杨澜 学历造假:GIS原理三

一、基本功能

1、数据采集与编辑

    地理信息系统的数据通常抽象为不同的专题或层(图1-3-3)。数据采集编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为X、Y坐标及对应的代码输入到计算机中，各类数据的转化和输入方法如图1-3-4所示。

  图1-3-3 GIS数据分层概念          图1-3-4 GIS数据采集流程

2、数据存储与管理

    数据库是数据存储与管理的最新技术，是一种先进的软件工具。GIS数据库是区域内一定地理要素特征以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。由于GIS数据库具有数据量大，空间数据与属性数据具有不可分割的联系，以及空间数据之间具有显著的拓扑结构等特点，因此GIS数据库管理功能除了与属性数据有关的DBMS功能之外，对空间数据的管理技术主要包括：空间数据库的定义，数据访问和提取，从空间位置检索空间物体及其属性，从属性条件检索空间物体及其位置，开窗和接边操作，数据更新和维护等。

3、数据处理和变换

    由于GIS涉及的数据类型多种多样，同一种类型数据的质量也可能有很大的差异。为了保证系统数据的规范和统一，建立满足用户需求的数据文件，数据处理是GIS的基础功能之一。数据处理的任务和操作内容有：

1)数据变换：指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等；

2)数据重构：指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等；

3)数据抽取：指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。

4、空间查询和分析

    空间查询和分析功能是GIS的一个独立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的空间关系，它不仅已成为区别于其他类型系统的一个重要标志，而且为用户提供了灵活地解决各类专门问题的有效工具。

1)空间查询（图1-3-5）：空间查询是GIS最基本的功能，包括已知属性查图形，已知图形查属性及多种条件的综合查询；

2)拓扑叠加（图1-3-6）：通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加，不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析等；

   图1-3-5 空间查询                      图1-3-6 叠加分析

3)缓冲区建立（图1-3-7）：它是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立各种类型要素的缓冲多边形，用以确定不同地理要素的空间接近度或邻近性。它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。例如规划建设一个开发区，需要通知一定范围内的居民动迁；在林业规划中，需要按照距河流一定纵深范围来确定森林砍伐区，以防止水土流失等等；

4)网络分析（图1-3-8）：网络分析是GIS空间分析的重要组成部分。网络模型是运筹学中的一个基本模型，例如在城市各街道区建立图书馆、医院等公共设施，希望各居民住家能到这些设施的路途最短，而在建立消防站、救护车站时，需要路途最短，花费时间最少等。

     图1-3-7 缓冲区分析                             图1-3-8 网络分析

4)数字地形分析（图1-3-9）：GIS提供了构造数字高程模型及有关地形分析的功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决策提供重要的基础性数据。

5、数据显示与输出（图1-3-10）：GIS为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件。

          图1-3-9 地形分析                        图1-3-10 数据显示与输出

二、主要应用领域

1、资源管理

    资源的清查、管理和分析是GIS应用最广泛的领域，也是目前趋于成熟的主要应用领域，包括森林和矿产资源的管理、野生动植物的保护、土地资源潜力的评价和土地利用规划以及水资源的时空分布特征研究等。系统的主要任务是将各种来源的数据和信息有机地汇集在一起，GIS软件能在一个连续无缝的方式下管理大型的地理数据库，这种功能强大的数据环境允许集成各种应用，最终用户通过GIS的客户端软件可直接对数据库进行查询、显示、统计、制图以及提供区域多种组合条件的资源分析，为资源的合理开发利用和规划决策提供依据。

2、区域规划

    城市与区域规划具有高度的综合性，涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等因素，但是要把这些信息进行筛选并转换成可用的形式并不容易，规划人员需要切实可行的、实时性强的信息，而GIS能为规划人员提供功能强大的工具。例如规划人员利用GIS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析，预测将来的道路等级；工程技术人员利用GIS将地质、水文和人文数据结合起来，进行路线和构造设计；GIS软件帮助政府部门完成总体规划、分区、现有土地利用、分区一致性、空地、开发区和设施位置等分析工作，是实现区域规划科学化和满足城市发展的重要保证。

3、国土监测

    GIS方法和多时相的遥感数据，可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和淹没损失估算、土地利用动态变化分析和环境质量的评估研究等。例如黄河三角洲地区的防洪减灾研究表明，在ARC/INFO地理信息系统支持下，通过建立大比例尺数字地形模型和获取有关的空间和属性数据，利用GIS的叠置操作和空间分析等功能，可以计算出若干个泄洪区域内的土地利用及面积，比较不同泄洪区内房屋和财产损失等，可以确定泄洪区内人员撤退、财产转移和救灾物资供应的最佳路线，保证以最快的速度有效应付突发事件的发生。

4、辅助决策

    GIS利用拥有的数据库和互联网传输技术，已经实现了电子商贸的革命，满足企业决策多维性的需求。当前在全球协作的商业时代，90%以上的企业决策与地理数据有关，例如：企业的分布、客货源、市场的地域规律、原料、运输、跨国生产、跨国销售等。利用GIS迅速有效管理空间数据，进行空间可视化分析，确定商业中心位置和潜在市场的分布，寻找商业地域规律，研究商机时空变化的趋势，不断为企业创造新的商机，GIS和互联网已成为最佳的决策支持系统和威力强大的商战武器。