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浅析地理信息系统在生活中的应用

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2019-01-09 10:04:11    来源:    作者:admin

摘要:本文探讨了地理信息系统在实际生产生活中的应用,从GIS概念和主要功能入手,结合规划分析设计中的实际情况,总结GIS及其相关技术的具体方法、优势,以及现在和未来的发展状况。

在我们所生活的物质世界中,80%以上地物的信息都离不开地理空间的位置。运用现代科学的数据分析,更加系统有效的利用已掌握的地理信息对我们的生存和生活作出正确的指导,是GIS,即地理信息系统(Geographic Information System)在现代社会中被赋予的现实使命。

随着现代社会信息技术的发展与技术时代的来临,我们的世界早已从工业时代迈向了经济社会的时代。GIS是20世纪60年代以来在国际上发展起来的一门新兴技术,稍晚于国际的兴起,在90年代初期,GIS在我国的应用进入了城市,并在最近的30年来逐渐发展成熟且被广泛的应用在我们生活中的各个领域,我们专业所能够接触到的主要表现在城市规划、公共设施管理、环境评估以及水利电力等方面。

GIS是在计算机硬、软件系统的支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。在公众生活、生产建设、城市管理、科学研究、宏观决策等领域,GIS发挥了越来越重要的作用。相应的,GIS作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,也越来越被大众深入接受。

在学习和工作的过程中能够感受到,近年来,GIS在专业的景观规划、空间规划等方面的实际应用已愈发普遍。在城市规划的工程选址、辅助设计,以及城市管理的规划控制、辅助决策等工作中,GIS基于计算机工具的精准数据,融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体,将所做设计方案的选址与设计构思、实际地理空间等因素相结合,对相应的空间信息和现象进行成图和分析,将地图独特的视觉化效果同地理分析功能与一般的查询和统计分析等的数据库操作集成在一起,从而利用科学的数据分析达到预期的呈现效果。

在现在使用的地理信息系统使用工具中,常见的应用软件有美国GIS开发商所开发的ESRI,Intergraph和MapInfo的软件产品,以及三个应用较多的国产软件:MapGIS,GeoStar和Citystar。

国内外这些常用的地理信息系统软件,为了能够对不同图幅的多个专题要素进行管理分布,把地图数据分为纵向的“图层”和水平方向的“图块”。在可视化的图像界面中,将同一区域中不同专题的图块构成一个纵向的“地图”,再根据内容或区域范围的显示调入相关的数据,从而实现数据的共享和访问的控制。这一功能实现了地图数据的显示、查询和分析,也为不同的人群在地图上对元数据的定位、浏览和管理空间数据提供了场所和可靠的资料。

GIS软件的开发者将地图建模并做出栅格化的数据分析和网络分析,通过彩色的制图输出图像,生成三维的透视图,并进行相应的影像分析处理,最终直接接受、回放实时的数据,从而实现对GPS的支持。并应用于公共设施的规划、管理和服务等模块之中。  

在城市规划的应用中,基于数据库的GIS可以存储空间数据、属性数据,并通过建立空间关系的模型将二者连接起来,在使用过程中,我们便能够更加高效率地存取数据、查询和制图。同时.GIS可以从大据库中抽取出精准的数据资料,输入到其他模型或空间的分析程序中,或者与其他专门调查所获得的表状数据相结合,为规划设计的最终决策做出更好的服务和实际指导。

GIS软件将多种实用功能集合,通过用户界面、操作流程的具体实现方式,速度、数据量的操作效率,进而实现具体的地形地貌、地表设施以及道路等数据的录入和编辑、投影变换、制图输出、查询分析,及缓冲区分析、叠加复合分析等的分析功能。

从实际应用的角度看,GIS分有五个部分,分别是:人员、数据、硬件、软件、过程。其中“人员”是GIS中最重要的组成部分,也是地理信息系统中的能动因素,设计者和程序使用人员通过软件和硬件的所记载的精准数据,将地理信息进行有效的分析。“数据”是GIS的一个重要内容,是地理信息系统的依据,为GIS提供解决方案。“硬件”和“软件”则为地理信息系统的建设提供操作环境,使地理信息系统在计算机中能够更加可视化和精准化。

在已有的城市规划和区域规划中,有一部分城市规划的现状并不尽如人意。在一些城市基础性设施建设中,市政管线事的故时有发生,城市的交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为了寻求有效实用的对策来解决这些问题,城市规划师和决策者迫切的希望能够更加准确、完整和全面地把握整个城市及周边环境的动态的空间特征。GIS相关软件的应用刚好在一定程度上解决了这一难题。通过在研究中管理数据、分析数据、辅助决策和表达规划成果等几个方面的应用,将计算机程序软件进行模拟并获得专门数据的地学分析方法或模型,作用于空间数据,产生有用的地理信息,最终能够为设计师快速准确地提供出科学有效的决策依据。

在城市规划设计的前期调研工作中,当遇到地形复杂的规划地块,也可以利用GIS的空间分析功能以及规划范围内的数字高程模型数据(DEM)对规划地块进行坡度以及坡向的分析,等高线及流域等的分析,以作为规划建设用地适宜性评价的参考依据。利用这些空间分析,设计师可以确定具体坡度在某个区段的范围,计算出面积,进而结合坡向分析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。

城市的公共设施是维持城市健康正常运转的基本保证。利用 GIS的缓冲区分析、空间分析和统计功能,可以摆脱传统的根据规范,依据规划师个人的经验来进行公共设施规划布局的方法,从而使规划设计人员更加方便和科学合理地进行公共设施的规划和布局。

通过这节课的学习,结合自身所学的风景园林专业的应用领域,以及课下对GIS相关资料的查询和了解,我对GIS的应用有了更进一步的认识,知道了在近年来,GIS技术几乎可以应用到城市规划中的每一环节中,对提高和规划景观设计的质量、效率来说,有着明显的作用。在GIS强大的分析功能和图形技术处理的过程中,设计师进行了景观格局对生态过程的敏感性分析和模拟,从而研究不同的景观格局对生态过程的影响。通过得到的具体数值与景观格局的原理、方法相结合,进而更加科学的解释和描述具体地域的地理现象和信息的变化原因以及过程。

在城市规划设计中,GIS有力地推动了设计者决策方案的科学性,提高了规划的可实施性、合理性和设计方案的效率和质量。在现在及未来的城市规划中,GIS的应用将不仅仅局限在辅助分析和管理上,还能够帮助设计师进一步规划数据,进行综合分析和深层次的数据挖掘,进而对整个城市或地域的发展趋势做出预测和模拟,为决策者提供科学精准的数据依据,防止不良后果的发生。

 参考文献

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