淺議地理信息系統(tǒng)

摘要 ：隨著地理信息系統(tǒng)快速的發(fā)展，無論是其內(nèi)涵還是外延都處于不斷變化之中，而且隨著地理信息在人們生產(chǎn)生活中的重要性越來越顯著，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展勢頭則更為強勁，必將成為我國高科技領(lǐng)域的核心技術(shù)，推動我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞 ：地理信息系統(tǒng) 發(fā)展 應(yīng)用

1.地理信息系統(tǒng)的定義與發(fā)展目標(biāo)

地理信息系統(tǒng)（GIS， Geographic Information System）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值[1]。

國家測繪地理信息局日前印發(fā)了《測繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要》，目標(biāo)是到2015年，建成數(shù)字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規(guī)劃還提出，爭取把地理信息產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。統(tǒng)計顯示，截至“十一五”末，我國地理信息產(chǎn)業(yè)總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數(shù)字有望突破2000億元。倍增的規(guī)模將給地理信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來巨大的市場空間。

2.地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)主要有五個部分構(gòu)成，及硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫、空間分析模型和系統(tǒng)管理人員、系統(tǒng)開發(fā)人員和數(shù)據(jù)處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統(tǒng)[2]。

2.1 硬件系統(tǒng)

計算機硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱。是構(gòu)成GIS的物理外殼。根據(jù)句構(gòu)成GIS規(guī)模的不同，分為基本設(shè)備和擴展部分兩大部分?；静糠职ㄓ嬎銠C主機、存儲部分、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。擴展設(shè)備部分包括解析測圖儀、圖像處理系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實與仿真系統(tǒng)、各類測繪儀器、GPS、數(shù)據(jù)通信端口、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。它們用于配置GIS的單機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等不同規(guī)模模式。以及以此為基礎(chǔ)的一半GIS應(yīng)用系統(tǒng)、導(dǎo)航GPS系統(tǒng)和能夠與傳感設(shè)備聯(lián)動的GIS。

（1）GIS單機系統(tǒng)模式。GIS單機系統(tǒng)是一臺計算機為核心，由存儲設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備共同組成的GIS硬件系統(tǒng)，提供單用戶操作。

（2）GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式是有計算機企業(yè)網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持客戶/服務(wù)器（C/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供一個機構(gòu)內(nèi)的多用戶操作。

（3）GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式是有因特網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供因特網(wǎng)上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)共同組成的客戶/服務(wù)器，瀏覽器/服務(wù)器的混合模式。

2.2 軟件系統(tǒng)

GIS的軟件系統(tǒng)構(gòu)成了GIS的核心，關(guān)系到GIS的功能。GIS軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；

GIS應(yīng)用功能（二次開發(fā)系統(tǒng)）；GIS基本功能軟件（商業(yè)化的GIS工作平臺）；

標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形圖像處理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、系統(tǒng)庫、程序設(shè)計等）；網(wǎng)絡(luò)管理軟件、工具軟件；操作系統(tǒng)。

GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開發(fā)的，提供GIS基本功能和開發(fā)環(huán)境的商

業(yè)軟件。多數(shù)GIS工程應(yīng)用首先是基于這個商業(yè)平臺，經(jīng)過二次開發(fā)來完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據(jù)GIS市場的主導(dǎo)地位。當(dāng)前，GIS軟件可運行于Unix，WindowsXP、等操作系統(tǒng)，多數(shù)軟件都提供不同的操作系統(tǒng)的軟件版本。

根據(jù)GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統(tǒng)組成，即空間數(shù)據(jù)輸入與格式轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、圖形與屬性編輯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理與空間分析子系統(tǒng)、空間輸出與表示子系統(tǒng)和用戶接口。

3.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)按照應(yīng)用模式可以分為兩類[3]：一是，科學(xué)研究工具。對于科學(xué)計算結(jié)果的獲得和分析，把GIS作為科學(xué)研究的輔助手段。它主要應(yīng)用于有關(guān)地學(xué)領(lǐng)域的科研項目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業(yè)分析模型。二是，辦公服務(wù)系統(tǒng)。辦公服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用于涉及空間數(shù)據(jù)的政府部門以及企業(yè)，以提高管理效率、制定好的決策和實現(xiàn)組織目標(biāo)。

3.1 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃

根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區(qū)劃片的，在某種農(nóng)作物的氣候可種植區(qū)內(nèi)還有不同的地物類型，不同的農(nóng)作物要求不同的地理環(huán)境。

3.2 城市大氣污染模擬

基于GIS建立大氣污染擴散模型，1）模擬污染物的空間分布，評價不同區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進行復(fù)合分析，確定受污染影響的人口數(shù)目；3）預(yù)測在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點源對整個研究區(qū)污染總量的貢獻；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關(guān)閉某些污染源，提供決策依據(jù)；6）如果要增加污染點源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優(yōu)方案；7）在城市規(guī)劃時，作為確定不同用地（居住、工業(yè)、商業(yè)等）的分布。

4.結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計算機、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、金融機構(gòu)、公司、高校、規(guī)劃設(shè)計院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。

參考文獻：

[1] 楊開忠，沈體雁.試論地理信息科學(xué)[J].地理研究.1999（03）

[2] 張青鎖.地理信息系統(tǒng)介紹[J].河南地質(zhì).2000（D3）

[3] 馬藹乃.論地理科學(xué)的發(fā)展[J].北京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.1996（01）

個人簡介

路堯（1993-），男，漢族，甘肅慶陽人，本科就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)。