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关键词 地理信息系统;制图综合;方法原则
中图分类号:p208 文献标识码:a 文章编号:1671—7597(2013)051-058-01
地理信息系统的英文全称为geographic information system,简称gis,是一个用于分析地理空间信息的系统。它首先采集地球表层和内部空间的相关数据,然后通过计算机进行计算、分析、显示和存储,其中相关数据主要包括图像数据、空间信息数据、遥感数据等,利用计算机强大的运算能力分析和解决特定地理区域中的现象和问题。随着地理信息系统的发展,其对制图综合的要求越来越高,制图综合成为评价地理信息系统性能优劣的一个重要指标。接下来本文将从地理信息系统中制图综合的影响因素,基本过程及未来的发展方向等方面进行详细探讨。
1 地理信息系统中制图综合的影响因素
1.1 地图的比例
地图比例尺的大小严重影响着制图综合质量的好坏。在一幅相同大小的地图内,当比例尺较小时,同一块区域的面积会减小,同时这块区域内能够标记的物体数量和地图符号也会减少。随着地理信息系统的发展,比例尺逐渐被淘汰,取而代之的是数据库,通过数据库保存矢量化的地图数据,然而受到计算机内存容量的限制,数据库的容量不可能非常大,因此实际中不得不考虑地图的比例问题。
1.2 地图的显示效果
好的显示效果除了能够让用户清晰明白的看懂地图外,还应该满足制图规范的规定,保证地图内的物体之间的位置关系准确、合理,地图符号简单易懂。当将一个三维的立体事物反映在地图的平面上时,就需要考虑图层的设置问题,只有图层设置好了,图中才能反映出物体之间的正确位置关系,比如:行人位于高楼之下、船舶位于桥梁之下等,如果没有设置好图层关系,就会出现不正确的情况,导致物体之间的位置关系颠倒,因此在地图中出现物体互相覆盖的情况时,图层的设置问题是非常重要的。
1.3地域的特征
地域的特征是指该地域的地理特征,地球上不同区域具有不同的地理特征,比如:高原、平原、盆地、丘陵等,同时地球上不同区域还具有不同的文化、经济水平,因此,地理信息系统中的制图综合要选择最能反映该区域的特征的要素,抛弃那些不能反映该区域的特征的要素。在选择反映该区域的特征的要素时,要制定出合理的标准,使地图反映出的地理特征简单易懂。比如:在人口稀少的区域,比较小的乡镇是人口比较集中的地方,就应该选取该特征作为该区域突出的地理特征,而在人口密度比较大的地方,小乡镇是不重要的,应该抛弃。
2 地理信息系统中制图综合的基本过程
一般情况下,地理信息系统中制图综合的基本过程大致包含四个步骤:对区域的地理特征进行分类、对采集的地理信息数据进行精简、对突出的地理特征进行强调、对区域的地理特征进行符号标记。
2.1 对区域的地理特征进行分类
地理信息系统采集到地理信息数据后需要对其进行分类,分类既包含合并也包含拆分。比如:把集中在地面凹陷区域的水流合并为河流,但又把河流分为季节性河段和常流河段,前者是合并的过程,后者是拆分的过程。通常分类依靠两种依据,一种是根据地物的外形特征进行分类,比如:山川、高速公路、森林等,一种是根据地物的数量特征进行分类,比如:河流、湖泊、海洋等。
2.2 对采集的地理信息数据进行精简
通常地理信息系统采集到的地理信息数据含有大量的冗余数据,需要进行精化,删除重复以及不重要的数据。根据比例尺的不同,需要对地理信息的内容进行取舍,选择那些能够反映出该区域突出的地理特征的地理信息,抛弃那些与该区域的地理特征无关的某些内容,特别是当比例尺比较小的时候,需要删除大量的细节,只选取区域的全局特征,从而使地图清晰明了。
对地理信息的内容进行取舍主要表现在于:选取主要的类别以及主要的类别中的重要地物、舍弃次要的类别以及选取的类别中的次要地物。这里需要注意的是,主要和次要随着地域和比例尺的不同而不断变化,是一个相对的概念。地理特征的选取一般应该遵循以下原则:
①从大范围到
范围,先从大范围入手,再从小范围入手;②从大数量到小数量,例如高度、面积、长度等等;③从主要到次要,这需要根据地域和比例尺的不同而调整。
2.3 对突出的地理特征进行强调
在地理信息系统制图综合的整个过程中,必须对采集到的地理信息特征进行主次分类,突出最能反映该区域的特征的要素,地理信息系统制图综合不是对原始地域的重绘,而是制作出与原始地域相匹配的新地图,使用户能够从地图上获得该区域的重要信息。
2.4 对区域的地理特征进行符号标记
在对地理信息特征进行以上步骤之后,需要选择简单易懂的符号对其进行标记,选择的符号必须与地理信息特征相匹配。地图的所有信息都是通过符号体现出来的,地图符号能够反映出地物的位置、特征等重要的信息,制图综合的过程就是对地理信息数据进行符号化的过程。通常地图符号分为三大类:点状符号、线状符号还有面状符号。
3 结束语
随着计算机计算性能和存储容量的不断提高,地图制图技术得到飞速的发展,逐步从研究型阶段转向应用型阶段,为政府部门、商业公司和军事部门提供服务。如今,地图制图技术进入了新的发展阶段,不论硬件产品还是软件产品都已很成熟。其中软件产品分化为两大类:一类是专用的绘图系统,针对不同领域的绘图需求来开发和优化不同的绘图功能,并且在某些领域采用了智能化技术,实现了图形绘制的智能化;另一类是地理制图系统,地理制图系统是地理信息系统的一个子系统,利用地理信息系统强大的数据分析能力,使制图系统更加智能化,制作出图像更加清晰准确。
目前地理信息系统中的制图综合仍然存在着很多难题,例如:受计算机性能的限制,图形的显示速度还有待提高,特别是在军事领域需要实时显示的场合,另外,地图图像的分辨率以及高分辨率图像的存储都需要大容量的存储空间,如何对其进行压缩也有待解决。
参考文献
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[2]孙艳军,张二林.地理信息系统中制图综合问题的探讨[j].科技信息,2009,07(20).
[3]马照亭,孙伟,殷勇,李成名.城市3维地理信息系统中场景的制图输出技术[j].测绘通报,2007,09(9).
关键词:测绘地理信息系统;系统设计;系统开发
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0088-01
测绘是地理信息系统的基础,与我国地理信息系统应用的开展有着密不可分的联系,为了能够使我国地理信息系统得到更加广泛的应用,就要对地理信息系统进行充分的掌握,从而对其系统的设计进行不断的创新工作,使其系统的功能能够紧紧跟随市场经济的发展需求,从而使地理信息系统的作用充分的发挥出来。
一、测绘地理信息系统的定义
地理信息系统,简称GIS,同时又称为“地学信息系统”或者是“资源与环境信息系统”。是一种特定的十分重要的空间信息系统,主要是在计算机硬、软件系统的支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述等一系列工作的技术系统。是目前我国在分析和处理海量地理数据方面通用的一种技术。其主要特征是具有动态性和空间性,并且能够实现区域空间分析以及多种动态要素的预测。
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统、遥感、地理信息系统为技术核心,将地面已经存在的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息。测绘是地理信息系统的基础,建立测绘信息管理系统可以有效的管理测绘数据,使地理信息系统得到广泛的发展和应用。
二、测绘地理信息系统的设计与开发
(一)测绘地理信息系统的功能
因为地理信息系统的使用范围较广,所以在对其系统的设计与开发上,也要从地理信息系统所涉及的领域进行多方面的考虑,整个系统根据不同应用领域可以分为以下三个基础类别:
1.大地测量数据系统
大地测量数据系统中存在的数据,主要是国家大地测量的基础数据,这些数据中主要包括大地水准网和控制网的数据资料,在很大程度上满足了国家对大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。
2.城市测绘数据系统
城市测绘数据系统的功能主要是为城市规划、市政建设以及其他的相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据主要包括某个城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图,以进行叠加、统计等操作,以为空间决策提供支持。
3.海洋测绘数据系统
海洋测绘数据系统是为了给导航和变化监测等应用提供相应的数据支持,其中所存放的数据主要包括海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等,同时还应该包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。
(二)测绘地理信息系统的设计与开发
为了能够使测绘地理信息系统所具备的功能得到充分的发挥,在系统的开发上就要进行严格的要求,在对地理信息系统的设计与开发的过程中,应该遵循实用、先进、高效、可靠的原则,在此原则的基础上进行科学合理的规划设计。
1.开发平台和工具的选择
开发平台和工具的选择与系统建设效率的成败存在着直接的关系,这就要求在系统设计与开发的过程中,要根据系统的要求选择合理的开发工具。随着我国地理信息系统应用的不断发展,其开发工具软件也得到了基本的完善,国内的开发工具软件主要包括MAPGIS、GeoStar、SuperMap等软件。而对这些开发工具软件的选择应该根据地理信息系统具体的使用领域以及其具体的要求来进行选择,通常情况下,其主要的功能应该包括输入和管理地理信息系统数据的基本功能,应该具备良好的特性,尤其是在常用的功能方面;其次,系统应该具有较好的效率;并且应该具备接收处理汉字的功能;最后,系统应该具体提供较好的用户界面和联机帮助信息的功能,并且根据地理信息系统的不断发展,系统还应该具有良好的扩充性且具有进一步的升级能力。鉴于以上所提到的基础功能来看,选择MAPGIS开发工具软件是比较科学的选择。
对于系统集成应用开发方面和系统硬件方面应该采用Visual C++作为开发工具语言,硬件的配置应该具备快速、灵活等特点,以此来保证我国不同领域的测绘地理信息系统的作用能够得到充分的发挥。
2.数据库设计
数据库是构成地理信息系统的核心,因此,在数据库的设计上一定要予以重视。构成数据库体系的内容主要包括图形的拼接和附加、不同数据格式之间的相互转换以及图库的建立等等方面,地理信息系统数据库中除了属性数据库外,还包括空间数据库,对于空间数据库的管理通常采用拓扑数据模型来实现,地理信息系统在两种数据之间建立的某种联系以实现图形与属性之间的相互之间的操作。随着地理信息系统的不断发展,对于这两种数据库的应用也出现了一定程度的改变,许多地理信息系统可以提供两种数据库结构的混合处理能力,是两种数据结构共同存在,相互补充。
3.配备和系统管理制度
在整个地理信息系统中,为了能够对系统进行全面的管理和维护工作,系统应该具有合理的人员配备和严格的系统管理制度,其中人员配备应该形成整套的行政管理体系,并严格遵照系统管理制度。以此来提高协作、管理的效率。
三、结束语
综上所述,测绘地理信息系统的产生与发展,是我国地理信息系统技术发展的必然结果,测绘地理信息系统也为我国经济效果和社会效益的发展起到了重大的推动作用,正确认识测绘地理信息系统,并且对其进行科学合理的设计与开发,对我国的经济发展起到了重要的意义。
参考文献:
[1]马平华,路文科,刘永宏.论测绘地理信息系统的建设[J].安徽地质,2009(12)
[2]薛萍,赵建辉.民政地理信息系统的设计与开发[J].测绘与空间地理信息.2011(6)
[关键词]地理信息系统 地质工程勘察 应用
一、地理信息系统的概念
地理信息系统(GIS)在计算机硬件和软件系统的支持下,可以对整个或者部分地球表层中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述。地理信息系统可以分成人员、数据、硬件、软件、过程这五个部分,人员是地理信息系统中最重要的部分,首先开发人员要定义地理信息系统中需要执行的每个任务,然后进行处理程序的开发,开发人员要具备熟练的操作水平,才能克服地理信息系统中出现的问题。精确的数据会影响到查询和分析的准确度。硬件的性能可以影响到软件处理数据的速度。软件除了地理信息系统,还包含绘图、数据库、影像处理、统计等其他程序。
二、地理信息系统的功能特征
地理信息系统亦称之为GIS,是基于地理空间数据库,并借助计算机软硬件,对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理,在地质学中的应用,可提供地质管理、决策等重要信息。其系统功能特征表现为以下几点:(1)数据输入。地理信息系统在收集相应地质信息资料之后,以图形数据、图像数据和属性数据的形式,将数据输入到系统当中,为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图等,提供科学合理的数据。(2)检索查询。地理信息系统提供交互式查询检索、影像库查询检索、图形库查询检索、属性库查询检索等检索查询功能,可供系统应用时快速找到所需的数据资料。(3)统计分析。针对地质学中的空间分析、模型分析预测、专业统计分析、常规统计分析等统计分析需求,在经过一系列信息筛选后,分析输出地质灾害、环境地质研究等所需的信息。
三、地理信息系统在地质勘察中的应用现状
在当前我国社会经济发展的过程中,其国土资源的利用有着十分重要的意义,它是人们日常生活、社会生产的基础内容之一。因此为了提升国土资源的利用率,我们就将地理信息系统技术应用到其中,从而对相关的空问数据信息进程采集,进而满足现代化地质信息化建设的相关要求。近年来,在我国地质勘测工作中,人们为了使得资源可以得到充分的利用,人们在制定了相关的规范制度和文献规则,来对其进行相应的优化管理,促进我国国民经济建设。
地质工程勘察的场区地下空间由很多地层组成。经过抽象归纳,对其特征进行分析,主要表现为以下几方面内容:其一,地层具备一定的地质成因、岩土性能、地质年代等特征,在空间中连续分布,并且相同的地层具备共同的特征;其二,不同的地层依照一定顺序呈纵向叠加规律,横向分布的地质结构同外部作用有着密切的关联。
当前,地质勘察的数据信息其处理方法主要是进行人工管理,借用Microsoft Office表格、Auto CAD绘图软件及土木岩石专业的工程计算软件进行辅助,制作勘察报告及图表。因此,经常出现数据输入错误、重复、信息凌乱,管理能力差等问题,对资料的准确性及处理效率都造成影响。以地理信息系统为基础,对地质勘察信息进行处理,可以更好的保证工作效率,处理上述问题。
四、地理信息系统在地质勘察中的应用
1、创建模型
勘察对象的地形较为复杂,其包含了各种各样的自然地质及人工设施。因此,应依据地质情况的不同建立三维模型。依照的原则为:结构描述清晰、关系明确、具备一定的空间精度,从而为后续的信息分析及处理提供方便。
2、可视化管理的数据库
数据库的管理工作是进行地质勘察的基础。尽管应用以往的数据库能够对记录进行管理,但是其工作效率相对较低。应用可视化的管理数据能够对三维空间进行各项操作。地理信息的主要功能就在于其可视化,同时也是对空间数据库进行观测的基本方法。伴随着三维技术及可视化的不断发展,3D、Direct3D被广泛应用到地质的可视化技术中,并发挥着极为关键的功效。同时,在Windows操作系统中,应用3D函数,不仅可以创造良好的立体效果,同时还可以减小软件研制的繁复性,进而对可视化软件同三S数据模型接口间的问题进行处理。
3、地理信息系统在勘察安全中的应用
伴随着水资源的不断开发,环境情况逐渐恶劣,勘察工作的安全问题也日益突显,事故频发,灾害经常出现,不仅影响了经济发展的速率,同时还对人们的生命财产安全造成危害。所以,地质勘察信息系统在灾害预防方面有着极为重要的作用。应用地理信息系统技术可以为灾害预防提供强有力的数据保障。灾害的分析工作是一项极为繁复的工作,需要大量的数据,耗时较长,并且很容易出现问题,应用地理信息系统技术建立数据库,对灾情可以更直观地进行反映,让决策人员犹如身在现场,对各种救灾工作更快速地调动,减少决策的错误出现几率,同现实问题相吻合。
4、地质勘察中其他工程的应用
在勘察中,有很多项目工程,其都同勘察的信息之间存在密切的关联。应用地理信息系统技术,同模型相结合,可以对项目进行仔细规划,具备鲜明的优越性。同时,对信息的分析、对比等操作能够对未来的项目趋势进行预测,为决策人员提供参考。
关键词:测绘高新技术;地理信息;数字城市;地理国情监测
一、引言。
随着科学技术的不断进步,测绘科技也在加速创新。传统的测绘方式已逐步被测绘高新技术“3S”技术和“4D”产品所取代。传统的测绘方法:如三角测量、大平板仪测图、普通航摄仪测图等已经彻底淘汰,而水准测量、光电测距、部分解析法测图、三角高程测量将作为测绘高新技术的辅助手段继续存在。传统测绘技术形成的成果图件称为手测图,后经计算机扫描及矢量化完成的成果不能称之为数字化成果,只能称为半数字化,其精度不高,更新慢。而用3S技术通过特殊软件及设备加工处理生产出的4D产品则为真正意义上的数字化成果。完成这一产品的过程只有现代地理信息技术才能实现。地理信息产业、国情地理监测涵盖了整个测绘领域和过程。然而,随着测绘内容的越来越丰富,测绘名词成因需要进一步规范
二、传统测绘产业和测绘高新技术的提法。
有人认为:现在从事的小范围测绘项目和非数字城市项目都属于传统测绘产业,这个提法不确切,现在不管大小项目,为客户提供各种测绘服务都是采用高科技技术手段完成的,不存在传统不传统的问题,比如小区域测图,控制部分都是由GPS来完成,测图部分大部分用航片外业调绘(航片用遥感技术获得),内业用配套软件计算机处理完成,而更小一点范围测图使用全站仪外业采集数据,内业编辑成图精度更加可靠。因此就测绘产业本身来讲不存在传统的,而是测绘方法及手段存在传统和非传统说法。
三、地理信息、地理信息系统、地理信息产业
1、地理信息(Geographic Information)是指与空间地理分布有关的信息,它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征,联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称。地理信息代表三维空间信息。具备区域性、多维性和动态性。其动态性主要用于测绘生产实践,它表示地理信息的动态变化特征,即时序特征。可以按照时间尺度将地球信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、季节温度)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如数字城市、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。地理信息常以时间尺度划分成不同时间段信息,这就要求及时采集和更新地理信息,并根据多时相区域性指定特定的区域得到的数据和信息来寻找时间分布规律,进而对未来作出预测和预报。
2、地理信息系统是在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布及属性,以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统(简称GIS)。GIS是一种计算机系统,它具备一般计算机系统所具有的功能,如采集、管理、分析和表达数据等功能。其次,GIS处理的数据都和地理信息有着直接间接的关系。地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识,而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置、属性特征(简称属性)及时域特征三部分。空间位置数据描述地物或现象所在位置;属性数据有时又称作非空间数据,是属于一定地物或现象、描述其特征的定性或定量指标;时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。由此,可以简单地定义地理信息系统为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。依照其应用领域,地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信息系统等。
3、地理信息产业,是以现代测绘技术和信息技术为基础发展起来的综合性产业。既包括 GIS(地理信息系统)产业、卫星定位与导航产业、航空航天遥感产业,也包括测绘业和地理信息技术的专业应用,还包括LBS(基于位置服务)、地理信息服务和各类新兴技术及其应用。
开发地理信息系统都是为完成地理信息产业服务的,近些年,各行各业都在开发地理信息系统,无论哪个行业开发都离不开测绘科技,地理信息系统必须有基础信息平台,这就是所属区域的基础测绘资料,所以,测绘技术的日新月异,使实现社会信息化变为可能。
四、数字城市。
数字城市是城市基础地理空间框架,是数字化城市管理系统简称,是数字省和国家的重要组成部分,数字城市以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。数字城市建设成果是用强大的地理信息系统来完成的,是科学技术的综合体现,数字城市系统开发建设为城市管理提供方便快捷服务。
五、地理国情监测。
地理国情监测是综合利用全球卫星导航定位技术(GNSS)、航空航天遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)等现代测绘技术,综合各时期已有测绘成果档案,对地形、水系、交通、地表覆盖等要素进行动态和定量化、空间化的监测,并统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等,形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告。地理国情监测通过对地理国情进行动态测绘、统计,从地理的角度来综合分析和研究国情,为政府、企业和社会各方面提供真实可靠和准确权威的地理国情信息。推进地理国情监测工作,必须建立在丰富翔实的地理信息资源积累基础之上,不仅需要掌握各时期的历史档案数据,还要加快地理信息动态监测,及时更新地理信息。做为测绘工作者要肩负起测绘发展的历史使命,测绘队伍要制定人才发展战略,加快装备的现代化。为我国测绘事业发展多做贡献。
[关键词]地理信息系统 地质 矿产 勘查
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-124-1
1前言
地理信息系统,简称GIS,是用于处理地理信息的系统。它综合地理学、计算机科学、数学、信息学、测绘学等学科,以地理和测绘为基础,依靠计算机技术作为技术支撑,广泛应用于与空间信息有关的领域。
地理信息系统有三个基本特征。首先,地理信息系统是以计算机软件为基础的应用系统,其使用职能为通过计算机接收外部信息进行空间数据整理。其次,地理信息系统以多媒体数据库系统为媒介,它的功能和使用范围将随着多媒体技术和数据库的技术发展而发展。第三,地理信息系统经由内部处理器完善生成的数据具有两大特点,分别是统计性和空间地理性。
2地理信息系统的发展背景
地理信息系统的发展只有50多年的历史[1],了解地理信息系统出现的背景对于更好的认识地理信息系统有重要的意义。
首先,地理信息系统以地理学为认识基础。从概念上看,地理信息系统就是处理和地理有关的信息。在经历了传统地理学、计量地理学之后,地理学如今走向了信息化的道路。通过计算机技术的引用,将过去纸面上、手头上的数据进行信息处理与加工,进而系统化、统一化、定量化、动态化。地理信息系统作为一种新思想、新技术丰富了解决地理问题的手段,是地理学科走向多元化发展的道路。
其次,地理信息系统以地图学为方法基础。传统的地图表达方式具有更新慢、效率低等缺陷,如今计算机技术的引入使得地图学以信息的形式存在于系统中,计算机通过外部输入获得信息,通过内部程序进行加工处理,从而获得精确可靠的地理信息。而且由于计算机网络的发展,其更新快、实时性强、精度高的特点更为突出。不过,传统的地图学提供的地理信息系统以地图学色彩设计与表示方法、地图制图综合、地图量算与分析、专题数据处理与
表示方法等都在地理信息系统得到了延续。
第三,地理信息系统以空间对地观测获得新的信息源。如何获得可靠、丰富且实时的信息源一直以来是地理信息系统发展过程中的重要问题。传统的信息来源是在地图学发展的基础上出现的,如实地测绘、航空摄影、探险考察等。如今计算机网络和数据库的发展很好的解决了困难。卫星、航天飞机、无人机等实时化、全球化通信网络成为了地理信息系统获取新信息的重要工具,对地理信息系统来说,这是其发展过程中极其重要的一环。
3地理信息系统的发展
地理信息系统从上世纪60年代诞生到现在已经发展了50多年,世界各国已经开始应用地理信息系统来进行空间数据的储存、获取、传输和处理等,给管理人员和决策人员提供巨大的信息保障。在了解了地理信息系统产生的背景之后,我们更要知道地理信息系统50多年的发展历史,更好的认识地理信息系统以便在今后的使用中得心应手。
地理信息系统的最初构想由加拿大的Roger F.Tomlinson 和美国的 Duane F.Marbel 在二十世纪六十年代初分别提出。之后加拿大人Tomlinson 于1962年提出使用计算机技术的方法建立加拿大地理信息系统,简称CGIS,其功能主要是进行地图的叠加和量算。这是地理信息系统发展的第一阶段,属于开拓期。这一时期内,研究人员利用计算机技术开发了一些简单的软件,后人称之为地理信息系统软件包。然后利用这些软件包进行空间数据的地学处理。1972年CGIS在简单完善后投入使用,美、英也开始进行相关研究的工作。二十世纪七十年代是地理信息系统的平稳发展阶段,注重管理是这一阶段的主要内容。进入八十年代,地理信息系统实现了技术上的重大突破,空间决策支持分析的出现使得地理信息系统的应用越来越广,各国政府也从中获得了利益,因此,相关的研究机构被设立,地理信息系统进入快速发展的阶段。1992年,Goodchild提出地理信息科学概念,旨在研究应用计算机技术处理、储存、管理、分析地理信息过程中的一系列基本问题。地理信息科学的提出使得地理信息系统理论化,这是地理信息系统发展的必然结果。二十世纪九十年代地理信息系统已经服务于多种行业,特别是地理信息科学的提出使得它将有更加广阔的未来。时间进入二十一世纪,近十年来,遥感、全球定位系统、国际互联网等现代信息技术与地理信息系统相互联系、相互渗透,它们之间已经发展形成了以地理信息系统为核心的集成化技术系统。新时代、新技术的蓬勃发展给地理信息系统注入了新的活力,而地理信息系统广阔的应用前景必将使得它在今后拥有更好的未来。
4地理信息系统在地质矿产勘查中的应用
地理信息系统在现今高新技术层出不穷的背景下飞速发展,加之信息化技术和信息化产业的不断完善,地理信息系统已经在地质学领域取得了重大发展。
地理信息系统在地质学领域的发展主要表现在地质制图、地质灾害预测、石油勘探资料管理和矿产资源预测等方面。我们着重介绍其在地质矿产勘察方面的发展。
首先是地理信息系统用于地质矿产勘探制图。长久以来,矿产、石油勘探都需要通过地质、物探等得到相关资料做成地图,以完成相关信息的综合。不过传统的地质制图方法存在效率低下、利用率低、管理繁杂等不足,已经不适应如今迅速发展的油气勘探、矿产开发等领域。地理信息系统的出现很好的解决了这一问题,它可以实现各种专题图的可视化、数字化,并通过数据库对其进行管理,存贮方便且查询容易。
其次是地理信息系统用于地质矿产勘探数据管理。在地质矿产勘探过程中,如何对庞大的数据资料进行管理是很重要的问题。如今,地理信息系统通过将各种文本资料录入,图形资料数字化,从而完成由文本、图形到数据的移植。这种方式便于保存,且通过识别码连接实现对空间信息、属性资料的一体化管理,继而做到对矿产地质信息的全方位管理与应用。
第三是地理信息系统用于矿产资源预测。勘查人员在研究地质矿产资源的过程中会遇到很多棘手的问题。恶劣的地质环境,简陋的分析设备以及不可预知的自然环境都使得研究人员头痛欲裂。不过,地理信息系统的出现有效的降低了这一问题的难度。现今,大量的地源信息、地质资料已被获得,研究人员要做的就是将它们录入地理信息系统中,然后通过计算机技术进行处理就能获得有价值的信息。
地理信息系统在地质矿产行业的发展中发挥了巨大作用,取得了很多成果。美国、加拿大、澳大利亚等过早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图[2]。2002年,澳大利亚得研究人员携带笔记本电脑于野外采集地质数据,并建立相关数据库。Zhou[3]以其建成的中国金矿大型数据库为基础,使用地理信息系统进行成矿地理分析,预测区域成矿靶区。中国地质科学院方一平等建成1:500万中国矿产资源数据库,中国地质矿产信息研究院吴仲煌将GIS应用于矿产资源区域评价。此外,我国1:50万数字地质图数据库[4]已经建立完成。总而言之,通过地理信息系统辅助,研究人员可以基于大量的信息进行空间采样,从而对地质矿产勘查进行预测和指导。
5地理信息系统的未来展望
地理信息系统数据量庞大、信息多元化、定量化分析等特点正是传统地质研究中所缺乏的。不过地理信息系统也存在着如分析对设备要求较高、硬件花费较大、收集资料耗时耗力等不足。随着地理信息系统的应用被越来越广泛的开发,地理信息系统在地质矿产勘查领域的发展将会朝以下几个趋势发展:高维化、网络化、集成化和智能化。我们相信地理信息系统的研究将使其更加完善,并更好的服务于各行各业。
参考文献
[1] 王家耀,成毅,吴明光,孙庆辉. 地理信息系统的演进与发展. 测绘科学技术学报. 2008, 8 (5), No.4.
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