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1、1第1节 GIS应用概述 第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式第3节 GIS作为办公服务系统的应用模式 教学要求 教学重点 教学活动 作 业2返回上一页教学要求 了解了解GIS应用的一般模式应用的一般模式 熟悉应用熟悉应用GIS解决问题的一般过程解决问题的一般过程 和和GIS应用模型构建的主要途径应用模型构建的主要途径 教学重点 GIS应用模型解决问题的一般过程。应用模型解决问题的一般过程。 教学活动 在学校图书馆或网络上查阅有关在学校图书馆或网络上查阅有关GISGIS应用的应用的 的相关文献，加深理解的相关文献，加深理解GISGIS在解决现实问题在解决现实问题 的强大功能的强大功能 3G
2、IS的应用的应用 城市规划管理应用：城市规划管理应用：.数字化基础地形数据的采集、建库及管理。.规划、用地、选址、市政管理、管线等专题数据的建库及管理。.规划方案设计辅助决策。.规划选址分析。.市政道路规划与管理。.建筑规划管理。.规划土地管理及划拨。.市政管线规划及管理。.城市设计辅助方案。4GIS的应用的应用 航空和飞行管理航空和飞行管理:.设备管理、地面建设以及机场控制、区的管理。.模拟飞机以及噪音管理。.机场建设和维护管理。.机场与周边环境保护的管理.飞机起降操作管理。.航运能力以及交通规则。5GIS的应用的应用 城市交通管理城市交通管理:.线路规划和分析.公交车辆的调度和紧急事故的处
3、理。.车辆的自动定位和跟踪显示.客运车辆计划和路线规划。.公交车站和设施管理.路线以及通信信号的维护管理。.突发事件的迅速定位和事故分析。.统计分析以及根据统计结果制定新的路径。.交通规划和建模分析.6植被监测植被监测 农作物、森林等植被的叶片对太阳光的红光有强烈的吸收作用，对红外光有强烈的反射作用 7洪涝监测洪涝监测从气象卫星多通道彩色合成产品就可以清晰看到地表水体、植被、山体、海洋等地物，所以，利用发生水灾前后监测到的同一区域的水体，尤其是植被变化（因为，受灾后被淹区域地表光谱反射率发生明显变化），通过图象合成和模式计算，可以获得受灾区域分布及面积8火灾监测火灾监测 1987年利用气象卫星
4、监测到的大兴安岭火灾发生时的情况 当温度升高时，辐射峰值波长移向短波方向 。当地表处于常温时，辐射锋值在传感器的4、5通道的波长范围，而当地面出现火点等高温目标时，其峰值就移向通道3，使通道3的辐射率增大数百倍，利用这一原理，通过连续不断地观测，就可以及时发现火点 9沙尘暴监测沙尘暴监测 目前，利用可见光和红外多光谱卫星通道信息判别沙尘暴仍是较好的方法之一 扬沙区扬沙区10水污染水污染监测监测水污染主要是由于工业和生活废水排入城市周围的水体中，使水质发生变化，从而引起水的温度、密度、色度、透明度等物理性质的变化，以及化学组成和生物组成的改变，而导致水体发射波谱能量的变化，污水排放入江后的扩散特
5、征，在遥感图像上极易识别,这些变化可以通过遥感手段监测到。应用遥感数据调查水体的污染时，主要通过假彩色合假彩色合成图像成图像中水体的颜色色、色调以及相关位置进行解译 114 4、查询系统、查询系统北京指南北京指南该系统集人文地理、公共交通、房地产、企事业单位、旅游于一体的该系统集人文地理、公共交通、房地产、企事业单位、旅游于一体的公用地理信息查询系统，所有信息均可采用图形数据与属性数据的交公用地理信息查询系统，所有信息均可采用图形数据与属性数据的交互查询。互查询。12国家统计局人口统计系统国家统计局人口统计系统该系统是利用国家统计局关于全国第五次人口普查的结果，在GIS平台系统的基础上进行的二
6、次开发。实时作出统计分析、动态制作统计图表，通过该系统用户可以在客户端实现对某年,某省的总人口、人口密度、出生率、死亡率、自然增长率等指标的查询，方便快捷而直观。13北京数字绿化带信息系统北京数字绿化带信息系统 该系统是北京市十五计划重点工程之一。该系统解决了大数据量卫星图像在网上传输，分级管理，矢量栅格叠加等关键技术问题。属国际领先，国内首创。14 环保空间信息共享与服务示范系统环保空间信息共享与服务示范系统该系统是国家环保局以江苏省环保信息为数据所做的一个示范系统，它又包括了十二个子系统。该系统采用了栅格式与矢量格式，用户通过客户端不但能进行一般的地理信息查询，还可进行统计、专题图制作、缓
7、冲区分析、图形的分级放大与缩小等功能。15环保空间信息共享与服务示范系统环保空间信息共享与服务示范系统16第1节 GIS应用概述 地理信息系统是以应用为龙头，市场为导向，软件为核心的产业， GIS的应用促进了GIS的发展， 校正了GIS蓬勃发展的方向 推动了GIS软件市场的形成 早期GIS主要应用于自动制图，设施管理和土地信息系统， 后来逐步扩展到军事、资源和环境管理、监测和预估等众多领域， 随着3S技术的成熟及与相关学科的结合，GIS已经进入政策分析与决策、 经济规划、交通运输等所有涉及空间信息的行业和部门 GIS的应用水平也从提供简单数据表格，发展到提供分析和解决问题办法 17 一、GIS
8、应用模式与分类 1、应用模式 GIS应用按照其应用模式又可以分为两类： 科学研究工具 强调对于科学计算结果的获得和分析， 把GIS作为科学研究的辅助手段。 它主要应用于有关地学领域的科研项目研究中。 它不仅需要用到GIS通用软件所提供的功能，还要用到各种专业分析模型。 办公服务系统 办公服务系统应用于涉及空间数据的政府部门以及企业，以提高管理效率、 制定好的决策和实现组织目标。 GIS的应用模式的划分并不是绝对的，GIS作为工具的应用模式事实上也是办公服务应用模式的组成部分 第1节 GIS应用概述18 一、GIS应用模式与分类 2、应用的划分第1节 GIS应用概述19 一、GIS应用模式与分类
9、 3、开发GIS应用的方式当决定建立用于本单位的地理信息系统， 可以采取三种方式： 通过购买，在组织中实施； 是请软件开发商来开发； 是由组织内部的人员开发，可以是专业的地理信息系统人员， 也可以是最终用户。购买GIS又可以分为：购买GIS平台软件进行二次开发， 购买完整的软件产品， 购买完整的GIS系统 购买GIS服务。请软件开发商进行开发以得到完整的软件产品或系统，也可以认为是系统购买的一种形式，但是从购买到系统运行时间比直接购买时间要长。在请开发商进行开发时，可以有两种具体方式： 承包开发，由开发商独立开发完整的系统，又称为“交钥匙”系统 合作开发，在开发过程中，可以由用户方的技术人员参
10、与开发，双方合作完成整 个系统，这种方式有利于开发系统时对问题域的准确把握。第1节 GIS应用概述20 一、GIS应用模式与分类 3、开发GIS应用的方式 实施方案 用户开发 购买通用平台 购买完整软件 购买完整系统 购买服务 承包开发 合作开发 对提供者依赖性低低高很高很高很高中到系统运行时间长长-中长短很短很短长-中长长-中长初始费用低中等中等高高高中等人力费用高中等低低很低低中等风险和不确定性高较低低低中等高中等灵活性完全可以完全可以中等中等不定高完全可以对用户技术要求很高高中等中等很低中等高现有资源的利用高高中等低很低低中等-高第1节 GIS应用概述21 GIS技术的应用已经从数据存储
11、管理和查询检索演进到以时空分析为主体， 正在向着支持区域系统空间结构演化预测、 动态模拟及其空间格局的优化的发展阶段。 GIS应用模型的构建不但是解决实际复杂问题的必要途径， 而且也是GIS取得经济和社会效益的重要保证 GIS应用模型构建，是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术 优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息 世界中可操作的机理和过程。 GIS应用模型的作用，是用一定程度的简化和抽象，通过逻辑的演绎，去 把握地理系统各要素之间的相互关系、本质特征及可视 化显示。 第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式22一、GIS应用模型的分类 1. 根据所表达的空间对象的不同，
12、可将GIS应用模型分为三类： 基于理化原理的理论模型 又称数学模型，是应用数学分析方法建立的数学表达式，反映地理 过程本质的理化规律，如地表径流模型、海洋和大气环流模型等 基于变量之间的统计方法或启发式关系的模型 这类模型统称为经验模型，是通过数理统计方法和大量观测实验建立 的模型，如水土流失模型和适宜性分析模型 基于原理和经验的混合模型 这类模型中既有基于理论原理的确定性变量，也有应用经验加以确定 的不确定性变量，如资源分配模型、位置选址模型第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式23一、GIS应用模型的分类 2. 按照研究对象的瞬时状态和发展过程，GIS应用模型分为三类 静态模型 用于分析
13、地理现象及要素相互作用的格局 半静态模型 用于评价应用目标的变化影响 动态模型 用于预测研究目标的时空动态演变及趋势 科学预测、动态模拟和辅助决策是GIS应用的高层次阶段，构建区域空间动力学应用模型将是区域可持续发展研究和GIS应用向纵深发展的交汇点第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式24二、GIS应用模型的构建 1.应用GIS求解问题的过程 目标导向(goal-driven)的规划定义过程 是将要解决的问题与专业知识相结合，从 问题开始，一步步地推导出解决问题所需 要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结 构和方法步骤。 数据导向(data-driven)的应用操作过程 是将已经形成的模型逻
14、辑结构与GIS技术 相结合，从各类数据开始，一步步地将数 据转换为问题的答案，必要时还需要进行 反馈和修改，直到取得满意的结果，最后 以图形或图表的形式输出最终结果。需要解决的问题多源数据收集问题的定义分解/联合数据库建立数据输入/格式化问题的实质证据/数据/假设问题数据子集提取/综合问题的概念概念/要素/方法问题求解统计计算/模型分析/空间分析解决问题的数据数据源/数据集问题的答案严正/解释/表达规划定义过程应用操作过程第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式25二、GIS应用模型的构建 2.GIS应用模型的构建的三种主要途径 GIS环境内的模型建造 指应用者利用GIS软件的宏语言发展各自所
15、需要的空间分析模型。 这种模型法是将由GIS软件支持的功能看着模型部件，按照分析目的和标准，对 部件进行有机的组合。因此这种构建模型的方法能充分地利用GIS软件本身所具 有的资源，模型构造和开发的效率比较高 GIS外部的模型建造 这种方法是基于应用GIS的空间数据库和输出功能，而模型分析功能则主要是利 用其他应用领域的软件。这种构模法虽然运行效率受到很大影响，但实现了软件 的嫁接，无需在GIS环境中重编分析软件，并具有广泛的实用性 混合型的模型建造 这是上述两种建模法的结合，即尽可能利用GIS提供的功能，最大限度地减少用户 自行开发的压力，又不失具有外部建模的灵活效果。第2节 GIS作为科学研
16、究工具的应用模式26三、应用举例三、应用举例 利用利用GISGIS进行农业气候区划进行农业气候区划 农业气候区划是根据农作物生长发育过程中对气候条件的要求和农业气候区划是根据农作物生长发育过程中对气候条件的要求和 气气候资源的地理分布特征来进行分区划片的候资源的地理分布特征来进行分区划片的， 在在某种农作物的气候可种植区内还有不同的地物类型某种农作物的气候可种植区内还有不同的地物类型， 不不同的农作物要求不同的地理环境同的农作物要求不同的地理环境。 第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式27第2节 GIS作为科学研究工具的应用模式区划指标分析与确定确定资源小网格推算模式建立区划小网格资源库调 研考 察专 家座 谈政 府发 展规 划农 业结 构调 整农 业发 展热 点应 用 3S 进 行 土 地分 类模 式 运 算 生 成资 源 数 据 层 集需求分析确定区划对象收 集 观 测 试 验 数 据收 集 考 察 研 究 成 果多 元 分 析 综 合 评 判农 业 气 候 相 似 分 析专 家 评 判 分 级观 测 资 料 及 研 究 成 果辅 助 考 察 、 气 候 分 区统 计 分 析
