GIS与我们的生活

课程论文课程名称___地理信息系统概论___题目名称___GIS与我们的生活___学生学院______计算机__________专业班级____09软件2班________学号__3109006330__________学生姓名______李伟宾__________联系方式___13450368604________任课教师________余旭______2010年10月19日序号：08411GIS与我们的生活李伟宾（广东工业大学计算机学院，广州，510090）摘要：本文主要介绍GIS给我们的生活带来的变化关键词：GIS地图灾害出行1.GIS技术的背景以及研究内容地理信息系统（GIS，GeographicInformationSystem，也称作地学信息系统）是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之，GIS是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。1.1GIS的组成部分人员，是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。硬件，硬件的性能影响到处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。软件，不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。过程，GIS要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。1.2GIS的基本功能数据采集与编辑功能：GIS的核心是一个地理数据库,所以建立GIS的22第一步是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中,即数据采集.为了消除数据采集的错误,需要对图形及文本数据进行编辑和修改.制图功能：GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。因为大多数用户目前最关心的是制图。从测绘角度来看，GIS是一个功能极强的数字化制图系统。然而计算机制图需要涉及计算机的外围设备,各种绘图仪的接口软件和绘图指令不尽相同,所以GIS中计算机绘图的功能软件并不简单,ARC/INFO的制图软件包具有上百条命令,它需要设置绘图仪的种类,绘图比例尺,确定绘图原点和绘图大小等.一个功能强的制图软件包还具有地图综合,分色排版的功能.根据GIS的数据结构及绘图仪的类型,用户可获得矢量地图或栅格地图.地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图,而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图,如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高线图等等.还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图,如坡度图、坡向图剖面图等等.空间数据库管理功能：地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集。对此需要利用数据库管理系统来进行管理。GIS一般都装配有地理数据库，其功效类似对图书馆的图书进行编目，分类存放，以便于管理人员或读者快速查找所需的图书。空间分析功能：通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。在GIS中这属于专业性，高层次的功能。与制图和数据库组织不同，空间分析很少能够规范化，这是一个复杂的处理过程，按照不同的标准进行会得到不同的结果，需要懂得如何应用GIS目标之间的内在联系并结合各自的数学模型和理论来制定规划和决策。由于它的复杂性，目前的GIS在这方面的功能总的来说是比较低下的。1.3GIS应用领域资源管理,资源配置,城市规划和管理,土地信息系统和地籍管理,生态、环境管理与模拟,应急响应,地学研究与应用,商业与市场,基础设施管理,选址分析,网络分析,可视化应用,分布式地理信息应用.....2.GIS在生活中2.1GIS与衣食住行说到GIS，恐怕我们第一个印象就是想到地图，没错，GIS正是地图学33的重要基础，地图学是GIS应用所关注的主要领域。早期的GIS系统,如加拿大地理信息系统CGIS、美国哈佛大学开发的SYMAP系统等,都主要以地图制图为目标,地理分析功能极为简单,更接近一个机助地图制图系统。像我们生活中经常要用到的中国地图，市地图，甚至小区地图，无一不是以GIS的信息为基础的，还有给我们出行提供方便的各种旅游地图﹑路线地图，上面标注的路线长度、交通方式、景点的资料介绍，都是从GIS信息库中抽离出来的满足人们单一需要的产物。现在地图已经可以算是十分精确地了，一份详尽的小区地图甚至可以精确到0.1M，真的是一图在手，天下大可以去的，再也不用像以前的人那样，在不熟悉的地域乱撞，现在的地图，基本上知道方向我们都可以凭着它快捷便利的到达我们的目的地，这在一定程度商业加强了人们出行的欲望，加大了各种交流，这个方面GIS功不可没。当然除了纸质的地图，还有网络上由各个网络供应商提供的各种地图（Web地图）﹑信息﹑路线查询服务，比较著名的像Googleearth﹑谷歌地图正是基于我们的GIS所建立的，它提供了包括地图﹑卫星图﹑路况﹑地形四大类的查询服务，我们可以在上面查询各种交通地图、路面路况，甚至可以查看某个地方的卫星图，最精确可以相当于从50米的高空俯瞰大地，我曾经试过在谷歌地图上清晰地看到自家的屋顶，真正是做到了足不出户看尽天下各个角落，当然，最主要的是这些新奇先进的体验都是免费的，只要你有电脑，可以连接网络，这些自然可以实现。GIS业界人士一直都期望融入IT业主流，让GIS走进千家万户，让GIS成为人们日常生活的一部分，就像我们每天都会上网，每天都要使用打字软件那样。有这个想法不是偶然的，毕竟我们无论旅游、约会、购物，只要和出行相关，都免不了求助于地图。手机通话中使用频率最高的语句除了“喂，你好”之外，恐怕就是“你在哪里”了。大众地理信息服务就是希望为人们的日常生活提供位置信息，解决大家最常问的“在哪里”，“怎么去”的问题，而这方面典型的业务就是以Google，百度，新浪本地搜索为代表的公众地图服务。如另一个比较出名的网站坐车网（），专注于为用户提供各种出行路线、旅游线路,只要输入你的出发点和目的地,网站会自动给出可以到达的线路,包括自驾,公车,地铁,出租,火车,飞机等各种交通方式,只要通过简单的设置,可以方便的找到所需线路,而且在各种路线的后面还附有当前路线所需的费用方便比较选择。唯一不足的地方是，由于提供信息的来源多集中于大城市，网站目前只提供北京、广州、上海、深圳等城市公交查询，旅行线路景点交通查询，对于那些比较偏远地域的用户就无能为力了，各个地方也有类似的网站为一个地域的服务。当然除44了这个网站，网络上还有很多的网站提供包括线路、附近基础设施（酒店﹑旅店﹑火车站﹑学校.....）、著名景点、城市地标﹑美食﹑娱乐场所等信息的场所，我们在生活中也或多或少的接触过，它所带给我们的是完全不同于传统地图的体验，为我们的出行提供最大的便利。互联网时代的到来，将GIS推到了我们每个人的生活里面，GIS开始从专业和行业的高端走下来，直接与我们面对面。每个人都可能是Web地图服务的潜在应用者。GIS与你我面对面服务的时代已经到来了。更重要的是，GIS已经在改变我们的生活，并将继续这种改变2.2GIS与自然灾害防护再来说说GIS在狙击自然灾害方面的应用，这也是跟我们的生活有很大关系的一部分，毕竟，还是那就老话，“天有不测风云”，可是风云真的不可以测吗？GIS给了我们一个否定的答案，通过GIS的各种信息，我们的专家完全可以在大的范围内掌握天气的变化了，就像我们的父母可能每天必须看的天气预报节目就是，各地的观测台将收集到的温度、风向、雨量等各种信息汇总到气象中心，经过科学的分析，就可以预测短时间内的天气变化趋势，然后各地可以调整自己的生产生活计划，将各种气象灾害的损失减到最低，比如沿海地区发布台风预警信号，提醒渔民即使进港躲避风浪，避免人员、财产的损失。下面有这样一个例子:2005年8月，当卡特里娜飓风来临的时候，许多组织和个人都以不同的方式加入到救援的行列中来。在密西西比州，出现了大量的GIS志愿者。他们绝大多数来自城市和区域地理信息系统协会（URISA）和GIS联盟，随时准备出现在那些需要帮助的地方。“我们的第一个项目是对2004年海啸做应急支持，”GIS联盟的创始人和主席ShorehElhami说：“随着新项目不断被确定，越来越多的志愿者加入联盟，承担大量繁琐的工作。卡特里娜飓风之后我们所做的工作，是GIS联盟义不容辞的社会责任。它让我为我的职业感到骄傲。”8月30日，就在卡特里娜飓风对海湾造成巨大毁坏之后，GIS专家，克里夫兰市三角洲州立大学综合地理空间技术中心主任TalbotBrooks教授通过ESRI公司与GIS联盟的Elhami取得联系，请求其提供GIS技术支持。Brooks教授一直在为密西西比州提供GIS服务。URISA在收到Brooks教授的请求后，立即行动起来，广泛召集志愿者参加协助救援的工作。在很短的时间里，URISA就收到了近3000人的发来得信息，表示愿意提供志愿服务。在救援工作开始之初，鉴于密西西比州的特殊要求，URISA确定由20个志愿者组成2个GIS小组，进行灾害的救援工作。随着救援工作的不断深入，GIS小组的人数不断的增加，最终有超过32名的志55愿者参加了GIS小组，并留在灾区继续进行工作。GIS小组成员为灾难救援做了大量的非常重要的工作，特别是在遭受卡特里娜飓风袭击的最初阶段，GIS小组发挥了巨大的作用。在这次救援工作中，GIS联盟，地理空间信息技术协会(GITA)，ESRI，LeicaGeosystems，以及来自密西西比州各部门和教育系统的志愿者们，在运用地理空间技术和应急和救援方面，扮演着非常重要的角色，所有的地图和分析也都是由这些机构提供。通过他们提供的信息，救援人员快速定位受害者的位置、分析灾害情况等，挽救了许多人的生命。2.3GIS与移动地图首先，准确地说,GPS(GlobalPositioningSystem)是美国的一种卫星定位系统(全世界还有其他国家和地区的卫星定位系统，如我国的“北斗导航定位系统”)。相对于GIS来说，卫星定位系统为更多的人所熟悉，已越来越多地进入人们的生产和生活，如测绘、野外数据采集、车辆导航、旅游等方面。通过GPS可以获得任意接收点的空间位置坐标数据，还可用于测时、测速。对于GIS来说，GPS提供了一种极为重要的实时、动态、精确获取空间数据的方法，是GIS的重要数据源，GPS大大地拓展了GIS的应用领域和应用方式。而对于GPS来说，GIS是一种重要的空间数据处理、集成和应用工具。二者紧密联系，共同开创和深化更多领域的空间应用。和网络游戏类似，手机上的地图服务业务也主要掌握在运营商手中。如果中移动或联通推广这种业务，那我们对着电话大喊“喂，你在哪里”的“定位基本靠吼”日子就可以一去不复返了。目前，中国移动增值业务有SMS，彩信，WAP，Java/BREW和IVR五块。移动运营商提供的服务主要集中在短信、WAP和KJAVA这三块。移动应用市场尽管在全球范围内已达到了几十亿美金，但商机周围也密布着风险，因此手机上的地图服务能否大范围普及还是个未知数，虽然已经有了这方面的先行者，如诺基亚的Ovi地图。GIS移动开发领域还包括很多其他的重要方向。比较典型和成熟的业务是野外数据采集，车载导航等和定位系统的集成应用。事实上，谈到移动GIS开发，我们就不能不说到无线定位技术。大家所熟知的GPS是一种定位手段，其实还有很多其他的定位方法。比如利用无线局域网定位，移动通信基站