GIS在城市管理的應(yīng)用 需要詳細(xì)的！

哥們，二中的吧

10多年的裕民網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)設(shè)計(jì)、前端、開(kāi)發(fā)、售后、文案、推廣等六對(duì)一服務(wù)，響應(yīng)快，48小時(shí)及時(shí)工作處理。成都營(yíng)銷網(wǎng)站建設(shè)的優(yōu)勢(shì)是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同，自動(dòng)調(diào)整裕民建站的顯示方式，使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端，在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度，無(wú)論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站，都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計(jì)，從而大程度地提升瀏覽體驗(yàn)。創(chuàng)新互聯(lián)從事“裕民網(wǎng)站設(shè)計(jì)”,“裕民網(wǎng)站推廣”以來(lái)，每個(gè)客戶項(xiàng)目都認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行。

什么是GIS

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物質(zhì)世界中的任何地物都被牢牢地打上了時(shí)空的烙印。人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。地理信息系統(tǒng)（ Geographic Information System, 簡(jiǎn)稱 GIS ）作為獲取、處理、管理和分析地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。

從技術(shù)和應(yīng)用的角度， GIS 是解決空間問(wèn)題的工具、方法和技術(shù)；從學(xué)科的角度， GIS 是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門學(xué)科，具有獨(dú)立的學(xué)科體系； 從功能上， GIS 具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能；從系統(tǒng)學(xué)的角度， GIS 具有一定結(jié)構(gòu)和功能，是一個(gè)完整的系統(tǒng)。

簡(jiǎn)而言之， GIS 是一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（ DBMS ）的管理空間對(duì)象的信息系統(tǒng)，以地理空間數(shù)據(jù)為操作對(duì)象是地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的根本區(qū)別。

GIS 的組成部分

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從應(yīng)用的角度，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設(shè)提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動(dòng)性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個(gè)組成部分。

硬件主要包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入，顯示和輸出的外圍設(shè)備等等。

軟件主要包括以下幾類：操作系統(tǒng)軟件 、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件 、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件 、GIS 軟件，等等。 GIS軟件的選型，直接影響其它軟件的選擇，影響系統(tǒng)解決方案，也影響著系統(tǒng)建設(shè)周期和效益。

數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)組織和處理是GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問(wèn)題：

——應(yīng)該選擇何種（或哪些）比例尺的數(shù)據(jù)？

——已有數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性如何？

——數(shù)據(jù)精度是否能滿足要求？

——數(shù)據(jù)格式是否能被已有的GIS軟件集成？

——應(yīng)采用何種方法進(jìn)行處理和集成？

——采用何種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)，等等。

方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。方法的采用會(huì)直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護(hù)性。

人是GIS系統(tǒng)的能動(dòng)部分。人員的技術(shù)水平和組織管理能力是決定系統(tǒng)建設(shè)成敗的重要因素。系統(tǒng)人員按不同分工有項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員、項(xiàng)目數(shù)據(jù)人員、系統(tǒng)文檔撰寫和系統(tǒng)測(cè)試人員等。各個(gè)部分齊心協(xié)力、分工協(xié)作是GIS系統(tǒng)成功建設(shè)的重要保證。

GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)需要從以上五個(gè)方面著手。

GIS 的應(yīng)用領(lǐng)域

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地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。

以下地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域分別回答了在各自領(lǐng)域內(nèi)的作用

◆ 資源管理 (Resource Management)

主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場(chǎng))分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問(wèn)題。主要回答“定位”和“模式”兩類問(wèn)題。

◆ 資源配置 (Resource Configuration)

在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國(guó)范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問(wèn)題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

◆ 城市規(guī)劃和管理 (Urban Planning and Management)

空間規(guī)劃是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問(wèn)題)等。

◆ 土地信息系統(tǒng)和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。

◆ 生態(tài)、環(huán)境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)

區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。

◆ 應(yīng)急響應(yīng) (Emergency Response)

解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時(shí)，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問(wèn)題。

◆ 地學(xué)研究與應(yīng)用 (Application in GeoScience)

地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計(jì)分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。

◆ 商業(yè)與市場(chǎng) (Business and Marketing)

商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場(chǎng)潛力。例如大型商場(chǎng)的建立如果不考慮其他商場(chǎng)的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的市場(chǎng)和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場(chǎng)銷售的品種和市場(chǎng)定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來(lái)考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫(kù)功能可以解決這些問(wèn)題。房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)和銷售過(guò)程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。

◆ 基礎(chǔ)設(shè)施管理 (Facilities Management)

城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來(lái)水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、 電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)

根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮資源配置、市場(chǎng)潛力、交通條件、地形特征、環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置，是GIS的一個(gè)典型應(yīng)用領(lǐng)域，充分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。

◆ 網(wǎng)絡(luò)分析 (Newwork System Analysis)

建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。

◆ 可視化應(yīng)用 (Visualization Application)

以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。

◆ 分布式地理信息應(yīng)用 (Distributed Geographic Information Application)

隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間導(dǎo)航等。

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

地理信息系統(tǒng)是通過(guò)綜合使用數(shù)字化圖像和高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，使用戶擺脫紙質(zhì)“文字”、“地圖”限制而存儲(chǔ)、應(yīng)用信息的系統(tǒng)。“數(shù)字地球”是21世紀(jì)知識(shí)戰(zhàn)略的制高點(diǎn)，是計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、地球信息、遙感遙測(cè)、衛(wèi)星定位及仿真虛擬技術(shù)的結(jié)合與深化，這一戰(zhàn)略將支持國(guó)家整體的可持續(xù)發(fā)展。地理信息系統(tǒng)作為“數(shù)字地球”的骨架支撐技術(shù)之一，關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全。

以下簡(jiǎn)要介紹地理信息系統(tǒng)的一些主要應(yīng)用方面：

一、測(cè)繪與地圖制圖：

地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機(jī)助制圖。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)在測(cè)繪界的廣泛應(yīng)用，為測(cè)繪與地圖制圖帶來(lái)了一場(chǎng)革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)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(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來(lái)了巨大的應(yīng)用便利。測(cè)繪與地圖制圖進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。

二、資源管理：

資源清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，這時(shí)系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來(lái)源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過(guò)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計(jì)和進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的快速再現(xiàn)。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(qū)內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀，以及不同時(shí)期的土地利用變化等，為資源的合理利用、開(kāi)發(fā)和科學(xué)管理提供依據(jù)。再如，美國(guó)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(tǒng)通過(guò)收集耕地面積、濕地分布面積、季節(jié)性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等信息，建立了潛在威斯康星地區(qū)的土壤侵蝕模型，據(jù)此，探討了土壤惡化的機(jī)理，提出了合理的改良土壤方案，達(dá)到對(duì)土壤資源保護(hù)的目的。

三、城鄉(xiāng)規(guī)劃：

城市與區(qū)域規(guī)劃中要處理許多不同性質(zhì)和不同特點(diǎn)的問(wèn)題，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等多個(gè)地理變量和大量數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息歸并到統(tǒng)一系統(tǒng)中，最后進(jìn)行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開(kāi)發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、道路交通規(guī)劃、公共設(shè)施配置，以及城市環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。這些規(guī)劃功能的實(shí)現(xiàn)，是以地理信息系統(tǒng)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(chǎn)出計(jì)算、模糊加權(quán)評(píng)價(jià)、0-l規(guī)劃模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型等)加以保證的。我國(guó)大城市數(shù)量居于世界前列，根據(jù)加快中心城市的規(guī)劃建設(shè)，加強(qiáng)城市建設(shè)決策科學(xué)化的要求，利用地理信息系統(tǒng)作為城市規(guī)劃、管理和分析的工具，具有十分重要的意義。例如：北京某測(cè)繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)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?xì)狻⒐こ坦芫€)以及測(cè)量控制網(wǎng)，規(guī)劃路等基礎(chǔ)測(cè)繪信息，形成一個(gè)測(cè)繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下管線信息的全面的現(xiàn)代化管理。為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理部門、市政工程設(shè)計(jì)與管理部門、城市交通部門與道路建設(shè)部門等提供地下管線及其它測(cè)繪部門的查詢服務(wù)。

四、災(zāi)害監(jiān)測(cè)：

利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測(cè)的數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測(cè)和洪水淹沒(méi)損失的估算，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。1994年的美國(guó)洛杉機(jī)大地震，就是利用ARC／INFO進(jìn)行災(zāi)后應(yīng)急響應(yīng)決策支持，成為大都市利用GIS技術(shù)建立防震減災(zāi)系統(tǒng)的成功范例。通過(guò)對(duì)橫濱大地震的震后影響作出評(píng)估，建立各類數(shù)字地圖庫(kù)，如地質(zhì)、斷層、倒塌建筑等圖庫(kù)。把各類圖層進(jìn)行疊加分析得出對(duì)應(yīng)急有價(jià)值的信息，該系統(tǒng)的建成使有關(guān)機(jī)構(gòu)可以對(duì)象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應(yīng)，最大程度地減少傷亡和損失。再如，據(jù)我國(guó)大興安嶺地區(qū)的研究，通過(guò)普查分析森林火災(zāi)實(shí)況，統(tǒng)計(jì)分析十幾萬(wàn)個(gè)氣象數(shù)據(jù)，從中篩選出氣溫、風(fēng)速、降水、溫度等氣象要素、春秋兩季植被生長(zhǎng)情況和積雪覆蓋程度等14個(gè)因子，用模糊數(shù)學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型，建立微機(jī)信息系統(tǒng)的多因子的綜合指標(biāo)森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)方法，對(duì)預(yù)報(bào)火險(xiǎn)等級(jí)的準(zhǔn)確率可達(dá)73%以上。

五、環(huán)境保護(hù)：

利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)；為實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理的科學(xué)化自動(dòng)化提供最基本的條件；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)過(guò)程中，利用GIS技術(shù)的輔助，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行客觀地、全面地評(píng)價(jià)，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)；在野生動(dòng)植物保護(hù)中的應(yīng)用，世界野生動(dòng)物基金會(huì)采用GIS空間分析功能，幫助世界最大的貓科動(dòng)物改變它目前瀕于滅種的境地。都取得了很好的應(yīng)用效果。

六、國(guó)防：

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的一個(gè)基本特點(diǎn)就是"三S"技術(shù)被廣泛地運(yùn)用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個(gè)環(huán)節(jié)。它往往在一定程度上決定了戰(zhàn)爭(zhēng)的成敗。如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)國(guó)防制圖局為戰(zhàn)爭(zhēng)的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動(dòng)影像匹配和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，處理衛(wèi)星和高空偵察機(jī)實(shí)時(shí)獲得的戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)字影像，及時(shí)地將反映戰(zhàn)場(chǎng)現(xiàn)狀的正射影影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)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(shí)的實(shí)時(shí)服務(wù)。

七、宏觀決策支持：

地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，為國(guó)家宏觀決策提供依據(jù)。例如系統(tǒng)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(guī)劃。我國(guó)在三峽地區(qū)研究中，通過(guò)利用地理信息系統(tǒng)和機(jī)助制圖的方法，建立環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為三峽宏觀決策提供了建庫(kù)前后環(huán)境變化的數(shù)量、速度和演變趨勢(shì)等可靠的數(shù)據(jù)。

總之，地理信息系統(tǒng)正越來(lái)越成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各有關(guān)領(lǐng)域必不可少的應(yīng)用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

GIS是什么意思？

GIS系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng) (GIS, Geographic Information System) 是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺(jué)化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫(kù)操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)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(gè)人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測(cè)結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。

地理信息系統(tǒng)是隨著地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一個(gè)學(xué)科。在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上，在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）的出現(xiàn)使人們可以用計(jì)算機(jī)處理象圖形這樣的數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)的標(biāo)志之一就是圖形元素有明確的位置坐標(biāo)，不同圖形之間有各種各樣的拓?fù)潢P(guān)系。簡(jiǎn)單地說(shuō)，拓?fù)潢P(guān)系指圖形元素之間的空間位置和連接關(guān)系。簡(jiǎn)單的圖形元素如點(diǎn)、線、多邊形等；點(diǎn)有坐標(biāo)（x, y）；線可以看成由無(wú)數(shù)點(diǎn)組成，線的位置就可以表示為一系列坐標(biāo)對(duì)（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多邊形可以認(rèn)為是由閉合曲線形成范圍。圖形元素之間有多種多樣的相互關(guān)系，如一個(gè)點(diǎn)在一條線上或在一個(gè)多邊形內(nèi)，一條線穿過(guò)一個(gè)多邊形等等。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)地理信息系統(tǒng)要管理非常多、非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可能有幾萬(wàn)個(gè)多邊形，幾萬(wàn)條線，上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，還要計(jì)算和管理它們之間的各種復(fù)雜的空間關(guān)系……。

地理信息系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理人員組織而成的對(duì)任一形式的地理信息進(jìn)行高效獲取、存儲(chǔ)、更新、操作、分析及顯示的集成。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國(guó)土資源、地礦、軍事、交通、測(cè)繪、水利、廣播電視、通訊、電力、公安、社區(qū)管理、教育、能源等幾乎所有的行業(yè)，并正在走進(jìn)人們?nèi)粘５墓ぷ鳌W(xué)習(xí)和生活中。

地理信息系統(tǒng)的主要計(jì)算機(jī)硬件是工作站和微機(jī)。 地理信息系統(tǒng)的主要計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件是UNIX、Windows9X、Windows NT、Windows2000、Macintosh等。

地理信息系統(tǒng)的主要計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDesk Map、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。

地理信息系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)比例尺為1:400萬(wàn)、1:100萬(wàn)、1:25萬(wàn)、1:5萬(wàn)、1:1萬(wàn)、1:2000、1:1000和1:500等；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)種類為數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格圖（DRG）、數(shù)字正射影象圖（DOQ）和數(shù)字高程模型（DEM）等。

GIS 地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

GIS與其他幾種信息系統(tǒng)密切相關(guān)，但由于其處理和分析地理數(shù)據(jù)的能力使其與它們相區(qū)別。盡管沒(méi)有什么硬性的和快速的規(guī)則來(lái)給這些信息系統(tǒng)分類，但下面的討論可以幫助區(qū)分GIS和桌面制圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、遙感、DBMS、以及GPS技術(shù)。

桌面制圖

桌面制圖系統(tǒng)用地圖來(lái)組織數(shù)據(jù)和用戶交互。這種系統(tǒng)的主要目的是產(chǎn)生地圖：地圖就是數(shù)據(jù)庫(kù)。大多數(shù)桌面制圖系統(tǒng)只有及其有限的數(shù)據(jù)管理、空間分析以及個(gè)性化能力。桌面制圖系統(tǒng)在桌面計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，例如PC機(jī)，Macintosh以及小型UNIX工作站。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)促進(jìn)了產(chǎn)生建筑物和基本建設(shè)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。這種設(shè)計(jì)需要裝配固有特征的組件來(lái)產(chǎn)生整個(gè)結(jié)構(gòu)。這些系統(tǒng)需要一些規(guī)則來(lái)指明如何裝配這些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系統(tǒng)已經(jīng)擴(kuò)展可以支持地圖設(shè)計(jì)，但管理和分析大型的地理數(shù)據(jù)庫(kù)的工具很有限。

遙感和GPS

遙感是一門使用傳感器對(duì)地球進(jìn)行測(cè)量的科學(xué)和技術(shù)，例如，飛機(jī)上的照相機(jī)，全球定位系統(tǒng)（GPS）接收器，或其他設(shè)備。這些傳感器以圖象的格式收集數(shù)據(jù)，并為利用、分析和可視化這些圖象提供專門的功能。由于它缺乏強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。

DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)專門研究如何存儲(chǔ)和管理所有類型的數(shù)據(jù)，其中包括地理數(shù)據(jù)。DBMS使存儲(chǔ)和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化，許多GIS為此而依靠它。相對(duì)于GIS而言，它們沒(méi)有分析和可視化的工具。

RS、GIS和GPS集成——3S技術(shù)系統(tǒng)

當(dāng)前，以地理信息系統(tǒng)為核心的三S技術(shù)（遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）與多媒體（MM）技術(shù)有機(jī)結(jié)合一體化，以其強(qiáng)大的空間信息（數(shù)據(jù)）采集、處理、分析綜合和表達(dá)與管理能力，為各行業(yè)實(shí)際應(yīng)用部門提供了各種有用的決策信息，大大提高應(yīng)用部門的生產(chǎn)力及其管理水平，已成為直接為國(guó)土資源勘查、生態(tài)環(huán)境和自然災(zāi)害調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)與防治等工作及社會(huì)生產(chǎn)與管理部門服務(wù)的一種實(shí)用技術(shù)方法。

20.2.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）

20.2.1.1 地理信息系統(tǒng)的概念及其作用

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡(jiǎn)稱GIS）集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的多學(xué)科結(jié)合的新興邊緣學(xué)科。它以空間數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)人的參與進(jìn)行一系列空間操作和分析，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、工程設(shè)計(jì)乃至企業(yè)經(jīng)營(yíng)等工作提供規(guī)劃管理的決策科學(xué)信息。

地理信息系統(tǒng)已被廣泛用于國(guó)土資源勘查和環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等方面，特別在遙感制圖、礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)、工程布置的點(diǎn)位優(yōu)選、勘探靶區(qū)優(yōu)選等等方面，已有相當(dāng)?shù)某晒?shí)例與經(jīng)驗(yàn)。目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)作為一種主要的信息產(chǎn)業(yè)，取得了顯著的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)際上，地理信息系統(tǒng)所研究的對(duì)象及覆蓋面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了地理學(xué)的范疇。

地理信息系統(tǒng)是管理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。空間數(shù)據(jù)是指不同來(lái)源的用遙感和非遙感手段所獲取的數(shù)據(jù)，它有多種數(shù)據(jù)類型，包括地圖、遙感影像、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，其共同特點(diǎn)是都有確定的空間位置——地理坐標(biāo)參照系統(tǒng)。其工作過(guò)程主要是通過(guò)空間實(shí)體的空間位置與空間關(guān)系來(lái)進(jìn)行的，當(dāng)然也可以通過(guò)它們的屬性來(lái)進(jìn)行。它對(duì)空間數(shù)據(jù)除管理、檢索、查詢外，還必須進(jìn)行各種運(yùn)算和分析。其輸出除表格、文字、數(shù)據(jù)外，主要的形式是圖形。地理信息系統(tǒng)主要用來(lái)分析和管理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種地學(xué)、社會(huì)現(xiàn)象和過(guò)程。它是地學(xué)、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)工程等學(xué)科知識(shí)的融合，是跨學(xué)科的技術(shù)系統(tǒng)。

遙感是地理信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源和強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)更新手段。遙感的多時(shí)相、量綱統(tǒng)一的、動(dòng)態(tài)的全球范圍內(nèi)的快速監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，是其他手段所不能替代和比擬的，因而地理信息系統(tǒng)作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術(shù)，可為遙感提供各種有用的輔助信息和分析手段。目前，地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，是加強(qiáng)空間信息管理系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合，以提高資源與環(huán)境信息系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)分析、監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)方面的能力，改善遙感分析的精度。

20.2.1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)主要是由GIS的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)（庫(kù)）和系統(tǒng)的管理操作人員四個(gè)部分組成。

GIS硬件主要是計(jì)算機(jī)，包括必備的外部設(shè)備如數(shù)字化儀、打印機(jī)及繪圖儀。可選設(shè)備有掃描儀、激光繪圖儀及打印機(jī)、磁帶機(jī)等。

地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置作為參照系的各種景觀數(shù)據(jù)（如自然的、社會(huì)的、人文經(jīng)濟(jì)的等）。這些數(shù)據(jù)可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等形式，由系統(tǒng)的建立者通過(guò)有關(guān)的量化工具和介質(zhì)輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對(duì)象，是GIS所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過(guò)模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。

早期的GIS一直是以各種類型的地圖作為主要的數(shù)據(jù)源。隨著遙感技術(shù)的興起，遙感信息以其周期性、動(dòng)態(tài)性、信息豐富、獲取效率高并可直接以數(shù)字方式記錄傳送等優(yōu)點(diǎn)成為重要的GIS信息源和數(shù)據(jù)更新手段。遙感與GIS的結(jié)合是空間技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、管理和使用人員是GIS的重要構(gòu)成因素。因?yàn)镚IS是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地理模型，光有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)不能構(gòu)成完整的GIS，需要由人進(jìn)行系統(tǒng)的組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新，使系統(tǒng)不斷得到完善，并合理使用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。

GIS軟件是GIS技術(shù)的核心，它既是GIS技術(shù)的集中體現(xiàn)，又是這一技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。一般商品化產(chǎn)品，如美國(guó)的ARC／INFO系統(tǒng)，中國(guó)的MAPGIS，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)輸出五部分構(gòu)成。

（1）數(shù)據(jù)采集

其功能是完成地學(xué)數(shù)據(jù)采集與輸入工作，可用掃描儀、數(shù)字化儀、圖形終端或其他系統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)文件輸入。主要的信息源有：專題地圖（包括地形圖）、統(tǒng)計(jì)表格、遙感影像、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)采集方式主要有以下幾種：① 手工式，是早期和試驗(yàn)時(shí)采用的方法，效率和精度均低。② 手扶跟蹤數(shù)字化，是當(dāng)前最有效的地圖數(shù)字化方式，在手扶跟蹤數(shù)字化儀和數(shù)字化板支持下進(jìn)行。通過(guò)這種方式可得到矢量格式的地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)。③ 自動(dòng)掃描，是最有前途的數(shù)字化方式。由掃描儀進(jìn)行，掃描儀可以每英寸300～600點(diǎn)（線）采集地圖或影像的灰度或顏色，形成點(diǎn)陣像元數(shù)據(jù)或多波段數(shù)據(jù)。④ 數(shù)據(jù)通訊，是在聯(lián)網(wǎng)方式下獲取有關(guān)的其他信息系統(tǒng)的一種方式。無(wú)論用何種方式采集，其目的都是要把數(shù)據(jù)源變?yōu)镚IS可以存貯管理和分析的形式。

（2）數(shù)據(jù)管理

其功能是實(shí)現(xiàn)空間（幾何）數(shù)據(jù)和屬性（非幾何）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、查詢、編輯、修改。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的不同之處是對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理。如何實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)、檢索、查詢、編輯和修改是評(píng)價(jià)GIS的一個(gè)重要方面。

一個(gè)功能強(qiáng)大的GIS產(chǎn)品能夠提供一個(gè)統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，提供各種范圍內(nèi)的雙向查詢、編輯、建模功能，允許快速地修正并更新空間數(shù)據(jù)及有關(guān)的描述數(shù)據(jù)。例如，最新推出的許多GIS軟件都使用了一個(gè)優(yōu)化的、面向目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以快速地存取大型關(guān)系文件，它把現(xiàn)實(shí)物體的空間關(guān)系、特征和屬性存儲(chǔ)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以做圖、拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是這種數(shù)據(jù)模型的特征。

（3）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析部分借助地學(xué)模型（預(yù)置式模型或用戶自定義模型），完成地理數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算工作，是GIS的核心內(nèi)容。目前比較成熟的分析功能有地面數(shù)字高程模型、網(wǎng)絡(luò)分析模型、鄰近分析模型、區(qū)域分析模型、拓?fù)浞治瞿Ｐ鸵约翱臻g距離搜索模型等。

數(shù)字地面模型（DTM）在自然地理、地貌、水利、工程設(shè)計(jì)、管道布線等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)?shù)貓D被數(shù)字化后，利用等高線通過(guò)插值可以生成數(shù)字地面高程模型（DEM），并由DEM進(jìn)一步產(chǎn)生坡度、坡向、溝谷、山脊、地表粗糙度等10多個(gè)地形要素，構(gòu)成DTM數(shù)據(jù)。利用這些地表信息與植被、土壤、人文要素的相關(guān)性，可建立不同的地學(xué)應(yīng)用模型。

網(wǎng)絡(luò)分析模型在經(jīng)濟(jì)地理、市場(chǎng)分析、交通管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此模型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)，可以在兩點(diǎn)間選擇最短路徑，并繪出其長(zhǎng)度和有關(guān)信息，也可以比較各個(gè)市場(chǎng)中心服務(wù)范圍和影響區(qū)域。

定距離空間搜索（Buffer）模型和鄰近區(qū)域分析模型在區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土整治、土地管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過(guò)指定空間搜索距離，用戶可以方便地進(jìn)行空間檢索、查詢，了解在一定范圍內(nèi)地理現(xiàn)象的空間分布；通過(guò)鄰近區(qū)域分析模型，用戶可方便地進(jìn)行鄰近區(qū)域檢索、查詢、了解區(qū)域周圍的環(huán)境情況。由于用模式來(lái)定義表，表和空間數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，這樣用戶能進(jìn)行集成的空間和屬性處理、報(bào)表生成、專欄處理、屬性標(biāo)記和相互作用的屬性修改、更新等項(xiàng)內(nèi)容。

點(diǎn)、線、多邊形是GIS圖形數(shù)據(jù)的基本單元，與之相應(yīng)的拓?fù)浞治瞿Ｐ驮谧匀毁Y源管理、生態(tài)評(píng)價(jià)、土地評(píng)價(jià)和規(guī)劃等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)多幅專題圖或?qū)ｎ}圖與圖像合并辦法，生成新的專題圖及新的屬性表，為運(yùn)用不同評(píng)價(jià)和規(guī)劃模型，完成地理信息的分析和地理數(shù)據(jù)的計(jì)算提供了極大方便。

上述系統(tǒng)底層通用分析模型僅提供了某些數(shù)據(jù)分析的工具。在具體應(yīng)用領(lǐng)域還需結(jié)合專業(yè)知識(shí)和實(shí)際要求建立用戶的應(yīng)用模型。

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

是提供不同空間數(shù)據(jù)集的集成途徑。空間數(shù)據(jù)都是用矢量和柵格格式進(jìn)行采集、存貯和處理的。矢量結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)更能表達(dá)我們的空間想像，因此它最常用于手工的數(shù)據(jù)采集。但是，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集方式往往產(chǎn)生與計(jì)算機(jī)的規(guī)則結(jié)構(gòu)相匹配的柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)代GIS應(yīng)兼容矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)格式，提供多種方法進(jìn)行兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，滿足多源信息綜合分析的需求。

（5）數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出部分將GIS信息或分析結(jié)果以可視的形式表示，如屏幕，繪圖儀、打印機(jī)輸出等。系統(tǒng)同時(shí)支持軟硬件拷貝顯示，使用戶能夠獲得在屏幕上所見(jiàn)結(jié)果，即在地圖成圖之前，用戶能預(yù)先看到硬拷貝輸出的圖形。用戶還可以在圖形窗口內(nèi)編輯地圖，包括彩色設(shè)計(jì)，圖廓整飾、生成比例尺、注記、圖例、表格、公里網(wǎng)格等，最后由繪圖儀或打印機(jī)輸出。

20.2.2 全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)（GPS：Global Position System）是美軍自20世紀(jì)70年代初期開(kāi)始研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。它由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。工作衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面內(nèi)，衛(wèi)星軌道面相對(duì)地球赤道面的傾角為55°，每個(gè)軌道平面配置3顆衛(wèi)星，每隔一條軌道平面配備一顆備用衛(wèi)星，軌道的平均高度約為20200 km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。因此，在同一測(cè)站上，每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖相同，只是每天提前幾分鐘。每顆衛(wèi)星對(duì)地球的可見(jiàn)面積為地球總表面積的38%，每顆衛(wèi)星每天約有5小時(shí)在地平線上。同時(shí)位于地平線上的衛(wèi)星數(shù)目最少為4顆，最多為11顆。這樣的空間配置，可保證在地球上任何時(shí)間，任何地點(diǎn)至少可同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，加上衛(wèi)星信號(hào)的傳播和接收不受天氣的影響，因此GPS是一種全球、全天候的連續(xù)實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS的出現(xiàn)，為大量的野外高精度定位工作提供了極大方便，使定位與導(dǎo)航在精度和速度上都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，進(jìn)入了電子化和自動(dòng)化時(shí)代。

GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛地在全球應(yīng)用。需要指出，全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航和定位在概念上是有所不同的，所謂定位是指運(yùn)動(dòng)載體，如汽車上安裝GPS信號(hào)接收機(jī)，然后實(shí)地測(cè)出接收天線所在的位置，這稱為GPS定位，也稱GPS動(dòng)態(tài)定位。動(dòng)態(tài)的意思是指定位是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的。如果GPS接收機(jī)在測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體實(shí)時(shí)位置的同時(shí)，還測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的速度，時(shí)間和方位等狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而可“引導(dǎo)”運(yùn)動(dòng)載體駛向預(yù)定的目標(biāo)位置，這稱為導(dǎo)航。由此可知，導(dǎo)航是一種廣義的動(dòng)態(tài)定位。

GPS是從軍事方面發(fā)展起來(lái)的，出于軍事目的，它提供兩種服務(wù)即標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS（Standard Positioning Service）和精確定位服務(wù)PPS（Precise Positioning Service）。前者用于民用事業(yè)，后者為美國(guó)軍方服務(wù)。美國(guó)政府為限制非軍事用戶和其他國(guó)家使用GPS的精度，分別在 1991年和 1994年實(shí)施了“SA（Selective Availability）”技術(shù)和“AS（Anti-spoofing）”技術(shù)，即“有選擇可用性”技術(shù)和“反電子欺騙技術(shù)”。使SPS服務(wù)水平定位精度降低到100 m，而在密碼保護(hù)下的PPS服務(wù)精度提高到1 m。

針對(duì)實(shí)施的“SA”技術(shù)，各國(guó)紛紛采用技術(shù)對(duì)策，出現(xiàn)了差分GPS即DGPS（Differential GPS）。“差分”的概念在無(wú)線電導(dǎo)航領(lǐng)域早就被采用，差分GPS的提出，使差分技術(shù)提高到過(guò)去從未有過(guò)的重要地位。采用差分GPS幾乎可以完全消除“選擇可用性”帶來(lái)的誤差。它利用某些地面發(fā)射站送出的已知精確位置的基準(zhǔn)信號(hào)，將其與GPS的定位信號(hào)進(jìn)行比較和修正。這樣，通過(guò)建立基準(zhǔn)通訊鏈方式，使GPS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確校正。目前利用差分技術(shù)可使定位精度超過(guò)單獨(dú)使用PPS所得到精度。因此，美國(guó)比其他許多國(guó)家更快地將DGPS投入到實(shí)際使用中，目前其精度可達(dá)1 cm，用它可監(jiān)視地球和冰川的微小運(yùn)動(dòng)。2001年美國(guó)取消了“SA”技術(shù)限制，GPS的定位精度大大提高。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展，引起了各國(guó)軍事部門和廣大民用部門的普遍關(guān)注。GPS定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及其所達(dá)到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測(cè)量工作者的極大興趣。特別是近十多年來(lái)，GPS定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓、軟件和硬件的開(kāi)發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。廣泛的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為這一新技術(shù)的應(yīng)用展現(xiàn)了極為廣闊的前景，經(jīng)典的大地測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷了一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的變革，從而進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。

目前，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，尤其對(duì)經(jīng)典大地測(cè)量學(xué)的各個(gè)方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在大地測(cè)量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動(dòng)力學(xué)、海洋大地測(cè)量學(xué)、天文學(xué)、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速以及精密時(shí)間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。

20.2.3 RS、GIS和GPS多功能綜合

作為空間信息處理的3S技術(shù)系統(tǒng)，在空間信息管理中各具特色，均可獨(dú)立完成自身的功能。同時(shí)，它們所能解決的問(wèn)題之間又有很多關(guān)聯(lián)性，在解決問(wèn)題的功能上又各自存在著優(yōu)點(diǎn)和不足：GIS具有較強(qiáng)的空間查詢，分析和綜合處理能力，但獲取數(shù)據(jù)困難；RS能高效地獲取大面積的區(qū)域信息，但受光譜波段的限制，且數(shù)據(jù)定位及分類精度差；GPS能快速地給出目標(biāo)的位置，對(duì)空間數(shù)據(jù)的精確定位具有特殊意義，但它本身通常無(wú)法給出目標(biāo)點(diǎn)的地理屬性。因此，只有三者有機(jī)結(jié)合起形成一個(gè)多功能綜合的技術(shù)系統(tǒng)，才能發(fā)揮更大的作用（圖20-3）。在3S系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單地說(shuō)，GIS相當(dāng)中樞神經(jīng)，RS相當(dāng)傳感器，GPS相當(dāng)定位器，三者的共同作用將使地球能實(shí)時(shí)感受到自身的變化，使其在資源環(huán)境和區(qū)域管理等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。RS，GIS和GPS三者的結(jié)合與集成已成為當(dāng)今空間信息系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是空間科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

圖20-3 3S技術(shù)系統(tǒng)

20.2.3.1 GIS與RS的結(jié)合

GIS和RS都是獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的支撐現(xiàn)代地學(xué)的空間科學(xué)技術(shù)，其中GIS是管理與分析空間數(shù)據(jù)的有效工具，RS是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具，它們的研究對(duì)象都是空間實(shí)體，二者關(guān)系十分密切。

GIS和RS的結(jié)合主要表現(xiàn)在RS對(duì)GIS動(dòng)態(tài)地提供和更新各種數(shù)據(jù)，而GIS作為空數(shù)據(jù)處理分析的技術(shù)工具，可大大提高RS空間數(shù)據(jù)的分析能力及分析精度。在實(shí)踐中，RS和GIS結(jié)合的主要形式是利用遙感圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理、信息提取、目視解譯等方式，編制各種專題圖，而后通過(guò)數(shù)字化儀等輸入設(shè)備將專題圖上所需信息輸入到地理信息系統(tǒng)中，或者遙感數(shù)據(jù)經(jīng)圖像處理、分類和模式識(shí)別等方式提取有關(guān)信息直接進(jìn)入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。這種結(jié)合方式的實(shí)質(zhì)是用遙感形成專題系列數(shù)據(jù)庫(kù)（包括遙感圖像庫(kù)）提供給地理信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)中各專題要素因來(lái)自同一信息源，保證了時(shí)相和圖幅位置配準(zhǔn)，所以很適合在地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行多重信息的綜合與復(fù)合分析，從而派生出綜合性數(shù)據(jù)及圖件，最大限度地發(fā)揮有關(guān)數(shù)據(jù)的作用。例如，在流域綜合治理中，根據(jù)單要素的坡度圖、土壤類型圖、地貌類型圖及植被類型圖，通過(guò)地理信息系統(tǒng)中的有關(guān)模型分析可得到土地利用評(píng)價(jià)圖及土地利用規(guī)劃圖等。

20.2.3.2 RS與GPS的結(jié)合

GPS和RS都可看作為GIS的數(shù)據(jù)源的獲取系統(tǒng)，而且，GPS和RS既分別具有獨(dú)立的功能，又可以互相彌補(bǔ)其不足。

首先，GPS的精確定位功能解決了RS獲取目標(biāo)信息定位困難的問(wèn)題。在GPS問(wèn)世以前，地面同步光譜測(cè)量、遙感的幾何校正和定位等都是通過(guò)地面控制點(diǎn)進(jìn)行大地測(cè)量才能確定的，這不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且當(dāng)無(wú)地面控制點(diǎn)時(shí)更無(wú)法實(shí)現(xiàn)，從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)。GPS的快速定位為RS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、快速進(jìn)入GIS系統(tǒng)提供了可能。也就是說(shuō)，借助GPS可使RS迅速進(jìn)入GIS分析系統(tǒng)，保證了RS數(shù)據(jù)及地面同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取的動(dòng)態(tài)配準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)入GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。

其次，利用RS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)GPS定位遙感信息查詢。此外，利用GPS形成了一系列新技術(shù)，如GPS氣象遙感技術(shù)，利用GPS衛(wèi)星和接收機(jī)之間無(wú)線電訊號(hào)在大氣電離層和對(duì)流層中的延遲時(shí)間，了解電離層中電子濃度和對(duì)流層中溫度濕度獲得大氣參數(shù)及其變化情況。因而目前建立和正在建立的全球許多GPS觀測(cè)網(wǎng)將是提供大氣參數(shù)的一個(gè)重要新數(shù)據(jù)源。對(duì)天氣預(yù)報(bào)尤其是短期天氣預(yù)報(bào)發(fā)揮巨大作用。

20.2.3.3 GPS與GIS的結(jié)合

GPS和GIS的結(jié)合，不僅能取長(zhǎng)補(bǔ)短使各自的功能得到充分的發(fā)揮，而且還能產(chǎn)生許多更高級(jí)功能，從而使GPS和GIS的功能都邁上一個(gè)新臺(tái)階。

通過(guò)GIS系統(tǒng)，可使GPS的定位信息在電子地圖上獲得實(shí)時(shí)的，準(zhǔn)確的形象的反映及漫游查詢。通常GPS接收機(jī)所接收信號(hào)無(wú)法輸入底圖。若從GPS接收機(jī)上獲取定位信息后，再要回到地形圖或?qū)ｎ}圖上查找，核實(shí)周圍地理屬性，該工作十分繁雜，而且花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，在技術(shù)手段上也是不合理的。如果把GPS的接收機(jī)同電子地圖相配合，利用實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)，加上相應(yīng)的通信手段組成各種電子導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，可廣泛用于交通、公安偵破、車船自動(dòng)駕駛、科學(xué)種田和海上捕魚等方面。

GPS為GIS及時(shí)采集、更新或修正數(shù)據(jù)，例如在外業(yè)調(diào)查中通過(guò)GPS定位得到的數(shù)據(jù)，輸入給電子地圖或數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、核實(shí)、賦予專題圖屬性以生成專題圖。

標(biāo)題名稱：微基建中用到的gis技術(shù) 微基站有哪幾家企業(yè)
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