當前計算機技術與GIS應用

韓曉楓

一、引言

地理信息系統(GIS,Geographic Information System)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面(包括大氣層在內)與空間和地理分布有關的數據的計算機系統(1997年的參考文獻)。它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而構成。它的主要功能是實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析、統計、制圖的工具已逐步發展起來。

GIS 與環境科學在研究對象和研究方法上所具有的相似性和互補性,使二者的結合孕育著巨大的發展潛力,預期在環境管理、環境監測、環境規劃、環境影響評價、環境工程及環境地球化學等領域擁有廣泛的應用前景。

二、GIS在電力系統中的應用

隨著GIS理論的產生發展以及方法和技術的成熟,在電業領域的應用也逐步深入。從技術角度看,GIS在我國電力系統中的應用進展主要體現在四個方面:

1.作為電業資源調查的工具,建立了電業資源地理數據庫,實現空間數據庫的瀏覽、檢索等,利用GIS繪制電業資源分布圖和產生正規的報表。

2.作為電業資源分析的工具,GIS技術已不限于制圖和空間數據庫的簡單查詢,而是以圖形及數據的重新處理等分析工作為特征,用于各種目標的分析和重新導出新的信息,產生專題地圖和進行地圖數據的疊加分析等。

3.作為電業生產管理的工具,主要是建立了各種模型和擬訂各種決策方案,直接用于農業生產。

4.作為電業管理的輔助決策工具,利用了GIS的模型功能和空間動態分析以及預測能力,并與專家系統、決策支持系統及其他的現代技術(如RS和GPS)有機結合,便于我國電業的管理和輔助決策。

三、GIS在林業中的應用

林業生產領域的管理決策人員面對著各種數據,如林地使用狀況、植被分布特征、立地條件、社會經濟等許多因子的數據,這些數據既有空間數據又有屬性數據,對這些數據進行綜合分析并及時找出解決問題的合理方案,借用傳統方法不是一件容易的事,而利用GIS方法卻輕松自如。

社會經濟在迅速發展,森林資源的開發、利用和保護需要隨時跟上經濟發展的步伐,掌握資源動態變化,及時做出決策就顯得異常的重要。常規的森林資源監測,從資源清查到數據整理成冊,最后制定經營方案,需要的時間長,造成經營方案和現實情況不相符。這種滯后現象勢必出現管理方案的不合理,甚致無法接受。利用GIS就可以完全解決這一問題,及時掌握森林資源及有關因子的空間時序的變化特征,從而對癥下藥。

林業GIS就是將林業生產管理的方式和特點溶入GIS之中,形成一套為林業生產管理服務的信息管理系統。以減少林業信息處理的勞動強度,節省經費開支,提高管理效率。

目前GIS在林業上的應用主要有:

1.環境與森林災害監測與管理方面中的應用,包括:林火、病蟲害、荒漠化等管理,如在防火管理中,其主要內容有:林火信息管理、林火撲救指揮和時實監測、林火的預測預報、林火設施的布局分析等。

2.在森林調查方面的應用,包括:森林資源清查和數據管理,這是GIS最初應用于林業的主要方面、制定森林經營決策方案、林業制圖。

3.森林資源分析和評價方面,包括:林業土地利用變化監測與管理、用于分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布、森林資源動態管理、林權。

4.森林結構調整方面,包括:林種結構調整、齡組結構調整。

5.森林經營方面,包括:采伐、撫育間伐、造林規劃、速生豐產林、基地培育、封山育林等。

6.野生動物植物監測與管理。

1993～1997年,由聯合國開發計劃署(UNDP)援助的“中國森林資源調查技術現代化”項目順利執行。以全國林業監測站點數據和遙感數據為主要信息源,進行全國林地生態類型數據庫的建設工作,在空間上和時間序列上完整、系統的反映林地區域不同的生態系統特點、林種、群落特征及其林(樹)齡。

四、GIS在土地資源中的應用

GIS技術最初在土地資源開發與管理上的應用主要是土地利用現狀調查和城鎮地籍調查圖件和屬性數據的存儲、查詢等管理工作等,基本上沒有數據的空間分析及其他決策功能。隨著技術的不斷發展,目前在土地科學中的應用主要包括了土地評價工作(土地的適宜性或多宜性評價、土地的生產潛力評價、土地持續利用評價、城市地價評估、耕地地價評價等),土地利用規劃(包括土地利用總體規劃、土地利用多目標規劃),土地利用與土地覆被現狀分類與制圖,以及土地利用與土地覆被動態監測。

五、計算機技術對GIS發展趨勢的影響

GIS技術依托的主要工具和平臺是計算機及其相關設備。進入上世紀90年代以來,隨著計算機技術的發展, 計算機其微處理器的處理速度愈來愈快性能價格比更高; 其存儲器能實現將大型文件映射至內存的能力,并且能存儲海量數據。此外, 隨著多媒體技術、空間技術、虛擬實景、數字測繪技術、數據倉庫技術、計算機圖形技術三維圖形芯片、大容量光盤技術及寬頻光纖通訊技術的突破性進展,特別是消除數據通訊瓶頸的衛星互聯網的建立,以及能夠提供接近實時對地觀測圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛星的大量發射,這些為GIS技術的廣泛、深入應用展示了更加光明的前景。

六、結論與展望

GIS軟件與建筑及規劃設計CAD、辦公自動化、統計分析等軟件系統的集成等都是GIS研究與發展的熱點。GIS的發展趨勢并不是孤立的,而是相互影響、相互促進,它涉及多學科的相互滲透、相互支撐。其目的就是促進地理信息產業的建設與發展,更好地為人類了解和保護人類賴以生存的環境服務。面對今天的計算機技術的快速發展,面對GIS充滿生機與活力的前景,我們應該進一步面向世界、抓住機遇、探索規律、促進GIS技術與產業的發展?？梢灶A見,隨著計算機技術的發展,信息高速公路的建成,一個以地理信息系統為平臺,以信息高速公路為紐帶的“數字地球”,必將為人類信息交流與共享提供一種全新的方式?！?/p>

(編輯/穆楊)