GIS技术及应用实践.docx

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GIS技术及应用实践

GIS技术及应用实践

地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

（加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。

）以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用：

资源管理（ResourceManagement）：

主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源（如土地、森林、草场）分布、分级、统计、制图等问题。

主要回答“定位”和“模式”两类问题。

资源配置（ResourceConfiguration）：

在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。

GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

城市规划和管理（UrbanPlanningandManagement）：

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的主要内容。

例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面（城市资源配置问题）等。

土地信息系统和地籍管理（LandInformationSystemandCadastralApplicaiton）：

土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

生态、环境管理与模拟（EnvironmentalManagementandModeling）：

区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。

应急响应（EmergencyResponse）：

解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。

地学研究与应用（ApplicationinGeoScience）：

地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。

商业与市场（BusinessandMarketing）：

商业设施的建立充分考虑其市场潜力。

例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。

有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构（年龄构成、性别构成、文化水平）、消费水平等结合起来考虑。

地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。

房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。

基础设施管理（FacilitiesManagement）：

城市的地上地下基础设施（电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等）广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。

它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

址分析（SiteSelectingAnalysis）：

根据区域地理环境的特点，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，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。

网络分析（NetworkSystemAnalysis）：

建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件（爆管、断路）等应急处理。

警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。

可视化应用（VisualizationApplication）：

以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。

分布式地理信息应用（DistributedGeographicInformationApplication）：

随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航等。

1内容整理

1.1相关厂家

1.1.1超图

北京超图软件股份有限公司（简称“超图软件”，股票代码：

300036）是中国和亚洲领先的地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）平台软件企业，主要从事GIS基础平台和应用平台软件的研究、开发、推广和服务。

超图软件为政府单位和企事业单位信息化建设提供了专业的GIS平台。

SuperMapGIS系列软件已经广泛应用于数字城市、国土、水利、环保、海洋、测绘、农业、林业、应急、交通、能源、市政管线、金融、通信、电力、自来水、石油石化等数十个行业，在中国大陆和港、澳、台地区构建了数千个大型成功应用案例。

1.1.2都市圈

广州都市圈网络科技有限公司成立于2005年，致力于三维仿真城市研究、生产、运营以及为电子政务、电信运营商等各行业提供三维地图应用解决方案。

都市圈网络科技基于WEBGIS和虚拟现实技术，自主研发出三维仿真城市系统，并打造：

以三维地图为基础的生活门户--都市圈。

都市圈可以实现：

地图位置服务、虚拟社区、电子商务、电子政务等。

同时，都市圈可印刷和发行线下纸质地图产品、终端触摸屏查询系统。

未来，都市圈将会应用到3G手机、数字双向电视、导航定位等服务领域。

我们的优势：

行业内最早获得乙级测绘资质、最精美的三维地图制作质量、唯一将虚拟社区和三维地图完美结合。

都市圈在产品和技术上不断创新，其中三维GIS解决方案广泛应用在数字城市、社会管理系统、应急指挥等多个领域，并形成过百个成功案例，包括：

国土、科信、民防、消防、环保、警务、电力等政企行业。

1.1.3ArcGIS

ArcGIS产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。

ArcObjects包含了大量的可编程组件，从细粒度的对象（例如，单个的几何对象）到粗粒度的对象（例如与现有ArcMap文档交互的地图对象）涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。

每一个使用ArcObjects建成的ArcGIS产品都为开发者提供了一个应用开发的容器，包括桌面GIS（ArcGISDesktop），嵌入式GIS（ArcGISEngine）以及服务端GIS（ArcGISServer）。

快速创建交互式地图和应用程序，并与组织中的其他人员共享。

每位用户都会获得一个帐户，以便进行相互共享和协作。

每位用户也可以使用所有即用型应用程序、地图、模板和其他内容，从而立即提高工作效率。

1.1.4灵图

北京灵图软件技术有限公司创立于1999年，注册资金1.1亿元，是一家以自主知识产权软件产品为核心，以地理空间信息数据产品与服务为基础，以全球定位系统、地理信息系统、遥感、通讯和网络等多种技术为支撑，致力于中国的LBS与数字城市（区域）建设的高新技术企业。

灵图公司的产品和服务涵盖：

各类电子地图产品、车载导航软件系统、SISP空间信息服务平台、VRMap三维地理信息系统、GPS车辆监控系统、LBS综合位置服务系统、网络地图应用系统等领域；为人们的出行提供多终端（便携式设备、车载终端、手机、PC）多方式（在线、离线）的位置服务业务，助力交通引导和管理。

电子地图作为灵图公司的支柱业务之一,经过近10年的发展，已经融入了灵图公司业务发展的主流，目前基于这方面的业务主要包括电子地图加工、产品开发与销售、咨询与维护，增值业务开发等相关业务等。

作为公司的核心业务，我们将致力于开发高精度、信息丰富、内容详实准确、现势性良好的各种电子地图产品；同时提供各种完备的各种电子地图技术资讯服务。

灵图电子地图后备力量。

灵图公司具备国家甲级测绘资质（含导航资质），拥有全国最丰富的多比例尺位置信息服务（LBS）和导航地图数据库。

数据事业部拥有国内最大的专业地图数据制作团队，国际先进水平的生产工艺，具有完善的地图数据产品体系以及获得国家测绘局认证的地图质量管理体系。

1.1.5数字政通

专业从事基于GIS（地理信息系统）应用的电子政务平台的开发推广，为政府部门提供GIS、MIS、OA一体化的电子政务解决方案，数字城管系统为该公司首创。

数字政通在二、三线城市优势明显，公司借助技术及服务优势更容易在招标中胜出，伴随着二、三线城市大规模的投入，公司订单充足，且出现了较多500万元以上的大项目。

1.2相关技术知识

1.2.1二三维一体化的真三维GIS

基于二三维一体化GIS技术体系，SuperMapGIS7C将三维GIS技术贯穿到从服务器到桌面再到移动端的全系列产品中，打造了从内核级实现的二三维一体化GIS技术体系，有机整合了强大的GIS功能和炫丽的三维可视化效果，突破了单纯的三维可视化软件中看不中用、无法深度应用的瓶颈。

SuperMapGIS7C可帮助您的三维GIS应用从看一看、查一查的“偶像派”应用模式升华为面向业务管理和辅助决策分析的“偶像派”与“实力派”相结合的应用模式。

谁需要SuperMap二三维一体化GIS？

l 智慧城市、数字园区等领域的建设与应用单位

l 国土、气象、水利、环保等兼顾二维GIS管理分析与三维场景展示的应用单位

l 城建、规划等需要三维分析、量算、造价评估等功能的应用单位

l 涉及三维管线的管理、分析、展示的应用单位

l 工矿、厂区等涉及三维设施管理的应用单位

l 其他涉及三维GIS应用，尤其是需要二三维一体化结合应用的建设与应用单位

为什么选择SuperMap二三维一体化GIS？

l 从内核实现的二三维一体化GIS技术体系，有机整合了强大的GIS功能和炫丽的三维可视化效果，突破了单纯的三维可视化软件中看不中用、无法深度应用的瓶颈。

l 从底层完全自主研发了二三维一体化GIS内核，避免了多个产品内核割裂给用户带来的困扰。

组件、桌面、服务器、客户端、移动端等全系列产品内置三维功能，不需要为三维应用打开额外的软件，同一产品内可同时操作和管理二维数据和三维数据，降低学习成本，提升工作效率。

l 提供水面、粒子、局部动画、太阳阴影等三维视觉效果，显著提升三维场景的视觉效果和用户体验。

l 提供强大的三维符号体系，场景中的绿植、路灯、道路、铁路、水面等要素均可以用三维符号展现，可大幅降低数据建模成本，而且可以兼顾数据的展现与查询分析。

l 可以流畅支持1000平方公里以上的精细模型，支持1000万记录以上的矢量地物，通过LOD技术可以流畅支持TB级的地形和影像数据，确保三维GIS应用的优越性能。

产品特点：

1.2.1.1二三维一体化的GIS应用

Ø 对多种二三维数据的支持

Ø 基于二维数据的快速建模

Ø 二三维数据联动浏览

Ø 二三维符号体系

Ø 二三维数据入库管理，支持查询、管理和分析

Ø 丰富的二三维分析功能，包括空间分析、网络分析、地形分析，以及通视性分析、剖面分析

Ø 三维专题图

Ø 三维量算

Ø 地下三维场景

基于二维数据的快速建模

二维图形效果在三维场景中展示

三维点线符号构建的地下管线场景

三维数据查询与管理

三维空间分析

1.2.1.2惟妙惟肖的三维视觉效果

Ø 细腻的模型显示效果

Ø 可定制的三维场景飞行路线

Ø 三维水面和倒影效果

Ø 模型太阳阴影效果

Ø 动态模型展示

Ø 栩栩如生的粒子效果及粒子编辑系统

Ø 可适用于多种场景展示，包括城市、室内、地下、海洋、太空、夜景等

Ø 多样化的三维体验，包括3D立体显示、体感、多点触控等

水面倒影效果

阴影效果

粒子编辑系统

室内场景展示

夜景效果

1.2.1.3海纳百川的数据支持能力

Ø 海量精细模型（1000平方公里级别）加载能力

Ø 海量二维数据（1000万对象级别）快速建模

Ø 无限量的地形、影像和地图加载能力

基于二维矢量数据的场景搭建

海量地形及影像数据

海量精细模型

1.2.2OGIS三维仿真系统

OGIS三维系统是由都市圈公司经过五年时间开发完成的，拥有独立知识产权的专业地理信息综合平台，目前已经成功应用在50多个城市、数百个项目当中，为政府各部门及大型企业提供全面的辅助决策的帮助。

OGIS三维系统是由都市圈公司经过五年时间开发完成的，拥有独立知识产权的专业地理信息综合平台，目前已经成功应用在50多个城市、数百个项目当中，为政府各部门及大型企业提供全面的辅助决策的帮助。

OGIS三维系统是依托地理信息数据，通过在线方式满足政府部门、企事业单位和社会公众对地理信息和空间定位、分析的基本要求，具备个性化应用的二次开发接口和可扩展空间，是实现地理空间框架应用服务的数据、软件及其支持环境的系统。

OGIS三维系统包含了空间信息数据、软件、环境等的集成配置，以三维仿真地图引擎为基础，集合海量信息为一体的WEB-GIS平台，较之基础地理信息数据库内涵更为丰富；就空间信息数据而言，OGIS三维系统从基础地理信息数据库中提取了部分内容，有扩充了部分要素；就服务层次而言，OGIS三维系统则提供了数据引用、共性功能直接使用、个性共能定制开发等多种层次的服务。

1.2.2.1系统总体架构

数据层

主体内容是公共地理框架数据，包括电子地图数据、地理实体数据、地名地址数据、影像数据等。

在多尺度基础地理信息数据的基础上，根据在线浏览标注和社会经济、自然资源信息空间化挂接等需求，按照统一技术规范进行整合处理，采用分布式的存储与管理模式，在逻辑上规范一致、物理上分布、彼此互联互通，并以“共建共享”方式实现协同服务。

服务层

主要包括OGIS系统平台门户网站、服务管理系统、地理信息基础服务软件系统、二次开发接口库。

门户网站台是统一访问界面，提供包括目录服务、地理信息浏览、地理信息数据存取与分析处理多种服务，并通过服务管理系统实现统一管理。

普通用户主要通过门户网站获得所需的在线地理信息服务，管理员用户则可通过调用二次开发接口，在平台地理细腻上进行自身业务信息的分布式集成，快速构建业务应用系统。

运行支持层

主要包括网络、服务器、存储备份，计算机机房等硬环境。

通过网络时间纵横向互联互通，形成一体化的地理信息服务资源，向用户提供在线地理信息服务。

1.2.2.2系统网络拓扑图

WEB应用服务器、数据服务器、地图服务器三台服务器部署在内部同一局域网段，高效互联。

将OGIS三维系统按职能分部在这三台服务器上，减轻了系统的负荷、提供了系统的处理能力，同时有利于维护、升级和保证数据的安全。

PC用户：

可接入互联网的普通电脑设备。

防火墙：

硬件防火墙，所有外部的接入数据均先通过防火墙的认证，确保系统的安全。

WEB应用服务器：

前端WEB服务器，整个三维地理信息管理系统的表现层应用在该服务器上发布，可以为PCCient提供三维地图服务及后台管理服务等。

数据服务器：

该服务器通过数据库软件（如：

Mysql）为WEB应用服务器提供核心GIS地理信息、企业信息、招商信息等数据服务。

地图服务器：

GIS地图资源服务器，为WEBServer提供GIS三维地图展示所需的已渲染过的3D建模切图、平面切图及卫星切图、鹰眼图等，地图服务器拿到这些切图后将其组合成一副完整的3D城市地图画面展示给客户端。

1.2.2.3OGIS核心技术

地图制作技术

采用当今国际流行多边形建模技术，根据数据的收集整理严格按照卫片建立数字化模型，进而对每一栋建筑进行细致的制作，尽量还原建筑的真实外观，同时采用非常接近真实的光线跟踪渲染技术，增强三维地图的层次感和真实感。

三维地图展现技术

OGIS三维系统采用当今最流行的JAVA技术实现系统管理，系统内的各地图可独立调整其地址信息坐标系及换算比例，满足不同行业对地理数据的精度要求，以及不同应用的各种表现形式需求。

地图展现平台采用JAVASCIPT/XML脚本技术、AJAX等WEB2.0技术自主研发，与地图坐标系挂钩，实现信息的地图定位功能，满足各种地理信息应用的要求。

在初期的架构设计中，研发人员充分考虑到系统的灵活性应用，实施了前后台两套独立的WEB系统，共享三维数字城市地图及数据，后台操作管理员可对系统参数数据进行实时的更新发布。

1.2.2.4OGIS三维系统价值

直观性

以成熟OGIS三维系统为基础，通过三维仿真地图的表现方式，无缝集成城市基础信息、电子政务信息、生活数据和行业应用等将城市的真实场景展现在三维地图上。

三维仿真地图与系统平台融为一体，使整个城市或区域一目了然，可对外展示城市规划、宣传城市建设及提升城市形象。

平台界面的形象直观，为专业人士和非专业人士之间提供了沟通的渠道。

实用性

OGIS三维系统具有良好的交互性，提供了任意角度、速度的漫游，可以快速替换不同的建筑。

OGIS三维系统具强大的地图搜索技术，实现基于三维地图的搜索及精确定位信息

多应用的分布式系统，有效的解决了高并发量引起的网络问题。

兼容性

以JAVA为开发语言，成熟的J2EE框架技术，实减小开发周期，现高性能、高扩展性；同时跨平台服务器可以有多种选择，节省成本。

框架适使用了Hibernate，能兼容各种主流数据库，如ORACLE、MSSQL、MYSQL等。

丰富的API接口，为其他应用功能提供地图和数据共享支撑功能。

决策性

根据不同客户的需求，能够扩展更多的功能模块，如环保、消防、人防、政务公开、应急、便民指南和立体黄页等功能， 帮助相关人员做出正确和科学的决策，同时提高工作效率。

1.2.3ArcGIS制图平台

1.2.3.1即用型应用程序

使用ArcGIS随附的应用程序可以立即提高工作效率。

收集外业信息并将信息与组织内的决策者共享。

通过交互式仪表盘监控事件、活动和资产。

丰富业务应用程序中的业务数据并对其进行制图。

随时探索和共享地图。

创建可以共享的引人入胜的有趣地图故事。

1.2.3.2即用型地图

将数据与数百个主题的Esri权威地图合并。

深入了解底图和影像并探究有关人员、商业、土壤和气候、动植物范围等等感兴趣的地图。

1.2.3.3强大的分析

利用空间分析，您可以使用地理关系了解相关信息并作出更好决策。

充满信心地预测新商店所在的最佳位置、哪些区域可能有高犯罪率或哪些位置的空气严重污染。

这些即用功能可用于地图和应用程序。

1.2.3.4ArcGISMarketplace

ArcGISMarketplace是由获得授权的Esri合作伙伴、分销商和Esri提供的应用程序和数据服务所构成的一站式目的地。

ArcGISMarketplace中的所有应用程序和数据均与ArcGIS平台完全集成。

1.2.3.5针对业务系统的即用型插件

将制图功能添加到BI、CRM、EAM和ERP系统中。

无需学习新应用程序，无需编程，您也不必成为专家。

即可直接在已使用的业务系统中对数据制图并进行分析。

1.2.3.6轻松添加数据

只需单击即可将数据添加到地图中。

使用弹出窗口、图表和信息图突出显示重要信息。

在Esri的安全云或您自己的服务器上托管数据以方便共享，或将数据设为私有。

1.2.3.7安全性和数据所有权

控制有权访问您的数据和地图的用户。

多层安全保护可防止任何XX的人员访问您的信息。

Esri积极监控并改进其应用程序、系统和流程，以应对不断变化的安全挑战。

1.2.3.8开发人员的工具

通过Esri的云服务快速将“地理”添加到应用程序中。

在您选择的API中开发并在任意设备上部署。