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浅谈GIS生活中的应用
物理学院 微电1501 高庆迎 150903106
GIS，地理信息系统，又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它的应用领域十分广泛，涉及到通信，交通，农业，林业、水利、地质、矿产、旅游、管理等。
首先在通信领域，GIS在通信领域中的应用可分为两个方面：一是GIS和通信技术集成作为提供空间数服务的技术在通信领域的应用；另一个方面是GIS作为通信基础设施的管理、网络规划设计和运营决策的辅助手段在通信领域中的应用。
利用地理信息系统技术（GIS）空间分析技术，可以更合理安排线路布局、更合理高效的线路调度施工，达到高效快捷并且大大节约人力资源和物理资源投资;系统结合地理信息系统技术（GIS），可以实现故障定位、排障管理的自动化，为电信用户提供更快捷高效的服务 ;可以利用空间地理几何特征，对资源进行各种统计分析，提供更准确地定位分析;实现无线网络覆盖范围的合理分析，这种结构可大幅降低资本支出和运营商运营费用。
GIS技术在农业领域的应用主要有以下六个方面:
(1) 、农业资源清查、核算、评估与监测:RS/GIS强大的图形分析与制作功能，可编绘出土地利用现状图、植被分布图、地形地貌图、水系图、气候图、交通规划图等一系列社会经济指标统计图，也可进行多种专题图的重叠而获得综合信息，实现对具有时空变化特点的农业资源存量和价值量的测算以及资源现状、潜力和质量的客观评估，从而真实反映农业资源状况，为科学利用和管理农业资源提供强有力的决策依据。
（2）农业区划:RS/GIS通过构建区划模型，在GIS系统中进行不同区划方案间过程动态模拟与评价，可使农业区划从野外调查、资料收集、信息处理、计算模拟、目标决策、规划成图到监督实施全过程实现现代化。
(3)、土地资源与土地利用研究:RS/GIS系统能方便获取资源数量和质量变化，提供研究区域土地面积、上壤特性、地形、地貌、水文、植被及社会、经济、自然环境的真实信息，直观反映土地利用现状、利用条件、开发利用特点和动态变化规律。
(4)、作物估产与长势监测:RS多时相影像信息，可反映出宏观植被生长发育节律特征;GIS可通过对各种数据信息空间分析，识别作物类型，统计量算播种面积，分析作物生长过程中自身态势和生长环境的变化，构建不同条件下作物生长模型和多种估产模式，根据各种模型预估作物产量。美国于1975-1979年完成了大面积作物清查验(LACI计划)，并在国内推行以Landsat的TM资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。
(5)、农业灾害预警及应急反应:借助RS/GIS系统，可追踪害虫群集密集、飞行状况、生活习性及迁移方向等，通过GIS分析处理，可给出农作物病虫害发生图、分布图及可能蔓延区图，为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据。另外，可实现洪涝灾、旱灾、水土污染等农业重大灾害预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等，为防灾、抗灾、救灾预警及应急措施提供准确的决策信息。
(6)、农业环境监测和管理利用 RS/GIS，能够对农业资源环境质量变化进行动态监测，及时发现情况进行预警;能够建立农业资源环境空间数据库，管理、分析和处理环境数据，高效汇总、汲取有用的决策信息;能够建立若干环境污染模型，模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势。
在林业方面，GIS技术在林业领域的应用非常活跃和普及，国内外林业工作者广泛应用GIS进行资源与环境的变化监测、森林资源管理、综合评价、规划决策服务。概括起来，GIS在林业领域的应用研究主要有：（1）森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林抽样设计、林业专题制图、森林采伐设计、营造林规划设计、森林保护、森林资源管理网络GIS、精准林业等诸多方面。
GIS技术在交通工程中的应用
GIS在交通工程中的应用主要在以下三个方面：一是交通规划和设计；二是国家、省、市等不同层次的交通行业管理部门的交通运输行政与业务管理和车辆运营；三是交通安全和控制。
(1)交通规划和设计中的应用
(1)交通运输系统规划
交通运输系统规划是对区域路网和城市运输系统的预测和优化研究，是GIS在交通工程中的主要应用之一。交通规划可分近期和远期规划。近期规划是根据各段道路的车辆通行情况、物流、人流空间分布现状的统计数据，结合工程建设项目的要求进行规划；远期规划是通过预测求出预测期各路段交通状况数据进行统计分析，结合社会经济、人口发展等状况进行道路网系统的规划。
GIS的数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理功能，可以为交通运输规划建立区域空间数据库提供高效的技术方法；GIS的空间查询及分析能力与交通规划专业模型结合，可以进行路网的规划、选址、分析与最佳路径选择；GIS的数据显示与可视化输出功能为交通运输规划预测模型、规划模型提供了直观的表达方法。
目前，基于交通GIS的交通规划模型，已经开发成功并进入应用阶段，软件包括了全部GIS软件功能。应用模型与GIS集成为一体，使交通规划手段更强大。
(2)环境监控与评估
汽车排放废气、产生噪声，对环境造成污染，为了有效控制污染程度，对环境进行监控十分必要。利用传感器和传输线路与主控计算机相连，对传感器获得的数据分析处理，及时向交通管理部门汇报以便做出决策。
应用GIS能够更好的评估公路对环境的影响，在公路选线和初步设计中将得到广泛应用。加拿大已经成功的应用GIS完成了一条长127km，4车道的公路选线和初步设计工作，在该项目中，很好地解决了环境分析、选线定线等问题，还包括对野生动物、森林、水文、土壤、植被的保护和土地利用等环境影响的评价。
2)在交通管理和车辆运营监测中的应用
(1)道路设施管理
将路网实体数据和属性数据以分路段的方式与地理坐标关联起来，可以进行路面质的
管理和路面维修管理，对信号装置以及桥梁的维护等也可进行管理。
美国印第安纳州交通部门采用GIS管理全州的92 000mile(约148 059km)长的公路，上千座桥梁、铁路、航道和民航机场；加拿大艾伯塔(Alberta)省交通厅建立了全省公路设施维护系统；广东省于1997年3月完成了“广东省综合交通管理信息系统”；交通部以四川和陕西两省作为试点，首先开发了省级(二级)和地区级(三级)公路设施管理数据库。 (2)车辆运营管理
GIS的运行路径优选功能，可以对运输路线进行优化；交通专题地图的统计分析功能，可以分析客、货流量变化情况，以便随时调整行车计划。此外，还可以帮助运输管理部门对特种货物(如长大件货物、危险货物或贵重货物)运输进行路线选择和监控。集团用户(包括公交、出租车，其他国家甚至包含更广)可通过GIS监控系统平台监控和调度所属车辆运营，可以充分利用车辆资源，提高车辆的营运效率，降低营运成本。
对驾驶人来说，GIS可以在车辆运行中直观呈现出有关道路线路、停车设施、道路属性、购物及游览信息，并提示车辆的当前位置，帮助驾驶人搜索到达目的地的最短和最佳路径。方便驾驶人的操作和人们的出行。
在交通安全和控制中的应用
(1)事故的定位、预测和分析
将交通事故数据文件和GIS集成为一个整体，开发出事故定位系统，可以形象直观地报告事故发生地点、性质和原因，并对各事故点的发生频率比较，找出事故多发地段，结合现有道路条件进行事故预测。GIS系统定义了路标层，它的作用在于便于分析学校、影院等所诱发的交通量。
国内外已运用ArcGIS等GIS工具软件开发出预测、分析交通事故多发地带的交通GIS系统；美国内达华州研制出基于GIS的交通线上紧急反应定位系统，可帮助有关部门处理紧急事件。
(2)车辆控制与监控
车辆控制是指对车辆本身而言，属驾驶人控制车辆的问题。这一方面有行车安全报警系统、实时导航系统、自控和自动驾驶系统、防车辆碰撞系统等；监控是指对交警管理者而言的，必须要能监视和控制运行中的车辆。这方面有一系列的自动监控设施与设备，适时监督记录车辆违法、事故和犯罪行为的信息，需要GIS采集、分析和管理，以便及时自动报警和处理。
在水利方面．GIS技术被广泛的应用，并持续的发挥着不可替代的作用。
　　1.防洪减灾中GIS技术的应用
　　对自然界洪水采取措施及方法来达到防御的作用，减少或避免洪水给人类带来的危害及损失。
　　1.1GIS作为支持防汛决策或信息管理的系统平台
　　在国家总体防汛指挥系统中，GIS作为支持防汛决策或信息管理的系统平台，用来管理空间数据，同时利用分析空间的能力来支持防汛指挥的决策并起到辅助作用，它主要是为各类应用提供详细的数据，使防汛讯息与方案等以可视化表达。
　　1.2GIS对灾情的评估
　　在水利灾情评估中，GIS主要用来管理地理、社会、经济的背景数据，可查询空间与属性数据，并进行检索、统计与显示，同时提取灾情的数据并分析，使灾情状况可视化表达，以辅助对防洪抗灾的决策。
　　1.3GIS对洪涝灾害的风险分析与区划
　　在洪涝灾害中，可采用GIS技术来分析并区划其风险，用以管理多源、多尺度的数据，综合处理并叠加空间数据，以及处理图形。
　　1.4GIS在城市防洪中的应用
　　在城市防洪中，GIS可预测城市积水、退水，管理现有排水设施的信息，规划并设计排水设施，规划城市的绿地面积和位置，暴雨中分析时空特征，可视化显示暴雨的分布与积水的街道，存储、维护并管理高分辨率、多层次、多源等数据。但对于城市的防洪较为复杂，还须进行深入研究，但GIS技术在其中发挥的作用是值得肯定的。
　　2.水资源管理方面GIS的应用
　　我国境内水资源溃乏，且分布不均匀。同时随着各行各业的飞速发展，环境被日益破坏，因此水资源的管理工作极为重要。水库可以用来蓄洪，同时还可以用来养殖水生物，水力发电用的水还可以用来灌溉。运用GIS技术在这里可以生动、形象并准确的反映出水流的实时特点，便于我们及时观察水流现状及其变化特点，从而更好的做好水资源的管理保护工作。
　　3.水土保持方面GIS的应用
　　由于海量的水土保持规划的数据多时态性，要想快速并准确的了解土地的分类、数量、质量以及空间分布与利用的状况，同时对相关信息进行及时更新、管理，并方便查询、统计以及对结果的分析，需要进行科学管理，GIS技术能科学、详实并直观的提供相关数据，最后达到保持水土的作用。
　　4.在水利工程建设与管理方面GIS技术的应用
　　水利工程的建设与管理需全面分析各方面因素，GIS技术首先能够三维可视化的显示并贯穿飞行模拟，从而优化水利建设的位置。同时处理空间信息，并进行叠加和分析，从而起到辅助作用。另外，GIS技术可仿真模拟淹没并分析，进一步获得相应数据。最后作为系统平台，还可修改工程的布置方案。
除了以上举的例子，GIS也在其他领域中例如旅游、管理等中被广泛应用，带动了社会的发展，推动了文明的进步，它的更大的发展空间与潜力还等待我们去发掘。