地理信息系统发展史模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇地理信息系统发展史，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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一、城市地理信息系统的发展

随着现代经济的迅速发展,城市规模不断扩大,海量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,城市地理信息系统不仅用来收集、存储、检索城市化过程,更主要的是用来辅助城市发展,评估、规划和决策城市的未来。因此,城市地理信息系统在城市经济建设和人民日常生活中有着极为广泛的应用。

上世纪90年代后期开始,随着“数字地球”、“数字城市”概念的提出,城市地理信息系统作为“数字城市”的重要基础设施得到了高度的重视,并开始快速发展。在“十五”期间,我国便在数字城市和城市信息化建设方面做了大量的工作。

城市地理信息系统具有什么样的内容和功能,主要取决于城市现代化的进程和社会需求的水平。目前,“数字城市”建设已被列入信息产业和城市基础设施“十一五”期间发展战略重点。“数字城市”建设的开展,将对城市地理信息系统提出更多的需求,从而为城市地理信息系统带来新的跨越式的发展。

城市地理信息系统是“数字城市”的重要基础设施之一。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。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,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变得力不从心。为了快速、灵活而准确地提供各种信息客观上需要建立城市地理信息系统。

城市地理信息系统是基于城市空间的地理信息系统,是地理信息系统在城市规划、建设和管理中的综合应用,因而其内容涉及城市和区域的各种社会、经济和环境要素以及人类大部分社会活动。城市是人口、资源、环境和社会经济要素密集的综合体,是人文和自然高度复合的系统。因此,和一般地理信息系统比较而言,城市地理信息系统具有数据类型多样、服务对象多层、精度高、现势性强、模型化、智能化、多功能、与办公自动化一体化、严格的层次结构和高度统一的规范标准等特点。

进入21世纪后,3S技术的发展日益向深度和广度推进,城市地理信息系统也取得了重要进展,主要表现在以下几个方面:

1.城市地理信息系统中的数据种类越来越多、精度越来越高、获取越来越方便快捷。

2.城市地理信息系统标准化进程稳步前进。《城市地理信息系统设计规范》、《基础地理信息标准数据基本规定》等一系列国标、行标的出台,从数据上、系统上规范了城市地理信息系统的发展。

3.城市地理信息系统运行的软硬件和网络环境得到了极大改善。软硬件性能比十几年前提升了数倍,这大大提高了计算处理和分析的效率。

4.城市地理信息系统走向建设服务、信息共享。基于Web Services的信息共享和建设方式已成为主流技术。。

5.三维可视化和虚拟现实技术更加实用化。城市三维可视化技术得到了广泛应用。

二、城市地理信息系统的展望

随着城市地理信息系统的深入发展,特别是Google Earth为广大公众提供了全新的空间信息服务体验后,改变了人们认识和了解地球的方式,“数字地球”、 “数字城市”逐渐走向社会大众。我国政府积极规划和实施空间信息基础设施建设,并在此基础上向企业和公众提供空间信息服务。“数字城市地理空间框架”被列为国家测绘局重点建设项目,目标是通过在全国若干具有条件的城市,构建城市地理空间信息公共平台,以促进地理信息资源的充分利用和城市信息化建设。与此同时,各级国土、规划、市政、环保、城建等行政主管部门也都在自己规划和管理中自学地引入或整合3S技术。结合业务特点,将空间信息的处理、分析和展示带入到各自行政和业务管理流程。城市地理信息系统未来发展趋势主要有以下几个方面。

1.城市地理信息系统建设速度将快速增长。2008年我国已开展了30多个数字城市建设,2009年我国将开展60到80个数字城市的建设与应用。

2.行业应用将不断深化。城市地理信息系统是一种决策支持系统,通过大量数据管理及空间分析、网络分析和综合应用分析,为各行各业提供对规划、管理、运营有用的信息,从而满足各个部门在城市建设、土地、交通、商业、环境等方面对空间信息的需求。

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中图分类号：C93文献标识码： A

美国副总统戈尔于 1998 年 1 月 31 日提出了数字地球的概念。这主要是由美国的国家目标和全球战略决定的。同样地，从我国的国家目标出发，我们需要一个中国数字地球或数字中国。由于数字地球不是一个孤立的项目，而是一项整体性的导向性的战略目标。因此，需要从战略的高度考虑土地管理信息系统的未来发展趋势。

一、土地管理信息系统概论

土地是人类立足的场所，生存的条件和使人类劳动能够得以全部实现的基本条件与基础。土地问题根本是一个管理问题。如何管理土地，使有限的资源达到最大的社会效益、经济效益、生态效益，实现资源的可持续发展就成了土地管理工作的首要问题。土地管理信息系统（LIS）是土地规划和管理定量化、科学化以及对土地信息进行快速查询、分析和更新的技术手段和方法，并为决策提供辅助支持。土地管理信息系统是基于信息技术的土地管理的最先进方式，是现代土地管理的基础和核心，是地理信息系统在土地管理方面的具体应用。所有和土地信息有关的系统都可以归入土地管理信息系统的范畴，包括城市规划、地籍管理、土地利用、资源开发、耕地保护、建设用地管理、土地定级估价等。

由上我们可以知道：土地管理信息系统由硬件、软件、数据、人和方法组成。硬件和软件为土地管理信息系统建设提供环境，数据是土地管理信息系统的重要内容，方法为土地管理信息系统建设提供解决方案，人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其他几个组成部分。土地管理信息系统的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出，并在此基础上进行相关专业的研究与应用。土地管理信息系统的特殊功能有图形数据的输入与编辑，图层与图幅管理，建立拓扑关系，空间查询功能，属性数据的输入与编辑和空间分析功能。

二、土地管理信息系统的发展方向

2.1、土地信息管理的网络化。互联网具有不受时空限制能快速、直观的土地信息，对于合理保护、利用和开发土地资源，整合资源优势，最大限度的挖掘土地生产力，保证土地资源的可持续利用等方面具有积极作用。利用互联网空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询、制作专题图和分析的功能，已经成为土地信息系统发展的必然趋势。

为确保信息化标准建设的系统性和完整性，国土资源部已组织力量着手进行国土资源信息标准参考模型。国土资源数据模型和国土资源信息化标准体系等研究工作并取得了初步成果。为了协调和规范数据库标准，应用系统建设规范等工作标准的制定，国土资源部正在加紧国土资源信息元数据标准高层分类、编码及数据文件命名、以及相关的网络开发。规范网络系统建设、规范国土资源大调查、成果数字资料汇总规范等信息化标准的研究和制定工作。

2.2、土地管理信息系统的集成化、模块式。土地管理信息系统的一个重要功能是实时、准确的获取土地空间数据，包括土地地形地貌、土地利用情况、地籍资料等空间数据，这就要求土地管理信息系统的数据采集要求快速、便捷、准确。随着测绘科学技术的发展，产生了卫星遥感技术与全球定位技术，这两门技术为空间数据的快速采集提供了可能，地理信息系统科学为空间数据的压缩、管理提供了可能。遥感技术已经从多光谱卫星发展到主动雷达遥感，实现全天时全天候探测，空间分辨率也由30 米发展到亚米级，时间分辨率发展为 1 天，这为大面积土地利用信息实时采集提供强大的技术保障；全球定位技术(GPS)的地面数据采集也实现高精度、自动化，满足了地籍测量的基本要求。

就以城乡一体化的土地管理信息系统为例，本文发现：城乡一体化土地管理信息系统是一个对整个县级行政辖区范围内建成区和非建成区土地的权属、利用类型以及其他专题数据，在统一坐标系、统一 GIS 平台、统一分类体系、统一技术标准下实施统一管理的信息系统。即实现多尺度、多级区域、多专题数据融合成一体化的专题数据。因而在该管理信息系统中做好对各种数据的组织管理具有十分重要的作用。换言之，城乡一体化的土地管理信息系统在未来的社会发展中呈现出日渐集成化、模块化的发展态势。

2.3、土地管理信息系统的一体化。信息网络技术的应用是促进各国国民经济和社会发展的重要手段，随着信息网络技术突飞猛进的发展，信息网络技术已经渗透到了国民经济和社会的各个方面，其普及程度和社会化程度越来越高。全国国土资源信息网络系统的建设正在大规模建设中。目前，国土资源部内网和外网已经建成，形成了包括网络、应用、服务、开发、数据库和网管等平台的较为先进的局域网，系统各省级节点局域网有的在建设中，有的已经建设完成。各节点局域网的互联也即将开展。随着全国国土资源信息网络系统规模的不断扩大，网上应用系统的不断增多，系统的安全保密要求也越来越高。为了构建一个完整安全的网络系统。在建设网络平台、系统平台、应用平台、网管平台等的基础上，规划设计国土资源信息网络系统的安全保密系统，防范来自多方面的安全威胁，加强国土资源网络信息安全保密工作，保护网络系统的安全和信息的安全具有非常重要的意义。

三、结语

通过对城乡一体化中的土地管理信息系统的描述，本文一方面论述了未来土地管理信息系统发展的趋势，并指出我国在未来的土地管理信息系统的开发和创新中占据制高点。因此，应当清楚如下：城乡一体化土地管理信息系统的构建是一个涉及自然科学、社会科学、管理科学、计算机科学等学科内容，并受到政策、制度的影响，是一个长期而变化的过程。但由于时间和精力的局限，本文只以土地利用管理信息系统、地籍管理信息系统两项业务系统的整合进行研究，以达到“城乡一体”管理的功能。同时本文也并未对城乡一体化管理信息系统建立涉及到的所有技术进行分析研究，如工作流技术，在以后的研究工作中还需进一步研究。同时随着技术和应用的不断成熟，土地管理信息系统在国土管理中发挥着越来越重要的作用。土地管理信息系统不仅为我国的土地建设、发展提供了科学的管理平台，也为我国土地动态监测、土地利用规划提供决策依据。

参考材料

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地理信息系统（Geographical Infor-

mation System，简称GIS）是20世纪60年代创立并发展起来的一门新兴技术。它集地图学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学及计算机科学于一体，是现代分析和处理海量地理数据的一种重要技术。不同的部门与应用领域，对GIS的定义也不尽相同。或将其定义为“一种对空间数据进行采集、存贮、提取、分析和显示的工具”，或是“一个协助发展与规划，并且作出决定的工具”，或定义它为“一种处理空间数据的系统”这些定义有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。不论侧重哪个方面， GIS实现地球系统科学研究工作的总体思路都是利用现代科技手段获取地球信息、利用数学方法进行各种信息之间的转换、预测和验证。实施这一思路的核心是计算机技术，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，主要研究内容是地球系统内的信息流，并以资源环境为主要研究和服务对象。这是GIS不同定义的共性。与其他信息系统相比，其强大之处是能处理空间分布数据。它将空间数据与属性数据结合起来，经现代计算机技术分析、处理之后，结果以图、表或曲线等形式反映出来，提高了人们的认识能力和信息处理能力，为科学管理和决策提供了重要手段。

二、地理信息系统的应用

随着地理信息系统技术的不断完善，其应用已渗透到社会各个方面，涉及所有相关的空间信息领域，包括诸如土地、海洋、农林业、水利、矿产资源、自然灾害预测、全球变化、环境保护等等。在各个应用领域中，以土地信息系统（LIS）、城市信息系统（VIS） 、自动制图与设施管理（AM/FM） 、环境信息系统（EIS）等占主导地位。发达国家以GIS应用于城市和设施管理为特征，而发展中国家则侧重于资源管理。

1.GIS 与数字城市

GIS、RS（Remote Sensing，遥感）和GPS（Global Positioning System，全球卫星定位系统）技术构成了空间信息技术的主要部分，即通常所说的3S 技术，其中GIS技术是核心技术。城市是人类活动最活跃的环节，GIS 技术的应用集中体现在城市应用中。近两年来，数字城市已经成为国内信息化的热点问题，而且还有持续升温趋势。而以GIS 为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术，它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起， 为城市生活和商务提供了一种立体的，多层面的信息服务体系。数字城市建设包括4部分内容，即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。而GIS应用贯穿上述4个部分和各个层面，从城市基础地理信息数据库到政府空间数据共享、电子商务物流配送以及基于网络的公众地理信息服务，GIS都发挥着不可缺少的作用。从具体的应用来说，GIS已经广泛应用于构成数字城市的众多行业，如城市规划、城市地下管网、电力、电信、公安、消防、急救等方面。

2.GIS 与企业信息化

GIS技术在企业整个商务过程中都能发挥重要的作用。以GIS 为核心的空间信息技术可以无缝集成到企业信息化的整体业务平台中，与企业的财务系统、销售系统、工作流管理系统、客户关系管理系统等融合，并且在底层数据库层面上实现数据的相互调用。当建立在网络架构上时则可以实现远程和分布式计算。

3.GIS 与人们的生活

近几年来，随着GSM 移动通信技术的发展，GIS的应用范围迅速扩展到人们的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM 的技术已开始广泛应用于车辆安全防范系统和调度系统，为人们提供车辆反劫防盗、报警、道路指引、医疗救护以及在此系统平台基础上扩展各种电子商务增值服务。以医疗救护为例，当患者向监控中心请求急救时，监控中心可以从GIS 电子地图上查看到患者的具置，并同时搜索最近的急救车辆，让最近的车辆前去接患者。患者进入救护车后，监控中心可以通过双向通话功能， 指导救护车上的医生实施救护治疗，同时通过GIS 的最优路径功能，给救护车指引道路， 使其以最快的速度到达医院或急救中心。而在救护车行进的过程中， 患者的家属可以通过互联网立即上网查询救护车的行进位置及患者的状态信息。通过GIS，并结合GPS 和GSM 无线通信及网络，使患者、家属、救护车及医生之间建立了无缝沟通体系，最终使患者能得到快速、及时的治疗。

如果在车辆移动目标、家居固定点目标、重点保护单位甚至路灯上都安装了GPS、GSM 或其他无线通信设备，那么我们在城市生活中，无论是开车、行走或者是在单位、在家里，都可以通过由GIS、GPS、互联网以及无线通信技术构成的综合服务系统获得急救、报警和各种商务服务，真正使我们处于立体的、全方位的数字化生活中，体验数字空间高科技价值。

三、GIS发展趋势

一个优秀的GIS软件应具备支持数字（ 区域、城市） 地球的能力， 应是在OS、DBMS等软件之上的应用集成平台。GIS 软件的发展要实现从简单的二维或三维处理向多维处理的转变；实现从以系统为中心向以数据为中心的转变；实现从面向地图的处理向面向空间实体及其时空关系处理的转变； 实现从单纯的管理型向分析决策型转变。在技术体系上， GIS软件的发展应向以下几个方向努力。

（1）数据组织与融合方面。目前计算机运算速度能满足海量空间数据的运算， 因此要改变以图层为基础的组织方式， 实现直接面向空间实体的数据组织；实现不同尺度空间数据之间的互动；实现矢量数据、影像数据的互动；实现多维属性与嵌套表组织；实现多源空间数据的装载与融合， 支持数据仓库机制；具有强大的索引机制。

（2）数据存储、查询和分析处理方面。实现从面向过程的分析、处理手段向面向问题的分析、处理手段发展；实现以空间数据为基础的数据挖掘；实现联机分析处理（ OLAP）与联机事务处理（ OLTP）；实现扩充的、支持空间的关系概念与关系运算。

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Abstract: the current city information construction is the focus of the urban geographical information system, geographic information system is a kind of specific very important space information system, he is melts the computer graphics and database and a body, storage and handling space information high technology and new technology. Geographic information system is an important branch of

Key word: urban geographical information system, city information construction, UGIS

中图分类号：B929文献标识码：A 文章编号：

0引言

目前城市地理信息系统研究与开发是最主要考虑的技术问题之一。以城市为对象的地理信息系统在问题尺度、数据类型、分析模型等方面具有鲜明的特征,它把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。

1、 城市地理信息系统概述

城市地理信息系统是地理信息技术及其他相关信息技术在城市的管理与决策及市民社会生活中的应用系统,是随着信息社会发展的客观需要兴起的。城市地理信息系统由五大要素构成:数据、软硬件和网络、规范标准、技术队伍以及组织管理，其中数据是最重要的,它是建立城市地理信息系统的基础，数据可概括为基础数据和专题数据两类。

2城市地理信息系统的框架结构

城市地理信息西斯通具有多要素、多层次和分布式网络结构的特点。结合我国程式化和城市管理的具体情况,从长远、整体和综合的角度考虑,城市地理信息系统的框架结构应该包括以下三层[3],见图1。

图1城市地理信息系统框架结构图

(1)基础层。即基础信息子系统，主要包括大比例尺地形图的地形要素,为所有专题子系统提供统一的空间定位基础。

(2)专题层。即公共基础加专业信息形成的专题信息子系统,一般应首先发展城市土地、城市规划、城市交通、等带有专题基础作用的子系统。

(3)综合层。即最上层的城市综合地理信息系统,从系统开始建设之日起,便应对它有所考虑,但要等到基础层和专题层建成之后,方能着手进行。综合层对城市德综合规划、管理和决策层具有重要意义

3UGIS主要技术和方法

以目前在许多大城市都在发展的“数字城市"来说明UGIS的主要技术和方法,其中数字地图是其基本表现:城市电子地图是基于B/S结构的系统。B/S结构是基于Internet/Intranet应用技术,通过Web Server调用应用程序,实现信息的录入、修改、查询统计等操作。GIS利用数据的空间属性,将地理信息和数据库结合在一起,通过图形、符号、颜色对地物的分布、状态统计数据信息进行反映,实现数据信息的可视化。城市电子地图一般包括以下几个模块:

(1)地图的操作功能。包括地图的放大、缩小、漫游、全屏显示空能、查找与定位等功能。该功能比较简单,结合程序语言实现该功能。有的系统可以实现城市的三维显示的功能,使城市信息的显示更加的形象生动。这运用到了UGIS技术与虚拟现实、多媒体系统的集成技术。

(2)数据的操作功能(数据库管理系统)。该功能是由系统的维护人员执行的,当某一地区发生了一些变化(如地名的改变、新的建筑物的建造等),这些变化要及时的在电子地图上显示出来,维护人员可以通过与系统相连的数据库进行地物属性信息和数据的修改操作,从而保证信息的实时性。

(3)综合信息的数据查询(互联网的UGIS技术)。基于B/S结构的城市电子地图可以为用户提供在线实时的信息查询功能,包括地图基本信息的查询、属性信息查询、空间查询、图形及属性综合信息查询。

(4)数据分析功能(地理信息系统技术)。对较复杂的用户需求进行数据分析,如查询最短路径、最佳路径等问题从上可以看出在该系统中主要运用到了UGIS的数据库管理系统、地理信息系统技术、互联网的UGIS技术等技术。另外城市的规划支持系统和决策支持系统在诸如城市地下管网系统、规划国土网络图形系统中都有很大的运用。

此外,UGIS还含有其他的技术和方法如:

(1) UGIS的标准化和规范化技术。

(2)空间数据的存储与网络化技术。

(3)数据的更新方法。在UGIS中利用RS,GPS,GIS获得的信息具有较好的现势性。

4UGIS的发展趋势

4•1发展现状

国家明确提出要加快国民经济和社会信息化的步伐,把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。其进行城市信息化的具体表现有: (1)国家从数字地球的战略目标出发将数字城市和城市地理信息系统的建设纳入统一规划的轨道。(2)建设部组织的专家组给出了数字城市和UGIS的框架体系结构。(3)在数字城市框架体系中,明确提出了以空间信息为核心的城市信息系统体系。(4)通过在全国范围内“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程"的启动和引导夏,已初步形成符合我国国情和发展战略的城市信

息化和UGIS建设的新阶段和热点。

4•2发展趋势

目前UGIS技术从环境、资源等宏观管理领域逐步向工程和工业管网等微观管理和生产管理方向发展,与经济发展日益密切结合。其主要的发展趋势有:

(1)Web GIS的出现与发展。随着网络技术的不断发展,基于Internet技术的Web GIS也随之产生了,它是以现有的网络为架构基础的网络互操作应用系统。它可以利用网络进行空间数据的,为用户提供查询分析等功能。

(2)海量数据的管理。随着城市的不断发展,加上技术的不断进步,可以获得的数据和信息不断的增加,这就产生了大量的数据,我们称之为海量数据。如何对海量数据进行管理和处理也是未来UGIS发展的一个问题和趋势。

(3)与遥感(RS)、全球定位系统(GPS)相结合。RS与GPS的技术也在不断的发展为UGIS的发展提供了更多的数据,将他们结合起来就可以更快捷、直观、动态地显示和分析多时相空间信息。高分辨率的遥感影像在商业领域的应用也越来越广泛,如城市土地资源统计、城市环境监测等领域。

(4)多维UGIS与虚拟现实的发展。虚拟现实它在3D-UGIS中还处于摸索阶段, 3D-UGIS是指能对城市区域内空间对象进行真3D描述和分析的GIS系统。与2维相比, 3维UGIS增加了城市空间对象的第3维信息,导致描述空间对象的几何数据(形状、位置、大小等)的剧增,它使各类数据获取的难度和工作量都比2维空间大幅度增加,如何更快更好的获得该类信息一直是3D-UGIS的挑战之一。

(5)无线通讯技术扩展GIS应用。无线通讯技术,特别是WAP技术的应用,将其与GIS技术及In-ternet技术相结合,使GIS的应用更加的广泛,如利用手机查询自己所在的位置等信息

4•3研究的热点和成果

UGIS在不断的进步和发展,其当前的研究热点有:UGIS工程标注和规发体系的建立,专业UGIS的建立, 3S一体化以及GIS软件的开发这几个方面。UGIS技术的不断发展已经取得了较大的成果,比如其在地理空间数据管理中的应用为城市地下管线信息的管理、城市规划设计提供了良好的平台。其输出功能在地图制图中的应用(数字高程模型)等等。

5结束语

城市化成为当代社会经济可持续发展问题之一,城市现代化的需求正快速推动地理信息系统的科学技术进步和产业化,地理信息系统已经成为城市社会经济活动不可分割的一部分。当然其中UGIS的发展除了一些技术问题之外还有一些非技术问题的影响,如:领导的重视度,组织、协调机构、人才的培养等问题。

参考文献:

[1]陈述彭.城市化与地理信息系统[R].北京:空间技术应用高级研讨班报告, 1996•

[2]张德,李欣.城市地理信息系统综述[J].测绘研究所学报, 2003, 23(2): 52-55.

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引言

随着现代城市管理水平的提高，城市管理手段和信息处理的方式日趋复杂，涉及的技术领域越来越广，传统的城市规划和城市管理方式发生了深刻的变革。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。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（ static planning） 向动态规划（dynamic planning） 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（resident participation） 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，并做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

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（CAD ，Computer Aided Design） 、遥感技术（RS ，Romote Sensing） 、地理信息系统（ GIS ， Geographical Information System） 和网络技术（Network） 四个方面。城市地理信息系统（Urban Geographic Information System，简称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（Digital City） 不可缺少的工具。其主要特点有：

1.1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。

1.2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。

1.3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。

1.4便于与其他数据综合利用，提供综合信息。

1.5定量描述规划方案及城市发展战略。

1.6提高了城市规划空间布局的准确性。

1.7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。

1.8有利于城市复杂信息和数据管理的规范化（ standardization） 、智能化（Intelligentized） 和可视化（Visualization） 。

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。如图1 所示：

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（Urban Planning Information System ，简称UPIS） 和城市管理信息系统（Urban Management Information System，简称UMIS） 。

2. UGIS在我国的应用

2.1应用水平的发展

我国UGIS 发展至今，经历了四个发展阶段，其应用的层次、涉及行业领域的广度都有明显的差别。开创阶段以遥感技术研究与调查应用为主；以管理信息系统为主体结合GIS（地理信息系统） 的静态发展阶段，其应用则以城市规划管理信息子系统的开发和建设为主；以UGIS为主体结合办公自动化的动态规划阶段，应用的重点以建立各种专题数据库为主；在面向城市可持续发展的“数字城市”发展阶段，应用层面已经转向辅助决策、城市问题分析、监测调度与调控等方面。

2.2现阶段的应用状况

目前，我国已迈入UGIS面向城市规划管理、城市监测和评价分析实法性应用阶段，大多数省市区城市规划、建设与管理的数字化工程基本处于UGIS 与办公自动化结合的阶段。总体上，我国UGIS 的应用领域逐步拓展延伸至以下领域：

2.2.1地理空间数据管理领域。即对各种空间数据进行数据库管理、更新、维护、快速查询与检索，用多种方式输入决策所需的空间信息。如北京市建立的类管线（供水、污水、电力、通讯、燃气、工程、管线） 以及测量控制网、规划道路等基础测绘信息，形成测绘数据的城市地下管线系统。

2.2.2建立专题信息及区域。如“数字上海”项目中建立了浦东公交地理、浦江两岸重大工程开发、地籍管理、房产管理、建设管理等地理信息系统等五个子系统。

2.2.3地图制图领域。利用GIS 建立地理空间数据库，输出全要素地图、城市各类专题图等，并制作出城市三维景观实体。

2.2.4空间查询和空间分析领域。对空间数据进行叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间几何分析等。

2.2.5与遥感图像处理系统结合。遥感数据是城市地理信息的重要信息源，应将城市正射影像叠加到数字地图上，以进行更逼真、更准确的空间分析外，还运用于制作城市的虚拟景观模型。

3. UGIS 发展的对策与建议

UGIS 经过多年的发展，从构建系统、制订标准、人员培训到城市管理与应用积累了丰富的经验。以“数字上海”、“数字南京”、“数字北京”为代表的UGIS 系统工程都在紧锣密鼓地实施中。此外，各地中小城市也在扬鞭策马建立区域管理系统。UGIS的发展加速了城市管理方式与方法深刻变革的步伐。在快速发展的过程中，呈现区域不平衡，如东、中、西部的不均衡及南北经济发展及空间差异使得UGIS 在人力、物力、资金投入、建设与应用、系统的功能等方面都存在显著的差异。UGIS 的建设与应用兴起于香港、广州、珠海、深圳、中山、北海等城市。1996 年北海市就建立了城市管理信息中心，长江三角洲区域建立了以上海、南京为中心的系统，经过多年探索实践，UGIS 已成为上海城市管理与建设、市政府决策的重要工具之一，与中西部城市形成了明显的对比。深圳、广州等城市UGIS 建设，已进入城市管理和规划业务应用阶段。香港特别行政区建成了一个综合型的包括基本制图、专题信息、城市规划信息和地理信息检索等子系统， 满足了香港政府和公众服务的要求。另外，UGIS 的硬件设备及框架结构易实现，但数据的获取特别是卫星遥感数据的获取、数据标准化、规范化、数据共享、与办公系统、MIS 的结合还有待完善，这是UGIS 建设成功与否的关键。笔者认为UGIS 的发展应注意以下方面：

3.1建立良好基础数据获取的机制

UGIS 的建设与应用，是社会性公益事业，需要自统计、环保、交通、市政、公安、绿化、政府、社会保障等部门提供的数据、数字地形图、数字遥感图、数字化城市基本地理统计单元信息、人口统计信息等。只有政府以及有关部门的大力支持与协力配合，才能将这些“血肉”与“骨架”有机整合，以加速系统有效运转，各方受益。

3.2以统一的标准进行数据提交与使用

数据的获取、处理成本占地理信息系统工程投资的30 % -50 %以上。所以，政府部门应尽快制定相关标准，保证依照标准和规范提供自己的基础数据和统计信息，从而为系统建设节省资金与时间成本。为此，上海市出台了相应的标准和规范，为“数字上海”成为一个供各方共享数据的基础平台。

3.3讲实效 全方位

UGIS 应面向城市社会、经济、生活综合服务，不能为系统而建系统，盲目攀比，或仅仅建立一些内部使用的GIS系统。如上海市建立的浦东新区公交地理信息系统，对目前路网的公交流量、线路进行最快速的调整，已成为交通部门科学规划不可或缺的工具。

3.4培养高素质的UGIS 专业人才

UGIS 所需数据来源极为广泛，数据格式很复杂，为确保建立的系统畅通使用，保证系统始终处于最佳运行状态，使系统在运营后顺畅、安全、稳定，高效地发挥功能，培养一批具备GIS 专业素质的人员乃是当务之急。

3.5总揽全局，规范管理

由政府部门总揽全局UGIS，疏通各个渠道，协调机制建立面向城市管理和城市建设及城市社会、经济、生活服务的综合系统工程，避免重复、盲目建设，监督职能部门科学制定规划、政策与规范、行业标准及实施科学规范管理。总之，我国UGIS 经过近20 年的发展，在城市规划、建设与管理行业的应用积累了较雄厚的技术和人才、经验和物质基础，展示了巨大的发展潜力，具备向产业化迈进的初步条件。UGIS 高新技术产业，将在国标化都市、大中城市、小城镇建设与管理及重大工程建设中得到更广泛应用，将彻底改变传统城市规划、建设与管理方式落后的局面，进一步推进我国城市现代化的步伐。

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，应充分认识到目前我国UGIS目前的发展状况，加快相关行业技术标准与规范的制定，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。

参考文献：

[1] 张新长，等.城市地理信息系统[M].北京：科学出版社，2001.

[2] 阎正.城市地理信息系统标准化指南[M].北京：科学出版社，1999.

[3] 徐建刚，韩雪培，陈启宁，等.城市规划信息技术开发及应用.南京：东南大学出版社，2000.

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1、地理信息系统的概述及特点

近些年来，随着科学技术的不断进步，地理信息系统得到了长足发展，地理信息系统(GIS)的基础是地理空间数据库,在计算机软、硬件等支撑环境下,对空间相关数据进行采集、显示、操作、分析和管理,并采用地理模型分析方法,适时为用户提供多种空间、多尺度的地理信息,从而为地理研究和地理决策服务。

为城市规划、建设、管理而设计的技术系统,由软件、硬件、数据、人员等部分组成,具有信息系统的各种特点。地理系统具有以下三个特征,具体包括:在计算机软、硬件系统的支持下,地理信息系统能够实现对复杂的地理信息系统快速、精确、综合的空间定位和动态分析；具有采集、管理、分析和输出多种地理信息数据的能力,实现地理信息的空间性和动态性；由计算机系统支持,对空间数据进行空间地理数据管理,产生有用信息,为用户提供有力决策支持。

城市地理信息系统是专业化的地理信息系统,是为城市规划、建设和管理提供信息和信息服务的空间型地理信息系统。城市建设规划涉及的因素非常多,开发新城要征用土地,改建旧城要拆迁安置,同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中,如果不注意各工程之间的协调,就可能造成混乱,而采用GIS对各种信息进行管理,并基于此进行分析和辅助决策,可以有效地避免发生这种错误。

2、GIS在城市规划和管理中的应用

2.1城市空间数据与地理信息系统

地理信息系统(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门都可以应用GIS。GIS集中存储的空间数据内容有:空间分布位置信息、属性信息和拓扑空间关系信息。城市空间数据的拓展非常广泛,它包括地形数据、土地利用数据、建筑物线状数据、地籍数据、房地产数据以及相对应的属性数据等。就基础地理信息数据而言,城市空间数据最主要的是数字线划图(DLG)、数字正射影像数据(DOM)和数字高程模型数据(DEM)。

城市空间数据与国家基础比例尺地形数据相比所具有的特点有:比例尺大、分辨率高、内容丰富、信息传输效率低、信息老化速度快、数据更新的周期长、费用高等。不同城市分别使用其相对独立的平面参考系统,造成各城市的数据参考基准不一致。随着城市经济的发展和经过多年的努力,我国城市空间数据的发展取得了非常显著的成绩,大部分城市都完成了城市基本地形图的测绘,有些城市还进行了多次修测,地形图件基本上覆盖了城市的建成区、规划市区和城市郊区。从全国范围来讲,空间数据的覆盖情况是沿海城市和中心城市明显高于内地城市和边缘城市。

构建“数字中国”基础框架式测绘系统现阶段的主要任务,各省区都先后立项并建设“数字海南”、“数字山西”等工程,其他省区、数字城市的建设也在紧锣密鼓地进行之中。在进行地理空间基础框架建设中,一般都根据应用需要和实际数据生产与提供的可能来确定框架空间数据集。通过GIS的各项空间属,对这些数据信息进行查询、检索、统计、显示、输出、实现管理的自动化、规范化和标准化,提高城市的管理水平。

2.2 GIS在城市规划和管理的应用

GIS在城市规划和管理中的应用具体表现在以下几个方面:用地规划管理、适用性评价、道路交通规则、公共设施配置、建筑审批管理、地籍管理、城市三维可视化、数字城市、专题制图、城市空间扩张的应用等。具体的可以应用到以下工作中去。常用地图更新:包括地籍房产图、一般的测绘图和土地使用图。土地区划管理:将区划图的图层进行管理,叠加在一起显示,可以方便检查规划图的错误,便于税收部门查询信息。

随着科学技术的不断发展与应用,地理信息系统相关理论与实践正以崭新的姿态进人城市规划、建设管理的各个领域,在城市网络中,大多数线与线之间的交点是具有拓扑性的交点,但是,在城市GIS中使用的是平面图形,而这些城市网络的关系需要在三维空间中才能正确表现,这需要在应用时进行判定,区分拓扑点和非拓扑点,以防止出现错误的网络分析结果。

近年来多所高校已开始了关于城市GIS的研究工作。清华大学多年前就已经成立中国第一个“虚拟制造中心”;随后,浙江大学建成国内第一套用于虚拟现实技术的CAVE系统;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室已成功解决了城市GIS的关键技术、三维城市模型快速重建、大范围海量数据动态装载以及多种类型空间数据有效组织和管理等;中国科学院资源与环境信息系统也和其他的一些重点实验室创办了关于城市联合实验室;南京大学已专门组建了城市规划与区域开发模拟实验室。地理信息的迅速发展。现如今,地理信息系统在城市空间基础信息管理、城市土地管理、城镇地籍管理、城市公安、交通、旅游规划;城市环境保护、城市供水与地下水资源管理、电力电信设施管理、有线电视信息管理、地下管线管理;以及城市规划管理、城市勘察和救灾等众多方面都有成功的应用;城市地理信息系统一旦建成后,各种图形的信息的更新工作可以明确地分配到各个部门,集中存放于数据库中,实现数据共享。

3、发展前景

3.1 GIS技术在在城市规划和管理中发展前景

可以预见,随着城市的发展,GIS的一些新发展(GIS标准化,GIS网络化,GIS全球化,数据商业化系,GIS企业化,GIS大众化)将在城市规划中得到实际应用。GIS的集成化和智能化使得GIS系统得到可持续发展,该方向包括以下几个方面:“GIS与Rs的结合”；图形数据和属性数据的结合；GIS与专家系统(ExpertSystem)的结合；GIS与GPS和CCD技术的结合。计算机技术的发展和信息高速公路的建成将带来“数字地球”的高速发展,并将为人类提供一种全新的信息交流与共享方式。

3.2 GIS技术在城市交通和城市网络发展前景

GIS 技术在我国主要的应用领域为交通和网络系统，在这两个领域中将会发挥巨大的功能，产生很大的经济效益，并且为社会的发展做出巨大的贡献。

在我国的交通领域中，由于人们的物质生活逐渐的提高，汽车作为日常出行的代步工具越来越多的被人们所接受，并且在这方面的购买力也在呈现逐年递增的趋势。那么这就为城市的交通增加了很大的压力，交通事故频发，在交通环境中损失的经济效益也在递增。GIS 技术在交通中的应用，很好的解决了这个问题，将地理空间信息系统应用到汽车导航中，实现了智能交通的发展，地理空间信息可以实现动态的交通导航功能。在交通领域中，车辆的增加和物流业的发达，都为交通的发展增加了压力，将地理空间信息和交通业有效的融合，可以减少交通事故的发生率，缓解了交通压力，减少对环境造成的污染，并且为我国带来了巨大的经济效益。

在网络中，GIS 技术将得到了更加广阔的发展空间，通过广大的网络系统平台，可以将 GIS 技术的功能充分的发挥出来。在网络系统快速发展的大环境下，使得这项技术的发展如鱼得水。比如说在网络中，将地理空间系统的地图功能进行拓展，可以方便了广大信息使用者对信息的获取，方便了人们的工作和生活。随着第三产业的不断发展，GIS 技术将会获得更大的发展空间，为人们的生产生活提供更好的服务平台，对我国的经济发展起到更大的促进作用。

结语

相信随着科学技术的不断发展应用，以及信息技术的不断进步，地理信息系统在城市规划中的发展前景会更加广阔。

参考文献:

[1] 段学军,吴私.GIS在城市中应用的回顾与展望.数字城市.2003.

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中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)06-0249-01

自上个世纪60年代在加拿大首次开发了地理信息系统（GIS）以来，不到50年间，GIS技术得到了迅速的成长，在交通、电力、水利、土地管理、电信、消防以及城市规划治理等领域都有了广泛和高效的应用。当前，这一技术已突破了从二维到三维的“瓶颈”，出现了三维空间内的GIS技术，给人们带来了新的视觉冲击，成为一新的发展方向。

1、三维地理信息系统概述

三维地理信息系统(简称GIS)，是以计算机的软件和硬件作为依托，以空间数据库技术作为基础，对本维空间数据加以科学的分析和管理，为决策、规划和研究、管理提供逼真信息的一项全新的技术，这是一种介于空间技术、地理科学和管理科学的多方向、跨学科的新兴研究领域。

三维GIS，又与虚拟现实（VR）紧密相联，是随虚拟现实这一新技术的产生而发展起来的。VR技术是逼真模拟人在现实世界中的人机交互响应，应用领域极为广泛。因此三维GIS系统在一些国家也被称为VRGIS系统。

2、三维地理信息系统的应用现状

我国对三维GIS研究较晚，可是却获得了相对突出的进展。据统计，我国在这一行业中的规模可达1000亿元，有大约40万的从业人员，许多领域已达到或超过国际领先水平，在三维GIS方面的成就尤其突出，在北京就有灵图、时空信步、国遥新天地等多家主流3D软件商。当前，三维应用所涉及的行业或领域超过40多个。下面通过举例来对三维GIS的应用现状进行简单的说明。

2.1 土地资源规划

利用三维GIS系统，可以建立起三维地理国土信息系统，能够实现三维建筑及其分布的精确可视化，使国土资源的规划和决策、审批得以更加准确、科学。特别是在系统中可以实现灵活、方便的更新和扩展，能够动态更新，获得实时的城市最新三维规划模型。同时还可以对规划中的城市进行三维模拟仿真，演示未来城市的景观和效果，作为设计和规划的依据，提高城市规划和管理的效率。

2.2 矿产资源遥感监测

根据对地下及海洋中的矿产资源遥感监测结果，资源的开采规划和执行状况、地质环境数据等信息，可以构建出三维平台，展示、分析、查询、统计资源的状态，这一方法具有多参数、多层次、实时或预测等功能和特点，满足对矿产资源的遥感监测及可视化应用。

2.3 矿井操作安全监控

利用矿山企业的基础数据信息，可以建立矿山企业的运行分析系统，实现对井下操作工（人）的定位，对设备（物）的状态监测及远程控制，对井下瓦斯（环境）等的指标进行监控，使企业可以实现实时、有效的层层管理和控制，提高矿业企业的生产安全状况，还可根据该系统的反应分析或预测当前的生产作业是足够科学和合理，从而防范事故的发生。

2.4 旅游景观服务平台

为了展现旅游景区的自然和历史风貌、文化景观，可以利用三维GIS技术建立网络化平台，向访问者提供动感、直观和交互式的旅游信息平台，推广宣传旅游资源和产品，提供相应的信息服务，助推客户和投资企业的对接，大大提升景区的对外形象和品牌效应。

2.5 军事和公安指挥系统

三维GIS在军事领域中的应用也是最重要的一个方面，建立实时的、动态的三维地形地貌平台系统，对于军事学的重要意义是不言而喻的。当前，这一技术在军事方面的应用水平高低，也是体现各个国家军事实力的重要方面。

另外，三维GIS系统还可以应用于公安110指挥系统，辅助进行警情的实时监听，借助于摄像头的实时监控，了解治安及警力分布状况，对于提高治安效果，打击犯罪，提高警力的利用效率具有重要的意义。

2.6 防洪防汛的预警和管理

根据水利资源和数据，可以建立交互式的三维防汛防洪预警和管理调度系统，对防汛预案进行制定、修改或实时更新和维护，作为抗洪减灾的决策平台，为抗洪防汛提供有效的技术保障。

当然，三维GIS的应用领域不止上述几个方面，随着这一技术的不断发展和成熟，必将获得更为广阔的应用空间。

3、发展前景

3.1 GIS的高维化趋势

当前，GIS软件基本上能够用数字高程技术模型或处理三维空间的实体坐标，可是，因为无法有效地建立三维实体的拓扑关系，有些真三维的操作在实现起来就比较困难，也无法持续地体现实体的时间维度上的变化。所以，GIS将会进一步向四维或多维化发展。

四维GIS，是指在原有的空间三维的前提下，加上时间维度或变量而成。以地质特征为例，并不是一成不变的，而是随着时间的变化呈动态变化，有的变化较缓慢，而像地震、暴风雨、水灾和滑坡等这些现象，却往往会在特定的机制和条件下出现剧烈变化。所以，在三维基础上加上时间维度，就会逼真地体现出这些变化。当然，增加了时间维度，会产生很多问题，其数据量也将呈几何级数变化，导致在采集数据、存取和处理等各方面产生一系列的难度。可喜的是，这些难题随着计算机技术的迅速发展，都会在不远的将来得到解决。

3.2 三维GIS的智能、网络以及高集成化趋势

随着我国网络的飞速发展，在网络上浏览以及数据是GIS发展方向，所以说，网络化是可以说是三维GIS的最流行、最前沿的操作平台之一。

传统的GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面，但知识处理方面和推理能力上相对欠缺，不难预见，3D-GIS系统会在智能化方面有更加广阔的发展空间，也能更好地为人类社会服务。而智能GIS技术也必然会促进其向高度集成化方向发展，并将在未来的应用中有着广阔的发展前途。

参考文献

[1]刘增良,陈品祥,贾光军,李扬.虚拟现实技术在城市规划管理中的应用研究与实践[J].测绘通报,2010,(5):45-47.

[2]刘学党,伊尧国.基于WEB的城市三维地理信息系统构建方法研究[J].天津城市建设学院学报,2006,12(1):9-13.

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）20-4929-02

Application of Geographic Information System in Environment Protection

LI Jin

（Pudong Branch， Shanghai Institute of Surveying and Mapping， Shanghai 200129，China）

Abstract： With the development of information and computer technology， the level of science and technology has been significantly improved， the modern science and technology has been widely used in environmental protection work. Will implement the geographic information system to the inevitable trend of the development of environmental management work has become the work of environmental protection. This paper describes the use of several specific geographic information system case in environmental protection， and the problems related to the analysis and processing.

Key words： geographic information system； application； environmental protection

目前，资源、人口和环境问题是人类社会面临的共同问题。面对全球环境日益恶化的趋势，环境保护问题逐渐引起人们的高度重视。同时，能够对环境保护起到推动作用的信息技术也开始备受社会各界组织的关注。环境保护与环境信息的处理和采集工作密不可分，而环境信息的采集80%以上与地理空间位置相关联，自然而然，地理信息系统会成为保护环境的重要工具。有了地理信息系统技术的支持，相关工作者既能够对环境信息进行获取、阅读、存储和管理，又能够对环境情况进行有效的分析和模拟评价，从而为后期环境保护提供更及时有效全面的技术支持和信息化服务。建立完善的地理信息系统的建设显得迫在眉睫，然而目前我国地理信息系统建设还处于发展的初级阶段，很多问题有待考虑和商榷。

1 地理信息系统简介

地理信息系统又称“资源信息系统”或“地学信息系统”，简称GIS。它是一种由遥感技术、计算机技术和地理科学交叉相容产生的系统，对空间数据具有采集、分析、存储功能。20世纪中期地理信息系统起步并飞速发展，发达国家早已将GIS运用于社会各经济活动中，它是在计算机技术支持下对地球表层空间中产生的数据进行获取和分析的。目前我国也逐步引进地理信息系统，并运用于交通运输、环境保护和农林牧副业等领域中，对社会经济效益产生了巨大影响。地理信息系统的出现打破了原先固有的模式，以支持生态环境保护和资源动态管理为主的系统模式诞生，对环境保护的发展产生了巨大影响。

2 GIS在环境中的运用

2.1 环境监测

环境监测和GIS的结合应用中，我们可以巧妙地将其动态监测与GPS、GIS等科学技术进行有机地结合在一起。在汽车等相关运输工具上装载GPS定位系统，可以将车辆在行驶过程中采集到的实时数据准确无误的反应到GIS电子图上；对固定地区的污染情况，则可以先对实时数据进行采集，然后利用GPS将数据导入到GIS中，同时对数据实施监测，等电子图上的坐标对其作出反应后才将其存储到相应的数据库中，并定期进行更新，这些已经收集的数据可以为后期专家对环境保护进行动态分析提供一定的依据。

遥感技术对整个环境保护也同样起着重要作用，它实时性、同步性的特点为相关工作人员提供了污染源分布和扩散情况。人们通过被检测的物质的波长对污染物进行分析、定性。GPS根据遥感技术获得的实时数据对其进行地理位置定位，然后利用环境数据的实时采集系统和地学编码对其进行GIS处理，从而实现环境动态监测。

2.2 环境影响评价

所谓环境影响评价说的就是对整个环境质量好坏的评价，它是判断环境管理工作是否合格的依据，也是实施可持续发展道路的重要手段之一。环境影响评价的实施过程是按照一定的流程和评判标准对一个区域内的环境质量状况进行确定，然后预测其可能给人类正常日常活动和环境质量变化产生怎样的影响，按照时间先后顺序可分为现状评价、回顾评价和预期影响评价。环境评价的首要工作任务是确定评价的观点、目标、方法、和标准，然后通过分析和运算得出科学合理的评价。20世纪中期环境评价在发达国家出现，并与70年展迅速。纵观古今环境评价发展史，由原先的单一目标逐渐发展呈多个目标，由单纯的自然环境体系逐渐向社会环境发展。同时，充分利用大自然中例如水、大气等自然环境数据建立科学合理的环境质量模型，是环境影响评价有力的分析手段。

目前我国并未明确规定对环境影响的评价必须有使用地理信息系统，但由于其本身所反映出来的准确性和实时性让众多学者和专家已潜意识里将其作为一种工具，并运用到实际工作中。例如，上海市环保局建立的地理信息系统就可以准确的实现对环境质量的预测和环境现状评价；深圳市环保研究所利用GIS对环境影响评价报告中的制图和编写进行处理；厦门环保局将遥感技术和GIS进行有机结合，分析了厦门沿海地区岸边的滩涂和水面面积等一些自然环境问题，以及沿海地区经济发展状况；除此之外，调研人员还将GIS运用到环境质量影响的设计报告中，并取得了相应的成效。

2.3 环境管理

决策服务和环境管理是GIS管理系统的两大主要系统。GIS的运用很大程度上提高了对数据的精准度和收集方法，切实提高了环境管理的效率。通过GIS对基础数据的采集和分析、信息查询等相关功能，工作中可以对已经进行过编码的数据进行处理，将其整合在一起，确定其对应的地理位置，同时，对各信息之间的关系进行有效分析。为使得企业管理信息系统向更深层次方向发展，GIS的应用仍然坚持与环境模型结合。

随着计算机网络的不断发展和经济水平的不断提高，环保部门的工作人员正在慢慢从人工统计和手工制表等传统的工作中走出来，由具有时代性的信息化管理技术来代替这一工作任务，运用计算机将基础数据和专业图片以及相关数据进行有效管理，为后期数据分析等相关工作提供一定的依据。环境管理坚持以现代管理为出发点，利用GIS、计算机等工具进行开发，其具体特点表现为针对性、实用性和自助开发性。

2.4 城乡环境规划

与GIS技术相同的3S技术在城市规划过程中同样发挥着重要作用，一定程度上对城市规划的设计方法有所改善。将地形分布、气候信息和雨量大小提前导入到系统中，然后对其进行科学的评判，对计划建设的内容，特别是工厂区域的重度污染区进行准确评估，从而为选址提供一定的依据。对于已经出现污染状况的区域，对污染源进行分析，提出相应的建议或解决措施。一九八七年广州市引进国外先进技术，建立了城市规划信息系统，目前，该系统包括城市规划管理、城市地理、城市交通规划和城建档案四大系统，且各系统之间相互兼容。结合了GIS系统的城市规划管理不仅涵盖了传统城市规划中的设计功能，还能够较为准确对气候进行预测，并评估其对城市产生的影响。通过在城市各个站点建立监测站，对城市空间数据进行采集分析，将其纳入数据库，以便后期研究人员对环境数据进行分析时有据可依，从而制定相应的措施。

2.5 环境应急措施

环境污染应急事件的基本内容和特点要求我们在处理各类事件时需对空间数据进行大规模的融入，将空间信息和预测、评价、监测等内容均包含在内。所以建立完善的数据库对环境应急系统来讲显得尤为重要。但是该系统的根本在于环境数据和地理信息的融合，这就从侧面意义上引进了GIS数据管理。在环境应急措施中需要GIS为实现环境管理工作的高效性为其提供一定的空间用来存储空间数据。环境应急系统需对时间、空间进行处理，而GIS能在最短时间内为其提供全面、完整有效的数据，并根据实际情况对相关数据进行分析，为高层决策提供一定的依据。

3 结束语

总之，随着经济的不断发展和GIS技术的不断完善，我国环境地理信息系统在开发和应用上面逐步迈向新的台阶。相信在不就的将来，随着地理信息系统在我国的建立，其在环境领域的发展和运用会得到进一步的完善，而环境管理工作者的管理工作也会因为它而变得简单方便很多。

篇9

论文摘要：对国内外城市地址编码的 发展 j力史和应用现状进行 总结 分析，重点分析北京的地址编码现状，总结分析现存地址编码存在的问题并分析建立统一标准的城市地址编码体系的发展潜力。

一、引言

数字城市地理空间框架建设是城市信息化管理的一项基础性工作，而城市地址编码在数字城市地理空间框架建设中是最基础性的工作之一。城市地址编码，是指在地理特征中加入地址属性，并通过该编码与其他城市空间信息建立联系，从而实现地址信息的空间定位，实现地址信息与空间信息的双向转换，实现地址描述与空间坐标的快捷对应。

在普遍的意义上，目前通行的关于地址的一些编码，例如行政区域代码、邮政编码、道路代码、河流代码等，都属于城市地址编码范畴，这些编码都具有宏观定位的作用；但主要的问题是如何为每一个特定的地理要素或位置指定一个惟一的标识码，从而达到准确的定位。

了解并摸清国内外已有的城市地址编码的相关研究和应用现状，对城市规划管理的精细化、信息化、人性化具有重要的意义。

二、国外的发展 历史 和研究现状

1．美国是地址编码应用最早、最广泛的国家。为配合1970年的人口普查，20世纪60年代中期，美国国情普查局研究发展了“双重独立地图编码系统”(dualindependentmapencoding，简称dime)，其基本思想是按照各要素的拓扑关系来组织数据，形成一个地理基础文件系统。特别值得一提的是，在城市道路中心线的每个弧段均带有道路左右两边的门牌起止信息，为地址信息的定位奠定了基础。在随后进行的人口普查工作中普查的分区及调查、数据的整理，都以这个地理基础文件系统为参照。dime的开发在地理信息系统技术的发展史上具有里程碑的意义。

20世纪80年代后期，为了准备1990年的国情普查，美国国情普查局又将dime系统发展为ti．ger(topologically integrated geographic encodingandreferencing)系统，意为拓扑集成的地理编码与参照系统。tiger数据库是1990年人口调查用的覆盖全国的所有地图资料库。例如，在人口普查中，需要使用地理编码给划分出的普查地理区域分配数字代码，来代替普查区域的文字名称，以方便 计算 机处理。利用地理信息系统可以对不同地域的分类信息进行统计分析，把人口普查得到的住户和个人资料方便地与其所在地域联系起来，反映出普查资料的地理特征。tiger数据库的内容处于不断更新之中，差不多每两年就有一个新版本，并以多种形式的文件向社会公众提供。只需要付一定的工本费，就可以方便地得到所需地域的tiger数据。

2．加拿大、德国、以色列等国家，很早就对地址编码技术同样做了细致而大量的研究工作和实际应用。同美国一样，这些成果在对各自国家的规划、行政、测绘等事业的工作都起到了积极的作用。如加拿大完成了国家级的地理编码数据库建设，由于使用了文件系统管理地理编码数据，使得地理编码数据库具有较高的响应速度，在加拿大全国1．5g字节的地理编码数据量的情况下，进行地址匹配仅需1秒钟。

3．英国使用的是基于britishstandard7666’框架的nlpg(nationallandandpropertygazetteer)数据库。

三、国内的发展历史和研究现状

在我国，从20世纪80年代开始，一部分城市的规划、测绘及管理部门对城市地址编码问题相继开展了研究工作。

1．目前，香港特别行政区的地理编码数据库精确度可达到街道门牌及建筑物层面j， 台湾 省精确度可达到街道及主要景点层面，而大陆地区精确度只能达到省市层面，还没有统一的精确度可达到街道门牌及建筑物层面的地理编码数据库。

2．上海市对以城市道路和街坊为核心的基础地理要素编码方法进行了研究j，克服了传统的城市基础地理要素编码方法中因人为因素造成编码存在惟一性、扩展性和稳定性方的缺陷，提出将编码内容与地理要素的地理位置相关联的网格化城市基础地理要素编码方法。该方法的编制覆盖上海全市的基础地理要素编码，可供上海城市规划、建设与管理使用。同时为促进上海空间基础地理信息的共享和交换，推动城市地理信息系统的开发利用创造条件。

3．大连市空间资源研究中心与区域地理信息服务商合作建立了大连市地理编码系统，由区到市逐步完善地理编码数据库，并应用到了大连市工商行政管理局系统平台提升和旅顺口区公安户籍管理系统平台提升，取得了比较好的效果。

4．北京市城市规划设计研究院在1988年开展了《北京市城市地理编码》的项目研究，主要研究内容是对城市地域范围内的地理要素进行编码设计和建立北京市城市地理编码数据库应用管理系统。以该项研究的成果为基础，于1993年批准了国标：《城市地理要素——城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则》(gb／t1439503)。

5．北京市测绘设计研究院在20世纪90年代中期，开展了《城市地理信息系统地址编码规则》项目，提出了相应的推荐文本；在本世纪初，组织城市相关单位编制了《城市基础地理信息系统技术规范》(cjj100—2004)，并在其中提出了城市地名、城市门楼牌数据采集的原则。近年来，北京市测绘院针对城市地理信息应用，陆续采集并更新了城八区地名和门楼牌地址。

6．北京市规划委员会和首都信息发展股份有限公司共同开发了北京市规划委员会地名管理信息系统，目的是实现地名审批、管理、应用过程的计算机化，并且通过各区县局与市地名办联网，实现全市地名数据的实时更新。

7．北京信息资源管理中心研究建设北京市地址数据库，建立了标准的地址模型和地址数据的采集工艺。

8．北京市东城区采用单元网格管理法和城市部件、城市事件管理法相结合的方式，对城市进行监督和管理。建设部于2005年7月，选定了10个城市作为第一批试点城市，迄今南京市鼓楼区、上海市长宁区和卢湾区已完成试点开发，投入运行，开始显现其社会和 经济 效益。

9．北京市 交通 委员会制定了道路的编码方法，在与北京市测绘没计研究院合作开发“北京市交通专用地理信息系统”中将这些编码投入使用，以实现道路的快速查询定位。

四、现有地址编码存在的问题

1．城市地理信息资源的分类没有标准，也没有统一的地址代码，编码的范围仅局限于行业内部，同一种编码方法难以覆盖全市，不利于共享信息资源。

2．编码的惟一性存在歧义，即同一个地址的编码由于编制的行业不同会出现多种编码。

3．编码的内容中包含诸如行政区划等人为要素，一旦行政区划进行调整，则整套基础地理要素编码必须作大的调整甚至重新编制。

五、建立城市地址编码的发展潜力

在充分调查、分析、整合现有城市地址编码资源的基础上，提出适合我国国情的，符合我国城市规划、建设、管理特点的城市地址编码原则，将具有相当大的潜力。

1．

3．大连市空间资源研究中心与区域地理信息服务商合作建立了大连市地理编码系统，由区到市逐步完善地理编码数据库，并应用到了大连市工商行政管理局系统平台提升和旅顺口区公安户籍管理系统平台提升，取得了比较好的效果。

4．北京市城市规划设计研究院在1988年开展了《北京市城市地理编码》的项目研究，主要研究内容是对城市地域范围内的地理要素进行编码设计和建立北京市城市地理编码数据库应用管理系统。以该项研究的成果为基础，于1993年批准了国标：《城市地理要素——城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则》(gb／t1439503)。

5．北京市测绘设计研究院在20世纪90年代中期，开展了《城市地理信息系统地址编码规则》项目，提出了相应的推荐文本；在本世纪初，组织城市相关单位编制了《城市基础地理信息系统技术规范》(cjj100—2004)，并在其中提出了城市地名、城市门楼牌数据采集的原则。近年来，北京市测绘院针对城市地理信息应用，陆续采集并更新了城八区地名和门楼牌地址。

6．北京市规划委员会和首都信息 发展 股份有限公司共同开发了北京市规划委员会地名管理信息系统，目的是实现地名审批、管理、应用过程的 计算 机化，并且通过各区县局与市地名办联网，实现全市地名数据的实时更新。

7．北京信息资源管理中心研究建设北京市地址数据库，建立了标准的地址模型和地址数据的采集工艺。

8．北京市东城区采用单元网格管理法和城市部件、城市事件管理法相结合的方式，对城市进行监督和管理。建设部于2005年7月，选定了10个城市作为第一批试点城市，迄今南京市鼓楼区、上海市长宁区和卢湾区已完成试点开发，投入运行，开始显现其社会和 经济 效益。

9．北京市 交通 委员会制定了道路的编码方法，在与北京市测绘没计研究院合作开发“北京市交通专用地理信息系统”中将这些编码投入使用，以实现道路的快速查询定位。

四、现有地址编码存在的问题

1．城市地理信息资源的分类没有标准，也没有统一的地址代码，编码的范围仅局限于行业内部，同一种编码方法难以覆盖全市，不利于共享信息资源。

2．编码的惟一性存在歧义，即同一个地址的编码由于编制的行业不同会出现多种编码。

3．编码的内容中包含诸如行政区划等人为要素，一旦行政区划进行调整，则整套基础地理要素编码必须作大的调整甚至重新编制。

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一、引言

气象服务是一种特殊的产品，向社会大众提供服务是气象工作的出发点和归宿点。气象工作涵盖决策气象服务、公众气象服务、专业气象服务和科技气象服务等。随着互联网的普及和人们对地理信息系统（Geographic Information System， 简称GIS）的需求，利用互联网在Web上气象信息和空间数据成为一种趋势，人们可以利用空间数据进行气象的查询和分析。GIS空间分析能力与气象信息技术相结合，提供空间和动态的地理信息，并采用一定模型为气象服务提供科学依据。

二、GIS概况

地理信息系统GIS首先是以计算机系统，可以对海量地理数据进行分析和处理，具备采集、存储、分析、显示和应用地理信息。GIS一般需要由硬件、软件、地理数据和管理人员四部分构成。GIS技术可以应用于气象资料管理、气候状况跟踪、气象灾害评估、大气变化预测以及农业气候区划等多个方面，在气象决策方面更是发挥着中北亚平作用。气象工作者也认识到GIS技术的利用价值。GIS技术从功能角度来说，可以分为工具型GIS和应用型GIS。工具型GIS是一种开发平台，没有地理空间实体。而应用型GIS为用户提供了二次开发平台，用户可根据自己需要进行开发，以解决实际问题。应用型GIS具有地理空间实体。气象资料空间数据库具有海量数据存储功能。GIS空间数据库具有多种空间数据结构，空间数据结构之间又具有显著的拓扑结构特点。GIS 空间数据库在气象方面尤其是气象资料管理方面，包括以下内容：（一）气象监测站点信息；（二）气象历史情况和当前实时数据；（三）气象卫星传输影像数据；（四）空气质量评价；（五）空气质量评价标准以及相关法律条例。

三、GIS技术在气象领域的应用

（一）气象领域的特点。气象领域是一种特殊行业，要求气象信息具有实时性。分布在我国和世界各地的气象观测站，在同一时间进行天气数据的采集，我国气象站每隔30分钟就可以接收到全球的气象数据。国内各级气象台每天都要对气象情况进行天气预报的，这就需要气象台对卫星云图、遥感图像等观测资料进行准确及时的处理。因此，气象台要具备信息处理和预报制作的技术，将天气预报向公众公布。气象领域的另一特点是信息量大，气象台每天要对最新气象资料和气象历史资料进行更新处理，加上科技的日新月异，各种气象数据更是呈现海量增长，迫切需要GIS技术进行辅助数据处理及分析。

（二）GIS技术在气象领域的应用。GIS技术在气象台的应用方法各不相同，较为常用的是：首先利用数学方法对气象观测站的离散的实时数据进行整合、网格化，得到便于利用的气象数据。其次，建立数学方程组，对地理数据、预报数据、网格化的实时数据集气候资料进行计算，得出气象的GIS数据。最后，制作气象GIS信息和图像，一般采用GIS技术中的分析、查询和地图制作功能实现。

（三） GIS技术应用于气候预测。GIS技术在农业气候划分、天气预报等一些气象服务领域中得到应用并取得一定的成绩。但在气象领域最重要的中、短期气象预报方面，应用甚微。天气预报在每天固定时段给公众进行天气情况的概述及城市天气预报。预报中的数据有的是实时观测的离散数据，有的是网格化的数值数据。GIS技术是将单点的实时数据网格化，并根据需要奖励数学方程进行相关处理。最后经GIS加工显示，制作数字化的多媒体天气预报的图表和图像。气象业务与GIS技术相结合，是天气预报实现了可视化。一方面使公众可以更加直观的了解天气情况，另一方面使天气预报讲解员可以更好的讲解和描述天气情况。公众可以从天气预报的图像和图表，以及相关数据了解天气情况。GIS技术也可进行天气预测和年景分析，根据不用区域情况建立方程组，以数学方法进行运算，得到预设区域内天气预测和年景分析，分析效率高。在农业气候区划领域中，GIS技术通过气候资料、行政边界、等高线、气象站站点位置等信息，建立气候的地理模型，得到农业区划气象数据，并制作成文件。GIS技术还可与遥感影像结合，根据全国气象站的数据汇总分析，制作出山区积雪跟踪系统和沙尘暴、雾霾天气的检测系统。

（四）GIS技术应用。随着计算机技术的提高和GIS技术的出现，全国大部分气象局、气象台都将GIS技术应用于自己的气象业务中。忻州市气象局位于山西省中北部，东傍太行山，西临黄河，辖14个县（市、区），人口309万，面积2.518万平方公里。忻州市属大陆性季风气候，四季分明，光照充足，冷暖宜人，温度、雨量等气象要素年季变化大，时空分布不均。气象灾害多为干旱、暴雨、雷电等，以干旱最为严重，素有“十年九旱”之说。

忻州市气象业务良好，为更好的实现气象局对气候数据的处理能力，使气象预报预测更好的服务于大众。忻州市气象局进行了改革和深思，将GIS技术应用到气象领域，利用WEB GIS平台、数据库和互联网技术实现气象业务管理的可视、定量，并节约了成本，为气象局各项气象业务的开展打下了坚实基础，有助于推动忻州市气象局的气象数据准确性、可视化，并且提升了业务管理水平，在忻州市气象局的发展史上具有重要的意义。

四、 结语

随着气象科技和GIS技术的进步，气象领域与地理数据的结合，使气象台的GIS技术得到提升，为气象台进行气象数据分析、气候预测、农业气候区域划分等多领域的业务技术得到改进，加强GIS技术在气象中的应用，提供精确、及时的气象产品，更好的为国民经济做气象服务贡献。

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