数字化要求，迫切要求构建便捷、高效、实时的交通地理信息系统。本文以ArcGISEngine开发环境为基础，对道路交通信息系统与ArcEngine组件式平台拟进行概要阐述，并按照软件设计的相关原则，对道路交通地理信息系统进行了总体设计与功能模块设计。

关键词:

ArcGIS；Engine；道路交通地理信息系统；组件式开发

当前国内经济迅速增长，城市化规模不断增大，以机动车保有量为代表的道路交通压力也与日俱增，国内北京、上海、天津等大型城市纷纷通过限号形式来减缓道路载荷。现代信息技术为整合道路交通资源、实现交通数据自动化管控提供了数据支撑，有利于构建时空一体的道路交通地理信息系统。

1道路交通地理信息系统

ArcGISEngine作为GIS嵌入式二次开发平台，可摆脱ArcGIS提供组件式多类型开发应用程序接口API，同时可与MicrosoftVisualStu-dio系统编程集成开发环境相融合，基于Microsoft．NET进行多类编程语言下的模块式开发。以GIS地理信息技术为基础，利用ArcGISEn-gine平台将交通路网与道路设施等空间信息、车载流量与基础设施等属性数据同航摄影像、多媒体监控数据等有效衔接，实现对空间和属性数据相关的采集、编辑与分析，采用GIS最短路径、道路畅通度算法等优化选择合理的交通线路，完成公交布线与站点布设等工作，同时融合多媒体监控手段，实时显示热点路况信息，科学指挥道路交通。

2系统功能需求分析

从应用层面分析，道路交通地理信息系统的受众群体分为交通管理方与车辆应用客户方，其中本文所探讨的基于ArcGISEngine的应用系统主要为交通管理方的C/S客户端，具体车辆客户端则可采用基于Android、ios或WindowsMobile平台的APP软件;从系统设计的原则分析，应坚持安全性、共享性、可拓展性与可维护性的原则，提升道路交通地理信息系统的综合性发展。作为道路交通地理信息系统，以数字化道路空间与属性信息为基础，在确保系统不同用户权限的条件下，提供地图量测、空间漫游、数据维护等功能，检索酒店、学校、商场、企事业单位相关位置，并根据摄像头监控热点交通流量、密度数据，同时借助GPS定位、无线数据传输技术，为公交、出租等公共车辆提供位置相关服务。

3道路交通地理信息系统总体与功能模块设计

开展道路交通地理信息系统设计前，按照相应的数据标准采集空间影像数据、基础线划图与专题交通资料，经裁切、镶嵌与校准等流程完成数据的标准化预处理，并导入系统平台空间基础数据库中，按照点、线、面要素分层，细化停车场、公交站点、高速、铁路与公路等要素信息，其空间地理基础数据库分层如下:

(1)系统分库:大地控制测量数据库、数字高程DEM与正射影像DOM数据库、数字线划DLG与遥感栅格DRG数据库，以及系统元数据库。

(2)系统逻辑分层库:以DLG数据库为例，可分为居民地、水系、道路、植被、地形等数据库分层要素信息。

(3)系统逻辑底层:包含点、线、面、注记与多媒体层等相关信息。

根据道路交通地理信息系统的应用框架，其总体设计可分为三大部分:电子地图服务模块、公共信息服务模块、空间分析与数据统计模块。系统空间数据库GeoDatabase导入Shape、栅格、属性表等相关空间数据与属性文件，管理客户端采用地方坐标系进行配准建设，以便于后期交通设施数据的更新与维护，针对公共信息服务模块，采用经脱密处理的电子地图和遥感数据，以确保数据空间位置安全。关于系统的具体功能模块设计如下:

(1)电子地图服务模块。利用ArcGISEngine地图工具集组件，在VS开发平台可便捷的实现图层控制、热点注记、空间量测等功能，实现对ArcInfo、Shapefile、GRID等数据格式的加载编辑。

(2)公共信息服务模块:重在提供空间位置检索、基于位置的信息服务功能，利用ArcGISEngine的类库资源，通过ToolbarControl和VS系统中的DataGridView、Find控件完成相关地图数据的检索功能，查询要素属性信息。

(3)空间分析与数据统计模块:道路交通地理信息系统中利用空间数据检索出的要素可进行相应的聚类分析或数值统计;关于空间分析功能，其主要涉及最短路径分析与缓冲区分析，根据交通需求量、流通量的变化，进行最短距离、最短时间的计算或识别相关地理实体对周边地物的影响区间，空间缓冲区分析实现的部分代码

4结语

作为涵盖测绘信息采集处理、计算机软件编程和数据库建设等多行业学科融合的道路交通地理信息系统，以ArcGISEngine组件式开发平台为基础，通过对其进行系统需求分析与功能模块设计，明确了系统的相关服务功能，构建了系统的总体框架，为类似工程实践提供参考意义。

参考文献：

［1］刘莹．ArcGISEngine的开发及应用研究［J］．城市勘测，2006(02)．

［2］张国强．数字图像处理技术在交通监控领域里的应用［J］．辽宁师专学报(自然科学版)，2007(04)．

［3］谭健妹，刘清君，邹小梅．基于GIS的交通事故信息系统研究［J］．山西科技，2007(01)．

［4］李红，沈冬．基于ArcGlSEngine的地理信息数据库设计与实现［J］．测绘与空间地理信息，2009(04)．

地理信息系统范文第2篇

关键词：地理信息系统；数据管理；无缝空间数据库

Abstract: The work of Surveying and mapping is to construct a service for national economy of sex of a foundation, early sex and commonweal sex work. Surveying and mapping technology development, to the mapping management a new topic. This paper based on the analysis of geographic information system, data management, seamless spatial database management methods and specific measures.

Keywords: geographic information system; data management; seamless spatial database

中图分类号：P25

前言

地理信息系统，它能把各种信息用地理和相关的视图结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集，分析数据，从而为土地利用，城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划，管理决策服务。作为基础测绘测量，需要不断地学习，不断地更新技术，学好用好地理信息系统，为社会提供更好的数字产品。

地理信息系统的数据管理方式

1 .1 地理信息系统定义

地理信息系统（Geographic Information System 简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业，就可以产生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和质量管理水平，同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。

1.2 空间数据的描述方式和特征 测量工作的主要成果是与地理位置相关的信息，这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X.、Y.、Z点串表现的点、线或多边形，这种形式为矢量形式；还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形，如图片、图像等，这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式，矢量形式是空间数据的主要表达方式之一，矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征：

①每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征；

②非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求，因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统；

③空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系，因而增加了问题的复杂性；

④分类编码特征，明确每一个、每组空间对象；

⑤海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。

1.3 地理信息系统的数据管理方式 基于空间数据具有自身的上述特殊特征，国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发，长期以来，地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。

①文件与关系数据库混合管理系统 由于空间数据具有其自身的上述特殊特征，这种关系数据库管理系统难以满足要求，囚而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据，用商用关系数据库管理系统管理属性数据，它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。

②全关系型空间数据库管理系统 全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展，由CIS软件在此基础上进行开发，使之不仅能管理结构化的属性数据，也能管理非结构化的图形数据。

③对象——关系数据库管理系统 由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高，而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要，所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展，通过定义操纵各种空间对象的API函数，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。

④面向对象空间数据库管理系统 目前，面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理，因为它不仅支持变长记录，而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求，定义出合适的数据结构和一组操作。

2、无缝空间数据库管理的优缺点 现在的测量均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行，在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种测量数据之后，通过地理信息系统的空间数据的无缝管理，也就是将测量的成果成片的管理起来，形成一个完整的提供作体系，在地质测绘的工作中，可以直观的了解整个测区，以达到最为理想的工作效果。实现无缝空间数据库有两个不同的阶段：

2.1 在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织，只是从用户的视角来看待空间数据库，它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想，并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而，它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织，能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边，但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理，对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理，对用户来说是不可见的，因而说是逻辑上的“无缝”组织。

①优点：在用户视点上，系统便于操作，在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。

②缺点：因为其物理底层依然是分幅方式管理地图，其分割地理实体的机制依旧，通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低；查询检索依然不便（通过关联涉及多图幅或多专题）：地理实体的完整性与一致性维护；数据分步管理等对“关联机制”的“压力”；插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。

2.2 在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录，这样从本质上（物理结构）使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样，不但从用户视角看，其在逻辑上是无缝的，同时从设计者视角看，其物理地层结构也是无缝的。

①优点：从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念，从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。

②缺点：数据的入库要求过于严格，在现实情况下有一定的难度；对己有GIS数据库的改造工作量较大。

3、提高地理信息系统数据管理的措施

3.1 能够写成程序、编成系统的，必须是对一种规律认识的升华。地理信息系统也是在详细分析了空间数据整体特征的基础上，确定了具有规定性的空间数据描述特征（点、线、面）后面开发的。也就是说测量数据要符合规定性的整体空间数据描述特征后，才可以被管理、再利用，这就要求测量人员要努力提高自身素质，把握新事物的内在规律，掌握新的管理方式的基本要求。

3.2 测量工作的目的已不再是单纯的测图，随着测绘技术的不断更新，作为基础测绘的测量成果需要共享、需要分发，被其他行业利用，需要测量人员利用不断更新的技术为社会提供更好的数字产品。

地理信息系统范文第3篇

关键词：城市地理信息系统；特点；应用

中图分类号：F291.1文献标识码：A 文章编号：

1. 城市地理信息系统(UGIS)概述

城市地理信息系统(UGIS：Urban Geographic Information System)是城市重要的基础设施和实现现代化管理的主要技术手段。本文对电信地理信息系统的应用与开发进行了归纳，指出了目前应用中存在的主要问题,并提出了相应的发展对策。城市地理信息系统服务于城市规划，地籍管理，交通管理，基础设施建设与投资环境研究。目前由于城市化的需求正快速推进城市地理信息系统的科技进步及产业化，而城市地理信息系统又成为城市社会经济活动的神经网络，成为城市发展的不可分割的部分。

随着现代化经济的迅速发展，城市的规模不断扩大，城市作为一个巨大系统其子系统日益增多，子系统间的相互关系日益复杂，以至于我们对自己建设起来的城市变得日益不了解了，比如哪里有煤气管道、哪里有自来水管道、哪里有电缆、50年的建筑都分布在什么地方、医院和学校都分布在哪里等等。要把对城市的每个感兴趣的空间目标的有关信息记录下来，信息量极为庞大，巨大的空间信息和属性信息需要用GIS对之进行存储和有效的管理,另外，城市管理与发展决策需要深层的空间信息。随着城市的发展，用传统的方式为城市规划管理和城市发展提供可靠的决策依据，日益变得力不从心，甚至无能为力。比如想迅速知道要修理某一处水管，多少户居民将停水，他们分布在哪里；如果要把一条道路拓宽50米哪些房屋要被折除，它们属于哪些单位和个人，拆迁面积多大、需要多少资金等等，采用传统的管理办法可能根本无法弄清这些数据。为了快速、灵活而准确地提供各种深层次的信息，客观上需要建立城市地理信息系统。

城市地理信息系统不仅是用来收集、存储、检索城市化过程的过去与现在，更主要的是用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市化的未来。

因此，城市地理信息系统作为城市规划管理最有效最现代的技术手段，在城市经济建设和人民日常生活中有着极为广泛的应用。城市地理信息系统（UrbenGIS—简称UGIS），已经成为GIS的一个重要分支。它主要应用在如下部门和领域：

（1）城市规划管理；(2)地下管网管理与维护；(3)土地管理，包括地籍管理、土地规划利用；(4)房地产管理；（5）城市交通管理；(6)市政工程实施与大型工程实施管理；(7)给排水；(8)公共设施管；(9)大型工矿企业的建设与管理；（10）公安、消防;（11）旅游，向导/导购/出租汽车；（12）通讯、电力、有线电视等。

以数据处理、分析与管理为主要特征的现代城市规划信息技术主要包括计算机辅助设计、遥感技术、地理信息系统和网络技术四个方面。UGIS是专业化的地理信息系统,是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。具体地讲,它是一种利用计算机技术及信息工程技术等实现对城市各种数据和信息进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统。

UGIS作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市列为一项重要的基础设施来进行建设,它担负着整个城市综合信息的存储、分析、交换和服务的功能,为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及为城市地理信息进行快速查询和分析提供了先进的技术手段和方法,并为决策提供辅助支持,成为未来数字城市不可缺少的工具。其主要特点有:

(1)基础空间数据全面,数据类型多样,数据更新方便,且能长期保留各时期城市空间状况,便于分析城市的发展规律、变迁过程和特点。

(2)数据库中的数据可进行多用户、多目的的重复使用,实现数据共享。

(3)便于利用现代数学方法加以模拟和评价,如回归分析、层次分析、系统动力分析、聚类分析等,提供定量信息。

(4)便于与其他数据综合利用,提供综合信息。

(5)定量描述规划方案及城市发展战略。

(6)提高了城市规划空间布局的准确性。

(7)可视化、动态的表现方法使得城市现状及规划方案更为直观和易于理解,并能提供标准、美观的文档及各类报表。

(8)有利于城市复杂信息和数据管理的规范化、智能化和可视化。

2.UGIS在城市规划与管理中的应用

一个完善的UGIS系统包含了从数据录入到数据(图形、报表)输出等各个阶段的工作。它具有良好的交互界面、顺畅的输入系统、完整的数据库(包括空间数据和属性数据)、完备的应用子系统、详尽的城市规划知识库、智能的辅助决策支持系统、完美的输出系统等。

在城市规划与管理中,依据使用目的的不同,UGIS子系统可分为城市规划信息系统(UrbanPlan ningInformationSystem,简称UPIS)和城市管理信息系统(UrbanManagementInformationSystem,简称UMIS)。

城市总体规划大致可分为资料收集、现状调查、现状分析、预测分析、适宜性评价、方案制作、方案评审、成果整理等多个阶段。原则上,城市规划信息系统可以适合现状分析及后期各阶段的工作。

(1)现状分析、评价及发展预测。

通过对现状的自然环境、土地利用、道路、建筑物、经济数据等的定性、定量、定位进行分析,辅以适当的数学模型加以论证,可以对城市各要素的现状进行评估和评价,从中找出城市发展的动力因素和制约因素,进而提出促进城市发展的建议和措施。还可以预测城市及

各要素的发展趋势,为规划者和城市决策者提供参考,以便在以后的规划决策中既能充分利用城市发展的有利条件,因势利导,促进城市的健康快速发展,同时又能避免各种不利因素对城市发展的阻碍,使城市的发展既满足自身生长的客观规律,又可以满足人们的不同需求。典型的实例如Thomson和Hardin利用GIS和RS图像去寻找、确定曼谷城市圈地收入居民点的位置,加以综合分析评价,从而找出适宜的住宅发展地块。

(2)规划方案的生成与比较。

地理信息系统范文第4篇

关键词：地理信息系统；地质灾害信息系统；灾害预报

我国属自然灾害频发国家，地质灾害由于具有不确定性、突发性、成因复杂性，给国家和人民带来了巨大的损失。提高国家地质灾害的预防能力，保护人民群众的生命财产安全已经成为备受国家和社会关注的重要问题。随着地理信息系统技术的不断成熟与发展，该技术在城市管理、矿产资源勘探、地质灾害等多个领域中都发挥出重要作用，在地质灾害信息系统建设中应用地理信息系统，能有效提高地质灾害调查工作的科学性。

1地理信息系统含义和特点

地理信息系统是一门综合性学科，在计算机软硬件的支持下，对地球整体或部分表面空间中的地理分布数据进行采集、归类、运算、分析、处理、储存等操作。在多个领域中都有广泛的应用，地理信息系统的应用范围如图1所示。由众多模块构成的地理信息系统能通过建立空间模型，对地理空间进行综合分析，并通过复杂动态化的运算预测空间内地理信息[1]。

2地理信息系统的作用

地理信息系统具有强大的地理信息采集功能，加强对地理信息系统的研究，有助于提高人类对重大地质灾害的预防能力，对保障国民的生命财产安全具有重大意义[2]。加强对地理信息系统的研究，对国内多个研究领域都有重要的推动作用，尤其对地质灾害防治部门而言，有助于该部门深入研究不同地区的地理信息特点，制订出更科学的地质灾害防治方案。在实际应用过程中，地理信息系统利用计算机技术、信息工程技术、遥感技术等对空间信息进行采集、分析和处理，并将信息处理结果、地理分析功能和一般数据库操作进行集成化处理，在此过程中，实现对信息的动态化处理，对空间模型中各项数据进行更新，并最终达到预防重大地质灾害的目的。

3地理信息系统的分类

（1）专题信息系统。该系统主要分析专项目标，具有明确的主题意义，对特定项目的服务质量较好，如在水资源管理系统中的应用。（2）区域信息系统。该系统是以区为单位，对区域内的数据进行采集，区域的划分可根据实际需求进行相应的调整，如对长江某流域地理信息进行研究等。（3）地理信息系统。与上述两个系统相比，地理信息系统的构成复杂，在实际工作中具有较多要求和限制。该系统主要是利用图像数字化工具对数据进行查询、分析、探索及储存，还能在用户的要求下对数据进行运算。地理信息系统不仅能对地球表层地理信息数据进行采集、分析和处理，还能对环境资源信息数据进行采集、分析和处理[3]。

4地理信息系统在地质灾害信息系统建设中的应用

4.1对地质灾害进行评价和管理

利用地理信息系统采集、分析和处理区域地理数据完善空间信息管理系统[4]，这一功能让人们能够更加深入地探索地质灾害的发生规律和分布特点，还能在空间信息管理系统中展示历史地质灾害发生的原因和等级，帮助地理专家更准确地预测地质灾害的发生位置。灾害发生前会有一些征兆，如滑坡前缘土体隆起并出现放射性裂缝，护坡前缘坡脚位置多年堵塞的泉水突然复活，动物异常惊恐等。利用地理信息系统能对区域范围内可能发生滑坡的位置进行监测，当发现滑坡灾害的不同征兆后，对滑坡灾害的影响范围、灾害等级等进行科学性测评，并结合测评结果制定针对性的防范策略。

4.2地质灾害危险度划分和评估

地质灾害的类型较多，如地震、滑坡、泥石流、地面沉降、土壤盐碱化等，各类地质灾害的产生原因非常复杂，且具有突发性和不确定性特点。以往受到科技水平的限制，人们难以对地质灾害的危险程度进行科学的划分和评估，利用地理信息系统则能使操作人员准确获取地理信息数据，在空间信息管理系统中录入地理信息数据，对地质灾害等级、地质灾害原因和影响范围等进行预测，并为后续类似地质灾害的防控提供参考。相关部门也能利用地质灾害的危险等级制订相应的预防或救灾计划，提高预防或救灾措施的科学性和合理性，避免出现资源浪费或资源分配不足等问题。

4.3地理信息系统技术和专业系统集成的应用

利用专业系统能有效提高地理信息数据的准确性，提高风险预防的全面性，为地质灾害的防治工作提供更加全面的数据参考，提高地质灾害防治工作的科学性。地理信息系统的主要功能是对地理信息数据进行采集、分析和处理，专家系统的主要功能是利用专家知识分析空间信息管理系统中的数据。同时，在操作过程中，操作人员也能利用专家经验验证地质灾害信息的准确性，通过对比专家经验和地理信息系统的相关数据，对地理信息系统进行反向完善，使二者能相互促进。地理信息系统技术和专业系统集成的应用，有助于提高我国地质灾害的动态管理质量。

4.4地质灾害防治研究

受科技水平的限制，以往地质灾害的治理主要以事后治理为主，即在地质灾害发生后根据灾害现场的损失评估采取相应的治理和救灾手段，不可避免地造成大量资源的浪费，并且很多高等级、高强度自然灾害的发生会通常还会诱发其他次生灾害，若未能对其进行准确预测，会造成更大的危害和损失。地理信息系统的应用有效提高了地质灾害防治的事前管理水平。以江西省吉安市的地质灾害信息系统为例，可利用该系统及时地监测、采集、分析和整理灾情信息，依托灾情数据建立数据模型，分析地质灾害发生情况，预测可能发生的次生灾害，制订针对性的地质灾害防治方案，为救援部门准备救援物资、组织救援人员、制订救援计划提供参考。吉安市地质灾害信息系统界面图如图2所示。

5结束语

综上所述，在科学技术水平不断提高的背景下，地理信息系统技术的逐渐成熟，为资源管理、国土规划、地质灾害预防等多个领域都带来了新的技术保障，使其获得更好的发展。在地质灾害信息系统建设中科学地应用地理信息系统，能显著提高系统的全面性和准确度，提高对地质灾害的监控水平，提高对地质灾害相关数据的采集、分析、处理和运用能力，帮助相关部门在地质灾害发生前对其进行更加准确的预测，在地质灾害发生后制订科学性更强的救灾计划，减少地质灾害带来的损失。

参考文献：

[1]赵子良,石德强,汪玮.基于地理信息系统和遥感的区域地质灾害易发分区研究:以咸宁市咸安区为例[J].资源环境与工程,2019,33(S1):64-69.

[2]王克峰,李芹.地质灾害信息系统及群测群防体系基础地理信息数据库建设[J].测绘与空间地理信息,2017,40(11):100-102.

[3]高华晨.滑坡灾害风险分析及其防治研究[D].武汉:湖北工业大学,2020.

地理信息系统范文第5篇

系统，达到对敦煌阳关国家级自然保护区相关地理空间数据进行管理、显示、统计分析的目的，

便于保护区以后日常保护管理工作的进行和开展。

关键词：敦煌;自然保护区;地理信息系统;信息化管理;图层;漫游

中图分类号：K879文献标识码：A

Abstract：DevelopGeographicInformationSystemofDunhuangYangGuanNationalNature

ReservewithArcGISsoftwaredevelopmentplatformandC#programminglanguage,toreach

thepurposeofmanaging,displayingandstatisticalanalyzingthedataofDunhuangYang

GuanNationalNatureReserve,sothatitisconvenienttothedailyprotectionand

managementoftheNatureReserve.

Keyword：NatureReserve；GeographicInformationSystem；theinformationization

management；layer

一、引言

社会生产力和经济的不断发展必然带来资源的消耗和环境的污染。选择一定面积的、具有代

表性的区域，作为研究对象来评价人类活动对大自然带来的影响已经成为社会发展的必然趋势。

这些“具有代表性的区域”发挥着“实验室”的功能，人们通过该“实验室”发现更多环境中存

在的问题，从而采取一定的措施保护受到威胁的物种，达到维持生态平衡的目的。建立自然保护

区就是让“实验室”置身于大自然，减少人为的影响，尽最大可能维持生态原貌的过程。

由计算机技术与空间数据相结合而产生的地理信息系统（简称GIS）这一高新技术，是指在计

算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、输入、存储、操作、分析和建模，以提供对资源、

环境及各种区域性研究、规划、管理及决策所需信息的人机系统[1]。其主要特点是能够很好的管

理和处理分析地理空间数据，把属性数据与空间数据紧密连接起来，与现实中的地理位置建立一

一对应的关系，具有很强的空间性，这也是区别于其他信息系统最主要的特点。GIS是现展最

为迅速的计算机应用领域，涉及了各种各样的学科门类，应用领域相当广阔，特别是在自然资源

和环境管理等方面显示了很强的能力和极好的效果，目前已经发展成为经济规划、管理以及环境

评价保护的一种现代化手段[2]。

随着保护区事业的发展，自然保护区必将进入一个管理现代化、决策科学化、科研实用化、

保护发展协调化的四化新阶段[3]。自然保护区的人工管理，不仅需要花费大量的人力、物力、财

力，而且存在管护范围有限、管理精度跟不上、规划考虑不周等一系列问题。把GIS技术应用到自

然保护区的日常管理工作中，不仅能适应自然保护区的四化新阶段，更能解决人工管理过程中遇

到的一系列问题以及人工管理效率与效益之间的矛盾。

二、敦煌阳关国家级自然保护区概况

甘肃敦煌阳关国家级自然保护区原为成立于1994年7月的敦煌南湖湿地及候鸟省级自然保护

区，现总面积达8.8178万公顷。保护区位于甘肃省最西端的敦煌市南湖乡境内，是我国河西走廊

最西端有人群聚居的一块绿洲，属于湿地与荒漠复合生态系统类型，拥有荒漠殊成因的内陆

河流生态系统，具有极高的保护价值和科研价值。保护区中心距离敦煌市区70km，其东侧边界距

离敦煌市区仅46km，区内良好的植被对阻挡风沙东侵、促进水源涵养、调节区域小气候发挥着极

为重要的作用，不仅为下游地区尤其是敦煌市的人民生活、生产和生态安全提供了重要保障，还

对甘肃河西走廊乃至我国西部的生态安全，莫高窟、月牙泉、阳关遗址等著名文化古迹和自然景

观的保护，以及甘、青、新三省区交界处生物多样性保护都有着重大的意义，是敦煌的天然生态

屏障[4]。

三、系统开发的技术支持

敦煌阳关国家级自然保护区地理信息系统选择WindowXP操作系统，ESRI公司的ArcGIS产品

线的9.3版本为开发平台，SQLServer2000为数据库，SDX+为数据引擎，采用C#语言进行开发。

（一）开发平台

敦煌阳关国家级自然保护区地理信息系统选择ArcGIS作为开发平台。ArcGIS是ESRI公司推

出的一个可伸缩的的代表GIS最高技术水平的GIS平台，主要包括桌面GIS、嵌入式GIS、服务器

GIS、移动GIS。该系统主要利用的是嵌入式GIS中的面向GIS的应用，即为软件开发者提供一个

可编程的GIS工具包，利用这个工具包，软件开发人员可以构建一个类似于ArcInfo的软件，为

用户提供一些常规的GIS功能，而ArcGISEngine是实现该功能的基础。

（二）开发语言

C#是由C和C++衍生出来、运行于.NETFramework之上的一种面向对象的高级程序设计语言，

具有安全性、稳定性、简单性等特点。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其

强大的操作能力，优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发

的首选语言[5]。

四、系统功能

敦煌阳关国家级自然保护区地理信息系统从保护、管理、宣教、科研四个功能出发，主要分

为自然保护区简介、数据管理与操作、专题地图、巡护路线记录、面积量算、三维呈现和漫游六

大模块。

（一）自然保护区简介模块

(1)功能区划分

功能区划分下属菜单中，有核心区、缓冲区、实验区三个选项，通过选择，在对应的图层中

可以高亮闪烁显示其所选择区域的边界，呈现出保护区具体的功能区划分方法。除此之外，标明

保护区三个管护站的具体地理位置，方便用户了解保护区具体布局。

(2)四至位置显示

四至位置显示可以调用《甘肃敦煌阳关国家级自然保护区位置图》，显示出敦煌阳关国家级自

然保护区在甘肃省敦煌市的具置、东西南北四周所相邻的区域名称和性质，如保护区西隔甘

肃敦煌西湖国家级自然保护区。

(3)保护对象简介

保护对象简介主要有动物、植物、湿地三大类。用户通过选择要了解的对象，在视图窗口呈

现给用户相应的介绍，如珍稀濒危野生动物的种类、数量等。

(4)成立保护区的必要性

成立保护区的必要性模块主要通过敦煌阳关国家级自然保护区成立的原因、成立后对环境的

影响来体现出成立的必要性。通过自然保护区简介模块，使用户对敦煌阳关国家级自然保护区的

位置、保护对象、存在意义等方面进行了解，不仅起到宣传教育的作用，更有助于对软件的数据

进行操作处理，为保护区作出进一步的规划管理起到辅助作用。

(二)数据管理与操作模块

（1）数据的输入输出

数据的输入输出功能，主要实现新数据图层的导入、数据格式的转换、数据图层的导出，方

便与其他软件建立关系，联合处理分析保护区相关数据，为保护区进一步的规划管理提供依据。

（2）数据格式转换

数据格式主要有矢量和栅格两种。矢量和栅格有其各自的优缺点，用户为了满足不同的需求，

通过数据格式转换功能的选择，可以实现矢量数据和栅格数据的切换。在视图窗口右上方，设置

数据格式转换的快捷按钮，通过该按钮的选择切换，在视图窗口中显示保护区相应图层，类似于

百度地图上的影像和矢量数据切换功能。

（3）图层数据的放大、缩小、漫游及鹰眼功能

图层数据的放大和缩小功能，主要有两种方式实现。一种是通过选择该选项，输入要放大和

缩小的比例尺进行放大和缩小。另外一种是利用放大、缩小的工具，通过在视图窗口单击鼠标，

按照一定的比例尺进行放大缩小。

图层数据的漫游功能，可以使软件使用者在视图窗口中，通过移动鼠标找到需要浏览的地图

的具置。

鹰眼功能，就是在一个缩略地图上，通过拖动一个矩形框，用户可以方便快捷的选择要浏览

的具体区域，在视图中放大显示。鹰眼功能不仅可以选择，而且可以通过改变矩形框大小，来决

定视图窗口中的显示内容的具体情况。矩形框越小，内容越详尽、清晰。

（4）数据查询

空间数据查询是空间分析的基础，主要包括图形查属性、属性查图形，空间和属性联合查询

三类：①空间查属性主要包括空间位置查询（选择与选中的要素有东西南北方位关系的几何对象）、

拓扑查询（选择与选中要素有邻接、连接、包含等关系的几何对象）、输入图形查询（鼠标输入图

形，查询出图形中所包含的几何对象）、缓冲区查询（建立缓冲区，查询出缓冲区中的几何对象）、

点线面选择查询（鼠标单击选择需要查询的点线面要素）、SQL逻辑表达式查询（查询出满足逻辑

表达式的几何对象）六个选项，通过鼠标选择，找到最适合用户使用的查询方法，查询出被选中

的几何对象的属性信息。②属性查图形，在属性表中按住shift键进行选择，选中记录所在的几

何对象在视图窗口中呈高亮显示。另外也可以通过SQL逻辑表达式，选择属性满足逻辑表达式条

件的几何对象，其空间信息在视图窗口中显示出来。③空间和属性联合查询，利用SQL逻辑表达

式选择空间条件和属性条件同时满足条件的几何对象，在视图窗口中高亮显示，并获取属性信息。

（三）专题地图模块

专题地图是着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。敦煌阳关国家级自然保护

区地理信息系统的专题地图模块，主要有专题地图制作、专题地图浏览、专题地图统计分析三大

选项。

（1）专题地图编制、输入与输出

专题地图编制菜单调用了ArcGIS软件的专题地图制图工具，能制作出保护区的相关专题要素

的地图，如植被分布图、地形图、珍稀动植物分布图、地貌图等，使现实中的几何对象在计算机

屏幕上实现可视化成为可能。目前，敦煌阳关国家级自然保护区管理局利用ArcMap制作好的专题

地图主要有地势图和植被图两种。利用专题地图的输入功能，可以把地势图和植被图导入到该系

统中，避免重复工作。编制好的专题地图可以输出，打印喷绘为纸质地图或者制作成敦煌阳关国

家级自然保护区专题地图图册，充分发挥纸质地图使用方便、便于携带，不需要外设的优点。

（2）专题地图浏览显示

制作好的专题地图，通过专题地图浏览显示功能，可以很好的呈现在用户面前。用户可以根

据自己的需求，输入专题地图的名称，在视图窗口中进行切换浏览。

（3）专题地图统计分析

制作出的专题地图，不仅可以供用户浏览，还可以进行统计分析。如对制作出的专题图进行

叠加比较能够得出专题要素的动态发展变化规律、对制作好的珍稀濒危野生动物分布图进行空间

分析可以得到搭建补食台的最佳地点、对保护区地形进行分析可以得到建造望塔的最佳地点、

对地势图和动物分布图进行叠加分析，可以得到不同海拔的动物分布。

（四）巡护路线记录模块

自然保护区巡护，目前主要依赖于巡护人员手持GPS进行。由于保护区面积比较大，且每天

巡护时间有限，必然存在巡护不周全和巡护人员安全等一系列问题。巡护路线记录模块，不仅能

周期性记录巡护路线，在节省人力和财力的基础上，提高工作效率，保证巡护人员按时完成巡护

工作，而且可以实时跟踪巡护人员，在电子地图上时刻显示巡护人员所在位置，降低不安全因素，

在发生危险时，确保能快速赶到事故现场[6]。

（五）面积量算模块

利用面积量算模块方便用户量算保护区面积、核心区缓冲区以及实验区面积、湿地面积。通

过不同年份湿地面积的量算得出的结论，来评价和衡量采取保护措施的正确性和合理性。

（六）三维呈现与漫游模块

三维呈现可以使用户通过电脑，看到保护区中的景象，感受到地形的起伏变化，不用亲临现

场就可以感受到身临其境的感觉。三维场景的呈现帮助用户了解保护区内的详细地形，进一步辅

助局机关做出长远规划和管理。通过滑动鼠标的简单操作，漫游模块可以很快实现的从一个地点

到另一个地点，如在三维场景中观看渥洼池管护站的过程中，可以很快的滑动鼠标漫游到西土沟

管护站或二墩管护站继续浏览，因为是三维场景，就使用户花费更少的时间和精力，达到和现实

生活中一样的效果。

五、结语

本文将GIS专业工具转为普通用户桌面系统应用[7]。通过自然保护区简介、数据管理与操作、

专题地图、巡护路线记录、面积量算、三维呈现和漫游六大模块，对保护区的基础数据资料进行

信息化管理、分析，实现了人工管理所不能实现的一些工作，为保护区日后开展的规划管理工作

提出可行性建议。

该系统具有易安装、效率高、方便携带等优点的同时，也存在一些不足。在以后的发展中，需要

从以下几个方面进行完善：（1）完善数据处理分析功能：该系统数据处理分析功能比较单一，有

待进一步完善。（2）系统面向的用户有限，对保护区宣传力度不够大。有待与Internet技术相结

合。（3）需要与保护区的监控相连接，方便快捷的完成保护区的保护监测工作。（4）完善保护区

数据库。由于保护区资料有限，数据库资料比较欠缺，这就为之后的规划管理工作带来很大的局

限性。

参考文献

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[2]欧晓昆，彭明春等.西双版纳自然保护区地理信息系统的建立与保护区的管理[J].应用生态学报,1997,(8):95

―98

[3]常禹，徐吉炎等.梅花山自然保护区地理信息系统的开发研制[J].中国生物圈保护区，1998，（1）：31-33

[4]石喜亨.C#在成长[J].科技咨询，2010，（8）：11-12

[5]孙坤.西北师范大学生命科学学院.甘肃敦煌阳关自然保护区科学考察报告[R].2007,7-8.

[6]杨振，王西峰等.GPS在自然保护区管理工作中的应用[J].陕西林业科技，2013，（1）：39-42

[7]张玉龙，尚士友，关瑞华等.基于3S达里诺尔自然保护区地理信息系统设计.资源开发与市

场.2009,25(8):679-768

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