第一篇：gis在国土中的应用
三维GIS在国土动态执法检查中的应用
1、增强新增建设用地土地动态巡查力度
在土地资源日益稀缺的情况下，土地资源管理已经从平面的二维控制向三维立体空间的有效利用发展，通过对重点监测地区地形地物的三维建模显示，可以实时反映土地的使用强度，为集约高效使用土地提供动态巡查的技术支持手段。
土地出让过程中的用地规划三维虚拟模型与建成后实际地物的对比，实时反映规划与建成情况的偏差，能更加直观的反映地上和地下空间土地使用情况以及地上地下构筑物的相互关系，清晰的反映城市各类建筑物、构筑物的形状、楼高、楼面颜色，城市各类用地的分布状况、土地利用强度等信息，真正实现土地使用权的立体化有效管理，防止工业用地利用效率低下、居住用地过度开发或变更土地利用性质问题的出现。通过二维数据和三维数据联动比对，能直观地分辨违法用地，并且快速地掌握其边界、形状情况，以及确定其面积、用途等信息。比如打着建设工业园区、农业园区、园林绿地的旗号，建设地产项目或高尔夫场地，虽然在二维平面上可以标注地块信息、现场照片等属性，但不能全方位直观形象的反映出用地性质。通过三维仿真技术可以形象的展示土地出让条件的满足情况，如：容积率、建筑高度、建筑密度、绿地率等土地开发强度指标。
2、地质灾害的推演
三维GIS可以真实反映山体高度、坡度、坡向，河道走向、宽度、河床高度，对发生泥石流、山体滑坡、洪水淹没范围可以进行预演预判，预测地质灾害的损失程度。
3、动态监测耕地保护范围、质量
第二篇：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。
第三篇：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
第四篇：实景三维GIS在安保中的应用
摘要：本文从当前安保业务形势分析入手，通过对GIS发展方向的介绍，引入了实景三维GIS的定义，提出了一种基于实景三维GIS开展安保业务工作的新思维，并通过典型案例阐述了具体应用。
关键词：实景三维GIS;可量测实景影像(DMI : Digital Measurable Image);移动测量系统(MMS : Mobile Mapping System)
1 引言
当前，随着我国经济建设的飞速发展和国际地位的日益提高，各位社会活动日益增多，诸如重点活动、重点人物安全保卫任务也随之日趋加重。
安保工作需要详细的地理信息作为基础，但是目前常规方式多是采用人工采集方式逐项收集材料，然后在电脑里加于整理形成参考数据，这无疑是非常耗时费工的“苦力活”。同时，二维电子地图，能显示方位信息和地物属性信息，但缺乏环境数据，不能提供预案制作和快速反应所需的环境信息，数据表现平面化，不能提供立面数据。
如何借助于现代化科技手段，从数据获取、系统建设、组织实施等各个环节完善安保工作成为一项紧迫的课题。
2 实景三维GIS 美国国家地理空间情报局(NGA)认为，一幅图像胜过千言万语，唯有图像的方式才能做到赋予领导者敏锐的洞察力。近年来，移动测量、计算机硬件、互联网技术的发展为GIS带来革命性的改变，以符合人类判读习惯的图像为基础的实景化地理信息系统成为了GIS发展的主流方向。Google和微软也是基于这一点，开发了基于影像的“数字地球”软件，并为全球提供这项服务，如图
1、2所示。
图1 微软推出的街景地图
图2 Google推出的街景地图
立得空间信息技术有限公司基于多年3S集成技术、移动道路测量技术的研究成果，推出拥有自主知识产权的“移动测量系统”，如图
3、
4、5所示。基于此系统，经专门软件处理，可快速形成行业地理信息系统所需的各种数据，包括二维电子地图、行业地理信息数据库以及连续可量测实景影像库等。
图3：“移动测量系统”工作原理示意图
图4：便携式MMS：可用于室内测量
3
图5：立得MMS测量车
可量测实景影像(DMI:Digital Measurable Image)真实反映环境，它不仅直观可视，更能按需进行浏览、相对测量、绝对定位解析测量和属性注记信息挖掘，是传统4D数据(DLG/DRG/DOM/DEM)的完美补充。实景三维GIS系统以4D数据为基础，增加连续的地面可量测影像作为新的数据源，在二维GIS的基础之上，通过开放的软件(真图地理数据平台Truemap Engine)与GIS行业应用软件无缝集成，从而给用户提供一个更直观易用的实景可视化环境，系统架构图如图6。
图6：系统架构图
实景三维GIS将实景化管理的概念引入安保应用，决策指挥人员可以凭借实景“真图”如同亲临现场般深入观察环境信息(如建筑物、道路及路口等)，依据业务需要进行任意测量，为路线设计、安保人员部署、预案制作与演练、监控与指挥等安保业务服务。
3 典型应用
一、2008奥运安保项目
2008年奥运是全世界瞩目的盛会，奥运安保工作面临前所未有的挑战，必须采用一切可能的高科技手段，全力确保奥运。
立得公司依托MMS移动道路测量车，快速获取奥运场馆、奥运路线中目标部件的空间坐标、地物属性、立体影像以及视频资料，提供了全要素、全纹理的数据，为奥运路线规划、安保布局研究提供充分的地理数据支持。
在系统中，可以任意查看奥运场馆环境，实时分析、挖掘环境数据，实现基于实景影像的地理位置定位。还可以辅助制定应急预案、模拟现场演练、推演事态发展。
三维实景GIS的应用，突破了传统奥运安保模式的局限，提升了安保体系的应急处理能力，为2008年奥运盛会的成功主办做出了贡献。
二、六十周年国庆阅兵项目
六十周年国庆阅兵典礼是举国上下的大事，其安全保障任务责任重大。 系统集成了所有阅兵线路的实景影像，路口都提供了行进导引信息。区间线路的影像回放，可有效保障人员部署。安全事故发生时，可迅速定位事故发生点，快速搜索/调配附近的人力、设备资源，启动应急方案，还可按需量测事故点的道路宽度、桥梁高度等核心数据，为指挥调度提供重要参考。实现与北斗定位系统的集成，全程跟踪阅兵方队的进入、检阅、离开，实现全面监控和综合指挥;实现与实时视频的集成，安保人员可以随时比对现场环境的异常变化，方便安全隐患的及时排除;实现与航测影像、电子地图的联动控制，让指挥人员可以从平面、立体多角度评估现场安全系数，合理分配安保资源。
先进、快捷的数据采集设备，多视角的三维实景GIS系统，将安全护航60周年国庆大典!
三、喀什公安项目
为提高反恐防爆的安全防范能力，以便圆满完成奥运安保工作，经充分调研、论证，喀什市公安局决定引入公安业务管理实景化的概念，开展实景三维警用GIS建设。
立得公司在2周时间内完成整个喀什市90平方公里实景影像的采集，并在1个月时间内完成数据处理，及时满足了奥运安保用图的需要。
另外，借助于影像的浏览、搜索、标注、链接、测量等功能，延伸了对实景数据的挖掘工作。如可直接把建筑物和案件标注在实景影像上，一旦完成对象的“真图”标注，公安各级业务部门可以直接通过点击建筑物上的标注获取建筑物内的房屋、单位场所和人口的信息，对案件的管理也类似。
实景影像真实反映喀什市区环境现状，将整个喀什市区直接装入电脑。
通过实景三维警用GIS的建设，实现了良好的社会效益，尤其是在反恐处突、安全保卫、服务群众、侦查破案、公安队伍管理方面有突出表现。
7 4 总结
实景三维GIS为用户提供基于DMI的数据服务，可以快速构建一个简单易用的、按需测量的实景可视化工作环境。它将影像与GIS无缝集成，与管理体系紧密结合，支持安保工作流程的优化，可为决策与指挥等高级应用提供支撑，是安保业务管理的一种新思维。
第五篇：浅谈GIS技术在消防通信中的应用
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中文摘要
GIS作为消防通信指挥系统功能的主要支持模块,是现代通信技术的一个辅助系统,可实现消防地理信息的查询。利用GIS,配合其他系统模块,在灭火救援现场就可以得到大量有用信息,为现场指挥员临机指挥、定下决心等环节提供有力依据。
Chinese Summary
GIS as a fire command system communications function of the main support module, is a modern communications technology support system, enabling the fire geographic information query. The use of GIS, in conjunction with other system modules, the fire scene, you can get a lot of useful information for the ad hoc command of the scene commander, will be determined to provide a strong basis for such links
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目 录
前言………………………………………………………………………………2 GIS技术简介……………………………………………………………………3 当前消防通信指挥面临的问题…………………………………………………3 基于GIS技术的新型通信指挥系统……………………………………………4 GIS在消防信息化中的应用……………………………………………………4 结论………………………………………………………………………………6 参考文献…………………………………………………………………………7
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前 言
随着社会经济的飞速发展,城市规模不断扩大,人口密度越来越高,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任,但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至 关重要的,而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。
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浅谈GIS技术在消防通信中的应用
一、GIS技术简介
GIS技术是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件技术的支持下,用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示,以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下,加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显着成效和良好的发展前景,在1998年,时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念,更掀起了应用研究的新高潮。
我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门,影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。
二、当前消防通信指挥面临的问题
长期以来,灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动,现场指挥往往具有一定的盲目性,缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。
目前,我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS,并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统,取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面, GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此,GIS技术可以被非 GIS 专业人士使用,用于完成火情分析,行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息,如:抢险救援防护设备,消防实力,车辆状态,行动路线等。
不过,基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点,对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说,人员紧张、经费有限、火灾 3
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起数较少且火灾数据量相对不大,如果也应用上述系统,会造成一定浪费,不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性,又做到最大限度地节省财力、物力和人力,是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。
三、基于GIS技术的新型通信指挥系统
基于GIS技术构建消防通信指挥系统,首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图,但这些地图并不包括或包括很少消防信息,因此,必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订,才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为 GIS系统平台,并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。
Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上,与Arc/Info等大型GIS系统相比,因Mapinfo图元数据不含拓扑结构,它的制图及空间分析能力相对较弱,但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说,Mapinfo易学易用,价位较低,是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台,用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种,它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用 MapX控件的开发。
为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况,如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等,可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息,效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比,像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点,而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快,但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上),使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。
四、GIS在消防信息化中的应用
(1)在119接处警中的应用。
GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术,目前运用得比较成熟。GIS
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作为火警受理和智能决策系统有力的辅 助手段,主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示,能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置,通过优化择选和计算能确定最佳行车路线,另外通过车辆GPS定位系统,能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹,以判断车辆是否按照指定的路线行驶。
(2)在消防规划中的应用。
由于GIS基于图形方式,相关信息内容比较详细、精确,并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图,可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设,消防站点的规划,以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机,GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。
(3)在分析消防信息数据中的应用。
利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据,以便于制定科学的措施和对策,减少火灾事故的发生。同时,通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析,既能形象地反映情况,又能便于动态管理,通过一些信息查询、分析评价与科学决策,能够对于城市突发性事件进行科学预测,便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。
(4)制定灭火预案中的应用。
由于GIS内容丰富,目前许多系统采用的是影像甚至立体图形,便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素,制定有效的灭火预案有极大的帮助。
(5)GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展,开发网络模拟演练系统将是不远的现实,通过网上各种综合数据,实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施,可以测出火灾扑救成功与否。
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结 论
新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上,综合了多种学科和现代科技成果,相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行,还得进一步增强GIS 技术的实用性,建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力,减少社会承受的灾害损失,大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统,对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面, 都将有着非常重要的意义。
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参考文献
<1>邬伦,刘瑜《地理信息系统原理、方法和应用》,科学出版社,2001:10-12。