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甘肅土地gis系統(tǒng)技術(shù)的簡單介紹

什么是GIS技術(shù)?

GIS是英文Geographic Information Systems的縮寫,中文習(xí)慣譯為地理信息系統(tǒng)。通常泛指用于獲取、存儲、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)及與其相關(guān)之信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理科學(xué)等的發(fā)展而發(fā)展起來的,它通過計(jì)算機(jī)對各種地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、管理、統(tǒng)計(jì)、分析和顯示,生成并輸出用戶所需要的各種地理信息,它由計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)庫、分析應(yīng)用模型和圖形用戶界面及系統(tǒng)管理人員所組成。

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自從20世紀(jì)60年代初GIS概念在加拿大提出以來,隨著多學(xué)科、多技術(shù)的發(fā)展和密切結(jié)合,尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間分析理論的飛速發(fā)展,GIS的含義和應(yīng)用在不斷擴(kuò)大,GIS技術(shù)在最近20多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如,土地信息系統(tǒng)可看成是GIS技術(shù)在土地管理的具體應(yīng)用,因此,GIS技術(shù)是土地信息系統(tǒng)建設(shè)最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。

目前,GIS技術(shù)的幾個發(fā)展主要表現(xiàn)在:

(1)三維GIS和時態(tài)GIS的發(fā)展已取得了一定進(jìn)展。

(2)GIS和GPS、RS三者結(jié)合的技術(shù)日益成熟。

(3)空間數(shù)據(jù)的存儲管理技術(shù)發(fā)展迅速。

隨著對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,將空間數(shù)據(jù)無縫集成在DBMS中已成為現(xiàn)實(shí)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)和GIS的結(jié)合,利用RDBMS存儲GIS數(shù)據(jù),并通過RDBMS存取和操縱這些數(shù)據(jù)。新的RDBMS(如ORACLE產(chǎn)品)支持新的對象—關(guān)系模型,從而可以更好地支持空間數(shù)據(jù)類型(4)組件GIS技術(shù)。地理信息系統(tǒng)的組件化,就是采用組件(Component)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用系統(tǒng)。其本質(zhì)就是軟件可復(fù)用技術(shù)。COM GIS就是采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件軟件技術(shù)的GIS系統(tǒng),其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件,每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間以及GIS組件與非GIS組件之間,都可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來,形成最終的GIS基礎(chǔ)平臺及應(yīng)用系統(tǒng)。組件式GIS代表著當(dāng)今GIS發(fā)展的潮流。

(5)Web GIS技術(shù)。Web GIS是在INTERNET信息發(fā)布、數(shù)據(jù)共享、交流協(xié)作基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)GIS的在線查詢和業(yè)務(wù)處理等功能,是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物?;ヂ?lián)網(wǎng)(Internet),尤其是萬維網(wǎng)(WWW),已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺。GIS通過WWW功能得以擴(kuò)展,真正成為一種大眾使用的工具,從WWW的任意一個節(jié)點(diǎn),Internet用戶可以瀏覽Web GIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖,以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進(jìn)入千家萬戶。

GIS技術(shù)在測繪,國土,規(guī)劃,交通等行業(yè)中的具體應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展,廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。

以下地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域分別回答了在各自領(lǐng)域內(nèi)的作用

資源管理(Resource Management)

主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域,解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場) 分布、分級、統(tǒng)計(jì)、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。

資源配置(Resource Configuration)

在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供 應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證 資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

城市規(guī)劃和管理(Urban Planning and Management)

空間規(guī)劃是GIS的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域,城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如, 在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、 公共設(shè)施、運(yùn)動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。

土地信息系統(tǒng)和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許 多內(nèi)容,借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。

生態(tài)、環(huán)境管理與模擬(Environmental Management and Modeling)

區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評價、環(huán)境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環(huán) 境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。

應(yīng)急響應(yīng)(Emergency Response)

解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時,如何安排最佳的人員 撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問題。

地學(xué)研究與應(yīng)用(Application in GeoScience)

地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計(jì) 分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。ArcInfo系統(tǒng)就是一個很好的 地學(xué)分析應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

商業(yè)與市場(Business and Marketing)

商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場 的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù),建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場 和服務(wù)面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空 間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。 房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。

基礎(chǔ)設(shè)施管理(Facilities Management)

城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、 電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。 它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。

選址分析(Site Selecting Analysis)

根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn),綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、 環(huán)境影響等因素,在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置,是GIS的一個典型應(yīng)用領(lǐng)域,充 分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。

網(wǎng)絡(luò)分析(Newwork System Analysis)

建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型,研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、 處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。

可視化應(yīng)用(Visualization Application)

以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ),建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的 三維可視化模型,實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽,可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型 工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。

分布式地理信息應(yīng)用(Distributed Geographic Information Application)

隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展,運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息 系統(tǒng)應(yīng)用類型,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲和信息共享,以及遠(yuǎn)程空間 導(dǎo)航等。

農(nóng)用地評價工作現(xiàn)狀

(一)甘肅省農(nóng)用地分等

甘肅省以往與農(nóng)用地相關(guān)的工作和研究成果,為農(nóng)用地分等工作的完成提供了一定的技術(shù)依據(jù),奠定了良好的科學(xué)基礎(chǔ)。2005 年度全面開展的農(nóng)用地分等定級與估價工作,以農(nóng)用地地塊作為分等評價單元,綜合考慮了農(nóng)用地的自然質(zhì)量狀況、利用水平和經(jīng)濟(jì)狀況,利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)技術(shù),對農(nóng)用地進(jìn)行了質(zhì)量等別劃分,得出了農(nóng)用地自然質(zhì)量等、利用等和經(jīng)濟(jì)等 3 個不同層次的評價成果,建立了全省耕地等別數(shù)據(jù)庫,設(shè)立了國家、省、縣三級標(biāo)準(zhǔn)樣地體系,為全省農(nóng)用地定級與估價以及土地利用規(guī)劃、基本農(nóng)田保護(hù)、耕地占補(bǔ)平衡、國土整治、區(qū)域開發(fā)、農(nóng)田建設(shè)等提供了科學(xué)依據(jù)。截至目前,該項(xiàng)工作是甘肅省最為全面、翔實(shí)、科學(xué)、系統(tǒng)的農(nóng)用地評價研究。通過農(nóng)用地分等工作,甘肅省首次全面地掌握了全省準(zhǔn)確、翔實(shí)的農(nóng)用地?cái)?shù)據(jù),科學(xué)量化了農(nóng)用地?cái)?shù)量、質(zhì)量及其分布,查清了全省農(nóng)用地的類型、面積、分布及理化性狀,摸清了甘肅省 86 個縣(市、區(qū))、169140 個農(nóng)用地分等單元的資源狀況,包括資源的自然條件、社會經(jīng)濟(jì)條件和生態(tài)環(huán)境條件,資源利用的產(chǎn)出和效益狀況以及甘肅省范圍內(nèi)各農(nóng)用地之間的空間分布狀況,對分等單元的農(nóng)用地質(zhì)量進(jìn)行了綜合、定性、定量的評定,客觀反映了甘肅省農(nóng)用地自然條件、利用效率和經(jīng)濟(jì)價值的優(yōu)劣差異。

(二)第二次全國土地調(diào)查

根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于開展第二次全國土地調(diào)查的通知》(國發(fā)〔2006〕38 號)、《第二次全國土地調(diào)查總體方案》和《甘肅省人民政府關(guān)于開展全省第二次全國土地調(diào)查工作的通知》(甘政發(fā)〔2007〕28 號)的要求,在全省范圍內(nèi)開展第二次土地調(diào)查工作。甘肅省第二次土地調(diào)查的目標(biāo)是全面查清全省范圍內(nèi)的土地利用狀況,掌握真實(shí)的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立和完善全省土地調(diào)查、土地統(tǒng)計(jì)和土地登記制度,實(shí)現(xiàn)土地資源信息的社會化服務(wù),滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及國土資源管理的需要。

甘肅省第二次土地調(diào)查的主要任務(wù)包括開展農(nóng)村土地調(diào)查,查清全省農(nóng)村各類土地的利用狀況;開展城鎮(zhèn)土地調(diào)查,掌握城市建成區(qū)、縣城所在地建制鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)土地狀況;開展基本農(nóng)田狀況調(diào)查,查清全省基本農(nóng)田狀況;建設(shè)土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)調(diào)查信息的互聯(lián)共享。在調(diào)查的基礎(chǔ)上,建立土地資源變化信息的調(diào)查統(tǒng)計(jì)、及時監(jiān)測與快速更新機(jī)制。

圍繞全省第二次土地調(diào)查總體目標(biāo),按照統(tǒng)一的土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程,充分利用現(xiàn)有的土地調(diào)查成果,采用無爭議的權(quán)屬資料,運(yùn)用航天航空遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位、數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù),應(yīng)用內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的調(diào)查方法,形成集信息獲取、處理、存儲、傳輸、分析和應(yīng)用服務(wù)為一體的土地調(diào)查技術(shù)流程,獲取全省每一塊土地的類型、面積、權(quán)屬和分布信息,建立連通的“國家—省—市—縣”四級土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫。

甘肅省第二次全國土地調(diào)查工作于 2007 年初開始,計(jì)劃 2009 年底完成數(shù)據(jù)上報(bào)等工作,2010 年上半年完成省、地、縣三級土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè),建立土地利用數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)土地調(diào)查信息共享。

(三)縣域耕地地力評價

開展耕地地力評價是農(nóng)業(yè)部測土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是摸清全省耕地資源狀況、提高耕地利用效率、促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工作,從2006年開始啟動,分縣推進(jìn)。目前,縣級工作正在全面開展。開展耕地地力評價以第二次土壤普查成果為基礎(chǔ),應(yīng)用 GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)對耕地、土壤、農(nóng)田水利、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)等方面的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,摸清和更新了縣域內(nèi)土壤養(yǎng)分分布情況,對各縣(市、區(qū))地力等級進(jìn)行了科學(xué)合理的劃分,界定和劃分了中低產(chǎn)田,并提出了改良措施,建立了耕地資源管理信息系統(tǒng),為耕地資源管理、耕地質(zhì)量建設(shè)、測土配方施肥技術(shù)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供了平臺。

按照全國統(tǒng)一的耕地地力評價方法,耕地地力等級劃分為 10 級,各縣(市、區(qū))在逐步完成縣級地力等級評價的基礎(chǔ)上,均須將評價結(jié)果歸入農(nóng)業(yè)部地力等級體系。

什么是GIS系統(tǒng)?

GIS(Geographic Information System)地理信息系統(tǒng)。顧名思義,地理信息系統(tǒng)是處理地理信息的系統(tǒng)。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關(guān)的信息,又常稱為空間信息。一般來說,GIS可定義為:"用于采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)"。從GIS系統(tǒng)應(yīng)用角度,可進(jìn)一步定義為:"GIS由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成,通過對地理數(shù)據(jù)的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成并輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識,為工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃、管理決策服務(wù)"(陳述彭,1999)。

人類生活在地球上,80%以上的信息與地球上的空間位置有關(guān)。GIS的出現(xiàn)是信息技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)萌芽于上世紀(jì)的60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理和分析大量的土地利用地圖數(shù)據(jù),并建議加拿大土地調(diào)查局建立加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS),以實(shí)現(xiàn)專題地圖的疊加、面積量算、自然資源的管理和規(guī)劃等;與此同時,美國的Duane F. Marble在美國西北大學(xué)研究利用數(shù)字計(jì)算機(jī)研制數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng),以支持大規(guī)模城市交通研究,并提出建立地理信息系統(tǒng)的思想。70年代是地理信息系統(tǒng)走向?qū)嵱玫陌l(fā)展期。美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對GIS的研究均投入了大量人力、物力和財(cái)力。到1972年CGIS全面投入運(yùn)行與使用,成為世界上第一個運(yùn)行型的地理信息系統(tǒng);在此期間美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展了50多個地理信息系統(tǒng),用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息;1974年日本國土地理院開始建立數(shù)字國土信息系統(tǒng),存儲、處理和檢索測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地質(zhì)等信息;瑞典在中央、區(qū)域和城市三級建立了許多信息系統(tǒng),如土地測量信息系統(tǒng)、斯德哥爾摩地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。但由于當(dāng)時的GIS系統(tǒng)多數(shù)運(yùn)行在小型機(jī)上,涉及的計(jì)算機(jī)軟硬件、外部設(shè)備及GIS軟件本身的價格都相當(dāng)昂貴,限制了GIS的應(yīng)用范圍。

80年代是GIS的推廣應(yīng)用階段,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,在性能大幅度提高的同時,價格迅速下降,特別是工作站和個人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與完善,使GIS的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍不斷擴(kuò)大。GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合,開始用于全球性問題的研究,如全球變化和全球監(jiān)測、全球沙漠化、全球可居住區(qū)評價、厄爾尼諾現(xiàn)象及酸雨、核擴(kuò)散及核廢料等(李德仁,1994);從土地利用、城市規(guī)劃等宏觀管理應(yīng)用,深入到各個領(lǐng)域解決工程問題,如環(huán)境與資源評價、工程選址、設(shè)施管理、緊急事件響應(yīng)等。在這一時期,出現(xiàn)了一大批代表性的GIS軟件,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MAPINPO、ERDAS、Microstation等,其中ARC/INFO已經(jīng)愈來愈多地為世界各國地質(zhì)調(diào)查部門所采用,并在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域礦產(chǎn)資源與環(huán)境評價、礦產(chǎn)資源與礦權(quán)管理中發(fā)揮越來越重要作用。

90年代為GIS的用戶時代,隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及,GIS成為了一個產(chǎn)業(yè),投入使用的GIS系統(tǒng),每2~3年就翻一番,GIS市場的增長也很快。目前,GIS的應(yīng)用在走向區(qū)域化和全球化的同時,己滲透到各行各業(yè),涉及千家萬戶,成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。與此同時,GIS也從單機(jī)、二維、封閉向開放、網(wǎng)絡(luò)(包括Web GIS)、多維的方向發(fā)展。

我國地理信息系統(tǒng)方面的工作始于80年代初。地理信息系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)展階段的標(biāo)志是第七個五年計(jì)劃的開始,地理信息系統(tǒng)研究作為政府行為,正式列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃,開始了有計(jì)劃、有組織、有目標(biāo)的科學(xué)研究、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和工程建設(shè)工作。許多部門同時展開了地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)工作。1994年中國GIS協(xié)會在北京成立,標(biāo)志中國GIS行業(yè)已形成一定規(guī)模。九五期間,國家將地理信息系統(tǒng)的研究應(yīng)用作為重中之重的項(xiàng)目予以支持,1996年,為支持國產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展,原國家科委開始組織軟件評測,并組織應(yīng)用示范工程。這一系列的舉措極大的促進(jìn)了國產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展與GIS的應(yīng)用。1998年,國產(chǎn)軟件打破國外軟件的壟斷,在國內(nèi)市場的占有率達(dá)25%。同年,在抽樣調(diào)查25個省市19個行業(yè)的1000多個單位中,全部使用了地理信息系統(tǒng)(秦其明、袁勝元,2001)。地理信息系統(tǒng)在資源調(diào)查、評價、管理和監(jiān)測,在城市的管理、規(guī)劃和市政工程、行政管理與空間決策、災(zāi)害的評估與預(yù)測、地籍管理及土地利用,在交通、農(nóng)業(yè)、公安等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 2. 地理信息系統(tǒng)的組成

GIS的應(yīng)用系統(tǒng)由五個主要部分構(gòu)成,即硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法。


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