第一篇：城市地理信息系统
07地信一班 董利荣
浅谈城市地理信息系统
城市是人类文明的象征，是人类社会物质和精神财富生产，积聚和传播的中心。社会、经济和科学技术的进步促进了城市化的发展。同时，城市化的发展也引起了一系列的环境及社会经济问题，以城市为中心的环境问题，交通问题，基础建设压力增大的问题。为了城市的健康发展，要求建立建全城市地理信息系统。
城市地理信息系统(UGIS：Urban Geographic Information System)是城市重要的基础设施和实现现代化管理的主要技术手段。城市地理信息系统服务于城市规划，地籍管理，交通管理，基础设施建设与投资环境研究。目前由于城市化的需求正快速推进城市地理信息系统的科技进步及产业化，而城市地理信息系统又成为城市社会经济活动的神经网络，成为城市发展的不可分割的部分。
在我国，80年代初，中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室就配合沿海城市改革开放的浪潮，积极开展了城市地理信息系统的试验研究，采用遥感和自动制图的方法，研究了城市的环境评价污染环境，交通控制和城市化的发展模式；1990年以后，城市地理信息系统研究进入办公自动化的专题应用阶段，开展珠海三角洲土地利用变化，土地增值，人口发展对城市化与区域发展的影响研究，紧密配合城市规划管理部门和地方行政部门开展了城市地理信息系统的总体设计，建设模式，规范标准和技术规程，城市地理信息系统与城市管理办公自动化一体化结构的研究得到了深圳、厦门、海口、宁波和北海五城市的支持，从1995年起，该实验又展开了海岸带城市地理信息系统的研究工作，以上海、厦门和山东为典型，地理信息系统技术和区域分析方法相结合研究海岸带城市化问题。城市地理信息系统不仅具有存储、查询、检索等功能，而且还可充分发挥其模拟、评价和科学预测的功能，使之成为提高现代化城市管理、规划和决策水平的有效手段。
经济与科技的发展,推动了社会的进步,加速了人类的城市化进程。由此形成的现代城市特征与突出表现为:城市信息量急剧增加,处理与传递信息的速度明显加快,处理信息的方式方法复杂多样,导致了城市规划与管理日益复杂,从而对城市规划和管理提出了更高的要求。
目前,我国的城市规划正发生着四个方面的变化:由静态规划(ｓｔａｔｉｃｐｌａｎｎｉｎｇ)向动态规划(ｄｙｎａｍｉｃｌａｎｎｉｎｇ)发展,从物质规划转向社会经济发展规划,由专家审查到公众参与(ｒｅｓｉｄｅｎｔｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ)城市规划,规划的实施由行政管理向法制化管理转变。与此同时,现代城市规划与管理正面临着大量信息的收集与处理。一方面,做好城市规划与管理工作,需要越来越大量和复杂的信息;另一方面,规划师、建筑师、工程师以及城市建设和规划管理者必须有能力迅速处理大量的信息,并作出正确的规划决策和专业判断。如何有效利用有限的城市空间资源和信息资源产生最佳的经济、社会、文化效益,是目前城市规划与管理所面临的最大挑战。因此,规划与管理的方式方法也正发生着根本性的变化。针对城市的空间结构,可以认为城市不应在被视为各类建筑物、构筑物等简单的空间组合体,而应被视为人与空间的有机结合体,在计算机网络、电子智能技术下生存活动着的复杂生命系统。其中,ＵＧＩＳ扮演着神经中枢的重要角色。
1.城市地理信息系统(ＵＧＩＳ)概述
随着现代化经济的迅速发展，城市的规模不断扩大，城市作为一个巨大系统其子系统日益增多，子系统间的相互关系日益复杂，以至于我们对自己建设起来的城市变得日益不了解了，比如哪里有煤气管道、哪里有自来水管道、哪里有电缆、50年的建筑都分布在什么地方、医院和学校都分布在哪里等等。要把对城市的每个感兴趣的空间目标的有关信息记录下来，信息量极为庞大，巨大的空间信息和属性信息需要用GIS对之进行存储和有效的管
理,另外，城市管理与发展决策需要深层的空间信息。随着城市的发展，用传统的方式为城市规划管理和城市发展提供可靠的决策依据，日益变得力不从心，甚至无能为力。比如想迅速知道要修理某一处水管，多少户居民将停水，他们分布在哪里；如果要把一条道路拓宽50米哪些房屋要被折除，它们属于哪些单位和个人，拆迁面积多大、需要多少资金等等，采用传统的管理办法可能根本无法弄清这些数据。为了快速、灵活而准确地提供各种深层次的信息，客观上需要建立城市地理信息系统。
城市地理信息系统不仅是用来收集、存储、检索城市化过程的过去与现在，更主要的是用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市化的未来。
因此，城市地理信息系统作为城市规划管理最有效最现代的技术手段，在城市经济建设和人民日常生活中有着极为广泛的应用。城市地理信息系统（UrbenGIS—简称UGIS），已经成为GIS的一个重要分支。它主要应用在如下部门和领域：
（1）城市规划管理；(2)地下管网管理与维护；(3)土地管理，包括地籍管理、土地规划利用；(4)房地产管理；（5）城市交通管理；(6)市政工程实施与大型工程实施管理；(7)给排水；(8)公共设施管；(9)大型工矿企业的建设与管理；（10）公安、消防;（11）旅游，向导/导购/出租汽车；（12）通讯、电力、有线电视等。
以数据处理、分析与管理为主要特征的现代城市规划信息技术主要包括计算机辅助设计、遥感技术、地理信息系统和网络技术四个方面。ＵＧＩＳ是专业化的地理信息系统,是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。具体地讲,它是一种利用计算机技术及信息工程技术等实现对城市各种数据和信息进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统。
ＵＧＩＳ作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市列为一项重要的基础设施来进行建设,它担负着整个城市综合信息的存储、分析、交换和服务的功能,为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及为城市地理信息进行快速查询和分析提供了先进的技术手段和方法,并为决策提供辅助支持,成为未来数字城市不可缺少的工具。其主要特点有:
(1)基础空间数据全面,数据类型多样,数据更新方便,且能长期保留各时期城市空间状况,便于分析城市的发展规律、变迁过程和特点。
(2)数据库中的数据可进行多用户、多目的的重复使用,实现数据共享。
(3)便于利用现代数学方法加以模拟和评价,如回归分析、层次分析、系统动力分析、聚类分析等,提供定量信息。
(4)便于与其他数据综合利用,提供综合信息。
(5)定量描述规划方案及城市发展战略。
(6)提高了城市规划空间布局的准确性。
(7)可视化、动态的表现方法使得城市现状及规划方案更为直观和易于理解,并能提供标准、美观的文档及各类报表。
(8)有利于城市复杂信息和数据管理的规范化、智能化和可视化。
2.ＵＧＩＳ在城市规划与管理中的应用
一个完善的ＵＧＩＳ系统包含了从数据录入到数据(图形、报表)输出等各个阶段的工作。它具有良好的交互界面、顺畅的输入系统、完整的数据库(包括空间数据和属性数据)、完备的应用子系统、详尽的城市规划知识库、智能的辅助决策支持系统、完美的输出系统等。
在城市规划与管理中,依据使用目的的不同,ＵＧＩＳ子系统可分为城市规划信息系统(ＵｒｂａｎＰｌａｎ ｎｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ,简称ＵＰＩＳ)和城市管理信息系统(ＵｒｂａｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ,简称ＵＭＩＳ)。
城市总体规划大致可分为资料收集、现状调查、现状分析、预测分析、适宜性评价、方案制作、方案评审、成果整理等多个阶段。原则上,城市规划信息系统可以适合现状分析及后期各阶段的工作。
(1)现状分析、评价及发展预测。
通过对现状的自然环境、土地利用、道路、建筑物、经济数据等的定性、定量、定位进行分析,辅以适当的数学模型加以论证,可以对城市各要素的现状进行评估和评价,从中找出城市发展的动力因素和制约因素,进而提出促进城市发展的建议和措施。还可以预测城市及
各要素的发展趋势,为规划者和城市决策者提供参考,以便在以后的规划决策中既能充分利用城市发展的有利条件,因势利导,促进城市的健康快速发展,同时又能避免各种不利因素对城市发展的阻碍,使城市的发展既满足自身生长的客观规律,又可以满足人们的不同需求。典型的实例如Ｔｈｏｍｓｏｎ和Ｈａｒｄｉｎ利用ＧＩＳ和ＲＳ图像去寻找、确定曼谷城市圈地收入居民点的位置,加以综合分析评价,从而找出适宜的住宅发展地块。
(2)规划方案的生成与比较。
城市总体规划一般要求进行多个方案比较,以便形成更加科学、合理且符合实际、切实可行的规划方案。ＵＧＩＳ允许计算机改变传统的手工制图方式,使设计及方案修改、变更等工作变得方便、快捷、明了。利用ＵＧＩＳ的屏幕数字化和人机交互的功能,可以方便地实施某些城市要素的规划设计,包括城市交通网的结构和布局、用地发展方向选择和布局、城市基础设施(供水、排水、供电、通讯等)的规划布局和综合协调等。同时,ＵＧＩＳ的分析计算模块可以及时、准确地计算出总体规划中需要的各种技术经济指标,包括用地平衡表、土地利用率、投资估算等。从而通过比较得出各规划成果的指标与国家标准、相邻主要城市相应指标的差异以及方案的经济性。专业的3S站 3s8.cn
在多方案进行比较中运用ＵＧＩＳ可以节省大量的人力、物力和财力,并且更方便和精确,并具有较强的时效性。例如,在选址时的操作可按如下步骤进行,在城市规划数据库中将规划区域内各要素(地质、地形、水文、土地利用、人口密度等)分成不同的数据层,每个要素又分成不同的等级(即权值,一般有三标度、五标度不等),同时,各要素也应依据其对评价结果的影响程度的不同而赋予不同的权重。然后将各数据层与用地规划图进行叠置(ｏｖｅｒｌａｐ),从而得出各地块的适宜度,从中挑出合适的地块进行相应的用地布局。同样地,我们还
可进行城市现状及规划方案的环境质量影响状况评价,居住方便性、灾害风险、工程合理性、经济性等的分析。
(3)规划成果的输出。
由机助制图生成规划成果,包括文字报告及二维图件、三维模拟等,这是目前最成熟、最普及的ＵＧＩＳ功能模块。不但解放了规划师,使其不必耗费过多的精力于制图和编写相关报告上,同时也使规划成果更加美观、标准,更易被非规划专业人士理解。但值得注意的是,我们不能认为这就是ＵＧＩＳ的全部而走入误区。
3.1 当前ＵＧＩＳ的主要问题
(1)几乎没有专门的ＵＧＩＳ模块和软件,大都只是利用ＧＩＳ软件二次开发后来进行规划及管理,许多必要的分析功能及决策功能由于软件中没有相应的工具而不能进行。
(2)各城市、各部门各自为战,各搞各的系统,相互之间无法沟通与共享,造成浪费。
(3)重视硬件设备,轻视软件投入,忽视技术人才的培养,使得建成的系统成了摆设,无法发挥其应有的作用。
3.2 当前的发展策略
(1)有针对性地展开ＵＧＩＳ模块的开发与应用。不求大而全,而应力求实用、方便。如今,控件ＧＩＳ和网络ＧＩＳ的兴起正为这项措施的实施提供了条件。只有开发完善的用户界面,设计出各种业务管理与决策分析的查询、统计和分析功能模块,才能满足城市规划与管理科学化、现代化要求。
(2)标准化。应尽快统一全行业的标准。包括软件标准化、数据分类及编码的标准化、数据结构及格式标准化、图示、图例及报表标准化等。
(3)全面开展应用培训,培养各层次的专业人才。包括模块开发人员、管理维护人员、应用人员等。结 语
城市规划与管理的基本目标始终是保障城市的健康发展,为人们创造优美宜人的生存环境。而迅猛发展的ＵＧＩＳ技术,已成为数字化和信息化多源城市空间信息的统一载体,为城市规划与管理提供了方便、快捷的技术手段,提高了规划、管理与决策的效率和质量。如何充分利用和挖掘ＵＧＩＳ潜力,使之与城市规划与管理更好地结合在一起,造福于全社会,是目前亟待解决的问题。因此,应充分认识到目前ＵＧＩＳ发展存在的问题与不足,加快相关技术的研究与开发,跟上“信息化、数字化”时代的步伐。
第二篇：城市地理信息系统课程论文
城市地理信息系统课程论文
姓名： 学号： 专业： 指导老师： 日期：
李想 *** 地理信息科学
李春杰 2016年 6月 12 日
浅谈城市地理信息系统的原理与应用
摘要：城市地理信息系统（UGIS）是GIS技术在城市空间的综合应用，是将反应城市现状、规划、变迁的各类空间数据（如地形、地貌、建筑物、道路、综合管线等）以及描述这些空间特性数据通过计算机进行输入、存储、查询、统计、分析、输出的一门综合性空间信息系统，它是在GIS技术高度发展和城市科学研究对信息数据处理的技术手段要求不断提高的前提下产生的，城市地理信息系统在城市规划、建设和管理中有着极其重要的意义。
本系统是一种运用计算机硬件、软件及网络技术和数据库技术，实现对城市各种空间和非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提供应用，以处理城市各种空间实体及其关系为主的技术系统。本系统具有稳定性、安全性、易操作性、可扩展性、开放性和运行高效性，完全达到规划业务处理、图形浏览、网络查询等日常工作要求。
本文将对城市地理信息系统的基本概念及其构成、发展和实现方法进行阐述，并对基于GIS建立城市地理信息系统做了深入的研究。在分析了基于ArcGIS软件建立城市地理信息系统的可行性基础上，提出了设计思路、数据组织模式和功能模块划分方法等；其次，实现城市地理信息系统的查询、统计、缓冲区分析很功能模块，并解决了最短路径查询问题；追踪建立了基于ArcGIS的城市地理信息系统。
关键字：城市地理信息系统；信息服务；数据处理；GIS
一、城市地理信息系统的概念
城市地理信息系统，简称“UGIS”。它是GIS的一个分支，是一种运用计算机硬件、软件及网络技术和数据库技术，实现对城市各种空间和非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提供应用，以处理城市各种空间实体及其关系为主，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的需求，同时借助其特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策的技术系统。它是城市基础设施之一，也是一种城市现代化管理、规划和科学决策的先进工具。其应用由各个业务应用系统、电信基础设施、互联网和网站群、信息化终端、城市空间基础信息平台、城市综合信息平台等要素组成。
目前在我国的电子政务和城市信息化建设中，GIS收到了广泛的关注。作为实现社会经济信息与空间位置配准的重要手段，GIS也已经开始融入到许多日常业务系统中，为提高管理和决策的定量化、科学化发挥着不可替代的作用。
二、国内外的发展概况
国际上的城市地理信息系统研究始于 70 年代初、中期，经过 20 多年的迅猛发展，目前发达国家已将它作为城市的基础设施之一，用于城市动态管理和规划发展.并将它作为对城市重大问题和突发性事件进行科学决策的现代化手段。美国、日本、澳大利亚等许多国家在城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等方面都广泛应用城市地理信息系统，美国首都华盛顿持区启用 34 个城市信息子系统进行城市动态管理，定时发布交通状况信息，导向车辆运行，即一成功范例。
我国城市地理信息系统研究以遥感为先导，1980年在天津和 1983 年在京、津、渤地区都进行了有益的探索。1989 年利用世界银行贷款正式在常州、洛阳和沙市三个中等城市进行城市规划管理信息系统的研究探索和建设。1999 年后，计算机技术发展迅速，随着国民经济建设和城市化进程的加快，特别在经济特区和东南沿海城市，对 UGIS 的需求出现了一股热潮，加大了资金和技术投入。深圳、广州等城市的 UGIS 建设已进入城市管理和规划的业务应用阶段。我国在城市信息的查询、数据和信息的更新、土地规划和房地产管理的计算机化、城市问题的分析评价与科学决策等方面, 在不同程度上借助 UGIS 这一先进技术，产生了非常明显的社会效益和经济效益。
总体上讲，我国的城市 GIS 目前己逐步趋于成熟。UGIS 作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市列为一项重要的基础设施来进行建设。由于它具有综合信息的存储、分析、交换和服务的功能, 可为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及各类信息的进行快速查询和分析提供先进的技术手段和方法,并为决策提供辅助支持。因此, 城市地理信息系统是数字城市不可缺少的工具。当前，城市 GIS 技术更加成熟并呈现出网络化、分布式、集成化、组件化和三维可视化的发展趋势。
三、城市地理信息系统的原理
城市地理信息系统是由硬件、软件和网络技术，实现对城市各种空间、非空间数据的输入、存贮、查询、检索、处理、分析、显示、更新，并以处理城市各种空间实体及其关系为主的技术系统。城市地理信息系统是一种城市现代化管理，规划和科学决策的先进工具，由数据、硬件和网络、规范标准、技术队伍以及组织管理五大要素构成。通过建立城市地理信息系统，实现各种信息的数字化、标准化和计算机化，从而达到统一管理数据共享和促进办公自动化，实现信息的快速查询检索，实时交换以及可视化表达和输出，逐步形成一个以计算机为核心的城市动态管理系统，对城市实行现代化管理。通过建立不同的分析模型和辅助决策支持系统，对城市城市综合管网进行综合评价分析，提出方案，供主管部门
决策参考。
四、城市地理信息系统的基本要求 1.数据输入输出方面
系统应具有完善的地形和管线图形及属性信息的输入编辑功能，保证基础地形数据库和管线数据库的准确性、安全性、现势性。能够让数据维护人员方便地输入各种数据和地形图，包括对图形的各种方式的输入（文本、手工、转换等）和编辑功能（增加、删除、修改、移动），对属性数据的输入和编辑功能，对数据库的管理功能（复制、删除、修改等）。
系统应具有完善的数据接口，能够方便可靠地进行各类数据和地形数据的转入和转出。系统需要提供一些必要的辅助工具来检测输入数据的质量和准确性，如属性录入情况检查、属性库清洁、图形数据与属性数据的一致性检测等。
2.管理与分析功能
系统应具有强大的数据查询和统计功能，完成对现有数据的查询。统计和分类管理，并可以根据查询或统计的结果生成满足要求的报表、图形等信息。系统应具备建立正确的政府决策支持模型的能力，从而为政府的宏观决策提供信息支持。系统要具有功能强大的专业图形制作功能，能为政府决策、规划建设等提供详实的专业图形和报表资料，如平面图、带状图、纵横断面图等。系统要有较为完整的符合国家标准的符号库，使得图形数据的表示准确可靠。
3.系统的可靠性与易用性
系统要具有较高的安全性，包括对数据库的管理、系统使用的安全管理和系统正常运行管理等，并提供相应的安全管理工具。系统在界面功能的开发上，要符合目前国家有关标准以及管理的一些习惯，使系统容易掌握和使用。系统在网络方面要简单、实用，并具有较高的安全保障。系统要有较灵活的图形显示和管理功能，是用户能够较为自由地选择自己的显示方式，体现个性化的表达特点。
五、城市地理信息系统的主要应用领域 1.城市规划管理
国际上的城市规划管理信息系统研究始于 20 世纪70 年代初期，经过近30 年的迅猛发展，目前发达国家已将城市规划管理信息系统作为城市现代化标志与重要基础设施之一，用于城市动态管理和规划发展，并将它作为对城市重大问题和突发性事件进行科学决策的现代化手段。城市规划管理系统的主要功能包括文
档管理和图形管理。其中文档管理包括数据录入、传输、案件处理、结案处理、监督处理、统计、输出等；图形管理包括图形数据的输入与输出、编辑、专题图
生成与调用、动态更新、查询等。2.城市规划设计
城市规划设计的专业性更强，它是规划管理工作的基础。城市规划设计远比其他设计对空间信息的依赖程度更大。首先通过 3S 等技术可以直接的将现实中 的地形、地貌、建筑物等信息输入计算机系统，使规划设计依据更加准确及时。其次，通过计算机应用系统绘制出符合要求的城市发展蓝图。第三，可以采用仿真、虚拟现实等技术对规划设计方案进行分析、比较和浏览用于与实际效果的比较及发展预测。最后，还可根据社会公众的意见及时修改和调整，使城市的规
划设计方案更加符合城市的发展和社会经济发展各方面的要求。以四川山水画卷风格生态人文滨江城市规划设计方案为例
3.城市交通管理
在城市道路建设方面，可以对 3S 系统所产生的城市空间信息充分利用，对城市的道路进行合理布局与规划，利用动态模拟技术、虚拟现实技术等对规划方案进行仿真、模拟，进行评估，使方案满足需要的同时又能预留出一定的发展空间。在交通工具方面，对公共车辆配置 GPS 接收设备，对车辆进行导航。市民出行可以办理公交智能卡，方便快捷。在交通管理方面，城市 GIS 将城市道路系统与交通管理部门需要的交通管理信息叠加，通过信号灯管理、警力配置系统，每辆车配的置的专用传感器，可使设置在路边的信号采集设备及时将每辆车在城市中的流动情况反馈到数据处理中心，数据处理中心将采集到的数据和预设的交通规划全景情况进行分析、对比并将结果送往指挥中心，指挥中心的计算机系统对相关路段的交通信号进行控制，通过信号的变化对交通流量进行调度。
以道路选线（成本距离分析）为例
分辨率不一致，输出数据中分辨率（比例尺不同，即数据精度不同，输出数
据以精度最高的输入数据中的最低精度），坡度（elevation）的分辨率为25，选择用高程数据做出坡度图，选择拉伸的着色方式对其进行重分类，对不同地类赋予相应的工程成本值，新建字段，为短整型，将lu_cost的值转换给value，用重分类工具，加载导入数据后点在进行赋值，设置环境，把分辨率设置为和坡度一致，然后综合考虑坡度修路成本的影响和土地利用对修路成本的影响的因素，分别复制为0.6和0.4，以为坡度的影响比较大，利用成本距离计算公式基本成本距离，然后计算成本方向，将结果转为矢量图输出即为最终结果。
4.城市地下管线管理
城市综合地下管线管理系统就是指利用 GIS 技术和其他专业技术，采集、管理、更新、分析和处理地下管线数据的一种技术系统。在城市 GIS 应用中，对每一个地下管线都有一个空间定位，根据空间信息可以制作出能反映地下管线状况的数字地图，将不同的管线图叠加到数字地形图上，就可以显示出不同管线
在同一标准地形图上的准确位置，同时将管线的属性数据输入到根据管网图形信息而建立的属性信息数据库中，使二者一致，即可以通过图形信息查阅其属性信息，又能检索属性数据也可直观地查询到管线位置的图形。这样一方面，在进行城市建设过程中可以及时查清建设项目所在位置地下管线的分布情况，避免因建设工地地下信息不清造成重大损失，同时也可以合理布局。另一方面，各部分还可以建立相应的管理系统，对这些数据实行动态管理和更新。
5.城市水资源管理与配置应用
应用 GIS，可以从空间上、时间上彻底了解水资源的现状与变化发展，奠定水资源管理所需要的数字基础；可以直观表现水资源状况，更好地认识水资源的变化规律；为水资源管理提供直观、系统、科学的管理工具；可以规范管理数据，实现信息共享，便于各部门数据的交换，改进和完善水资源调度管理与数据更新维护机制。在配置方面，要在制水过程中建立数字化系统，包括配给、过滤、生产、供应等全过程。同时在数字地图基础上建立供水监控系统，利用 GPS定位与各监测点相连，随时将大范围的监测信息反馈到中央控制中心，保障供水的需要。
6.房地产领域应用
将 GIS 引入房地产管理是对传统房地产管理方式的一个突破，它标志着房地产管理走向更加成熟、更加规范的管理模式。其总体功能结构如图 1 所示。
图 1 城市房地产管理信息系统总体功能结构 城市房地产信息系统的建立既满足目前国内房产管理部门所迫切需要的自动化办公要求，又具有处理速度快、精度高、分析科学、查询方便、图形和属性一体化管理、界面友好的特点。同时, 随着计算机在房产管理部门的普及, MIS 技术的完善, 建立一套满足房产管理的自动化、网络化、科学、高效的办公系统，使房产管理部门通过系统真正实现技术的整体链接，从而使房产管理部门之间形成统一的整体。
7.政府决策支持方面
城市 GIS 应用的建设过程中，很多应用领域都以政府管理的需求与应用为主导和发展方向。为政府部门提供多方面的交流，及时的数据和信息，是减少
政府决策失误的有力保证。如城市遭受自然灾害的情况时有发生，建立相应的系统和电子地图就可以对现状作出及时判断和分析，对灾害影响和灾情发展进行模拟，系统根据模拟结果提出紧急响应方案，政府根据方案立即部署，同时采取行动以最大限度地减少损失。灾后还要评估灾情，及时作出灾后重建工作规划。特别是 3S 等为基础的高新技术的应用，为政府在制订有关城市可持续发展的政策方面提供更加客观、科学、可靠的决策依据。
七、总结
在GIS众多的应用领域中，城市是应用最早、最成功、最活跃的领域之一，我国的城市GIS目前已逐步趋于成熟，这种成熟不仅表现在GIS开发商上，更主要体现在GIS用户身上。在我国现代城市中，信息量急剧膨胀，社会管理日益复杂，对城市管理手段的要求越来越高。面对有限的空间资源，如何使之产生最大的效益，是城市管理面临的共同课题。针对现代城市的社会空间结构，利用 UGIS技术，实施战略信息综合管理是一项面向未来的具有重大意义的事业。由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，城市GIS也将真正走向产业化和市场化。作为实现社会经济与空间位置配准的重要手段，GIS也已经开始融入到许多日常业务系统中，为提高管理和决策的定量化、科学化发挥着不可替代的作用。21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战，但未来无限光明。
第三篇：专题地理信息系统
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专题地理信息系统一、简答题
1、简述GIS常用的分析方法有哪些？（8分）
GIS实现空间分析的基本功能，包括空间的查询与量算，缓冲区分析，叠加分析，路径分析，空间插值，统计分类分析，DEM分析，趋势分析等
2、简述WEBGIS常用的实现技术方法？（8分）常用的WEBGIS实现技术包括：
1）CGI（通用网关接口）方法；CGI是一个用于WEB服务器和客户端浏览器之间的约定标准，允许网页用户通过网页命令来启动一个存在于网页服务器主机上的程序（称为CGI程序）。利用CGI可以生成图像，然后传递到客户端浏览器。
2）插件(Plug-ins)法；浏览器插件是指能够同浏览器交换信息的软件。利用浏览器插件，可以将一部分服务器的功能转移到客户端，此外对于WEBGIS而言，插件处理和传输的地理空间矢量数据的数据量较小，加快了用户操作的反应，减少了网络数据流量和服务器负载。3）Java Applet方法；Java语言是面向对象的编程语言，它最大的优点是跨平台特性。用Java Applet实现WEBGIS，不需要软件安装。4）ActiveX方法:ActiveX是在微软公司OLE技术基础上发展起来的因
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特网新技术，是一个技术标准。基于这个标准开发的构件称ActiveX控件。可以像Java Applet嵌入到HTML文件中。优点是执行速度快，可用多种语言实现。
3、简答GIS开发策略？（6分）
GIS开发策略可以分为可行的和不可行的两种开发策略，不可行的开发策略包括组织机构法、数据库法、想象系统法；可行的开发策略包括“自上而下”方法、“自下而上”方法、综合法和企业系统规划法。
4、简答城市GIS数据库设计的基本要求。（8分）
1）应该对大量的数据体用非兀余结构予以定义，并根据需要使其能同时为不同的用户使用。
2）再插入、修改和删除数据元素时，数据元素的结构、相互关系和从属性应保持不变。
3）应用程序不依赖于数据库中的数据组织方法和存放位置，即数据独立。
4）系统对库中数据的存取进行控制，防止无关用户对数据的非法存取以及有意或无疑的破坏，以保证数据的安全性。
5）系统要保证数据在逻辑意义上的正确性、有效性和兼容性。6）要有一些辅助程序，用于数据库的维护以及经常性的组织和必要时的数据库快速恢复操作。
7）要便于用户对数据进行独立的写入、修改、补充和删除。
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8）要具有不断扩充和更新的能力。
5、简答城市GIS数据库设计的主要内容。（11分）主要包括以下各类内容的分析、选择和决定：
1）数据源分析与选择；2）数据采集方式的确认；3）数据更新的技术方法；4）数据采集前的预处理；5）数据采集技术要求和技术规定；6）数据编辑处理和拓扑关系建立；7）属性项的选择、定义和属性文件的建立，与已有关系数据库的连接；8）数据质量控制和检查验收规定；9）平面坐标的配准、投影参数设置、与国家统一坐标系间的转换；10）数据接边处理；11）其他有关问题，包括数据字典，描述数据库，符号库的设计与建立。
6、简述GIS的硬件构成。（7分）1）计算机（微机、工作站和服务器）； 2）数据存储设备（硬盘、光盘、磁带机等）； 3）输入设备（扫描仪、数字化仪等）；
4）输出设备（普通绘图仪、静电和激光绘图仪、图形显示设备等）； 5）数据采集设备（GPS接收机、平板测图仪等）； 6）网络设备（细缆仙/双绞线、集线器各种专线等）
7、分布式GIS的主要特点有哪些？（8分）主要特点有：
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1）数据分布性，即空间数据可存储在异地； 2）远程操作性，即通过网络处理异地的数据；
3）设备共享性，GIS设备昂贵，实现共享可以降低成本。4）计算快捷性，即可以实现并行计算，加快计算速度。
8、简述建立数字地球的技术方法。（10分）
建立数字地球的技术关键是实现海量数据的获取、存储管理、处理和信息的提取、信息共享以及信息表达。主要技术方法有：
1）数据的采集与融合。卫星遥感是数字地球获取数据的主要手段，对这些数据的自动的、快速的处理以及时、准确的提取信息是实现数字地球信息获取的关键。
2）海量数据的管理。数字地球应用中包含大量多媒体数据，需要在因特网上发布，形成超媒体空间信息系统。分布式数据存储、空间数据仓库、自动制图综合技术都是实现海量数据管理的有效方法。3）分布式计算。地理信息的特征是分布的，并且具有基础性、共享性和综合性，分布式计算可以使地理信息应用于社会各个领域。4）虚拟现实技术。在数字地球中，虚拟现实技术可以真实的表达现实地理区域。
5）元数据。全球范围内对数字地理信息的需求越来越大，为了保证信息不被误用，需要通过元数据对数据进行详细的描述用户利用元数据可以估计数据集的适用性。
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9、简述城市地理数据的分类。（10分）
城市地理数据可概括分为：基础数据和专题数据。根据数据来源可划分为：
1）图形数据，一般通过对地图或其他图像数据数字化而来，多为矢量数据；
2）图像数据，如遥感数据和航片，多为栅格数据；
3）统计资料，由各个部门的调查而来，多为空间定位型关系数据； 4）属性数据，是描述实体的数据，多为数字型和字符型。5）其他数据，如元数据，是描述数据的数据。
10、建立城市GIS的可行性论证主要包括哪些内容。（8分）1）通过初步调查和对本部门业务工作的分析研究，确认实现城市地理信息系统项目的近期和远期应用目标的可行性。
2）论证项目的投资规模，编制预算，并估计实施后带来的经济、社会效益和实施中可能遇到的风险。
3）论证几种可供选择的实施方案，确认技术上的可行性。4）编制项目初步实施计划，确认时间上的可行性。
11、简答数据共享的重要性.（5分）
信息化是促进社会进步的重要手段之一，是社会发展的必然趋势。以计算机技术、通讯技术、网络技术为代表的现代信息技术，使人类对
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信息资源的利用进入了高效化、专业化、多样化和共享化的现代方式。信息时代，信息呈爆炸性增长，在浩瀚的信息资源中，庞大的信息资源和昂贵的信息成本，使得人们无法独立生产所需要的数据，而必须通过共享来获取资源和必要的信息。如何利用、挖掘、共享信息是信息化建设的关键问题之一。
12、简述地理信息的特征。（4分）
地理信息具有空间特征、属性特征以及时域特征，除此之外，还具有区域分布性，信息载体和传播媒介的多样性和多维结构特性。
13、简述GIS具有的特征。（6分）
1）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；
2）地理空间数据管理由计算机支持，计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法；
3）地理信息系统能以快速、精确、综合的对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态模拟和分析。
14、GIS数据管理方法主要类型有哪些？（6分）
1）对不同的应用模型开发独立的数据管理服务，这是一种基于文件管理的处理方法。
2）在商业化的DBMS基础上开发附加系统，开发一个附加软件用于
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存储和管理空间数据和空间分析，使用DBMS管理属性数据 3）使用现有的DBMS，通常以DBMS为核心，对系统的功能进行必要扩充，空间数据和属性数据在同一个DBMS管理之下。
4）重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功能的数据库系统。
15、GIS的主要功能有哪些？（6分）
数据采集；数据编辑；数据存储和管理；制图输出；空间查询和空间分析；数据表达与发布
16、什么是软件维护，软件维护可以分为哪几类？（6分）当软件开发完成并交付用户使用后，就进入运行/维护阶段，在运行/维护阶段仍需要对软件进行修改，称为软件维护；软件维护活动可以分为以下几类：
1）改正性维护；2）适应性维护；3）完善性维护；4）预防性维护。
17.软件开发过程模型有哪些？（4分）
1）瀑布模型；2）演化模型；3）螺旋模型；4）喷泉模型
18、GIS界面设计的要求。（8分）
界面设计要考虑尽可能使用户方便，对用户真正做到“友好”。用户只需利用鼠标在屏幕上进行见到操作，即可执行有关功能或提示有关
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信息，而无需输入任何命令。界面设计要做到各模块之间界面的形式一致，即相同的功能要用相同的图标显示。界面可以分为若干层，从主菜单开始，一层层的调用。界面实际的布局要合适，尽可能加大图形显示窗口，做到美观大方、清晰易读。还应具备帮助功能。
二、论述题
1、论述GIS开发步骤（15分）可以分为四个主要步骤：
1）前期准备：立项、调研、可行性分析、用户需求分析； 2）系统设计：总体设计、标准集的产生、系统详细设计、数据库设计；
3）施工：软件开发、建库、组装、试运行、诊断； 4）运行：系统交付、使用和更新。
2、论述GIS应用的领域和范围。（15分）
由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统，所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部分都可以应用GIS。由于各个部门的不同，GIS在具体业务系统中所占的比重，应用方式也各异，如： 1）传统制图部门：传统制图技术已经不能满足人们的要求，而GIS能提供很好的解决方案。
2）管理部门：与GIS结合比较紧密的如土地管理、交通、物流运输、精心收集
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医疗卫生领域等部门，以及其它商业部分；
3）辅助决策应用领域：相对松散的有城市规划、环境领域等，其主要特点是将海量的数据进行综合管理和综合分析，以辅助科学的决策。4）大众化服务领域：特别是WebGIS的发展已经让GIS走进了千家万户。
3、信息系统开发及建库需要制定的技术文件一般有哪些？（14分）可行性研究报告、项目开发计划、用户需求分析、数据需求分析、总体控制设计、详细控制设计、数据库设计、用户手册、操作手册、模块开发宗卷、测试计划、测试分析报告、开发进度月报、项目开发总结报告。
4、举例说明专题信息系统应注意哪些问题？（12分）
1）可行性：目标可行性，投资可行性，技术可行性，时间可行性；‘
2）用户需求：因为系统设计的好坏用户说了算； 3）数据的可得性； 4）系统的可扩展性 5）数据和系统的更新。
5、如何锻炼自己，使自己成为一个好的系统分析员？（12分）信息系统分析员是技术和管理之间的桥梁，是领导和员工之间的沟通
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渠道。其是先进技术和先进管理模式的代表者，要善于处理矛盾，因势利导，组织实施。懂管理懂技术。因此系统分析员必须要有深入的专业知识，使用广泛的社会只是，要有计划、协调、组织、控制和监督的工作能力，要有大公无私、廉洁自律、坚持原则、灵活机动、密切联系群众等修养。
所以要成为一个优秀的系统分析员，必须锻炼自己的基本功看、听、说、写。看，要深入了解，就是亲自看。一个有经验的系统分析员，到一个企业从头至尾参观，看企业的厂容，看职工的工作精神和工作秩序，看一些报表，了解一些数据，就可以对企业了解大概。听，是系统分析员知识来源的第二渠道。不是简单的记忆，而是根据说者的态度、说的环境，判断说者的真实含义。说，是系统分析员开展工作的第一重要本领。是系统分析员必须具备的才能，一个好的系统分析员说要有内容，能抓住重点，条理性逻辑性强，而且要有鼓动性、趣味性一时性，还要有很强的反馈能力。写是系统分析员有一种重要的能力。
另外，要有高尚的信息道德，有具有团队协作、忍辱负重的精神。也要乐于助人。
8.论述地理信息系统工程建立的过程 答：据GIS系统建设的时间序列，可以把建设过程分为5个阶段：系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护。1.系统调查
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对现行系统调查是GIS系统工程开发和建设的第一步，主要任务是通过用户调查发现系统存在的问题，完成可行性研究工作，确定建立GIS是否合理，是否可行。
2.系统分析
系统分析是GIS系统开发的关键工作阶段，通过对现行系统的深入分析，获取现行系统的具体逻辑模型，从功能上确定用户的需求，定义新建GIS的逻辑功能，获取GIS的逻辑模型以反映用户的需求。主要任务包括：进行用户需求分析与描述；确定系统的目的、目标及属性；导出待建GIS的逻辑模型；制定设计实施的初步计划。
3.系统设计
按照对建设GIS系统的逻辑功能要求，考虑具体的应用领域和实际条件，进行各种具体设计，确定GIS建设的实施方案。系统设计包括总体设计和详细设计。
a、总体设计
确定GIS系统的总体结构，即GIS各子系统或各模块的划分，以及各组成部分（子系统或模块）之间的相互关系。总体设计的任务主要有：进行各子系统或模块的划分与功能描述；模块或子系统间的接口设计；软硬件配置设计；网络设计；开发策略规定。
b、详细设计
详细设计是在总体设计的基础上进一步深化，主要任务有：模块设计；代码设计；数据库设计；数据获取方案设计；界面设计；输入输出设计；程序模块设计；安全性能设计；实施方案设计。
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4.系统实施
系统实施是GIS系统建设付诸实现的实践阶段，实现系统设计阶段完成的GIS物理模型的建立，把系统设计方案加以具体实施。在这一过程中，需要投入大量的人力物力，占用较长的时间，因此必须根据系统设计说明书的要求组织工作，安排计划，培训人员，开发和实施。此阶段主要任务有：程序编制与调试；数据采集与数据库建立；人员的技术培训以及系统测试。
5.系统维护
GIS系统测试完毕，即可进入正式运行阶段，提供用户使用。在这一阶段，系统工作人员主要任务是对投入运行后的GIS系统进行必要的调整和修改，是系统适应环境和其它因素的各种变化，保证系统正常工作。
9、简述传统GIS的共享方法（12分）
10、你认为如何解决未来空间数据共享的问题（10分）
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第四篇：地理信息系统
地理信息系统专业
专业培养目标：本专业培养在思想道德、业务、文化、身心素质等方面全面发展，适应信息社会和知识经济时代需要，基础扎实、知识宽广、与时俱进、开拓创新的社会主义事业建设者和接班人。培养具有地理信息系统与地图学、遥感技术、空间定位技术、空间数据组织与处理技术的基础理论、基本知识和基本技能，同时掌握计算机软硬件应用、计算机通信、软件开发等计算机科学与技术的基本知识和基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在通信网规划与管理、城市建设、区域规划、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施、规划管理和计算机应用等领域从事与地理信息系统有关的研究、开发和管理工作的高级专门人才。
专业培养要求：
本专业学生要求掌握地理信息系统相关基础理论、基本知识和基本技能。 掌握英语、数学和计算机科学与技术等方面的基础理论和基本知识。
学习人文类、经济管理类课程，培养求实创新精神，提高科学素养。
接受应用基础研究和软件技术开发方面的科学思维和科学实验训练。
掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。具有一定的实
验设计、论文撰写，学术交流的能力。
了解GIS领域的理论前沿、应用前景、最新发展动态和产业发展状况。
了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规。相近专业：地理科学、测绘工程、计算机科学与技术
主要课程：除公共课外，有自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、地理信息系统原理、空间定位技术、地理信息系统设计与应用、程序设计、数据结构、数据库、计算机图形学、计算机网络、软件工程等。
主要实践性教学环节：上机实习、专业认识实习、金工实习、电装实习、专业实验、课程设计、毕业实习、毕业设计等。其中，主要的专业实验有自然地理学实验、地图学实验、遥感技术实验、数据库实验、地理信息系统实验等
标准学制：四年
授予学位：理学学士
招生类别：理工类
专业优势和特色：以地理信息系统专业为基础，与计算机技术和信息技术紧密结合，充分发挥重庆邮电大学在信息技术学科中的优势，形成学科交叉。培养的学生既有扎实的地理学、地图学等方面的基础知识，又有较好的计算机科学与技术知识，具有较强的地理信息系统软件的应用和开发能力，适应地理信息系统在通信、计算机、企事业信息化、数字城市等领域的应用。
第五篇：地理信息系统应用
地理信息系统应用
目录
第一章：应用现状.................................................................................2 1.1国内应用现状..............................................................................2 1.2湖州应用现状..............................................................................4 第二章：应用领域.................................................................................5 2.1交通领域.....................................................................................5 2.1.1城市交通（道路、轨道等）.............................................5 2.1.2城市地下管道交通.............................................................6 2.2农业领域.....................................................................................7 2.3电力领域.....................................................................................8 2.4视频监控.....................................................................................9 2.5公安警务...................................................................................10 2.6国土资源领域............................................................................13 2.7水利领域...................................................................................14 2.8地质领域...................................................................................15 2.8.1地质找矿预测...................................................................15 2.8.2工程地质...........................................................................15
第一章：应用现状
1.1国内应用现状
地理信息系统在国内虽然起步较晚，发展却极其迅速。一方面由于国家政策的支持。从九五科技攻关计划关于进一步推动地理信息系统应用及其产业化的若干意见到
十五、863提出面向网络的海量大型地理信息系统软件计划、国产 GIS 软件示范应用工程和国家地理信息数据库建设等, 后又在国家十一五规划明确指出: 加强测绘基础设施建设, 丰富和开发利用基础地理信息资源, 发展地理信息产业同时, 为改变传统地理信息分区而治的现状,国家测绘局发起了地理信息公共服务平台的建设,从而实现了国家级、省级、市级三个层次的地理信息共享, 并在此基础上实现了为其它行业提供地理信息的服务。国家大力推动对我国地理信息系统产业的形成和发展起了至关重要的作用；另一方面在全球信息化高潮的推动下，GIS可以说是应时而生，它可以将各种信息源融合，管理海量不同格式数据，并以直观的地图、图像等形式展现在人们面前，支持数据的挖掘、空间分析决策等，现今提出的数字城市—>智慧城市均离不开GIS。
基本应用：
最初的GIS是为解决地学问题而诞生，现今的应用领域已扩展到如资源、环境、国土、、城建、消防、交通、气象、地质、农业、林业、电力及政府办公等众多领域。具体应用可结合当前主流GIS软件功能模块分析如下：
1)地理信息系统在数据管理中的应用：GIS支持多种方式录入各种数据源，以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索，以多种直观的方式如地图、表格、图形等呈现，并且为用户辅助决策。相对于当下的数据库管理系统，GIS对空间数据管理有以下优点：数据呈现方式多元化；可以定义及管理实体类型数据，而非仅仅的文字与数字信息；数据之间关联密切；既有空间数据又有属性数据。
2)GIS的输出功能在地图制图中的应用。地理信息系统的发展是从地图制图开始的 ,因而
GIS的主要功能之一用于地图制图 ,建立地图数据库。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 ,如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于 GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系 ,可以制作多种立体图形 ,而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。
3)GIS的空间查询和空间分析功能的应用：该功能其实为GIS的核心功能，但是恰恰大多软件在该功能领域仍然薄弱。GIS的空间分析功能可为客户提供决策支持，例如在城市规划过程中，对城市中救护车、救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划；如何安排多路警车交通路线，以保证在紧急时刻，在任意地方应至少能有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点；在环境保护方面 ,对水土流失导致土地资源的破坏进行评价；在区域环境质量现状评价过程中，对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态。具体在下章有所介绍
4)应用 GIS一些二次开发函数库开发出具有特定功能软件系统。当前GIS应用于许多领域的系统框架基本一成不变，许多功能均是利用大多国内外已有软件的内置函数制定，其实这同时也限定了GIS在各个领域的发展，也是为什么GIS的空间分析决策能力一直得不到提升的原因所在。
面临问题：
1)数据共享程度不够。由于各部门或行业地理数据格式、编码原则等不同以及目前我国各部门可以共同使用的基础数据的缺乏,现有的全国性基础地理信息产品比例小、内容不足、商业化程度也低, 不能满足许多专业领域应用的需要, 都导致了各领域大量重复建设, 并由此消耗了巨大的人力、物力与财力。
2)国外产品在国内地理信息市场中仍然占据主要份额。尽管国产 GIS 软件的部分关键技术已经达到甚至超过国际竞争对手, 但整体技术水平还存在一定差距。3)新技术研发力量和投资不足。无线通信、GPS 定位和 GIS 的集成, 将为公众提供最具商业化价值的服务, 大量的无线通信设备作为 GIS 服务的终端, 现有的 GIS 服务器产品面临着并发能力不足的挑战。
4)我国地理信息标准化工作与国外相比还存在着相当差距。如缺乏理论研究、标准的结构化不强、没有适合需要的标准体系表和关系模型、标准立项缺乏协调、标准内容涵盖面不够广、标准本身质量参差不齐、没有一致性测试机制、参与制定标准的人员结构不尽合理、人员知识亟待更新等等。发展趋势：
1)GIS 数据的共享和开放
目前, 我国 GIS 的应用范围主要集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中, 社会普及率低, 对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。造成这种现象的原因主要是 GIS 数据的保密性不够。数据获取困难是 GIS 技术发展的严重障碍。随着各种测绘技术的不断发展, 数据获取成本已大大降低,提升数据共享和开放, 可以让 GIS 更广泛地应用于国民经济各领域, 提高经济活动效率, 减少 GIS 数据重复建设的成本。GIS 将在各个领域中发挥更强大的功能,，2)网络 GIS(Web GIS)是将 Internet 与 GIS 结合在一起, 使地理信息可以在高速的网络环境中实现漫游和共享, 这将大大开拓 GIS 的应用领域。利用网络发布空间数据, 为用户提供空间数据浏览、查询和分析等功能, 形成一个网络化的地理空间平台, 将是 GIS 系统发展的必然趋势。3)三维 GIS 与虚拟现实技术的结合
三维 GIS 和二维 GIS 相比, 可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。三维 GIS 可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库,解决三维空间操作和分析问题, 可以预见, 三维 GIS 的发展将具有非常广阔的前景。4)基于物联网技术与 GIS 的融合
随着各种传感器技术的发展，利用互联网技术、GIS技术将物与物之间联通。实现人与人、人与物、物与物之间的互联互通。
1.2湖州应用现状
湖州市测绘院、地理信息中心已发布湖州市基础地理信息系统、湖州市地下管线管理信息系统、湖州市三维环境信息管理系统；
湖州市气象局已经建立了基于GIS的湖州市地质灾害气象监测预报系统、湖州市台风查询系统，在以往天气雷达站址选择中也应用了GIS相关空间分析技术。
在国家“数字城市”的大力推广下，“数字湖州”地理空间框架的建设项目于2011年已然启动。今年湖州市相关部门对该市的地理信息工作提出三点要求：一是加大了“数字湖州”的应用推广，加强地理市情普查工作力度，全面推进地理市情监测；三要细化、落实市政府各项支持地理信息产业园发展的政策，全力壮大地理信息产业。由此可见，地理信息在湖州处于起步阶段，应用领域尚不够广阔，未来发展前景看好。同时位于湖州市德清县的浙江省地理信息产业园，会进一步促进湖州市地理信息的发展。
第二章：应用领域
2.1交通领域
2.1.1城市交通（道路、轨道等）
GIS在交通领域的应用称为GIS-T即GIS+交通（transportation）交通地理信息系统，目前国内交通管理信息系统主要常用于应急指挥、道路交通规划、综合监控等。实际上交通包含了很多内容，而基本所有内容均可结合GIS技术实现交通信息化。目前主要应用于以下几个方面
1)道路规划设计、建设、维护等：利用GIS技术，建立和维护包含交通空间位置和业务信息的网络数字地图。对修建交通的地区进行分析，提供沿线覆盖范围内的人文、经济、资源、地理指标的统计分析，建立交通沿线的地形、地质、人口、经济、交通等数学模型，形成各类专用专署地图，进而为交通设备部署、沿线经济开发、线路规划等决策提供辅助支持。
2)综合监控与调度指挥：在GIS平台上，实现交通中的各个监控系统的信息整合。如电力监控系统、火灾报警系统、环境与设备监控系统、自动售检票系统、列车自动运行监控系统、闭路电视系统等实时监控系统等。GIS能够显示所有这些监控设备的空间分布属性及其实时监测数据，并能对其进行各类时间、空间统计及趋势分析，以直观的直方图、饼图或趋势曲线图等形式加以表现，对指定监测设备将其在指定时间、区间内的实测数据及其统计分析结果自动生成相关报表，并向有关领导和部门发送。如相关部门已开发的青藏铁路综合监控系统。
3)应急抢险：利用GIS技术，能在最短时间内直观、快速、简便地得到紧急事件发生地点的详尽信息，包括事发地点线路、设备情况、事发地段线路图像资料、救援物质分布情况、应急预案等，并使相关联的信息一体化显示，让领导和技术人员在远离现场的情况下，就能对事发地段的情况一目了然，为应急疏散、抢险救灾赢得时间，为远程指挥提供强大的决策支持。同时系统利用它空间分析的能力，对事故进行仿真、模拟及评估，为事故预防办法的制定和事故总结分析提供辅助支持。
如：及时掌握紧急事件发生位置，安排救援抢险任务；指挥人员及时搜索距离事故现场最近的救援车，安排救援。同时，接到任务的救援人员使用GPS导航设备，迅速抵达救援现场，并上报现场事故情况；辅助生成应急预案，以最快的时间处理紧急事件。4)商业资产管理：不同的交通类型，如轨道交通等运营所带来的巨大客流使得沿线及场站附近各种资源（通讯、广告、商铺、房地产等）的开发成为一种客观需求。改变以往粗放式的管理，进行信息化的精细管理和前台式销售，可以提高轨道交通运营效益，为企业创造丰富的产出。利用gis技术可以对沿途各站的三维环境进行模拟，可以为商业资产的布防和广告咨询的设计提供思路。
2.1.2城市地下管道交通
城市地下管线包括给水、排水、燃气、电信、电力、工业管道等几大类，是城市基础建设的重要组成部分。目前我国大多城市已建立了地下管线地理信息系统，以用于复杂的地下管线信息管理，目前GIS在该领域的应用主要可以解决以下关键问题： 1)数据动态更新
地下管线数据的动态更新主要针对城市地下管线探测和新敷设管线竣工测量的计算机成果提交与入库。更新数据并非替换，GIS可以提供历史数据管理，方便检核任意时期的管线数据。2)管线三维展示
管线的错综复杂，其分布在地下、水下、空中等，二维图无法表现出其各个管线之间关系，有些管线上下起伏，与地面垂直的一段管线在平面图上只能以一个点与相应注记来表示，视觉效果不直观。只有通过三维方式才能够真实反映其空间位置关系。3)数据监理查错
人为的录入海量各种数据源（如基础地形图、管线的属性等），难免会出现一些错误，而这些管线相关空间及属性数据在录入数据库时可以自行检查，譬如：某一区域坐标、高程等必须在当前工作空间内，否则不容许导入数据库。4)管线的自动接边处理
管线数据是需要时常更新，新的测量管线数据入库后，测量的管线存在着外测区数据，这样在导入以后，就有可能出现重点、重线，而在新测量数据的入库过程中也有与当前的管线数据出现重点、重线的情况，或者由于测量的误差，本来相连接的管线没有接上，所以管线的自动接边是实现对管线的重点、重线数据的检查，进行接边处理。5)管线数据的各种查询方式
在实际查询管线过程中，也许我们只知道管线的某一参数，如测量单位名、管线分布于某一道路口等，GIS提供了多种信息查询方式，可以方便快捷的找到所需管线 6)管线数据的统计分析以及输出
GIS中管线数据的统计结合了属性数据和空间数据，实现对当前现有管线的信息统计与分析。在管线的属性编辑过程中，可以选择统计的管线类别，以及包括管线年代、管线的横断面积范围、管线材质、管线权属单位以及所在的道路名称等条件并能以图表的形式打印输出统计结果。
目前国内已完成的交通规划及地理信息系统项目层出不穷。例如黄山市综合交通地理信息系统、黑龙江省综合交通地理信息系统、广东省综合交通地理信息系统、广东省综合交通规划管理系统、新疆自治区综合交通地理信息系统、铁路客流地理信息系统、中国集装箱运输发展规划研究管理信息系统、广东省揭阳市综合交通发展研究、江苏省智能化地理信息系统等，但这些项目主要侧重于信息数据的分析、处理和可视化，用于交通的宏观管理工作。
2.2农业领域
GIS在农业领域的发展近几年非常迅速，以下为GIS目前在农业的主要应用
1)农业的布局划分：GIS可根据区域农业资源特点，在环境调查与监测积累的大量农业环境和资源数据的基础上，进行作物种植的适宜性评价和土壤适宜性等评价，实现农用地分级信息管理，土壤适宜性分析，作物种植分析，农田变更监控、统计、查询等功能，并在此基础上显示与打印输出农业产业布局现状图，农业产业布局规划图。
2)种植业管理：GIS的空间数据管理能力可以实现粮食、棉花、水果、蔬菜、茶叶、等种植业信息的管理。此外还可以实现耕地质量管理，指导科学施肥，监测植物疫情，种植业产品供求信息分析与发布等。如：作物监控与估产：农情及农作物动态监测主要针对社会关心的农田水肥、农业自然灾害、农作物长势等进行实时跟踪，每类监测内容又可以分为若干子项目，可以选择任意监测项目、监测子项目及监测时间、监测区域进行监测。农情动态监测通过预设一个监测项目参数的阈值范围，当特定农田地块的监测项目值处于此范围时，在农田专题图上以特殊颜色显示；同时，还提供了按区域和时间输出动态监测专题报告的功能；病虫草害防治：在植物保护领域，ArcGIS的主要作用包括分析病虫草害发生的空间动态、评估其发生的适宜环境及影响因子，监测、预测病虫害，进行风险分析等。GIS应用于病虫害管理：进行害虫的风险性预测预报。
一、将病虫危害的历史图片数字化，进行叠加分析，得到病虫害发生频率分布图，再把此图与植被类型及生物地理气候图叠加，找出最易暴发成灾的区域和气候，用于将来的暴发预测；
二、进行病虫害空间分布动态监测，用GIS可对同一区域或相邻区域进行害虫空间分布和种群动态监测；
三、进行害虫发生趋势预测，用害虫的历史发生资料在GIS系统上建立回归模型，进行地区性种群发生趋势预测。
3)畜牧业：如动物防疫：动物传染病的监控防治也是目前我国农业生产中急需解决的问题，疫情信息采集、统计、传输、通报以及紧急防治手段需要以先进的信息系统来支撑。作为生物科技信息化领域的一项基础性建设，基于ArcGIS的动物疫情管理信息系统将使各级兽医站及其相关部门、机构互联互通、资源共享，把疫情监测、预警、通报、应急应变信息化工作推上一个新台阶；畜禽养殖管理：准确掌握规模化畜禽养殖场基本情况、地理环境、防疫状况，直观了解畜禽养殖场分布现状、畜牧生产规划和变化趋势，还要实现对畜牧业进行动态管理，对畜禽场与周围生态环境的响进行深度分析，准确反映各畜禽养殖场详细数据以及监控数据。
4)精准农业：利用ArcGIS的高级分析功能进行农作空间分析（:1）作物产量空间分布；（2）土壤养分的空间分布；（3）土壤水分空间分布；（4）土壤微量元素空间分析；（5）作物需求空间分析；（6）环境空间分析；（7）综合分析。分析结果是专家系统的信息源之一，也是专家系统决策结果的空间分布载体，系统必须达到准确可靠，便于农业机械执行。
而实际上GIS与其他如遥感、产量检测器，精准导航（GPS）以及各种传感器的结合应用，近几年在国内有做过几个示范区。这也是近几年“物联网”的一个具体应用。利用各种农业传感器采集农业土壤信息、农作物生长信息等实时传入后台，利用GIS对各种数据实时分析。
2.3电力领域
GIS目前在电力方面的应用主要用于电力的线路布设，电力线路的布设一般依靠电力勘测，电力勘测就是为了在线路设计的端点之间寻找出一条技术上安全可靠，经济上合理最省，环保上达标的线路所进行的勘测活动。在线路的勘测过程中，根据电力系统总体规划设计的要求，结合地方县城规划及建设情况，自然保护区及文物保护情况，军事设施及通信设施的布置情况、林业情况、矿产情况、水文及地质情况、交通及沿线污移情况，统筹兼顾，相互协调，最终确定线路勘测方案。
以上电路线路勘测所需采集的各种地理空间信息与属性信息可以在GIS中宏观的表达出来，该领域的应用基本应用了GIS的数据管理、空间查询以及简单的空间分析功能，线路节点的寻找和GIS中的选址问题相似。
2.4视频监控
监控系统结合GIS几乎可以应用于各行各业，在近些年得到飞速发展，其与GIS结合的有点可提现在以下几个方面：
1)实时监控录像，供用户查看现场情况：
• 摄像机地理信息和周边环境信息、摄像机附近实景图像视频，全面显示摄像机安装的真实位置和安装点周围环境；
• 摄像机运行状态、视频质量，保证监控系统的有效性；
• 摄像机周边资源配置信息，这类信息的覆盖范围很广，包括道路设施、水源布局、重点单位、所属派出所、警用车辆、巡逻人员等，当摄像机监测到紧急状况时，可以在电子地图上点击摄像机标识，调出周边资源配置信息，紧急调度可用人力物力，减少反应时间；
• 摄像机的故障警告信息，当摄像机出现视频画面模糊、信号中断等故障时，系统会在电子地图上以监控点符号闪烁、发出警报声等方式，引起用户的注意。在电子地图上直接点击该设备节点，会以弹出窗口的形式，显示该设备的用途、类型、操作系统、IP地址、当前运行状态、周边维护单位等详细信息，方便用户准确发出指令及时解除故障；
• 摄像机的维修进程和历史记录，用户可全面掌握摄像机的故障状态，合理配备相应资源跟进维护。详细的设备维修日志包括维修日期、维修人员、故障原因、解决方案等，与设备地理空间信息关联显示，为延长设备的使用寿命、提高故障处理能力、增强视频监控系统运行的可持续性，储备充分的信息资源。
2)分析的智能性
基于GIS平台的视频监控系统的摄像机在发生紧急事件时，可以迅速在电子地图上调动事件周边摄像机，并根据其传送的实时图像和定点查询的相关信息，进行智能化分析，自动识别报警、制作事件处理预案、计算最优路径、现场远程指挥、寻找事件规律等，以地理信息为平台，将视频监控系统与多种业务应用结合起来。
3)实现报警联动功能： 当视频监控平台接收到告警情况时，系统除了支持客户端联动，自动切换到告警画面播放该摄像机的实时视频、语音提示可通过拾音器进行语音对讲、放大显示等方式提醒用户外，还支持在电子地图上将该报警监控点图标进行高亮闪烁显示，并及时通知用户处理。在发生紧急事件需要迅速赶至现场处理时，基于GIS平台的视频监控系统可以根据用户输入的起点、终点，进行路径模拟和分析，用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下，计算出起点到终点的最短路径，以及周围各处理人员到达现场的时间，并在电子地图上显示出车辆行驶轨迹。一旦确定了最佳行动路线，便可将相关信息发送到处理人员的移动导航设备中，以最快速度达到事发现场。如果事发现场有装备的摄像机，指挥人员可在电子地图上进行远程观察和决策，通过对现场情况的把握和周边资源的分析，迅速制作出应急预案，提高事件处理效率。
4)业务的联动性
基于GIS平台的视频监控系统的重要功能还在于，改变了传统视频监控系统的应用个体化状态，以多种信息集成为基础，智能分析为手段，在GIS平台上实现了多种业务的联动，比如追踪引导和定向围捕。追踪引导功能主要是针对大型活动，对活动路线周边的摄像机进行设置，实现追踪和引导功能，当点击摄像机时，在视频窗口同时显示该摄像机前后的视频图像，给安保人员及时提供信息，对突发情况进行快速响应和处理，对路线进行调整，确保活动的安全进行。追踪引导首先需要进行追踪引导设置，对追踪引导序列中的摄像机进行添加和删除操作，并对要显示的前置、后置的通道个数进行设置。当点击加入到追踪引导序列的摄像机时，系统自动进入追踪引导状态，视频窗口自动切换到多窗口画面，显示该摄像机的前置和后置视频图像。定向围捕功能主要是针对警方抓捕罪犯，根据当前罪犯所在位置，GIS平台计算并分析出一定时间内罪犯可能逃窜的区域，并查询出在主要道路上设置卡口的合理位置，在电子地图上进行高亮显示，同时在视频窗口自动切换到多画面，显示案发地点周边的视频图像信息，使决策者及时掌握前方案发地点的实时情况，为领导确定围捕方案提供辅助决策的功能。
目前的视频监控结合GIS已成功试用于平安城市GIS系统、智能交通系统、森林防火系统及其其他行业涉及到监控的应用
2.5公安警务
GIS目前在警务领域得到广泛的应用称为PGIS，目前的PGIS管理系统基本有以下模块： 1)人口管理PGIS应用：基层公安机关可掌握辖区实有人口变动、动态管控违法犯罪高危人员，实现“以图管房、以房管人、人事关联、轨迹追踪”的重要工作平台。
2)案件PGIS应用 ：案（事）件PGIS应用是公安机关掌握案（事）件时空分布规律、犯罪热点及趋势，实现基于时空的案件串并分析、线索排查的重要手段。
3)视频关联PGIS应用：根据视频系统的接口，实现视频监控点定位、视频实时播放、视频历史回放等功能。
4)指挥中心PGIS应用： 指挥中心PGIS应用是指挥中心各类业务信息的空间分析展现平台，应集成视频监控、电话报警、有线无线调度、GPS定位等各种技术，基于PGIS实现接处警、指挥调度、警力部署等辅助决策支持。
5)警卫PGIS应用 ： 警卫PGIS应用，主要实现对警卫线路、现场、住地、预案、任务的基本信息采集和警卫方（预）案制作等功能。
6)
消防PGIS应用：主要实现对119火警及相关消防业务信息进行报警定位、灾害信息确认、方案编制、等级调派、增援出动、协同作战。
7)
技侦PGIS应用 ：主要用于刑事侦查、人员摸排等工作，借助从移动电子运营商取得到基站位置数据，以及侦察对象的手机话单数据，可以进行轨迹分析，居住区域分析，活动区域分析等。
8)
网监管理PGIS应用：主要实现全市网吧定位查询，网吧信息统计分析等。
9)
治安管理PGIS应用：治安管理中的治安巡逻力量、防控手段、重点区域和场所、旅店业、娱乐场所、化学危险品、技防设施等业务信息均可在电子地图上定位展示、查询分析和动态管控等。
10)情报分析PGIS应用 ：情报分析PGIS应用主要实现人员变迁轨迹分析，重点人员轨迹分析，案发摸排分析等。
实际各个系统根据客户需求仅需以上某一应用模块，比如下面为某市的警务管理系统的功能模块： 实时视频监视功能
根据监控点的实际情况，提供全天候及全方位的图像监视功能。根据监控点的现场地理位置和周边的建筑物情况，分别在前端配置室外高速球型摄像机、红外一体化枪式云台摄像机和一体化枪式云台摄像机。全天24小时均可在监控中心、监控室观察到前端现场的实时画面，考虑到夜间光照强度可根据实际需要进行灯光补偿(普通照明或红外)。 GIS设备管理定位
·支持监控设备在地图上的标注;
·支持拖拽放置设备树列表设备与GIS地图相对位置;
·支持经纬度准确定位设备于GIS地图;
·支持基本的电子地图放大、缩小、漫游、测距、地图打印、点选查询属性等。例如，具有权限的操作者能够方便地通过点击摄像点来查询该摄像点的属性，如：摄像点的编号、摄像机的型号、安装的具**置等。监控相关功能：选择地图上有摄像机标志的位置，可以查看该摄像机的属性、播放实时视频等。 GIS轨迹跟踪
支持在GIS地图中录像目标对象移动轨迹复现;在确认跟踪对象，指定时间和区域内的摄像头录像中智能查询跟踪对象出现的录像，显示跟踪对象在摄像头录像中出现的时间段，并根据时间段和摄像头位置在GIS中勾画跟踪对象的逃跑轨迹。最终辅助公安干警定位目标的逃逸路线，做出蹲点、排查决策。 GIS应急现场指挥
在抓捕犯罪嫌疑人和现场应急保障过程中，在确定目标对象移动轨迹前提下，通过GIS系统可预先设控轨迹路线上的监控点位，实现提前布防，提前预判。同时，可有效调动周围警力资源，及时、快速响应。 GIS最优路径选择分析与远程导航
可以在紧急事件发生的第一时间，分析计算出最优路径，以及快速准确地到达案发地点。通过路径分析和模拟，用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下，多个出警方案到达事故地点的时间。并将最佳路径远程传送至相应巡逻干警或巡逻车的移动导航设备中，指导巡逻警力以指定的路线追踪、包抄、跟踪对象。 视频显示功能
图像能在监视器/显示器上进行固定或时序轮流显示，并能切换、记录、回放、加工、复制、图像混合、画面分割、字幕叠加等处理。派出所能够通过监视器显示出本辖区的图像，通过计算机显示共享的交警图像;分局能够通过监视器选择显示所有图像或通过计算机显示所有的图像;交警能够通过计算机显示派出所图像。 视频控制功能
对于模拟视频，可以通过矩阵键盘来操作前端活动云台的运动方向、摄像机的焦距及景深来达到最佳的监看效果。各单位可以在授权权限内，使用计算机软件选择和控制共享的图像。
控制权限分配功能
监控中心的视频资源管理服务器结合矩阵设置，进行总的权限的分配设置和管理。模拟控制权限优先于网络用户控制权限。在矩阵键盘的操作中，权限按现场控制级别最高。权限优先级高低为，派出所监控室键盘控制为高。 视频存储功能
分局110指挥中心、派出所监控室均配备数字硬盘录像机，全天不间断地记录监控点的图像，保存所有监控点30天内的录像资料，可提供本地和远程网络查询、回放和下载。系统通过数字录像主机或网络可把录像资料备份到光盘等存储设备。 社会图像资源的接入功能
系统能够将社会单位建设的监控图像，有选择地接入到派出所监控室，并且能够通过数字视频进行共享。 监控点信息管理功能
系统能够管理所有监控点信息，实现图像资料的查询和对设备的管理，形成统一网管软件，以拓扑图的方式实时反应在线设备的状态。摄像机信号丢失、硬盘出错、网线中断均可实现设备图标闪烁告警。 视频资源管理功能
系统能够对视频资源进行管理，包括视频资源自动分配、用户访问控制、用户权限优先级控制等功能。
2.6国土资源领域
国土领域的“数字国土”的概念逐步深入人心，土地资源的信息化管理成为必然趋势，地籍管理是土地资源业务的核心。“国土资源信息化”“数字国土”均是与GIS密切相关的热词。地籍管理是国土资源管理的主要核心，这些年在各个城镇建立的地籍信息管理系统均是利用GIS对空间数据以及属性数据的结合管理能力，目前存在的问题便是城市地籍管理与农村地籍管理系统往往为独立的二个系统，二者结合城乡一体化地籍管理系统。GIS在地籍方面可以体现以下优势：以“宗地”为核心地体，实现地籍信息的输入、储存、检索、处理、综合分析、辅助决策以及结果输出的信息管理系统。GIS可以提供以下功能
1)基本的地图功能：提供了双向信息查询检索:通过属性信息查询定位图形，快速实现地籍管理业务对象所在地理位置的定位。也可以从地图中查询地物属性信息，显示用户希望知道的地物信息；距离测量：可以通过鼠标在地图上画线，结束画线得到测量的结果，支持米、公里等单位的换算。面积测量；可以通过鼠标在地图上绘制多边形，结束多边形的绘制后得到测量的结果，支持平方米、平方公里、亩等单位的换算；叠加分析：分析地块与其它地块信息的叠加情况。
2)数据录入：宗地的属性时常发生变化，GIS提供宗地的新属性如归属、范围的录入，并且不会删除历史数据，从而方便客户可以预览地籍数据变化过程，解决纠纷等提供佐证。3)地籍登记:地籍登记分为收件、初审、复审、打证、发件等子模块，地籍登记的业务流程分为土地使用权初始登记、土地使用权变更登记、土地使用权注销登记、土地使用权内控登记、土地使用权解控登记、土地使用权查封登记、土地抵押登记等等。系统采用工作流技术定义各种业务的工作流模板，对工作流实例数据进行操作，对土地登记业务进行流转、监控和查询。工作流监控组件用于对业务完成和未完成状况进行实时的监督，并对未及时处理的业务进行催办。
4)地籍变更：初始地籍建立后，随着社会经济的发展，土地被更细致地划分，建筑物越来越多，用途发生不断地变化，以房地产为主题的经济活动，使地籍变更如房地产的继 承、转让、抵押等更加频繁。
5)土地证管理：该模块主要提供土地证查询和土地权属转移相关证明材料的输出等。
2.7水利领域
1)防汛减灾：灾害工作预测：利用DEM（关于高程的地理坐标）数据结合全国各个地方的雨情及所在地的人文和经济信息等，用于预测洪水的发展趋势，淹没范围以及淹没损失等。这些预测可以很好的为防汛减灾部门物资储备、人员配置以及救灾工作做好提前准备。灾害现场指挥：GIS将各种有关的即时信息，如水利设施位置，灾害地点附近道路分布、人口分布等很直观的表现出来，即时准确的为现场指挥人员辅助决策。灾害评估、灾后重建：利用GIS统计出灾区面积、人口、损失等，为灾后重建、救灾款发放等提供依据，避免盲目性。
2)水资源管理：利用GIS可以对水资源协调社会经济与水资源利用的关系、处理各地区之间用水矛盾、监督限制不合理的开发水资源、破坏水资源行为；指定供水系统和水库的优化调度方案，科学合理分配水资源。如：某一地区水资源不足，农作物需要灌溉，如何合理从其他附近区域水资源引入罐区。
3)水土保持：利用GIS的空间信息管理和分析功能结合遥感影像的周期性、时效性以及视域广特点和水土保持动态监测站等，动态的监测水蚀、风蚀等，提供可靠决策。具体主要体现在GIS的查询功能（可以将水土相关的大量数据以空间数据与属性数据结合在图形中直观展示）、统计分析（利用分析功能可以快速了解水土结构区域分布，为水土保持规划提供决策）、数据编辑（当土地利用状况发生变化，可以直接编辑空间数据反映在图形中）、制图显示与输出（输出所需报表及水土相关专题图等）
4)水利工程规划：水利工程规划如南水北调选线、水库选址规划、库区建设评估和工程施工监测均是GIS的基本空间分析功能。
5)水污染、地下水位监测：水污染类型包括很多种，水体富营养化、泥沙污染、废水污染、地下水污染等。利用GIS的分析功能可以直观的观察水污染的来源，未来可能扩散的范围和路径，为应急指挥提供决策支持。地下水位实时监测对于地震预报等领域具有重要有意义，GIS可以利用对采集的水位数据进行挖掘直观的表现出来，如近半年的水位变化趋势，等值线绘制等。
2.8地质领域
2.8.1地质找矿预测
地质找矿预测往往需要多种数据源如物探数据、化探数据、遥感数据以及基础地质数据，这些数据源的格式多元化，对于其集中管理带来了不便，GIS可以将这些数据源集中在一个平台，对于每一种数据的分析模块添加不同分析方法的功能，如物探数据的反演方法、化探数据的异常下限确定方法、遥感数据的解译，基础地理数据如与成矿有关的重大断裂、地层等。综合这些信息的异常利用GIS的空间叠加、分析功能圈出找矿靶区，达到预测目的。近些年发展起来的三维地质填图也与GIS紧密相关。
2.8.2工程地质
岩土工程与GIS相结合主要体现在以下二个方面: 1)岩土工程前期勘测资料：利用GlS具有较强的空间位置数据储存和管理能力的特点，把勘察资料数值化、数据库化，同时，在工程设计中，利用GIS具有较强的综合分析、评价能力和空间叠置功能，对勘察资料进行分析、评价处理，使之转化为设计者方便使用的数据，直接调用。以实现勘察数据的输出直接为设计的输入。
2)治理设计工作中应用：GIS系统有强大的空间分析能力，可以进行选址、土石方开挖、场地稳定性评价等分析、计算与拓扑判别。其三维场地模型的实现也有助于工程人员对工程场地的更直观认识，并可以通过虚拟场地实现对各种工程方案模拟运作。如滑坡灾害预测：一般与滑坡灾害相关的因素有岩性、地下水等，这些因素在调查时只是反映当时状态，如何利用多时段采集数据分析地下水来源，地表各个岩性层（如残坡积层、松动岩土体、强风化基岩）分布层位、薄弱构造面等。利用GIS对这些地下水、不同岩性等三维动态监测展示分析，为治理方案提供决策支持。
具体应用于岩土领域的系统如上海岩土工程勘察院研发的地铁监护测量系统：地铁监护测量，即针对地铁结构安全量身定制监护地铁隧道各项指标主要包括沉降、收敛变形、平面位移、渗漏水等。以上海已开通运营的500多公里地铁隧道为例，沿线同时处于施工影响期的地铁监护项目超过200个，每天产生的监测数据量巨大。如何从海量的监测数据中判断出隧道的健康状况，确保地铁隧道结构能够长期稳定的服役，对于地铁维保单位是一个巨大的挑战。该系统以地图和卫星影像作为基本载体，为地铁维保单位提供了一个专业的数据发布平台。借助该系统，地铁沿线的高清3D街景让地铁安全保护区巡查的成果跃然于屏幕，网页上轻点鼠标即可控制传感器采集隧道健康状态数据，保护区内的施工项目状态更是随时更新。对于负责隧道结构健康的监护测量工程师而言，系统还可提供详细的隧道健康监测病例——监测数据、现场照片、变形曲线、应对措施等等。一旦隧道监测的指标异常，立马发布警报，叫停影响地铁结构安全的施工行为，采取针对性的修补措施从而保证地铁的正常运营和市民的日常出行。
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