GIS在新行业的应用.docx

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GIS在新行业的应用

远程与继续教育学院

本科毕业论文（设计）

题目：

GIS在新行业的应用

学习中心：

合肥函授站

学号：

040K28151010

姓名：

赵磊

专业：

测绘工程

指导教师：

高曼莉

2017年2月09日

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院

本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表

学生姓名：

赵磊学号：

040K28151010专业：

测绘工程

毕业设计（论文）题目：

GIS在新行业的应用

指导教师意见：

（请对论文的学术水平做出简要评述。

包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。

还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。

）

填写要求：

1.请指导教师按以上要求填写意见，

2.学生在上传论文时不得将以上括号内的内容删除。

3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，指导教师要重新填写意见及新的指导日期。

（指导教师填写指导意见时请将填写要求删除,学生论文不及格后，每次重新撰写的论文指导老师都要重新填写指导意见，否则评阅老师不予以评阅！

）

指导教师结论：

（合格、不合格）

指导教师

姓名

所在单位

指导时间

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院

本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表

学生姓名：

赵磊学号：

040K28151010专业：

测绘工程

毕业设计（论文）题目：

GIS在新行业的应用

评阅意见：

（请对论文的学术水平做出简要评述。

包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。

还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。

）

填写要求：

1.请评阅教师按以上要求填写意见，

2.上传论文时不得将以上括号内的内容删除。

3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，评阅教师要重新填写意见及新的评阅日期。

（评阅教师填写评阅意见时请将填写要求删除，学生论文不及格后，由论文指导老师重新提交的论文，评阅老师都要重新填写评阅意见！

）

修改意见：

（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。

评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。

）

毕业设计（论文）评阅成绩（百分制）：

评阅结论：

（同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）

评阅人姓名

所在单位

评阅时间

论文原创性声明内容

本人郑重声明：

本人所呈交的本科毕业论文《GIS在新行业的应用》，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。

论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。

对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。

本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。

论文作者（签字）：

日期：

　　年　　月　　日

摘要

本文是关于GIS的基础性知识介绍及其运用分析。

从GIS本身的基本概念着手，阐述GIS在研究中管理数据、分析数据、辅助决策和表达规划成果等几个新行业方面的应用。

地理信息系统（GeographicInformationSystem）有时又称为“地学信息系统”。

它是一种特定的十分重要的空间信息系统。

它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表面（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

关键词：

GIS；地理信息系统；新行业应用；

一、绪论

（一）.研究背景和意义

地球信息科学是20世纪90年代兴起的地球科学研究的前沿领域，是在卫星遥感、全球卫星导航定位系统、地理信息系统、信息基础设施等一系列现代信息通信技术高度集成形成的。

地球信息科学是地球系统科学、信息科学和信息技术等的交叉和融合，是地球科学的一门新兴的重要分支科学；同时，地球信息科学也是一门应用科学，它以信息流为手段研究地球系统的物质流、能量流和人流的运动状态和方式。

地理信息系统是地球信息科学的重要技术内涵和支撑手段，以地球信息机理理论为基础，它的应用大大促进了人类处理和分析有关地球资源、环境、社会和经济信息的能力。

地理信息系统还包括了信息流程动力学机理与时空特征、信息传输机理及其部分确定性和可预见性等研究内容，是地球信息科学集成化技术系统的核心，为解决区域范围更广、复杂性更高、精度程度更强的地学信息应用问题提供了技术保证[1]。

（二）.文献研究综述

1967年，世界上第一个真正投入应用的地理信息系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。

罗杰·汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统（CGIS），用于存储，分析和利用加拿大土地统计局（CLI，使用的1:

50,000比例尺，利用关于土壤、农业、休闲，野生动物、水禽、林业和土地利用的地理信息，以确定加拿大农村的土地能力。

）收集的数据，并增设了等级分类因素来进行分析。

CGIS是“计算机制图”应用的改进版，它提供了覆盖，资料数字化/扫描功能。

它支持一个横跨大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”，并在单独的文件中存储属性和区位信息。

由于这一结果，汤姆林森已经成为称为“地理信息系统之父”，尤其是因为他在促进收敛地理数据的空间分析中对覆盖的应用。

CGIS一直持续到20世纪70年代才完成，但耗时太长，因此在其发展初期，不能与如Intergraph这样的销售各种商业地图应用软件的供应商竞争。

CGIS一直使用到20世纪90年代，并在加拿大建立了一个庞大的数字化的土地资源数据库。

它被开发为基于大型机的系统以支持一个在联邦和省的资源规划和管理。

其能力是大陆范围内的复杂数据分析。

CGIS未被应用于商业。

微型计算机硬件的发展使得象ESRI和CARIS那样的供应商成功地兼并了大多数的CGIS特征，并结合了对空间和属性信息的分离的第一种世代方法与对组织的属性数据的第二种世代方法入数据库结构。

20世纪80年代和90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站和个人计算机飞速增长。

至20世纪末，在各种系统中迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。

并且用户开始提出了在互联网上查看GIS数据的概念，这要求数据的格式和传输标准化。

我国的GIS起步较晚，但发展较快，分为以下几个阶段；

（1）70年代，准备阶段：

一些知名人士GIS先驱看到GIS的广阔前景和GIS的重要性，进行积极呼吁，为GIS在我国的发展奠定了理论准备基础并做了一些可行性实验。

（2）80年代，实验初步阶段：

这期间，我国在GIS理论探索，规范探讨，软件开发，系统建立等方面取得了突破和进展，进行了一些典型，试验专题软件开发工作。

（3）90年代，我国GIS发展阶段：

我国改革开放以来，沿海，沿江经济开发区的发展土地的有偿使用和外资的引进，急需GIS为之服务，这也推动GIS在我国的全面发展。

（4）现阶段：

我国经济信息化的基础设施和重大信息工程已经纳入国家计划，一批国家级和地方级的GIS相继建立并投入运行，一批综合运用“3S”技术的重点项目已经实施，并在自然灾害监测和国土资源调查中发挥效益，具有我国自主版权的GIS基础软件的研制逐步进入了产业化轨道。

（三）.研究内容及方法

本文主要运用文献资料的方法对课题展开论述，通过图书馆、互联网等渠道搜集GIS技术以及在新行业的应用的相关文献资料并进行归纳整理，以此为论文的写作提供理论基础。

主要内容包括四个部分：

一是提出课题的研究背景和意义、文献研究综述、研究内容等基本情况；二是阐述GIS的基础概念以及特点；三是GIS在民用基础行业的应用，四是GIS在高端行业的新型应用。

二、GIS的基础概念以及特点

（一）.GIS基础概念

GIS是由计算机硬件、软件、地理数据、空间分析方法和人员组成的有机体，用于高效地采集、管理、分析、表达、应用各种类型的空间信息。

1.信息和数据

信息是用文字、数字、符号、语言、图形、图像等介质或载体，表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事物和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

数据是指对某一事件、事务、现象进行定性、定量描述的原始资料，包括文字、数字、符号、语言、图形、图像以及它们能转换的形式。

2.地理信息和地理数据

地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征要素和地理现象之间关系的地理数据的解释。

地理数据是各种地理特征和现象之间关系的符号化表示，包括空间位置特征、属性特征及时态特征三个基本特征部分。

3.物质信息

在地理信息科学的研究中，对地理系统中的地理实体、地理现象和地理过程所包含的物质信息的识别、采集、量测、提取、分析、存储、检索、显示、更新、管理、综合、处理及应用的把握，具有重要的理论和实践意义。

物质信息是指地理实体的物质成分、结构、形状、时间、和空间分布的性质、特征和状态的表征或一切知识。

物质流动形成的物质流。

4.能量信息

能量的分配与转换在地理系统中具有重要意义。

在物质循环过程中，没有能量的支配是不可想象的。

在地理信息科学中，也具有重要应用，如地理过程的驱动力、地理系统内各子系统的耦合关系的分析、地理现象的信息建模和动态分析等。

能量的流动产生能量流。

5.信息流

能量的不均衡和物质的流动都会产生信息流，信息流是GIS研究应用的重点和关键问题。

信息流的广义定义是指人们采用各种方式来实现信息交流，从面对面的直接交谈直到采用各种现代化的传递媒介，包括信息的收集、传递、处理、存储、检索、分析等渠道和过程。

信息流的狭义定义是是从现代信息技术研究、发展、应用的角度看，指的是信息处理过程中信息在计算机系统和通信网络中的流动[2]。

6.地理系统

地理系统，是指某一个特定时间和特定空间的，由两个以上相互区别又相互联系、相互制约的地理要素或过程所组成的，并具有特定功能和行为，与外界环境相互作用，并能自动调节和具有自组织功能的整体。

7.耦合

耦合是指一定时空尺度上，自然、社会、人文和经济要素之间的关系。

（二）.GIS的特点

GIS具有其他信息管理系统所不可比拟的优点，其最大特点就是具备对空间数据的管理功能。

具体来讲包括如下几个方面：

1.共同管理空间数据和属性数据

这是GIS最显著的特点之一。

GIS不仅具有管理属性数据的功能，还能采集、管理、分析和输出多种地理空间信息，并且将属性数据集成到空间数据之上，不仅直观而且可实现两者间相互查询。

2.具备强大的空间分析能力

由于空间数据和属性数据的集成以及地理空间模型方法的应用，使GIS具备空间分析、多要素综合分析和动态预测等功能，能够满足地理研究和辅助决策。

3.具有丰富的信息

GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其他信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。

三、GIS在民用基础行业的应用

GIS在专业领域的广泛应用，是推动GIS发展和行业或领域信息化的源动力。

正是丰富多彩的GIS应用，驱动GIS技术向更高的水平发展。

（一）.GIS在规划行业的应用

1.城市规划辅助设计与辅助决策。

GIS提供的空间分析、地理统计的工具与方法，对提高规划设计的工作能力、成果质量、工作效率来说，作用是举足轻重的。

结合规划行业的专