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高中地理知识点:地理信息系统

来源:101教育网整理 2019-03-12 字体大小: 分享到:

· 高中地理信息系统

一、GIS的基本功能:

GIS的软件的基本功能可以分为5部分:数据输入和检验、数据存储和管理、数据变换、数据输出和表示和用户接口。

1.数据输入和检验

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当然里面的某些设备可能在现在已经过时,但是基本的思想是不变的。

2.数据存储和管理

数据组织和管理质量,直接影响GIS操作的有效性。在地理数据的生产中,当前主要是4D产品,即数字线划数据(Digital Line Graph, DLG)、数字栅格数据(Digital Raster Graph, DRG)、数字高程模型(Digital Elevation Model, DOM)、数字正射影象(Digital Ortho Map, DOM)。

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3.数据变换

提供了对一个区域的空间数据和属性数据综合分析利用的能力。通过提供矢量、栅格、DEM等空间运算和指标量测,达到对空间数据的综合利用的目的。如基于栅格数据的算术运算、逻辑运算、聚类运算等,提供栅格分析;通过图形的叠加分析、缓冲区分析、统计分析、路径分析、资源分配分析、地形分析等,提供矢量分析。

4.数据输出

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5.用户接口

用于接收用户的指令和程序或数据,是用户和系统交互的工具,主要包括用户界面、程序接口与数据接口。用户界面(或人机界面)是地理信息系统应用的重要组成部分,它通过菜单技术、用户询问语言的设置,还可采用人工智能的自然语言处理技术与图形界面等技术,提供多窗口和光标或鼠标选择菜单等控制功能,为用户发出操作指令提供方便。程序接口和数据接口可分别为有用户联接各自特定的应用程序模块和使用非系统标准的数据文件提供方便。

二、地理信息系统(GIS)在城市管理中的应用:

GIS以其在空间数据处理方面的强大功能而可以广泛应用在垃圾管理之中。

1.在街道清洁、垃圾收集中的应用

GIS在街道清洁、垃圾收集的管理和规划中的应用及合理分配和优化有限的人力和物力方面是十分必要的。它的应用,还可以使管理者能够更有  效地管理空间数据,灵活制定管理计划,从而为用户提供更优质的服务。

(1).在街道清洁中的应用
首先需要建立街道网络的数据库,数据库中的地理空间数据包括街道、铁路、行政界线、城市绿地和城市中的水体等,其属性包括:街道特点、名称、功能分类(大路或小巷等等)、街道种类(环形路、道路服务区或道路出口等)、铁路、市政界线、立交桥和地下街道、公园、居民区、单行线等等。
其次根据居民区状况和社会经济条件,划分服务区域,建立服务分区数据库。首先要进行服务对象调查,需要对居民区、企事业单位进行调查,明确接受服务的主体。然后按邻近性、相似性等进行区域划分,可以综合考虑行政边界,为确定服务频率、服务面积和服务质量打下基础。划分的数量应视城市具体情况而定,不宜太多。地理信息系统可以客观评价原有的收集分区,并允许更灵活的区域分配。其重要的特点是使用方便,可以根据服务对象数量和种类的变化,而对分区做相应的灵活调整。
再次,进行分区后的小片区域调查,包括服务条件的确定,例如交通拥挤程度、旅游业、商业活动、树木分布等,这些对于制定工作计划十分重要,例如,在秋季要清除落叶,或者在交通繁忙的街道晚上进行清扫等。调查区域的最小单位可以设定为两个交叉路口之间的一段街道。主要收集的信息包括:公路的长度和宽度、两边人行的长度和宽度、可能的停车区的种类和规模、交通拥挤程度、旅游业繁忙程度、商业活动、树木密度、植物的种类等等。所有收集的数据输入服务分区数据库,并分门别类进行存储。
最后,可以利用建立的街道网络数据库和服务分区数据库,进行地图查询和编辑,了解邻近区域基本情况;可以根据调查得到的数据,制定工作计划,确定服务频率、面积和服务质量,合理分配人力物力;可以对原有计划和分区进行适当调整,优化现有配置;还可以按环境条件的变化,完成对数据库的更新。

(2).在垃圾收集中的应用

为了达到有效的管理,需要精确地定义垃圾容器和收集地点的类型(一般类型、分类收集类型等,垃圾容器的不同容量等)和位置(通过街道名称和建筑物名称来确定,也可以建立新的代码)。根据得到的数据,建立起垃圾收集数据库,可以与街道网络、服务分区数据库联合使用。最终目的是基于用户的种类和垃圾总量,为垃圾收集容器找到适宜的位置和数量,使之更有效、灵活地完成收集服务,而且减少了管理费用。过多的垃圾箱使整理运输过程缓慢,并延误了其它地点的垃圾处理,而过少的垃圾箱使操作者不得不手工处理多出来的垃圾。因此,系统确定服务总量,并提供质量和数量参数来方便操作和管理,还可以提供工具对垃圾箱进行维护以及进行运输操作。事实上,已经确定垃圾收集地点的合适位置,就可以进行空间操作,来对服务进行计划和管理。

2.在填埋场选址中的应用

垃圾填埋场的选址是一件麻烦的事情,因为尽管每个人都可能用到它,可谁也不希望它在自己的活动区域附近,稍有不慎,填埋场的选择就可能引起的很大的争议。但随着社会经济的发展,垃圾产量越来越大,而垃圾填埋作为垃圾主要的处理手段,填埋场的新建和扩建是迫在眉睫的事情。

地理信息系统在垃圾填埋场选址方面的应用及实例如下。

选址的原始数据资料应尽可能包括:基岩地质图和断裂带、松散沉积物的组成、松散沉积物的厚度、含水层的类型和分布、土壤类型、地形和地表水状况、湿地、100年的洪泛区、公路和铁路线、机场、主要的农田、输气和输油管线及井的位置、濒危或稀少的野生物种、学校、公园和保护区等方面的资料。

使用GIS进行选址时,需要根据所能得到的资料,将已有的原则和标准量化,以便在现有区域内选出适宜修建垃圾填埋场的大致位置。例如,在对地下水的脆弱程度进行分析时,可以使用DRASTIC分类方法,选择6个对地下水影响最大的因素,包括含水层厚度、排水能力(Recharge)、含水层介质、土壤介质、地形和渗流介质的影响,并赋予等级和权重值,然后按照给出的计算公式,计算得出DRASTIC参数,再把DRASTIC参数重新分级,确定地下水脆弱程度的合适区域。另外,为河流、湖泊和湿地建立500m范围的缓冲区,距居民区应在1000m以外,不能位于洪泛区的区域内,距离公路网不要远于400m,也不要近于60m,选择合适的土地类型,尽可能使用未利用土地等等。

使用GIS进行数据分析的方法包括:按照选址标准对已有的空间图层建立空间缓冲区;对属性数据进行分析处理;对多个图层进行空间叠加分析等。

在目前,这项研究还只是一个工具,并不能提供最终的决策。因为在什么地方和什么时间选择垃圾填埋场,不仅是一项技术含量较高的工作,而且与社会、政治和经济方面密切联系的工作,势必需要更深入的探讨。当使用GIS确定一些潜在区域后,决策者可以通过实地调查来做进一步的分析,确定最终的适宜区域。

三、GIS的发展以及应用前景
目前GIS的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。在国外GIS技术已被各级政府部门和企业界广泛认知和采用。尤其是在北美、欧洲、日本和澳大利亚等国家和地区,GIS市场已经基本形成。GIS数据公司和软件公司比较多,他们在GIS系统建立和空间数据的使用方面已有了一套比较规范和成熟作法。在我国GIS技术也正被越来越多的政府部门和大型企业所采用。虽然起步较晚,但是有后发优势,可以少走弯路,以比较高的起点开展GIS的理论研究和开发应用工作。

未来若干年空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展,从而给城市空间数据生产和GIS应用增添新的生命力。以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施(NII)的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大积极效用。新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将大大改善我国城市空间数据的状况。

GIS技术的一些最新发展(如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等)将在城市得到实际应用,从而提高GIS系统应用的水平。城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命,GIS与其它技术的集成将成为主流,应用系统的质量将稳步提高,用户的意识和行动将更有利于GIS的发展,应用将向深层次和大众化两极发展。

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。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,GIS也将真正走向产业化和市场化。

· 高中地理信息系统典型例题

题目一

要想动态显示北极冰川面积近30年的变化状况,并预测其变化趋势,需要应用的技术手段为:

A.遥感技术B.全球定位系统C.地理信息系统D.数字地球

答案

C

解析

地理信息系统(GIS)是指专门处理地理空间数据的计算机系统。地理信息系统的主要功能有数据采集、数据分析、决策应用等。GIS能够解决  的主要问题包括地理空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析、模拟结果等。GIS广泛应用于测绘、资源管理、环境保护、城乡规划、市场分  析等领域。
优点:①信息量大,使用方便;②功能强大;③动态监测(GIS与RS相结合)
要想动态显示北极冰川面积近30年的变化状况,并预测其变化趋势,需要应用的技术手段为为RS和GIS的结合。所以本题选择C选项。


题目二

下列研究项目中,主要是应用GIS进行的有:
①近20年来福建省GDP的增长情况分析
②近10年来珠江三角洲花卉基地的分布变化情况分析
③福州市地铁线路的规划设计
④近10年来三明市城区建设情况调查与居民住宅小区布局研究
⑤中国银行福建省分行基金走势和投资项目分析研究

A.②③④B.①③④⑤C.①②③④⑤D.③④⑤

答案

A

解析

本题考查地理信息技术的应用。地理信息技术的应用的领域主要表现为:遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用(可对农作物进行  估产、有助于防灾减灾);全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用(主要用于位置方面的定位和导航);地理信息系统(GIS)在城市管理  中的功能(用于城市的信息管理与服务、交通道路管理、环境管理以及城市规划、防灾减灾等)。所以本题选择A选项。

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