地理信息系統

地理信息系統是計算機科學、地理學、測量學和地圖學等多門學科的交叉，它是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法實時提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

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從表現形式來看，GIS表現為計算機軟硬件系統，其核心是管理、計算、分析地理坐標位置信息及相關位置上屬性信息的數據庫系統。它表達的是空間位置及所有與位置相關的信息，所以，GIS又是地球空間實體的再現和綜合，其信息的基本表達形式是各種二維或三維電子地圖。因此，GIS也可簡單定義為“用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統”。

（一）GIS發展簡史

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數字形式的地圖，便于計算機處理分析”這樣的目的。1963年，加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出了GIS這一術語，并建成世界上第一個GIS（加拿大地理信息系統，CGIS），用于自然資源的管理和規劃。那時的GIS注重于空間數據的地學處理。

20世紀70年代以后，隨著計算機軟、硬件水平的提高，以及政府部門在自然資源管理、規劃和環境保護等方面對空間信息進行分析、處理的需求，GIS得到了鞏固和發展。

進入20世紀80年代，GIS的應用領域迅速擴大，商業化的軟件開始進入市場，其應用從基礎信息管理與規劃轉向空間決策支持分析，地理信息產業的雛形開始形成。

20世紀90年代以后，伴隨著計算機技術和網絡技術的迅猛發展，GIS的應用也日趨深化和廣泛，在國土資源、農業、氣象、環境、城市規劃等領域成為常備的工作系統。尤其是1998年“數字地球”的概念被提出以后，GIS在全球得到了空前迅速的發展，廣泛應用于各個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。

我國GIS的發展自20世紀80年代初開始，以1980年中國科學院遙感應用研究所成立全國第一個GIS研究室為標志，經歷了準備(1980～1985年)、發展(1985～1995年)、產業化(1996年以后)3個階段。尤其是近年來，國內出現了不少優秀的GIS軟件。

（二）GIS的最新發展

1.日趨與計算機信息技術融合

近年來隨著計算機軟、硬件技術和通信技術的高速發展，GIS技術也得到了迅速的發展和更廣泛的應用，并日趨與主流IT技術融合，成為信息技術發展的一個新方向。

GIS發展的動力一方面來自于日益廣泛的應用領域對GIS不斷提高的要求；另一方面，計算機科學的飛速發展為GIS提供了先進的工具和手段。許多計算機領域的新技術，如面向對象技術、三維技術、圖像處理和人工智能技術都可以直接應用到GIS中；同時，由于空間技術的迅猛發展，特別是遙感技術的發展，提供了地球空間環境中不同時相的數據，使GIS的作用日漸突出，GIS不斷升級并能提供存儲、處理和分析海量地理數據的環境。

組件式GIS技術的發展使之可以與其他計算機信息系統無縫集成、跨語言使用，并提供了無限擴展的數據可視化表達形式。

2.動態、多源、多維、網絡化

最新GIS技術將逐漸擺脫先前的主要處理靜態的、二維的、數字式的地圖技術的約束，而從傳統的靜態地圖、電子地圖發展到能對空間信息進行可視化和動態分析、動態模擬，支持動態的、可視化的、交互的環境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數據。其中，可視化仿真技術能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態的信息進行實時交互操作；虛擬現實技術以三維圖形為主，結合網絡、多媒體、立體視覺、新型傳感技術，能創造一個讓人身臨其境的虛擬的數字地球或數字城市。

先進的對地觀測技術、互操作技術、海量數據存儲和壓縮技術、網絡技術、分布式技術、面向對象技術、空間數據倉庫、數據挖掘等技術的發展都為GIS的發展和創新創造了新的手段。

（三）第四代GIS技術

隨著計算機硬件性能的提高以及面向對象、網絡和數據挖掘等主流IT技術的發展，在科技部有關部門的倡導下，目前國內學術界又提出了第四代GIS技術的概念。第四代GIS技術將主要有如下特點：

（1）支持“數字地球”或“數字城市”概念的實現，從二維向多維發展，從靜態數據處理向動態數據處理發展，具有時序數據處理能力。

（2）基于網絡的分布式數據管理及計算、WebGIS和B/S體系結構，用戶可以實現遠程空間數據調用、檢索、查詢、分析，具有聯機事務管理（OLTP）和聯機分析（OLAP）管理能力。

（3）面向空間實體及其相互關系的數據組織和融合，具有矢量和遙感影像數據互動等多源數據的裝載與融合能力，可實現多尺度比例尺數據無縫融合與互動。

（4）具有統一的海量數據存儲、查詢和分析處理能力及基于空間數據的數據挖掘和強大的模型支持能力。

（5）具有與其他計算機信息系統的整體集成能力。例如與MIS、ERP、OA等各種企業信息化系統的無縫集成；微型、嵌入式GIS與各種掌上終端設備集成，如PDA、手機、GPS接收設備等。

（6）具有虛擬現實表達及自適應可視化能力，針對不同的用戶出現不同的用戶界面及地圖和虛擬現實效果。

（四）GIS的應用

人類使用的信息中有80%與地理位置和空間分布有關，所以GIS具有非常廣泛的應用。目前，GIS已經比較成熟地應用于軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護、110和120快速反應系統等。

今后，GIS的應用將在市場分析、企業客戶關系管理、銀行、保險、人口統計、房地產開發、個人位置服務等領域得到廣泛的應用，這些領域將是GIS產業發展的新的增長點。實際上，GIS的應用將加速度地深入人們的工作和生活的各個方面。GoogleEarth的流行就是GIS技術深入到日常生活每一個角落的明證。

由于地理信息在人類生活和國民經濟中的重要作用，GIS在未來的幾十年中將保持高速發展的勢頭，成為IT高科技領域的核心技術。

近幾年來，隨著移動通信技術的發展，GIS的應用范圍迅速擴展到人們的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技術已開始廣泛應用于車輛安全防范系統和調度系統，為人們提供車輛反劫防盜、報警、道路指引、醫療救護以及在此系統平臺基礎上擴展各種電子商務增值服務。

以醫療救護為例，當患者向監控中心請求急救時，監控中心可以從GIS電子地圖上查看到患者的具體位置，并同時搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者。患者進入救護車后，監控中心可以通過雙向通話功能，指導救護車上的醫生實施救護治療，同時通過GIS的最優路徑功能，給救護車指引道路，使其以最快的速度到達醫院或急救中心。而在救護車行進的過程中，患者的家屬可以通過互聯網立即上網查詢救護車的行進位置及患者的狀態信息。通過GIS，并結合GPS和GSM無線通信及網絡，使患者、家屬、救護車及醫生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時的治療。

如果在車輛移動目標、家居固定點目標、重點保護單位甚至路燈上都安裝了GPS、GSM或其他無線通信設備，那么我們在城市生活中，無論是開車、行走或者是在單位、在家里，都可以通過由GIS、GPS、互聯網以及無線通信技術構成的綜合服務系統獲得急救、報警和各種商務服務，真正使我們處于立體的、全方位的數字化生活中，體驗數字空間高科技價值。

GIS、RS、GPS等構成的空間信息技術將是未來發展最快的、最激動人心的領域之一，它結合通信及其他IT技術，為人類展現了一種全新的工作和生活模式（A.R.Mermut,H.Eswaran，2001)。當利用最新的GIS技術把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上的時候，人類對自己的命運和未來就有了更充分的把握。

（五）GIS與土地管理

GIS早已不限于地理學研究和應用的領域，目前已與各行各業和我們的日常生活產生了千絲萬縷的聯系，更重要的是它的應用領域還在不斷擴大，甚至可觸及企業信息化的過程中。

GIS應用于土壤科學的研究，它是現實世界的一個模型和模擬實現。土壤資源信息可以在GIS系統中進行存取、變換和對話式操作，作為土壤資源分類、評價、規劃、管理與利用決策的依據，為土壤資源可持續利用服務。GIS應用于土壤學研究的各個方面，包括：①土壤制圖技術及土壤采樣技術；②土壤侵蝕預測與評價；③土壤資源污染與防治；④土壤養分流失評價；⑤土壤資源評價和管理；⑥作物生長模擬等。具體如1983年美國土壤保持局開發出農用土地評價和用地估計系統，系統中的農用土地評價包括土壤生產力的分等定級、土壤適宜性評價、土壤生產力潛力評價。1989年美國土壤保持局運用土壤信息系統保護土壤生態環境，控制土壤污染。1990年土壤侵蝕預測模型在土壤信息系統中已經能夠成功運用，主要采用的分析手段有土壤侵蝕諾漠圖、微機軟件圖、小溪河岸侵蝕諾漠圖。

1.建立為農業生產服務的應用系統

如日本的農耕地土地資源信息系統，它包括了土壤信息系統、作物栽培試驗信息系統、農業氣象信息系統等子系統；保加利亞的計算機農業綜合管理系統從20世紀80年代初開始運行。

進入20世紀90年代，GIS在土壤學研究領域的應用方面繼續拓展，其作用和地位日益受到關注。從1994年開始的第15、16、17屆國際土壤大會上持續討論了土壤信息系統在持續農業和全球變化中的應用、土壤數據庫的結構和聯網等有關問題。同時，在應用上進一步趨向農業實際生產，直接服務于農場管理和經營，如進行農業技術咨詢、牧場水源選點、作物生產管理、機械化施肥等方面。

中國的土壤工作者于20世紀80年代中期也開始進行土壤數據庫建立、土壤信息系統的研制和應用工作。1986年底，北京大學遙感中心等主持了土壤侵蝕信息系統研究，建立了區域土壤侵蝕信息系統，這是我國較早關于土壤信息系統方面的研究。1989年，南京土壤研究所用兩年時間研究了1∶50萬東北三江平原土壤信息系統土壤圖與數據庫的建立；1990年，又研究了1∶5萬江西紅壤生態站土壤信息系統土壤侵蝕圖；1991年，在“利用信息系統技術編制土壤退化圖”研究中，應用從土壤土地數據庫建立到土壤退化評價方法等一系列現代信息系統技術，編制出了實驗區的土壤水蝕危害和風蝕評價圖；1992年，又基本完成了海南島土壤和土地利用信息庫及信息系統制圖工作。1991年，中國科學院沈陽應用生態研究所主持了“區域微機土壤信息系統的建立與應用”研究，在吉林省農安縣的試驗結果表明，這是一個簡單但實用的土壤信息系統。1999年，胡月明等運用基本土壤數據庫建立了紅壤分類和評價的信息系統。

2.預測土壤空間變化及分布

由于GIS技術在土壤制圖中的深入應用，怎樣更準確地由有限的單個點位的土壤原始數據分析土壤屬性的空間分布成為關注的焦點。具體來說，由于土壤數據庫的信息來源于土壤分類、分色制圖及制圖的綜合，產生了土壤空間分異類型的位移，而現代GIS技術又要求大量信息源，因此許多土壤科學家將興趣集中到土壤空間變異性正確表達（即土壤圖在GIS中的正確表達）的研究上。

（1）地形分析。Morre、Bourennane、Gessier和Oden等的研究均表明，某地區土壤屬性與該地區的地形地貌特征和景觀位置有明顯的相關性，也就是與土壤的成土過程密切相關，可用下式表示：

中國耕地質量等級調查與評定（廣東卷）

式中：

Si——土壤屬性如土壤厚度、pH等；

i——由氣候、母質、地貌歷史、植被等因素決定的某地區海拔、坡度、坡形凹凸、水流長度和特定流域面積等原始地形數據可以通過一定精度的DEM計算出，復合地形數據，可以依經驗判斷或根據描述下墊面的物理發生過程的方程式進行簡化。DEM可以由GIS技術生成，所以GIS的應用和地形分析可以提高土壤屬性空間分布預測的精度。

（2）地質統計學與GIS的結合。GIS在存儲、查詢和顯示地理數據方面發展得相當快，但在提供空間分析模塊方面則發展得較慢。由于缺少通用的空間分析模塊，使得GIS在解決某些空間問題中的應用受到很大的限制。

地質統計學是由南非礦山地質工程師D.G.Krige于1951年提出的，因此這一理論也以“克里格法”（Kriging）來命名，并由法國地質學家Dr.Matheron于1962年完善并創立。該學科在礦產儲量研究方面起到了巨大作用。這是一種求最優、線形、無偏內插估計量值的方法（BLUE），在充分考慮信息樣品的形狀、大小及其與待估塊段相互間的空間分布位置等幾何特征以及品位的空間結構以后，利用變異函數（Varigram）為工具，對每一樣品值分別賦予一定的權系數，加權平均來估計塊段品位。

國內外土壤科學家已廣泛地應用克里格法來預測非采樣點的土壤屬性，常用的方法有普通克里格法（OK）、泛克里格法（UK）、指示克里格法（IK）、協同克里格法（CK）、回歸克里格法（RK）、點克里格法（PK）、塊克里格法（BK）等。他們的研究還表明，在應用克里格法建立模型的時候，綜合應用土壤和土地信息，如土壤分類、參比地區土壤屬性、坡度、高程等，可以大大提高克里格法的插值精度，還可以降低由于測定大量樣品而需要的成本，也可以減少由于樣品點太少而帶來的誤差。我國從20世紀80年代開始利用克里格法研究土壤參數的空間變異性，2000年以后在這方面的報道已經越來越多。

近幾年來，一些學者開始研究地質統計學和GIS之間的相互關系，并在GIS軟件中提供一些空間分析功能。例如，美國圣巴巴拉NCGIA的SAN模型提供了在ArcGIS軟件中計算和顯示空間自相關和其他空間量的功能，二者的相互結合一方面可以大大加強GIS的分析功能，使大量數據所隱含的空間信息得以表達，發揮更大的作用；另一方面，也可以增強空間分析的能力。考慮到空間分析技術目前的發展十分迅速，新理論不斷出現，空間分析模塊已經成為GIS中的必選模塊。

結合IT行業的發展和社會需求，簡述GIS的發展趨勢

（Geographical Information System, GIS）是一種采集、處理、存貯、管理、分析、輸出地理空間數據及其屬性信息的計算機信息系統。自20世紀60年代誕生以來，GIS發展迅速，應用也日趨深化和廣泛，逐步融入信息技術(IT)的主流，正在成為信息產業新的增長點,是發展潛力巨大的地理信息產業的主要組成部分之一。如今GIS的應用已經成為我國國民經濟和社會信息化建設的亮點，日益深入到各個專業領域和百姓日常生活中。

隨著計算機技術、網絡技術、數據庫技術等的發展以及應用的不斷深化，GIS技術的發展呈現出新的特點和趨勢，基于互聯網的Web GIS就是其中之一。Web GIS除了應用于傳統的國土、資源、環境等政府管理領域外，也正在促進與老百姓生活息息相關的車載導航、移動位置服務、智能交通、搶險救災、城市設施管理、現代物流等產業的迅速發展。

GIS經歷了單機環境應用向網絡環境應用發展的過程，網絡環境GIS應用從局域網內客戶/服務器（Client/Server，C/S）結構的應用向Internet環境下瀏覽器/服務器(Browser/Server，B/S)結構的Web GIS應用發展。隨著Internet的發展，Web GIS開始逐步成為GIS應用的主流，Web GIS相對于C/S結構而言，具有部署方便、使用簡單、對網絡帶寬要求低的特點，為地理信息服務的發展奠定了基礎。

然而，早期的Web GIS功能較弱，主要用于電子地圖的發布和簡單的空間分析與數據編輯，難以實現較為復雜的圖形交互應用（如GIS數據的修改和編輯、制圖）和復雜的空間分析，還無法取代傳統的C/S結構的GIS應用，出現了B/S結構與C/S結構并存的局面，而C/S結構涉及客戶端與服務器端之間大量數據轉輸，無法在互聯網平臺實現復雜的、大規模的地理信息服務。

隨著電子政務和企業信息化（電子商務）的發展，構建由多個地理信息系統構成的信息系統體系，跨越傳統的單個地理信息系統邊界，實現多個地理信息系統之間的資源（包括數據、軟件、硬件和網絡）共享、互操作和協同計算，構建空間信息網格（Spatial Information Grid），成為GIS應用發展需要解決的關鍵技術問題。這要求將GIS的數據分析與處理的功能移到服務器端，通過多種類型的客戶端（如PC、移動終端）上Web Browser或桌面軟件調用服務器端的功能，來實現傳統C/S結構GIS所具有的功能，最終使B/S結構取代C/S結構的應用，通過GIS應用服務器之間的互操作和協同計算，構建空間信息網格。

B/S結構應用已經由瀏覽器/網絡服務器/數據服務器（Browser/Web Server/Data Server）三層架構階段進入到瀏覽器/網絡服務器/應用服務器/數據服務器（Browser/Web Server/Application Server/Data Server）四層架構階段。在新的四層架構中，網絡服務器和應用服務器分離，并且其間還可以插入二次開發和擴展功能，其中的應用服務器一般為支持遠程調用的組件式GIS平臺，或由組件式GIS平臺封裝而成。將GIS復雜數據分析與處理功能（編輯、拓撲關系的構建、對象關系的自動維護、制圖）移到GIS應用服務器上，使客戶端與服務端的數據傳輸減少到最少的程度，為在Internet上實現復雜、大規模的地理信息服務提供了可能。這一架構帶來的巨大優勢是使服務器端具有極強的擴展性，因此作為應用服務器的組件式GIS所具備的功能，都可以通過B/S結構實現，WebGIS不再是只能滿足地圖瀏覽和查詢的簡單軟件了，而是一個體系先進，功能強大的服務器端GIS（Server GIS）。新的服務器端GIS將是未來應用的發展的主流。

gis技術、RS技術、gp技術、IT技術的特點是什么?

他們各自有自己的領域及特點：

GIS：側重于數據的處理、分析與應用。

RS：側重于信息的收集與提取，是GIS的數據來源之一（只是之一）。

GP：默認理解為這里的GP是“地理處理”的意思。所謂的地理處理，實際上是對空間數據的處理，也就是我們通常意義上所知道的空間分析。當然，地理處理不僅僅是我們常用所理解的空間分析那么簡單功能，還包括所有的空間分析的結合。利用地理處理，我們能夠做非常復雜的模型建立，例如我們做一個最佳選址分析，做一個森林火的擴散模型分析等，都需要用到大量的空間分析步驟和數據，這整個過程都可稱為地理處理。

IT：這個就大了去了，你可以理解為GIS就是地理學（地圖學）與IT技術結合的產物……

希望對你有用。

、GIS的功能及其工作流程是什么？GIS與IT技術有哪些綜合應用？舉例說明GIS在現代物流中有哪些應用

GIS是地理空間信息的采集、存儲、管理、分析、應用和可視化的一門技術，GIS中文是地理信息系統或者地理信息科學。工作中圍繞地理空間信息（地理位置及地理位置上的信息）展開，分為數據采集（測量、遙感、導航、攝影測量）、數據存儲（空間數據庫技術，進入空間數據庫前要進行檢查）、管理（數據庫技術、數據結構等技術、還有就是數據的權限管理等，簡單的來說就是數據的進入數據庫和出數據庫的管理）、分析（主要指空間分析）、應用（在國土、規劃、導航、地圖等等所有你能想到的地方，都能將GIS和其他的行業結合，實現PC端、Web端、移動和互聯等設備和網絡中的應用，類似于百度地圖、高德地圖等等的，但是遠不止這些的應用，簡單的概括就是將所有的信息和信息分析的結果疊加在地圖上面展示），在以上這些過程中還伴隨著地圖制圖的技術。這是GIS的流程。實際中，GIS就是圍繞以上這幾個方面工作，對于每一步，都有每一步的流程，對于地理信息系統，工作中分為兩大部分，一部分是應用GIS系統，另一部分當然就是開發GIS系統了，對于應用的話，圍繞數據的采集、存儲、管理、加工、分析展開，對于GIS系統的開發就是圍繞應用展開，開發中就是軟件工程了。于IT技術相結合討論的話，就是GIS和IT都是處理信息的科學技術，狹義上的IT主要指軟件開發，GIS軟件工程和軟件工程是差不多的，主要是軟件的設計、開發，GIS技術中有空間數據庫技術、空間數據結構技術、還有一系列的軟件開發技術（設計、編碼實現，程序開發的話有C++/.NET/JAVA等），比較新的，如云計算、大數據、物聯網等都有包括，應用的有數字城市、智慧地球等等。在物聯網中，可以參考京東商城的物流，在物流中有物流配送路徑選擇、最短路徑選擇，物流信息在地圖上可視化實時顯示、管理和查詢等，還有物流中轉站的選址等等，很多只要能想到的都可以做。（純手工打的，打得手都痛了，希望對你有用，細節技術，如有興趣可單獨聯系）。

新聞名稱：gis與it技術 gis技術應用
網站網址：http://www.yijiale78.com/article26/dddoocg.html

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