【文章內(nèi)容簡介】 ..........................................................15第一章：應用現(xiàn)狀地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)雖然起步較晚，發(fā)展卻極其迅速。一方面由于國家政策的支持。從九五科技攻關(guān)計劃關(guān)于進一步推動地理信息系統(tǒng)應用及其產(chǎn)業(yè)化的若干意見到十五、863提出面向網(wǎng)絡(luò)的海量大型地理信息系統(tǒng)軟件計劃、國產(chǎn) GIS 軟件示范應用工程和國家地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)等, 后又在國家十一五規(guī)劃明確指出: 加強測繪基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè), 豐富和開發(fā)利用基礎(chǔ)地理信息資源, 發(fā)展地理信息產(chǎn)業(yè)同時, 為改變傳統(tǒng)地理信息分區(qū)而治的現(xiàn)狀,國家測繪局發(fā)起了地理信息公共服務平臺的建設(shè),從而實現(xiàn)了國家級、省級、市級三個層次的地理信息共享, 并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了為其它行業(yè)提供地理信息的服務。國家大力推動對我國地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展起了至關(guān)重要的作用；另一方面在全球信息化高潮的推動下，GIS可以說是應時而生，它可以將各種信息源融合，管理海量不同格式數(shù)據(jù)，并以直觀的地圖、圖像等形式展現(xiàn)在人們面前，支持數(shù)據(jù)的挖掘、空間分析決策等，現(xiàn)今提出的數(shù)字城市—智慧城市均離不開GIS?；緫茫鹤畛醯腉IS是為解決地學問題而誕生，現(xiàn)今的應用領(lǐng)域已擴展到如資源、環(huán)境、國土、城建、消防、交通、氣象、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電力及政府辦公等眾多領(lǐng)域。具體應用可結(jié)合當前主流GIS軟件功能模塊分析如下：1)地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理中的應用：GIS支持多種方式錄入各種數(shù)據(jù)源，以有效的數(shù)據(jù)組織形式進行數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護、進行快速查詢檢索，以多種直觀的方式如地圖、表格、圖形等呈現(xiàn)，并且為用戶輔助決策。相對于當下的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，GIS對空間數(shù)據(jù)管理有以下優(yōu)點：數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式多元化；可以定義及管理實體類型數(shù)據(jù)，而非僅僅的文字與數(shù)字信息；數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)密切；既有空間數(shù)據(jù)又有屬性數(shù)據(jù)。2)GIS的輸出功能在地圖制圖中的應用。地理信息系統(tǒng)的發(fā)展是從地圖制圖開始的 ,因而GIS的主要功能之一用于地圖制圖 ,建立地圖數(shù)據(jù)庫。與傳統(tǒng)的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比 ,利用 GIS建立起地圖數(shù)據(jù)庫 ,可以達到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖 ,而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題 ,如行政區(qū)劃圖、土地利用圖、道路交通圖等等。更重要的是由于 GIS是一種空間信息系統(tǒng)。它所制作的圖也能夠反映一種空間關(guān)系 ,可以制作多種立體圖形 ,而制作立體圖形的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)就是數(shù)字高程模型。3)GIS的空間查詢和空間分析功能的應用：該功能其實為GIS的核心功能，但是恰恰大多軟件在該功能領(lǐng)域仍然薄弱。GIS的空間分析功能可為客戶提供決策支持，例如在城市規(guī)劃過程中，對城市中救護車、救火車的分布位置以及行車路線和控制的規(guī)劃；如何安排多路警車交通路線，以保證在緊急時刻，在任意地方應至少能有一輛警車在事發(fā)后最短時間內(nèi)趕到出事地點；在環(huán)境保護方面 ,對水土流失導致土地資源的破壞進行評價；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價過程中，對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行客觀地、全面地評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)。具體在下章有所介紹4)應用 GIS一些二次開發(fā)函數(shù)庫開發(fā)出具有特定功能軟件系統(tǒng)。當前GIS應用于許多領(lǐng)域的系統(tǒng)框架基本一成不變，許多功能均是利用大多國內(nèi)外已有軟件的內(nèi)置函數(shù)制定，其實這同時也限定了GIS在各個領(lǐng)域的發(fā)展，也是為什么GIS的空間分析決策能力一直得不到提升的原因所在。面臨問題：1)數(shù)據(jù)共享程度不夠。由于各部門或行業(yè)地理數(shù)據(jù)格式、編碼原則等不同以及目前我國各部門可以共同使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏,現(xiàn)有的全國性基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品比例小、內(nèi)容不足、商業(yè)化程度也低, 不能滿足許多專業(yè)領(lǐng)域應用的需要, 都導致了各領(lǐng)域大量重復建設(shè), 并由此消耗了巨大的人力、物力與財力。2)國外產(chǎn)品在國內(nèi)地理信息市場中仍然占據(jù)主要份額。盡管國產(chǎn) GIS 軟件的部分關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)達到甚至超過國際競爭對手, 但整體技術(shù)水平還存在一定差距。3)新技術(shù)研發(fā)力量和投資不足。無線通信、GPS 定位和 GIS 的集成, 將為公眾提供最具商業(yè)化價值的服務, 大量的無線通信設(shè)備作為 GIS 服務的終端, 現(xiàn)有的 GIS 服務器產(chǎn)品面臨著并發(fā)能力不足的挑戰(zhàn)。4)我國地理信息標準化工作與國外相比還存在著相當差距。如缺乏理論研究、標準的結(jié)構(gòu)化不強、沒有適合需要的標準體系表和關(guān)系模型、標準立項缺乏協(xié)調(diào)、標準內(nèi)容涵蓋面不夠廣、標準本身質(zhì)量參差不齊、沒有一致性測試機制、參與制定標準的人員結(jié)構(gòu)不盡合理、人員知識亟待更新等等。發(fā)展趨勢：1)GIS 數(shù)據(jù)的共享和開放目前, 我國 GIS 的應用范圍主要集中在一些政府部門和科研機構(gòu)所承擔的大型項目中, 社會普及率低, 對整個社會生產(chǎn)力發(fā)展的促進作用還不明顯。造成這種現(xiàn)象的原因主要是 GIS 數(shù)據(jù)的保密性不夠。數(shù)據(jù)獲取困難是 GIS 技術(shù)發(fā)展的嚴重障礙。隨著各種測繪技術(shù)的不斷發(fā)展, 數(shù)據(jù)獲取成本已大大降低,提升數(shù)據(jù)共享和開放, 可以讓 GIS 更廣泛地應用于國民經(jīng)濟各領(lǐng)域, 提高經(jīng)濟活動效率, 減少 GIS 數(shù)據(jù)重復建設(shè)的成本。GIS 將在各個領(lǐng)域中發(fā)揮更強大的功能,，2)網(wǎng)絡(luò) GIS(Web GIS)是將 Internet 與 GIS 結(jié)合在一起, 使地理信息可以在高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)漫游和共享, 這將大大開拓 GIS 的應用領(lǐng)域。利用網(wǎng)絡(luò)發(fā)布空間數(shù)據(jù), 為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析等功能, 形成一個網(wǎng)絡(luò)化的地理空間平臺, 將是 GIS 系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。3)三維 GIS 與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合三維 GIS 和二維 GIS 相比, 可以幫助人們更加準確真實地認識我們的客觀世界。三維 GIS 可以支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ)的三維空間數(shù)據(jù)庫,解決三維空間操作和分析問題, 可以預見, 三維 GIS 的發(fā)展將具有非常廣闊的前景。4)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與 GIS 的融合隨著各種傳感器技術(shù)的發(fā)展，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GIS技術(shù)將物與物之間聯(lián)通。實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的互聯(lián)互通。湖州市測繪院、地理信息中心已發(fā)布湖州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)、湖州市地下管線管理信息系統(tǒng)、湖州市三維環(huán)境信息管理系統(tǒng)；湖州市氣象局已經(jīng)建立了基于GIS的湖州市地質(zhì)災害氣象監(jiān)測預報系統(tǒng)、湖州市臺風查詢系統(tǒng)，在以往天氣雷達站址選擇中也應用了GIS相關(guān)空間分析技術(shù)。在國家“數(shù)字城市”的大力推廣下，“數(shù)字湖州”地理空間框架的建設(shè)項目于2011年已然啟動。今年湖州市相關(guān)部門對該市的地理信息工作提出三點要求：一是加大了“數(shù)字湖州”的應用推廣，加強地理市情普查工作力度，全面推進地理市情監(jiān)測；三要細化、落實市政府各項支持地理信息產(chǎn)業(yè)園發(fā)展的政策，全力壯大地理信息產(chǎn)業(yè)。由此可見，地理信息在湖州處于起步階段，應用領(lǐng)域尚不夠廣闊，未來發(fā)展前景看好。同時位于湖州市德清縣的浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園，會進一步促進湖州市地理信息的發(fā)展。第二章：應用領(lǐng)域（道路、軌道等）GIS在交通領(lǐng)域的應用稱為GIST即GIS+交通（transportation）交通地理信息系統(tǒng)，目前國內(nèi)交通管理信息系統(tǒng)主要常用于應急指揮、道路交通規(guī)劃、綜合監(jiān)控等。實際上交通包含了很多內(nèi)容，而基本所有內(nèi)容均可結(jié)合GIS技術(shù)實現(xiàn)交通信息化。目前主要應用于以下幾個方面1)道路規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)、維護等：利用GIS技術(shù)，建立和維護包含交通空間位置和業(yè)務信息的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地圖。對修建交通的地區(qū)進行分析，提供沿線覆蓋范圍內(nèi)的人文、經(jīng)濟、資源、地理指標的統(tǒng)計分析，建立交通沿線的地形、地質(zhì)、人口、經(jīng)濟、交通等數(shù)學模型，形成各類專用專署地圖，進而為交通設(shè)備部署、沿線經(jīng)濟開發(fā)、線路規(guī)劃等決策提供輔助支持。2)綜合監(jiān)控與調(diào)度指揮：在GIS平臺上，實現(xiàn)交通中的各個監(jiān)控系統(tǒng)的信息整合。如電力監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、列車自動運行監(jiān)控系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等實時監(jiān)控系統(tǒng)等。GIS能夠顯示所有這些監(jiān)控設(shè)備的空間分布屬性及其實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并能對其進行各類時間、空間統(tǒng)計及趨勢分析，以直觀的直方圖、餅圖或趨勢曲線圖等形式加以表現(xiàn)，對指定監(jiān)測設(shè)備將其在指定時間、區(qū)間內(nèi)的實測數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計分析結(jié)果自動生成相關(guān)報表，并向有關(guān)領(lǐng)導和部門發(fā)送。如相關(guān)部門已開發(fā)的青藏鐵路綜合監(jiān)控系統(tǒng)。3)應急搶險：利用GIS技術(shù)，能在最短時間內(nèi)直觀、快速、簡便地得到緊急事件發(fā)生地點的詳盡信息，包括事發(fā)地點線路、設(shè)備情況、事發(fā)地段線路圖像資料、救援物質(zhì)分布情況、應急預案等，并使相關(guān)聯(lián)的信息一體化顯示，讓領(lǐng)導和技術(shù)人員在遠離現(xiàn)場的情況下，就能對事發(fā)地段的情況一目了然，為應急疏散、搶險救災贏得時間，為遠程指揮提供強大的決策支持。同時系統(tǒng)利用它空間分析的能力，對事故進行仿真、模擬及評估，為事故預防辦法的制定和事故總結(jié)分析提供輔助支持。如：及時掌握緊急事件發(fā)生位置，安排救援搶險任務；指揮人員及時搜索距離事故現(xiàn)場最近的救援車，安排救援。同時，接到任務的救援人員使用GPS導航設(shè)備，迅速抵達救援現(xiàn)場，并上報現(xiàn)場事故情況；輔助生成應急預案，以最快的時間處理緊急事件。4)商業(yè)資產(chǎn)管理：不同的交通類型，如軌道交通等運營所帶來的巨大客流使得沿線及場站附近各種資源（通訊、廣告、商鋪、房地產(chǎn)等）的開發(fā)成為一種客觀需求。改變以往粗放式的管理，進行信息化的精細管理和前臺式銷售，可以提高軌道交通運營效益，為企業(yè)創(chuàng)造豐富的產(chǎn)出。利用gis技術(shù)可以對沿途各站的三維環(huán)境進行模擬，可以為商業(yè)資產(chǎn)的布防和廣告咨詢的設(shè)計提供思路。城市地下管線包括給水、排水、燃氣、電信、電力、工業(yè)管道等幾大類，是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分。目前我國大多城市已建立了地下管線地理信息系統(tǒng)，以用于復雜的地下管線信息管理，目前GIS在該領(lǐng)域的應用主要可以解決以下關(guān)鍵問題： 1)數(shù)據(jù)動態(tài)更新地下管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新主要針對城市地下管線探測和新敷設(shè)管線竣工測量的計算機成果提交與入庫。更新數(shù)據(jù)并非替換，GIS可以提供歷史數(shù)據(jù)管理，方便檢核任意時期的管線數(shù)據(jù)。2)管線三維展示管線的錯綜復雜，其分布在地下、水下、空中等，二維圖無法表現(xiàn)出其各個管線之間關(guān)系，有些管線上下起伏，與地面垂直的一段管線在平面圖上只能以一個點與相應注記來表示，視覺效果不直觀。只有通過三維方式才能夠真實反映其空間位置關(guān)系。3)數(shù)據(jù)監(jiān)理查錯人為的錄入海量各種數(shù)據(jù)源（如基礎(chǔ)地形圖、管線的屬性等），難免會出現(xiàn)一些錯誤，而這些管線相關(guān)空間及屬性數(shù)據(jù)在錄入數(shù)據(jù)庫時可以自行檢查，譬如：某一區(qū)域坐標、高程等必須在當前工作空間內(nèi)，否則不容許導入數(shù)據(jù)庫。4)管線的自動接邊處理管線數(shù)據(jù)是需要時常更新，新的測量管線數(shù)據(jù)入庫后，測量的管線存在著外測區(qū)數(shù)據(jù)，這樣在導入以后，就有可能出現(xiàn)重點、重線，而在新測量數(shù)據(jù)的入庫過程中也有與當前的管線數(shù)據(jù)出現(xiàn)重點、重線的情況，或者由于測量的誤差，本來相連接的管線沒有接上，所以管線的自動接邊是實現(xiàn)對管線的重點、重線數(shù)據(jù)的檢查，進行接邊處理。5)管線數(shù)據(jù)的各種查詢方式在實際查詢管線過程中，也許我們只知道管線的某一參數(shù)，如測量單位名、管線分布于某一道路口等，GIS提供了多種信息查詢方式，可以方便快捷的找到所需管線 6)管線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析以及輸出GIS中管線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)合了屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對當前現(xiàn)有管線的信息統(tǒng)計與分析。在管線的屬性編輯過程中，可以選擇統(tǒng)計的管線類別，以及包括管線年代、管線的橫斷面積范圍、管線材質(zhì)、管線權(quán)屬單位以及所在的道路名稱等條件并能以圖表的形式打印輸出統(tǒng)計結(jié)果。目前國內(nèi)已完成的交通規(guī)劃及地理信息系統(tǒng)項目層出不窮。例如黃山市綜合交通地理信息系統(tǒng)、黑龍江省綜合交通地理信息系統(tǒng)、廣東省綜合交通地理信息系統(tǒng)、廣東省綜合交通規(guī)劃管理系統(tǒng)、新疆自治區(qū)綜合交通地理信息系統(tǒng)、鐵路客流地理信息系統(tǒng)、中國集裝箱運輸發(fā)展規(guī)劃研究管理信息系統(tǒng)、廣東省揭陽市綜合交通發(fā)展研究、江蘇省智能化地理信息系統(tǒng)等，但這些項目主要側(cè)重于信息數(shù)據(jù)的分析、處理和可視化，用于交通的宏觀管理工作。GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展近幾年非常迅速，以下為GIS目前在農(nóng)業(yè)的主要應用1)農(nóng)業(yè)的布局劃分：GIS可根據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)資源特點，在環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測積累的大量農(nóng)業(yè)環(huán)境和資源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進行作物種植的適宜性評價和土壤適宜性等評價，實現(xiàn)農(nóng)用地分級信息管理，土壤適宜性分析，作物種植分析，農(nóng)田變更監(jiān)控、統(tǒng)計、查詢等功能，并在此基礎(chǔ)上顯示與打印輸出農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀圖，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃圖。2)種植業(yè)管理：GIS的空間數(shù)據(jù)管理能力可以實現(xiàn)糧食、棉花、水果、蔬菜、茶葉、等種植業(yè)信息的管理。此外還可以實現(xiàn)耕地質(zhì)量管理，指導科學施肥，監(jiān)測植物疫情，種植業(yè)產(chǎn)品供求信息分析與發(fā)布等。如：作物監(jiān)控與估產(chǎn)：農(nóng)情及農(nóng)作