gis应用系统实现技术的简单介绍

GIS技术在工程建设应用？

1GIS在水利水电工程建设中的应用

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1.1GIS在防洪工作中的应用GIS可以在洪涝灾害、雨情和险情时提供及时的信息，并及时对信息进行储存和管理，对数据进行分析，然后发出预警，提供防灾的决策和支持，进行灾情的数据评估，拟定出救灾的线路，对灾区的降雨量进行预测和分析。

1.2GIS在水资源环境保护方面的应用在水资源的保护方面，GIS首先可以对水资源和周围的生态环境进行监测，对周围生态环境的变化进行分析，然后进行数据总结，对水资源进行管理，对已经污染的水资源发出预警。

1.3GIS促进水土的保持GIS进行土壤侵蚀程度的分析，对土壤的侵蚀状况进行调查和分析，对侵蚀的程度进行评估，便于对侵蚀严重的土壤进行保护。

1.4GIS在对河道口的监测作用GIS实现对河道口的泥沙淤积状况进行监测的功能，实现对淤积的位置定位，有助于施工人员及时地进行淤泥的清除，保障了河道的通畅。

1.5GIS对水环境的检测作用GIS可以对水的质量进行监测，对水环境进行有效管理，有效地防止了水体的污染。

1.6GIS对水电水利工程的监测和管理作用GIS在水利水电工程的选址方面起到重要的作用，其定位作用可以进行地环境容量调查，对梯级开发的淹没程度进行调查，对大型水利工程的防洪进行规划和管理。

1.7GIS在水利水电的动态演示系统的应用

1.7.1实现对工程环境进行虚拟设定GIS应用立体的动画技术，在计算机内虚拟绘制整个水利水电工程的框架，这个框架在各个角度都可以进行观察，可以观察到工程的整个面貌，也可以对工程的内部结构进行观察。在动画中，施工者可以看到引水洞、母线洞等内部结构，帮助施工者进行数据分析，便于对整个施工过程进行掌控。GIS还可以将工程周围的地形进行勘测，施工人员掌握周围的地形，在施工过程中因地制宜。

1.7.2地下洞室的形象进度在施工过程中，地下洞室的施工在GIS的运作下，可以呈现动态的展示，并且GIS对施工的过程记录得非常详细，施工人员可以看到任何时间段的施工，可以看到施工的细节，也可以看到施工的全貌。

1.7.3GIS可以监测到单向洞的开挖过程和开挖顺序等在施工过程中，GIS利用导航和定位作用，可以进行单向洞开挖顺序的设计，并准确记录单向洞开挖的过程。

2GPS技术在水利水电工程中的应用

2.1GPS技术可以探究区域构造的稳定性由于遥感技术可以提供大量的地质构造信息，因此，我们通过遥感就可以观察到一个区域的地貌特征、湿度状况和地形形态特征，可以探究区域的构造，对判断周围地区的构造是否稳定有着极大的作用。

2.2GPS技术可以对泥石流、滑坡进行预防在大型的水利水电工程区经常出现泥石流、滑坡等严重灾害，遥感技术可以利用航卫片或彩虹出片对地质进行勘测，当泥石流要发生时，可以及时的发出预警，避免人员的伤亡和财产的损失。

2.3遥感技术可以进行岩溶分析在水利水电工程施工过程中，可以利用红外影像进行岩溶和水文地质的监测，红外影像可以很好的判断各种地貌的现象，判断施工区域内有没有地下水。

2.4GPS技术可以促进水土的保持在水利水电工程施工区域，水土的保持是很重要的，施工地区环境脆弱，容易发生水土流失和泥石流等灾害，因此，遥感技术利用其定位和监测技术划定出生态脆弱的区域，然后发出预警，呼吁人们进行区域内的水土保持工作。

3结束语

现在，水利水电工程正在蓬勃发展，信息自动化技术广泛应用于水利水电工程的施工中，提高了施工效率，增强了施工的安全性。随着大型的水利水电工程的实施，信息自动化装置系统的应用将是大势所趋，符合水利水电系统管理的实时、快速化特点。信息自动化技术为水利水电工程的施工提供了技术上的支持，促进工程的实施和发展。

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GIS主要包括那几种类型的技术？

地理信息技术主要包括三种类型：

遥感（RS）,具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测。

全球卫星导航系统（GNSS）,它利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。主要由卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和信号接收系统（用户部分）三部分组成，能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，适用于陆地、海洋、航空和航天，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。目前，全球卫星导航系统有美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统、欧洲的伽利略卫星导航系统和我国的北斗卫星导航系统(BDS)。

地理信息系统（GIS），是对地理数据进行输人、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统，利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可以根据不同目的对相关数据进行叠加分析。

GIS技术的发展趋势

GIS在资源环境领域的应用方兴未艾，从技术、地理信息、经济社会的需求等方面分析，在该领域有以下趋势及建议：

应用软件数据端口应有专门化，专业化方向发展，在同类型同方向的GIS数据交流共享方向提供适当的方便，以解决GIS数据来源和数据质量难以保证的问题。

结合国家信息化推进工作，以电子政务相关工程为基础，推动GIS在资源环境管理中的推广应用。

信息化建设已成为我国各级 *** 及企业的重要任务，GIS在以资源、能源、生产、资金等空间综合配置、优化组合为目的的信息化建设中，可以发挥应有的作用；结合相应的应用工程，推动GIS的发展；

应用往专业化方向发展，功能由通用管理功能转向资源评估、监督、跟踪分析等专业功能方向发展。

随着经济社会的发展，经济社会与资源环境之间的各方面的矛盾及问题逐渐暴露出来，这些问题在时间和空间上具有诸多的关联性，分析这些问题、提出合理的解决方案建议，需要功能更专业化的GIS软件系统支持；

支持多源、多尺度、多类型集成应用的软件平台工具的开发应用。

信息获取技术的快速发展和多源化趋势，要求资源环境方面的GIS应能够接收、处理及分析多种来源、多尺度的地理信息；

促进3S技术集成应用，推动专业技术及软件的发展，全球定位系统、遥感技术与GIS的集成应用已成为GIS软件发展的趋势之一，而这种应用的发展是在应用推动的基础上建立的，针对特定的应用领域的集成化的GIS将成为资源环境领域GIS的发展方向，也是系统与业务结合的需要；

开展专业应用系统开发建设，结合资源环境各领域的需求，开发多种专业化的GIS，如针对性生态保护区、生态功能区、地下水、生物资源等领域的专业性GIS软件与管理系统。

国内GIS现状和对策

地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。

GIS的发展可分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，20世纪60年代世界上第一个GIS系统由加拿大测量学家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然资源的管理和规划；第二个阶段是发展巩固阶段，20世纪70年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，促进了GIS朝实用的方向发展，不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制，如美国、英国、德国、瑞典和日本等国对GIS的研究都投入了大量的人力、物力和财力；第三个阶段是推广应用阶段，20世纪80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批GIS软件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四个阶段是蓬勃发展阶段，20世纪90年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS成为确定性的产业，并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅猛。

我国GIS的发展可分为三个阶段。

第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。

机械制图和遥感应用，为GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。

第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节，对GIS进行了理论探索和区域性的实验研究。

第三个阶段从1986年到2013年，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。

GIS研究逐步与国民经济建设和社会生活需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。

主要表现在四个方面：（1）制定了国家地理信息系统规范，解决信息共享和系统兼容问题，为全国地理信息系统的建立做准备。

（2）应用型GIS发展迅速。

（3）在引进的基础上扩充和研制了一批软件。

（4）开始出版有关地理信息系统理论、技术和应用等方面的书籍，设立了地理信息系统专业，培养了大批人才，并积极开展国际合作，参与全球性地理信息系统的讨论和实验。

在科技部等国家有关部门的大力组织和支持下，国产GIS基础软件开发工作取得了重要进展，出现了一批GIS高技术企业，开发出了较为成熟的国产GIS软件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的产业规模。

这些国产GIS软件以较高的性价比，打破了国外GIS软件对我国市场的垄断，有力促进了我国地理信息系统技术的发展。

这些年，GIS技术在我国得到了广泛应用，其应用面从传统的城市规划、土地利用、测绘、环境保护、电力、电信、减灾防灾等领域渗透到矿产资源调查、海洋资源调查与管理等各方面，取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。

当前，国家有关部门正逐步将GIS嵌入到电子政务系统中。

随着计算机和信息技术的快速发展，GIS技术得到了迅猛的发展。

GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。

“大型化”体现在系统和数据规模两个方面；“社会化”则要求GIS要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，简言之就是“开放数据”、“简化操作”，“面向服务”，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。

下面我们从地理信息系统技术角度来讨论和分析当前GIS的相关技术及其发展趋势。

1.1 空间信息的获取、处理与交换地理空间数据是GIS的血液，构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程，它包括：数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。

GIS处理的数据对象是空间对象，有很强的时空特性，获取数据的手段及数据的形式也复杂多样。

获取数据的基本方式有：野外全站仪平板测量、GPS测量、室内地图扫描数字化、数字摄影测量、从遥感影像进行目标测量和数据转换等。

这些获取技术已基本成熟。

同时，空间数据也具有很强的时效性，不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护，空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础。

空间数据维护往往涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量数据，提供有效的空间数据编辑更新手段是当前亟待解决的一个重要课题。

基于上述信息获取技术，在过去的二十年间，国家有关部委和行业部门已经积累了大量原始数字化数据和相应资料，建立了1100多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图等。

国家测绘局已经完成了全国l：100万、 1：25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设，并启动了全国l：5万，部分省份1：1万基础地理空间数据库的建设。

这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用，进而产生了大量的GIS数据。

但由于地理信息系统软件大多采用不同的空间数据模型，以及它们在地理实体上的认识差异，使得所积累的数据难以转换和共享（即使能够数据转换，也会产生信息的丢失），从而形成一个个新的数据孤岛。

制订数据交换的格式标准已成为大家的共识。

一些国家和组织已经在进行这方面的工作，并定义了一些数据交换标准，如SDTS，OpenGIS联盟制订的GML，另外一些公认的数据格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐渐成为数据交换的事实标准。

我国也在“九五”期间制定了地球空间数据转换标准。

但是由于人们对空间信息认识和研究成果的制约，还没有一个统一的地理数据模型，因此建立实用的数据交换格式和信息标准将是一个长期、复杂过程。

1.2 空间数据的管理空间数据的管理涉及到二个方面的内容：空间数据模型和空间数据库。

空间数据模型刻画了现实世界中空间实体及其相互间的联系，它为空间数据的组织和空间数据库的设计提供了基本的方法。

因此，空间数据模型的研究对设计空间数据库和发展新一代GIS系统起着举足轻重的作用。

在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个，即基于对象(要素)(Feature)的模型、场(Field)模型以及网络(Network)模型。

GIS基础软件平台的研制和应用系统的设计开发一直沿用这三种空间数据模型，但这些模型在空间实体间的相互关系及其时空变化的描述与表达、数据组织、空间分析等方面均有较大的局限性，难以满足新一代GIS基础软件平台和应用系统发展的要求。

主要表现为：（1） 仅能表达空间点、线、面目标间极为有限的简单拓扑关系，且这些拓扑关系的生成与维护耗时费力；（2） 难以有效地表达现实三维空间实体及其相互关系；（3） 适于记录和表达某一时刻空间实体性状及相互间关系静态分布，难以有效地描述和表达空间实体及其相互间关系的时空变化；（4） 没有考虑异地、异构、异质空间数据的互操作和分布式“对象”处理等问题。

针对上述不足，时空数据模型、三维数据模型、分布式空间数据管理、GIS设计的CASE工具等研究已成为当前国际上GIS空间数据模型研究的学术前沿。