地理信息系统及应用

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地理信息系统及应用范文第1篇

[关键词]GIS 矿产勘查 应用 前景展望

[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-262-1

1地理信息系统（GIS）概述

地理信息系统（Geographic Information System，即GIS）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。它可以制作精度十分复杂的地形和地质图，并能对图形数据与各种专业数据进行一体化管理和空间分析查询，从而为多源信息的综合找矿预测提供了较为理想的平台。

2地理信息系统（GIS）在地质找矿中的作用

GIS的出现，其强大的数据采集、分析、管理功能，为解决环境及资源问题提供了一条康庄大道。在具体的地质找矿工作中，具有以下的优势与作用：

2.1完备的数据库系统

GIS简单而言，是一种处理数据输入/出、图件产品的计算机软、硬件系统，它集采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息为一体，涵盖了计算机的各种应用程序和各种地学信息数据，并且还可以有效地组织而成的现实空间信息模型。在地质找矿勘查工作中，地质人员可以通过输入空间材料的数据，形成各种模型，并且可以从视觉、计量和逻辑上对现实空间进行模拟、管理及预测；地质人员可以随意的抽取、组合、传输相关的空间信息，对各类数据所形成的图片进行仿真模型，有效地预测出成矿的规律及岩土成分。

2.2先进的空间分析技术

GIS相较于传统找矿方式的主要优势即是其拥有卓越的空间分析技术，GIS的空间计算和分析功能可以对地质体系中的空间关系进行科学的定量定性分析。例如，GIS具有的叠加功能在矿产资源勘察中具有很高的应用频率，通过将各种图形信息进行重叠放置可以有效提取矿产信息，并对各项成矿信息进行严密的分析计算，而在重叠放置的过程中没有数量限制，可以有效纳入更多的数据信息，进而可以增加其计算精准度。

2.3具有强大的数据模拟分析功能

GIS可以进行大量的数据模拟与分析，例如地震数据处理、遥感数据处理、地球化学数据处理等。为丰富多彩的空间信息分析与综合提供了有力的新工具。GIS的空间数据分析功能还有拓扑叠加、缓冲区分析数字地形分析等，为建立完善的专业设计、分析、评价、辅助决策模型提供了强有力的分析工具。

3 GIS在地质矿产勘查中的应用

3.1对成矿模式进行预测分析

通过GIS，以海量综合信息为基础，便能做好空间采样，从时空和多元统计的角度来分析构造演化、火成活动和沉积相等地质特征。可以对成矿进行预测，对矿产勘查等相关工作进行合理地指导，还可以对区域地质演化进行模拟。

3.2GIS成矿预测异常应用

GIS应用于成矿预测，主要是借助其功能对地质异常进行分析，对成矿可能地段、找矿可行地段和找矿有利地段的圈定，通过各种地质异常（断层，地层、岩浆岩、物化探异常等）分析和已知矿床（点）的关系，通过统计分析，计算异常和矿点的关系，断裂影响带的半径等，从而研究其空间相关性。根据找矿有利度，可以产生新的数据层，通过GIS的空间分析叠加功能，圈定成矿预测区。而后构建GIS成矿空间预测模型，圈定找矿地段，综合不同地质信息、找矿信息、进行融合，筛选，匹配，叠加等。最后，通过找矿证据层的数据叠加，生成新的数据层，圈定成矿预测区域。

3.3地质矿产调查与填图应用

GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985～1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，我国也建立了中国金矿大型数据库，对中国大地构造1～3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表，结合其他成矿信息，进行成矿GIS分析，预测区域成矿靶区。在国内，原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS，GIS已开始普遍应用于地质调查。此外，还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。

4 GIS未来应用展望

尽管GIS在地质找矿工作中的应用还存在诸多不足，但却有着广阔前景。GIS在地质中的应用逐步成熟起来，向地质学家们提出更多更新的要求。一些标准化措施、工作规范会相继出现，研究人员严格根据GIS分析要求采集原始数据，学术刊物按相关规定发表地质资料，依此循序渐进经相当时期甚至几代人的积累，一个地质研究全面定量化的时代必将最终到来，从而导致地质学在许多基本认识上的重大飞跃和找矿的重大突破。更重要的是，研究人员知识面的拓宽和综合技能的提高会使得地质信息系统应运而生，完成研究手段从通用GIS到专用GIS的根本转变，其深远意义不言而喻。

5结语

随着地质勘查工作的深入，工程建设规模的扩大，矿山的地质勘查深度及广度的不断拓展，勘察信息需要交流的速度也越来越快，这就迫切地需要一种方便快捷的手段作为勘查信息交流的载体，而GIS技术可以很好地满足这种需求。GIS技术可以更为有效和直观的勘察矿山地质状况，增进地质勘查行业内外人士对矿山地质环境的感性认识。总之，利用GIS技术提升并改造传统的矿山地质勘查技术水平，对于提高矿产储量估算的智能化和管理的自动化水平以及工作效率的提升，具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]王玉莉，陈加峰，刘伟，张建国，刘楠.基于GIS技术的矿产资源信息化现状及分析[J].农业网络信息，2014，09：36-39.

地理信息系统及应用范文第2篇

关键词：3D-GIS 应用现状 发展趋势

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)06-0249-01

自上个世纪60年代在加拿大首次开发了地理信息系统（GIS）以来，不到50年间，GIS技术得到了迅速的成长，在交通、电力、水利、土地管理、电信、消防以及城市规划治理等领域都有了广泛和高效的应用。当前，这一技术已突破了从二维到三维的“瓶颈”，出现了三维空间内的GIS技术，给人们带来了新的视觉冲击，成为一新的发展方向。

1、三维地理信息系统概述

三维地理信息系统(简称GIS)，是以计算机的软件和硬件作为依托，以空间数据库技术作为基础，对本维空间数据加以科学的分析和管理，为决策、规划和研究、管理提供逼真信息的一项全新的技术，这是一种介于空间技术、地理科学和管理科学的多方向、跨学科的新兴研究领域。

三维GIS，又与虚拟现实（VR）紧密相联，是随虚拟现实这一新技术的产生而发展起来的。VR技术是逼真模拟人在现实世界中的人机交互响应，应用领域极为广泛。因此三维GIS系统在一些国家也被称为VRGIS系统。

2、三维地理信息系统的应用现状

我国对三维GIS研究较晚，可是却获得了相对突出的进展。据统计，我国在这一行业中的规模可达1000亿元，有大约40万的从业人员，许多领域已达到或超过国际领先水平，在三维GIS方面的成就尤其突出，在北京就有灵图、时空信步、国遥新天地等多家主流3D软件商。当前，三维应用所涉及的行业或领域超过40多个。下面通过举例来对三维GIS的应用现状进行简单的说明。

2.1 土地资源规划

利用三维GIS系统，可以建立起三维地理国土信息系统，能够实现三维建筑及其分布的精确可视化，使国土资源的规划和决策、审批得以更加准确、科学。特别是在系统中可以实现灵活、方便的更新和扩展，能够动态更新，获得实时的城市最新三维规划模型。同时还可以对规划中的城市进行三维模拟仿真，演示未来城市的景观和效果，作为设计和规划的依据，提高城市规划和管理的效率。

2.2 矿产资源遥感监测

根据对地下及海洋中的矿产资源遥感监测结果，资源的开采规划和执行状况、地质环境数据等信息，可以构建出三维平台，展示、分析、查询、统计资源的状态，这一方法具有多参数、多层次、实时或预测等功能和特点，满足对矿产资源的遥感监测及可视化应用。

2.3 矿井操作安全监控

利用矿山企业的基础数据信息，可以建立矿山企业的运行分析系统，实现对井下操作工（人）的定位，对设备（物）的状态监测及远程控制，对井下瓦斯（环境）等的指标进行监控，使企业可以实现实时、有效的层层管理和控制，提高矿业企业的生产安全状况，还可根据该系统的反应分析或预测当前的生产作业是足够科学和合理，从而防范事故的发生。

2.4 旅游景观服务平台

为了展现旅游景区的自然和历史风貌、文化景观，可以利用三维GIS技术建立网络化平台，向访问者提供动感、直观和交互式的旅游信息平台，推广宣传旅游资源和产品，提供相应的信息服务，助推客户和投资企业的对接，大大提升景区的对外形象和品牌效应。

2.5 军事和公安指挥系统

三维GIS在军事领域中的应用也是最重要的一个方面，建立实时的、动态的三维地形地貌平台系统，对于军事学的重要意义是不言而喻的。当前，这一技术在军事方面的应用水平高低，也是体现各个国家军事实力的重要方面。

另外，三维GIS系统还可以应用于公安110指挥系统，辅助进行警情的实时监听，借助于摄像头的实时监控，了解治安及警力分布状况，对于提高治安效果，打击犯罪，提高警力的利用效率具有重要的意义。

2.6 防洪防汛的预警和管理

根据水利资源和数据，可以建立交互式的三维防汛防洪预警和管理调度系统，对防汛预案进行制定、修改或实时更新和维护，作为抗洪减灾的决策平台，为抗洪防汛提供有效的技术保障。

当然，三维GIS的应用领域不止上述几个方面，随着这一技术的不断发展和成熟，必将获得更为广阔的应用空间。

3、发展前景

3.1 GIS的高维化趋势

当前，GIS软件基本上能够用数字高程技术模型或处理三维空间的实体坐标，可是，因为无法有效地建立三维实体的拓扑关系，有些真三维的操作在实现起来就比较困难，也无法持续地体现实体的时间维度上的变化。所以，GIS将会进一步向四维或多维化发展。

四维GIS，是指在原有的空间三维的前提下，加上时间维度或变量而成。以地质特征为例，并不是一成不变的，而是随着时间的变化呈动态变化，有的变化较缓慢，而像地震、暴风雨、水灾和滑坡等这些现象，却往往会在特定的机制和条件下出现剧烈变化。所以，在三维基础上加上时间维度，就会逼真地体现出这些变化。当然，增加了时间维度，会产生很多问题，其数据量也将呈几何级数变化，导致在采集数据、存取和处理等各方面产生一系列的难度。可喜的是，这些难题随着计算机技术的迅速发展，都会在不远的将来得到解决。

3.2 三维GIS的智能、网络以及高集成化趋势

随着我国网络的飞速发展，在网络上浏览以及数据是GIS发展方向，所以说，网络化是可以说是三维GIS的最流行、最前沿的操作平台之一。

传统的GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面，但知识处理方面和推理能力上相对欠缺，不难预见，3D-GIS系统会在智能化方面有更加广阔的发展空间，也能更好地为人类社会服务。而智能GIS技术也必然会促进其向高度集成化方向发展，并将在未来的应用中有着广阔的发展前途。

参考文献

[1]刘增良,陈品祥,贾光军,李扬.虚拟现实技术在城市规划管理中的应用研究与实践[J].测绘通报,2010,(5):45-47.

[2]刘学党,伊尧国.基于WEB的城市三维地理信息系统构建方法研究[J].天津城市建设学院学报,2006,12(1):9-13.

[3]江岩,张尚弘,赵登峰.1VR2GIS技术在城市“数字防洪”中的应用[J].地球信息科学,2006,8(2):66-70.

地理信息系统及应用范文第3篇

关键词:地理信息系统；技术；电力系统；自动化

中图分类号：TM7文献标识码： A

引言

众所周知，我国幅员辽阔，电力资源分布范围相对较广。所以，在地理空间区域之内分布的数据对于电力企业来说就显得十分重要，电力企业将其作为应用的主要核心对象，这样一来，就可以促使电力系统自动化的正常运行，并由此对其中的各项功能予以实现。通过使用地理信息系统，不仅能够为电力企业提供一个基于地理信息的管理和运行平台，还能够使电力企业电力系统自动化中使用的管理信息系统、企业资源规划系统等等得到有效的集成。因此，地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用具有十分重要的意义。

一、空间资源管理系统

电力企业从发电、输电、配电到用电等任何一个环节,都表现出空间性、复杂性等特点。这些特点不但体现在电力企业的空间设备管理上,还体现在最终客户和电力系生产和运营管理上。因此,如何有效管理电力企业的这些复杂的空间资源,是电力企业生产管理和运营管理人员面临的挑战。电力企业在管理上还存在着条块性和集中性的矛盾,因此要正确、全面、及时地掌握电力企业各种资源的信息,没有有效的管理手段和方法,是十分困难甚至是不可能的。随着现代管理研究的不断深人和现代管理技术的不断进步,空间资源规划(SRP)将在电力企业得到广泛、深入的应用,并将为电力企业的管理和决策发挥极其重要的作用。SRP是一套针对动态行业的系统,是传统的GIS和企业资源规划(ERP)系统的有机结合和延伸。电力企业SRP作为一种先进、全局、战略性的理念和方法,将是未来电力企业设计各种应用方案的重要指导思想和原则,而作为SRP基础的AM/FM/GIS,在其实施的全过程中,只有充分尊重这一思想和原则,才能适应电力企业的不断发展。

二、地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用

1、地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的环境配置原则

要想对地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的有效性进行保证,就必须优化选择出适应程度高、针对性强的系统环境。所以,在确保电力系统自动化设计要求的前提下,应当尽量选择一个相对较好的系统环境,这就要求所选择的设备与软件具有较高的质量与较强的稳定性。一般情况下,系统的环境配置原则需要满足以下几个方面的条件:保证系统运行的稳定性,同时,所选择的设备以及软件具有较高的性能,只有这样,才能使得系统运行保持在一个较高的效率至上；具备较强的网络互联能力,能够与局域网以及广域网进行有效的联接;所选择的设备以及软件兼容性较强,且在价格方面具备一定程度的优势;具有较高的可扩展性,只有这样,才能使得相关设备在长时间运行的情况之下仍然保持高效率;½具有非常高的安全性能,这样一来,就可以为系统以及系统之中的相关数据提供一定程度上的保障。综上所述,在选择系统环境之时，一定要注意参考以上的几个条件,只有这样,才能保证地理信息系统技术在电力系统自动化中应用更为稳定、可靠、有效。

2、地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的硬件环境

一般情况下，用户的请求数量加多，且时间间隔较小，这就给服务器提出了更高的要求，要求服务器具有非常高的处理能力。因此，必须选择配置极高的计算机来作为系统的服务器。而从客户端的角度来看，它的工作较为简单，仅仅只需对一些简单的操作进行执行。所以，用于客户端的计算机并不需要十分高的配置，即使所配备的计算机性能相对较弱，也能完成其分内的任务。然而，对客户端而言，它主要是作为浏览器来进行使用，因此对于其显示器的选择必须十分重视，因为一个性能较高、适应程度较高的显示器将会在很大程度上提升浏览的效果。

3、地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的主要功能模块

地图管理功能模块：实现对电子地图的编辑功能，实现非常大的图库的管理功能，包括图件的矢量化、图件的多种格式之间的灵活方便的转换、地图、分析图等图形图像的绘制和误差的矫正、图幅的无缝拼接、投影变换等功能；

辅助做图功能模块：能够实现电力网络的有效可靠管理，及时方便的将整个电力网络直观形象地构造出来，设计出网络元素对应的属性数据库，提供各种各样的丰富有力的网络输入手段。一方面，能够提供方便快捷的手动输入方式，另一方面，也采取了外挂数据库的方式进行大批量的数据的输入工作，电力企业的信息录入功能的实现变得非常方便；

设备管理功能模块：能够通过多种辅助工具的应用，实现对已有的基本台帐数据、缺陷数据、检修数据、故障数据等数据的有效管理，能够实现模糊地名定位，在电力网络规定的范围内进行区域的划定，实现设备类型的指定，完成检索条件的构造，对于指定的目标实现快速的寻找，实现在线路上模拟挂牌操作的功能，能够实现对线路中现有的挂牌进行检索的功能，实现图形和报表的打印功能，使电力企业员工的工作效率达到大幅度的提高；

电网分析功能模块：能够实现辅助决策的功能，在系统中已经存在的电网图上，能够实现拉闸停电分析、阻抗计算、可靠性计算，提供给决策者科学的依据进行方案的准确制定。例如，根据拉闸停电范围分析，能够准确制定出拉闸停电范围的方案。

4、地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的网络环境和软件环境

对于地理信息系统系统而言，软件环境的配置也是非常关键的。地理信息系统必须访问非常多的数据，才能够实现特有的功能，尤其是在进行空间分析和显示时，也是要必须访问非常多的数据的，这要求软件环境以及网络的畅通性必须是良好的。因为在进行这一操作之时必须要访问数量非常庞大的数据，才能达到理想的效果。所以，系统的网络环境以及软件环境都必须具有较高的畅通性。在选择网络配置时，为了达到地理信息系统应用的要求，必须保证能够提供足够的带宽。网络环境由各种网络部件组成，例如：路由器、桥、调制解调器、HUB等，另外还要选择某种协议，例如：TCP/IP，IPX等等。

5、地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的智能化发展

未来信息系统将朝着智能化的方向发展。目前在多媒体中出现一种被称为赛博空间(Cyberspace)的概念,它以计算机技术、现代通信技术、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础,构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间,是一个人工世界。科学家预言,未来的人们将在赛博空间中的信息海洋中生活,从一个节点到另一个节点,从一个信息源到另一个信息源,进行信息交流和信息创造,实现相互之间的通信、贸易和科教活动。计算机软件技术正在进一步发展到软件的智能化。软件智能体(Agent)是软件设计进一步抽象的结果,是适应广泛的分布式网络计算环境而发展起来的软件技术方向。作为软件智能体的一种,空间智能体处于分布式网络计算环境中,感知并作用于这一环境,以各种不同的形式出现,实现空间数据的智能获取、处理、存储、搜索、表现以及决策支持。这种空间智能体拥有两种非常重要的能力:利用空间知识进行推理;可生存进化。在赛博空间中,以这种空间智能体作为构成模块的GIS系统就是CyberGIS。它自动地接收用户以高级语言描述的指令,利用它能够感知并作用于所处的赛博空间的“本领”,通过与其他空间智能体的交互,为用户找到赛博空间中所需要的信息。可以预见,电力GIS也将朝这样的方向发展。

结束语

地理信息系统中很多的技术是可以合理的运用在电力系统自动化中的，我们要善于挖掘电力系统和地理信息系统之间的技术联系，让地理信息系统中的技术更好的运用于电力系统，提高电力系统的自动化水平。

参考文献

[1]王宇，王东.地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J].黑龙江电力，2012(5).

[2]卢娟，李沛川.电力GIS的发展及主要功能[J].测绘与空间地理信息，2012(1).

地理信息系统及应用范文第4篇

【关键词】地理信息系统 功能 应用

1 地理信息系统的功能

（1）数据获取：地理空间数据是 GIS 的血液，整个GIS的建立都是围绕着空间数据来进行，所以数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任务。

数据获取可以有多种实现方式包括数据转换、遥感数据处理以及数字测量等等。其中已有地图的矢量化，是目前被广泛采用的手段，但也是最耗费人力资源的工作。鉴于GIS的数据类型不同，其数据输入可分以下三类：1）一般的图形数据输入：CAD图形一般通过数字化仪输入和扫描仪输入。这主要包括了上面提到的已有地图通过扫描数字化得到二值影像、灰度影响、彩色影像，然后通过人工转化为GIS软件可处理的矢量数据等格式。2）栅格数据的输入：栅格数据包括各种遥感摄影得到的数据、航拍影像数据、各种倾斜摄影图像数据、航空雷达数据等等。3）属性数据：属性数据是用来描述对象特征的，多为字符串和数字，通常用关系数据库管理系统进行管理。一般采用键盘输入，方式有两种：①对图形直接输入；②预先建立属性表输入属性，或从其他统计数据库中导入属性，然后根据关键字与图形数据自动联结。

（2）数据检验：数据检验，是保证工程精度和可靠性的保障。主要是指通过直观观测和理论分析等对采集并输入的数据进行质量检查和纠正、空间拓扑关系的建立以及图形整饰等，为接下来要做的服务模块做基础。数据检验的内容主要包括图形数据和属性数据两方面的检验。图形数据的检验主要有查询并改正拓扑关系、图形内各元素编辑、图形整饰、图形与图形之间的拼接、投影带转换等功能。属性数据的检验往往与数据管理结合在一起，进行检验。

（3）数据管理：数据管理是在数据输入无误的情况下，按照用户要求对数据进行整理。它涉及地理元素的空间位置、通过给其制定域，便于计算机处理和系统用户理解等。对输入的数据进行管理，有很多人也叫他数据库管理系统。它的内容主要是数据格式的转换和选择、数据的分类，数据的衔接，数据的分析，数据的整体整饰等。其中的空间数据库管理是GIS的核心部分，也是他优于其他软件的部分，图形数据和属性数据给定相应的域贮于空间数据库中。空间数据库的数据格式一般有三种，一种是矢量数据，栅格数据和矢量栅格混合数据。地图图幅库的管理：很多情况下，测量或者工作区域都是由很多图幅组成，要对这些图幅进行统一的管理，并且查询和分析，就形成了地图图幅库的管理，它形成的主要功能有图幅的入库、图幅删除、相邻图幅拼接、跨图幅条件检索、图幅的维护等。

（4）空间数据查询与分析：空间数据查询与分析是GIS系统最重要的功能之一，也是GIS系统区别于其他信息系统的本质特征，它大大增强了地图图形信息以及各种专业信息的利用深度和广度，用户可以通过查询结合自身，得出很多自己想要的东西和知识。对想要的事物进行综合评价，对要做的事情综合规划，对很多重大问题做出决策依据，对一些事物发展方向及结果进行预测。空间数据查询包括图形查询，属性查询，图形和属叉查询，比较直接和简单。收到大多数人的选择。空间数据分析是对输入的数据进行一系列运算和查询，给人们省去自己计算的过程。

2 GIS系统的主要特征

（1）系统内空间定位特征：系统内的一个实体，通过对周边地物及参考物体的联系，得出这一实体的空间位置数据，如果数据做的完善，还可以得出直观的三维立体图像。

（2）二维及二维以上结构特征：通过给定限制条件，和单一属性提取，可以在原有二维的基础上建立三维结构和相互关联的不同专题。

（3）时序特征：一般物体的相对关系会随着时间的变化而变化。从这点出发首先对地理信息系统内的这种具有区域性的、多层次的和动态变化的特征进行研究，然后通过分析计算进行掌握，这样才能实现系统内的人口数量、资源分布、环境等的综合分析、管理和决策。GIS可以提供“多来源”、“多层次”、“多时态”、“快速度”、“深加工”、“多形式”、“多精度”的空间数据，从而具有了时序特点。

3 地理信息系统的应用

（1）资源清查：资源清查是地理信息系统主要服务的一个板块，在地理信息系统服务中在很大一部分比重。GIS可以将汇总上来的数据进行分析整理，然后指定限制区域，通过多种条件组合，然后统计分析和原始数据快速再现。以矿权分布为例，可以输出不同矿的分布位置，面积大小，界桩位置，以不同矿产类型划分矿产分布群落，为资源的合理利用，规划，开发，调度，管理提供科学依据。

（2）城乡规划：城乡规划是地理信息系统这两年主要应用的模块，比如现在的农村集体土地确权登记和农村土地承包经营权确权登记，城乡规划中涉及的环境，人口，道路，民族，教育，文化，经济等多方面的大量数据，GIS系统整合这些数据，然后进行系统内的这些目标进行统计分析规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置以及城市环境的动态监测等。所以利用GIS作为城乡规划、管理、分析工具具有十分重要的意义。

（3）各种灾害监测：地质灾害和人为灾害最近几年被人们越来越重视，GIS通过整合大量数据可以预判事物发展规律，输出事物存在的隐患。为人们提供各种灾害发生的概率及有效的预防方案。所以地理信息系统对于人们在灾害监测中起到了很大的作用。

（4）环境管理：GIS系统内储存的大量数据，通过制定的查询目的可以为环境管理部门提供环境管理想要的数据，其中包括报表统计，图形编制，建立环境污染模型，为环境治理做科学的数据依据。

（5）宏观决策：GIS利用拥有的数据库，通过一系列决策模型的构建和分析，为国家宏观决策提供依据。如系统支持下的土地承载力的研究，可以解决土地资源与人口容量的规划。

4 结语

地理信息系统随着“数字地球”、“数字中国”等技术要求的提出，随着“信息高速公路”的建设和它独特的魅力所在，在我国以后的社会建设中会称为一个重要的角色。相信随着地理信息系统技术的广泛应用，地理信息系统作为地球信息科学的一个重要组成部分，与经济和社会发展的结合将更加紧密，它也必将为我国的经济建设、资源管理等各个领域的科学化、现代化发展发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1]张时忠.Inof-Geoteeh 工程勘察管理信息系统开发方案[J].地质科技情报，2001，20（3）：109.

地理信息系统及应用范文第5篇

关键词　多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型.

现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographic information system，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.

1　多媒体数据的有效管理

通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.

1.1　GIS数据库中多媒体数据的管理

1.1.1　GIS空间数据库中多媒体数据的管理　目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporal GIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.

有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.

要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.

关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a，b，c，d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0，t1，…，tn分别表示 时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态 一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2，3，…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.

关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即01(目标从无到有)；10(目标从有到无)；1N(目标从一个变成多个)；N1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.

1.1.2　GIS属性数据库中多媒体数据的管理　有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.

目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.

对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.

1.2　GIS区域分析中多媒体数据的生成

多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中，边统计、分析运算，边生成结果数据——多媒体数据.

1.2.1　空间分析中多媒体数据的生成　空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术［3］，因此，空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有：地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.

为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果，我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实［4］是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感.比如，可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果，使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等，使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.

1.2.2　统计分析中多媒体数据的生成　统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有：统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析，通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析，以及主成分分析等.

为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.

2　GIS应用系统中多媒体功能的实现

在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能

2.1　空间数据库中多媒体数据的播放

由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resource interchange file format)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.

下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.

如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.

2.2　属性数据库中多媒体数据的应用

一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.

3　多媒体技术在GIS中的应用前景

(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.

总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.

参考文献

1　张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996， (1): 19～21

2　杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京：电子工业出版社，1995.138～139