淺議地理信息系統

摘要 ：隨著地理信息系統快速的發展，無論是其內涵還是外延都處于不斷變化之中，而且隨著地理信息在人們生產生活中的重要性越來越顯著，地理信息系統的發展勢頭則更為強勁，必將成為我國高科技領域的核心技術，推動我國科學技術的快速發展。

關鍵詞 ：地理信息系統 發展 應用

1.地理信息系統的定義與發展目標

地理信息系統（GIS， Geographic Information System）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值[1]。

國家測繪地理信息局日前印發了《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》，目標是到2015年，建成數字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規劃還提出，爭取把地理信息產業納入國家戰略性新興產業規劃。統計顯示，截至“十一五”末，我國地理信息產業總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數字有望突破2000億元。倍增的規模將給地理信息產業鏈上下游企業帶來巨大的市場空間。

2.地理信息系統的構成

地理信息系統主要有五個部分構成，及硬件系統、軟件系統、地理空間數據庫、空間分析模型和系統管理人員、系統開發人員和數據處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統[2]。

2.1 硬件系統

計算機硬件系統是計算機系統中的實際物理裝置的總稱。是構成GIS的物理外殼。根據句構成GIS規模的不同，分為基本設備和擴展部分兩大部分?；静糠职ㄓ嬎銠C主機、存儲部分、數據輸入設備、數據輸出設備。擴展設備部分包括解析測圖儀、圖像處理系統、多媒體系統、虛擬現實與仿真系統、各類測繪儀器、GPS、數據通信端口、計算機網絡設備等。它們用于配置GIS的單機系統、網絡系統等不同規模模式。以及以此為基礎的一半GIS應用系統、導航GPS系統和能夠與傳感設備聯動的GIS。

（1）GIS單機系統模式。GIS單機系統是一臺計算機為核心，由存儲設備、輸入設備和輸出設備共同組成的GIS硬件系統，提供單用戶操作。

（2）GIS企業內部網系統模式。GIS企業內部網系統模式是有計算機企業網、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持客戶/服務器（C/S）模式的GIS系統，提供一個機構內的多用戶操作。

（3）GIS因特網系統模式。GIS因特網系統模式是有因特網、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持瀏覽器/服務器（B/S）模式的GIS系統，提供因特網上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業內部網和外部網共同組成的客戶/服務器，瀏覽器/服務器的混合模式。

2.2 軟件系統

GIS的軟件系統構成了GIS的核心，關系到GIS的功能。GIS軟件系統的層次結構按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；

GIS應用功能（二次開發系統）；GIS基本功能軟件（商業化的GIS工作平臺）；

標準軟件（圖形圖像處理、數據庫系統、系統庫、程序設計等）；網絡管理軟件、工具軟件；操作系統。

GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開發的，提供GIS基本功能和開發環境的商

業軟件。多數GIS工程應用首先是基于這個商業平臺，經過二次開發來完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據GIS市場的主導地位。當前，GIS軟件可運行于Unix，WindowsXP、等操作系統，多數軟件都提供不同的操作系統的軟件版本。

根據GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統組成，即空間數據輸入與格式轉換子系統、圖形與屬性編輯子系統、數據存儲與管理子系統、空間數據處理與空間分析子系統、空間輸出與表示子系統和用戶接口。

3.地理信息系統的應用

地理信息系統按照應用模式可以分為兩類[3]：一是，科學研究工具。對于科學計算結果的獲得和分析，把GIS作為科學研究的輔助手段。它主要應用于有關地學領域的科研項目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業分析模型。二是，辦公服務系統。辦公服務系統應用于涉及空間數據的政府部門以及企業，以提高管理效率、制定好的決策和實現組織目標。

3.1 農業氣候區劃

根據農作物生長發育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區劃片的，在某種農作物的氣候可種植區內還有不同的地物類型，不同的農作物要求不同的地理環境。

3.2 城市大氣污染模擬

基于GIS建立大氣污染擴散模型，1）模擬污染物的空間分布，評價不同區域的環境質量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進行復合分析，確定受污染影響的人口數目；3）預測在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點源對整個研究區污染總量的貢獻；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關閉某些污染源，提供決策依據；6）如果要增加污染點源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優方案；7）在城市規劃時，作為確定不同用地（居住、工業、商業等）的分布。

4.結束語

地理信息系統是近20年來新興的一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的邊緣學科，主要培養具備地理信息系統與地圖學、遙感技術方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、災害、基礎設施和規劃管理等領域的政府部門、金融機構、公司、高校、規劃設計院所，從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。

參考文獻：

[1] 楊開忠，沈體雁.試論地理信息科學[J].地理研究.1999（03）

[2] 張青鎖.地理信息系統介紹[J].河南地質.2000（D3）

[3] 馬藹乃.論地理科學的發展[J].北京大學學報（自然科學版）.1996（01）

個人簡介

路堯（1993-），男，漢族，甘肅慶陽人，本科就讀于遼寧工程技術大學地理信息科學專業。