GIS(地理信息系统

GIS（地理信息系统）的应用——新生研讨课GIS概述以及功能浅析地理信息系统(GIS,GeographicInformationSystem)是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。我们当今面临世界的最主要的挑战是——人口过多，环境污染，森林破坏，自然疾病等。这些都与地理因素有关。不论是从事一种新的职业，还是寻找生长香蕉的最合适的土壤，或是为救护车计算最佳的行车路线，这些本地问题也都有地理因素。地图制作和地理分析已不是新鲜事，但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且，在GIS技术出现之前，只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。今天，GIS已是一个全球拥有数十万的人员和数十亿美元的产业。GIS已在全世界的中学、学院、大学里被讲授。在每个领域里的专家不断地意识到按地理的观点来思考和工作所带来的优越性。GIS应用㈠环境与资源管理资源管理(ResourceManagement)主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。资源配置(ResourceConfiguration)在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。㈡城乡规划城市规划和管理例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。土地信息系统和地籍管理土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。㈢灾害预警与评估•应急响应解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。㈣科研地学研究与应用(ApplicationinGeoScience)地形分析、流域分析、土地利用研究、空间决策支持、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。可视化应用(VisualizationApplication)以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。㈤环境保护生态、环境保护与污染模拟㈥宏观决策支持政府应用根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征等因素，在区域范围内选择最佳位置。网络分析建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。㈦国防军事是以准备和实施战争为中心的社会活动。一切军事行动都是在一定的地理环境中进行的，地理环境对军事行动有着极其重要的影响与作用。随着人类社会向信息化迅速发展，未来高技术战争中信息对抗的含量将越来越高，特别是高技术条件下的局部战争，由于战争爆发突然，战争进程加快、战机稍纵即逝等特点，对作战指挥的时效性有了更高的要求。指挥决策智能化、作战指挥自动化、武器装备信息化成为未来战争取胜的关键。在这种需求下，出现了数字化战场，数字化的地理信息系统已成为指挥决策的必要条件之一。军事地理信息系统MGIS(MilitaryGeographicInformationSystem)是地理信息系统技术在军事方面的应用；军事地理信息系统和遥感（RemoteSensing,RS）、全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)关系密切，同时和指挥自动化系统C3I(Command,Control,Communication,Information)紧密地联系在一起，形成一个多功能地同一系统。美国著名未来学家托夫勒指出，建设数字化战场使一项比研制原子弹的“曼哈顿工程”更具挑战性的系统工程，“数字化战场是打赢信息战的关键”。战场数字化就其内容来讲，主要是战场地理环境的数字化、作战部队的数字化、各种武器的数字化和士兵装备的数字化。国外军事地理信息系统（MGIS）现状军事地理信息系统在海湾战争及以后的战争中发挥了重要的作用，受到了各国军方的普遍重视。世界上大部分国家都建立了用途不同、规模大小不等的军事地理信息系统。报道较多的是美国、俄罗斯、英国、澳大利亚等国的MGIS。应用领域包括：（1）基础地理信息。包括地形图、DEM、DTM等。（2）航海、航空管理。航海图、制定计划航线、障碍物、禁区、空中交通控制等。（3）地形分析。包括战场模拟、行军路线、应急线路分析、越野机动、涉水分析、距离测量、面积测量、武器打轨迹分析等。（4）任务规划（战略层次）。包括军事基地规划、军事基础设施管理、打击效果评估、巡航导弹支持、战区规划、入侵应急规划、目标分析、轨道建模等。（5）战争管理（战术层次）。包括战场监测、战场管理、战术模拟、后勤保障规划等。（6）基础作业支持。包括拦截应用、环境应用等。（7）边界控制。包括毒品禁运、移民控制等。（8）情报。包括反毒品活动、反恐怖主义活动、武器监视与跟踪、情报收集等。国外军事应用系统示例美国国防制图局（DEA,DefenseMappingAgenccy）是美国军事GIS的管理部门，1989以来投入大量的人力和物力来研究开发军事GIS系统。（1）数字航海图。数字航海图（DigitalNavigationChart,DNC）和GPS结合用于海军的导航，以取代以前使用的4500张纸质海图。这些数字化地图可以支持广泛的空间分析和地理查询。（2）数字地图。VMAP（VectorsmartMAP）数据分两个层次，层次1和层次2，分别对应于1:25万比例尺和1:5万比例尺的地形图。（3）水文资源评估系统。用于水文和测深数据的收集、存储、分发。实际上，由于军事保密的特殊性，我们对国外许多功能强大的MGIS了解得都很少。另外，英国国家遥感中心应用法国的SPOT图像与MGIS结合，模拟敌方的三维地形，对军方飞行员进行模拟训练，取得了好的效果。现代战争的一个基本特点就是三S技术被广泛地运用到从战略构思到战术安排的各个环节。它往往在一定程度上决定了战争的成败。如海湾战争期间，美国国防制图局为战争的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，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。“沙漠风暴”战役的成功：GPS提供全天侯三维坐标，三维速度和时间信息海陆空的多种系统和装备都采用GPS，如：飞机、直升机、导弹发射架及导弹，仅为空军就提供了4000套GPS设备和近1000套附加装置，使部队可以实时精确定位和快速反应RS应用的主要工具是一组位于椭圆形低地轨道的KH-11卫星，提供海湾地区的重叠覆盖和高清晰度的远红外线影像。星载远红外探测器可同时测出伊拉克飞毛腿导弹发射瞬间产生的强大热流，在30秒内向驻沙特和以色列的反导弹部队发警告，带有GPS自动制导的爱国者地空导弹就立即予以拦截基于GIS技术的“联动战略系统（JOTS）”采用大屏幕显示器，工作站，绘图机等硬件和数字高程及地形数据，数字化栅格图像，构成了综合数据合成，控制与显示的完整的战区管理系统在海湾战争期间，美国国防制图局进入一天24小时生产状态，共开发了12000套新的地图产品，其中600套数字地图，影刷了100万幅战地地图，这些地图覆盖科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、叙利亚等国和地区，比例尺为1:5万不等。由于对这些战地地图的迫切需要，多国部队在这次战争中使用C130远程运输机运送军事地图到沙特阿拉伯，优先于药品的运输，仅次于爱国者导弹发射架部件的运输，由此可见，战时的实时地理信息保障是何等重要。在没有现成地图资料的地区，利用MGIS处理SPOT和LANDSAT影像及机载雷达影像，得到可直接应用的影像地图。因此，MGIS和RS相结合，可较好地完成战时地实时地理信息保障任务。MGIS的发展方向（1）基础数据、基础设施大型化。（2）各领域应用专业化。（3）实用化，简单化，易学易用。（4）小型化。和一些传统或现代的武器装备相结合，适用于基层部队或单兵谢谢！