GIS功能论文（精选8篇）
GIS功能论文 篇1
0 引 言
地理信息系统已深入到测绘、土地、环境等各领域,发挥着日益重要的作用。在这过程中,出现了不少优秀的GIS基础软件,如:国外的ArcGIS、MapInfo、MGE,以及国内的MapGIS、SuperMap、GeoStar等。但是,世界的本原是三维的,传统GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型,其功能主要局限于2维、2.5维空间的表达和处理,这注定它在描述三维空间现象时存在局限性。真三维中,空间目标通过X、Y、Z三个独立坐标轴定义,Z是一独立变量。相比之下,真三维具有连续的数据结构和与之相应的分析功能,由此带来的好处是可以从空间的角度分析和显示物体[1]。
随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求以真三维空间来处理问题。因此,对三维GIS的研究已成为了GIS领域关注的热点。目前许多GIS软件都提供了与三维相关的可视化、分析等功能。为认识当前GIS软件的三维功能现状与发展趋势,对目前国内外GIS领域中具有代表性的GIS基础软件:ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap进行三维功能分析。考虑到GIS领域三维技术发展现状,本文从三维视觉效果的角度,将2.5维与真三维结合起来,统称为三维,将包含2维、2.5维与真三维处理分析功能的GIS称为三维GIS。
1 三维GIS功能体系
与二维GIS相比,对空间对象进行三维空间分析和操作是三维GIS特有的功能。目前,许多学者对三维GIS应具有的功能作了阐述[1,2,3,4,5]。本文在此基础上,结合GIS基本功能,对三维GIS应具有的功能进行了总结,三维GIS除应具有二维GIS的基本功能之外,还应包括以下功能:
(1) 2.5维信息处理分析功能:已有数据中有大量2.5维信息数据,这些数据对于简单的三维可视化、分析仍具有重要价值,因此三维GIS应具有处理分析这类信息的功能。
(2) 三维数据获取:包括两方面内容:一是利用遥感、测绘等技术直接获取三维数据;二是利用数据交换接口,从其它数据库将不同格式的数据转入到本数据库中。总体来说三维GIS应具有灵活的数据交换接口,能容纳多源数据,使更多的数据能够被利用。
(3) 三维数据存储、管理:三维空间数据库是三维GIS的核心。存储庞大的三维空间数据,需要高效适宜的数据库管理技术,实现快速连接、检索、提取等。此外,还应支持对三维数据的本地存储和网络存储。
(4) 三维数据编辑、可视化操作:主要实现数据的编辑及图形数据的删除、修改等操作。可视化主要包括对三维空间对象的平移、旋转、缩放、切割生成剖面图等功能。
(5) 三维建模:三维空间是复杂的,基于三维的应用也有着巨大差异,地质、环境、数字城市等不同的领域需要不同的三维模型,对三维GIS功能的需求也不一样。因此三维GIS应针对不同应用领域,提供系列三维建模功能,如:地表景观建模、城市三维建模、三维地质建模等。
(6) 三维空间分析:它是三维GIS独有的能力,是直接在三维空间中进行操作与分析,空间分析应该是面向用户的,通过空间分析解决用户特定的问题,为决策者提供决策支持。三维空间分析除了包括二维GIS的分析功能外,还应包括针对三维空间对象的特殊分析功能。具体可分为以下几类[4]:①查询,包括几何参数查询、空间定位、关系查询等;②空间量测;③叠置分析;④缓冲区分析:点、线、面、体缓冲分析(如图1所示);⑤网络分析,包括最短路径、资源分配、连通分析等;⑥地形分析;⑦剖面分析;⑧空间统计分析。
(注:对黄色不规则体做的体缓冲区分析,白色即为缓冲区界面,并按一定距离进行三维空间点对象查询,图中的红色点为满足查询条件的空间对象[6]。图为彩色图像,具体请联系作者。)
(7) 多维转换:是指将传统一维、二维对象转入到三维GIS中,区分出一维、二维对象在垂直方向上的变化,以及将时间维融入实现静态的三维的动态化,另外出于实际需要将三维对象用传统二维方式进行表达处理等。
(8) 数据输出、共享:将系统的三维数据以不同的格式输出到其他系统中去,实现数据多次利用,或者利用设备输出二维、三维空间视图等;由于网络的高度发展,还要考虑通过网络实现三维功能共享。
2 常用GIS软件三维功能比较
《GIS开发者》第六期对常用GIS软件的调查表明[7]:常用的国外GIS软件中,ArcGIS占据半壁江山,MapInfo排在第二。常用国产GIS软件中,排在首位的SuperMap,占41%的份额,然后是MapGIS,二者之和达到67%。因此本文选择以上四种软件,结合软件实际操作与相关资料,对它们所具有的三维功能及其变化情况进行分析。
2.1 ArcGIS
美国ESRI公司新推出了ArcGIS 9系列产品。ArcGIS 9与ArcGIS 8一样具有基本的3维(主要是TIN等2.5维方面的)功能[8]:利用等高线数据、不同插值方法来构造表面,并通过ArcScene进行三维显示,以及表面分析:如表面查询、计算坡度坡向、绘制等值线、可视性分析(视场)、生成剖面线、计算表面面积与体积等。
与ArcGIS 8不同的是,ArcGIS 9在ArcToolbox中单独地提出了3D Analyst模块,提高了可视化以及对真实世界的模拟能力,并且在3D Analyst基础上第一次推出全球3D可视化模块—ArcGlobe。它具有与ArcScene相似的地图交互工具,具有与任何在三维地球表面带有地理参考的空间数据进行无缝交互的能力,增强了多比例尺全球数据的3D显示能力。并且ESRI公司的新产品ArcGIS 9.1 PublISher支持使用ArcGlobe软件创建的三维文档,并具有显示和发布三维地图与数据的能力[9]。
2.2 MapInfo
MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。目前该软件的最新版本是MapInfo Professional 8.5及其系列软件。MapInfo Professional 7.0和MapInfo Professional 8.5二个版本仅提供了有限的三维图像创建与显示功能,三维处理分析功能较弱。
2.3 MapGIS[10]
武汉中地数码科技有限公司最新推出的MapGIS7.0包含MAPGIS-TDE三维地理信息系统平台等新产品,具有以下特点:
(1) 具有全新的顾及拓扑、面向实体的三维空间数据模型,实现了多种三维矢量模型数据一体化存储。具备海量空间数据存储与管理能力,针对三维矢量空间数据和规则体数据采用了不同的索引策略,提供高效的空间索引机制。
(2) 提供了景观的建模、可视化及分析工具,主要包括:景观快速建模;地表景观可视化、地表景观分析工具包括:距离量算、面积量算、通视计算等。
(3) 具有对DEM快速建模、地质体结构、属性建模、可视化及分析工具。
针对岩土、城市三维地质工作的应用需求,平台提供了特定的地质体结构建模、地质体模型可视化及地质体剖切分析等专业应用工具。地质体结构建模把以点、线为基本形式的散布式的、局部的勘探资料解释结果在三维空间中综合起来,重新恢复地下地质界面和地质体的空间形态和组合关系,进而构建三维地质构造的几何模型和拓扑模型。具有三维景观方式、透视三维景观方式、切面方式等地质体可视化表现及显示方式,并提供了任意方向切割模型、立体剖面图生成、隧道生成等分析方法。
与MapGIS6.5相比,MAPGIS 7.0加强了DTM等2.5维分析功能,还增加了对2.5维、真三维空间数据的管理、针对特定应用领域动态扩展建模及其分析工具,以适应特定的三维应用。
2.4 SuperMap[11]
SuperMap GIS是北京超图公司研制的新一代大型GIS平台,SuperMap GIS 5系列为其最新版本,具有以下三维功能:
(1) 三维建模、可视化操作:主要是DTM、TIN方面的功能;三维图形缩放、旋转、漫游等操作,支持分层设色的正射三维影像,还具有实时的三维透视效果、纹理映射、飞行模拟等功能。
(2) 新增三维显示效果渲染与控制:光照、雾、贴图等。
(3) 地表模型和地形分析:能进行坡度,坡向分析,分水岭分析,流域分析,淹没模拟土方填挖计算,地表长度计算,剖面图制作以及根据地形提取水系、等高线等。
与早期版本SuperMap GIS 2003相比,新版本增强了对三维模型的表达能力,以及DTM模型的分析功能。
3 结 论
通过对以上GIS基础软件分析可得出以下认识:
(1) 几种GIS软件共有的三维功能主要是DTM、TIN等2.5维的数据处理与分析功能。除MapInfo外,它们在这方面的功能差异并不大,MapGIS和SuperMap二国产软件在这方面已达到了与ArcGIS相近的水平。这方面功能已较为成熟。
(2) 从4种软件三维功能应用范围来看,多是建立在数字高程模型基础上,用以解决简单的地表景观建模等问题,在MapGIS7.0推出之前很少涉及地质,采矿等领域的真三维问题。
(3) 从每种软件不同版本的比较来看,各GIS软件都不同程度地增强了自身的三维功能,只是其侧重点不同。ArcGIS推出ArcGlobe,增强了三维数据的组织与表达方式,并通过最新的ArcGIS9.1 PublISher实现三维地图与数据的发布与显示,加强了三维数据的传输与共享。MapGIS7.0推出的MAPGIS-TDE,实现了真三维功能方面的突破。
(4) 由于三维数据模型、数据结构理论与技术不成熟等原因,上述软件与本文所述三维GIS应具有的功能体系存在着较大差距。尽管MapGIS7.0实现了真三维功能的突破,但三维GIS的理论、技术、应用总体上还不成熟,处于初级阶段,且发展速度较慢。2003～2005三年国产地理信息系统平台软件测评大纲对三维功能的评价标准并无较大变化,也未明确提及真三维方面的功能标准。这从侧面说明GIS基础软件三维功能的发展速度缓慢,未引起足够重视。笔者认为今后有必要将真三维功能引入测评大纲,以促进GIS软件三维功能的快速发展。
目前已有一些专门针对地质、采矿等领域的三维软件,如GoCAD、LYNX等,但多是针对各自的领域,理论上没有系统完整的研究,没有面向通用平台,因此具有较大的局限性,普及程度较低。而ArcGIS、MapGIS、SuperMap等大型的GIS基础软件已有广阔的应用背景,若将三维模块引入,将更有利于三维GIS应用的深入。
随着计算机技术的发展以及GIS应用的深入,GIS从二维进步到三维是其发展的必然,三维功能必将成为GIS软件的一个竞争点。
参考文献
[1]姜小轶,孙运生,王安.三维地理信息系统(3D-GIS)的发展现状及趋势[J].世界地质,1998,17(4):58-62.
[2]肖乐斌,钟耳顺,刘纪远,等.三维GIS的基本问题探讨[J].中国图像图形学报,2001,6(9):842-848.
[3]Alexander K,Sigrid B.3D-GIS for Urban Purposes[J].Geo Informat-ics,1998:2(1).
[4]王继周,李成名,林宗坚.三维GIS的基本问题与研究进展[J].计算机工程与应用,200,24:40-44.
[5]李青元,林宗坚,李成明.真三维GIS技术研究的现状与发展[J].测绘科学,2000,25(2):47-51.
[6]Kevin Spraguea,Ericde Kempa.Spatial targeting using queries in a3-D GIS environment with application to mineral exploration[J].Com-puters&Geosciences,2006(32):396-418.
[7]骆驼人,毋丽红.中国GIS人才生存状况调查报告[J].GIS开发者,2005(6):4-21.
[8]党安荣,贾海峰,易善桢,等.ArcGIS8Desktop地理信息系统应用指南[M].北京:清华大学出版社,2002:561-562.
[9]http://www.esrichina-bj.cn/news/industynews/ReaderFinalPublish-er.htm.
[10]http://www.mapgis.com.cn/xwzx-view.asp?id=113&genre=152.
[11]http://www.supermap.net/gb/products/deskpro.htm#.
GIS功能论文 篇2
基于RS和GIS的长沙市生态功能分区
提出了基于城市、城郊生态过渡区及其周围自然生态支持系统为统一体的城市生态功能分区思想,并建立了长沙市生态-社会-经济信息系统数据库.通过参数选取与权重确定,进行生态适宜度、生态环境敏感性、生态服务功能重要性与经济社会发展水平分区.依据生态功能的空间异质性和生态功能单元内部均质性,将长沙市划分为5类城市生态功能区:Ⅰ类区占总面积的29.47%;Ⅱ类区占总面积的32.5%;Ⅲ类区占总面积的25.95%;Ⅳ类区占总面积的`9.63%;Ⅴ类区占总面积的2.45%.分区结果对长沙市发展有指导意义.该研究方法优点有:制图过程定量化、自动化;可在短期内产生最新专题图产品;结合GPS和RS,可以通过监测区域边界类型的变化,进行生态环境监控,为RS数据实时进入GIS系统提供了途径.
作 者：曹小娟 曾光明 张硕辅 周建飞 朱华 石林 CAO Xiaojuan ZENG Guangming ZHANG Shuofu ZHOU Jianfei ZHU Hua SHI Lin 作者单位：湖南大学环境科学与工程系,长沙,410086 刊 名：应用生态学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY 年，卷(期)： 17(7) 分类号：Q149 关键词：生态功能分区 城市生态系统 遥感 空间异质性GIS功能论文 篇3
作为地理信息系统（简称GIS）核心功能之一的空间分析功能是地理信息系统与其它一般信息系统的主要区别。GIS的空间分析功能主要包括：空间查询分析，缓冲区分析，叠置分析，数字地形分析以及网络分析等。地图是地理学的第二种语言，利用GIS的空间分析功能，使传统单一的“死”地图变为多样的“活”地图，对不同的地图信息进行处理，不但可以激发学生的活力，培养学生发现问题解决问题的能力；而且还可以活跃课堂气氛，提高学生的学习热情，让他们积极的参与到学习中来。现将地理信息系统空间分析功能中的叠置分析、缓冲区分析、数字地形分析在高中地理课堂中的应用作具体阐述。
一.叠置分析
叠置分析是通过叠加含有不同信息的各个数据层面产生一个新的数据层面，这个新的数据层面综合了原来各个数据层面所具有的属性。
以ArcGIS为平台，选取湘教版地理必修三区域发展差异中探讨我国东中西区域差异形成原因为例。形成我国东中西三大地带的原因有很多，下面将从自然因素（地形、气候、自然资源）社会因素（城市化水平）经济因素（交通运输状况）三个方面来探讨。
教学准备：教师在课前准备好本节课所需的地图数据：中国东中西分区图、中国地形图、中国气候分布图、中国自然资源分布图、中国大中城市分布图、中国交通分布图。
教学过程：在ArcGIS中加载中国东中西分区图（如图1），引导学生熟悉每个分区的的省区范围；打开全国交通分布图（如图2）；将两个图层叠加（如图3），分析东中西部的交通分布特征。按照同样的方法，将东中西分区图与中国气候分布图、中国大中城市分布图、中国自然资源分布图、中国地形图依次叠加，让学生分析东中西部的地形特征、气候特征、自然资源特征、以及城市分布特征。最后让学生总结归纳东中西部的自然，社会，经济特征，明确其区域发展差异。通过多图层叠加分析，提高学生信息提取与分析的能力，增强学生的探究意识与解决问题的能力。
二.缓冲区分析
缓冲区分析是对点、线、面按距离设定条件，在其周围一定宽度范围内自动建立缓冲区多边形图层，实现数据在二维空间的扩展，并进行分析得到所需结果。
以ArcGIS为平台，研究我国洪涝灾害的影响。我国位于最大洋与最大陆的交界位置，季风气候显著，降水主要集中在夏季。长江是我国的黄金水道，但同时又是我国洪涝灾害最为严重的地方，尤其是有“九曲回肠”之称的荆江段，更是成为洪涝的重灾区。下面将以荆江段的洪涝灾害为主，介绍缓冲区分析的应用。
教学准备：获取我国的河流分布图以及全国市级行政区划图，准备研究区域相关的河流水文数据以及气象资料。
教学过程：打开我国主要河流分布图以及行政区划图（图4），通过ArcGIS的查询功能让学生对我国的河流分布状况进行动态学习；提取出长江荆江段及其所流经的省市（图5），让学生分析荆江段河流的特点，加深对九曲回肠的认识；每年5-8月，季风气候给我国长江流域带来丰沛的降水，根据雨量的大小以及汛期的长短，荆江段的洪涝影响范围也会发生变化，教师引导学生分析荆江段的洪涝影响区域；在ArcGIS中制作荆江段的洪水范围缓冲区（图6），分析不同雨量的受灾面积以及主要的受灾区域，分析洪涝灾害对江汉平原和洞庭湖平原的影响。通过缓冲区的建立，学生可以动态的了解不同降雨量的影响范围，提高学生的分析能力以及获取信息的能力。
三.数字地形分析
数字地形是GIS中地形起伏的数字化表达和存储形式，常见的地形模型主要是数字高程模型（DEM）。
教学准备：获取某一区域的DEM，准备研究区域其他与教学内容相关的资料。
教学过程：通过ArcGIS从DEM中提取等高线（图4）；将等高线与DEM叠加（图5），引导学生从二维空间中分析不同地形中等高线的分布特征；通过DEM创建TIN表面，并将等高线转换为3D数据，在ArcSense中进行叠加，得到立体的山地模型，通过三维显示，呈现山地立体效果（图6），对图像进行旋转，使学生能够从不同的角度去认识各种地形部位，培养学生的观察能力以及三维空间的分析能力。该模型可以直观的反映地形的特征，对于教师讲解以及学生理解山脊、山谷、鞍部、陡崖、山峰等地形有很大的帮助。关于地形特征的学习对学生的三维想象能力有很高的要求，通过立体山地模型的创建，可以引导学生快速建立三维空间，提高学习效率。
GIS功能论文 篇4
据统计,85%的信息系统中存在着与地理位置有关的信息,在这些信息中,既有地理信息、地理相关信息,又大量存在着以传统数据库表达的非地理相关信息。GIS是解决这些信息集成的有效方法,在通信管线资源管理GIS系统方面,国内基本上是随着97系统的开展逐步建立的,但较多仅是初级的应用,如仅能查询显示管线的位置及属性信息,与现有业务流程结合一般也是分离的,在这样的背景下承担了某通信公司电信管线资源管理系统,该系统的目标是要将电信管线资源GIS功能融入业务流程中,全面支持通信公司日常业务流程。在这方面,国内成熟的应用还不多见。文中就是在这样的背景下,结合具体工程实际,总结了电信管线资源GIS系统数据结构设计、功能设计的方法。
1电信管线资源GIS的需求
1.1 多种地图定位方式
为实现业务方面快速的查询需要,电信管线资源GIS应提供多种地图定位方式,包括按街道、建筑物、小区名称进行定位,按已有地井、管段编号进行位置查询定位,按工程图号查询定位(北京工程图规范),按局所、杆路、基站、地理编码查询,按机房查询,按局界查询,按XY坐标值定位,手工平移地图查找,基于用户的资源搜索,可按用户名称、用户所在的建筑物、用户所在的地图位置等查询用户周围电信设备资源的占用情况。
1.2 电光缆部分GIS需求
1)缆分布图。2)缆路由图。3)附属设备图。4)自动光纤路由设计。5)手工光纤路由设计。
1.3 管杆部分GIS需求
1)地图点击查询地井;2)可查看地井展开截面图;3)查看管孔、子孔属性信息;4)可单个、批量打印地井属性信息,可同时打印管井展开截面图;5)按条件查询管段;6)地图点击查询管段;7)电子地图能同时显示设计中、在建、已竣工状态的地井、管道,并进行标识区分;8)在系统的电子地图能区分显示产权仅属于网通的管道、外公司的管道、合建管道,并进行标识;9)在系统的电子地图能区分显示通道、普通管道,并进行标识;10)管段的管孔数要在地图上以标签方式显示;11)打印管段信息时可选择是否打印截面图(可能只打印属性信息);12)打印时连续相同的截面则可选择只打印一个截面;13)输入管道或者光缆或者设备编号或者直接在图上定位设备或者管道或光缆查询其产权信;14)提供地井、管段的逻辑拓扑管理功能(调整、打印出图);15)管道自动路由设计;16)管道手工路由设计。
1.4 管线资源公共部分GIS需求
距离测量,电子地图可打印,包括标准图幅打印和任意区域打印等。
1.5 数据传输网络资源拓扑图
显示路由图时需要用到ArcGIS Schematics产生需要的网络图形和逻辑示意图。
2电信管线资源GIS管理的数据
1)城市基础地理信息:行政区(城区、郊县、街道、乡镇)、街区(小区)、道路、立交桥、绿地、河流、公园、铁路。2)城市影像图:卫星影像图。3)通信基础空间资源:局界(区局和端局)、局所(包括局站)、基站(CDMA,GSM,小灵通)、机房、建筑物(用户建筑物、企事业建筑物、普通建筑物)、地理编码图。4)管杆网络:地井、管线及管道段、电杆、杆路及杆路段、拐点。5)电缆及附属设备:电缆及电缆段、接头、气门、输气管、充气机、传感器、余长、封存、维修点。6)光缆及附属设备:光缆及光缆段、接头、余长、封存、预留、维修点。7)连接设备:配线架(MDF,ODF,DDF)、交接箱、分线盒、光终端盒、ULC/SLC,复用设备。8)网元/节点设备:SDH网元,ATM节点,DDN节点等。
3电信管线GIS数据结构设计
3.1 空间数据存储
GIS数据存储统一采用ArcSDE的GeoDatabase进行存储,包括矢量数据、栅格数据。
对于矢量数据,采用将对象的空间数据与属性数据分开存储。空间数据存储在图形表中,图形表只包含一些必要的空间描述信息,大量的属性数据则保存在相关的属性表里,两表之间通过主键和外键建立关联。
栅格数据在存储到SDE数据库时,被转换成ArcSDE的特定格式。影像压缩采用ArcSDE自带的压缩方法(LZ77,无损压缩)对数据压缩,将卫星影像数据存于SDE数据库中[1]。
3.2 空间数据和属性数据同步
为了提高图形显示速度和考虑GIS功能实现的要求,对需要在图形上显示或标注的属性同时记录在图形表和属性表中。这些都存在图形数据和属性数据关联、同步和一致性问题。
空间数据和属性数据的关联。在属性表新建一条记录或选择一条已存在的记录,然后在图形上选择或新建对应的GIS对象,利用ArcObjects的COM API,将属性表设备ID赋于图形表.refID,从而建立图形与属性的关联。同时,对图形表中用于显示或标注的属性值,用同样的方法用对应的属性表的属性值赋值。
空间数据和属性数据的同步。这里的同步指当图形表中用于显示或标注的属性在对应的属性表更改后,应同时修改图形表中对应的属性值,以保证数据的同步。
3.3 GIS数据组织
数据的组织如图1所示。
4电信管线资源GIS功能设计
4.1 地图显示、浏览
1)图形无级缩放:能对图形进行开窗、中心放大、中心缩小、中心移动、任意中心放大、任意中心缩小、返回前状态和全景显示等功能。2)图形平滑漫游:系统为用户提供平滑的漫游功能,并实现无缝、无刷新的视觉效果,便于用户游览及快速定位。3)图形显示“鹰眼”功能:系统可同时显示全景图视窗、在全景图上可移动当前视窗所处的地理位置,而在局部区域图上进行缩放及移动又可以在全景图上得以反映,用户可方便地了解全局和局部的关系。4)图形信息疏密效果协同校正功能:系统在进行无级缩放时,可自动根据当前视窗的比例尺,调整显示图层数和某一图层中信息量的疏密关系及效果,保证最佳的视觉效果和最快的显示速度。
4.2 地图定位
1)用户位置定位:
根据用户所在建筑物或附近电话号码等信息定位。
2)局所定位:
根据局所所在建筑物的位置信息定位局所。
3)其他资源定位:
对其他资源,根据该资源所在载体的属性信息定位。
4.3 空间选择
1)简单方式选择:
可用单点选取、多点选取、任意拉矩形框选取、任意多边形选取等方式,进行该区域内的设备资源查询。
2)缓冲区方式选择:
查询用户位置附近或某街道附近内的对象,查询某局界或某街区范围内的对象。
4.4 空间统计
对电信网络中的各种信息进行多种方式的空间统计。
1)按路线统计:
可按路线对线路上各种设备、容量、负荷等进行统计;
2)按区域统计:
可按行政区、端局等区域对设备、容量、负荷等进行统计。
4.5 空间资源维护
完成对空间资源的图形操作,如在地图上增加和删除一个交接箱、修改局界范围等。录入空间信息后,既可通过非GIS功能录入属性信息,也可先录入属性信息,再通过非GIS窗口上的定位功能录入资源的空间信息。
4.6 空间资源分布
按资源的类型、规模等属性信息,显示专题图。
4.7 网络分析
1)管孔路由分析:
在输入两个或多个地井的信息后,在有空管孔的前提下选取距离最短的路由。
2)电光缆连接逻辑示意图:
选择某一区域或某些地井管段,显示该区域内或地井管段里的电光缆及其连接设备拓扑图。
3)光纤局向图:
显示机房之间光纤的连接。
4)光纤路由分析:
在光缆逻辑示意图上选择起始ODF设备,在有空闲端子的前提下选取距离最短的路由。
5)SDH路由分析:
在SDH网络逻辑示意图上选择起始设备及设备端口,根据复用段或通道上的空间时隙情况,选取跳数最少的路由。
4.8 地图打印
1)标准图幅输出:
选择要输出的图号,根据预先定义好的地图模板,输出选择的图幅。
2)任意区域输出:
通过选择要输出的图形和相关信息,选择要输出的图号和比例尺,自动制作指北针,然后通过绘图仪或打印机输出。
3)打印选定线路图:
按道路或某条管线输出相关信息。
4.9 离线编辑
利用ArcGIS提供的离线编辑功能,用户可将需维护的区域内的数据从空间数据库中导出,以到现场进行数据修改和核查。
4.10 数据导入导出
1)数据导入:
支持Excel和纯文本两种文件导入。
2)数据导出:
DXF格式导出。
4.11 地名库维护
提供区域、路名、门牌/小区/乡、栋名/单元号的输入、修改、删除的功能,实现城市地名的管理、定位等功能。
5结语
根据上述对电信管线资源GIS系统数据结构设计、功能设计方法的总结分析,完成了对该系统的设计实现,运行表明该系统运行稳定,达到了客户对系统的设计要求。
参考文献
[1]党安荣,贾海峰.ArcGIS 8 Desktop地理信息系统应用指南[M].北京:清华大学出版社,2003.
GIS功能论文 篇5
关键词：GIS技术,有线电视,在线管理,实现,应用
GIS, 即地理信息系统的简称, 它是一种把人类活动和自然环境的信息均以计算机的方式综合实施数字化管理, 集信息采集、信息存储、信息分析、信息更新、信息显示与地理空间信息的应用于一体的可视化计算机技术, 是由计算机、数据库、遥感、网络等技术学科综合交叉发展而来的。同时, GIS也是有效的决策支持系统之一, 通过控件属性对数据进行利用, 实现数据与图形的结合, 值得我们进一步分析和研究。
一、有线电视行业应用GIS技术的现状
通过GIS技术, 我们能把有线电视网络的各种信息都放置在一个客观的空间分布中, 并对其实施综合管理和分析, 这跟有线电视网络信息具备的大空间多尺度管理特点相符[1]。
作为高效率、低成本的管理方式之一, 在有线电视的网络资源管理系统当中, GIS的优越性表现较突出:一是在管理方式上, 较以往的MIS系统而言, GIS系统更具空间分析和直观等优势, 能提供有力的辅助决策, 能对网络规划设计到运营维护的整个过程实现有效管理;二是在管理网络资源上, GIS系统选择空间化的方式有效组织网络信息资源的复杂数据, 以便能对不同区域的资源进行有目的、有计划的配置, 从而有效提高利用网络资源的效率, 且通过GIS技术能直接在电子地图上实施分类分析工作, 包括覆盖性分析、连通性分析等;三是在辅助规划与管理工程图纸上, GIS系统能实现对网络的规划、设计, 能自动计算各类参数, 并自动生成各种各样的原理图及路由图等, 维护图形数据也比较方便, 能提供强大的分析功能、查询功能等。四是在信息共享上, 不同的部门之间能顺利共享信息, 以便能最快地做出最有效的业务决策, 推动有线电视企业全面发展。
综上所述, 有线电视网络资源管理跟GIS技术的有机结合体现出良好的发展趋势。在国内, 北京、上海、深圳、广州等一线城市的广播电视网络公司纷纷采用GIS技术和平台构建了属于自己的有线电视网络资源管理系统, 收获了良好的经济效益与社会效益[2]。
二、在线管理系统的实现与应用
实现在线管理系统主要需采集在线的电视信号数据。具体而言, 信号采集包括两方面:一是光接收机, 采用可网管的光接收机进行信号采集, 能实现信号的采集功能、传送功能;二是放大器, 市面上销售的可网管放大器的价格非常昂贵, 所以通过改造原有的放大器来实现对数据和信号的采集。单片机MCS-51的体积小、价格较便宜, ROM为4K, RAM为128Byte, 不需要对数据存储器、程序存储器进行扩展, 可直接在原有的放大器中安装使用[3]。因此, GIS系统选择单片机MCS-51能检测放大器的信号, 并传送数据。
使用在线管理系统, 能确保整个有线电视网络的运行状态一目了然, 其功能突出体现在四个方面:一是可视化的实时状态。通过对当前网络设备当中最新的运行数据进行采集, 包括光接收机的反向输出光功率、输入光功率, 光发射机的输出光功率、制冷电流、偏流以及激光器的温度, 放大器的输出电流、电压及设备温度等, 及其工作状态;二是自检并隔离故障。定时对在线管理系统中的网络设备实施闭环检测, 从而准确判断出在线管理系统中设备经初始化以后的工作状态是不是正常;通过轮询, 在线管理系统能把设备的故障隔离到关键的模块或器件当中, 并把警告发送给网管计算机;三是即刻报警。在运行在线管理系统的过程中, 如果某一个设备出现故障但无法检测到或某一项指标超出了预设好的范围, 系统将立刻在报警窗口和网络路由图的相应位置上显示, 此时值班人员能迅速找到设备故障的物理位置及详细资料, 同时在线管理系统将告警信息记录入库, 为用户今后的查询提供方便;四是查询并统计历史数据。按照用户设定好的记录周期, 在线管理系统能对数据进行定时的记录, 用户可对任意设备进行查看;依据查询到的历史数据, 在线管理系统将通过自动分析和统计评价设备通讯的有效性, 能把设备的整体性能充分体现出来。
在线管理系统的原理图如下图1 (以CMTS+CM架构为例) 所示。
三、结语
在GIS技术的支持下, 有线电视网络资源管理系统越来越被有线电视行业重视, 应用该系统不仅能成功取代以往的网络设计模式, 还能对现有资源进行整合, 并在地图上可视化显示, 为查询资料、检索资源等提供方便。随着国内有线电视网络运营公司水平的提升, 在线管理系统能针对客户进行定位和群体分析, 能方便公司针对不同区域制定相应的销售方案, 并利用GIS技术为远程监控设备、提供可视化管理服务等提供强有力的支撑。
参考文献
[1]李振莲.基于GIS的有线电视管理系统的研究[J].科技视界, 2015 (10) :207+293.
[2]杨明衍.有线电视网络管理系统设计中GIS技术应用的价值[J].电子技术与软件工程, 2014 (09) :65.
GIS功能论文 篇6
地理信息空间框架是数字城市和智慧城市的最基础的空间信息基础设施。GIS平台具有强大的数据管理、数据挖掘和分析及可视化的能力,且能够处理、分析、管理地理空间信息相关数据等。在城市管理中我们无时无刻都会涉及的各种城市元素,这些都是空间地理信息要素的范畴,如果使用传统的管理技术进行处理,无论是从效果还是效率上讲都已经无法满足管理需求。数字城管系统作为一个数字城市和智慧城市发展的产物,在数字城市和智慧城市的冲击下的数字城管系统必然与GIS结合开发出一个更科学、更高效的数字化城市管理系统。
文中对数字城管系统中GIS功能模块进行研究。利用GIS技术将数字城管业务与地图结合,实现考勤点的设置、考勤人员的监督、案件信息的查询与统计等基于位置服务的相关业务的图文一体化管理。
1 数字城管系统中GIS功能模块的需求分析
根据用户需求和相关业务流程(如图1所示)的分析和处理,提取出了数字城管GIS模块需实现的功能分别如下:
1)GPS轨迹及案件回放。用户选择某个采集员、时间段后,在地图上回放其活动轨迹。
2)采集员实时位置。在地图上展示出采集员的实时位置。
3)轨迹播放器。通过播放器可控制正在播放的轨迹快进、放慢、暂停、重播。
4)案件位置显示。案件上报后,在地图上增加一个图标,不同类型的案件以不同的颜色显示在地图上。当该案件被用户结案后,从地图上消失。
5)案件汇总信息显示。在地图上方以文字形式显示全市案件的情况,包括上报数、处置数、结案数。
6)案件查询。在地图上显示的案件,可以进行查询,点击弹出案件概要信息窗口,内容包括案件编号、大类、小类、描述、详情链接等(具体后期确认),点击详情链接,可进入到该案件的详细信息页面。
7)案件空间查询及统计。用户可在地图上以任意多边形、圆形、长方形的形式框选一定区域。系统为其查询出该区域内指定时间段、指定大类、小类的案件详情和统计信息并展示。
8)案件普通查询及统计。用户输入查询条件进行案件的查询与统计。
9)考勤点设置。能为信息采集员设置考勤点或删除已设置考勤点。采集员在规定的地点范围内进行考勤。
2 数字城管系统中GIS功能模块数据库概述
2.1 ORACLE空间数据库的搭建
ORACLE是关系型数据库,不支持空间数据类型。SDE是空间数据库引擎,是关系数据库处理空间数据类型的桥梁。
ORACLE与Arc SDE的空间数据库搭建步骤如下:
(1)服务器端
(1)服务器端安装Arc GIS desktop与Arc SDE For Oracle。
(2)安装oracle 11g r2。
(3)安装sqldeveloper,并配置java环境。
(4)新建sde数据库。
(5)使用catalog新建geodatabase,Data Management Tools--Geodatabase Administration--Create Enterprise Geodatabase,instance参数为:localhost:port/[数据库名]
(6)修改F:appAdministratorproduct11.2.0dbhome_1hsadmin
(7)extproc.ora:SET EXTPROC_DLLS=ANY
(8)将F:Arc GISArc SDEora11gexebin下的st_shapelib.dll,pe.dll,sg.dll拷贝至:F:appAdministratorproduct11.2.0
dbhome_1BIN。
2)客户端
(1)解压instantclient_11_2。
将instantclient_11_2解压到某目录,将该目录加入到环境变量中。
新建目录instantclient_11_2networkadmin,在该目录下新建文档tnsnames.ora。
orcl3为服务器端数据库名称,《服务器IP》为待配置的服务器IP,1521为端口。
(2)安装PLSQL Developer。
2.2 ORACLE的访问
微软的ODBC接口可能是使用最广的访问数据库的编程接口,且它能在任意平台上连接任意的数据库。但是ODBC是C语言接口,不适合直接在Java中使用。且ODBC将简单和高级的功能混在一起,使得ODBC使用复杂。Java Data Base Connectivity(简称JDBC)是一种用于执行SQL语句的Java接口。JDBC是建立在ODBC上,保留了ODBC原有的特点和习惯,且又以Java的特点对其进行的优化,所以JDBC使用起来更简单。因此在本系统中采用的是JDBC接口连接数据库。其连接步骤如下:
1)装载oracle数据库驱动程序。
Class.for Name("oracle.jdbc.driver.Oracle Driver");
这里不需要再去将驱动程序类实例化且用Driver Manager登记它,因为在我们调用Class.for Name时将会去自动地加载驱动程序类。驱动程序装载好后,它们便可以用来建立与数据库连接。
2)建立oracle数据库的连接。
Connection conn=Driver Manager.get Connection("jdbc:oracle:thin:
@host:port:dbname",username,password);
host为主机ip,port为数据库监听端口,dbname为数据库名,username为所创数据库具有访问权限的用户名,password为该用户访问密码。
3)调用jdbc接口中类对数据库进行操作。
3 数字城管系统中GIS功能模块的实现
3.1 数字城管系统中GIS功能模块实现的关键技术
3.1.1 Web GIS技术
Web GIS是Web技术与GIS技术相结合的产物,是利用Web技术来扩展和完善GIS的一项新技术。在这个高速信息化的时代,Web GIS成为了GIS主流发展方向。Web GIS即具有浏览器/服务器(B/S)体系结构的网络GIS,它革新了GIS的传统运行模式,用户远程便可以使用GIS,共享地理空间信息资源[6]。Web GIS综合了Web和GIS两大信息化技术的特点,形成一些新的功能:
1)空间数据发布
能够以图形的方式显示空间数据,与单纯的FTP方式相比,Web GIS使得用户更容易找到所需数据。
2)空间查询检索
利用浏览器提供的交互功能,进行图形及属性数据库的查询检索。
3)空间模型服务
用户通过客户端输入的模型参数,在服务器端接收参数后,根据服务器端的各种空间模型的实现方法计算结果并将其返回。也就是说,利用Web不仅能发布空间数据,并且能发布空间模型服务。
4)Web资源的组织
在Web上存在大量信息,这些信息多数具有位置属性信息,即具有空间分布特征,我们可利用地图对这些信息进行组织和管理,同时可提供基于空间的检索服务。
3.1.2 空间数据库技术
空间数据库是GIS的重要组成部分,是用于存储和管理地理空间数据。经过了一个漫长的发展阶段,各种类型的空间数据库技术随之出现,空间数据库管理空间数据的能力也发展到了一个新的台阶上。目前,国内外主要采用“扩展对象关系型数据库”和“关系型数据库+空间数据引擎”两种方式搭建的空间数据库[7,8,9,10,11,12]。
空间数据库引擎(spatial database engine,SDE)最先由ESRI推出,是用于支持超大型空间数据库管理的一个空间数据模型。借助于该模型,我们能够用关系数据库管理系统去管理空间数据[13]。目前,有很多的厂商(数据库厂商和GIS厂商)都在研发自己的空间数据库引擎,市场上最主要的SDE产品有ES-RI公司的Arc SDE、Map Info公司的Maplnfo Spatial Ware、Intergraph公司的Gea Media、Oracle公司的My SQL Spatial、Microsoft公司的SQLServer Spatial等。而在这些数据库引擎中又属ArcSDE应用的最广泛。Arc SDE是由GIS厂商提供,对空间数据及空间信息的存储和管理上更优异[14]。本项目中采用的是Arc S-DE和Oracle关系数据库集成搭建的空间数据库。
3.1.3 地图服务技术
Open Layers本质是一个js类库包,用于对标准格式发布的数据地图数据进行访问,专为Web GIS客户端的开发提供地图服务。目前Open Layers支持从符合WMS,WMTS,WFS等OGC标准规范的多种数据源载入地图图层,支持的地图来源包括Google Maps、Yahoo、Tianditu等。
天地图由国家测绘地理信息局牵头建设的互联网地图服务网站,于2011年1月18日正式上线。“天地图”集成了海量基础地理信息资源,为各地数字化城市的建设提供了地理基础数据和地图服务。
本项目采用天地图作为底图,利用Open Layers接口类(Open Layers.Layer.WMTS)使用天地图WMTS服务(底图调用地址:http://t0.tianditu.com/vec_c/wmts,中文注记调用地址:http://t0.tianditu.com/cva_c/wmts)调用天地图。本项目研究区域为湖南省长沙市,天地图的显示级别是2-18级,但是在一定级别下的研究区域范围内的地物详细程度无法满足本项目的需求,所以需要叠加更详细的湖南省和长沙市的图层。
天地图(湖南)和天地图(长沙)都是基于Arc GIS Server发布的地图服务,利用Open Layers的接口类Arc GISCache便可调用该地图服务,进行地图的可视化显示和操作。其服务调用地址如下:
1)天地图(长沙)注记
http://www.csmap.gov.cn/arcgis/rest/services/shiliangdituzhuji/Map Server
2)天地图(长沙)底图
http://www.csmap.gov.cn/arcgis/rest/services/shiliangditu/Map Server
3)天地图(湖南)注记
http://www.dzmap.cn/One Map Server/rest/services/vector_ant/Map Server
4)天地图(湖南)底图
http://www.dzmap.cn/One Map Server/rest/services/vector_service/Map Server
根据图层地物的详细程度,结合地图的分级显示,实现地图地物随显示级别的增减详细有致。经过分析和测试,小于15级显示天地图(全球)图层及注记,15-17级显示天地图(湖南)图层及注记,大于17级显示天地图(长沙),其具体代码如下:
3.2 数字城管系统中GIS功能模块的运行环境
对于一个B/S架构的系统而言,其运行环境可分为以下两个方面:
一是客户端。对于B/S架构的系统而言,Web浏览器是客户端的最主要应用软件。在本项目中因为前端使用了Extjs,而Ext与一些低版本浏览器可能存在一些兼容性问题,因此客户端浏览器建议使用主流浏览器IE 6+、Safari 2+、Fire Fox 1.5+(PC,Mac)、Opera 9+等。
再是服务器端。数据库是服务器端一个重要的软件配置,它是系统的核心部分,是数据存储与管理的仓库。本项目是以长沙市数字城管建设项目为背景,数据库采用ORACLE和ArcSDE搭建的空间数据库。目前长沙数字城管已经到第三期了,因为其一期建设内容主要是城管核心功能,包括案卷的上报、流转、统计;二期开发了采集员考勤功能,而二期建设时为了不对一期系统造成影响,新建了一个数据库,所以根据用户需求,本次项目中将合并两个数据库,将两者融入到一个数据库中。Web服务器是服务器端另外一个重要的软件配置,它是用户访问系统的桥梁。本项目采用Apache-Tomcat服务器,其部署过程如下:
1)下载tomcat配置文件。首先从Apache的官方网站下载windows版本tomcat解压缩版文件,如:apache-tomcat-7.0.11-windows-x86.zip。
2)配置jdk环境变量。检查是否配置好了jdk环境变量,如没有,则需先配置好jdk环境变量,因为tomcat是需要jdk才能运行的。
3)启动tomcat服务。进入%TOMCAT_HOME%/bin,双击“startup.bat”启动tomcat,并访问tomcat首页(http://localhost:8080/),如果正常显示tomcat首页,表明配置成功。
4)部署web项目。将系统的ECity MS.war包上传到%TOM-CAT_HOME%/webapps目录下,然后重启tomcat,在服务器端的浏览器中输入http://localhost:8080/ECity MS,如果显示系统页面,表明项目部署成功。
3.3 数字城管系统中GIS功能模块的运行效果
3.3.1 考勤点设置
此功能用于对信息采集员设置考勤任务而设计,主要功能包括采集员查询、某采集员已有待考勤的考勤点查询、考勤点定位、考勤点删除、考勤点设置。
1)采集员查询。用户在系统界面的左边按采集员信息或着按采集点信息输入相关查询条件,点击采集员搜索,在系统界面的右侧会显示出考勤点设置面板,在面板的最上侧显示的即是符合条件的采集员列表。如图2所示。
2)已有考勤点查询。选择采集员列表某一采集员,在其下面的列表中将会显示该采集员已设置的待考勤的考勤点及其相关信息,同时这些考勤点也会在地图上显示。如图3所示。
3)考勤点定位。选择考勤点列表中的考勤点,该考勤点将会在地图上居中定位显示。如图3-2所示。
4)考勤点删除。选择考勤点列表中的考勤点,点击列表右下方的删除考勤点,可删除考勤点,同时将其地图上的图标移除。
5)考勤点设置。选择采集员后,点击增加考勤点,将弹出考勤点设置对话框。在地图上点击待设置考勤点的位置,地图上即会出现考勤点图标,同时考勤点设置对话框中会显示其经纬度。接着输入该位置地址,点击确定,在考勤点列表中便会增加一条该考勤的记录。如果点击取消,该考勤点图标将会被移除。
3.3.2 GPS轨迹跟踪
系统中有300个信息采集员使用安卓手机进行城管问题的采集工作,工作当中手机会自动上报GPS坐标。系统能够在地图上展示每个人的GPS轨迹。具体功能及效果(图4)如下:
1)GPS轨迹回放。用户选择某个采集员、时间段后,在地图上回放其活动轨迹。在播放轨迹的过程中,如果两个GPS位置点相邻,这两个点在一定地图放大级别里会被叠加显示。
2)轨迹播放控制。轨迹播放过程中可以前进、后退、暂停、重播。
3)信息员实时位置。能够在地图上实时显示当前在线的采集员位置。
3.3.3 案件查询与统计
1)案件定位。用户输入案件编号后,点击案件定位,该案件将会在地图上定位显示。用户如果点击案件,将弹出该案件的概要描述窗,内容包括案件编号、案件类型、上传时间、案件图片等,点击案件图片,可进入到该案件的详细信息页面。如图5所示。
2)空间查询。选定区域、时间段、大类、小类查询条件后,弹出案件列表,列表内包含案件编号、大类、小类等概要信息及详情链接,点击详情链接跳转至详情页面。同时查询结果能够显示在地图上,点击案件列表中某条案件,联动至地图上该条案件闪动显示。如图6所示。
3)空间统计。选定区域、时间段、大类、小类查询条件后,统计出符合条件的案件总数和已处理的案件总数。
4)案件实时统计。实时统计案件的总数量、已处理数量和已申报数量。
5)普通查询与统计。即根据案件所在行政区、街道、时间段、大类、小类等查询条件进行查询与统计。其他效果与空间查询统计类似。
3.3.4 案件地图
采集员使用手机上报案件后,需要在地图上能够及时的展示出来。具体功能如下:
1)案件位置显示。根据案件的类型,以不同颜色的图标在地图上显示未结案的案件。
2)案件I查询。在地图上显示的案件,可以进行I查询,点击弹出案件概要信息窗口,内容和功能参照案件定位。
3.3.5 地图浏览和操作
可以显示全市的行政区划、基础地形、地理编码等地图信息,功能包括有放大、缩小、漫游、距离量测、区域面积量测及地图图层切换等功能。主要用于地理信息查询和采集员考勤点设置使用。
4 结束语
GIS功能论文 篇7
1缓冲区分析原理
缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础, 自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层, 然后建立该图层与目标图层的叠加, 进行分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。其中, 基于点要素的缓冲区, 通常是以点为圆心、以一定距离为半径的圆;基于线要素的缓冲区, 通常是以线为中心轴线, 距中心轴线一定距离的平行条带多边形;基于面要素多边形边界的缓冲区, 向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。
2缓冲区分析操作流程
首先需要有地块数据, 其中图层文件包括点、线、面数据, 如水井、水渠、湖泊等, 必要时可加入道路、交通枢纽等要素。
2.1地块数据中点要素图层的缓冲区分析
a.在ArcMap中新建地图文档, 加载点图层。
b.打开Arctoolbox, 执行命令<Spatial Analyst Tools>-<Distance>-<Euclidean distance>, 数据源选择point, 输出像素大小0.001907, 注意在ArcView GIS 7.x中Find Distance功能与ArcGIS中<Euclidean distance>制图功能相同。在“环境设置”→“常规选项”中设置“输出范围”, 使其与加载图层的范围相同, 显示并激活由point.shp产生的新栅格主题。在进行分析时, 若选中了point图层中的某一个或几个要素, 则缓冲区分析只对该要素进行;否则, 对整个图层的所有要素进行。
2.2地块数据中线要素图层的缓冲区分析
在ArcMap中, 新建地图文档, 加载线图层数据, 点击常用工具栏中的范围, 将地图适当缩小。线的缓冲区分析与点的缓冲区分析有些不同。打开Arctoolbox, 执行命令<Spatial Analyst Tools>-<Distance>-<Euclidean distance>;在“环境设置”→“常规选项”中设置“输出范围”为“Same As Display”, 取消选定, 对整个line层面进行缓冲区分析, 生成后可观察与前一个分析结果的区别。
2.3地块数据中多边形图层的缓冲区分析
在ArcMap中新建地图文档, 添加面图层数据, 进行缓冲区分析, 观察面的缓冲区分析与点、线的缓冲区分析有何区别。与创建线的缓冲区相同, 先将地图适当缩小, 在“环境设置”→“常规选项”中设置“输出范围”为“Same As Display”, 生成后可得到一个面的缓冲区融合。
3总结
空间分析是地理信息系统的核心和关键功能之一, 缓冲区分析是GIS一种重要的空间操作, 随着科技的发展, 空间信息及其处理能力将得到极大丰富和加强, 本文所述技术的应用, 对于土地长远规划和领导决策等都有积极的作用, 在将来的土地资源管理中将占有越来越重要的地位, 是每一位基层土地管理人员必备的技能。管理人员对于GIS应用的是否成功不仅在于空间技术的发达程度, 同时也是更多依赖于人类定义客观世界认知模型的程度。
摘要：阐述了如何应用GIS的缓冲区分析技术对土地资源进行缓冲分析, 包括缓冲区分析原理及缓冲区分析的具体操作流程等。
关键词：GIS,缓冲区分析,原理,操作流程
参考文献
[1]虎海燕.基于Web GIS的灌区生态农业监测与决策支持系统研究[J].水利水电技术, 2014 (1) :28-31.
[2]赵赏, 钟凯文, 孙彩歌.GIS技术在农业领域的应用[J].农机化研究, 2014 (4) :234-237.
GIS功能论文 篇8
利用中国知网数据库对“适宜性评价”进行跨库检索, 1979-2012年共996篇:其中, 城市建设用地适宜性评价共386篇, 而对功能用地适宜性评价的文献较少且主要集中在居住用地的适宜性评价。 1999年, 申金山和关柯在《城市居住用地适宜性评价方法与应用》一文中通过建立模糊综合评价模型对居住用地适宜性评价进行分析[2];2008年, 刘贵利和顾京涛在《土地适宜性评价引导的城市发展方向选择——以汕头市为例》一文中, 通过对居住用地、工业用地的适应性分析, 寻求汕头城市发展方向[3]。
本文以信阳产业小镇为例, 综合产业区建设用地的各种影响因素, 利用模糊层次分析法 (FAHP) 和多因子综合叠加分析法 (MCE) , 基于GIS进行产业区功能用地适宜性评价和制图, 为产业区空间布局提供了一种有效分析和规划手段。
1.研究区概况
信阳市产业小镇位于信阳市区北部, 规划面积12平方公里, 地形以丘陵缓坡为主, 林木植被茂密, 生态环境较好。内部有两条自南向北贯穿的泄洪水渠, 池塘水域遍布其间。规划范围散布少量自然村落, 村容村貌较差, 缺乏公用市政设施。省道224、 沪陕高速出入口在基地外围, 内部交通以村道为主, 道路质量较差。
2.评价原则与体系
2.1评价原则
适宜性评价指标的选取和标准化、权重的确定及如何将GIS和决策过程结合始终是评价方法研究的关键[4]。为实现土地价值的最大化, 选取的因子应从自然因素、社会经济因素及生态安全等角度综合考虑[5], 保证规划区土地资源的优化配置, 提高土地资源综合效益。适宜性评价应遵循以下原则。
1) 生态优先原则:规划区内地形起伏, 景致优美, 良好的生态环境既能维护区域生物多样性, 又能展示产业小镇形象, 因此评价时应优先考虑对生态环境较大的影响因子。
2) 因地制宜原则:不同区位的自然条件、技术、社会经济、地理位置存在较大差异, 影响土地使用类型。选取关键因子评价土地适宜性, 应遵循因地制宜的原则不同区位选取各自最佳的土地使用类型。
3) 主导性原则:同一个用地单元可能存在多种用地取向, 单元上最大面积的用地功能, 就是该区块主导的用地性质。
4) 优化配置原则:据不同性质用地类型的需要, 适当调整因子的种类和分类标准, 然后设定用地适宜性评价权重, 加权评价因子叠加, 进一步分析主要功能用地的适宜性评价, 选择最优用地布局方案。在建设用地条件相同下, 区位是区分建设功能用地布局的关键因素。例如, 在临近交通枢纽或交通干线建设用地, 优先考虑物流仓储用地。根据《城市用地竖向规划规范》, 自然坡度小于15%的用地, 适宜规划为工业、仓储、公建、居住等;自然坡度在15%~25%之间, 只适宜安排居住、公建;自然坡度大于25%, 不宜建设。居住用地的选择不仅与土地的地理位置有关, 还与自然、人文、经济和社会环境密切相关, 它的选址更加注重生态环境、建筑朝向和风水环境, 生态环境、风水优越的区位优先。
2.2评价体系
指标体系是由相互联系、相互补充、具有层级性和结构性的指标组成的有机系列[6]。评价因子的选择是用地适宜性评价的关键, 直接影响到评价结果的准确性和可靠性。为确保指标体系构建的合理性和科学性, 在对建设用地特征进行综合分析时, 对目前土地适宜性评价的论文进行频数统计, 优先选取使用频率较高且与产业区发展相关度高的指标。 (如表1)
3、评价模型与方法
3.1适宜性评价模型
采用多因素综合评价模型评价各因子的综合适宜性[7,8], 其城市建设用地适宜性评价模型公式如下:
其中: S是建设用地适宜性评价的综合得分值, Bi为某单元第i个因子分值, Wi为第i个因子权重, 决定变量对适宜性的贡献程度, n为评价因子的个数。
3.2评价方法
本文选取对研究区建设用地影响较大的11个因子作为适宜性分析的主要评价因子, 评价值分为5级, 用5、4、3、2、1依次表明从高到低的适宜性等级值, 分值越高表示越适宜。由此建立建设用地适宜性评价等级。采用模糊层次分析法 ( FAHP) 确定各因子的权重, 权重反映每一个评价因子的重要程度, , 权重越大的因子对决策的重要性越大 (表2和图1) 。
4.建设用地适宜性评价
对选取因子进行加权叠加综合运算得到适宜性评价值, 并采用k-means聚类法分为三类:适宜建设用地、可建设用地、不适宜建设用地。各因子的建设用地适宜性详见图1, 综合评价结果如图2所示。
在上述三种功能用地评价后叠加, 对上述三种用地赋予1:1:1权重, 利用GIS空间叠加分析功能, 得出最后功能用地适宜性评价图 (图3) 。
从适宜性评价图可以看出: (1) 依据评价结果, 确定适宜工业用地主要规划区的东北方向, 集中成片, 区位地形坡度较缓, 减少建设成本。 (2) 仓储物流用地适宜集中在规划区内省道周边和高速出入口附近。本区位是规划区对外交通的主要通道, 逐步南北双向滚动发展物流及相关产业不但开发成本低, 同时具有较强的市场前景和可操作性。 (3) 适宜居住用地主要位于靠近北部水域、地形变化较丰富、植被优良、景观优美。在用地选择方面, 地形坡度较大的地块多以低密度的一类居住用地为主, 其他区域规划高密度住宅。
利用用地性质适宜性评价的结果, 确定功能组团, 构建空间结构, 在空间上总体形成“两心三核三轴三区两带”的规划结构, 如图4所示。
5. 结语
本次是基于区域空间整体协调和因地制宜的原则, 以人为本、充分考虑人与自然的融合、可持续发展战略的原则, 综合考虑影响产业区建设用地的自然、社会、生态等多种影响因素, 通过频率指标法进行合理的因子选择。用地功能适宜性评价, 综合了自然、经济社会、生态安全等因素, 但是由于这些因素在目前行业内并没有一个统一的评价标准, 可直接应用于高度量化的GIS分析中的可变性较大。这必然会影响到评价成果的可靠程度和持久性, 所以如何改善评价方法, 还需要进一步研究。
摘要：按照生态保护优先的原则, 综合自然地理、社会经济和生态安全等因素, 采用模糊层次分析法 (FAHP) 和多因子综合叠加分析法 (MCE) , 利用GIS软件的空间叠加分析、空间缓冲分析功能, 对产业区建设用地的适宜性进行定量分析。然后叠加区位条件, 对工业用地、居住用地、仓储物流用地的适宜性进行深度分析, 从而为产业区空间布局提供依据。
关键词：产业区,GIS,用地适宜性评价
参考文献
[1]南晓娜.《GIS支持下的山地城市建设用地适宜性评价研究》西北大学硕士学位论文, 2009 (1) .
[2]申金山, 关柯.城市居住用地适宜性评价方法与应用[J].城市环境与城市生态, 1999, 4:29-31
[3]刘贵利, 顾京涛.土地适宜性评价引导的城市发展方向选择——以汕头市为例[J].2008城市发展与规划国际论坛论文集, 2008, 294-296.
[4]唐宏, 盛业华, 陈龙乾.基于GIS的土地适宜性评价中若干技术问题[J].中国土地科学, 1999, 13 (6) :36-39.
[5]王海鹰, 张新长, 康停军.基于GIS的城镇建设用地适宜性评价理论与应用[J].地理与地理信息科学, 2009 (1) :14-17.
[6]温华特.《城市建设用地适宜性评价研究——以金华市区为例》硕士论文, 2006 (5) .
[7]汪成刚, 宗跃光.基于GIS的大连市建设用地生态适宜性评价[J].浙江师范大学学报 (自然科学版) , 2007, 30 (1) :09-114.