广州建设领域管理应用_GIS在诸多建设领域中的应用

摘 要：GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：GIS 领域 作用 效益

近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统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。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

一、在地理空间数据管理中的应用

目前流行的数据库管理系统，与GIS中数据库管理系统在对地理空间数据的管理上，存在两个明显的不足；一是缺乏空间实体定义能力；二是缺乏空间关系查寻能力，这使得GIS 在对空间数据管理上的应用日趋活跃。如ARC／INFO在公路管理中的应用；ARC／INFO在对市政设施管理中的应用。后者如北京某测绘部门以北京市大比例尺地形图为基础图形数据，在此基础上综合叠加地下及地面的八大类管线(包括上水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线)以及测量控制网，规划路等基础测绘信息，形成一个测绘数据的城市地下管线信息系统。从而实现了对地下管线信息的全面的现代化管理。为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。

二、在综合分析评价与模拟预测中的应用

GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取，而且还是现实世界模型，可以将对现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上，得到综合分析评价结果；也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上，摸拟这些过程的发生发展，对未来的结果作出定量的和趋势预测，从而预知自然过程的结果，对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果，以作出最优决策，避免和预防不良后果的发生。如GIS在焦作东部矿区煤矿底板突水预报中的应用；GIS在土地信息和土壤保护中的应用。后者如美国资源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蚀为主要目的的多用途专用的土地GIS。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节性洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据等信息，建立了潜在威斯康星地区的土壤侵蚀模型A=RKLSCP，其中A为潜在的土壤侵蚀(面积/年)，R为降雨量，K为侵蚀土壤参数，L为坡长，S为坡度参数，C为耕地面积，P为管理参数。探讨了土壤恶化的机理，提出了合理的方案，达到土壤保护的目的，还可以利用它对土地进行长期的动态研究，避免土质的重心恶化。这里把土壤侵蚀模型A=RKLSCP作用到与之有关数据，达到综合分析评价及模拟预测结果。

三、间查询和空间分析功能的应用

为了便于管理和开发地理信息(空间信息和属性信息)，在建库时是分层处理的。也就是说，根据数据的性质分类，性质相同或相近的归并一起，形成一个数据层。这样GIS对单副或多副图件及其属性数据进行分析和指标量算。这种应用以原始图为输入，而查询和分析结果则是以原始图经过空间 *** 作后生成的新图件来表示，在空间定位上仍与原始图一致。因此，也可将其称为空间函数变换。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算)。这方面应用例子有很多，例如在城市规划过程中，对城市中救护车、救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划；如何安排多路警车交通路线，以保证在紧急时刻，在任意地方应至少能有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点；在环境保护方面，对水土流失导致土地资源的破坏进行评价；在区域环境质量现状评价过程中，对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态；在地学方面，MAPGIS在油气勘探中和在成矿预测中的应用，解决了肉眼所不能看见的深部构造问题和指明矿产的远景区。在大都市防震减灾系统中的应用，1994年的美国洛杉机大地震，就是利用RAC／INFO进行灾后应急响应决策支持，成为大都市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。日本横滨大地震后，日本政府决定利用GIS技术建立更好的能快速响应的防震减灾系统。日本建筑署建设研究所、NASDA等政府机构在联合国区域发展支持下，建立了防震减灾应急系统，选用ARC／INFO对横滨大地震的震后影响作出评估，建立各类数字地图库，如地质、断层、倒塌建筑等图库。把各类图层进行叠加分析得出对应急有价值的信息，该系统的建成使有关机构可以对象神户一样的大都市大地震作出快速响应，最大程度地减少伤亡和损失。在野生动植物保护中的应用，世界野生动物基金会(WWF)采用GIS软件ARC/INFO作为"老虎与人类"保护项目的主要技术工具。利用ARC/INFO空间分析功能，WWF已找到新的方法来帮助世界最大的猫科动物改变它目前濒于灭种的境地。

四、在地图制图中的应用

地理信息系统的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一用于地图制图，建立地图数据库。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题，如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。在地图的输出中，MAPGIS达到世界先进水平。

五、与遥感图像处理系统的结合的应用

遥感数据是地理信息系统重要信息源。其实目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能，并把它作为其一个子模块。这种应用如海湾战争期间，美国国防制图局GIS实时服务，为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，处理卫星和高低侦察机实时获得战场数字影像，及时地将反映战场现状的正射影影像叠加到数字地图上，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。

六、GIS中属性数据的综合及融合

在现有的GIS中，属性数据只是用于检索和查询，或进行简单的统计，难以深入的分析，难以发掘隐含在其中的模式和规律。在众多项的属性数据中，有时将几个属性项的属性数值加以综合，构成一个具有某领域特定意义的新属性项新属性值，这种综合不是综合前属性数据值的简单反映，也不是它们的孤立集合，而是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析，用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征

总之，GIS为人类由客观世界到信息世界的认识、抽象过程以及由信息世界返回客观世界的利用改造过程的发展和转化，创造了空前良好的条件和环境。因为地理信息系统大量应用到国家经济建设的方方面面，并发挥了不可估量的巨大作用，充分说明了地理信息系统在信息化时代对测绘工作的意义是重大的，必将影响我国的信息化建设向世界顶级水平迈出了艰巨的一步。

由计算机技术和空间数据相结合而产生的 GIS 这一高新技术，包含了处理地理信息的各种高级功能，但是它的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。

1 数据采集与编辑

它主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。通过数据采集与编辑，可以将地理信息系统的数据抽象为不同层的实体地物要素，按顺序转化为 ( x，y) 坐标及对应代码，输入到计算机中。目前可用于地理信息系统数据采集的方法与技术很多，自动化扫描输入与遥感数据集成最为人们关注。

2 数据存储与管理

这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及空间数据和属性数据的组织。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能。在地理信息系统数据进行组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体。此外，对空间数据的管理技术还包括: 空间数据库的定义、数据访问和提取、从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体及其位置、开窗和接边 *** 作、数据更新和维护等。

3 数据处理与变换

由于地理信息系统涉及的数据类型多种多样，同一种类型的数据的质量也可能有很大的差异。为了保证系统数据的规范和统一，必须对数据进行相应的处理与变换。初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换，是一种耗时、易错、需要大量计算量的工作，应尽可能避免。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等。在数据格式的转换方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单; 数据比例尺的变换，涉及数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换。目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱，与地图综合的要求还有很大差距，需要进一步发展。

4 空间查询与分析

空间查询是地理信息系统以及许多其他自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能; 而空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别。地理信息系统的空间查询与分析功能主要包括以下几项:

( 1) 空间查询: 是 GIS 最基本的功能，包括已知属性查询图形，已知图形查询属性及多种条件的综合查询。

( 2) 拓扑叠合: 将同一地区两个或多个不同图层的特征相叠合，建立新的空间特征。

( 3) 缓冲区分析: 对数据库中的点、线、面实体建立各种类型要素的缓冲区多边形，来确定不同地理要素的空间邻近度。

( 4) 网络分析: 是 GIS 空间分析的重要组成部分。网络模型是运筹学中的一个基本模型，例如，在城市的街道区建立图书馆、医院等公共设施，希望各居民住家到达这些设施的路途最短; 而在建立消防站、救护车站时，需要路途最短、花费时间最少等。

( 5) 数字地形分析: 通过构造数字高程模型 ( DEM) ，对地形进行分析，包括坡度、坡向、地表粗糙度、剖面分析、通视分析等。

5 数据显示与输出

GIS 为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件。图形输出 GIS 产品的主要表现形式，包括各种类型符号图、点值图、晕线图、等值线图、立体图等。

arcgis提取土地利用分类后的一类建立一个文件地理数据库以及要素数据集，设置好要素数据集的坐标系，一般来说是Xian80或者2000国家大地坐标系。

在ArcCatalog中将矢量数据导入该要素数据集中，矢量数据中如果没用“用地类型”这一字段则需要添加这一字段。并且根据用地类型录入属性，比如工业用地可以录入“1”，居民用地可以录入“2”等等，做好记录。

土地利用分类图如果是矢量数据，可以将刚才得到的数据栅格转矢量然后与之叠加分析即可得到；或者将土地分类图转为栅格，然后叠加分析。

移动GIS：

拥有GPS功能的无线移动设备被常常使用于野外专题数据获取和野外信息获取。消防员，垃圾收集员，工程检修员，测量员，公用设施施工工人，士兵，统计调查员，警察以及野外生物学家是使用移动GIS这个工具的一些野外工作者的代表。

这些类型的工作可以在手持计算机设备（运行Microsoft Windows CE或者Pocket PC）或者平板电脑上完成。ArcGIS Desktop和ArcGIS Engine集中于需要GIS分析和决策分析的野外工作任务，这种典型的任务往往在高端平板电脑上执行。

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