地理信息系统结课论文.doc

地理信息系统概论

结课论文

题目：地理信息系统结课论文

学 院 建筑学院
专业班级 城市规划一班
学生姓名 刘溪
学 号 20080940111
任课教师 赵姗

[摘要] 地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。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。
GIS (Geographic Information System or Geo-Information system, GIS) is sometimes referred to as "geo-information system " or "Resources and Environment Information System. " It is a very important space for a particular information system. It is in the computer hardware and software system support, on the whole or part of the Earth's surface (including the atmosphere) in the relevant geographic distribution of space data acquisition, storage, management, operations, analysis, display and description of the technical system.
[关键词]地理信息系统；城市规划
[大纲] 一，地理信息系统基本概念
（一），GIS的基本概念：
（二），地理信息系统分类：
二，GIS在城市规划中的应用
（一），城市规划业务及GIS新技术
1，OfficeGIS与城市规划
2，虚拟现实及多媒体网络技术与城市规划
3，嵌入式GIS与城市规划
4，GIS与遥感技术结合
5，其它应用
（二），区域城市规划、城乡规划及GIS技术
（三），问题与展望
三，我国GIS发展面临的问题
四，结语
[正文]
以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographic information system，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量.
一，地理信息系统基本概念
地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。
地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
（一），GIS的基本概念：
1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。
2、GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。
3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测
4、 GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。
有的学者断言，“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。
（二），地理信息系统分类：
GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按研究内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来，可以构成相应地域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的发展，以减小重复浪费，提高数据共享程度和实用性。
二，GIS在城市规划中的应用
城 市规划是指导城市建设，促进社会经济发展的“龙头”，是城市建设和管理的依据，在城市的建设和发展过程中处于十分重要的地位。随着社会经济的发展，计算机 和网络技术的快速推广，信息化浪潮正从根本上改变着人们的生产、生活方式，影响着城市的发展模式、体系结构和环境资源，给城市规划带来巨大的冲击。
GIS是20世纪60年代早期开始迅速发展的地理学研究技术，是地理空间分析技术和计算机信息处理技术交叉的产物。它于20世纪80年代早期最先在欧洲等发达国家的城市规划中获得应用，并于20世纪90年代开始在发展中国家规划部门中得到应用。本文着重描述地理信息技术在城市规划中的应用及其未来的发展。
（一），城市规划业务及GIS新技术
目前GIS主要与城市规划业务紧密地联系在一起，为城市建设进行辅助性规划工作。根据城市规划业务及GIS中技术手段的不同，主要有以下几种应用。
1，OfficeGIS与城市规划
《中 华人民共和国城市规划法》和现行城市规划、城市土地管理体制规定，城市规划区内任何建筑项目施工前都必须履行“一书两证”的程序，即要获得《规划选址意见 书》、《建设用地规划许可证》和《建设工程规划许可证》，建设单位办理上述许可证的过程就被称为“建设项目报建”。而目前由于城市化进程的加快，造成城市 规划业务的急剧膨胀，靠以前的技术手段进行城市规划建设已经不能满足要求。
城 市规划电子报批是一种全新的规划报批模式，它将传统规划报批图件采用的纸介质转变为电子介质，并通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程，使电子文件符合一 定的规范标准，可以输入计算机处理，这样，规划审批的一部分工作就可以使用计算机来完成，从而实现计算机辅助审批报批图件。GIS等先进技术应用于城市规划电子报批过程，将给城市规划带来新的气象与变化。
它主要具有以下几个特征：（1）规划审批手段电子化。当规划信息进行数字化后，可把原来城市规划中一些琐碎的工作交给计算机完成，如量算指标等，大大提高审批速度和效率；（2）标准化规划结果。由于规划规范缺乏明确的标准且术语混乱，进而导致规划中指标计算方法比较模糊，易受人为因素的影响，当进行电子报批时，可向设计单位明确规划标准，以保证术语与计算方法的一致性，提高城市规划中的公开性与透明度；（3）提高设计结果入库速度，由于设计单位提交的结果已经数字化，且符合统一的标准，为未来的设计结果入库管理打下了坚实基础。
2，虚拟现实及多媒体网络技术与城市规划
随 着虚拟现实及多媒体网络技术的发展，使得城市规划中可使用的技术手段更加丰富。虚拟现实技术应用于城市规划中，可为规划决策者提供一个全新的技术平台，直 观地提供现实世界中的各种感觉。通过此种技术，规划师与决策者可以在有准确坐标、时间和对象属性的多维虚拟环境中，回溯城市的发展和变迁，交互观察城市建 筑的风貌，审视城市规划布局。虚拟现实技术在城市规划中主要可以在以下方面进行使用：
（1）各种规划方案的比较。把设计单位提供的三维规划方案数据通过一定的接口导入到预定的环境中，在未进行施工建设时即能真实地看到各个方案对周围环境的影响，是否能达到社会、经济和生态的最佳综合效益，比对各种规划方案的优劣，并可反复修改和选择；
（2）构建逼真城市环境。目前城市有向立体化、多元化发展的趋势，通过构建逼真城市环境，可以把目前城市规划从二维转换为三维，实现城市规划与管理的飞跃，适应未来城市发展需要；
（3）构建时态逼真城市。城市发展在不同的时期，不同的阶段有不同的特点，可根据构建时态逼真城市，来研究城市发展变化；
（4）查询及分析。虚拟现实技术在城市规划中，不仅仅能给用户提供一个逼真的展示环境，更重要的给用户提供充足的信息，并开发众多分析功能为城市规划服务。重庆市勘测院
 由 于城市规划信息的多元化及信息量非常庞大，这就给存储、继承和共享这些信息提出了新的挑战。多媒体网络的出现从一定程度上可以解决这些问题，并为城市规划 的社会化、大众化提供了必要途径。可以通过网络让用户了解规划审批的进展状况及发布城市规划方案，让用户参与评估，尤其是网络与虚拟现实技术及多媒体的结 合，可提供快速、方便、直观的规划方案展示，有利于提高公众参与规划的积极性。
3，嵌入式GIS与城市规划
嵌入式地理信息系统技术与移动通讯及无线互联网设备（包括掌上电脑、PDA和 手机）等集成，可快速提供与位置信息相关的信息服务。它具有动态性，移动性等特点。城市规划中有些业务需要快速获取用户环境的各种信息，如为科学管理和利 用规划红线资料，详细规划现场踏勘设计，加强城市规划监察，实时机动地对违规建设用地案件进行处理，为这些城市规划部门的重要职能提供现场移动办公的平台 等。
以 规划红线为例，城市规划管理人员主要根据以文字及表格的形式提供信息资料作出决策，但用地单位名、项目名称、地点、面积、国土文号、城规文号、调查情况和 建议等，这些抽象的文字资料，难以全面反映红线情况，如红线形状、附近街道、临近大型机构、现场拆迁状况等，缺乏直观性和可视化，另一方面，规划管理迫切 需要一种能够随时随地将红线信息以电子地图、幻灯片、照片、录象等多种媒体方式清晰地表现出来的决策支持系统，使决策者有一种身临其境的感觉，提高现场办 公速度和决策准确度。采用潜入式GIS技术可开发一套辅助城市规划管理决策的信息子系统，利用它实现城市规划红线设计和管理的现代化，真正提高红线规划决策的科学性，更好地建立与完善城市规划管理信息系统。
4，GIS与遥感技术结合
以城市规划为监测对象，基于RS技术、GIS技术等快速获取与处理城市现状空间信息，采用RS、 地形、总规和分规数据比对和专家判读的方法，实现大范围、可视化、短周期的动态监测效果，为政府宏观决策和依法行政提供科学依据。这种监测是长期的和制度 化的，具有定量和客观的特征，能有效地威慑城市违法建设活动，并且监测目标比较广泛，包括建设工程、城市用地、城市水系、城市道路等多个方面。
5，其它应用
GIS在城市规划中应用越来越广泛，如进行城市规划用地评价，快速城市规划专题图的制作，历史文化保护及风景保护，另外，可把GIS作为一种技术手段进行城市规划的研究工作，如城市扩展研究等。
（二），区域城市规划、城乡规划及GIS技术
随 着中国经济的快速增长和城市化步伐加快，在珠江三角洲、长江三角洲、京津唐等地区逐步形成了大型城市群，这些城市群区域中的城市之间存在着竞争和合作的双 重关系。面对全球化、城市化、人口增长、资源枯竭等问题困扰，区域合作逐步成为一个新趋势，另外，随着中国提出“城乡统筹”规划，利用城乡一体化解决二元 化矛盾，建立和谐社会也被提到了非常重要的位置。
2003年11月，在深圳召开的第六届城市地理信息系统学术论坛上，提出了“城际GIS”的概念，初步探讨了GIS在城市密集地区城市管制中的应用前景和实施方案。对于城市群地区的区域规划管制，GIS大 有用武之地：第一，地理信息和地理信息技术为研究解决城市／区域的空间问题提供了工具支持；第二，借助地理信息和地理信息技术可以更好地了解区域可持续发 展问题，并尝试提供解决方案；第三，地理信息和地理信息技术可以帮助参与者之间相互了解，共享信息和知识，形成共识和共同行动。
（三），问题与展望
总体说来，GIS有越来越重要的应用，但仍旧存在如下几个问题：
  （１）数据。数据获取是主要障碍，包括基础地理数据的获取及更新，尤其是社会经济数据的获取和质量控制。
（２）规划技术水平。如何把规划技术和GIS更好地结合，把辛苦搜集到的数据转换成信息进行辅助决策支持。
（３）数据标准。信息共享。
三，我国GIS发展面临的问题
与国外对比分析,目前我国GIS发展中存在的问题主要表现在如下几个方面:
1、GIS的科学和经济价值尚未被广泛地接受和认知, 因此处于资金投入不足、推广应用比较困难的局面。
2、根据有关资料的分析, 地理信息系统中数据部分要占整个系统投资的百分之七十左右,也就是说系统的建立需要大量的数字地图或电子地图及其属性信息库的支持, 但在我国地GIS图数字化的比例还很低。这需要政府部门及有关企业投入大量的精力及资金进行数字地图的建库工作。
3、GIS市场尚未形成,有关数字产品的法律、权属、定价等方面的问题还没有得到有效的解决。
4、有关数字地图产品的规范和标准, 以及数据格式有待统一和完善。
5、我国具有自己知识产权的GIS系统平台比较少,目前只有MapGIS、GeoStar等少数几个产品,大量进口GIS系统平台增加了GIS应用开发的成本。而且由于国情不同进口GIS软件二次开发的工作量一般都比较大。
四，结语
信息经济已经成为当今世界经济发展的重要特征之一，信息技术和信息产业的国际竞争日益激烈，我国GIS产业正面临着严峻挑战。正确认识GIS技术的发展动向，开发产品，推广应用，发展产业，增加国际竞争能力，才能立足于世界信息技术发展的潮流之中。
GIS、RS、GPS等构成的空间信息技术将是未来发展最快的、最激动人心的领域之一，它结合通信技术，为人类展现了一种全新的工作和生活模式。当利用最新的技术把城市、国家乃至整个地球都高度浓缩到计算机屏幕上的时候，人类对自己的命运和未来就有了更充分的把握。
GIS技术在我国正在得到广泛应用，在资源环境及设施的管理和规划中发挥着日益重要的作用，并且逐步形成为一门新兴的信息产业。随着21世纪的来临，一个新型的信息社会和空间时代即将展现在人们面前，地理信息技术将在国民经济建设中将发挥更加重要、更加积极的作用。面对今天的计算机技术的快速发展，面对充满生机与活力的前景，我们应该进一步面向世界、抓住机遇、探索规律、促进GIS技术与产业的发展。可以预见，随着计算机技术的发展，信息高速公路的建成，一个以地理信息系统为平台，以信息高速公路为纽带的“数字地球”，必将为人类信息交流与共享提供一种全新的方式。
参考文献： ．迟国彬、李岩, 《地理信息系统引论》（上册）,华南师范大学地理系, 1997年3月
．陈述彭 , “地理系统与地理信息系统”,《地理学报》第46卷第1期 , 1991年3月
．李德仁 龚健雅 边馥苓, “什么是GIS“、 “GIS的应用”、 “GIS的前景”,《测绘通报》,1993年第4期、1994年第2、3期
．朱光 ,“地理信息系统近年发展综述”,《测绘通报》,1993年第3 期
．P．Parent等, “作为决策支持工具的地理信息系统的演变”,《地理译报》中国科学院地理研究所.河南省科学院地理研究所,1991年第2期