地理信息系統

地理信息系統(GIS)，它與全球定位系統(GPS)及遙感圖象處理系統(RS)合稱為3S技術，是信息化和數字化的重要手段，也是目前應用領域最為廣泛的技術之一。

地理信息系統是通過綜合使用數字化圖像和高級數據庫技術，使用戶擺脫紙質“文字”、“地圖”限制而存儲、應用信息的系統?！皵底值厍颉笔?1世紀知識戰略的制高點，是計算機與網絡、地球信息、遙感遙測、衛星定位及仿真虛擬技術的結合與深化，這一戰略將支持國家整體的可持續發展。地理信息系統作為“數字地球”的骨架支撐技術之一，關系到國民經濟建設、社會發展和國家安全。

以下簡要介紹地理信息系統的一些主要應用方面：

一、測繪與地圖制圖：

地理信息系統技術源于機助制圖。地理信息系統（GIS）技術與遙感（RS）、全球定位系統（GPS）技術在測繪界的廣泛應用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現在：地圖數據獲取與成圖的技術流程發生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數字地圖、網絡地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。

二、資源管理：

資源清查是地理信息系統最基本的職能，這時系統的主要任務是將各種來源的數據匯集在一起，并通過系統的統計和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區域多種條件組合形式的資源統計和進行原始數據的快速再現。以土地利用類型為例，可以輸出不同土地利用類型的分布和面積，按不同高程帶劃分的土地利用類型，不同坡度區內的土地利用現狀，以及不同時期的土地利用變化等，為資源的合理利用、開發和科學管理提供依據。再如，美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。該系統通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據等信息，建立了潛在威斯康星地區的土壤侵蝕模型，據此，探討了土壤惡化的機理，提出了合理的改良土壤方案，達到對土壤資源保護的目的。

三、城鄉規劃：

城市與區域規劃中要處理許多不同性質和不同特點的問題，它涉及資源、環境、人口、交通、經濟、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數據。地理信息系統的數據庫管理有利于將這些數據信息歸并到統一系統中，最后進行城市與區域多目標的開發和規劃，包括城鎮總體規劃、城市建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置，以及城市環境的動態監測等。這些規劃功能的實現，是以地理信息系統的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟件(回歸分析、投入產出計算、模糊加權評價、0-l規劃模型、系統動力學模型等)加以保證的。我國大城市數量居于世界前列，根據加快中心城市的規劃建設，加強城市建設決策科學化的要求，利用地理信息系統作為城市規劃、管理和分析的工具，具有十分重要的意義。例如：北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據，在此基礎上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管線)以及測量控制網，規劃路等基礎測繪信息，形成一個測繪數據的城市地下管線信息系統。從而實現了對地下管線信息的全面的現代化管理。為城市規劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、城市交通部門與道路建設部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務。

四、災害監測：

利用地理信息系統，借助遙感遙測的數據，可以有效地用于森林火災的預測預報、洪水災情監測和洪水淹沒損失的估算，為救災搶險和防洪決策提供及時準確的信息。1994年的美國洛杉機大地震，就是利用ARC／INFO進行災后應急響應決策支持，成為大都市利用GIS技術建立防震減災系統的成功范例。通過對橫濱大地震的震后影響作出評估，建立各類數字地圖庫，如地質、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應急有價值的信息，該系統的建成使有關機構可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應，最大程度地減少傷亡和損失。再如，據我國大興安嶺地區的研究，通過普查分析森林火災實況，統計分析十幾萬個氣象數據，從中篩選出氣溫、風速、降水、溫度等氣象要素、春秋兩季植被生長情況和積雪覆蓋程度等14個因子，用模糊數學方法建立數學模型，建立微機信息系統的多因子的綜合指標森林火險預報方法，對預報火險等級的準確率可達73%以上。

五、環境保護：

利用GIS技術建立城市環境監測、分析及預報信息系統；為實現環境監測與管理的科學化自動化提供最基本的條件；在區域環境質量現狀評價過程中，利用GIS技術的輔助，實現對整個區域的環境質量進行客觀地、全面地評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布狀態；在野生動植物保護中的應用，世界野生動物基金會采用GIS空間分析功能，幫助世界最大的貓科動物改變它目前瀕于滅種的境地。都取得了很好的應用效果。

六、國防：

現代戰爭的一個基本特點就是"三S"技術被廣泛地運用到從戰略構思到戰術安排的各個環節。它往往在一定程度上決定了戰爭的成敗。如海灣戰爭期間，美國國防制圖局為戰爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統，它能用自動影像匹配和自動目標識別技術，處理衛星和高空偵察機實時獲得的戰場數字影像，及時地將反映戰場現狀的正射影影像疊加到數字地圖上，數據直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時的實時服務。

七、宏觀決策支持：

地理信息系統利用擁有的數據庫，通過一系列決策模型的構建和比較分析，為國家宏觀決策提供依據。例如系統支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規劃。我國在三峽地區研究中，通過利用地理信息系統和機助制圖的方法，建立環境監測系統，為三峽宏觀決策提供了建庫前后環境變化的數量、速度和演變趨勢等可靠的數據。

總之，地理信息系統正越來越成為國民經濟各有關領域必不可少的應用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會的進步與發展作出更大的貢獻。