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gis技術主要表現 gis技術的功能及特點

GIS的功能

由計算機技術和空間數據相結合而產生的 GIS 這一高新技術,包含了處理地理信息的各種高級功能,但是它的基本功能是數據的采集、管理、處理、分析和輸出。

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1. 數據采集與編輯

它主要用于獲取數據,保證地理信息系統(tǒng)數據庫中的數據在內容與空間上的完整性、數值邏輯一致性與正確性等。通過數據采集與編輯,可以將地理信息系統(tǒng)的數據抽象為不同層的實體地物要素,按順序轉化為 ( x,y) 坐標及對應代碼,輸入到計算機中。目前可用于地理信息系統(tǒng)數據采集的方法與技術很多,自動化掃描輸入與遙感數據集成最為人們關注。

2. 數據存儲與管理

這是建立地理信息系統(tǒng)數據庫的關鍵步驟,涉及空間數據和屬性數據的組織??臻g數據結構的選擇在一定程度上決定了系統(tǒng)所能執(zhí)行的數據與分析的功能。在地理信息系統(tǒng)數據進行組織與管理中,最為關鍵的是如何將空間數據與屬性數據融合為一體。此外,對空間數據的管理技術還包括: 空間數據庫的定義、數據訪問和提取、從空間位置檢索空間物體及其屬性、從屬性條件檢索空間物體及其位置、開窗和接邊操作、數據更新和維護等。

3. 數據處理與變換

由于地理信息系統(tǒng)涉及的數據類型多種多樣,同一種類型的數據的質量也可能有很大的差異。為了保證系統(tǒng)數據的規(guī)范和統(tǒng)一,必須對數據進行相應的處理與變換。初步的數據處理主要包括數據格式化、轉換、概括。數據的格式化是指不同數據結構的數據間變換,是一種耗時、易錯、需要大量計算量的工作,應盡可能避免。數據轉換包括數據格式轉化、數據比例尺的變化等。在數據格式的轉換方式上,矢量到柵格的轉換要比其逆運算快速、簡單; 數據比例尺的變換,涉及數據比例尺縮放、平移、旋轉等方面,其中最為重要的是投影變換。目前地理信息系統(tǒng)所提供的數據概括功能極弱,與地圖綜合的要求還有很大差距,需要進一步發(fā)展。

4. 空間查詢與分析

空間查詢是地理信息系統(tǒng)以及許多其他自動化地理數據處理系統(tǒng)應具備的最基本的分析功能; 而空間分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能,也是地理信息系統(tǒng)與其他計算機系統(tǒng)的根本區(qū)別。地理信息系統(tǒng)的空間查詢與分析功能主要包括以下幾項:

( 1) 空間查詢: 是 GIS 最基本的功能,包括已知屬性查詢圖形,已知圖形查詢屬性及多種條件的綜合查詢。

( 2) 拓撲疊合: 將同一地區(qū)兩個或多個不同圖層的特征相疊合,建立新的空間特征。

( 3) 緩沖區(qū)分析: 對數據庫中的點、線、面實體建立各種類型要素的緩沖區(qū)多邊形,來確定不同地理要素的空間鄰近度。

( 4) 網絡分析: 是 GIS 空間分析的重要組成部分。網絡模型是運籌學中的一個基本模型,例如,在城市的街道區(qū)建立圖書館、醫(yī)院等公共設施,希望各居民住家到達這些設施的路途最短; 而在建立消防站、救護車站時,需要路途最短、花費時間最少等。

( 5) 數字地形分析: 通過構造數字高程模型 ( DEM) ,對地形進行分析,包括坡度、坡向、地表粗糙度、剖面分析、通視分析等。

5. 數據顯示與輸出

GIS 為用戶提供了許多用于地理數據表現的工具,其形式既可以是計算機屏幕顯示,也可以是諸如報告、表格、地圖等硬拷貝圖件。圖形輸出 GIS 產品的主要表現形式,包括各種類型符號圖、點值圖、暈線圖、等值線圖、立體圖等。

GIS技術的發(fā)展趨勢

GIS在資源環(huán)境領域的應用方興未艾,從技術、地理信息、經濟社會的需求等方面分析,在該領域有以下趨勢及建議:

應用軟件數據端口應有專門化,專業(yè)化方向發(fā)展,在同類型同方向的GIS數據交流共享方向提供適當的方便,以解決GIS數據來源和數據質量難以保證的問題。

結合國家信息化推進工作,以電子政務相關工程為基礎,推動GIS在資源環(huán)境管理中的推廣應用。

信息化建設已成為我國各級 *** 及企業(yè)的重要任務,GIS在以資源、能源、生產、資金等空間綜合配置、優(yōu)化組合為目的的信息化建設中,可以發(fā)揮應有的作用;結合相應的應用工程,推動GIS的發(fā)展;

應用往專業(yè)化方向發(fā)展,功能由通用管理功能轉向資源評估、監(jiān)督、跟蹤分析等專業(yè)功能方向發(fā)展。

隨著經濟社會的發(fā)展,經濟社會與資源環(huán)境之間的各方面的矛盾及問題逐漸暴露出來,這些問題在時間和空間上具有諸多的關聯(lián)性,分析這些問題、提出合理的解決方案建議,需要功能更專業(yè)化的GIS軟件系統(tǒng)支持;

支持多源、多尺度、多類型集成應用的軟件平臺工具的開發(fā)應用。

信息獲取技術的快速發(fā)展和多源化趨勢,要求資源環(huán)境方面的GIS應能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息;

促進3S技術集成應用,推動專業(yè)技術及軟件的發(fā)展,全球定位系統(tǒng)、遙感技術與GIS的集成應用已成為GIS軟件發(fā)展的趨勢之一,而這種應用的發(fā)展是在應用推動的基礎上建立的,針對特定的應用領域的集成化的GIS將成為資源環(huán)境領域GIS的發(fā)展方向,也是系統(tǒng)與業(yè)務結合的需要;

開展專業(yè)應用系統(tǒng)開發(fā)建設,結合資源環(huán)境各領域的需求,開發(fā)多種專業(yè)化的GIS,如針對性生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)功能區(qū)、地下水、生物資源等領域的專業(yè)性GIS軟件與管理系統(tǒng)。

國內GIS現狀和對策

地理信息系統(tǒng)技術是一門綜合性的技術,它的發(fā)展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數學和統(tǒng)計科學、信息技術等有關學科的發(fā)展分不開的。

GIS的發(fā)展可分為四個階段:第一個階段是初始發(fā)展階段,20世紀60年代世界上第一個GIS系統(tǒng)由加拿大測量學家R.F.Tomlison提出并建立,主要用于自然資源的管理和規(guī)劃;第二個階段是發(fā)展鞏固階段,20世紀70年代由于計算機硬件和軟件技術的飛速發(fā)展,尤其是大容量存儲設備的使用,促進了GIS朝實用的方向發(fā)展,不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)在世界各地紛紛付諸研制,如美國、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財力;第三個階段是推廣應用階段,20世紀80年代,GIS逐步走向成熟,并在全世界范圍內全面推廣,應用領域不斷擴大,并與衛(wèi)星遙感技術結合,開始應用于全球性的問題,這個階段涌現出一大批GIS軟件,如ARC/INFO,GENAMAP,SPANS,MAPINFO,ERDAS,Microstation等;第四個階段是蓬勃發(fā)展階段,20世紀90年代,隨著地理信息產品的建立和數字化信息產品在全世界的普及,GIS成為確定性的產業(yè),并逐漸滲透到各行各業(yè),成為人們生活、學習和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系統(tǒng)的研制與應用在我國起步較晚,雖然歷史較短,但發(fā)展勢頭迅猛。

我國GIS的發(fā)展可分為三個階段。

第一階段從1970年到1980年,為準備階段,主要經歷了提出倡議、組建隊伍、培訓人才、組織個別實驗研究等階段。

機械制圖和遙感應用,為GIS的研制和應用做了技術和理論上的準備。

第二階段從1981年到1985年,為起步階段,完成了技術引進、數據規(guī)范和標準的研究、空間數據庫的建立、數據處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等環(huán)節(jié),對GIS進行了理論探索和區(qū)域性的實驗研究。

第三個階段從1986年到2013年,為初步發(fā)展階段,我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段,逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機構、研究中心和實驗室。

GIS研究逐步與國民經濟建設和社會生活需求相結合,并取得了重要進展和實際應用效益。

主要表現在四個方面:(1)制定了國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范,解決信息共享和系統(tǒng)兼容問題,為全國地理信息系統(tǒng)的建立做準備。

(2)應用型GIS發(fā)展迅速。

(3)在引進的基礎上擴充和研制了一批軟件。

(4)開始出版有關地理信息系統(tǒng)理論、技術和應用等方面的書籍,設立了地理信息系統(tǒng)專業(yè),培養(yǎng)了大批人才,并積極開展國際合作,參與全球性地理信息系統(tǒng)的討論和實驗。

在科技部等國家有關部門的大力組織和支持下,國產GIS基礎軟件開發(fā)工作取得了重要進展,出現了一批GIS高技術企業(yè),開發(fā)出了較為成熟的國產GIS軟件,如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等,并形成了一定的產業(yè)規(guī)模。

這些國產GIS軟件以較高的性價比,打破了國外GIS軟件對我國市場的壟斷,有力促進了我國地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展。

這些年,GIS技術在我國得到了廣泛應用,其應用面從傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、土地利用、測繪、環(huán)境保護、電力、電信、減災防災等領域滲透到礦產資源調查、海洋資源調查與管理等各方面,取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。

當前,國家有關部門正逐步將GIS嵌入到電子政務系統(tǒng)中。

隨著計算機和信息技術的快速發(fā)展,GIS技術得到了迅猛的發(fā)展。

GIS系統(tǒng)正朝著專業(yè)或大型化、社會化方向不斷發(fā)展著。

“大型化”體現在系統(tǒng)和數據規(guī)模兩個方面;“社會化”則要求GIS要面向整個社會,滿足社會各界對有關地理信息的需求,簡言之就是“開放數據”、“簡化操作”,“面向服務”,通過網絡實現從數據乃至系統(tǒng)之間的完全共享和互動。

下面我們從地理信息系統(tǒng)技術角度來討論和分析當前GIS的相關技術及其發(fā)展趨勢。

1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數據是GIS的血液,構建和維護空間數據庫是一項復雜、工作量巨大的工程,它包括:數據的獲取、校驗和規(guī)范化、結構化處理、數據維護等過程。

GIS處理的數據對象是空間對象,有很強的時空特性,獲取數據的手段及數據的形式也復雜多樣。

獲取數據的基本方式有:野外全站儀平板測量、GPS測量、室內地圖掃描數字化、數字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數據轉換等。

這些獲取技術已基本成熟。

同時,空間數據也具有很強的時效性,不同的空間數據必須進行周期不等的數據更新維護,空間數據庫中數據的準確、及時、完整是實現GIS應用系統(tǒng)價值的前提基礎。

空間數據維護往往涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數據格式和多種數據類型的大量數據,提供有效的空間數據編輯更新手段是當前亟待解決的一個重要課題。

基于上述信息獲取技術,在過去的二十年間,國家有關部委和行業(yè)部門已經積累了大量原始數字化數據和相應資料,建立了1100多個大、中型數據庫以及大量的各類數字化地理基礎圖、專題圖、城市地籍圖等。

國家測繪局已經完成了全國l:100萬、 1:25萬基礎地理空間數據庫以及全國七大江河數字地形模型的建設,并啟動了全國l:5萬,部分省份1:1萬基礎地理空間數據庫的建設。

這些基礎數據有力促進了GIS技術的廣泛應用,進而產生了大量的GIS數據。

但由于地理信息系統(tǒng)軟件大多采用不同的空間數據模型,以及它們在地理實體上的認識差異,使得所積累的數據難以轉換和共享(即使能夠數據轉換,也會產生信息的丟失),從而形成一個個新的數據孤島。

制訂數據交換的格式標準已成為大家的共識。

一些國家和組織已經在進行這方面的工作,并定義了一些數據交換標準,如SDTS,OpenGIS聯(lián)盟制訂的GML,另外一些公認的數據格式如DXF,Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數據交換的事實標準。

我國也在“九五”期間制定了地球空間數據轉換標準。

但是由于人們對空間信息認識和研究成果的制約,還沒有一個統(tǒng)一的地理數據模型,因此建立實用的數據交換格式和信息標準將是一個長期、復雜過程。

1.2 空間數據的管理空間數據的管理涉及到二個方面的內容:空間數據模型和空間數據庫。

空間數據模型刻畫了現實世界中空間實體及其相互間的聯(lián)系,它為空間數據的組織和空間數據庫的設計提供了基本的方法。

因此,空間數據模型的研究對設計空間數據庫和發(fā)展新一代GIS系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。

在GIS中與空間信息有關的信息模型有三個,即基于對象(要素)(Feature)的模型、場(Field)模型以及網絡(Network)模型。

GIS基礎軟件平臺的研制和應用系統(tǒng)的設計開發(fā)一直沿用這三種空間數據模型,但這些模型在空間實體間的相互關系及其時空變化的描述與表達、數據組織、空間分析等方面均有較大的局限性,難以滿足新一代GIS基礎軟件平臺和應用系統(tǒng)發(fā)展的要求。

主要表現為:(1) 僅能表達空間點、線、面目標間極為有限的簡單拓撲關系,且這些拓撲關系的生成與維護耗時費力;(2) 難以有效地表達現實三維空間實體及其相互關系;(3) 適于記錄和表達某一時刻空間實體性狀及相互間關系靜態(tài)分布,難以有效地描述和表達空間實體及其相互間關系的時空變化;(4) 沒有考慮異地、異構、異質空間數據的互操作和分布式“對象”處理等問題。

針對上述不足,時空數據模型、三維數據模型、分布式空間數據管理、GIS設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數據模型研究的學術前沿。

GIS是什么?又有什么作用?

GIS是地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)。GIS的作用是對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。

位置與地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置于特定的地理信息中,代表為某個地點、標志、方位后,才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之后,還需要了解所處的地理環(huán)境,查詢和分析環(huán)境信息,從而為用戶活動提供信息支持與服務。

擴展資料:

GIS的實現方法:

1、信息來源

如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯(lián)系起來,就可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會干涸。一個GIS系統(tǒng)就能夠進行這樣的分析,它能夠將不同來源的信息以不同的形式應用。

2、資料展現

GIS數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路、土地利用、海拔)。 現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續(xù)的對象領域(如降雨量或海拔)。

3、資料采集

數據采集——向系統(tǒng)內輸入數據——它占據了GIS從業(yè)者的大部分時間。有多種方法向GIS中輸入數據,在其中它以數字格式存儲。印在紙或聚酯薄膜地圖上的現有數據可以被數字化或掃描來產生數字數據。

參考資料來源:百度百科—GIS

什么是GIS技術?

GIS是英文Geographic Information Systems的縮寫,中文習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據及與其相關之信息的計算機系統(tǒng)。它是隨著計算機技術和地理科學等的發(fā)展而發(fā)展起來的,它通過計算機對各種地理空間數據進行組織、管理、統(tǒng)計、分析和顯示,生成并輸出用戶所需要的各種地理信息,它由計算機、地理信息系統(tǒng)軟件、空間數據庫、分析應用模型和圖形用戶界面及系統(tǒng)管理人員所組成。

自從20世紀60年代初GIS概念在加拿大提出以來,隨著多學科、多技術的發(fā)展和密切結合,尤其是計算機技術和空間分析理論的飛速發(fā)展,GIS的含義和應用在不斷擴大,GIS技術在最近20多年內取得了驚人的發(fā)展,并廣泛地應用于各個領域。例如,土地信息系統(tǒng)可看成是GIS技術在土地管理的具體應用,因此,GIS技術是土地信息系統(tǒng)建設最為關鍵的技術之一。

目前,GIS技術的幾個發(fā)展主要表現在:

(1)三維GIS和時態(tài)GIS的發(fā)展已取得了一定進展。

(2)GIS和GPS、RS三者結合的技術日益成熟。

(3)空間數據的存儲管理技術發(fā)展迅速。

隨著對象—關系數據庫技術的發(fā)展,將空間數據無縫集成在DBMS中已成為現實。關系數據庫(RDBMS)和GIS的結合,利用RDBMS存儲GIS數據,并通過RDBMS存取和操縱這些數據。新的RDBMS(如ORACLE產品)支持新的對象—關系模型,從而可以更好地支持空間數據類型(4)組件GIS技術。地理信息系統(tǒng)的組件化,就是采用組件(Component)技術實現地理信息系統(tǒng)基礎平臺和應用系統(tǒng)。其本質就是軟件可復用技術。COM GIS就是采用了面向對象技術和組件軟件技術的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基礎平臺及應用系統(tǒng)。組件式GIS代表著當今GIS發(fā)展的潮流。

(5)Web GIS技術。Web GIS是在INTERNET信息發(fā)布、數據共享、交流協(xié)作基礎之上實現GIS的在線查詢和業(yè)務處理等功能,是Internet技術應用于GIS開發(fā)的產物?;ヂ?lián)網(Internet),尤其是萬維網(WWW),已經成為GIS的新的操作平臺。GIS通過WWW功能得以擴展,真正成為一種大眾使用的工具,從WWW的任意一個節(jié)點,Internet用戶可以瀏覽Web GIS站點中的空間數據、制作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進入千家萬戶。


網站欄目:gis技術主要表現 gis技術的功能及特點
文章源于:http://weahome.cn/article/dopscpc.html

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