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摘要：阐述地理信息系统(GIS)的功能、特点和发展，探索GIS在城市建设中的应用和发展方向。
关键词：GIS；空间数据；系统应用
Abstract: the article discusses the geographic information system (GIS) function, characteristics and development, exploring the application of GIS in the urban construction and the development direction.
Keywords: GIS; The spatial data; System application
中图分类号：G623.45文献标识码：A 文章编号：
测绘技术
0.引言
GIS（Geographic Information System），地理信息系统，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴技术，是采集、储存、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的计算机系统。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来，其操作对象是空间数据，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理结果。随着GIS技术在国民经济建设各领域、各部门的应用日益普及和深入，GIS的潜在价值正在不断地发现和挖掘。GIS系统作为国民经济重要基础设施之一的重要性和不可替代性正在被广泛认识和接受。GIS正在逐渐成为各种各样基于IT的信息系统和应用系统的公共平台。GIS需要发挥的已不仅仅是其传统同时也是最基本的作为空间查询检索和专题制图辅助工具的那些功能和作用，更重要地，GIS正在逐步成为一种与我们的工作、学习、生产和生活密不可分的重要因素。
1.地理信息系统在国内的研究应用。
虽然目前地理信息系统软件很多，但对它的研究应用，归纳概括起来与两种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS基础上，利用它的开发功能进行二次开发，成为用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统的应用进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
1.1 GIS的技术特点
GIS的数据输入是将现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码输入到数据库中的过程。常规做法有地图上手扶跟踪数字化、图形扫描等，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，如利用RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据作为数据源；GIS的数据处理重要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别储存，重要可以根据需要选定不同的图层叠加以形成各种专题地图。
在空间分析和统计方面GIS帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析、缓冲区分析、网络分析等。栅格空间数据分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析。
1.2 GIS系统与其它系统的区别
GIS有别于DBMS（数据库管理系统）。GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DMBS。
GIS有别于MIS（管理信息系统）。GIS要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用。MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文字形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据库和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
GIS有别于CAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。
2.GIS对城市发展的影响
2.1 GIS在城市建设的应用
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中主要内容。利用GIS技术可进行城市规划的辅助设计、工程选址等工作，也可进行城市管理的规划控制、辅助决策等工作。在大规模城市基础设施建设中，根据区域地理环境特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，充分体现了GIS的空间分析能力。
2.2 GIS在城市规划中的作用
在GIS中，由于所获取的地图数据详尽、可靠、准确，大大提高了城市规划的科学性。同时，计算机的高速运算和具有极强的逻辑判断功能，可在短时间内提供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性。而且，计算机可以自动地生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库又易于删补、更新，因而还可以实现城市规划的动态监控和动态设计。通过对GIS的研究和使用，充分发挥数字地图在城市规划设计中的作用，使信息的获取和使用臻于统一，促进城市规划工作。
2.3对城市GIS的展望
随着城市信息化进程的快速发展，城市GIS将会在政府宏观决策、城市建设的各个领域中发挥出越来越重要的作用，城市GIS发展将面临许多方面的挑战。城市地理信息系统建立后，有条件进行小范围的局部更新，要坚持通过竣工验收的方式，进行竣工测量，保证地理信息数据的质量和观势性。同时，充分利用信息科学、计算机技术和网络技术，不断完善城市地信息处理数据系统，加强城市地理信息服务系统功能的开发和城市地理信息网络交换系统的建设，从而实现地理信息的快速获取与更新、智能化处理和一体化管理、网络化生产管理与分发服务，相信城市GIS必将迎来一个迅速发展的崭新阶段。
3.结束语
地理信息系统是一个非常全面而又非常基础的应用系统，优秀的地信息系统可为许多专业领域提供基础的信息情况，并通过多种计算机技术进行分析及辅助觉得，本套系统中实用功能按照人们日常生活、工作、出行的需求进行设计，以人们的最熟知的操作习惯入手，可为公众提供更多更全面的服务。GIS的发展速度和规模空前。它正在与GPS（全球定位系统）、RS（遥感系统）、DPS（数字摄影测量系统）、ES（专家系统）和多媒体技术进一步融合，扩展其功能。一旦更全面地解决了数字地图信息的自动采集问题，加强了空间技术的研究，将空间数据库与方法库、知识库联接起来，GIS又将向集成化、智能化方向发展。将有力地推动城市规划管理的严格性，决策的科学性和设计的高效率。
参考文献：
[1]郭仁忠.空间信息[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社.2000.
[2]黄杏元.地理信息系统概论[M]. 北京:高等教育出版社.1990.
[3]李志伟.地理信息系统及其应用[J].计算机工程与应用,1995.
[4]陈述彭.地理信息系统导论.北京:科学出版社,1999.
[5]边馥苓.地理信息系统原理和方法.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
[6]郭伦等.地理信息系统统一原理、方法与应用.北京:科学出版社,2001.
[7]吕红霞，基于组件式GIS的城市土地定级信息系统研究，南京师范大学硕士学位论文，2002.5,p18
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：GIS；空间数据；系统应用
Abstract: the article discusses the geographic information system (GIS) function, characteristics and development, exploring the application of GIS in the urban construction and the development direction.
Keywords: GIS; The spatial data; System application
中图分类号：G623.45文献标识码：A 文章编号：
测绘技术
0.引言
GIS（Geographic Information System），地理信息系统，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴技术，是采集、储存、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的计算机系统。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来，其操作对象是空间数据，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理结果。随着GIS技术在国民经济建设各领域、各部门的应用日益普及和深入，GIS的潜在价值正在不断地发现和挖掘。GIS系统作为国民经济重要基础设施之一的重要性和不可替代性正在被广泛认识和接受。GIS正在逐渐成为各种各样基于IT的信息系统和应用系统的公共平台。GIS需要发挥的已不仅仅是其传统同时也是最基本的作为空间查询检索和专题制图辅助工具的那些功能和作用，更重要地，GIS正在逐步成为一种与我们的工作、学习、生产和生活密不可分的重要因素。
1.地理信息系统在国内的研究应用。
虽然目前地理信息系统软件很多，但对它的研究应用，归纳概括起来与两种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS基础上，利用它的开发功能进行二次开发，成为用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统的应用进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
1.1 GIS的技术特点
GIS的数据输入是将现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码输入到数据库中的过程。常规做法有地图上手扶跟踪数字化、图形扫描等，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，如利用RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据作为数据源；GIS的数据处理重要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别储存，重要可以根据需要选定不同的图层叠加以形成各种专题地图。
在空间分析和统计方面GIS帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析、缓冲区分析、网络分析等。栅格空间数据分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析。
1.2 GIS系统与其它系统的区别
GIS有别于DBMS（数据库管理系统）。GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DMBS。
GIS有别于MIS（管理信息系统）。GIS要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用。MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文字形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据库和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
GIS有别于CAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。
2.GIS对城市发展的影响
2.1 GIS在城市建设的应用
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中主要内容。利用GIS技术可进行城市规划的辅助设计、工程选址等工作，也可进行城市管理的规划控制、辅助决策等工作。在大规模城市基础设施建设中，根据区域地理环境特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，充分体现了GIS的空间分析能力。
2.2 GIS在城市规划中的作用
在GIS中，由于所获取的地图数据详尽、可靠、准确，大大提高了城市规划的科学性。同时，计算机的高速运算和具有极强的逻辑判断功能，可在短时间内提供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性。而且，计算机可以自动地生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库又易于删补、更新，因而还可以实现城市规划的动态监控和动态设计。通过对GIS的研究和使用，充分发挥数字地图在城市规划设计中的作用，使信息的获取和使用臻于统一，促进城市规划工作。
2.3对城市GIS的展望
随着城市信息化进程的快速发展，城市GIS将会在政府宏观决策、城市建设的各个领域中发挥出越来越重要的作用，城市GIS发展将面临许多方面的挑战。城市地理信息系统建立后，有条件进行小范围的局部更新，要坚持通过竣工验收的方式，进行竣工测量，保证地理信息数据的质量和观势性。同时，充分利用信息科学、计算机技术和网络技术，不断完善城市地信息处理数据系统，加强城市地理信息服务系统功能的开发和城市地理信息网络交换系统的建设，从而实现地理信息的快速获取与更新、智能化处理和一体化管理、网络化生产管理与分发服务，相信城市GIS必将迎来一个迅速发展的崭新阶段。
3.结束语
地理信息系统是一个非常全面而又非常基础的应用系统，优秀的地信息系统可为许多专业领域提供基础的信息情况，并通过多种计算机技术进行分析及辅助觉得，本套系统中实用功能按照人们日常生活、工作、出行的需求进行设计，以人们的最熟知的操作习惯入手，可为公众提供更多更全面的服务。GIS的发展速度和规模空前。它正在与GPS（全球定位系统）、RS（遥感系统）、DPS（数字摄影测量系统）、ES（专家系统）和多媒体技术进一步融合，扩展其功能。一旦更全面地解决了数字地图信息的自动采集问题，加强了空间技术的研究，将空间数据库与方法库、知识库联接起来，GIS又将向集成化、智能化方向发展。将有力地推动城市规划管理的严格性，决策的科学性和设计的高效率。
参考文献：
[1]郭仁忠.空间信息[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社.2000.
[2]黄杏元.地理信息系统概论[M]. 北京:高等教育出版社.1990.
[3]李志伟.地理信息系统及其应用[J].计算机工程与应用,1995.
[4]陈述彭.地理信息系统导论.北京:科学出版社,1999.
[5]边馥苓.地理信息系统原理和方法.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
[6]郭伦等.地理信息系统统一原理、方法与应用.北京:科学出版社,2001.
[7]吕红霞，基于组件式GIS的城市土地定级信息系统研究，南京师范大学硕士学位论文，2002.5,p18
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。