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說說地理信息系統(tǒng)那些久遠(yuǎn)的發(fā)展歷史

發(fā)布日期:2018-12-19 00:00 瀏覽量:9988


 

地理信息系統(tǒng)Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

 

一、地理信息系統(tǒng)的分類


地理信息系統(tǒng)按其范圍大小可以分為全球的、區(qū)域的和局部的三種。通常GIS主要研究地球表層的若干個(gè)要素的空間分布,屬于2~2.5維GIS,布滿整個(gè)三維空間建立的GIS,才是真三維GIS。一般也常常將數(shù)字位置模型(2維)和數(shù)字高程模型(1維)的結(jié)合稱為2+1維或3維,加上時(shí)間坐標(biāo)的GIS稱為4維GIS或時(shí)態(tài)GIS。

 

二、地理信息系統(tǒng)的基本功能


1.數(shù)據(jù)采集與編輯功能:包括圖形數(shù)據(jù)采集與編輯和屬性數(shù)據(jù)編輯與分析。

2.地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功:包括數(shù)據(jù)庫定義、數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)、數(shù)據(jù)庫操作、通訊功能等。

3.制圖功能:根據(jù) GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及繪圖儀的類型,用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖。地理信息系統(tǒng)不僅可以為用戶輸出全要素地圖,而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題地圖,如行政區(qū)劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高城圖等等。還可以通過空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖,如坡度圖、坡向圖、剖面圖等等。

4.空間查詢與空間分析功能:包括拓?fù)淇臻g查詢、緩沖區(qū)分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析。

5.地形分析功能:包括數(shù)字高程模型的建立、地形分析。

 

三、再來了解一下久遠(yuǎn)的發(fā)展歷史

 

古往今來,幾乎人類所有活動(dòng)都是發(fā)生在地球上,都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關(guān),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展和普及,地理信息系統(tǒng)以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的“數(shù)字地球”“數(shù)字城市”在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。

 

1.5萬年前,在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴墻壁上,法國的獵人畫下了他們所捕獵動(dòng)物的圖案。與這些動(dòng)物圖畫相關(guān)的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號(hào)。這些早期記錄符合了現(xiàn)代地理資訊系統(tǒng)的二元素結(jié)構(gòu),即一個(gè)圖形文件對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性數(shù)據(jù)庫。

 

18世紀(jì)地形圖繪制的現(xiàn)代勘測技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),同時(shí)還出現(xiàn)了專題繪圖的早期版本,例如:科學(xué)方面或人口普查資料。

 

20世紀(jì)60年代早期,在核武器研究的推動(dòng)下,計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展導(dǎo)致通用計(jì)算機(jī)“繪圖”的應(yīng)用。1967年,世界上第一個(gè)真正投入應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)由聯(lián)邦林業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。羅杰?湯姆林森博士開發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)被稱為加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS),用于存儲(chǔ),分析和利用加拿大土地統(tǒng)計(jì)局收集的數(shù)據(jù),并增設(shè)了等級(jí)分類因素來進(jìn)行分析。

 

    20世紀(jì)80年代和90年代產(chǎn)業(yè)成長刺激了應(yīng)用了GISUNIX工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)飛速增長。至20世紀(jì)末,GIS在各種系統(tǒng)中的迅速增長使得其在相關(guān)的少量平臺(tái)已經(jīng)得到了鞏固和規(guī)范。并且用戶開始提出了在互聯(lián)網(wǎng)上查看GIS數(shù)據(jù)的概念,這要求數(shù)據(jù)的格式和傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。

 

四、強(qiáng)大的空間分析功能應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)服務(wù),可以提高統(tǒng)計(jì)服務(wù)質(zhì)量

 

空間分析能力是GIS的主要功能,也是GIS與計(jì)算機(jī)制圖軟件相區(qū)別的主要特征??臻g分析是從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物,以及對(duì)空間事物做出定量的描述??臻g分析需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具,其中最主要的是空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、計(jì)算幾何等,其主要任務(wù)是對(duì)空間構(gòu)成進(jìn)行描述和分析,以達(dá)到獲取、描述和認(rèn)知空間數(shù)據(jù);理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預(yù)測;調(diào)控地理空間上發(fā)生的事件等目的。

 

移動(dòng)GIS是通過與流動(dòng)裝置結(jié)合,地理資訊系統(tǒng)可以為用戶提供即時(shí)的地理信息。一般汽車上的導(dǎo)航裝置都是結(jié)合了衛(wèi)星定位設(shè)備(GPS)和地理資訊系統(tǒng)(GIS)的復(fù)合系統(tǒng);在香港曾經(jīng)很流行的地圖王,則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時(shí)地圖系統(tǒng)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是地理資訊系統(tǒng)的一個(gè)特例,它除了一般的地理資訊系統(tǒng)的內(nèi)容以外,還包括了各條道路的行車及相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫。這個(gè)數(shù)據(jù)庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息,又利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母拍顏頉Q定最佳行走路線。地理數(shù)據(jù)文件(GDF)是為導(dǎo)航系統(tǒng)描述地圖數(shù)據(jù)的ISO標(biāo)準(zhǔn)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)組合了地圖匹配、GPS定位和來計(jì)算車輛的位置。地圖資源數(shù)據(jù)庫也用于航跡規(guī)劃、導(dǎo)航,并可能還有主動(dòng)安全系統(tǒng)、輔助駕駛及位置定位服務(wù)等高級(jí)功能。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用了地圖資源數(shù)據(jù)庫管理。

 

地理信息系統(tǒng)由于有著強(qiáng)大的圖像功能和空間分析能力,在統(tǒng)計(jì)分析工作中有著廣泛的應(yīng)用前景。

 

——地理信息系統(tǒng)支持跨區(qū)域分析,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫匯總數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)的分析。隨著跨行政區(qū)域的連片經(jīng)濟(jì)區(qū),如:科技園區(qū),特色工業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)區(qū),沿高速公路、高速鐵路經(jīng)濟(jì)帶等的發(fā)展,對(duì)環(huán)繞跨經(jīng)濟(jì)區(qū)域的統(tǒng)計(jì)信息和統(tǒng)計(jì)分析隨之增長,而傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)制度下的統(tǒng)計(jì)報(bào)表無法滿足這種要求。統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)的空間分析功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任一區(qū)域信息進(jìn)行分析,相對(duì)哪些區(qū)域進(jìn)行分析,就用鼠標(biāo)圈住哪些區(qū)域。

 

——地理信息系統(tǒng)使統(tǒng)計(jì)分析更加直觀和生動(dòng),實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)服務(wù)方式主要是提供統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告,統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告的表達(dá)方法主要有三種,即文字、表格、統(tǒng)計(jì)圖。這三種方法的載體主要是紙質(zhì)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告,是靜態(tài)的。閱讀者只能閱讀報(bào)告寫作者提供的報(bào)告,只能接收寫作者提供的信息和觀點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析功能,可以極大地改變傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)服務(wù)方式,充分滿足信息需要者對(duì)統(tǒng)計(jì)信息的需求。地理信息系統(tǒng)后臺(tái)可以把各種基層信息、分組信息、區(qū)域信息通過模塊來反映,使用者根據(jù)自己的意愿和需要選擇模塊,可立即得到各種分組數(shù)據(jù)、并隨著所選數(shù)據(jù)不同即時(shí)得到相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)表、統(tǒng)計(jì)圖,以及區(qū)域空間展示效果。

 

——地理信息系統(tǒng)可以整合信息資源提高統(tǒng)計(jì)分析效率。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,任何一個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象都是多種因素多種信息共同影響和作用的結(jié)果。地理信息系統(tǒng)有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合能力,統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)可以整合各級(jí)各專業(yè)數(shù)據(jù)信息,使統(tǒng)計(jì)分析可以立足于全國各級(jí)各專業(yè)的整個(gè)信息平臺(tái)上,從更長遠(yuǎn)的縱向和更廣闊的橫向,通覽各級(jí)各專業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)展變化情況,極大地減少查閱歷年年鑒和統(tǒng)計(jì)資料的工作,提高統(tǒng)計(jì)分析效率。

 

地理信息系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代誕生以來,已經(jīng)大踏步應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、土地管理、道路交通等諸多領(lǐng)域。由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯著的空間特征,將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)工作必將發(fā)揮更大的作用。

 

    廣泛應(yīng)用于普查和名錄庫建設(shè),是統(tǒng)計(jì)發(fā)展過程中一次里程碑式的進(jìn)步

在地理信息系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外諸多行業(yè)和領(lǐng)域的時(shí)代背景下,統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將顯著改進(jìn)統(tǒng)計(jì)工作方法、改變統(tǒng)計(jì)服務(wù)方式,是統(tǒng)計(jì)發(fā)展過程中一次里程碑式的進(jìn)步。

 

——地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于普查,保證調(diào)查單位的不重不漏。衡量普查工作質(zhì)量的主要標(biāo)志有兩個(gè)方面,即普查的全面性和準(zhǔn)確性。全面性首先表現(xiàn)為調(diào)查對(duì)象的不重不漏,準(zhǔn)確性首先表現(xiàn)為調(diào)查單位的真實(shí)存在。為了確保調(diào)查單位的不重不漏和真實(shí)存在,以往普查的主要措施是各級(jí)普查機(jī)構(gòu)包括國家、省、市、縣、社區(qū)(鄉(xiāng)鎮(zhèn))通過多次和反復(fù)的實(shí)地檢查和抽查,耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于普查可以通過網(wǎng)絡(luò)有效控制和監(jiān)督普查過程,減少實(shí)地核查次數(shù),確保調(diào)查單位的不重不漏和真實(shí)存在。

 

——地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理工作,保證名錄庫中單位增減變動(dòng)的真實(shí)可靠。名錄庫管理工作不僅是各級(jí)政府及時(shí)掌握單位增減變動(dòng)的需要,也肩負(fù)著為下一次普查奠定基礎(chǔ)的重任。因而把地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理工作,將更加有力地保證單位增減的真實(shí)可靠。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理,要求名錄庫中的全部單位都有自己的空間位置信息,特別是單位的增減變動(dòng),首先是空間位置信息的增減變動(dòng),當(dāng)統(tǒng)計(jì)人員能夠提供每一個(gè)新增單位空間位置信息,則保證了基本單位名錄庫中每個(gè)單位的真實(shí)可靠。

 

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