第一篇：GIS在高中地理教学中的应用
GIS在高中地理教学中的应用 ——以必修2模块为例 1.1问题提出的背景
在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。这是信息时代的要求、素质教育的要求、现代教育理念和课程改革的重要举措.信息时代的要求信息时代要求人们的知识和智力高度发展，否则将很难适应和推动社会的进步(许维新2000)。同时信息时代对地理教学提出了新的要求:不能只停留在书本知识的对学生的传授上，还要教会学生独立的学习方法，教会学生自己获取地理相关知识的能力和方法。因此，在掌握各种地理知识的基础上，还应重视学生的能力培养及地理思维方式的培养。应用地理信息系统技术分析地理事物将充实理论，为理论提供依据并增强理论的科学性。因此，地理信息系统应用于教学并不是单纯的介绍地理信息系统知识，而是让学生通过接触地理信息系统开辟一条学习地理知识以及其它学科知识的新途径。
素质教育纵深发展的要求在人类跨入国际经济和科技激烈竞争的新世纪，国际竞争归根结底是国民整体素质的竞争，现在的中学生将是下世纪生产建设的主力军。因此，全面提高中学生的整体素质是当前基础教育的重点。地理教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”，要体现“以学生为本”的精神，坚持以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育方向，应该是大家取得共识的(张才洋1998)。而地理信息系统在地理教育中的应用，确实能体现“以学生为本”的创新精神和素质能力的培养。GIS的应用，还可以帮助我们从信息社会、知识经济的角度，对地理教育内容重新审视、重新整合。现代教育理念的要求传统的教育观认为教育是客观的。所有事物皆有一固定的意义，教师的责任就是解释客观事物，引导学生去了解这个世界，而学生的目标是学习教师传授的知识。建构主义(Constructivism)则是一种新的教学理念，主张知识并非直接传授而得，而是由学生自己建构而成的(何克抗2001)。而正因为每个人的经验不同，对外在世界的认知也会各有不同。由此可见，学习应该以事实为基础，经各种机会建构出自己对事物的了解。GIs可让学生经过建立数据库及地图来建构自己的知识。在制图和GIs的空间分析中发现事物的相关性，认识真实世界的事物、地点，并在运用GIS工具的过程中学习。
新一轮基础教育课程的需求目前我国的课程改革己全面启动，地理课程是地理知识的载体。全面推进素质教育。要求课程的设置必须着眼于学生的全面发展和终身发展。信息技术的迅猛发展，全球定位系统、对地观测系统、地理信息系统的广泛应用.数字地球概念的建立，也都为地理课程革新注入了新的活力。构建基于现代信息技术的地理课程，在课程内容选择、教学方式改革中，要充分考虑现代信息技术的影响，为发展学生自主学习意识和能力创造适宜的环境(《地理新课程标准》2001)。地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。地理图像是地理信息的重要载体，教师重视利用地理图像，通过阅读、使用地理图像帮助学生掌握观察地理事物的基本方法，逐步发展对地理图像和地理事物的理解、想象、分析等思维能力和解决地理问题的能力。积极利用地理信息资源和信息技术手段优化和丰富地理教学，提高学习效率，培养学生创新精神和实践能力(林培英2001)。由此可见，应用GIS技术处理地理图像是新课改的重要理念，也是地理教改的重要举措。
为CAIG注入新的活力计算机辅助地理教学(CAIG)体现出计算机与地理学科整合的优越性(祝智庭1997)。在教学中，利用计算机能展示实际存在而又不能亲临实践的地理景观，可演示地理现象的演变规律，从而使地理教学不受时间和空间的限制、不受宏观和微观的限制，优化了地理教学进程:突破重点难点，激发学生的学习兴趣，提高了教学效果;弥补了传统教学的不足，使“板书+挂图”的传统模式得以更新，由注重教师的教转向学生的学，由传授知识走向学上智能的发展(王怀庆2001).GIs技术为CAIG注入新的血液，它自身具有对地图处理与操作的强大功能.提供地理数据处理功能的技术和方法，是其它软件无法比拟的。1.2地理信息系统应用于中学地理教学中的现状
美国和我国的台湾以及其他一些国家和地区，GIs技术已被应用于中小学地理教学。针对新的教学理念所强调的对学生动手能力的培养，学生应尝试进行资料的收集。美国的环境署推动的一项全球环境观测的计划，准备通过互联网，使世界各国的有关学校，进行基本环境资料的收集和分享。这个合作学习计划通过各地学生的实际参与，培养学生观测环境的能力，同时建立了一个完整的全球环境资料库，也促进了国际间学生的文化交流，可以利用地理信息系统实现管理学生所收集的资料，GIs不仅是资料来源也是汇集、整理、储存资料的工具(钟启泉2002),随着地理信息系统的普及和新一轮课程改革的需要，地理信息系统逐渐应用于中学地理教学，经过查阅这方面的大量文章总结出，目前在中学地理中引入GIs的研究主要体现在以下几个方面:(1)GIS作为一种思想、知识出现在教材中在现行教材中，上海高中地理教材中安排了“遥感技术与地理信息系统在地理学研究中的应用”的内容，介绍了遥感的概念，遥感技术的特点、应用、遥感影像的判读以及地理信息系统等，体现了信息时代地理发展的基本特征和地理学技术的发展，注重了地理信息系统的应用对学生创新能力与素质的培养具有重要的意义(王凤霞等2002)。人教版全日制普通高级中学《地理》选修第二册的第二单元“中国的国土整治与区域发展”中的第二节“现代化技术在国土整治中的应用”中介绍3S技术，遥感技术、地理信息系统技术及其应用和全球定位技术。但这些内容属于选学内容，没有和实际联系起来，尤其在高中阶段从知识经济、信息社会的角度来看，这些要求还远远不够。在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。GIS本身不仅是一门学科，而且是一项渗透性很强的信息系统应用技术(王清平等2004)(2)GIS技术作为一种教学工具引入地理教学中主要完成以下两方面的工作: ①实现地理信息系统的基本功能。充分发挥地图作用，让地图发挥它的可视化功能。将教学地图的背景资料作为原始数据输入.进行数据存储和管理，最后将数据输出，输出的结果可作为地理信息展示。而在教学及科研中，地理信息系统的应用系统分析功能，显示地理研究成果，这是一般的软件所不能代替的(王才军2004).②数据的查询及空间分析功能。地理学包括多项地理要素，每项地理要素又包括大量的地理信息，这些地理信息构成的地理数据是海量的。如何从大量的地理数据中搜索所需要的信息，是地理教学中常见的问题。地理信息系统提供多种有效的交叉关联与搜索，提供了强有力的查询工具，如人口大于100万的特大城市、工业产值、人口增长率等的查询，显示这些城市的特征对比分析，从中可掌握地理规律性认识(蔡依萍2001/7-8)。地理信息系统是一个有效的地图分析工具，可以进行快速的面积量算、图形叠加等。作为数据分析工具，地理信息系统具有很大的潜力。如数据局部更新、特征提取、特征合并、图幅拼接、特征属性合并、缓冲区建立等。空间分析劝能应用于地理教学，能帮助学生理解一些抽象的地理概念以及地理事物的分布规律及演化过程缚(苏慧2003).地理教学科研成果显示，建立数据库发挥G工S强大的资料储存功能。GIS为用户提供了许多用于显示地理数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等拷贝图件，尤其是地理信息系统的地图输出功能。GIs数据处理和分析的结果，以地图的形式输出给用户，它既是直观的地理课堂教学的第二语言，又是地理教材的一种表现形式，也可以是地理教学思想的体现(蔡依萍2001/3).GIs包含的信息量大、更新速度快、内容丰富、表现力强，能将大量的地理信息有机地结合起来加以存储。以资料库的形式供教学使用时查询(李奕1998)0OO GIS与其它教学技术的结合GIS是一门应用面非常广泛的综合性技术，GIS在地理教学中的应用，需要利用和借鉴其它一些相关的技术。在GIS的应用中结合图像处理技术和多媒体技术，其教学功能将更加强大〔蔡依萍2000〕, 地理信息系统与图像处理技术，图像处理技术中最常用的软件photoshop和Coredraw，它可以加强地图的显示效果，使得GIS在地理教学中的应用更加完美。Coredr，是当前比较优秀的图像处理软件.一般软件中各种图形或图像，都是采用两种方式来实现的，即矢量图形和栅格图形。Coredraw能够接受GIs所产生的图像转换格式，对图层的管理方式亦趋于一致。Coredraw具有较强的设计和绘制图形的功能，文本处理效果亦非常灵活且富有特色，这在地图符号注记和图形的修饰上可以产生意想不到的效果。例如，动物分布图的制作，动物的分布在专题地图中是用概略范围法，可以将各类动物制作成符号进行表示(蔡依萍2001),地理信息系统与多媒体技术，多媒体技术也叫多媒体计算机技术(Multimedia Computer Technology)，它是一种能够让用户以其交互方式将文本、图形、图像、音频、动画和视频等多种信息经过特定的软、硬件获取、制作、编辑和储存等处理后，以单独或合成的形态表现出来的技术和方法。将多媒体技术应用于GIs中就是多媒体地理信息系统(MGIS)，它是将文字、图形(图像)、声音、色彩、动画等技术与GIs技术融为一体，为应用开拓了新的领域和广阔的前景(段玉山2002)。它是计算机技术的发展对GIs发展趋势影响的产物。MGIS不仅保持了原有GIs的功能，而且可以运用多媒体技术，因此MGIS是GIs与多媒体技术结合的生动体现。实现GIs技术的开发平台有Mapinfo, Arcview等软件。应用Arcview 3.1软件建立学生地理信息系统SGIS,加深学生对GIS的了解(陈先锋2002), MGIS地理课件是一种新颖独特的地理课件，它运用GIs技术，以地图为载体.强调地理空间性。但由于MGIS软件自身的特点使得课件并不能完全按照教案的要求完整演示课堂教学过程。因此，MGIS课件需要与其他多媒体技术相结合共同参与课件的制作。多媒体技术在GIs中的应用极大地丰富了空间数据的查询显示。与国内外流行的多媒体制作软件如Authorware, Flash、方正奥思等比较，这些软件交互灵活，制作功能强大，表现手法多样:但这些软件都是通用的多媒体制作软件，而不是专门的地理信息系统软件。它们在表现地理信息时有较大的局限性，如无法置入矢量地图，无法进行空间无级缩放，无法建立数学坐标，无法进行空间分析等，而地理信息系统平台如Arcinfomap, Mapinfo, MapGIS, Geostar等，这些软件具有强大的地理信息系统功能:但它们的多媒体表现手法却不能令人满意，可在两者之间加入图像处理软件，如Coredraw,通过图像格式的转换，然后用Ole技术链接，来完成地理信息系统与多媒体的结合(赵听2001).地理信息系统与Internet技术，GIS与Internet技术的结合，满足了用户在Internet网上的 GIS和制图要求，开拓了网络地理教学的新领域。GIS的地理信息和地图数据输出，跨越了时间和空间的障碍，教师和学生可以在任何时间、任何地点通过互联网访问Web服务器上安装的GIS(万维网GIS.WebGIS)，可以在自己定制界面上获得地图信息、制作专题地图、进行地理分析等，这有助于地理教学实现网络化。
总之，GIS技术在中学地理教学上的应用，是一项改革创新，也是一个发展趋势。从目前地理信息系统在中学地理教学中的推广应用来看，除美国和我国的台湾以及其他一些国家和她区GIS技术已被应用于中小学地理教学外(张超吴沛林2000)，我国还处于推广应用阶段.方法：实验法
教学实验的设计原则：
(1)科学性原则整个设计思路和实验方法的确定，应符合中学地理的基本知识和基本原理对学生现有的学习水平的要求，应符合中学生的生理和心理发展规律。
(2)可行性原则表现为实验设施、课题选择、学生组织等方面都具有可行性。
(3)简便性原则应选择实验数据的获取难度不大，实验操作比较简单，实验步骤比较少，花费时间比较短的实验课题。
(4)可重复性原则重复、随机和对照是保证实验结果正确的三大原则。教学实验的教学目标：
(1)让学生了解地理学科发展前沿GIS的用途、功能、使用方法、应用前景，使学生的发展与时代同步。
(2)通过课题实验研究，尝试利用GIS的独特功能，开发它在地理教育活动中的应用价值，在教学教改中另辟蹊径。
(3)GIS学习软件引入到地理教学中，可以帮助学生树立地理整体性和区域性的概念，在实处强化学生地理空间想象能力，综合处理问题能力，培养学生学会学习、学习合作。
(4)培养科学态度和科学道德。在GIS实验教学过程中，学生经过自身认真、踏实的探究，实事求是地获得结论。形成不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质和积极的人生态度。实验过程： 确定课题：
为了让实验具有可比性、可操作性、规范性。课题由教师确定 问题预测：(1)GIS教学资源
GIS教学资源的馈乏是制约我国GIS教育普及的重要因素。而能够直接应用于地理课堂教学的又少之又少，必须结合相关的教学内容进行加工处理。同时地理数据的处理和栅格地理数字化又需要耗费教师大量的时间和精力。(2)GIS教育的软、硬件问题
在GIS教育的软件问题上，专业GIS的软件是十分昂贵的，虽然我们可以利用一些资源。但绝大多数是英文版，而且对操作系统的兼容性有限制。若是要在中学全面推广GIS教育，则必须开发专门用于中学地理教学的国产GIS软件。北京超图公司与人民教育音像出版社联合开发的<超级地图>，价格是一般学生都能接受的。
硬件方面，有条件配备多媒体教室或网络教室的学校，一般都能满足中学GIS教育需要。便在目前的网速下，显示的速度还是会受到很大的限制，(3)师资培训问题
在开设GIS课程后，高校培养的教师出现了理论与教学实际的脱节，未能根据中学教学特点多介绍GIS在地理教学中的应用情况。由于毕业后工作环境不能开展GIS，更导致许多人不愿意去研究。(4)学生问题
第二篇：GIS在林业中应用
GIS在林业中的应用
摘要: 在概述地理信息系统(GIS)的概念、功能、应用领域的基础上, 对GIS 在林业中多方面的应用现状进行了综述, 并对GIS 在林业中的应用前景进行了探讨, 指出地理信息系统在林业上应用研究的重要性。
关键词: 地理信息系统;林业;应用现状;前景
背景：林业具有用地广阔、生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表等特点。而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势, 实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。
1.地理信息系统简介
GIS 是Geographical Information System 的缩写，即地理信息系统。地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科，对空间信息的管理与分析是它的优势所在，它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体，其主要有以下特征：①空间定位特征：②多维结构特征③明显的时序特征
地理信息系统大致可以分为 3 大类：①专题信息系统．它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统，如水资源管理信息系统，矿产资源信息系统，水土流失信息系统等．②区域信息系统，主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，按区域范围大小可有不同的规模，如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等．③地理信息系统工具库，它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包．地理信息系统的任务，就是对地球表层人文经济、自然资源及 环境等多种信息进行综合分析与管理． 2.森林资源信息管理
用GIS 的数字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品 价值。各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情况, 应用地理信息系统可以做到图上动态管理和监测, 从而可以做到更真实、更直观地把握森林资源的状况及变化。3.森林分类经营管理
利用地理信息系统, 可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营管理, 能够做到分类更为科学、更为客观, 为各级领导及林业管理部门、生产部门提供可操作的森林分类经营方案及科学依据。4.天然林保护工程管理及封山育林
实施天然林保护工程,“两类三划分”必须要落实到可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用DTM和森林分布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。
5.森林限额采伐管理
借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。应用地理信息系统, 可以清楚地把握各地、各林业局及林场,乃至各林班、小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。同时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。6.森林结构调整 用缓冲分析方法进行河岸防护林, 自然保护区, 林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种的布局。一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块, 在大力造林、绿化、消灭荒山的同时, 按照龄组法调整龄组结构, 加速林木成熟, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发挥林地的生产潜力。7.抚育间伐、速生丰产林培育及更新造林管理
利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行GIS的空间地理信息和林分状况数据结合, 依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力进行基地建设。GIS可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种, 指导科学造林。8.林业用地信息管理
林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS借助于地面调查或遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能,可及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。我省林业用地约占全省国土面积的5119 % , 可开发利用的潜力很大。至今为止, 林业用地的管理还较为粗放。利用地
理信息系统, 可以做到有效地管理林业部;习的土地资源,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管理。
9.森林病虫鼠害监测、控制、森林防火监测及动态管理
应用地理信息系统, 可以实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理,能够克服工作的盲卧险和被动性, 做到心中有数, 防治工作及时。可通过建立应用地理信息系统, 对省、地、县森林防火系统进行动态监测和管理。国家林业局林业规划院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系统。目前, 我省森林防火办也着手构建全省森林防火GIS 系统。该系统的
建立, 必将会大大提高我省的森林防火现代化管理水平,并产生巨大社会效益和经济效益。10.林权管理 权属分国家、集体、个人三种形式, 不同权属的森林实行“谁管谁有”的原则, 大部分权属明确, 产权清晰,界线分明, 标志明显, 山林权与实地、图面相符, 少数地方界线难以确定, 可用邻边分析暂定未定界区域。从而减少或避免各种林权纠纷。
应用前景：
一方面,GIS在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究, 促成了各学科间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。另外, 随着新分支学科的建立, GIS应用越来越广泛。如有的学者提出利用GIS建立植物转基因飘流状况的国家和省级地理信息系统。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要GIS的不断完善, 并为GIS提供实验基地。如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就需解决GIS同GPS、RS以及与专家决策支持系统的耦合问题, 这将促进GIS技术的不断完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成为一种必然的趋势。“3S”的集成是一种利用各自的技术特点快速准确地提供所需信息的技术。基本是RS 提供最新的图像信息, GPS提供精确的位置信息, GIS为图像的存储、处理、分析及应用提供技术手段。“3S”的应用可为林业生产管理和决策者快速地提供精确的信息。森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上林业生产的高风险性、区域性, GIS技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业生态系统是一个极其复杂的系统, 对这一系统的监测、模拟和科学管理等复杂问题应用传统的GIS是很难解决的, 因为这些问题需要大量的知识与经验, GIS与专家系统结合而成的智能GIS, 并利用神经网络模型将成为解决这些复杂问题的重要途径, 目前这方面的研究已得到了重视。另外, 随着网络GIS、虚拟GIS、开发式GIS、真3维和时空4 维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善, 林业作为GIS技术使用大户, 必然会受到深远的影响。
结束语：进入90 年代以来, GIS 正朝着分布式的、开放的、网络化的、大众化的、全球性的GIS 发展,被人们广泛应用于各个领域, 产生了巨大的经济和社会效益。当前, 我国已经提出了建设 数字林业 的概念, 是否建立和使用了先进的林业地理信息系统, 正在成为衡量当地林业管理水平的重要标志。随着 3S 技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展, 极大地促进了林业资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段, 国内从事林业GIS 研究的人数不多;GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区分析和成果显示输出等几个方面。在林业GIS 基础数据库建设、林业通用GIS技术模块、林业行业数据标准和林业GIS 海量数据支持等方面报道较少, 这需要广大的林业工作者共同努力, 促进我国林业GIS 事业的快速向前发展
第三篇：GIS在物流中的应用
GIS在物流中的应用
GIS应用于物流分析，主要是指利用GIS强大的地理数据功能来完善物流分析技术。GPS在物流领域的应用可以实时监控车辆等移动目标的位置，根据道路交通状况向移动目标发出实时调度指令。而GIS、GPS和无线通讯技术的有效结合，再辅以车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等，能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本最优。
一、GIS/GPS在物流企业应用的优势主要体现在以下几个方面：
1．打造数字物流企业，规范企业日常运作，提升企业形象。GIS/GPS的应用，必将提升物流企业的信息化程度，使企业日常运作数字化，包括企业拥有的物流设备或者客户的任何一笔货物都能用精确的数字来描述，不仅提高企业运作效率，同时提升企业形象，能够争取更多的客户。
2．通过对运输设备的导航跟踪，提高车辆运作效率，降低物流费用，抵抗风险。GIS/GPS和无线通讯的结合，使得流动在不同地方的运输设备变得透明而且可以控制。
3．通过物对物流运作的协调，促进协同商务发展，让物流企业向第四方物流角色转换。由于物流企业能够实时的获取每部车辆的具体位置，载货信息，故物流企业能用系统的观念运作企业的业务，降低空载率。这一职能的转变，物流企业如果为某条供应链服务，则能够发挥第四方物流的作用。
物流企业通过无线通讯，GIS/GPS能够精确的获取运输车辆的信息，再通过INTERNET让企业内部和客户访问，从而把整个企业的操作，业务变得透明，为协同商务打下基础。
将地理信息系统(GIS)、卫星定位系统(GPS)、无线通讯(WAP)与互联网技术(Web)集成一体，应用于物流和供应链管理信息技术领域，国内还没有完全成熟。随着人们的重视和技术的进步，GIS、GPS、WAP和WEB技术将结合在一起，共同描绘透明物流企业，减少物流黑洞，增强国内物流企业竞争力，在不久将开放的物流市场上站稳脚跟。
二、GIS在物流中的实际应用举例（白沙烟草物流公司）
白沙烟草物流公司已启用的烟草配送GIS及线路优化系统，经过三个多月在配送区域内送货线路上的试运行，已取得初步成功的经验和数据，为即将全面启动该系统打下了良好的基础。
白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统是基于集成了国际上发展成熟的网络数据库、WEB/GIS中间件、GPS、GPRS通讯技术，采用金启元科技发展(北京)有限公司的地图引擎中间件(GS-GMS-MapEngine for Java)产品为核心开发技术平台，结合白沙物流的实际，开发设计的集烟草配送线路优化、烟草配送和烟草稽查车辆安全监控、烟草业务(访销、CRM等)可视化分析、烟草电子地图查询为一体的物流WEB/GIS综合管理信息系统。该系统利用WEB/GIS强大的地理数据功能来完善物流分析，及时获取直观可视化的第一手综合管理信息，即可直接合理调配人力、运力资源，求得最佳的送货路线，又能有效地为综合管理决策提供依据。系统中使用的GPS技术可以实时监控车辆的位置，根据道路交通状况向车辆发出实时调度指令，实现对车辆进行远程管理。
1、白沙烟草物流开发使用GIS线路优化系统后，将实现以下六大应用功能:
（1）烟草配送线路优化系统:选择订单日期和配送区域后自动完成订单数据的抽取，根据送货车辆的装载量、客户分布、配送订单、送货线路交通状况、司机对送货区域的熟悉程度等因素设定计算条件，系统进行送货线路的自动优化处理，形成最佳送货路线，保证送货成本及送货效率最佳。线路优化后，允许业务人员根据业务具体情况进行临时线路的合并和调整，以适应送货管理的实际需要。
（2）烟草综合地图查询:能够基于电子地图实现客户分布的模糊查询、行政区域查询和任意区域查询，查询结果实时在电子地图上标注出来。通过使用图形操作工具如放大、缩小、漫游、测距等，来具体查看每一客户的详细情况。
（3）烟草业务地图数据远程维护:提供基于地图方式的烟草业务地图数据维护功能，还可以根据采集的新变化的道路等地理数据及时更新地图。对烟户点的增、删、改;对路段和客户数据的综合初始化;对地图图层的维护操作;地图服务器系统的运行故障修复和负载均衡等功能。
（4）烟草业务分析:实现选定区域，选定时间段的烟草订单访销区域的分布，进行复合条件查询;在选定时间段内的各种品牌香烟的销量统计和地理及烟草访销区域分布;配送车组送货区域的地图分布。通过在各种查询统计、分析现有客户分布规律的基础上，通过空间数据密度计算，挖掘潜在客户;通过对配送业务的互动分析，扩展配送业务(如第三方物流)。
（5）烟草物流GPS车辆监控管理:通过对烟草送货车辆的导航跟踪，提高车辆运作效率，降低车辆管理费用，抵抗风险。其中车辆跟踪功能是对任一车辆进行实时的动态跟踪监控，提供准确的车辆位置及运行状态、车组编号及当天的行车线路查询。报警功能是当司机在送货途中遇到被抢被盗或其它紧急情况时，按下车上的GPS报警装置向公司的信息中心报警。轨迹回放功能是根据所保存的数据，将车辆在某一历史时间段的实际行车过程重现于电子地图上，随时查看行车速度、行驶时间、位置信息等，为事后处理客户投诉、路上事故、被抢被盗提供有力证据。
（6）烟草配送车辆信息维护:根据车组和烟草配送人员的变动及时在这一模块中进行车辆、司机、送货员信息的维护操作。包括添加车辆和对现有车辆信息的编辑。
白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统的上线运行，标志着白沙物流的信息化建设迈上了一个新的台阶，必定会在规范日常运作，提升公司形象，打造数字化的跨区物流企业的进程中起到巨大推动作用。
经过GIS计算自动生成的优化配送线路图，可指导烟草送货员大大提高送货效率，节约配送成本。
2、白沙物流烟草配送综合GIS及路径优化系统的开发背景
纵览目前国内烟草软件开发公司，能够提出完整的多点物流配送算法的专业公司还非常少，原因是开发商只有经过长期的积累才能了解烟草及物流行业相关复杂的业务和管理流程，而一些物流软件开发公司虽然对物流的环节比较熟悉，但是对GIS特别是适应烟草物流大集中业务模式的WEB/GIS技术方面比较陌生，而城市多点物流配送的算法很难和这两方面脱离开。所以造成以前没有太多公司能提供完善而成熟的烟草多点物流配送算法模型;多点物流配送的算法含盖了许多内容，如何合理的搭建算法模型，其中还要包括多重约束条件。没有做过类似的烟草项目是很难建立起来的。因为一些细小的因素，不了解烟草物流业务管理流程并且通过实际开发物流多点配送和配送路径优化系统类似项目的话，是很难拿出适合的烟草业务空间数据采集方案和考虑全面的算法条件，使系统可用性和可扩展性差之千里。
国外的路径算法的模型软件，却很难符合中国路网规则、城市交通禁则以及频繁的变化需求，更难符合改革中的中国烟草的管理流程。我们所介绍的应用软件就考虑这些特点给用户提供方便的“地图数据同步初始化工具”和“WEB远程数据维护功能模块”国内许多物流软件企业由于不熟悉GIS方面深入的路径算法模型，推出的物流配送管理系统，多是一些类似MIS的管理系统，主要解决的是物流内部信息流的管理，与GIS的结合也多体现在只能单一的将地图查询和GPS加到干线物流配送时的车辆监控功能(例如中铁快运和邮政物流)等粗浅的技术应用;实际并没有解决城市内多点物流配送的难点。由于城市道路情况复杂、客户分散、烟草定单品种众多且数量不等客观条件，最容易产生运力不足的假相。而实际上这是由于配送车辆的空置率和空驶率太大造成的。所以对于一些开发烟草MIS，访销、CRM和仓蓄物流系统这样的方案提供商，对多点物流的配送的应用很难独立专业地完成，所以采用专业技术集成的方式解决是一条捷径。
而国内的GIS应用软件企业，由于烟草物流行业的专业性，以往有的GIS的烟草应用，本身就很少能专一的进行烟草物流GIS的应用开发，一般还停留在信息可视化的阶段，对烟草物流配送工作流程以及烟草基础管理系统如访销、仓储、客服系统的不熟悉也很难深入扩展到类似的应用。
目前国内的烟草物流对于GIS的应用存在认识上的偏差，大部分的烟草物流应用只单纯的利用GPS技术实现了查询烟草物流配送车辆的位置、轨迹，对于干线运输来说，基本可以满足要求，但是对于烟草访销配送最基础的基层地市烟草公司，特别是适应城网和农网烟草大集中的多点配送应用来说，只知道车的位置是远远不够的。合理的配送线路优化和按动态烟草定单配载，将直接提高配、运效率，大大降低烟草物流成本。
其实这种“多点配送路径优化应用系统” 同样非常适用于国家专卖食盐配送、家电配送、易腐蚀食品(乳制品)、冷冻食品、高级时令果品蔬菜的多点配送、城市大面积工作配餐以及加油站油品(危险品)配送等等。
第四篇：Gis在电力系统中的应用
GIS在电力系统中的应用
GIS的简介和功能
GIS即地理信息系统(GIS, Geographic Information System)是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。地图制作和地理分析已不是新鲜事，但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且，在GIS技术出现之前，只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。
一、GIS特点
1、开放性
具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。GIS技术支持多种数据库管理系统，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库；运行多种编程语言和开发工具；支持各类操作系统平台；为各应用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口；可嵌入非专用编程环境。
2、先进性
GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。系统设计采用目前最新技术，支持远程数据和图纸查询，利用系统提供的强大图表输出功能，可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。系统具备完善的测量工具，现场勘查数据，线路杆塔等设备的初步设计，并可直接进行线路设备迁移与相关计算等，实现线路辅助设计与设备档案修改。具有线路的方位或区域分析判断功能，为用户提供可靠的辅助决策，综合统计分析，为管理决策人员提供依据。特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。地图精度高，省级地图的比例尺达到1：10000或1：5000，市级地图比例尺达到1：1000或1：500，地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。
3、发展性
具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过程中，考虑系统成功后进一步发展，包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。开发工具一般采用J2EE、XML等。
二、电力GIS特点
电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点：
1、电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。
2、电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。
3、电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。
4、电力GIS的单机工作站方式已经落后，且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上整合信息，实现资源共享。
5、电力GIS具备安全保护的特点，电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源，是国家安全的信息。
三、GIS在电力行业的应用
1、面向对象的数据建模，具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。分层建立各种数据模型，并建立各层的连接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。
2、支持多种图形处理与管理，实现数据的多层映射，多维空间映射，提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数，标尺准确，高精确度杆塔位置，按用户需要自动生成专用地图。
3、数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描述，其目的是能对电网实现快速查询，及时掌握电网运行状态，快速诊断电网故障，提高处理事故能力，保证电网运行质量以及提高用户服务质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算；根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息，对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。
4、电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。支持多种管理应用系统的连接，其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期实行全过程跟踪，包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。
5、电力GIS对信息库进行安全保护，制定管理与使用的安全保密措施和机制，包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑，并严格实施，对应用系统的数据实现多层安全保护，设置用户权限以保证系统资源共享下的安全，使系统能在可靠安全的环境下运行。
电力系统所管辖的电网线路和设施分布在广阔的地域上，因此就很需要有GIS来为其所用。电力信息系统与其它信息系统不同之处在于它需要在数据库中记录地理信息，而且有两种类型的地理信息：电力设施的详细位置信息和设施之间的空间关系信息。
GIS系统是通过GIS技术对电力系统基础数据进行计算机管理，能够在地理背景图上管理配电网图形资料和非图形参数，真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置、对所属电力用户的供电方式等各种信息，并结合DMS中实时控制和离线应用，在地理背景图上显示电力系统实际运行状况。
通过GIS软件技术对配电网基础数据进行计算机管理，把GIS系统中实时控制和离线应用有机结合，形成一个具有空间概念（地理环境信息）和基础信息（电网资料和用户资料）的分层管理数据库，既能方便地进行查询和管理，为配电网运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型，又为GIS系统提供基础数据库平台，支持系统许多应用软件的开发和其他功能的实现，如故障投诉管理、配网工作（设计、施工和检修）管理、用电营业管理系统等。
电力客户服务中心系统“95598”，用于处理用电客户进行故障报修、投诉举报、咨询登记、信息查询等业务，对于用户来说，更多的是进行用户用电的故障报修，信息员可以根据用户提供的地点，从GIS系统中通过相关操作查询与之相对应的用户杆号，然后通过座席系统Agent下发派工单到配电抢修班或其他相关部门，指挥抢修车辆达到现场进行维修，再由抢修相关人员将现场故障情况及处理结果及时反馈给客户服务中心。
配电GIS与电力客户服务中心系统“95598”相结合，可以快速、准确的根据用户的故障投诉电话判断发生故障的地点、抢修队伍目前所处位置、及时派出抢修人员，缩短停电时间。近几年，电力系统相继开发建设了一大批GIS应用系统。如大连供电公司配电地理信息系统，长春供电公司用电GIS综合管理系统，南昌供电局SCZDA/AM/FM/GIS自动化主站系统，贵阳南区供电局配网地理系统，甘肃送变电工程公司输电管理地理信息系统等。下面介绍在系统运行管理方面
GIS在电力系统运行管理方面的应用
1、北京供电公司配电生产管理信息系统自2002年1月在北京供电公司、海淀、朝阳、丰台、石景山供电分公司和电缆管理处等单位安装以来，运行稳定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。
2、山西省电力公司和山西晋城供电分公司2002年12月开始实施的“基于空间信息的电网综合管理系统”实现了山西电网的全面统一管理。
3、江苏省电力公司信息中心，积极推进电力GIS的应用和研究，把输电管理系统、调度管理信息系统、客户服务系统建立在GIS平台上。
4、上海沪西供电所通过电力GIS搭建数字电网实时系统，监控辖区内150万用户的用电状态，改革供电服务业务方式，通过GPS卫星定位系统准确定位，对电力线路实施维护。从电力输电预警系统分析线路运行故障，向班组发布抢修指令。利用GIS系统输出出事现场电路设备信息和接线分布图，为抢修车赶赴现场的工程人员提供准确的设备和线路信息。
GIS为电力信息化建设做出了巨大贡献，对电力行业的发展起到了积极促进作用，但同时应当看到我国电力GIS与国外先进水平还有很大差距。美国在20世纪90年代初就提出了“数字地球”的概念，而我国的地理信息系统才刚刚发展几年。相信我国电力GIS的应用空间和应用深度还很大，相信通过我们的努力会将电力GIS的水平提高到一个新的高度，电力GIS在不久的将来会到达光辉的顶点。参考文献：
1.《大连供电公司配电地理信息系统-查询版操作手册》，深圳市雅都软件股份有限公司，2004年9月出版
2.《配电GIS户外数据采集系统的建设与思考》，袁晨 赵晓纯，2006年12月发表
3.《手持GPS在配网地理信息系统的应用》，农村电气化，2007年第4期
作者介绍：
第五篇：GIS在环保中的应用
GIS在环保中的应用
一、GIS技术及其特点
GIS 系统是在数据库管理系统（DBMS）和计算机辅助设计（CAD）两个比较成熟的软件技术基础上发展起来的，并附加了对空间数据进行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能而别具一格。它所提供的专用函数可用来进行测量、坐标变换、图象生成、属性修改、统计分析、拓扑叠加、网络分析等。许多GIS产品还采用了工业标准的组件对象模型（COM）技术，为用户进行功能和结构定制拓展了空间。GIS技术特点可归纳为：
1.1数据输入
数据输入是把现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码、统一的标准和结构组织转换为计算机可处理的形式，输入到数据库中的过程。除了在地图上手扶跟踪数字化、图形扫描外，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据已成为GIS的重要数据来源。
1.2数据处理
GIS 对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，如何有效地存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别存储，把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。
1.3空间分析和统计
空间分析和统计是GIS的一个独立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。这也是GIS得以广泛应用的重要原因之一。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析，缓冲区分析，网络分析等。栅格数据空间分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析等。
1.4地图显示与输出
GIS 可将空间地理信息以地图、报表、统计图表等形式显示在屏幕上，利用开窗缩放工具可以对所显示的地图中的任意点和范围进行无级开窗缩放，也可以按照某一比例尺显示，进行分析对比。还可按照用户需要设置制图符号和颜色，根据编辑好的空间数据分层选择，通过逐层叠加形成各种专题图，通过绘图机、打印机等输出。
1.5二次开发和编程
大多数GIS系统都提供二次开发环境，包括提供专用语言的开发环境，用户可在自己编程环境中调用GIS的命令和函数。系统配有专门的控件，供用户的开发语言（C++，VB，VC++，Dephi，…）调用等等。用户可以很方便地编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户界面，完成GIS的应用功能的开发。
二、GIS技术在环境保护中的应用
随着我国环境信息化的快速发展和计算机新技术在环境保护领域的广泛应用，环境信息系统在环境保护管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为环境保护工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。
目前，全国27个省级环保局及一百多个城市环保部门都已经使用地理信息系统平台软件和相应的硬件设施，大部分省市已经建立环境基础数据库，在GIS平台上开发了城市环境地理信息系统、重点流域水资源管理、环境污染应急预警预报系统等，取得了显著的成效。下面将结合实例分别阐述GIS技术在环保领域的应用情况。
2.1应用GIS制作环境专题图
环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS 建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。GIS的制
图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。
2.2应用GIS建立各种环境地理信息系统
各级环保部门在日常管理业务中，需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。而这些环境信息85%以上与空间位置有关。GIS的强大功能之一是它的空间数据的采集、编辑、处理功能和对空间数据的管理能力。使用GIS，可以建立各种环境空间数据库。例如：污染源空间信息数据库（包括工业、农业、交通等污染源数量、属性和污染源发生的地域范围）、环境质量信息数据库（包括空气、水、噪声等），GIS能够把各种环境信息与其地理位置结合起来进行综合分析与管理，以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和管理的可视化。例如，基于GIS平台，厦门市建立了城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库，开发了网络化城市环境质量地理信息系统，该系统涵盖了大气、地表水、声学环境的监测信息，以分布图、专题图、三维模型等形式，生动直观地反映环境质量状况。由于采用了因特网的 GIS开发技术，该系统可以在Internet/Intranet上运行。
.3 GIS应用于环境监测
在环境监测过程中，利用GIS技术可对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。如广东省以东深流域自然环境地理信息为基础，对东深流域的监测数据进行存储处理，利用GIS技术开发了东深流域水环境管理信息。该系统直观显示和分析东深流域水环境现状、污染源分布、水环境质量评价，追踪污染物来源。可结合数字地图查询历年监测数据及各种统计数据，进行空间分析（如缓冲区查询与分析）、辅助决策（容量计算及污染状况的预测）为流域水环境的科学化管理和决策提供了先进的科学手段。
2.4 GIS应用于自然生态现状分析
在进行自然生态现状分析过程中，利用GIS 可以比较精确地计算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等，客观地评价生态破坏程度和波及的范围，为各级政府进行生态环境综合治理提供科学依据。国家环保总局把GIS技术与遥感技术相结合，对我国西部12省的生态环境现状进行调查，得到了西部地区生态环境的空间分布与空间统计状况、生态环境质量状况和生态环境变化的空间规律特点，为该地区经济的可持续发展与资源环境的可持续利用提供了科学依据。青海省遥感中心将“3S”技术运用到青海湖环湖重点区域调查上，快速查清了该区域土地利用、土地覆盖现状，建立了生态环境数据库和生态环境评价指标体系，为政府规划决策、资源开发、环境保护提供了宝贵资料。
2.5 GIS应用于环境应急预警预报
建立重大环境污染事故区域预警系统，能够对事故风险源的地理位置及其属性、事故敏感区域位置及其属性进行管理，提供污染事故的大气、河流污染扩散的模拟过程和应急方案。例如，大连市的“重大污染事故区域预警系统”把重大污染事故的多种预测模型与GIS技术相结合，当某一风险源发生事故时提供应急措施、报警信息和救援信息，为重大污染事故应急指挥奠定了基础。上海市应用GIS、RS与GPS技术开发了环保应急热线系统，该系统采用GIS技术进行污染源搜索和定位；将GIS与GPS结合起来，用于出警指挥和导航；用RS技术获取地面信息，解决了GIS基础底图动态更新问题。通过“3S”技术的综合应用，更好地发挥了GIS在环保执法和应急事件中的作用。
2.6 GIS应用于环境质量评价和环境影响评价
由于GIS能够集成管理与场地密切相关的环境数据，因而也是综合分析评价的有力工具。环境影响评价是对所有的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行预测评价，并提出防止和减缓这种影响的对策与措施。利用GIS的空间分析功能，可以综合性地分析建设项目各种数据，帮助确立环境影响评价模型。由于GIS系统具有层的结构，可将不同的环境影响进行计算并叠加。深圳市环境保护研究所已利
用GIS技术进行编制环境影响评价报告书和制图。
在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。
2.7 GIS应用于水环境管理
水环境信息具有明显的空间属性和层次属性，利用GIS可以更加明确地揭示不同区域的水环境状况，反映水体环境质量在空间上的变化趋势。可以更加直观地反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用GIS还可以进行污染源预测、水质预测、水环境容量计算、污染物削减量的分配等，以表格和图形的方式为水环境管理决策提供多方位、多形式的支持。目前，全国各省环保局正在使用GIS软件进行各省水环境功能区划汇总工作，在此基础上，进一步开发水环境功能区管理信息系统，实现水环境数据查询、水质评价、统计分析、水质预测等功能，将各种水环境信息以可视化的方式表达，对水环境的科学管理将具有非常重要的意义。
地理信息系统近年来发展迅速，尤其是“3S”集成技术的出现，使我国的环境地理信息系统开发与应用迈上新的台阶。随着国家环境地理信息系统的建立和100城市日援项目的实施，GIS技术必将在环境保护领域得到更广泛的应用。
三、GIS技术在环境保护中的优势
城市环境地理信息系统对环境管理中的各种专业实施强有力的分类管理，提供丰富快捷的查询、分析和统计功能，还具备环境监测、环境评价等多种功能。并可打印各个环节产生的数据或图表，从而使管理更加方便。
3.1污染源信息查询。
包括污染源点定位，多媒体介绍，污染源单项查询，污染源图元属性查询，地方数据库查询，污染信息查询，污染区域查询。实现对污染源的单项信息查询（如工业用水、工业废水、工业能耗、工业固废、工业治理设施）。对监测点的各方面（二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、降水 P H值）污染信息的查询。查询自定义范围（圆形、矩形、任意多边形）内某一年污染源的污染信息。并提供多种直观输出方式。
3.2污染源历年统计和分析。
包括筛选企业分析、各污染物排序分析、污染源报告分析、污染源缓冲区分析、污染源区域分析、污染源水系分析、大气环保预测、三维地貌显示、等标负荷分析。对各种污染物进行排序分析，能直观反映各企业的排污严重情况。快速统计污染源废水排放量、废气排放量、废水等标污染负荷、废气等标污染负荷。提供点源模式和面源模式两种分析模型。
3.3监测资料分析。
包括污染点位分析、污染等值线分析、大气环境质量状况、污染变化趋势分析、大气质量周报分析、区域噪声地图化分析、道路交通噪声图生成等。系统采用等值线方式分析全区范围的污染情况。提供平面和立体等值线两种分析模式。对大气环境质量按分析四季污染（二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、硫酸盐化速率、降水）的变化趋势，并在地图上动态绘制直方图。
3.4图形／数据库编辑。
提供污染源常用的编辑功能。完成编辑污染物基本信息，编辑污染物的图形数据。可以保存污染专题图的点文件。
四、3DGIS的应用
3DGIS 是GIS的一个重要发展趋势，它区别于以往的二维GIS。二维 GIS是始于二十世纪六十年代的机助制图，今天已深入到社会的各行各业中，但是二维GIS存在着自身难以克服的缺限，本质上是
基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的本原感受。虽能够表达出表面起伏的地形，但地形下面的信息却不具有，世界的本原是处在三维空间中的，二维GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象上的无能为力。克服这一缺陷迫切需要真正的基于三维空间的GIS的问世。三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术给用户展现地理空间现象，能方便地对空间对象进行三维空间分析和操作。
现阶段采用的环保地理信息系统，在环境质量监测方面，可提供监测点位的显示、点位查询、区域查询、信息查询、全区环境分布、全区或个别点环境平均状况随时间的变化情况等功能。自动生成交通线上的噪声污染图，功能区噪声图等；在评价模型方面，实现了大气环境领域的五种经典空气质量评价模型，准确地对当前大气环境质量及影响进行评价，系统的结果输出直观，并具有统计功能，可存储多次（按用户需求）评价结果供用户参考、比较；在地理数据和专业数据管理方面，可动态建立图形属性库、修改属性域，并对已有属性进行管理、维护操作。通过开放式数据库接口可充分利用环保系统已有的数据库资源，减少了数据的录入量；在污染源管理方面，利用GIS技术把环境污染源应用软件构筑于污染源数据库管理系统和图形库管理系统之上，能综合分析环境情况，实现污染源信息的综合查询；在动态数据成图方面，自动对区域环境状况进行直观表现，提供描绘全场平面，立体等值线图，各种数据可生成饼图、柱状图、线状图等多种表现形式，能动态外挂图、文、声、像等多媒体数据，通过地理数据实现地貌的三维显示。（转载）
GIS 技术在生态环境研究中的应用
摘要 ：GIS是一种功能十分强大的信息处理系统。近年来，GIS 系统得到了广泛的运用，产生了巨大的经济和社会效益。由于传统生态环境研究本身存在着局限，使得GIS在生态环境 研究中的应用凸现出得天独厚的优越性，并在不同的研究方 向都发挥着重要作用。
关键词 ： GIS、地理信息系统、生态环境、应用 １、GIS简介 GIS是英文 Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ 或 Ｅｅｏ－ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ 的缩写，可以简单定义为用于采集、模 拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。一个GIS 系统主要包括①空间数据输入子系统；②数据存 储与检索子系统；③数据分析与信息处理子系统；④数据输出 子系统［２］。功能构成包括：①数据采集、检验、编辑；②数据操 作运算；③数据储存、组织；④数据查询、检索、统计、计算； ⑤数据空间分析；⑥数据实现。
２、GIS 技术应用于生态环境研究的可行性和优越性 GIS以其强大的空间与属性信息一体化管理及空间分析能 力在不同的领域、行业获得了广泛的应用。
随着不断进入科研 和应用领域，GIS技术已具备了在生态环境监测与分析方面作 为主要技术手段的能力。另外，GIS 技术的发展过程本身就 包括其在生态环境科学中应用的不断深入发展，利用
GIS 进 行生态环境分析评价与规划决策等方面已积累了大量的经验，并体现出如下的优越性：①可以充分利用GIS技术实现对生态 环境各要素的综合、动态、实时监测，获取丰富全面的信息； ②利用GIS对生态环境数据处理与空间分析，可以克服分析方 法的不足，实现生态环境信息分析的空间与属性信息一体化 分析与综合处理的功能，还可以实现对生态环境演变的模拟 和预测；③GIS技术对生态环境的监测与分析的效率高、成本 低、精度高、用途广，较传统方法在各方面都有较大的优越性。
３、GIS 技术在生态环境研究中的应用
３．１ 生态环境监测与生态环境演变的动态模拟。生态环 境的演变周期长，一旦失衡，就很难复原，造成的灾害很严重。GIS 技术通过对多源、多时相遥感图像的分析，能对过去历史 过程进行近似的再现与模拟，并对未来的生态环境演变进行模 拟和演示，对预警生态环境灾难的发生具有非常现实的意义。
３．２ 区域生态环境治理。GIS可以将ＲＳ（遥感）与ＧＰＳ（全 球定位系统）获取的数据从定量、动态和机制等方面进行综合 集成，建立具有实时、空间表达详尽等特点的区域生态环境时 空变化模型。通过对遥感图像的分析，了解过去若干年内该区域生态环境的变化过程，并将其与驱动因子联系起来，建立解 释生态环境当前和未来变化的经验性诊断模型，为区域生态 环境治理提供科学的依据。
３．３ 生态环境动态监测。生态环境动态监测具有长期性、实时性、综合性和周期性等特点，需要大范围的、实时监测的 生态环境参数；数据必须具有较高的精度和准确度，并得到有 效的管理和迅速的处理［５］。ＧＰＳ与GIS的结合可构成生态环境 实时数据采集与分析系统。传感器采集到的数据经处理后记 录在文件中，并与ＧＰＳ测定的坐标数据一起输入到GIS数据库 中，利用GIS进行生态环境参数的定量、定性分析及分析预测 生态环境的动态变化。
３．４ 生态环境评价。生态环境的评价、管理是建立在生 态环境监测数据的基础上的。在生态环境数据采样时，首先获 取需采样的生态环境指标的定性信息，然后制定出合理的采 样方案和重点采样区。采样完成后将预处理的信息输入到GIS 中，得到有关生态环境因子的分布图，然后利用GIS进行全区 域生态环境的综合评价，再将评价指标输入到生态环境管理 规划模型中，制定出该区域的生态环境规划策略。
３．５ 生态环境管理与规划。对生态环境要素进行动态监 测，获取生态环境信息。获取的信息输入GIS数据库中，经过 管理和编辑，生成各种统计图象和专业模型以满足实际需要。
３．６ 生物多样性研究。①植被类型调查：植被是其他自然 要素的指示，综合反映所在地的自然和社会条件，其变化信息 在生物多样性变化的研究中具有十分重要的意义。近年来，利 用GIS等空间信息技术进行植被资源进行植被资源的调查逐渐 走向成熟：Ｒｉｎｇｒｏｓｅ应用GIS和ＲＳ 技术进行博茨瓦纳南部 植被变化的研究； Ｂｌａｃｋｂｕｒｎ 等根据树冠覆盖间隙，利用 GIS 与航空遥感图像进行落叶林地的生态调查；②野生珍稀动 物的调查研究：野生珍稀动物是生物多样性研究和保护的重要 目标。通过对其生境及其栖息地状况（包括地形、土壤、水源、植被覆盖特征、人类活动影响等）的研究与分析，可以间接反 映其生物多样性情况。Ｈｅｒｒ 等［１０］利用GIS 与ＲＳ 技术对鹤的 栖息地进行研究，通过数据层的生成、栖息地描述、分布预 测，建立栖息地模型，实现对研究区鹤的生物多样性信息的调 查；③生物多样性分析与评价：通过GIS，对获取的可靠数据进 行有效管理和共享，进行数据实时更新，及时给出生物多样性 变化数据，为生物多样性保护途径提供可靠的决策支持。
３．７水土保持。GIS 等空间信息技术的发展为现代水土保 持监测的发展提供了技术支持。①水土流失普查：利用ＲＳ
与GIS的集成，对大面积水土流失动态监测，同时利用ＧＰＳ对 水土流失普查中典型样地进行定位；②水土流失数据更新：典 型水土流失更新是利用不同时期遥感影像对比，发现变化靶 标，再利用Ｇ
ＰＳ技术为变化靶标精确定位，再由GIS系统对变 更数据进行编辑处理；③水土流失动态分析：利用GIS的分析功 能提供各级行政、流域单元、各个层面的分类统计资料和有关 属性因子之间的关系，根据需要提供各种专题图、演示图和相 应的文档报表；④水土流失预测预报：利用GIS分析功能，对水 土流失过程进行模拟，建立各种预测预报模型的GIS 系统。
４、总结 GIS
地理信息系统经过近三十多年的发展，在诸多行业 当中已经到达了一个相当重要的地位，特别是在生态环境研 究方面的应用，更是大大提高了在生态环境监测、保护与治理 研究、生态环境分析评价、环境规划决策以及环境管理等方面 的效率，为生态环境研究提供了功能强大的辅助工具和操作平台，开拓出更加广阔的发展空间。
尽管党的十六届五中全会提出新农村建设要发挥国家和 农民两个方面的积极性，但在新农村建设之初，国家的投入致 关重要。长期以来，由于国家的政策偏向城市而导致农村贫 穷，导致城乡巨大差别。现在，要解决城乡矛盾，缩小城乡差 距，关键是政策上的改变，这一点随着社会主义新农村建设的 进行我们看到了党中央的决心。政策出台后，就要进行实际的 投入。首先，生活条件的投入。要改变目前农村村民非常差的 饮水、交通和其它恶劣的生存环境和生存条件。按照科学发展 观以人为本的要求，同样生存在社会主义阳光下的贫困农民 生活基本条件的改善是我们党和政府的首要任务。其次，生产 发展的投入。单是改善村民的基本生活条件，农民的生产条件 没有得到改善，农民的经济收入也不会得到提高，改善的生活 环境又可能恶化。再次，文化教育的投入，逐步提高村民的文 化素质和道德水平。由于我国目前广大农民的认识水平和理 解能力有限，如果没有国家的大力投入很难调动农民进行新 农村建设的积极性。国家投入逐步到位后，农民看到新农村建 设的成果，感到新农村建设的好处后，自发建设社会主义新农 村的积极性就会调动起来。只有国家和农民的两个方面的积 极性调动起来了，新农村建设才大有希望。各级政府对新农村建设的规划是新农村建设重要内容之 一。中央对新农村建设进行总的战略规划，各级地方政府必 须因地制宜，实事求是对各地如何进行新农村建设有步骤规 划具体实施方案。新农村建设没有政府的规划是不行的，靠 农民自身去规划新农村建设是不现实的，也是不可能的。忠 县双桂镇仁和村成为忠县社会主义新农村建设的典型其中有 一条宝贵的经验就是镇、村两级组织对新农村建设的规划力 度较大。仁和村随着村民经济收入的提高，村民有一种想改 善居住环境和集市环境的意愿，镇、村两级组织因势利导，在 石遂路穿越仁和村的一段地势平坦，开阔的公路两旁进行了 规划，凡在这里修建房屋的村民的建房手续由政府统一办理，而且减免许多手续费。再是政府拿出一部分钱来，对在居民 点修建房屋的进行奖励，凡在新居民点修房的每户奖５００元，且从房屋到公路的硬化由政府出面进行。这样，仁和新村经 过４ 年的努力初步形成。现在村民们认识到新村居住的好处 后，不需要政府奖励主动申请要求到新村建房，这样才形成 现在的仁和新村。目前镇村两极组织正在进行规划全村的饮 水工程和天然气工程。由此可以看出政府的规划在新农村建 设过程中的作用。总之，社会主义新农村建设是一项史无前例的伟大工程，它需要全党全国人民解放思想、实事求是、大胆探索，有步 骤、分阶段的走出一条适合各地农村实际的新路，它需要全党 全国人民为之不懈的共同努力与奋斗，这一光辉而又伟大的 历史任务才能完成。
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