| 第三节地理信息系统与遥感 8.3.1基本概念 地理信息系统的发展，起源于加拿大土地管理局在20世纪60年代初期开展的土地资源调查，该土地局从1963年开始投入人力和财力来开发用于土地资源调查与管理的地理信息系统，历时八年，至1971年完成。经过30多年的发展，地理信息系统作为一种先进的技术手段和地理信息处理与分析的工具，日益受到人们的重视。Coulson(1990)将地图学、遥感、地理信息系统和统计学一起称为"地理学的通用工具"，并且指出，地理系学生无论未来的研究方向如何，都应该熟练的掌握这些通用的工具。 地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。从计算机实现的技术角度看，地理信息系统是一个用于对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现的计算机技术系统。 8.3.2系统功能简介 GIS与传统的管理信息系统(MIS)技术相比，具有较多的优势。它能够把空间信息与属性信息相结合，不仅使得用户知道一个物体是什么，而且使得用户知道一个物体在哪里。此外，GIS具有把时间和空间的信息结合起来的能力，它可以对不同时间序列中的空间信息作出直观的描述，并可以把查询与分析结果以声、图、文一体化的方式展现在用户面前，其应用领域己渗透到社会生活的各个角落，对工农业建设、国民经济的发展和宏观经济决策，起到了积极的作用。从技术角度看，地理信息系统主要具有以下功能： 1.地理数据采集功能 将地球表层目标地物的分布位置与属性或地图上承载的各种信息通过一定的输入设备和方法输入到计算机中，变成为地理信息系统能够操作与分析的数据，这个过程称为数据采集。 2.地理数据管理功能 地理数据管理主要包括地理属性数据管理与地理空间数据管理两个方面。在地理属性数据库中，地理数据的组织一般分为四级:数据项、记录、文件和数据库，地理属性数据管理对象包括属性数据项、属性数据记录和属性文件。地理属性数据管理就是在地理属性数据库中对这些地理属性数据进行添加、删除、更新、排序、检索等操作。空间数据的管理包括空间数据的编辑修改和检索查询两方面内容。 3.空间分析与属性分析功能 分析功能是地理信息系统的核心。分析功能主要依赖于地理信息模型来实现。空间数据分析模型。空间数据分析模型操作的对象为空间数据，按空间数据结构的不同，可以把空间数据分析模型分为基于矢量数据的分析模型与基于栅格数据的分析模型。 经常使用的基于矢量数据的分析模型包括拓扑叠加(Overlay)模型、定距离空间搜索(Buffer，又称缓冲区分析)模型、地理网线分析(Network，又称网络)模型。 基于栅格数据的空间分析模型主要有数字地面模型(Digital Terrain Models)等。通过数字地面模型产生的有序数字集合，可以刻划地球表面事物与现象在空间分布的各种特性。 属性数据分析模型。属性数据分析模型主要对地理属性数据进行分析与处理，它要求模型构建者熟悉模型应用领域的实际背景，透彻把握与理解问题的本质，具备解决问题的专业知识，方能够建立切合实际具体问题的模型。 4.地理信息的可视化表现 在地理信息系统中，现实地物是用抽象的符号来表示的。制图符号是GIS的语言，GIS以此来表达现实世界。二维GIS采用的制图符号与地图学中的制图符号基本一致。但是由于GIS是在计算机系统中实现的，这使得GIS可以使用更加灵活的制图符号来表现不同分辨率的现实世界。 在GIS里相同类型的数据子集被称作图层。如土壤类型图层，地表温度图层等。图层的概念大大方便了GIS的信息管理和分析。 5.网络环境下的数据共享 网络环境下的地理信息数据共享具有重要意义。它为地理信息的采集、发布提供了便捷的工具。从技术实现来看，网络现在主要有两种模式：客户端/服务器端（C/S）型和浏览器/服务器（B/S）型。一般而言，C/S型需要客户下载一个插件安装上，对数据进行操作；B/S型只要有浏览器就可以进行各种查询显示，大部分的gis操作都是在服务器端完成的。 8.3.3 地理信息系统与遥感的结合 由于遥感图像中“同物异谱”、“同谱异物”的情况时常发生，影响了土地覆盖/分类的精度。在地理信息系统的支持下，可以补充一些非遥感信息参与遥感分类。实践证明，在地理信息系统的支持下，增加遥感以外的其他信息参与分类决策，可明显提高土地分类的精度。此外，还可利用地理信息系统提供的非遥感信息参与遥感信息的各种定性、定量分析，加大信息挖掘的深度，提高遥感信息的使用效率。 对于地理信息系统而言，遥感是重要的信息源。与传统的信息采集方法相比较，它为地理信息系统提供高效、廉价、及时、客观、准确、丰富的地面信息。 |