GIS地理信息系统的功能及应用

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2024年6月6日发(作者：)

GIS地理信息系统的功能及应用

【摘 要】近几年来，地理信息系统无论是在理论上还是应用上都处在一个

飞速发展的阶段。GIS被应用于多个领域的建模和决策支持，地理信息成为信息

时代重要的组成部分之一。作为一名资深的测量工作者，浅谈地理信息系统的功

能及应用，对今后的实地测量工作和日常科研工作都将起到很重要的促进作用，

而且对于其他学科的借鉴意义也显得较为重要。

【关键词】地理信息系统 功能 应用

1 地理信息系统的功能

（1）数据获取：地理空间数据是 GIS 的血液，整个GIS的建立都是围

绕着空间数据来进行，所以数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任务。

数据获取可以有多种实现方式包括数据转换、遥感数据处理以及数字测

量等等。其中已有地图的矢量化，是目前被广泛采用的手段，但也是最耗费人力

资源的工作。鉴于GIS的数据类型不同，其数据输入可分以下三类：1）一般的

图形数据输入：CAD图形一般通过数字化仪输入和扫描仪输入。这主要包括了上

面提到的已有地图通过扫描数字化得到二值影像、灰度影响、彩色影像，然后通

过人工转化为GIS软件可处理的矢量数据等格式。2）栅格数据的输入：栅格数

据包括各种遥感摄影得到的数据、航拍影像数据、各种倾斜摄影图像数据、航空

雷达数据等等。3）属性数据：属性数据是用来描述对象特征的，多为字符串和

数字，通常用关系数据库管理系统进行管理。一般采用键盘输入，方式有两种：

①对图形直接输入；②预先建立属性表输入属性，或从其他统计数据库中导入属

性，然后根据关键字与图形数据自动联结。

（2）数据检验：数据检验，是保证工程精度和可靠性的保障。主要是

指通过直观观测和理论分析等对采集并输入的数据进行质量检查和纠正、空间拓

扑关系的建立以及图形整饰等，为接下来要做的服务模块做基础。数据检验的内

容主要包括图形数据和属性数据两方面的检验。图形数据的检验主要有查询并改

正拓扑关系、图形内各元素编辑、图形整饰、图形与图形之间的拼接、投影带转

换等功能。属性数据的检验往往与数据管理结合在一起，进行检验。

（3）数据管理：数据管理是在数据输入无误的情况下，按照用户要求

对数据进行整理。它涉及地理元素的空间位置、通过给其制定域，便于计算机处

理和系统用户理解等。对输入的数据进行管理，有很多人也叫他数据库管理系统。

它的内容主要是数据格式的转换和选择、数据的分类，数据的衔接，数据的分析，

数据的整体整饰等。其中的空间数据库管理是GIS的核心部分，也是他优于其他

软件的部分，图形数据和属性数据给定相应的域贮于空间数据库中。空间数据库

的数据格式一般有三种，一种是矢量数据，栅格数据和矢量栅格混合数据。地图

图幅库的管理：很多情况下，测量或者工作区域都是由很多图幅组成，要对这些

图幅进行统一的管理，并且查询和分析，就形成了地图图幅库的管理，它形成的

主要功能有图幅的入库、图幅删除、相邻图幅拼接、跨图幅条件检索、图幅的维

护等。

（4）空间数据查询与分析：空间数据查询与分析是GIS系统最重要的

功能之一，也是GIS系统区别于其他信息系统的本质特征，它大大增强了地图图

形信息以及各种专业信息的利用深度和广度，用户可以通过查询结合自身，得出

很多自己想要的东西和知识。对想要的事物进行综合评价，对要做的事情综合规

划，对很多重大问题做出决策依据，对一些事物发展方向及结果进行预测。空间

数据查询包括图形查询，属性查询，图形和属性交叉查询，比较直接和简单。收

到大多数人的选择。空间数据分析是对输入的数据进行一系列运算和查询，给人

们省去自己计算的过程。

2 GIS系统的主要特征

（1）系统内空间定位特征：系统内的一个实体，通过对周边地物及参

考物体的联系，得出这一实体的空间位置数据，如果数据做的完善，还可以得出

直观的三维立体图像。

（2）二维及二维以上结构特征：通过给定限制条件，和单一属性提取，

可以在原有二维的基础上建立三维结构和相互关联的不同专题。

（3）时序特征：一般物体的相对关系会随着时间的变化而变化。从这

点出发首先对地理信息系统内的这种具有区域性的、多层次的和动态变化的特征

进行研究，然后通过分析计算进行掌握，这样才能实现系统内的人口数量、资源

分布、环境等的综合分析、管理和决策。GIS可以提供“多来源”、“多层次”、

“多时态”、“快速度”、“深加工”、“多形式”、“多精度”的空间数据，

从而具有了时序特点。

3 地理信息系统的应用

（1）资源清查：资源清查是地理信息系统主要服务的一个板块，在地

理信息系统服务中在很大一部分比重。GIS可以将汇总上来的数据进行分析整理，

然后指定限制区域，通过多种条件组合，然后统计分析和原始数据快速再现。以

矿权分布为例，可以输出不同矿的分布位置，面积大小，界桩位置，以不同矿产

类型划分矿产分布群落，为资源的合理利用，规划，开发，调度，管理提供科学

依据。

（2）城乡规划：城乡规划是地理信息系统这两年主要应用的模块，比

如现在的农村集体土地确权登记和农村土地承包经营权确权登记，城乡规划中涉

及的环境，人口，道路，民族，教育，文化，经济等多方面的大量数据，GIS系

统整合这些数据，然后进行系统内的这些目标进行统计分析规划，包括城镇总体

规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置

以及城市环境的动态监测等。所以利用GIS作为城乡规划、管理、分析工具具有

十分重要的意义。

（3）各种灾害监测：地质灾害和人为灾害最近几年被人们越来越重视，

GIS通过整合大量数据可以预判事物发展规律，输出事物存在的隐患。为人们提

供各种灾害发生的概率及有效的预防方案。所以地理信息系统对于人们在灾害监

测中起到了很大的作用。

（4）环境管理：GIS系统内储存的大量数据，通过制定的查询目的可以

为环境管理部门提供环境管理想要的数据，其中包括报表统计，图形编制，建立

环境污染模型，为环境治理做科学的数据依据。

（5）宏观决策：GIS利用拥有的数据库，通过一系列决策模型的构建和

分析，为国家宏观决策提供依据。如系统支持下的土地承载力的研究，可以解决

土地资源与人口容量的规划。

4 结语

地理信息系统随着“数字地球”、“数字中国”等技术要求的提出，随

着“信息高速公路”的建设和它独特的魅力所在，在我国以后的社会建设中会称

为一个重要的角色。相信随着地理信息系统技术的广泛应用，地理信息系统作为

地球信息科学的一个重要组成部分，与经济和社会发展的结合将更加紧密，它也

必将为我国的经济建设、资源管理等各个领域的科学化、现代化发展发挥越来越

大的作用。

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