gis在水土保持中的应用[优质文档].docVIP

地理信息系统( Geographic Information System)是20世纪60年代中期开始逐渐发展起来的一门新的技术系统。近半个世纪以来,一方面,随着计算机硬件技术的提高,软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广;另一方面,随着卫星遥感技术趋于成熟和全球定位系统(GPS)的出现,海量信息涌向社会,成为GIS非常重要的数据源,同时社会经济的高速发展,也为GIS提供了大量的社会经济方面的数据;这两方面都加速了GIS的发展和应用,使GIS不断成熟起来。 GIS是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管理系统,它能提供文字和数据,根据栅格数据和矢量数据,还提供直观形象的空间图形和图像。GIS能对空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。图形信息和属性数据一旦输入地理信息系统,就可进行动态管理和查询[1]。GIS强大的空间分析和统计运算功能,能对已有资料进行加工处理,得到科学的结果,避免因人而异的主观随意性,有利于科学决策。正因为如此,作为一种强有力的研究工具,GIS现已广泛应用于国土资源、矿产资源、交通运输、防灾减灾、环境保护、水电建设等各个领域。 1. GIS基本原理 1.1 GIS概念及组成 地理信息系统,简称GIS(GeographicInformationSystem),是融计算机图形和数据库于一体储存和处理空间信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户,因此RS与GIS结合,才能发挥技术优势[1-2]。GIS软件ARC/INFO采用开放的体系结构,使统计、分区、评估和其他信息不加修改就可以综合到系统中。GIS所需要的硬件包括处理速度高且存储容量大的计算机,数据输入设备如数字化仪、扫描仪,图形输出设备如绘图仪等。软件方面,有ESRI的ARC/INFO和ARCVIEW、ERDAS的IMAGINE、USARMY的GRASS等。在我国应用较广的为美国环境研究公司(Environmental Systems Research Institute, Inc.)开发的ARC/INFO(用于UNIX)、PC ARC/INFO(用于DOS)和AR-CVIEW(用于Windows 3.X、Windows 95和WindowsNT)。 1.2 GIS技术 GIS是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管理系统。GIS能提供文字和数据,根据栅格数据和矢量数据,还提供直观形象的空间图形和图像。GIS能对空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。图形信息和属性数据一旦输入地理信息系统,就可进行动态管理和查询。GIS也可以使用各种坐标系统,甚至包括AUTOCAD等软件包使用的直角坐标系统,对空间对象进行精确定位。此外,GIS还能与AUTOCAD等软件进行数据交流,也可以输出其他应用系统能够接受的文件格式,实现数据共享。另外,GIS强大的空间分析和统计运算功能,能对已有资料进行加工处理,得到科学的结果,避免因人而异的主观随意性,有利于科学决策。正因为如此,GIS现已广泛应用于国土资源、矿产资源、交通运输、防灾减灾、环境保护、水电建设、水土保持等方面的技术性管理。正因为GIS是涉及多种行业的信息技术工具,有广阔的应用前景,地理信息系统的基础软件和应用软件不断出现,常见的有ARC/INFO、ARCVIEW、MAPINFO、MGE以及GEOSTAR等[3-4]。 1.3 GIS基本原理 GIS技术可认为来自2个比较成熟的软件技术:数据库管理系统(DBMS)和计算机辅助设计(CAD),并附加上对空间数据的管理和分析功能。GIS的强大功能在于能够建立和分析地理对象的拓扑关系,这些地理对象包括高速公路、城市、水域、管网等。建立拓扑关系是明确定义空间联系的数学过程。对于GIS数据库中的对象不仅能根据它们的地点和类别属性进行分析,还能根据它们的空间关系进行分析。GIS系统通常具有图形用户界面(GUI),允许用户在可视化的地图上显示和操纵数据[5-7]。系统的核心是GIS引擎,它提供数据库地理和拓扑功能以及用户界面。GIS引擎提供大量操作分析功能,包括测距、投影变换、统计、拓扑叠压、缓冲区分析地形表面操作、网络分析等。许多GIS产品允许用户利用宏语言对系统进行扩展,包括定制菜单和函数等[8],有的还支持与外部应用程序进行开放通讯。 所有的GIS都具有某种形式的地理数据文件。GIS的图形和属性均由文件系统管理,其典型代表是Idrisi(美国Clark大学开发)。国内大多数自行开发的软件均属此类。混合型GIS的图形以专门的文件方式存储,并由专门的图形软件处理,而属性数据由商业化DBMS管理,其典型代表是ARC/IN-FO(美国ESRI)。整体GIS的图形和属性均