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地理信息系统在土地管理中的应用

时间:2009-08-22 14:53:38  来源:  作者:

地理信息系统( Geographic Information Systems ,简称GIS ) 是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术,是一项以计算机为基础的管理和研究空间数据的新兴技术系统。地理信息系统萌芽于20 世纪60 年代的加拿大和美国,1972 年世界上第一个运行型的地理信息系统——加拿大地理信息系统 (CGIS) 全面投入运行与使用。

  关于地理信息系统的概念,目前还没有形成完全统一的认识,但是地理信息系统是一门技术,是一门科学。。R.F.Tomlinson认为“地理信息系统本身并不是一个单独的领域,而是信息处理和许多涉及空间分析技术的领域之间的一个共同基础。”D.F.Marble等认为地理信息系统是“一种处理空间数据的系统”。J.K.Brry认为 “地理信息系统是内部联系的、自动化的空间信息系统”。K.C.Clark则是把地理信息系统定义为“一种对空间数据进行采集、存储、提取、分析和显示的工具”。俄罗斯学者Trofimov将地理信息系统定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题,具有内部联系的,一组方法上、数学上、软硬件上和组织上的工具集合”。国际测量师联合会(FIG)对地理信息系统的定义则是“一个协助发展与规划及作出决定的工具”。我国学者李德仁院士认为:“地理信息系统是一种十分特别二重要的空间信息系统,它是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据和空间信息系统。上述各种概念各不相同,但是都将地理信息系统定义成一种基础手段,一种工具,一种技术或技术系统。

  GIS是一种特殊的信息系统,与其它一般的信息系统相比,GIS具有空间特性。在地理信息技术中,地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)及遥感(RS)(统称“3S”)技术是最基础和基本的三大技术核心。GIS在分析和处理问题中都使用空间数据和属性数据,并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用,从而提供了一种基于地理对象的新思维方法。而管理信息系统(MIS)只有属性数据,即使存在图形,也是以图像的形式存放,不能进行有关空间数据的操作,如空间查询、检索、网络拓扑分析。GIS强调空间分析,通过空间分析模型来分析空间数据,GIS的成功应用依赖于空间分析模型的研究和设计。GIS在最近30多年里取得了惊人的发展,目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一,风格各异。国外较著名的有ARC/INFO,GENAMAP,MGE等;国内较著名的有MAP/GIS,Geostar和CITYSTAR等。虽然GIS起步晚,但它发展快,目前已成功地应用到一百多个领域。

  尽管现存的地理信息系统软件很多,但对于它的研究应用,归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家,地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。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,在区域及城市规划管理、交通运输管理、测绘、环保、农业、制图、土地资源管理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,成为一个跨学科、多方向的研究领域。

  地理信息系统分通途有一下这些:

  (1) 直观、便捷地集成各种属性数据

  由于地物的空间位置具有客观性,而地物本身又具有纷繁复杂的特性,除了具有自然特性以外,还具有社会经济特性。描述这些特性的属性数据非常丰富,但都可以通过具有同一坐标参考系统的空间位置进行统一组织。GIS为各种数据的集成提供了统一的框架,在此基础上可以直观表达地物及其空间关系。如下图中,世界各国的社会、经济、人口以及文化数据都可以按国家的空间位置统一集成。

  (2)高效管理信息资源

  GIS是一个具有结构和功能的系统,能获取和输入空间数据,并进行空间数据的处理和分析,并将结果按一定的方式输出。通过这种方式,各个行业的信息资源都可以按各自的要求进行处理,从而提高了信息资源的管理和利用效率。各个行业信息系统的建设就是典型的例子,如地籍信息系统,林业资源管理信息系统、自来水设施管理信息系统、矿产资源管理信息系统、污染源管理信息系统、旅游资源管理信息系统、地下水资源管理信息系统等等。

  (3)提供辅助决策

  采用GIS的重要目的是辅助解决空间问题,其核心功能是空间分析,通过空间分析为各类用户提供管理和商业上的辅助决策。如疾病、林火等突发事件的监测与预警、设施故障处理、基站选址,企业选址,客户分布管理,房地产管理等。

  (4)制作地图

  GIS是在计算机辅助制图基础上发展起来的一门技术,是地图制作的重要工具。采用GIS可以制作符号,对数据进行各种渲染,高效、高性能、高度自动化是GIS制图的重要特点。下图为全国铁道路邮示意图(部分),图中的站点和道路为自动绘制,各站点之间的邮路的始发和到达时间为自动动态标注,一旦邮路所经过的站点发生改变或者时间发生调整,地图会自动更新。

  (5)提供与获得空间位置相关的服务

  地理信息系统的应用:即人应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析,以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律,使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据,从而为区域经济发展服务。

  地理信息系统(GIS)的产生和发展首先是在土地管理中得到应用。这是因为:一方面,土地管理本身是一项既重要又复杂的系统。这是因为土地是人类最宝贵的非可再生的自然资源之一,从古至今人类一直重视对土地的管理和利用。土地的管理工作包含多方面的内容,比如土地资源调查、土地利用规划、地籍管理、土地市场管理等,是一门非常复杂的系统,迫切需要采用信息化的手段来进行科学、高效的管理;另一方面,由于土地管理中存在大量的空间数据,需要采用空间技术来进行管理。传统的关系数据库技术对属性数据的管理已相当成熟,但对空间信息的管理显得力不从心,地理信息系统技术不仅可以管理属性信息和空间信息,而且还可以实现空间信息和属性信息间关系的管理。因此,土地是地理信息系统(GIS)最古老、最广泛的应用领域之一。早期的地理信息系统(GIS)几乎全部是处理和土地有关的信息系统,GIS的概念正是由于计算机在土地管理中的应用而产生的。

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