第二章 GIS的应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,、,含义,地理信息系统,(GIS),是用于采集、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。,2,、,分类,按内容分类：,A,专题性信息系统（,Thematic Information System,）：,具有限要素和专业特点的,GIS,，,如人口信息系统、海洋资源管理信息系统等。,B,区域性信息系统（,Regional Information System,）：,以区域为研究分析对象，为区域提供全面信息服务的,GIS,，,如美国明尼苏达州管理信息系统等。,C,综合性信息系统（,Comprehensive Information System,）：,按统一标准（要素或要素组合）存储于较大范围的,GIS,，,也就是说是,A,、,B,的结合，即区域性专题信息系统，如海南岛土地管理信息系统等。,按数据结构分类：,A,矢量型,GIS,；,B,栅格性,GIS,。,有,85%,的信息具有地理空间特征,国家,省市,邮政编码,电话号码,街道,家庭住址,地理空间数据源,其他数据,统计数据,文字,多媒体,地图数据,道路,水系,居民地,地籍,Oracle Spatial,Geocode,Digitize,遥感数据,航天遥感数据,航空遥感数据,遥测数据,全球定位系统数据（,GPS,）,Load,3,、,构成硬件环境、软件环境、地理数据、系统维护使用人员。,4,、,GIS,与相关学科,RS&GPS,数据源,计算机科学,硬件软件基础,统计学 运筹学,统计模型,优化决策,GIS,地学、空间科学空间分析方法,人工智能专家系统,提供逻辑思维模型,摄影测量学,获取信息,地理学,I/O,地图信息,数学,基础工具及数学模型,图,GIS,与相关学科,资料来源,:,陆守一,汤小明,王国胜,.,地理信息系统使用教程,1998,二、数据、信息,（一）,数据（,Data,）,1,、,含义,数据是通过数字化或直接记录下来可以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号、图形、图像及其转换数据的现象。,58060,（,1953,）,69458,（,1964,）,100818,（,1982,）,113051,（,1990,）,129533,（,2000,）,2,、,分类,栅格数据、矢量数据,二）,信息（,Information,）,1,、,含义,2,、,特性,参见 一、（一）,1,、,2,部分,（三）,两者区别,1,、含义不同：（略）。,2,、数据是未加工的原始材料，而信息则是处理后的形式或内容。,3,、,数据格式往往与具体的计算机系统有关，随着其物理设备形式的改变而改变；而信息只有经过解释才有意义。,四）,两者联系,数据是信息的载体，而信息则是数据的内容，数据可以通过处理和解释后得到信息。即前者是后者的基础，后者是前者的提炼。,三、,GIS,应用、,GIS,开发、,GIS,评价,（一）,GIS,应用,1,、含义,GIS,应用是指利用现成的或开发后的,GIS,，,分析、解决实际问题的一种技术手段，并产生一定的社会、经济效益。,2,、应用领域,A,在地方政府部门中的应用,B,在城市交通规划和管理中的应用,C,在城市基础设施管理中的应用,D,在社会经济和人文统计及商业中的应用,（二）,GIS,开发,1,、,含义,用户根据特定需要，在一定的,GIS,开发平台基础上，经过二次开发而得到的功能扩展。,2,、,开发策略,A,“,自上而下”法（,Top-bottom Method,）：,B,“,自下而上”法（,Bottom-top Method,）：,C,综合方法（,Comprehensive Method,）：,D,企业系统规划法（,Business System Planning,，,BSP,）,目标、战略,功能一,功能二,自上而下,自下而上,总目标,日常业务,1,日常业务,2,子系统,1,子系统,2,BSP,企业内部,战略管理层,操作管理层,策略管理层,3,、,开发步骤,前期准备：立项、调研，可行性分析、用户需求分析；,系统设计：总体设计、标准集的产生、系统详细设计、数据库设计；,施工：软件开发、建库、组装、试运行、诊断；,运行：系统交付使用和更新。,4,、,开发平台及功能,GIS,开发平台是指用户根据特定需要进行二次开发的工具型,GIS,。,（,1,）,数据输入,数字化输入,图像扫描输入,表格数据录入,外部数据转换输入,（,2,）数据输出,图形输出,图像输出,统计图表,外部数据输出,（,3,）测量功能,两点间直线距离,两点间曲线或折线距离,欧氏距离,D,ij,=(1/m,(x,ik,-x,jk,),2,),1/2,绝对距离,D,ij,=,x,ik,-x,jk,其中,ij,为区域,k,为指标,可近度分析,(,网络间距离,),指定区域面积计算,体积计算,（,4,）产生缓冲带功能,点周围的缓冲带,多边形的缓冲带,直线的缓冲带,曲线的缓冲带,加权的缓冲带,（,5,）地图代数功能,地图的加、减、乘、除、指数、三角、微分运算。,（,6,）多边形操作功能,多边形数据复合（属性数据、空间数据的叠加）,多边形复合分析（面积计算）,点在多边形内计算（在不在服务区）,线在多边形内判断（河流在不在流域内）,多边形提取（生成用户所需）,删除不合逻辑的多边形（简化问题）,泰森多边形,(,以保证每个区域有且仅有一个观测点,),（,7,）,DEM,（,数字高程模型）的地形分析功能,坡度计算,产生高程等值线,坡向计算,排水网络模型,内插高程,地形断面图的产生,景物可见性分析,地形的挖,/,填方计算,（,8,）其他空间分析功能,走廊分析（两点间移动最小费用）,多幅图的布尔操作（数据层的复合分析）,多专题的布尔操作,最邻近地物的搜索,窗口过滤器,最优路径计算,坐标几何计算,网络分析,（,9,）地图本身特征的操作功能,比例尺变换（地图综合能力）,投影变换,几何变换（平移、旋转等）,图例变换,三）,GIS,评价,1,、含义,是指对所设计的,GIS,的功能、特性和效果等指标进行优劣效果的评定。,2,、内容,系统效率：如系统能否及时向用户提供有用信息，所提供信息的精度如何等。,运行可靠性：如有无运行事故、对数据文件的妥善备份等。,可维护性：维护人员理解、纠正、改进这个系统的难以程度。,可扩展性：系统设计时必须留有接口，以便系统扩展。,可移植性：系统可移植到其它型号设备上运行。,系统效益：经济效益：促进生产力提高，减少损失等；社会效益：劳动工作效率的提高，信息共享效果等。,四、,GIS,的应用领域,（一）,GIS,在地方政府部门中的应用,1,、,GIS,是实现政府管理职能的理想选择,批示申请（教育经费的审批：乡,县,市,省）,应急反应（缺资金、人员：资金、人才信息系统）,设施管理（排水疏通：传感器,空间实时监控）,规划（功能分区,设施安排,协调布局）,制定方针（城镇发展、生产布局等）,预算（工程预算、经济部署等）,决策（与外商、外区域签订合同）,2,、,GIS,在政府部门的主要应用,自动制图（城镇发展、基础设施路线）,施工方面的应用（建筑图纸、模拟阶段工程）,空间分析查询（交通线路容量、人口分布、经济实力公众和商业数据（垃圾站、厕所、邮亭布局，商业网点）,栅格图像支持（遥感图像等监测事态发展）,提供标准图形用户界面及可二次开发的工具（,Avenue,）,图像集成的功能（扫描、遥感、地面监测等数据集成）,灵活强大的数据模型（地形、交通网、排水模型等）,3,、,GIS,如何帮助政府部门工作,信息共享（空间数据共享，增加透明度）,管理日常工作（文件,下达；文件,扫描,检索）,合理调度资源（人员、设施）,区域区情格局（外商、宣传）,机构设置与优化,4,、规划和分区,中心商业区工业商业选址研究,分区和房屋建筑研究,地块历史追踪,人口统计信息研究,地貌研究（类型、发展阶段）,一致性研究（区域相似程度分析）,地址匹配和地理编码,土地能力和适用性分析,5,、,物业估价土地记录,土地价值模拟（位置、大小、通达性）,定位和地址匹配（地块宗地的位置、合并与分割、宗地户名变更等）,地块中心点标定和标号（地块中心坐标、地块面积、详细说明及符号）,6,、公共安全,急救系统（公安部门：犯罪区位、人员派遣、运作,/,战术规,划，最优部署警力和资源,消防部门：绘制火灾现状及发展趋势图、显示,消防拴分布图、人员部署）,突发性事件对策（地震：人员转移、人员安置、物资派遣,交通：事故定位与应急部署、道路疏通、,人员安排等）,响应区分析（防汛调遣、医院的辐射区分析等）,7,、建筑物审批,勘查道路系统（建筑部门：道路的地质、通达性、路面）,审批过程追踪,生成报表（查询当前分区、地块大小、地址、所有者、法,人、财产评价信息等）,8,、环境规划和评估,环境评估研究（现状分析）,大气、水质量监测（动态）,农业、湿地和公共地管理（管理）,制订限制开发区域（策略）,资源循环利用监测（动态）,危险地区制图（措施）,（二）,GIS,在城市交通规划和管理中的应用,1,、,GIS,交通规划管理系统的最佳选择,1,）灵活的地理线性数据模型,连接：结点拓扑关系，完美地表达了地理线性网络,路径和区段：完美超前的线性目标设计思想,里程和其他路径表达方式,非连续的、分支的（,Branching,）,和重叠的路径,在一个地图文件中可存储多个路径系统,2,）复杂的空间分析能力,线性特征的静态和动态分段,线性数据叠加,不同参照下线性数据相互转换,最佳路径选择,资源分配,相邻和最近分析,网络负载模型,地表模型和高线计算,2,、,GIS,在交通领域典型应用,GIS,是道路管理系统的核心,规划人员利用,GIS,对交通流量、土地利用和人口数据进行分析，预测将来的道路等级。,工程技术人员利用,GIS,把地质、水文和人文数据结合起来，进行路线的构造设计。,GIS,非常擅长分析新辟道路对环境和经济文化的影响。,交通部门一般负责工程监测和交通网络系统的维护与使用，包括新铺设道路规划设计以及报表登记、监察、路面和结构的修缮和施工。,对超大规模运输车辆进行调度管理,。,1,）数据录入,记载道路状况的照片,为路网中路径自动设置路桩,输入不同工业标准格式的扫描文档和图像,设施和居民区的地址匹配,几十种不同数据的格式转换,直接输入各种遥感格式数据文件,支持工业标准数字化仪,2,）数据显示,显示路径路桩（动态分段）,显示路况照片、扫描文档及图像,高品质地图输出和支持广泛的工业标准,绘制地形图,3,）数据分析,计算路面状况,添、挖量计算,弯道路径计算,环境影响评价,事故因子分析,危险品路线,绘制限高度宽度路线图,设施定位,可通行道路分析,维修路线制定,地表水径流模型,4,）数据操作,把路径里程数据文件（如桥梁、交通量、指示灯、路灯、事故地点等）数据和路网连接,地图投影变换,基准数据转换,相关数据的叠加（如环境和地貌数据）,5,）数据管理,扫描文档和图像管理,道路记录单的管理和显示,管理不同来源的数据,地图数据的存取控制,维护地图数据库中的历史事件,3,、,GIS,的优势,数据集成：数据源可分为表格数据（路面状况，事故点）、,CAD,数据（道路设计）、测量数据、图像和遥感数据、地表数据（道路高程数据），以及绘制的线图、扫描文档、录像和扫描图片。利用,GIS,可对以上所有这些数据进行集成管理。,信息协调：促进交通部门间的相互协调，运输量分析等。,线路分析：道路定线研究，线路设计,CAD,文件，铺设路面追踪系统，走廊分析等。,资源管理：评价和管理道路的地理网络活动，对系统资源分布进行最大效益管理。,4,、,GIS,帮助交通规划人员、工程师和管理人员面对今天和规划明天,在空间数据库基础上模拟公共设施网络,综合其他有关数据（如栅格图像和,CAD,图形）,管理超大型地理信息数据库,结合虚拟现实技术，可模拟未来城市的发展,（三）,GIS,在城市基础设施管理中的应用,1,、电力设施,变压器负荷管理,应急呼叫分析,压降处理,供电负荷和冷负荷分析,建立和维护底图,2,、给排水设施,对雨水和污水的排放设施进行维护和分析,网络流向分析（给水、排水设施网络）,紧急呼叫系统（给水管道受阻、排水不畅）,排放量分析,工作部署图和工序处理,产生和维护底图,对水系的管理和控制,网络压力和流向分析（洪水监测控制）,渗透检测（水库实时监测）,水流失分析（资源管理）,3,、燃气管理,网络压力和流向分析,泄漏管理,工作部署、工序处理和维护底图,4,、电信和有线电视方面的应用,网络追踪,应急呼叫系统,生产和维护底图,市场分析,决策支持分析,投资分析,（四）,GIS,在社会经济和人文统计及商业中的应用,1,、,GIS,地理统计和市场分析的理想工具,2,、零售批发交易,零售：产品使用分析、市场渗透和潜力估价、当前顾客状况、,广告和促销情况、库存评估和管理,批发：产品市场定位、新场点市场定位,3,、运输和分布,点间：可能路径、交通方式等,网络：道路综合状况、速度等限制、基于成本,/,距离考虑资,源分配、与,GPS,关联进行现场定位,4,、金融和保险,银行：竞争与市场份额分析、分支机构和新设施的地理定位、,社区存款与投资趋势分析,保险：保险公司使用,GIS,管理顾客信息（保险单、年龄、健,康状况、相关因素）,5,、公用设施和通讯,长途电话服务：线路、终端服务、资费安排,新闻出版：报纸的覆盖区、书籍的发行,有限电视广播：电视网线布局与管理,6,、广告传媒,影响广告因素（收入、年龄、文化、社区等,建数据库）,定位样本市场,评价广告效果,7,、商用和民用房地产,邻近区分析,土地评估和定价,投资效益分析,环境影响分析,物业评价管理,销售出租信息,管理售后服务,8,、医疗卫生,疾病流行趋势分析,医院和诊所定位,服务区域和出诊分析,传染病分布与控制,健康统计图生成,9,、服务行业,旅游（人数、设施布局、及交通等配套行业的安排）,快餐（场点定位、规模、人员设置、文化）,10,、了解顾客市场,11,、,GIS,切入人文统计和市场应用,与,GPS,、,LDS,（,discernment,）,结合，商业机密,