GIS应用领域

GIS应用领域（精选12篇）

GIS应用领域 篇1

林业林改地图是以地形图为基础, 根据GPS外业采集数据 (主要是封闭的或开放的林班界线) 通过GIS软件校对。真实的反映在地形图上的林地林过班权界图, 过去绘制这一类林业地图是用手工绘制完成, 工作难度大, 对绘图技术要求高, 耗时费力, 很难适应现代社会发展需要。

1 GIS软件在林改制图中的应用程序

GIS的制图流程可概括为:准备资料, 制定方案;数据采集;编辑处理;输出。

1.1 准备资料, 制定方案

依据专业图编绘的技术标准和林业地图图式及林权制度改革制图要求, 扫描相关地形图及地形图相关资料, 准备野外数据采集工具GPS手持机。确定确界范围内的已知点或明显特征物 (特征点) , 用GPS手持机进行数据采集并解算校正参数。同时, 依靠当地政府和村级组织组织林班界所涉及农户及划分林地界线的相关人员到场指导确界。

1.2 数据采集

数据的采集是指将非数字化的各种信息通过某种方法数字化, 并经过编辑处理, 变成系统可以存储管理和分析的形式。GIS的数据源很多, 其中最基本的是点、线、面3种图元及它们之间的几何坐标和空间拓扑关系。采集的方法有手工跟踪数字化、地图扫描矢量化、GPS数据采集、Tablet PC数据采集和Are Pad数据采集等。手工跟踪数字化输入在早期应用较为广泛, 要求数字化的地图纸张平整、没有褶痕等。目前更多采用地图扫描矢量化输入方法, 它包括地图的扫描、配准、拼接, 图形要素的跟踪采集、属性字段的添加和录入, 较人工跟踪数字化速度快、精度高、自动化程度高。林改中主要应用地形图扫描和GPS数据采集。

1.3 编辑处理

地图数据的处理是GIS制图的核心, Mapinfo, Arc GIS不仅是一个地图制作和分析工具, 还提供了强大的数据编辑功能, 可以编辑Mapinfo, Arc GIS中矢量数据格式。处理过程可概括为数据检查校正、地图配准、数据转入比对编辑、整体关系检查、图形整饰等环节。

1.3.1 数据检查校正。

数据的准确性直接影响到空间分析和绘图精度。在数据输入过程中难免会产生错误, 因此, 在建立拓扑关系前应先编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性, 增加或删除点, 精确修正区域边界线, 检查构成面元的弧段之间或弧段内部有无相交现象, 再将几何数据和属性数据通过公共标识连结起来对照查错, 找出数字化过程中产生的遗漏、重叠坐标, 悬挂和重叠的弧段, 不匹配的错误等。

1.3.2 地图投影。

地图投影是一种三维平面到二维平面的转换方法, 旨在建立地表点与投影表面之间的一一对应关系, 投影时主要考虑制图区域的范围、形状和地理位置等因素。不同的投影方法会产生不同的结果, 在我国通常采用的是高斯———克吕格投影方式。通过这种方式定义的投影坐标系统, 能够使空间数据具有准确的空间参考。

1.3.3 数据转入比对编辑。

数据转入比对编辑主要是修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性, 增加或删除点、线、区域边界, 并适时自动校正拓扑关系, 使输入的图形能够更准确、直观地表示出来。具体地是将图中内容点状要素的符号化、线状要素的线型化、面状要素的区域填充用特定符号绘在平面图形上的过程。

1.3.4 整体关系检查。

整体关系检查是林改制图中的的必要环节, 整体关系检查的内容主要包括:A.位置是否正确, 林界是否准确;B.精度是否在误差范围内;C.内容完整无误;D点线面之间的关系是否正确;E.图面设计是否符合要求;F.点线面边界颜色使用是否设计要求。

1.3.5 地图整饰。

整饰是在版面视图下进行, 主要内容包括:图框、图头、图例、比例尺、指北针、附图、注记表、制图说明、落款署名、日期等要素, 这些整饰内容可做成不同的模板文件以供其它图件调用, 这样既统一了标准, 也提高了效率。

1.4 输出

在GIS中, 对Mapinfo数据的编辑、可视化显示完成后, 在地图的输出打印时可将Mapinfo转在Arcmap中完成, 根据图形幅面及选择参数自动进行校色、处理、转换, 输出最终的产品BMP、TIF、JPG等格式的打印文件。

2 应用GIS地理信息系统的必然性

传统林业地图制作的一般程序为:版面设计→图面清绘→符号标注→注记植字→手工上色→图面整饰→制印→成果, 可以看出:传统的手工制作林业地图流程繁杂、工序多、生产效率低、成图周期长, 且存在工序间的衔接困难、线条不均、图班套印不准、色彩不尽如人意, 品种多是平面图、图面单一, 地图多为纸介质, 保存时间短以及图的更新修改困难等问题。

地理信息系统 (GIS) 能够满足林业林权制度改革制图需要, 包括地图管理的一般功能以及为应用而开发的一些实用功能, 方便专业与非专业用户使用。整个系统易于使用和维护, 且能与办公系统软硬件很好地融合, 操作方便, 易于学习, 易于掌握, 从根本上改善了数据的精度和时效度, 使林业林权制度改革中林权勘界图制作能够快速完成。

2.1 精度方面分析

手工绘图方式绘图笔所绘线有一定的物理误差, 通用的制图软件在进行属性选择、改变线型、大小、颜色及符号替换等工作过程均会由于人工操作而产生误差, 而在GIS软件进行制图过程中, 系统数据源兼容多种格式, 可以充分利用原始数据直接在系统中进行处理, 避免了由于人工2次输入产生的不必要的误差。如调查的基础数据中, 大量的是GIS可以直接读取的Excel、DBF等数据格式, 使得数据传输和转换时难于发生数据失真和丢失, 保证了数据精度;改变符号大小、线型形状、图班颜色等工作均采用软件自动控制;还可以将属性数据和空间数据结合, 利用属性进行坐标定位、注释标注, 其精度理论上可以与调查表的坐标值完全相符。

2.2 质量方面分析

界面的简单易操作性保证了软件和使用者的充分交流, 强大的GIS制图功能保证了林改地图制图质量。在作业流程中批量、自动化技术的使用代替了大量的手工作业工序, 不仅减轻了制图人员的劳动强度, 更重要的是减少了制图过程中由于制图人员的主观随意性而产生的偏差, 确保了成图质量;输出时引用了发图模板, 保证了地图着色的准确, 地图符号大小一样, 线型完全一致, 地图标注和地图整饰则完全符合《林改地图的要求》。这些都是传统的制图方法难以实现的。

2.3 效率方面分析

在数字化输入阶段, 利用GIS与通用的制图软件相比, 并无太大优势。但在需要改变的要素越多、类型越复杂时, 系统效率越显著。在GIS中将林改制图中的许多主要过程、步骤加以标准化地整合, 可以简化制图步骤, 极大地缩短制图的时间。

综上说明, 利用GIS平台不仅可以制作林改地图, 同样可以制作林业地图。与手工传统手工制图相比具有众多的优点:准确性高、图种丰富、成图周期短、可操作性强, 实现了空间数据和属性数据动态连接, 不仅能够对林业现有资源进行直观展示, 而且形成了一套动态的林业资源信息库。可以肯定, 利用GIS制作林业地图是林业制图发展的方向。随着GIS软件版本的不断升级, 使得制图自动化将成为可能。

摘要：本文就林业林权制度改革中应用GIS软件绘制林业地图的准备工作、数据采集、编辑处理、图件输出等方法和步骤作了详细的阐述。

关键词：GIS,Mapinfo,ArcGIS

参考文献

[1]吴秀芹, 张洪岩, 李瑞改等.ArcGIS地理信息系统运用与实践[M].北京:清华大学出版社, 2007

[2]刘仁义, 刘南.ARCGIS开发宝典——从入门到精通[M].北京:科学出版社, 2007

[3]李东平.基于Mapinfo和VB的林业地图跨平台制图自动化研究[ED/DL].中国知网, 2003

[4]卢双珍, 徐吉洪.浅述基于GIS的林业地图编制[J].林业调查规划, 2005, 30 (2)

[5]宁小斌.利用AR C/INFO结合绘图软件绘制林业地图[J].中南林业调查规划, 2003 (2)

[6]董文旭, 师向伟.基开Map Info的专题地图制作技术与方法[J].西安联合大学学报, 2004, 7 (5)

GIS应用领域 篇2

摘 要：地理信息系统是一种特定的空间信息系统，能对空间有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。广泛应用于各种领域，尤其有人类息息相关的城市管理。

关键词：地理信息系统 城市管理 城市规划 地籍管理 基础设施管理 道路交通管理 可视化应用

当代社会被称为信息社会，信息技术的高速发展使得更加完善的地理信息成为解决资源环境，建设等社会问题的重要信息资源。地理信息系统应运而生。地理信息系统（Geographic Information System, 简称 GIS）由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。从技术和应用的角度，GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上，GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能； 从系统学的角度，GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统，简而言之，GIS 是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。【1】

地理信息系统系统的运行环境包括计算机硬件系统、软件系统、网络。空间数据和管理与应用人员。核心部分为计算机软硬件系统，空间数据则是地理信息系统的地理内容的反映，管理人员与用户则决定了系统的工作方式和信息的表达方式。地理信息系统有着数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力、所以它有着广泛的应用。

当代中国的城市化进度空前快速，使城市的管理完善速度赶不上发展速度。城市作为区域经济、政治、文化、教育、科技和信息中心，是劳动力、资本、各类经济、生活基础设施高度聚集，人流、资金流、物资流、能量流、信息流高度交汇，其信息系统多维度、多结构、多层次、多要素，十分复杂。城市是经济发展的龙头，缺乏管理力度的城市必定影响其发展。空间信息的管理、分析和决策辅助是GIS 作为城市建设基础设施所应发挥作用的重要方面。在前一阶段数字城管建设工作中，GIS对于及时有效地对各类城市管理部件进行监控管理、提高相关事件处置效率起到了良好的作用。

从90年代初期开始，多个政府部门开始进行GIS系统建设，将GIS技术和具体应用结合起来，建设信息化系统。中国的GIS应用从此走向了商用阶段，迅速扩展到了城市管理中。主要应用于下面几个方面。

1.在城市规划中的应用

城市规划指导着城市的发展，是促进经济发展的原动力。在城市发展与管理中站十分重要地位。目前地理信息系统与城市规划紧密联系，为城市建设作辅助性规划。

城市规划建设必须有图样跟证书。图样包括建设地区的方位，人口，交通，甚至土壤，水源状况等信息。此信息此前是由实地考察而得到，进行地形勘测，采用数字测图等外业工作方法，而地理信息形同则免除了此繁琐的工作方法。人们可以直接喜爱数据库中获取区域地形图，地理薄膜图，以及航拍照片进行分析。另外，地理信息系统还将图样有纸质变成电子质，并通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程，使电子文件符合一定的规范标准，可以输入计算机处理。审批则可以交给计算机完成，既可以省下资源，还可以提高效率。【2】

虚拟现实技术应用于城市规划中，可为规划决策者提供一个全新的技术平台，直观地提供现实世界中的各种感觉。通过地理信息系统，政府可以通过此技术，回溯规划前后地理环境的变迁，或者构建城市形态。此做法既能建立查询系统，也能在网络上让用户了解规划的方向，让用户参与评估评估，尤其是网络与虚拟现实技术及多媒体的结合，可提供直观的规划方案展示，提高公众参与规划的积极性。

嵌入式地理信息系统技术与移动通讯及无线互联网设备（包括掌上电脑、PDA和手机等）集成，可快速提供与位置信息相关的信息服务，具有动态性、移动性等特点。着让决策者更好更快更容易随时随地掌握规划的各类信息，如用地单位名、项目名称、地点、面积、国土文号、城规文号等。此外，利用图片。录像等展示，让决策者身历其境，有利于决策的科学性。【3】 2，在地籍管理工作的应用

地籍管理工作是土地管理的重要组成部分。我国的地籍管理比较落后,已阻碍了土地管理工作的发展。探讨如何在GIS技术下建立地籍管理信息系统及具体步骤、技术方法等一些实际应用的问题,将新技术引入土地管理中势在必行、传统上，地籍管理工作是由纯手工制成的，而在近代计算机技术的迅猛发展，使得计算机能取代手工制作，称为地籍管理工作的一个主要工具。地理信息系统具备了同时具备处理地理要素的统计属性和空间属性的功能。制作出图文并茂的低级管理系统已经成为可行之事。由未来公司和北京麦普联合研制的FLIS地籍管理系统采用美国Caliper公司的性能价格比最优秀的gis-maptitude为平台实现了对地籍管理的自动化和可视化，并成为同类产品的佼佼者。

此系统由土地登记（属性）、地理数据处理（空间）两部分。是空间数据库与数型数据库的有机结合，土地登记部分以SQL Server 6.0作为开发平台，用Visual-foxpro 5.0作前端开发工具，地理数据处理部分采用Maptitude地理信息系统软件为平台，配以本公司开发的TrueType“未来”字库。两个系统都具有安全性能高，人机交互界面好的特点，使得系统十分适合用于地籍管理。【4】 3在基础设施管理的应用

城市的基础设施，譬如道路交通，电力，电信，自来水管道，下水道等，都有很明显的地理空间特征。利用地理信息系统可以方便快捷完成工程设计，应急抢修，日常维护等工作，可大幅度提高工作效率。一般以城市的打比例尺为基础图形数据，在此基础上对地上地下八大类管线进行综合叠加，西欧那个人形成一个测绘数据的城市管线信息系统，实现对管线的现代化管理。再者，此系统能为为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。

以电网为例，城市电网的地理特征有着网络节点多，路线复杂，负荷大等。STP-GIS是充分利用介现代计算机的二维、三维图形和数据库技术来输入、存储、编辑、查询、分析、决策和输出具有城市地理信息的电网图形及相应数据的计算机系统。它采用Client／Server体系结构主要软件是C++语言编写。它的功能有：1，自动绘图，可以方便信息的导入跟导出，显示相关数据，还可以进行地图格式的转换。2，检测，通过联网可以得到实时状态，把实时状态与地理信息有机结合在一起，可获得设备的状态，或正常或破损，还可以得到用电量的最大最小值，停电时间等数据。对 线路进行拓扑分析，安史记情况进行着色，使电网运行状况一目了然。3故障处理，利用系统得到为维修人员提供到达现场最短路径，根据故障情况，地点，设备类型名称，原因自动生成检修方案，提供检修需要的停电范围和停电设备，影响用户的范围，并填入故障停电登录表中。4，可以按现有的电网运行情况提供方案进行改革，使电网服务更加完善。【5】 4在道路交通管理

假如把城市比喻成一个人，那么交通系统就是经脉系统，把人流，物流，资金流等“血液”疏导到各个地方，城市交通的好坏，关乎着城市的发展状况。而地理信息系统则可以应用到这方面。

主要有两方面的应用，一是道路的设计，把各类信息汇集到GIS数据库中，确定约束条件，确认需要避开的区域，在地图上用不同颜色分别显示不同约束等级，一边设计时避开这些区域；另外，把每条试验性线路输入系统，系统分析计得出路廊多变形于约束多边形进行叠加，计算出路廊与多边形相交总面积，并乘上权重，得出加权面积，用于比较线路设计。

二是道路的管理，利用GIS可以对道路进行分段，测量其长度，或着进行编号，分析其属性，导入数据库一边以后的管理。除此之外，还可以对道路交通情况进行动态分析，得出车流量，拥挤情况，事故等信息，并在发生事故时显示最短路径。对城市的可视化应用

以地理信息系统的数字数据为基础，加上遥感图片或者野外测得的数据，把各类型的地图叠加一起，对特定的地点进行表述，有此建立城市，郊区，农村，或者大型建筑，风景旅游区，名胜古迹的三维可视化模型，实现多角度浏览，课广泛应用于路由宣传，区域管理等领域。

地理信息系统是现代科技的重要产物，随着科技的不断发展，相信它一定会更加完善，更加方便快捷，运动到更多的领域中，为国民经济的发展做出更多贡献。

参考文献

GIS应用软件开发模式分析 篇3

【关键词】OLE自动化；GIS；组件；软件开发

导语

GIS的简称是地理信息系统，它是一种边缘性学科，综合了地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科，它管理着计算机的新兴技术并且还对它们进行研究，这些技术一般同地理空间数据密切相关，伴随着GIS技术涉及到的范围越来越大和研究的程度越来越深，计算机信息的发展也越来越快，所以GIS技术现在存在于一个飞速变化的时代，在这些技术里，发展最快的是地理信息系统上的软件开发，因此，本文讨论的就是GIS的应用软件模式的开发。

一、开发GIS应用软件的基本模式

（一）CIS简单的二次开发的帮助

在GIS系统的Arc/lnfo、Maplnfo和intergragh等开发语言的辅助下，同时又和自己的目标结合从而开发应用系统。MapBasic语言、Avenue语言等都是由GIS系统提供的y可以让用户进行第二次开发的宏语言。以这些宏语言为工具，以原GIS工具软件为基础，每个用户都可以属于自己的应用程序。

（二）应用高级语言进行独立开发

如今，Arc-GIS、Maplnfo与MapGIS等大型GIS系统在国内国际都很流行，它的全面的GIS的功能，在每一个需要使用GIS的部门都能用，但价格昂贵，并不是所有的部门和企业都有能力购买的，所以在GIS应用软件开发时为了满足用户需要而利用高级语音是至关重要的。对空间数据的数据库和数据结构进行自主设计，利用可视化高级编程语言对地理信息系统软件进行开发。

对矢量图形系统的管理、数据库管理系统的管理以及数据库与矢量图形双向的连接系统是GIS系统包含的几个最基本的部分。下面详细的介绍利用高级语言开发这几部分。

1、较为完善的矢量图形系统的建立

组成GIS最重要的部分是矢量图形系统，同时矢量图形系统也是GIS技术的核心，GIS系统的领域不同需要不同的矢量图形元素，所以它的操作也会有不同的要求，但通常如下功能都是所必需的：

（1）具有圆、多变形区域、点、连接直线、标注文本、线、等较为完善的基本图形元素和图形快。具有了这两个因素的矢量图形系统，在满足普通管理性的GIS的矢量图形要求时就容易了许多。（2）对矢量图形元素的处理更加完善，功能有线形、图层、颜色等的设置，可操作图形的移动和放缩（3）图形数据交互输入和鼠标交互绘制等功能可以较为完善的进行。从打印或绘图设备输出图形、数字化仪输入和与其他的图形系统的数据接口等多种功能都要具有。（4）要有实用的较大的存储容量，因为存储一个系统需要占用很大空间。（5）要有较快的且实用的处理图形的速度，这在实际应用中很重要。（6）容错能力要比较强。（7）恢复能力要较强。

2、相配套的数据库管理系统的建立

组成GIS系统另一重要的部分是数据管理系统，它的主要作用是对GIS内的各种数据进行管理。ODBC、DAO、OLEDB和ADO等最常用的数据库访问技术都它们都是由微软提供的。关系数据库再被客户应用程序访问时，提供标准接口的是ODBC，应用程序可以利用由ODBC提供的统一的API对提供了ODBC程序的数据库进行访问，这样数据源就可以是各种数据库系统中的数据库文件。

3、数据库管理和矢量图形元素的连接关系的建立

数据库管理系统和图形元素系统虽然都是由矢量图形元素组成，但它们并不是相互独立的，将数据库记录或数据库视图与图形元素起来就是所谓的建立连接关系，连接在矢量图形元素中也有数据的性质。连接的多项性、连接的稳定性和连接的双向性是一个完善的GIS系统所具有的特点。OLE技术在进行编辑对象时，通常将可控插件放到应用程序的窗口，然后双击使它的空间服务器开始运行再进行编辑。因此用户要了解各种常用服务器的功能，不能仅仅了解一种，这样用户的负担就更重。

二、分析比较

现在每款GIS的开发模式都有自己的优点和缺点。用户可以使用宏语言这种由GIS提供的用作开发的语言来开发程，这种方法非常省心，因为他可以借助原来的程序开发出更适合自己的程序。但是这样就造成了宏语言的二次开发，这样导致的结果就是语言的功能不尽人意，语言不能通用，所以开发不出更好的程序。在使用高级语言进行开发时，开发者独立设计算法，以及编辑、采集空间数据，分析处理数据和数据的结果输出都是独立完成。这样做可以节约开发成本，可是却浪费时间、花费大量金钱，所以这就要求开发者有很强大的财力支持，和充足时间。通过不同的GIS软件，采用不同的工具，完成GIS不同的功能，对GIS进行组件式开发软件和使用DDE/OLEAutomation技术开发都是集成二次的开发，通常使用可视化软件开发工具集成开发二者。对GIS工具软件分析和管理空间数据库充分利用和对高效、方便的可视化开发语言充分利用是它的优点，集合这两个的长处，不但使开发应用系统的效率大大提高，而且那些应用程序的外观效果变得更好，数据库的功能更加强大，并且可靠性变高，移植更容易，维护更方便，开发GIS的主体方向慢慢的成为了集成二次开发，但前期比较大的投入成了这个方法的缺点。现在，许多的Active控件被很多的软件公司开发了出来，对现成的控件进行合理的选择和直接的调用，使开发者可以把某些应用的具体编程有效的避开，从而使开发者的编程方面的工作量减少，这样不仅可以使程序变得更加简便和灵活，也可以将程序的开发周期缩短，从而拥有更加简洁的编程过程和更加友好的用户界面。

三、结束语

本文对开发GIS应用软件的模式进行研究。分别阐述了集成二次开发、高级语言独立开发和简单的二次开发，将它们的开发特点进行了归纳总结，并对分别对这三种模式的优缺点进行了对比分析。在了解实际的情况和应用领域的特点后，要采用适当的模式开发具体的GIS系统。

参考文献

GIS应用发展与展望 篇4

GIS的应用

GIS在农业中的应用

现代农业呈现出了集约化、信息化、数字化的发展趋势,传统的管理方式越来越不能满足现代农业的发展要求。传统的数据处理系统在面对生产乃至销售的整个复杂的环节中所产生的海量数据,尤其是数目庞大的空间数据时,无论是在数据的采集处理还是管理应用上,都呈现出了很大的局限性。而以空间数据库为基础的地理信息系统,在计算机软硬件的支持下,通过对空间数据的获取、储存、处理,建立并分析相关地理模型,提供多维的时空数据作为决策依据,借此快速有效地处理大量数据。而地理信息系统在处理与地理属性相关的空间数据上,更是有着传统数据管理系统所无法比拟的优越性,满足了现代农业快速发展的需要,为我国农业可持续发展提供了有力的技术支持。

随着GIS技术的不断发展,GIS在我国农业中应用的广度与深度均不断扩展与加深。GIS现如今已广泛应用于农业宏观决策与农业生产管理等方方面面。

GIS在我国农业中的应用主要体现在农业估产、病虫害防治等方面。在农业估产中,GIS作为农业估产的重要手段之一,往往与GPS、RS技术相结合。GPS、RS提供原始的基础数据,GIS系统通过对已获取的原始数据进行采集、储存、分析以及处理输出,提供给用户各类时空信息与属性信息,继而实现自动化估产。在灾害防治中,我们所研究的空间对象是随时间变化而发生变化的,而病虫害的这种动态变化的规律与过程对病虫害空间动态监测、发展趋势以及灾害皮评估都发挥着重要的作用。随着对GIS时态特性的研究日益深入,“时空系统”逐步完善,GIS在病虫害防治中,已成为举足轻重的角色。

GIS在城市规划中的应用

城市规划研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署,是一定时期内城市发展的蓝图,是城市管理的重要组成部分,是城市建设和管理的依据。

GIS由于具有处理与储存海量数据的能力,被广泛的应用于城市规划与管理。在传统的城市规划方式中,规划部门传统数据库方式来管理规划数据。由于传统数据库不具备空间信息的处理能力,致使基于该类数据库管理的规划数据不具备空间查询与定位能力。而利用GIS技术则可以完美的解决上述问题,在GIS基础上建立的城市规划空间数据库能实现空间信息与属性信息的储存与管理,将两者联系起来,进一步实现空间查询与定位。

未来的城市规划,将是三维GIS的时代。传统的城市规划设计主要以平面设计为主,无法为用户提供直观的感受,越来越无法满足用户使用需求。而与此同时,随着3D点云数据的崛起,GIS所能提供的城市规划的真实感越来越强,对规划决策起到了不可磨灭的作用。与二维GIS相比,三维GIS使得空间信息的展示更为具体生动,构建了一个可视而直观的空间信息展示平台,用直观的形象将抽象的空间信息与形象的空间感受相结合,辅助用户更加简单快捷的完成城市规划。而虚拟现实技术(VR)和增强现实技术(AR)的高速发展,为实现实时三维图形产生、多传感器交互提供了可能。使人们可以在计算机根据地理数据所生成的虚拟环境中,实现浸入式体验与人机交互,使得城市规划更加合理与完善。

GIS与其他学科的交叉发展

GIS与RS的综合应用

RS具有实时、连续、准确获取大范围地表信息的能力,而GIS具有强有力的地学分析手段。两者相结合,不仅能够为GIS提供大量准确可靠的信息,同时,使得数据的实时更新成为可能。能够对大面积的地表信息进行准确、快速的获取,同时根据所获取的信息进行动态显示与实时处理。RS与GIS的综合运用对于环境监测与资源保护的科学化有着重要意义。通过遥感手段实时准确的获取大量区域变化信息,同时利用GIS处理监测区域内的各项参数,将所获取的海量抽象的地理数据进行加工处理,并以此作为用户做出决策的辅助依据。GIS与RS综合应用涵盖国防建设、国家经济建设、人民生产生活的诸多领域。

GIS与GPS的综合应用

随着GPS定位精度与定位速度的不断提高,GIS空间分析功能的完善,GPS与GIS相结合,使得点位信息的实时获取与处理日趋完善。其中,各类导航系统与空间调度系统便是GPS与GIS综合应用的典例。通过GPS实时的获取目标的点位与速度信息,根据其位置信息,借助空间分析与最优路径分析等手段,对目标进行导航与调度,使整个城市的交通网络成为一个有机整体。

GIS与VR的综合应用

虚拟现实技术采用计算机仿真系统创建虚拟世界,生成一种模拟环境,实现人机交互与浸入式体验。通过GIS与RS的综合应用,能够实现高真实度的景观可视化,使得空间数据得以以透视化的方式展示,使得人能以自己的意志在虚拟世界进行诸如查询、量测、漫游、飞行浏览等一系列操作,为人类观察自然,了解实体提供了全新的感受。现代遥感技术与测绘技术为RS技术提供了足够可靠的基础数据,GIS技术则提供了处理海量信息与时空数据的能力。GIS与RS的综合应用逐渐实用化、大众化,现已广泛的应用于城市规划、展览展示等各个领域。

GIS应用展望

地理信息系统在社会生产、经营和管理决策的广泛应用与农业领域各学科的发展相辅相成。GIS的发展促进了相关学科知识创新加快了相关技术的换代升级;而各学科的不断发展与相关技术的更新换代又作用于GIS,使得GIS不断发展完善。

GIS技术方兴未艾,作为一个具有广阔发展前景的新兴学科,我认为其未来的发展将会呈现出以下的趋势:

三维化与四维化发展

可以说,GIS的实质就是将目标物在抽象空间内的空间信息与属性信息联系在一起并表现出来,抽象空间维度的选取即为GIS纬度的选取。GIS处理的处理的数据大多具有三维连续性,部分还具有时间属性。目前,大多数的GIS平台还处在对二维点、线、面数据的处理阶段。而三维空间要素(曲面、体)的获取与处理并不完善,大多数采用投影的方法处理三维要素,既以二维的手段表现与处理三维实体。这就造成了三维信息表达的缺损与歧义。

同时,很多地理对象不仅具有三维的空间属性,同时还具有时间属性,即“时态”。很多地理对象的特征均会随着时态的变化而变化,有些变化会很大或者对所描述的地理对象影响重大。如人口迁移、自然灾害评估等。

所以,GIS的三维化与四维化是GIS未来急需解决的问题,也是GIS未来发展的方向与趋势。

海量数据库的建立与资源共享

随着GIS的不断发展与成熟,建立数字地球已是大势所趋,这就要求GIS建立一个能够储存海量地理对象的空间信息与属性信息的庞大数据库。同时,还需找出各地理对象以及它们各类属性之间的约束条件,建立可靠的数学模型。这使得海量数据库的建立成为了未来发展的重要方向。同时,随着GIS技术在各个领域中的应用,GIS的结构与功能发生了很大改变。尽可能的降低数据采集成本、实现地理数据继承与共享,满足GIS大众化和社会化的需求成为了当前GIS发展的又一大趋势。

结语

GIS作为一个新兴学科,随着计算机技术的不断进步以及空间技术的不断发展而逐步完善。作为一门实用性极强的学科,GIS已经成为人们处理空间信息的有力工具,极大地促进了社会经济发展。在未来的几十年来,GIS前景广阔。

GIS在物流中的应用11 篇5

二、GIS在物流中的实际应用举例（白沙烟草物流公司）

白沙烟草物流公司已启用的烟草配送GIS及线路优化系统，经过三个多月在配送区域内送货线路上的试运行，已取得初步成功的经验和数据，为即将全面启动该系统打下了良好的基础。

白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统是基于集成了国际上发展成熟的网络数据库、WEB/GIS中间件、GPS、GPRS通讯技术，采用金启元科技发展(北京)有限公司的地图引擎中间件(GS-GMS-MapEngine for Java)产品为核心开发技术平台，结合白沙物流的实际，开发设计的集烟草配送线路优化、烟草配送和烟草稽查车辆安全监控、烟草业务(访销、CRM等)可视化分析、烟草电子地图查询为一体的物流WEB/GIS综合管理信息系统。该系统利用WEB/GIS强大的地理数据功能来完善物流分析，及时获取直观可视化的第一手综合管理信息，即可直接合理调配人力、运力资源，求得最佳的送货路线，又能有效地为综合管理决策提供依据。系统中使用的GPS技术可以实时监控车辆的位置，根据道路交通状况向车辆发出实时调度指令，实现对车辆进行远程管理。

1、白沙烟草物流开发使用GIS线路优化系统后，将实现以下六大应用功能:

（1）烟草配送线路优化系统:选择订单日期和配送区域后自动完成订单数据的抽取，根据送货车辆的装载量、客户分布、配送订单、送货线路交通状况、司机对送货区域的熟悉程度等因素设定计算条件，系统进行送货线路的自动优化处理，形成最佳送货路线，保证送货成本及送货效率最佳。线路优化后，允许业务人员根据业务具体情况进行临时线路的合并和调整，以适应送货管理的实际需要。

（2）烟草综合地图查询:能够基于电子地图实现客户分布的模糊查询、行政区域查询和任意区域查询，查询结果实时在电子地图上标注出来。通过使用图形操作工具如放大、缩小、漫游、测距等，来具体查看每一客户的详细情况。

（3）烟草业务地图数据远程维护:提供基于地图方式的烟草业务地图数据维护功能，还可以根据采集的新变化的道路等地理数据及时更新地图。对烟户点的增、删、改;对路段和客户数据的综合初始化;对地图图层的维护操作;地图服务器系统的运行故障修复和负载均衡等功能。

（4）烟草业务分析:实现选定区域，选定时间段的烟草订单访销区域的分布，进行复合条件查询;在选定时间段内的各种品牌香烟的销量统计和地理及烟草访销区域分布;配送车组送货区域的地图分布。通过在各种查询统计、分析现有客户分布规律的基础上，通过空间数据密度计算，挖掘潜在客户;通过对配送业务的互动分析，扩展配送业务(如第三方物流)。

（5）烟草物流GPS车辆监控管理:通过对烟草送货车辆的导航跟踪，提高车辆运作效率，降低车辆管理费用，抵抗风险。其中车辆跟踪功能是对任一车辆进行实时的动态跟踪监控，提供准确的车辆位置及运行状态、车组编号及当天的行车线路查询。报警功能是当司机在送货途中遇到被抢被盗或其它紧急情况时，按下车上的GPS报警装置向公司的信息中心报警。轨迹回放功能是根据所保存的数据，将车辆在某一历史时间段的实际行车过程重现于电子地图上，随时查看行车速度、行驶时间、位置信息等，为事后处理客户投诉、路上事故、被抢被盗提供有力证据。

（6）烟草配送车辆信息维护:根据车组和烟草配送人员的变动及时在这一模块中进行车辆、司机、送货员信息的维护操作。包括添加车辆和对现有车辆信息的编辑。

白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统的上线运行，标志着白沙物流的信息化建设迈上了一个新的台阶，必定会在规范日常运作，提升公司形象，打造数字化的跨区物流企业的进程中起到巨大推动作用。

经过GIS计算自动生成的优化配送线路图，可指导烟草送货员大大提高送货效率，节约配送成本。

2、白沙物流烟草配送综合GIS及路径优化系统的开发背景

纵览目前国内烟草软件开发公司，能够提出完整的多点物流配送算法的专业公司还非常少，原因是开发商只有经过长期的积累才能了解烟草及物流行业相关复杂的业务和管理流程，而一些物流软件开发公司虽然对物流的环节比较熟悉，但是对GIS特别是适应烟草物流大集中业务模式的WEB/GIS技术方面比较陌生，而城市多点物流配送的算法很难和这两方面脱离开。所以造成以前没有太多公司能提供完善而成熟的烟草多点物流配送算法模型;多点物流配送的算法含盖了许多内容，如何合理的搭建算法模型，其中还要包括多重约束条件。没有做过类似的烟草项目是很难建立起来的。因为一些细小的因素，不了解烟草物流业务管理流程并且通过实际开发物流多点配送和配送路径优化系统类似项目的话，是很难拿出适合的烟草业务空间数据采集方案和考虑全面的算法条件，使系统可用性和可扩展性差之千里。

国外的路径算法的模型软件，却很难符合中国路网规则、城市交通禁则以及频繁的变化需求，更难符合改革中的中国烟草的管理流程。我们所介绍的应用软件就考虑这些特点给用户提供方便的“地图数据同步初始化工具”和“WEB远程数据维护功能模块”国内许多物流软件企业由于不熟悉GIS方面深入的路径算法模型，推出的物流配送管理系统，多是一些类似MIS的管理系统，主要解决的是物流内部信息流的管理，与GIS的结合也多体现在只能单一的将地图查询和GPS加到干线物流配送时的车辆监控功能(例如中铁快运和邮政物流)等粗浅的技术应用;实际并没有解决城市内多点物流配送的难点。由于城市道路情况复杂、客户分散、烟草定单品种众多且数量不等客观条件，最容易产生运力不足的假相。而实际上这是由于配送车辆的空置率和空驶率太大造成的。所以对于一些开发烟草MIS，访销、CRM和仓蓄物流系统这样的方案提供商，对多点物流的配送的应用很难独立专业地完成，所以采用专业技术集成的方式解决是一条捷径。

而国内的GIS应用软件企业，由于烟草物流行业的专业性，以往有的GIS的烟草应用，本身就很少能专一的进行烟草物流GIS的应用开发，一般还停留在信息可视化的阶段，对烟草物流配送工作流程以及烟草基础管理系统如访销、仓储、客服系统的不熟悉也很难深入扩展到类似的应用。

目前国内的烟草物流对于GIS的应用存在认识上的偏差，大部分的烟草物流应用只单纯的利用GPS技术实现了查询烟草物流配送车辆的位置、轨迹，对于干线运输来说，基本可以满足要求，但是对于烟草访销配送最基础的基层地市烟草公司，特别是适应城网和农网烟草大集中的多点配送应用来说，只知道车的位置是远远不够的。合理的配送线路优化和按动态烟草定单配载，将直接提高配、运效率，大大降低烟草物流成本。

GIS在嘉兴水质监测中的应用 篇6

关键词：水质监测 GIS 天地图 统计分析

1 概述

2011年度全省各行政区域交接断面水质的考核结果显示，嘉兴为全省11个设区市中，唯一评价为不合格的城市，2012年第一季度嘉兴市跨界行政区域河流交接断面考核结果依然不合格。两次市区交接断面水质考核结果引起了嘉兴各界对市区水质的密切关注，社会各界对市区的水环境现状、改善方向及治理难点有了清晰的认识。市有关负责人表示，将通过设立具有统筹能力的全市性“治水办”，建立“河长制”，层层落实各级政府水环境治理责任，力图实现“长效治水”、“责任治水”的目标。俗话说，“知己知彼，百战不殆”，要实现污水治理的目标，必须了解河流水质的现状，如监测点信息，污染源信息等，只有了解了这些信息，才能有针对性的制定治理措施。

随着GIS技术的发展及GIS本身的时空特点，可利用GIS把河流监测点信息、污染源信息等实时直观的在地图上进行展示，建立嘉兴市河流水质监测平台，河长可通过该平台实时了解其管辖的河流水质状况，污染源信息等，并可利用平台提供的统计分析及历史数据回放等功能对河流信息进行报表分析等，为制定进一步的治污措施提供支持。

2 嘉兴河流水质监测平台建设

平台主要利用Asp.net4.0、ArcGIS Server for js API，SQL Server 2008和天地图采用VS2010开发工具进行开发，软件架构采用三层结构设计，该架构具有代码逻辑清晰，后期功能扩展及维护方便等特点。平台具有河流监测点水质周报及分析，水质月报及分析、水质年报及分析，监测点和污染源查询分析等功能。

2.1 系统技术路线

服务器端：基于.NET平台采用IIS7.5+SQL Server

2008+ASP.Net 4.0进行开发。

客户端：ArcgGIS Api for js+Html+CSS。

应用Arcgis Api for js无缝调用“天地图·嘉兴”基于OGC标准的WMTS矢量、影像服务。

利用Ajax无刷新技术，实现了河道、水质监测点、污染源的查询、展示等；利用slider滑动条及图形按钮实现查询条件的图形化，方便用户使用；利用Fusionchart图表控件实现了周报、月报等报表统计；利用NPOI报表控件实现了报表输出、打印等功能。

系统采用三层架构设计，方便后期维护及功能扩展。

提供完善的后台管理功能，实现权限的分配、污染源信息的管理等。

2.2 数据库设计

利用SQL Server 2008建设了嘉兴水质监测平台数据库，包括河流信息表、监测点信息表、污染源（工业、农业养殖、生活污染源）信息表、河长信息表、系统信息表等。下面主要介绍其中一些表的结构。（见表1、2）

2.3 主要功能

嘉兴河流水质监测平台主要实现了河流监测点、污染源的定位、信息查看、统计分析及报表导出，监测点水质周报、月报、年报等功能。对于查询条件中的年份、月份、周次利用Slider滑动条控件实现，水质级别查询条件利用图片实现，该设计的好处是方便用户操作。由于水质周报、月报、年报的功能类似，下面主要介绍水质周报的功能。河长登陆时输入用户名、密码、验证码后系统会根据其登陆名自动在地图上加载其负责的河流及河流监测点和污染源，鼠标点击后可查看其详细信息。监测点的水质现状利用不同颜色进行区别，方便用户直观了解水质的状况。查询条件为：河流名称（下拉选择）、污染源类型（下拉选择，分为全部、工业污染源、农业养殖污染源和生活污染源）、年份（从2008到现在所在的年份）、周次（一年设定共52周）、水质级别（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，劣Ⅴ）。某用户成功登陆后，会加载其负责的河流及与该河流相关联的污染源信息及监测点信息。通过改变查询条件可获取所需要的信息；点击页面左边Tab菜单的“图表”可对查询到的监测点进行图表分析，并可把图表导出为图片或PDF文件；选中需要导出的监测点信息，可把其导出为Excel文件；点击监测点结果列表中的某个监测点，则会在地图上定位该监测点，并可把该监测点的详细信息，历史水质监测数据显示出来并对历史水质数据做图表分析、导出为Excel文件。下图为系统运行界面：

■

图1 用户登记成功后运行的界面

2.4 本项目后续化工作的建议

水环境治理是一个复杂的系统工程，如何实现“长效治水”是一个需要多部门统一协调研究的课题。水环境监测平台只是对水环境的现状进行展示，要想制定科学合理的水环境治理措施，必须在现有监测平台的基础上，可利用SWAT等水质模型和智能仿真模型（如芝加哥大学研究的基于Agent的建模仿真平台Repast）和GIS集成建设水环境治理GIS信息决策支持系统，通过输入一系列影响河流水质变化的影响因子（如河流周边人口、产业结构、土地利用/土地覆被变化——LUCC等）实现动态模拟河流水质变化情况，为制定出科学合理的水污染治理方案提供决策支持。

3 总结

构建了嘉兴市河流水质监测平台，利用图形化的查询条件实现了河流水质监测点、污染源的定位及详细信息的查看，信息的图表统计分析、报表输出，监测点水质周报、月报、年报等功能，显著增强了河长实时了解其负责河流监测点水质状况及污染源的信息能力，并对本项目的后续工作方向提出了个人建议。

参考文献：

[1]刘方方，田杰.GIS在环境监测信息化建设中的应用[J].基础理论研讨，2005.

[2]奚旦立.环境监测[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]麦克正.环境监测的质量保证体系和质量管理[J].上海环境科学，1996.

[4]王桥，张宏，李旭文.环境地理信息系统[M].北京：科学出版社，2004.

[5]郑贵洲.地理信息系统（GIS）在地质学中的应用[J].地球科学（中国地质大学学报），1998.

[6]黄杏元，马劲松，汤勘.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001.

[7]崔侠，孙群，何江华.3S与在线监测技术在环境模型研究中的应用[J].生态环境，2003.

GIS应用领域 篇7

12319作为全国统一的城市服务热线, 越来越受到老百姓的关注。当前市政各项服务或设施, 如公交、水、电、气、道路、桥梁等一旦出现任何故障, 人们都可以通过拨打城市服务热线12319及时地向市政部门反映, 市政部门得到这些信息后能相应地作出更为快捷的反应, 从而让各部门的服务更加的贴近市民的日常生活, GIS空间理论与技术的发展以及应用的普及日益扩展和延伸了城市服务热线的功能。借助于GIS二维空间理论中点、线、面空间关系, 通过更为高效的空间分析与运算, 我们可以更深层次的挖掘空间信息, 从而使城市服务热线的信息量更大, 查询速度更快[1]。本文主要探讨GIS技术在城市服务热线开发中的应用, 并着重于如何高效搜索并调度城市服务相关部门处理应急故障以及公交出行换乘方案搜索这两个应用。

1 服务网点及重点设施

目前由于城市建设发展太快, 水、电、气等行业设置缴费或维修的服务网点也随着城市建设的需要进行动态的设置或搬迁, 同时这些网点的管辖范围也在时刻变化中, 对于这些网点的管理, 采用以往的关系性数据库模式已无法处理, 但借助于GIS二维空间理论与技术, 我们可以非常方便的进行管理与信息的提取, 从而给需要帮助的人们提供更为便捷的信息。

1.1 服务网点应急服务

在城市发展的过程中, 服务网点 (如, 天然气、自来水、电力等) 与市民的生活息息相关, 因此是城市职能部门服务的重中之重。而且这些服务网点的信息是伴随着城市的不断发展而动态地变化着, 因此需要不断的更新和完善, 以满足居民的需求。因此城市服务热线建设中一项非常重要的应用就是通过12319热线指导市民能够准确而快捷地查询到相关部门及信息, 从而解决他们的问题。

下面以缴费网点为例, 探讨一下GIS技术在实际中应用:

此类网点热线查询流程如下:

其中此处缴费网点分了两类:有管辖范围的缴费网点、通用缴费网点

(1) 有管辖范围缴费网点

空间图形数据:

搜索流程:

(2) 通用缴费网点

数据组织:

搜索流程:

1.2 重点设施应急处理

重点设施主要是指密切关系到市民日常生活和城市发展的一些重要部件, 诸如大型燃气控制阀、居民区供电房、变压器、自来水管中转站、抽水泵等。一旦市民遇到燃气泄漏、变压器过载损坏、生活污水横溢等问题时, 就可以拨打12319服务热线, 让相应的政府职能部门根据得到的信息快速地抢修这些重点设施, 从而尽可能减少对市民生活的影响。

下面以燃气设施抢修为例, 探讨以下GIS技术在实际中应用:

此类重点设施热线处理流程如下:

空间图形数据:

搜索流程:

此种搜索模式, 其优点就是将各种服务网点、服务范围以点、面的图形方式在地图上进行描述, 汲取关系数据库的优点, 建立空间数据库, 从而使相关要素在二维空间中通过高效的空间分析即可得到所要得到的信息[2,3]。

本论文以天津市12319城市服务热线为例, 可以得到实际效果如图1所示。

2 公交换乘指导方案

目前随着城市交通变的拥挤, 政府越来越提倡公交出行, 但对大城市而言, 其公交线路规划多以短途、便捷为出发点, 当市民公交出行半径增加时, 会有一些出行没有办法直接到达, 所以换乘不可避免地成为一个重要问题。与此同时, 大多数大中型城市已经建设或正在建设自己的轨道交通, 因此市政部门还必须考虑轨道交通网与地面公交网之间换乘。

12319服务热线提供了公交换乘话务服务功能, 主要是为了解决居民如何高效外出乘车出行问题, 下面讨论如何实现该功能。

(1) 话务圆接线流程如下

(2) 空间图形数据

(3) 基本思路

(1) 构建站点和线路矩阵编码索引

(2) 公交换乘算法思路[4]

a.输入起始站点A和目的站点B。

b.搜索系统数据库, 经过起始站点A的公交线路存为X (i) (i=1, 2, 3, …, m, 其中m为正整数) , 经过目的站点B的公交线路存为Y (j) (j=1, 2, 3, …, n, 其中n为正整数) 。

c.判断是否有X (i) =Y (j) , 将满足条件的存入Z。若Z=1, 则该条公交线路X (i) 即Y (j) 为从站点A到站点B的直达最优线路, 输出结果并结束运算。Z≥1, 则根据票价最低或距离最短, 计算Z中各条线路相应值, 排序并输出结果, 结束运算。

d.搜索系统数据库, 公交线路X (i) 所包含的站点存为O (i, u) (u=1, 2, 3, …, g, 其中g为正整数) 公交线路Y (j) 所包含的站点存为P (v) (v=1, 2, 3, …, h, 其中h为正整数) 。

e.判断是否有O (i, u) =P (j, v) , 将满足条件的存入W。若W=1, 则站点O (i, u) 即P (j, v) 为从站点A到站点B的一次换乘站点, 公交线路X (i) 、Y (j) 为换乘一次的最优路线, 输出结果并结束运算。若W≥1, 则根据票价最低或距离最短, 计算Z中各条线路相应值, 排序并输出结果, 结束运算。

f.搜索系统数据库, 经过站点O (i, u) 的公交线路存为R (k) (k=1, 2, 3, …, p, 其中p为正整数) , 公交线路R (k) 所包含的站点存为G (k, t) (t=1, 2, 3, …, q, 其中q为正整数) 。

g.判断是否有G (k, t) =P (j, v) , 将满足条件的存入S。若S=1, 则站点G (k, t) 即P (j, v) 为从站点A到站点B的二次换乘站点, 公交线路X (i) 、R (k) 、Y (j) 为换乘二次的最优路线, 输出结果并结束运算。若S≥1, 则根据票价最低或距离最短, 计算Z中各条线路相应值, 排序并输出结果, 结束运算。

h.以上步骤没有找到合适的公交线路, 输出“没有找到换乘次数不超过两次的最优公交线路”, 结束运算。

(4) 具体应用方面

公交换乘应用总体框架如图2所示。

结合天津市12319城市服务热线中城市公交换乘总体应用, 并结合实际需求, 得到如图2所示的总体框架, 并实际查询到从津涞花园道鞍山西道的实际换乘方案提供给乘客换乘, 效果如图3所示。

3 系统更新维护机制

为了保证各个话务员系统的相对独立性与稳定性, 我们设计将热线服务系统分为管理端和话务员端, 因此如何保证两者之间数据与信息的一致性也是本次系统建设需要解决的关键问题之一, 在这里, 我们采取了智能客户端技术, 通过定时监控服务端数据及软件的变化情况来更新各个客户端的数据与软件[5], 监控流程如图4所示。

4总结

12319服务热线GIS平台是GIS技术应用于城市服务热线方面一个新的探索, 它是伴随城市发展而产生的新的需求。本文着重介绍了利用GIS实现对城市服务网点信息的快速查询与定位、调度城市服务相关部门高效处理应急故障设施、公交出行多种换乘方式搜索以及系统更新维护机制等方面解决方案。当然城市服务热线GIS平台的应用非常广泛的, 本文只是着重于上面几方面应用的探讨与实现, 将来随着Web GIS技术的日益发展, 12319服务热线系统将会发挥越来越重要的作用, 从而为市民提供越来越便捷的服务。

参考文献

[1]朱欣焰.面向网络的海量影像空间数据在线分发技术[J].武汉大学学报·信息科学版, 2003, 28 (3) :288-293.

[2]王延量, 储小雷.地理信息公共服务平台模式探讨[J].测绘与空间地理信息, 2007, 4:71-76.

[3]何小朝, 等.基于网格的空间信息模型与服务技术研究[J].地理与地理信息科学, 2003, 19 (4) :61-62.

[4]陈焕宇, 等.基于WebGIS的公交导乘路线层次性、递增式选择算法[J].计算机时代, 2003 (12) :26-27.

GIS应用领域 篇8

GIS研究发展始于20世纪60年代, 是一门数据采集、存储、分析、描述和模拟地质、环境、救灾资源及社会统计信息等实体时空分布规律和应用模型信息。相比一般IS, GIS有两点优势:一是可高效综合处理属性数据和图形数据, 将客观信息与空间位置有机结合;二是将数据库中抽象关系模式和发展趋势借助GIS空间分析和多维度可视化, 生成决策支持信息。因而GIS适用于地震应急多层面, 以有效利用震害数据, 最大限度降低损失 (1) 。

传统GIS在震害防御领域的应用与存在问题

GIS在地震防灾领域应用始于美国、日本等国家, 主要应用于地震区划、监测预报、震害风险分析和震后救灾等方面 (2) 。我国该领域研究始于“城市与工程减灾基础研究”, 并于“九五”至“十一五”期间, 传统GIS应用主要可分两种方式:一是应用工具型GIS处理用户数据, 另一方面可与ICT、Web、AI等技术体系集成, 形成模块化的专题型GIS震害分析软件。

1 GIS在地震调查、地震损害分析及地震区划中的应用

基于GIS空间实体定义与管理, 将多源海量的行政区划、地震地质构造、地震活动性、城区构筑物分布, 采用矢量、栅格数据结构或矢-栅混合结构进行分层。如中国西部活断层及新构造环境基础GIS数据库可以快速查询中国西部中、强地震震源机制解及现代构造应力场、中国西部地震区带划分及震中分布等信息 (3) 。

地震损害分析可基于COMGIS模块化设计, 利用GIS空间分析与二次开发的震害损失评判数学模型, 主要为较细粒度组件与紧耦合模式系统, 集成震害危险分析模块。通过第三方模拟仿真插件 (4) , 融合时间序列模型以及模糊评判理论, 对历史地震信息, 与近期实测地理信息结合, 预测地震发生可能性及地点、震级, 实现工程地质资料可视化查询, 结合当地经济状况, 对可能的经济损失、人员伤亡等灾害损失进行预测性的快速评估, 地震影响场生成, 模型化震害空间分析及场地类别的地震危险区综合预测制图 (4) 。

2 GIS技术在地震监测预报中的应用

地震监测可结合ICT、WEB技术与GIS技术, 基于已有数字地震观测网络以及地震计等专业检测设备, 加大前兆、测震、强震台站的密度, 降低监测震级下限, 缩短地震速报时间, 提升强震动观测能力和活断层探测水平。

我国学者借助GIS工具, 已对区域地震活动性异常与前兆、地形地貌与活动断裂构造之间的方位关系、构造活动性等机理进行研究 (5) 。

3 GIS在紧急救援与次生灾害防御中的应用

GIS中的Network Analyst模块, 可将设施中心与道路网络数据进行几何城市网络及传输城市网络的建立, 可基于避难需求点为起点, 时间成本、距离成本OD cost Matrix为约束, 进行服务区的确定以及设施点的确定。以此为目的DSS系统, 平时可进行疏散演习, 战时可指挥应急救灾 (6) 。

4 GIS在灾后恢复重建中的应用

基于“3S”技术, 对地震诱发地质灾害分布与发震断裂距离、岩性、水系等关联数据的对应关系进行统计分析, 为灾区重建、选址工作提供参考依据 (8) ;综合经济、人文、成本造价及发展策略等各个因素进行灾后选址规划与效率评价。

GIS新技术在防震减灾中应用趋势

近年我国几乎所有大中城市地震应急管理机构都已建立或着手建立GIS平台, 实现了具有多源震害信息管理和查询、地震影响场预测、建筑物震害预测、应急疏散救援及预案管理等功能的应急管理软件, 为应急管理与灾损评估理论校验提供了案例样本与实验数据。

1 Service GIS的应用

震害GIS应用中各协同单位GIS平台不一致, 网络带宽受限制以及数据和服务共享不同步, 早期C/S结构的Web GIS震害分析软件在服务器端系统功能简单, 且与客户端GIS同样缺乏服务聚合能力, 使得Web GIS无法完成细粒度下的组件式GIS完成的功能, 且局部业务维护需要重新部署或大量修改代码。

而基于面向服务的体系架构 (SOA) 支持的Service GIS, 封装粒度适中的GIS服务群组成Service GIS服务器, 支持多开发平台的标准服务 (如WFS、WMS、WCS) 的定制、扩展与聚合, 客户端聚合自家服务器与第三方服务器发布的嵌入式软件客户端、桌面应用软件、空间三维可视化终端与本地空间数据集成使用 (10) 。

2格网GIS的应用

格网GIS整合分散分布、系统异构的大型计算机、空间数据服务器、大型检索存储数据库、传输器、远程设备等, 协调各使用者, 在多功能的协议和界面之上, 调用网格内任何资源以满足不同使用者需求, 即形成对用户透明的多种格式海量数据、服务的超级处理环境。

3移动GIS的应用

应急通信设施建设的高成本限制了震后现场与应急指挥中心的通信质量。而灾情信息的传统形式 (电话、文件) 上报, 滞后性强, 不能满足应急指挥需要对现场作业进行实时跟踪和指挥调度信息实时反馈。

而近年来兴起的多元移动终端 (ios/windows phone及Android平台) , 可远程访问应急指挥中心服务器。此外, 采用灾情分析与显示工作站、灾情短信网关和移动灾情速报员网三层结构的GSM灾情速报系统可快速动态绘制烈度影像图, 实现切实有效的灾情快速评估。

4 3DGIS的应用

3DGIS应用三维空间分析处理复杂空间对象, 对实体数字化和抽象表达, 以立体造型技术描述和实现对象间的平面、垂向关系, 给人以真实客观的形象感。3DGIS利用格网GIS分析模拟节点上三维建模、场景渲染生成技术, 通过地震动场判定和震害预测模型辅助分析, 可实现受灾前后灾情的对比, 场景漫游、属性群组查询等, 可直观预测损失, 校验地震动设计参数。

结论

本文基于GIS空间分析与数据管理功能, 总结GIS在地震应急管理的调查区划、监测预报、灾害预测与损失评估、应急救援疏散及灾后恢复重建等各层面成熟应用成果以及主要的建设思路。本文指出随着IT与网络技术发展, 传统工具型GIS软件呈现出时耗性高、利用率低、更新维护难、数据索引慢、界面不形象友好等问题。

尽管如此, GIS新技术的震害应急应用仍然存3DGIS对结果的显示方式未能与虚拟现实完全契合, 人工智能预测推理的可信度以及应急案例库的结构属性相似度匹配低等问题, 因而, GIS技术在震害应急管理领域的应用发展仍任重道远。

摘要：GIS (Geographic information system, 地理信息系统) 具有强大的空间数据处理与分析模拟功能, 广泛应用于我国防震减灾领域中的地震调查区划、灾损评估、监测预报、紧急救援与疏散及灾后恢复重建领域。本文在传统GIS软件震害防御应用分析基础上, 总结发展局限, 并针对性的提出Service GIS、Grid GIS、移动GIS、3DGIS及3S技术等前沿技术在该领域的应用趋势。

注释

1邬伦, 刘喻, 张晶, 等.地理信息系统-原理、方法和应用[M].北京:科学出版社, 2001, 16-30.

2周斌, 刘涛, 文俊武.GIS技术在地震学研究中的应用[J].地球物理学进展, 2005, 20 (1) :160-164.

3汤皓, 陈国兴.ComGIS在工程场地地震灾害风险预测中的应用[J].自然灾害学报, 2005, 14 (4) :127-134.

4陶夏新, 张明宇, 郑广芬等.基于GIS和AI的地震危险性分析方法在太原—临汾地区地震区划中的应用[J].1996, (12) :18-24.

5屈春燕, 叶洪.利用GIS分析活动断裂与地震的相关性[J].地震研究, 2000, 23 (1) , 72-75.

6高杰, 冯启民, 史承伟, 等.基于ArcView9.0的城市震害预测及应急对策信息系统研究[J].世界地震工程, 2006, 22 (3) :32-39.

7余世舟, 赵振东, 钟江荣.基于GIS确定城市地震次生火灾高危区方法的研究[J].地震工程与工程振动, 2004, 24 (2) :176-180.

8杨泰平, 唐川, 齐信.基于GIS技术的汶川8.0级地震诱发地质灾害危险性评价—以四川省安县为例[J].灾害学, 2009, 24 (4) :68-72.

9杨富平, 李林, 丰江帆, 武志涛.基于服务组合的GIS应用模型集成方法研究[J].计算机工程与设计, 2010, 31 (22) :4936-4939.

10徐敬海, 徐徐, 刘伟庆.基于GIS/GSM的南京市地震灾情速报系统[J].南京工业大学学报 (自然科学版) , 2009, 31 (1) :101-105.

GIS的技术发展与应用研究 篇9

GIS (Geographic Information System地理信息系统) 是集机、地、信息学、管理学和测绘学为一体的一门新兴学科。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术, 对地理信息进行数据处理, 能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息, 为决策者提供可视化的支持。

GIS作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统, 能够对整个地球表面 (包括大气层) 与空间的地理分布等相关的数据进行采集、存储、检索、管理分析、描述应用和输出。它是以地理空间数据库为基础, 采用地理模型分析方法适时提供多种空间的和动态的地理信息, 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它突破了常规关系式数据库管理的概念, 集图形管理与数据管理于一身, 具有很强的空间表现力, 它将空间数据处理、属性数据处理、空间分析与模型分析与计算机技术紧密结合, 通过数据准备、系统建立、空间分析与模型分析, 产生对资源环境、区域规划、管理决策、灾害防治等有用的信息。

2. GI S技术的发展

近年来, 随着计算机技术、信息技术、网络技术的高速发展, 计算机软硬件的性能不断提高, 多媒体技术、空间技术、数字测绘技术、数据库技术、图像处理技术、光纤通讯技术的不断完善和成熟, 为GIS技术的发展提供了先进的工具和强大的手段, GIS技术也逐渐与计算机融合, 为GIS技术的应用奠定了非常坚实的基础。

2.1 技术融合

GIS的技术融合, 主要体现在GIS与其他信息技术的结合方面。当前许多计算机领域的新技术, 如多媒体技术、数据库技术、图像处理技术、三维技术、AI技术等都可直接应用到GIS中, 还能与多种技术融合, 形成新的综合性信息技术。

(1) 3S技术

3S技术指的是GIS (地理信息系统) 、GPS (全球定位系统) 、RS (遥感技术) 。GIS发展的重要趋势是与GPS和RS的集成, 从而构成实时的、动态的GIS系统。GPS为GIS的快速定位和更新提供手段, RS技术的多谱段、多时相、多传感器和多分辨率的特点, 为GIS不断注入“燃料”, 反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取有用的数据信息。

(2) GIS与Internet

GIS与Internet网络技术融合, 建立万维网GIS (WWW GIS或WEB GIS) , 是近年来GIS研究领域的重要课题;WEB GIS使用简单, 用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息, 直接进行各种地理信息的分析, 是GIS技术进入千家万户的重要途径。网络功能将使Web GIS应用到整个, 真正实现GIS的无所不能, 无处不在。

(3) GIS与VR

GIS与虚拟现实技术 (Virtual Reality) 的融合称之为虚拟GIS, GIS与虚拟环境技术融合, 将虚拟环境带入GIS, 将使GIS更加完美。GIS用户在计算机上真三维客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理, 分析空间实体数据, 提高了GIS图形显示的真实感和对图形的操作性。

(4) GIS与CAD

CAD (Computer Aided Design) 为计算机辅助制图和设计, 是一门空间设计技术;GIS是一门空间管理技术;二者结合将为我们提供一个设计和管理的工具。

(5) GIS与多媒体技术

GIS与多媒体技术融合已经成为现实, 称之为MGIS (多媒体地理信息系统) 。多媒体地理信息系统 (MGIS) 将多媒体元素 (文字、图像、声音、色彩、动画) 融入GIS, 实现了GIS以最为直观的方式表达信息, 以形象化的、可触摸甚至语音对话的人机交流互动, 使得GIS的表现形式更丰富、更灵活和更友好。

2.2 GIS组件化

组件技术的兴起给GIS带来全新的开发方式, Com GIS就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统 (包括基础平台和应用系统) 。Com GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件, 每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间, 以及GIS组件与其它非GIS组件之间, 都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来, 形成最终的GIS基础平台以及应用系统。组件化的GIS平台集中提供空间数据管理能力, 并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下, 系统表现得小巧灵活。

组件式GIS开发平台通常设计为三级结构:

(1) 基础组件

处于平台最低层, 是整个系统的基础, 主要面向空间数据管理, 提供基本的交互过程, 并能以灵活的方式与数据库系统连接。

(2) 高级通用组件

高级通用组件由基础组件构造而成。它们面向通用功能, 简化用户开发过程, 如显示工具组件、选择工具组件、编辑工具组件、属性浏览器组件等等。它们之间的协同控制消息都被封装起来。这级组件经过封装后, 使二次开发更为简单。如一个编辑查询系统, 若用基础平台开发, 需要编写大量的代码, 而利用高级通用组件, 只需几句程序就够了。

(3) 行业性组件

抽象出行业应用的特定算法, 固化到组件中, 进一步加速开发过程。以GPS监控为例。对于GPS应用, 除了需要地图显示、信息查询等一般的GIS功能外, 还需要特定的应用功能, 如动态目标显示、目标锁定、轨迹显示等。这些GPS行业性应用功能组件被封装起来后, 开发者的工作就可简化为设置显示目标的图例、轨迹显示的颜色、锁定的目标, 以及调用、接受数据的方法等。

3. GIS的应用

GIS技术已经进入一个新的发展时期, 从技术上和应用上, 都已经达到了一个全新的阶段。由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用, GIS在未来的几十年中将保持高速发展的势头, 成为IT高科技领域的核心技术。

3.1 GIS的应用领域

人类活动的基本信息中, 有80%与地理位置和空间分布有关, GIS具有非常广泛的应用前景。目前, GIS技术已经广泛应用于智能交通、物流配送、电力、电信、自然资源管理、城市数字化管理、环境监测及保护等各个领域。

(1) GIS与城市智能交通系统

近年来, 随着GIS技术的飞速发展, 越来越多的应用领域同GIS技术建立了紧密的联系。由于城市智能交通系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点, 传统的信息技术已经不能完全满足交通智能化应用的需求, 而借助于GIS的强大功能, 可以实现交通智能化的要求。在交通领域采用GIS技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题, 具有其它传统方法无可比拟的优点。

在交通领域, GIS-T被公认为21世纪的支柱性产业, 是信息产业的重要组成部分, 虽然目前在GIS-T的应用方面还存在如数据库容量限制、数据格式转换、交通地理表达等一系列问题, 但随着GIS技术研究的进一步深入, GIS-T中存在的问题会逐步得到解决, 这必定会促进GIS-T的各个方面的应用和发展, 大大地改变交通现状, 带动整个交通行业的突飞猛进, 成为促进的重要动力。

(2) GIS与物流配送

把GIS技术融入到物流配送的过程中, 就能更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节, 并对其中涉及的问题如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理和决策分析, 这样才符合现代物流的要求, 才有助于物流配送企业有效地利用现有资源, 降低消耗, 提高效率。实际上, 随着电子商务、物流和GIS本身的发展, GIS技术将成为全程物流管理中不可缺少的组成部分。

(3) GIS与数字城市

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。

数字城市建设包括四部分内容, 即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。而GIS应用贯穿上述四个部分和各个层面, 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。

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。

(4) GIS与电力系统

电网生产活动所涉及的数据信息通常分为四种类型:基础设备信息、电网地理分布信息、电网结构信息、电网运行信息;

电力GIS技术的应用实质是对电力生产管理工具的革命性改造。而管理工具的革新必将带来生产关系的相应调整;因此, 随着电力GIS系统建设进入实用化的阶段, 必将引发业务流程重组活动的发生, 所以需要从一线作业人员到高层管理人员, 都能从观念上正确认识应用这一全新工具的重要意义, 并采取积极主动的配合行动。事实上从国内外的电力GIS应用经验来看, 如果供电企业中生产业务流程重组活动不能顺利进行的话, 它的电力GIS应用项目实用化也将十分困难, 甚至可以导致电力GIS项目的直接失败。

4. 结束语

GIS技术的发展不是孤立的, 它涉及到多学科的相互渗透和相互发展、相互支持的。随着信息技术的高速发展和GIS技术的不断进步和应用的深入, GIS的应用空间将会更加广阔, 必将涉及到人们生产和日常生活的各个方面。可以预见, 在不久的将来, 一个以GIS为基础的共用平台, 以信息技术和数字技术为纽带的“数字城市”将展现在你我的眼前, 并将为人类的信息交流与共享提供一种全新的模式。

摘要：GIS (Geographic Information System地理信息系统) 是随着信息技术发展而形成的一门新兴技术, 目前已与各行各业产生了千丝万缕的联系, 更重要的是它的应用领域还在不断扩大。本文结合当前GIS技术发展的特点, 分析当前GIS技术的发展趋势及其主要应用。

关键词：GIS地理信息系统,GIS应用领域,技术融合,组件化,数字城市

参考文献

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[6]边馥苓.地理信息系统原理和方法[M].北京:测绘出版社, 1996.

[7]韩海洋, 龚健雅.开放地理信息系统的内涵与地理信息互操作性的实现[J].测绘通报, 1999, (6) .

电力移动GIS的应用与展望 篇10

地理信息系统[1,2](Geospatial Information System, GIS)作为一种资源图形化管理与可视化分析的手段,广泛地应用于电网企业的发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等专业,可有效提高数据采集、 存储效率,提升故障定位、分析、处理能力,为电网的运行分析提供辅助决策支持,同时有效降低企业生产运营风险。移动GIS[3]作为一种便捷的数据采集和现场作业工具,可显著提高电网生产和管理的工作效率。

20世纪90年代初,国网上海电力、福建电力等公司就开始了移动GIS的研究、建设和探索。随着信息技术的高速发展,国家电网公司全面推进企业信息化进程,SG186、SG-ERP等信息化体系逐步完善,相继建设了生产管理系统[4,5]、营销系统[6]、电网GIS地理信息服务平台、生产移动作业平台、安全接入平台等一系列大型综合信息系统。经过若干年的适应性调整和完善,电网GIS地理信息服务平台、生产管理系统与营销系统已进入深化应用阶段,输配电巡检抢修和营销业扩报装、抄表管理、电费收缴、 用电检查、95598业务处理、计量点管理、电能采集、 能效管理等应用对移动GIS的需求越来越强烈,移动GIS的建设已迫在眉睫。

1电力移动GIS需求分析

随着手持便携设备的发展,移动设备在日常生活和工作中的应用越来越广泛。移动办公应用技术不仅可以在日常生产业务中使用,在应对紧急事件中更能发挥巨大优势。在信息化不断推进的过程中, 利用移动终端开展业务的现场作业已成为电力行业重要的工作方式之一。移动GIS的引入是对原已在电力行业得到广泛应用的地理信息系统的有效延伸。

移动GIS与无线定位技术相融合,产生全新的应用模式,使空间地理信息系统应用得到更深层次的提升。它可摆脱时间与空间上的限制,无论何时何地都能提供相关的地图信息,同时也是信息发布的便捷媒介。移动GIS平台也可兼具手持智能终端的多样性、定制性、扩展性等特点,根据不同工作类型的现场作业需要进行功能组合与拓展,充分发挥其强大的灵活性。

正是由于其兼具智能移动终端定位精准、扩展性强、方便快捷等特点,移动GIS可广泛应用于电网企业的生产、营销、应急和车辆调度管理等领域,同时还可应用于电网企业调度运行管理、工程建设管理、物资调拨管理等领域:

1)生产业务领域。主要满足生产移动作业应用,以工作任务、作业文本为主线,涵盖输、变、配三大专业的工作任务信息下载、现场作业信息记录、现场作业信息上传等业务操作流程。移动GIS为这些应用提供图形展现、路径分析、任务触发、台账查询与导航等功能。

2)营销业务领域。通过与营销系统的关联集成,利用GIS的可视化展现优势和电网设备的空间拓扑模型,有效结合营销相关业务,实现跨部门、跨专业应用系统的数据共享和流程的无缝集成,为营销业务信息化管理提供一体化的信息支撑。

3)应急管理领域。电力应急应用主要有电力抢修、应急物资调度、防灾减灾等方面,采用实时和离线相结合的双重模式,一方面实时访问服务、获取最新信息,同时辅以离线模式进行大数据的查询。移动GIS的地图定位、实时数据查询、实时指令接收和导航技术,极大提高了抢修、调度的效率,直观、有效地展示了目标地理信息,提高了应急反应能力。

4)在车辆调度管理领域。移动GIS可服务于车辆实时调度和运行管理,包括路径分析、车辆GPS导航、车辆定位等。

此外,移动GIS还可应用于电网企业调度运行管理、工程建设管理、物资调拨管理等领域。

2电力移动GIS建设规划

2.1建设模式

移动GIS具有单独与集成2种建设模式。在20世纪,由于技术成熟度及业务的需求较为单一,电网企业更多地采用单独建设模式,即仅针对某些具体业务需求,如配电巡线等单独立项,单独建设电力移动GIS。近年来,随着技术发展和企业信息化水平的提升,越来越多的企业更加重视信息系统规划,以确保系统的复用性和资源共享,因此集成建设模式成为一种新的趋势,电力移动GIS不再仅仅服务于配电巡线,而是集成了生产管理系统、营销系统等, 以实现生产设备信息和线路数据的上传、下载,并实现设备导航及现场移动作业等功能集成。

与单独建设模式相比,集成建设模式具有以下优点:

1)有利于信息系统统一、规范化,避免重复建设及投资浪费;

2)可实现数据、信息的流通共享,避免信息孤岛;

3)可充分复用已有信息系统建设成果,如电力移动GIS定位为电网GIS地理信息服务平台的高级模块,不仅可利用电网GIS地理信息服务平台中的基础地理信息、设备和线路空间信息,与国家电网公司已建成的生产管理系统、营销系统、应急管理系统等集成,还可有效利用生产管理系统中的设备台账信息、运行检修信息,以及营销系统中的用户信息和应急管理系统中的抢修信息等;

4)为电力生产设备全生命周期管理、业务全流程管理等奠定基础。

因此,对于电力移动GIS建设,采用集成建设模式可发挥信息系统规模化效益,同时增加数据共享, 降低重复开发成本,提高工作和管理效率。

2.2技术架构

以国家电网公司现有信息系统为基础,按集成建设模式的思路,可初步梳理电力移动GIS整体架构(见图1)。

其中,移动GIS作为电网GIS地理信息服务平台高级功能模块,可与安全接入平台、移动应用开发平台集成。集成后的系统可根据生产管理、营销管理等业务应用服务和数据,开展相关业务工作。

2.3关键技术

电力移动GIS的关键技术主要有空间数据压缩、 高性能电网图形渲染以及电网数据分区及同步等。

1)空间数据压缩。在有限的无线网络带宽,以及有限的移动设备内存容量和CPU处理能力下,为了减少冗余数据读取所带来的增加I/O开销和内存占用,提高资源使用效率,可定义适合于电力行业的空间数据的组织模型以及空间索引,综合运用点抽稀、电网数据压缩等空间数据压缩技术[7,8]优化原始空间数据结构,形成最终无重复数据、内容紧凑的空间数据压缩 / 索引存储模型。1空间数据抽稀。空间数据抽稀技术在保证图形显示质量的前提下,定义了一个过滤阈值,提取尽可能少的特征点来表达完整的GIS空间信息,其处理速度仅与空间数据量成正比。2空间数据压缩。考虑到现有移动设备的CPU处理能力,在保证系统运行速度可接受的基础上,一方面采用高效的压缩 / 解压缩算法对电网数据进行处理,另一方面剔除移动GIS中不需要的内容, 形成内容紧凑的图形存储模型,减少空间占用。

2)高性能电网图形渲染。电网图元符号多,组合复杂,必须采用高效的优化算法,通过建立快速空间索引,采用高效的缓存策略、灵活的图层配置、动画效果等支持矢量要素和高效渲染地图技术,才能解决大数据量要素矢量回执效率及性能问题。1空间数据网格索引。在使用空间数据压缩技术存储的基础上,为加快空间数据的检索访问速度,通过对压缩的空间数据构建网格索引,能快速定位空间数据。 2缓存策略。通过制定高效的缓存策略,将已读取的空间数据进行部分缓存,提高电网数据读写效率。 3电网图层配置。合理定义电网设备图层显示方案, 不同的电网设备数据分别加载至相应的层级,分层加载显示。4图形特性。针对部分电力设备的加载渲染耗时的特性,均衡时间与实际显示情况,在一定的程度上对图元进行削减或简化。5补间动画。在表现层将地图的展示与用户手势相结合,通过补间动画技术,使图像显示从当前地图至新渲染的地图平滑过度,减轻移动终端性能不足对用户体验造成的负面影响,增强移动GIS与用户的交互性。

3)电网数据分区及同步。电网资源空间数据量巨大(省级区域内一般具有千万级的电网设备), 空间数据的有效组织与管理是GIS系统应用成功与否的关键,在移动GIS应用上更是如此。电力移动GIS的电网数据存储采用空间分区、专题分层的数据组织方法,将电网数据按一定的方式进行分层、分区划分,根据电网移动GIS应用类型进行数据的按需抽取、增量更新。1电网数据分区。通过移动GIS主站的空间数据分层分区管理功能,从全量空间数据划分出不同的分区数据范围。2电网数据抽取、 转换。按照移动应用类型从电网GIS平台数据心中, 针对具体的分区范围进行空间数据的抽取、转换压缩、建立索引,形成适用于移动设备存储和应用的电网数据。3电网数据同步。使用电力移动GIS应用系统进行电网空间数据的采集、校验后,利用数据同步工具将采集成果一键式无缝地导入到电网GIS平台,实现现场设备台账、空间信息智能采集。

3电力移动GIS应用案例

在前期电力移动GIS系统与相关应用系统相结合的研发和建设基础上,目前,电力移动GIS系统在线路巡检、车辆导航等方面取得较理想的应用效果, 大大提升了工作效率。

3.1福州供电公司智能化现场作业管理平台

国网福建省福州供电公司智能化现场作业管理平台实现了基于3G无线传输智能终端的电网抢修作业现场两票的应用(见图2),完善了现场两票的规范化管理,将无线传输、GPS、GIS等技术应用到现场抢修中,实现了随时随地填写两票的功能,省去以往工作过程中折返开票所耗时间,同时辅以导航功能,系统真正使抢修耗时缩短,供电可靠性提高。

该平台的使用规范了班组人员的巡视路线,彻底避免了巡视不到位、巡视不规范的情况,极大地减轻了班组人员缺陷录入的工作量,解决了缺陷重复填报的弊端,切实提高了现场巡视工作的管理水平和工作成效。

3.2福建电网车辆实时调度信息管理系统

福建电网车辆实时调度信息管理系统以GIS为平台,利用通信与GPS、地理信息技术,实现了车辆安全运行(见图3),主要用于省公司车辆管理部门、 地方局车辆管理调度部门和相关车辆使用部门,实现了车辆实时状况查询、车辆管理、相关人员管理、 车辆使用申请与批复等功能。该系统的应用可提高车辆管理和科学调度能力,优化各部门的资源配置, 提高管理工作水平,为电力企业安全生产运行提供保障,减少企业内耗,实现公有资产的有效监管。

4结语

从现有的电力移动GIS在电力生产和管理中的研究和实践来看,该技术的应用可有效辅助业务人员开展日常工作,大大提升了现场工作和电网管理的效率,节约了人工成本及资源,并对生产管理系统、营销系统、应急管理系统等业务的集成、融合和信息共享发挥了纽带作用。移动GIS不仅仅可应用于生产、 营销的现场故障抢修作业与车辆调度,还可以在输配电线路巡检、现场两票、现场抢修单、故障单填报、 业扩报装、抄表管理、电费收缴、用电检查、电能采集、能效管理、应急调度、现场指挥等一系列现场作业和协调工作中发挥更大的作用。电力移动GIS在电力业务中还有诸多用武之地,深入挖掘其业务需求,将其作为各类信息系统的有效延伸,使其成为全方位的辅助工具,是效率和管理提升的有效途径。

摘要：移动GIS作为一种便捷的数据采集和现场作业工具,可显著提高电网生产和管理的工作效率。以国网福建省电力有限公司移动GIS的研究和应用为背景,简要介绍了移动GIS的应用需求、建设模式、技术架构、应用案例,并对移动GIS未来应用情况进行了展望。

GIS系统在农网改造中的应用 篇11

关键词：GIS系统；农网改造；电力基础设施；供电企业；信息采集 文献标识码：A

中图分类号：TM727 文章编号：1009-2374（2015）16-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.073

1 GIS系统简介

1.1 GIS系统

GIS系统是在计算机技术水平不断提升的基础上发展起来的，它的本质是计算机系统中的一种，它可以对地理信息进行收集、存储、管理以及查询等，也可以说它是一种可以对地理信息进行分析并处理的通用地理信息技术。GIS根据地理特征之间的关联，把多个环节中产生的数据以某种联系构建成模型，并对其进行管理或使用。由此可以看出，它为空间辅助决策分析提供了重要的前提条件。因为农网改造自身对地理空间的依赖性比较强，所以将GIS技术应用到农网改造工作中能够完成对农网的实时动态管理工作。

1.2 GIS应用于农网改造的技术优势

GIS的核心理念就是把地表信息根据某种特性作分类整理，再作分层分析与管理。GIS不同于其他的技术，例如CAD等，其优势主要表现在：（1）图形显示输出上的优势。GIS能够向人们展示出质量优等的图形界面，它还能够按照不同属性的资料显示出相应的主题。不仅如此，GIS制图还能够有效解决主题叠合的问题，实现统一坐标下多个主题的叠合；（2）分析、查询功能上的优势。GIS同时具备了处理数据与图形的功能，进一步实现了图形信息的深度应用。而查询统计功能则给电网的有效管理提供了充足的数据信息依据；（3）模型模拟上的优势。GIS可以以多种模型为前提进行地物模拟，并非常直观清晰地展示在面前。

2 GIS系统在农网改造中的应用

农网改造是一项繁琐而艰巨的任务，借助GIS系统的优势可以使农网改造工作更加规范、系统，保障改造后的农网便于管理，满足用户对农网的需求。

2.1 专业地理图形的编辑、查询以及显示

2.1.1 地理位置图的设计管理。农网的面积通常较大，而且设备也比较多，如果仍使用过去的图纸，那么就无法从整体上了解农网的地理分布情况。GIS系统在农网改造中的引入则很好地实现了电网和地理信息的互相对应，从而为电网的规划设计提供了依据。

GIS系统能够显示地理位置图（如送、配电线路图等），不仅如此，图形还能够根据需求进行扩大、缩小以及复印。如需增加或删除部分信息，如公路、河流以及村庄等都可以进行相应的操作来实现图形的增加或删除。在系统图中设计线路，包括线路、变压器等的增加都能够实现，只需找到正确的位置，再通过系统工具直接执行相应的操作即可。

2.1.2 线路平、断面图（条图）的设计管理。通常情况下，相关部门在改造农网中都是借助计算机来获得平、断面图的设计的。工作人员在计算机中输入线路的线型、跨越、杆型、杆号、杆高等的相关数据便可以自动生成线路的平、断面图。在此过程中，所有的数据参数都能自动标注，而且杆高与档距会根据比例分别绘出，其中的跨越物同样也会显示出来。结束输入之后，在送、配线路平面图中的任意点取线路便可以查看计算机根据所输入数据自动生成线路的平、断面图设计图纸。如此一来，设计图纸和线路就会结合为一个整体，工作人员可以根据线路名称查看线路的地理位置以及其他信息。

2.1.3 杆塔组装图设计管理。将所有的杆塔组装图与相关资料都输入到计算机中，工作人员即可随时查看、选取以及打印图纸了。这样一来，农网改造过程中所需的杆塔组装图纸也就得到了。

2.1.4 变电所主接线图的设计管理。现今我国大部分村镇的变电所主接线都会输入到计算机中，这就为绘制、修改以及显示操作提供了极大的便利。在计算机窗口中根据需要放大、缩小或漫游，便可以便捷地实现了农网改造变电所的设计与查询工操作。图形目标确定后，通过GIS系统就可以查询与统计主接线图上不同主变所对应的线路与设备相关数据了。在接线图上选择某一线路的配出线，系统图上就会显示相连的主干线与分支线的地理位置，还可以执行放大或缩小操作。

2.2 配电变压器和计量点的设计管理

GIS系统能够给出配电变压器和计量点改造所需的较为具体、丰富的信息以供指导。在配电线路图中选择变压器，GIS系统就能够显示与修改变压器的具体参数或数据，同时还能够给出和变压器相连的计量表的具体相关数据。

2.3 综合查询统计管理

农网改造工作中需要不断查询与统计各种信息数据，工作量十分庞大，而GIS系统则能够保证设备材料统计结果的高效性、方便性以及准确性。如此一来，相关工作人员就可以留出更多的时间放在采购材料与编制概算、预算等工作内容上了，这无疑能够在很大程度上提升企业的工作效率。查询统计子系统在电力系统中的功能通常是实现送电线路、配电线路以及变电所内相关设备、资料的分类、整理以及查询。分别为：（1）线路耗材的查询统计。按照用户事先指定的线杆范围对线杆中使用到的所有材料数量进行查询与统计。同时，还可以对一条线路进行分段查询统计；（2）线路设备查询。主要是指对配电线路中所有设备的查询，通常有杆基、线杆上的拉线以及线杆之间的导线等；（3）变电所内部设备查询。可根据变电所、主变编号、设备分类、设备类型、配电出线、设备编号范围、出厂日期、安装日期、使用日期、使用年限、产地、设备状态、负责人以及某些设备属性来查询主变编号、设备类型分类统计的各类型设备的数量等内容。

2.4 低压设计系统

低压电网改造工作内容繁多、工作量比较大，因此在农网改造中又开发了低压设计系统。该系统主要包括低压平面图设计与低压预算管理两大内容。其中前者是把绘制出的低压线路平面图通过计算机自动生成统计、汇总设备材料；后者则是事先设定好定额与费率，之后再按照平面图自动统计出设备、材料规格以及相应的数量。这一系统的最突出优势就是能够以村为单位进行汇总，同时还可以以镇为单位进行汇总，更甚以县为单位进行汇总，如此一来就为材料的统计与决算提供了

便利。

2.5 固定资产管理

与其他工作内容相比，固定资产管理的内容要明显更加繁琐与复杂。农网改造完成之后，必须要做好固定资产的统计工作，因为这与整个改造工作质量之间有着直接的关系。GIS系统还拥有固定资产自动统计查询功能，固定资产资料同样也可以在农网改造工作完成后自动生成。

3 结语

作为农村的一项基础建设，农网的稳定运行同人们的生活和工作有着紧密的联系，在人们用电需求不断增大的过程中，提高农网的供电能力显得尤为重要。在农网中充分发挥GIS系统的优势，实现了电网管理的自动化和智能化，先进的信息技术为农网的稳定、持续供电提供了坚实的技术保障，还可以进一步提高电能质量，将优质的服务提供给广大用户。此外还能优化农村的供电环境，改善电力企业的管理水平，为电力企业创造更大的经济效益。

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作者简介：何龙（1982-），男（锡伯族），辽宁辽阳人，辽阳市农村电力服务有限公司技师，研究方向：农网自动化及服务。

GIS的概念、应用及发展趋势 篇12

地理信息系统 (Geographic Information Systems, GIS) 产生于70年代中期。随着其自身的不断发展和应用的日趋广泛, GIS的定义也各种各样, 其中比较准确且被广泛接受的表述为:GIS是一个能用于进行有效的搜集、储存、更新、处理、分析和显示所有形式之地理信息的计算机硬件、软件、地理数据和有关人员 (用户) 的有机集合。由此定义可知, GIS是一种工具, 但不仅仅是一个制作地图的工具, 虽然它可以按不同的比例尺、用不同的颜色绘制地图。在GIS当中, 计算机硬件部分是骨架, 没有硬件, 其它部分就无从依附;GIS的软件部分是其精髓, 没有软件, 就不成其为GIS;地理数据则如血液一样, 没有了地理数据, 地理信息系统就成了空壳;而对用户来说, 当他能熟练地选择和使用GIS工具盒中的工具进行复杂的分析工作 (如空间分析和模拟预测等) 、并且熟悉与所用的数据有关的知识时, 才能视为GIS的一部分。

2 GIS的主要应用

1) 环境保护与管理。主要用GIS建立环境模型和环境信息系统, 对环境的变化及发展趋势进行预报分析, 同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。此外, GIS技术也已被用来建立植物种类与栖息地及环境因素有关的信息系统中。

2) 社会调查与统计分析。GIS在国外已被广泛的应用到人口学、选举、人文地理等方面, 我国也已开始开展这方面的研究和应用工作。

3) 城市基础设施管理。城市基础设施主要是指城市地下管道 (包括自来水、污水排放、煤气等管道) 、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性, 建立基于GIS的信息系统能够提高对这些设施的管理水平, 同时能够极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率, 从而产生巨大的经济效益和社会效益。

4) 土地信息系统的建立。GIS最早是从土地信息系统LIS建立的过程中发展起来的, 而大量高质量GIS软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。目前基于GIS软件平台的土地信息系统无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。

5) GIS在其它领域的应用。GIS已被广泛地应用到一些其它领域:城市规划、房地产开发及物业管理、商业开发与购物中心设置、资源调查、灾害预报与灾后评估、金融机构与投资分析、地质普查、采矿等。

3 GIS的发展趋势

GIS是为解决资源与环境等全球性问题而发展起来的技术与产业。近些年来, 随着计算机软硬件技术、数据库技术、网络技术、多媒体等技术的迅速发展, GIS的发展出现了新的特点, 主要有如下几方面:

1) 5S集成。所谓5S集成 (地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS、数字摄影测量系统DPS、专家系统ES) 的集成, 使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合, 成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具, 使GIS广泛用于交通、环保规划、公安侦破、车船自动驾驶、大田农作物因地施肥、科学耕种和海上捕鱼等。5S是泛指多个系统。我们就可以将GIS与其它可以结合的任何学科进行集成研究, 输出方式更直观, 以满足人们生产、生活的各种需求, 使人们可以合理利用资源、保护环境, 实现人类可持续性发展。事实上, GIS己涉及到社会科学、自然科学的许多领域。

2) 共享开放式GIS。随着GIS应用范围的进一步扩大及网络技术的进一步提高, 在大力发展资源共享的信息时代, 建立面向用户的、资源共享的开放式GIS已是大势所趋。从GIS发展的历程来看, GIS每一次大的发展都与计算机发展水平有关, 今后仍将是这样。如今计算机网络的兴起和迅速发展, 信息高速公路的建设, 为GIS的新发展奠定了坚实的基础。目前, 越来越多的GIS软件商和地理数据库建设单位都将他们的产品和服务送入Internet, 越来越多的用户通过WWW、FTP等服务器从网上查询他们所需的GIS数据、GIS软件等信息服务。

3) 与CAD的集成。GIS与CAD软件在功能和应用上均有差别:CAD软件主要用于绘制范围广泛的技术图形, 图形功能极强, 但对非图形数据的管理功能较弱;GIS是存储、管理与分析空间数据的有效工具与技术系统, 其中的数据包括图形数据和属性数据。很长一段时间内, 二者各自沿着不同的方向发展。当前的发展趋势是CAD与GIS技术交织在一起, 相互结合、相互补充, 创造下一代功能更强的GIS。

4) 与虚拟环境的融合。虚拟环境 (Virtual Environm e nt) 是指靠计算机系统建立的一种仿真数字环境, 通过计算机将数字转换成图像、声音和触摸感受, 从而为人们提供一个逼真的模拟环境, 用户可通过人的自然技能来与此环境进行沟通、对话。目前, 图形图像的立体显示已成功地融入数字摄影测量系统 (DPS) 中, DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体, 我们可以通过GIS的输出系统用多媒体的全息方式来体味这种全新的技术。

5) 组件式GIS的研究。建立一个组件式地球村GIS数据平台, 是一项提升人类共享信息的历史使命, 也应该是全世界相关技术人员, 协同完成的一项庞大的人类使命性技术工程。世界各地的相关技术人员都可以借助平台的特定入口, 参与GIS的建设, 完善数据库, 建立丰富的元件库。形成一定规模后, 用户可根据需要拼装调用。这种组件式的GIS的各元件或数据, 应该是分布式的存贮, 可通过分布式对象管理系统进行管理。

6) 军事地理信息系统 (MGIS) 将充实我军数字化决策平台。地理信息系统的发展, 促进了其在军事领域的研究和开发。将GIS技术应用于军事上, 就发展成为军事地理信息系统 (MGIS) 。因此, MGIS是在计算机硬件支持下, 运用系统工程和信息科学的理论和方法, 综合地、动态地获取、存储、管理和分析军事地理环境信息, 并服务于陆海空三军合成作战指挥自动化、战场数字化建设和军事决策支持的军事空间信息系统。

4 结语

地理信息系统 (GIS) 是随着计算机技术的发展而形成的一门新兴技术, 并成为一种主要的信息产业, 它极大地推动了计算机的普及与应用。随着信息技术, 尤其是计算机技术以及GIS理论、技术、应用深度的不断深入和扩大, GIS正处于迅捷的发展之中。此外, MGIS也将会借我军战场数字化建设的东风, 得到相应快速的发展, 一定会在未来的信息化战场上发挥重要的作用。总之, 地理信息系统 (GIS) 将会在人类发展进程中, 在众多领域发挥越来越大的作用。

参考文献

[1]毛峰等.地理信息系统建库技术及其应用[M].科学出版社, 1999.