第一篇：GIS在廣州傳統宗教信仰場所與城市形態研究中的應用探索

GIS在廣州傳統宗教信仰場所與城市形態研

究中的應用探索

湯眾1 何韶穎2

（1．同濟大學，湯眾,200092 2.廣東工業大學，廣州 510006）

摘要：本文嘗試應用GIS來輔助研究廣州傳統宗教信仰場所和城市形態的關系，為保護歷史文化城市提供幫助。城市精神信仰場所承擔著維護社會關系的功能，其選址、規模、與周邊社區的關系，乃至其使用方式、興衰演變等都反映了城市內部深層的社會現實，并影響著城市空間形態的發展。通過這樣的研究希望能有助于全面認識城市形態，為傳統精神信仰場所及其周邊歷史街區的認知和評估提供有力的依據。關鍵詞：GIS 城市形態 精神信仰 場所；

Application & Exploration of GIS in Research on Traditional Religious Sites and Urban Morphology in

Guangzhou

Tang ZhongHe Shao Ying1

(1.Tongji University , Shanghai 200092，2.Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006)

Abstract: Venues of urban spiritual belief undertake the responsibility for the maintenance of society.The site selection, scale, relationship with surrounding community, and even the usage and development of such venues reflect deep-seated inner social realities of the cities, and also influence the development of urban spatial morphology.The research provides strong basis for the cognition and evaluation of a venue for traditional spiritual belief and the venue’s surrounding historical districts.It serves as theoretical reference for analysis and in respond to the transformation of venues for traditional spiritual belief at the present time.It also provides reference for building a modern urban spiritual space.This article aims to help protect historical cultural cities, by studying the relationship between venues of traditional religion and urban morphology in Guangzhou in aid of GIS.Key Words: GIS, urban morphology, spiritual belief，venue;城市形態與城市精神信仰場所

城市形態是指一個城市的全面實體組成，或實體環境以及各類活動的空間結構和形成。作為一個多學科綜合的研究方向，城市形態研究主要關注各種作用力下城市的物質構成特征及其演變機制。作為認知城市物質形態及人文內涵的有效理論工具，城市形態研究可為城市的歷史保護和發展提供基本決策依據。

城市精神信仰場所，是指城市中為了滿足人們精神信仰生活的需要所設立的相應活動場所，包括各類制度性宗教場所，以及各類民間信仰場所。這眾多的精神信仰場所，承擔著維護社會關系的功能，從家庭祈福、社區護佑、行業保護、到維持社會道德秩序等，面面俱到。它們的選址、規模、與周邊社區的關系，乃至其使用方式、興衰演變等都反映了城市內部深 層的社會現實，并影響著城市空間形態的發展。將精神信仰場所放在城市形態架構中認識，可以透徹理解城市形態發展的綜合動力因素。

廣州地處百越雜處的嶺南地區，不但民間精神信仰繁多，佛教等外來宗教也率先在此扎下根基并進而向中原擴展，因而不同歷史時期都遺留了眾多宗教信仰場所。這些場所是廣州社會生活的重要載體，在各個層面上對廣州城市形態及城市生活發生深遠影響。

因此，如果能夠通過考察廣州傳統宗教信仰場所自身的空間形態及其隱含的人文內涵，揭示其在城市社會生活中所承擔的多功能作用，展示其與城市形態的關系模式，以加強對城市形態的全面認識，為城市歷史街區的認知和評估提供有力的參考和借鑒；就可以在此基礎上，探討如何更好地保護這些傳統宗教信仰場所。

通過這樣的研究希望能有助于全面認識城市形態，為傳統精神信仰場所及其周邊歷史街區的認知和評估提供有力的依據。此外，研究成果還可以為傳統精神信仰場所在當代轉型中的分析與應對等工作提供理論的參考，為塑造現代城市精神空間提供借鑒。城市形態與城市精神信仰場所研究關鍵屬性信息

在現代城市規劃與設計中，GIS的應用正逐漸成熟和普及。而在城市形態研究與城市歷史保護中，如何應用GIS尚處于探索階段。利用GIS技術，可以對城市歷史形態的各類信息進行采集挖掘、分析處理、存儲、管理，并可通過網絡公開發布發表讓公眾了解和評判。同時，數字化的城市歷史信息可以大量復制、傳播并能以多種形式保存和發布，還可用于歷史街區建筑風貌的管理與監測，從而使城市形態的研究更為科學和高效，為城市的歷史保護工作提供現代技術支持。以下將以廣州的傳統宗教信仰場所與城市形態的研究為例，探討如何應用現有的信息技術，構建一個較為完整的廣州傳統宗教信仰場所GIS綜合信息數據庫，為廣州的傳統宗教信仰場所與城市形態的研究提供幫助，也為城市歷史街區和歷史場所的保護提供必要的依據。

城市精神信仰場所由于歷史悠久又具有深厚文化內涵，因此包含著大量的信息，也正是這些信息的存續使得這些場所至今依然具有很高的綜合價值。這些信息十分繁復，首先需要在分析廣州傳統宗教信仰場所與城市形態的研究的需求之后選擇確定關鍵的屬性信息來建立數據庫。

2.1 廣州傳統宗教信仰場所中的關鍵屬性信息

廣州傳統宗教信仰場所紛繁復雜，在本研究中大致將其劃分為三大類：原始的基礎信息、與其相關的事件信息及如今的現實狀態信息。

2.1.1 基礎信息

廣州傳統宗教信仰場所的基礎信息是指其最為基本的一些資料，包括宗教信仰、場所及其這些場所的時空信息等。具體包括：信仰名稱、信仰功能、祭祀種類、場所名稱、場所的基本時間信息、場所的基本空間信息、場所的規模、場所的其他文本信息、場所的圖像信息。

2.1.2 事件信息

宗教信仰場所相關的事件信息，除了影響宗教信仰場所本身物質形態的事件，還有歷史上與宗教信仰場所相關的重要社會事件，以及這些場所所承載的豐富城市生活，此外還包括相關的基礎研究、專題研究和學術交流。這些事件信息是研究宗教信仰場所歷史變遷的重要依據，是研究城市形態與城市歷史文化的重要組成部分。

宗教信仰場所相關的很多事件都對城市形態有影響，甚至會影響到整個城市的發展，因此有必要通過建立數據庫進行記錄和分析。事件信息具體將包括：事件名稱、事件時間、事件地點、事件描述。

2.1.3 現狀信息

廣州的傳統宗教信仰場所在漫長的城市歷史發展過程中不斷地發生著變化。不同的時期這些場所都會呈現不同的狀態。有時中興、有時衰落。近年城市的發展非常急劇，舊城區的城市形態受到極大的沖擊。老城區中的大多數宗教信仰場所都面臨很多困境，如拆遷、傳統街區肌理的打破、周邊商業或房地產項目的侵入等等。這些場所的現狀也影響著現在和未來的城市形態。因此紀錄這些場所的現狀對于研究城市發展當前所面臨的問題和探索解決這些問題的方法都是很有意義的。

場所現狀中的基礎信息前面已經羅列過，這里主要是要再增加：管理現狀、使用現狀、維護現狀、環境現狀

2.2 城市形態中的關鍵屬性信息

城市形態包括城市區域內城市布點形式、城市用地的外部幾何形態、城市內各種功能地域分異格局、城市建筑空間組織和面貌、以及城市的社會、文化等各無形要素的空間分布形式等。城市由基本空間元素組成，它們構成了不同的開放與圍合空間和各種交通走廊等，空間形態研究從不同規模層次分析城市的基礎幾何元素，其目的是試圖描述和定量化這些基本元素和它們之間的關系。

廣州二千年來城市中心的位置, 城市格局基本沒有變化。非常適合作為城市形態研究的對象。可以綜合考古、地質和歷史文獻資料獲得廣州各個歷史時期的城市形態關鍵屬性信息。作為城市形態研究，以下將根據廣州的城市形態從山林水系和道路地塊等城市要素兩個方面分析將納入地理信息系統GIS的相關的關鍵屬性信息。

2.2.1 山林水系

廣州是一個獨特的山水城市, “十里青山半入城, 六脈渠水皆通海”是對古城空間形態的形象概括。古代的宗教信仰場所往往會在山中隱約，近現代的宗教信仰場所又隨著口岸開放在水邊人眾聚集。在廣州城市形態研究中“山”和“水”是非常重要的因素。

山林的存在也要求了其地理信息系統GIS就不能只停留在二維平面地圖之上而是要建立起三維的立體模型。而每個時期湖泊河流都會發生很大變化，因此這些與城市相關的每個水體元素都必須附帶有時間信息。2.2.2 城市要素

凱文?林奇（Kevin Lynch）在其經典名篇《城市意象》（The image of the city）一書歸納出城市的五個要素：道路、邊界、節點、地標、區域。以下結合廣州城具體分析這些要素。

廣州城市歷史漫長，具體道路的位置和名稱也一直在變化中，要尋找出在各個歷史時期基本保持拓撲關系的道路以便于跨時代地分析被這些道路限定的宗教信仰場所。道路會新建、消失、重建，因此道路也必須附帶有類似場所的時間信息。

廣州還政府機構集中地與居民區之間、不同行業聚集區之間、近代外國人與中國人活動區域之間、外國不同國家或民族活動區域之間都存在著邊界。這些邊界有時雖然沒有明顯的構筑物，但是卻很明顯地存在并影響城市的形態。

有一些區域則是模糊的，例如珠江沿岸、越秀山腳這類區域；還有與宗教信仰場所密切相關的該場所的影響區域。

節點現實中可以是廣場，或是以某種方式擴展了的線性形狀。古代廣州并沒有現代城市意義的廣場，不過依然有開放空間，如宗教信仰場所入口前。此外，還有城門、碼頭、關閘等也是城市節點。

廣州很多的傳統宗教信仰場所的主體或高聳的建筑往往就是當時城市的地標，例如懷圣寺的光塔。在古代重要的官方或軍事機構也會成為地標。近代廣州口岸開 放，外國政府或商業機構設置的一些場所也成為城市的地標。還有一些風水原因設置的重要建筑物也是廣州的重要地標，例如越秀山上的鎮海樓和珠江口的三塔。城市形態時空再現

3.1 二維的城市歷史地圖繪制

城市形態最終還是需要以幾何圖形的方式作為表現基礎。不過由于城市形態研究不是城市規劃設計，因此圖形的精度就不需要非常準確，關鍵是要把握好總體的拓撲關系。以下簡單介紹一下二維的城市歷史地圖繪制中需要注意的一些方面。

3.1.1 基礎數據來源

廣州是一個歷史非常悠久的城市，其位置自建立之后兩千多年來一直沒有改變過。因此現在的基礎地理數據依然可以作為基本的參照，特別是白云山、越秀山是廣州城址的重要參考。

早在明朝永樂年初編撰的《永樂大典》（公元1408年）就有比較詳細的廣州地圖，雖然地理比例并不精確，但是拓撲關系十分明確，城市五要素基本具備。到了清朝開始有洋人繪制更為精確的廣州城市地圖。例如乾隆十五年（公元1750年）繪制的《廣州市圖》就已經有較為精確的比例關系。而到了清朝末年鴉片戰爭時期已經有非常精確的地圖可以為軍事行動中所使用，如咸豐七年（公元1857年）第二次鴉片戰爭時的《英法進攻廣州示意圖》。

以上明清的地圖已經可以為城市形態研究提供非常珍貴的信息，再結合各時期的府志等相關文字材料就可以繪制包含各個時期廣州傳統宗教信仰場所和城市要素的地圖。

3.1.2 繪制方法與標準

具體繪制用于城市形態研究的GIS地圖可以以現代廣州地圖為基礎，簡化抽象出相關的重要城市要素，保留現存的傳統宗教信仰場所相關信息。然后再根據史料繪制更為早期的城市地圖。對于拓撲關系不變的元素則保留現代這些元素的位置但要賦予更多相關的歷史信息；而對于完全變化的元素則根據現有元素的相對位置進行增減同時也賦予其歷史信息。

3.1.3 圖形格式

地理信息系統GIS軟件很多，目前國際上主流的是ESRI公司的ArcGIS軟件。GIS軟件也有繪制地圖的功能，不過對于建筑學背景的學者可以先用比較熟悉的CAD軟件（例如AutoCAD）繪制矢量圖，然后轉化數據到專業的GIS軟件中。

3.2 三維的城市歷史空間模型建立

之前介紹廣州是個山水城市，山體在廣州市的城市形態中占據非常重要地位。因此如果需要更為形象地表現廣州的城市形態，最好就是能夠建立三維的城市空間模型。

目前三維技術已經從早期3DS制作的靜態效果圖發展到了可以交互瀏覽的虛擬現實（Virtual Reality虛擬實境）。不過目前三維GIS還沒有非常成熟的平臺，需要在原來3DS模型基礎之上開發軟件將更多的關鍵屬性信息鏈接到場景中的三維模型上。

盡管現在三維GIS還在起步階段，但是如果在收集地理數據的時候就注意其三維信息，并建立三維模型，對于GIS數據的可視化分析和表現是很有用處的。例如在城市形態研究中要分析地標對周圍的影響，那么地標的高度信息與周圍環境的高度變化就非常重要。廣州懷圣寺光塔始建于唐朝在當時屬于超高層建筑，其對當時城市形態的影響相比于現在高樓林立的廣州城是完全不同的。廣州傳統宗教信仰場所關鍵屬性信息與城市形態時空信息結合

在前面所述的廣州傳統宗教信仰場所和城市形態中的關鍵屬性信息包括了文本、圖像、幾何、地理等多種形式的信息，這就需要應用GIS地理信息系統將這些信息有機的結合在一起。GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等，可產生常規方法難以獲得的重要信息。

建立GIS系統時繪制矢量地圖甚至建立三維模型對于建筑學背景的研究人員并不難，但是很多文本形式的屬性信息卻需要考慮數據的規范性。地理信息系統都采用關系數據庫，通常的關系數據庫管理系統(RDBMS)都提供數據庫查詢語言SQL(Structured Query Language)結構化查詢語言，是一種數據庫查詢和程序設計語言，用于存取數據以及查詢、更新和管理關系數據庫系統。由于GIS中各類宗教信仰場所和城市要素的屬性不同，描述他們的屬性項及值域亦不同，所以要注意規范這些屬性項并定義好數據結構。

以宗教信仰場所關鍵屬性中的信仰名稱和信仰功能為例。同樣是信仰上帝就有天主教、東正教、新教，而新教又被稱基督教。而民間信仰更是五花八門，名稱和崇拜祭祀的對象眾多，需要加以辨別和規范。在數據結構上，同樣的信仰會有不同的功能，而同樣的功能又會有不同的信仰，因此兩者之間多對多的關系就需要另外專門建立聯接表，它將多對多關系劃分為兩個一對多關系。宗教信仰場所與城市歷史形態的空間分析

作為GIS的核心部分之一，空間信息分析在地理數據的應用中發揮著舉足輕重的作用。這也是應用GIS最有意義的地方。通過空間查詢與空間分析得出研究結論，是應用GIS的出發點和歸宿。在GIS中這屬于專業性，高層次的功能。與制圖和數據庫組織不同，空間分析很少能夠規范化，這是一個復雜的處理過程，需要懂得如何應用GIS目標之間的內在空間聯系并結合各自的數學模型和理論來制定規劃和決策。由于它的復雜性，目前的GIS在這方面的功能還需要具體研究人員參與開發出滿足特定需求的功能。在廣州傳統宗教信仰場所與城市形態研究中可能的功能包括：宗教信仰場所的空間定位搜索、查詢和統計功能、宗教信仰場所與城市要素的空間幾何拓撲關系分析、宗教信仰場所的圖一：GIS空間分析

緩沖區分析、宗教信仰場所的疊加分析。

以上這些空間分析功能是GIS的基本功能，空間信息分析的內涵極為豐富，要應用好GIS的空間分析可以發現很多隱藏在各種復雜信息中的規律，如廣州傳統宗教信仰場所的選址特征、歷史演變、內部空間形態特征、及其與社區空間形態的關系等（如圖一）。

6．結語

GIS應用范圍及其廣泛，在城市規劃和設計中已經有很多成熟的應用，在各種城市問題的研究中也多有應用。探索在研究城市精神信仰場所與城市形態關系中應用GIS的工作才剛剛起步。在建立GIS時分析需要采集和處理的各種信息以及明確這些信息之間相互的關系是非常重要的準備工作。操作GIS軟件需要經過專業的學習，還需要具備計算機編程的能力，不是所有具體研究歷史建筑保護和城市某方面問題的人員很快就能掌握的。但是只要能夠了解GIS的基本原理，就可以與熟悉GIS軟件開發的技術人員合作并指導GIS在對應的研究領域的開發和應用。

參考文獻

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[4] 宋小東

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科學出版社 2004 [5] 湯國安、趙牡丹

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第二篇：GIS在林業中應用

GIS在林業中的應用

摘要: 在概述地理信息系統(GIS)的概念、功能、應用領域的基礎上, 對GIS 在林業中多方面的應用現狀進行了綜述, 并對GIS 在林業中的應用前景進行了探討, 指出地理信息系統在林業上應用研究的重要性。

關鍵詞: 地理信息系統;林業;應用現狀;前景

背景：林業具有用地廣闊、生產周期長, 其所涉及的森林系統結構復雜, 森林資源附于地表等特點。而85%以上的森林管理決策與其空間位置有關, 采用傳統方法制定管理決策, 缺乏直觀性和決策過程的可視化, 給經營管理帶來許多困難。而GIS能快速準確地獲取多種組合形式的林業資源統計數據, 清晰直觀地表現數據之間的聯系和發展趨勢, 實現數據可視化以及空間地理分析與實際應用的集成。以滿足森林資源管理和領導決策的需求, 進而可以利用GIS對林業資源質和量的變化進行動態監測與規劃;解決林業上長期以來經營粗放、信息技術落后的問題, 促進林業的經營管理走上可持續發展道路。

1.地理信息系統簡介

GIS 是Geographical Information System 的縮寫，即地理信息系統。地理信息系統是介于信息科學、空間科學和地球科學之間的交叉學科與新技術學科，對空間信息的管理與分析是它的優勢所在，它是一種兼容、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統，是分析和處理海量數據的通用技術。地理信息系統是以地理空間數據為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、模擬、分析和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。

地理信息系統是空間數據的管理系統，是空間數據和屬性數據的綜合體，其主要有以下特征：①空間定位特征：②多維結構特征③明顯的時序特征

地理信息系統大致可以分為 3 大類：①專題信息系統．它是具有優先目標和專業特點的地理信息系統，如水資源管理信息系統，礦產資源信息系統，水土流失信息系統等．②區域信息系統，主要以區域綜合研究和全面的信息服務為目標，按區域范圍大小可有不同的規模，如加拿大國家地理信息系統、中國黃河流域信息系統等．③地理信息系統工具庫，它是一組有圖形圖像數字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統基本功能的軟件包．地理信息系統的任務，就是對地球表層人文經濟、自然資源及 環境等多種信息進行綜合分析與管理． 2.森林資源信息管理

用GIS 的數字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表現資源的水平分布和垂直分布, 利用柵格數據的融合, 再分類和矢量圖的疊加, 區域和鄰邊分析等操作,產生各種地圖顯示和地理信息, 用于分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布。使用這些技術, 研究各樹種在一定范圍內的空間分布現狀與形式, 根據不同地理位置、立地條件、林種、樹種、交通狀況對現有資源實行全面規劃, 優化結構, 確定空間利用能力, 提高森林的商品 價值。各地、各林業局、各林場森林面積, 森林蓄積, 森林類型, 林種分布, 樹種結構, 林齡結構及變動情況等, 過去只能從森林資源檔案數據庫中了解情況, 應用地理信息系統可以做到圖上動態管理和監測, 從而可以做到更真實、更直觀地把握森林資源的狀況及變化。3.森林分類經營管理

利用地理信息系統, 可以做到以林班、林場、林業局、地區及全省為單位的森林分類經營管理, 能夠做到分類更為科學、更為客觀, 為各級領導及林業管理部門、生產部門提供可操作的森林分類經營方案及科學依據。4.天然林保護工程管理及封山育林

實施天然林保護工程,“兩類三劃分”必須要落實到可操作的地塊, 并可進行動態管理。只有利用地理信息系統才能真正做到科學經營管理, 否則很難將天然林保護工程各項工作落到實處。封育區域的確定涉及一些地理地貌和社會經濟及人為活動等因素。GIS 的分析設計可兼顧多種要素, 采用DTM和森林分布圖及專題圖疊加, 區劃出合理且更易實施的封育區域。

5.森林限額采伐管理

借助于GIS , 制定詳細的采伐計劃, 確定有關采伐的目的、地點、樹種、林種、面積、蓄積、采伐方式和更新措施。制定采伐計劃安排, 制作采伐圖表和更新設計。應用地理信息系統, 可以清楚地把握各地、各林業局及林場,乃至各林班、小班的森林資源狀況, 下達森林采伐限額指標可做到有的放矢。同時, 可以確定各小班的森林經營及采伐方式, 實現以小班為單位的動態經營管理。6.森林結構調整 用緩沖分析方法進行河岸防護林, 自然保護區, 林區防火隔離帶等公益林的規劃, 確定防護林的比例和相應的分布范圍。根據森林資源分布狀況和自然、社會經濟分布特點以及社會經濟需求進行空間屬性分析可以確定不同林種的布局。一方面根據森林資源可持續發展的需要利用地形地貌、立地條件分布特點林木生長各個階段的經濟和生態效益特點利用GIS 和相關的技術確定合理的齡組結構;另一方面指定相應的森林時序結構的調整方案并落實到具體的山頭地塊, 在大力造林、綠化、消滅荒山的同時, 按照齡組法調整齡組結構, 加速林木成熟, 使各齡組比重逐步趨向合理, 充分發揮林地的生產潛力。7.撫育間伐、速生豐產林培育及更新造林管理

利用GIS 強大的數據庫和模型庫功能, 檢索提取符合撫育間伐的小班, 制作撫育間伐圖并進行GIS的空間地理信息和林分狀況數據結合, 依據模型提供林分狀況數據如生產力、蓄積等值區劃和相關數據,據此可按林分生產力進行基地建設。GIS可通過分析提供森林立地類型圖表, 宜林地數據圖表, 適生優勢樹種和林種資料, 運用坡位、坡面分析,按坡度、坡向劃分的地貌類型結合立地類型選擇造林樹種和規劃林種, 指導科學造林。8.林業用地信息管理

林業土地變化包括林地類型和林地面積兩方面。GIS借助于地面調查或遙感圖像數據, 實現了地籍管理, 將資源變化情況落實到山頭地塊, 并利用強大的空間分析功能,可及時對森林資源時空序列、空間分布規律和動態變化過程做出反映, 為科學地監測林地資源的變化、林地增減原因、掌握征占林地的用途和林地資源消長提供了依據。我省林業用地約占全省國土面積的5119 % , 可開發利用的潛力很大。至今為止, 林業用地的管理還較為粗放。利用地

理信息系統, 可以做到有效地管理林業部;習的土地資源,實現對林業用地的權屬、利用情況及開發前景動態管理。

9.森林病蟲鼠害監測、控制、森林防火監測及動態管理

應用地理信息系統, 可以實現對森林病害、蟲害、鼠害發生規律、分布狀況及控制程度動態監測及跟蹤管理,能夠克服工作的盲臥險和被動性, 做到心中有數, 防治工作及時。可通過建立應用地理信息系統, 對省、地、縣森林防火系統進行動態監測和管理。國家林業局林業規劃院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系統。目前, 我省森林防火辦也著手構建全省森林防火GIS 系統。該系統的

建立, 必將會大大提高我省的森林防火現代化管理水平,并產生巨大社會效益和經濟效益。10.林權管理 權屬分國家、集體、個人三種形式, 不同權屬的森林實行“誰管誰有”的原則, 大部分權屬明確, 產權清晰,界線分明, 標志明顯, 山林權與實地、圖面相符, 少數地方界線難以確定, 可用鄰邊分析暫定未定界區域。從而減少或避免各種林權糾紛。

應用前景：

一方面,GIS在林業學科中的應用促進了學科的知識創新和理論深化研究, 促成了各學科間的相互聯系, 極大地推動了林業系統科學及其分支學科的發展。另外, 隨著新分支學科的建立, GIS應用越來越廣泛。如有的學者提出利用GIS建立植物轉基因飄流狀況的國家和省級地理信息系統。另一方面,各學科的不斷發展和深入反過來又需要GIS的不斷完善, 并為GIS提供實驗基地。如為了便于更科學合理地管理某一區域的自然資源, 就需解決GIS同GPS、RS以及與專家決策支持系統的耦合問題, 這將促進GIS技術的不斷完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成為一種必然的趨勢。“3S”的集成是一種利用各自的技術特點快速準確地提供所需信息的技術。基本是RS 提供最新的圖像信息, GPS提供精確的位置信息, GIS為圖像的存儲、處理、分析及應用提供技術手段。“3S”的應用可為林業生產管理和決策者快速地提供精確的信息。森林是農業的生態屏障, 也是陸地生態系統的主體。我國森林生態功能較弱, 林業生產技術總體水平較低, 對林業生產調控能力差, 再加上林業生產的高風險性、區域性, GIS技術的發展和應用為提高林業生產的調控能力, 實現林業現代化和因地、因時的科學化管理提供了技術支持。林業生態系統是一個極其復雜的系統, 對這一系統的監測、模擬和科學管理等復雜問題應用傳統的GIS是很難解決的, 因為這些問題需要大量的知識與經驗, GIS與專家系統結合而成的智能GIS, 并利用神經網絡模型將成為解決這些復雜問題的重要途徑, 目前這方面的研究已得到了重視。另外, 隨著網絡GIS、虛擬GIS、開發式GIS、真3維和時空4 維數據結構等這些GIS技術研究成果的推出和不斷完善, 林業作為GIS技術使用大戶, 必然會受到深遠的影響。

結束語：進入90 年代以來, GIS 正朝著分布式的、開放的、網絡化的、大眾化的、全球性的GIS 發展,被人們廣泛應用于各個領域, 產生了巨大的經濟和社會效益。當前, 我國已經提出了建設 數字林業 的概念, 是否建立和使用了先進的林業地理信息系統, 正在成為衡量當地林業管理水平的重要標志。隨著 3S 技術、網絡技術、計算機技術等現代信息技術的迅速發展, 極大地促進了林業資源經營、管理、利用的信息化、網絡化、數量化和模型化進程。目前, GIS 在我國林業上的應用還處于起步階段, 國內從事林業GIS 研究的人數不多;GIS 在林業上還主要應用在建立數據庫、數據庫查詢、空間疊加分析、緩沖區分析和成果顯示輸出等幾個方面。在林業GIS 基礎數據庫建設、林業通用GIS技術模塊、林業行業數據標準和林業GIS 海量數據支持等方面報道較少, 這需要廣大的林業工作者共同努力, 促進我國林業GIS 事業的快速向前發展

第三篇：gis在物流配送中的應用（精選）

GIS在物流配送中的應用

摘要：

高效、快捷的物流配送系統對企業，尤其對電子商務的發展至關重要[1]。本文在對兩者的融合進行了探討，并提出了基于GIS的物流配送系統解決方案，以實現對物流配送過程的全程管理。

關鍵詞：地理信息系統，物流，電子商務引言

物流是指計劃、執行與控制原材料或最終產品從產地到使用地點的實際流程，物流服務具體包括定單管理、運輸、倉儲、裝卸、送遞、報關、退貨處理、信息服務及增殖業務。顯然，貨物運輸路徑的選擇，倉庫地址的選擇等，都涉及到如何處理大量的空間數據與屬性數據而縮短物流時間，降低成本的問題，而地理信息系統（以下簡稱GIS）不僅具有對空間和屬性數據采集、輸入、編輯、存儲、管理、空間分析、查詢、輸出和顯示功能，而且可為系統用戶進行預測、監測、規劃管理和決策提供科學依據。可見，將其應用于物流配送系統中，可大大加強對物流過程的全面控制和管理，實現高效、高質的物流配送服務，本文分以下幾部分對GIS在物流配送中的應用進行探討。現代物流與GIS融合1）地理信息系統的發展

地理信息系統是集計算機科學、地理學、信息科學等學科為一體的新興邊緣科學，可作為應用于各領域的基礎平臺。這種集成是對信息的各種加工、處理過程的應用、融合和交叉滲透，并且實現各種信息的數字化的過程。

在GIS中，空間信息和屬性信息是不可分割的整體，它們分別描述地理實體的兩面，以地理實體為主線組織起來。空間信息還包括了空間要素之間的幾何關系，使GIS能夠支持一般管理信息系統所不能支持的空間查詢和空間分析，以便于制定規劃和決策。現在網絡地理信息系統（WebGIS）的興起更使其被越來越多的商業領域用來作為一種信息查詢和信息分析工具[3]，GIS技術本身也融入了這些商業領域的通用模型（如ARC/INFO的網絡分析模塊），因而GIS技術在各個商業領域的應用在深度上和廣度上不斷發展。事實上，凡是涉及到地理分布的領域都可以應用GIS技術。

2）物流的發展

隨著經濟全球化的發展，物流也向著現代化方向迅速發展。物流現代化不僅指物流手段(物流設施、設備等)和物流技術達到或接近世界先進水平，而且指物流管理(包括物流組織、物流計劃的編制、物流運輸方案的選擇、經濟指標的確定，等等)的科學化[4]。

現代物流作為一種先進的組織方式和管理技術，已經被認為是企業在降低物資消耗、提高勞動生產率以外重要的“第三利潤源”[5]，它通過降低流通費用，縮短流通時間，可以整合企業價值鏈、延伸企業的控制能力，加快企業資金周轉為企業創造新的利潤。

尤其在電子商務環境下，供應商必須全面、準確、動態地掌握散布在全國各個中轉倉庫、經銷商、零售商以及各種運輸環節之中的產品流動狀況，并以此制定生產和銷售計劃，及時調整市場策略。因此電子商務的發展更加推動了現代物流業迅速興起。

那么，把GIS技術融入到物流配送的過程中，就能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環節（如圖1），并對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設置、合理裝卸策略、運輸車輛的調度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現代物流的要求，才有助于物流配送企業有效地利用現有資源，降低消耗，提高效率。實際上，隨著電子商務、物流和GIS本身的發展，GIS技術將成為全程物流管理中不可缺少的組成部分。

圖1 物流配送過程基于GIS的物流配送系統設計

3.1 需求分析

如以某一城市中的物流配送過程為例，那么基于GIS的物流配送系統的需求主要集中在以下幾個方面：

1)、通過客戶提供的詳細地址字符串，確定客戶的地理位置和車輛路線；

2)、通過基于GIS的查詢、地圖表現的輔助決策，實現對車輛路線的合理編輯（如創建、刪除、修改）和客戶配送排序；

3)、用特定的地圖符號在地圖上表示客戶的地理位置，不同類型的客戶（如普通客戶和會員客戶，單位客戶和個人客戶等）采用不同的符號表示；

4)、通過GIS的查詢功能或在地圖上點擊地圖客戶符號，顯示此客戶符號的屬性信息，并可以編輯屬性；

5)、在地圖上查詢客戶的位置以及客戶周圍的環境以發現潛在客戶；

6)、通過業務系統調用GIS，以圖形的方式顯示業務系統的各種相關操作結果的數值信息；

7)、基于綜合評估模型和GIS的查詢，實現對配送區域的拆分、合并；

3.2 系統總體結構

設計基于GIS的物流配送系統，采用面向對象的空間數據模型和基于關系數據庫的空間數據庫來實現數據的無縫集成，空間數據索引采用基于改進R-Tree的空間數據索引結構，屬

性數據索引采用B+樹數據結構；網絡數據傳輸采用三層結構模型，并采用Java Applet進行開發，這樣與平臺無關又具有較好的安全性，使海量空間數據的存儲、分析和共享成為可能。系統網絡結構圖如下：

圖2 系統網絡結構圖

3.3 系統模型設計

由上述分析，基于GIS的物流配送系統應集成以下主要模型：設施定位模型、車輛路線模塊、配送區域劃分模型、分配集合模型、客戶配送排序模型。

1）設施定位模型。用于確定一個或多個設施的位置。在物流系統中，倉庫和運輸路線共同組成了物流網絡，倉庫處于網絡的節點上，節點決定著線路，如何根據供求的實際需要并結合經濟效益等原則，在既定區域內設立多少個倉庫，每個倉庫的位置，每個倉庫的規模，以及倉庫之間的物流關系等，運用此模型均能很容易地得到解決。

2）車輛路線模型。用于解決一個起始點、多個終點的貨物運輸中，如何降低物流作業費用，并保證服務質量的問題。

3）網絡物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題，也就是物流網點布局問題。如將貨物從N個倉庫運往到M個商店，每個商店都有固定的需求量，因此需要確定由哪個倉庫提貨送給那個商店，所耗的運輸代價最小。還包括決定使用多少輛車，每輛車的路線等。

4)配送區域劃分模型。根據各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務范圍和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設立X個分銷點，要求這些分銷點要覆蓋某一地區，而且要使每個分銷點的顧客數目大致相等。

5）空間查詢模型。如可以查詢以某一商業網點為圓心某半徑內配送點的數目，以此判斷哪一個配送中心距離最近，為安排配送做準備。系統功能實現

那么，基于GIS的物流配送系統可實現如下主要功能：

1）車輛和貨物跟蹤：利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛或貨物的實際位置，并能查詢出車輛和貨物的狀態，以便進行合理調度和管理。

2）提供運輸路線規劃和導航

規劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運

行方法。

3）信息查詢

對配送范圍內的主要建筑、運輸車輛、客戶等進行查詢，查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。

4）模擬與決策

如可利用長期客戶、車輛、訂單和地理數據等建立模型來進行物流網絡的布局模擬，并以此來建立決策支持系統，以提供更有效而直觀的決策依據。

5結束語

當今，隨著電子商務的再次興起和經濟全球化的發展，物流滌從晌鵲鉡6]。利用GIS能高效地處理空間和屬性數據的優勢來建立基于GIS的物流配送系統雖處于初始階段，但無疑是有益的嘗試，它必將是以后的發展趨勢。

第四篇：GIS在環保中的應用

GIS在環保中的應用

一、GIS技術及其特點

GIS 系統是在數據庫管理系統（DBMS）和計算機輔助設計（CAD）兩個比較成熟的軟件技術基礎上發展起來的，并附加了對空間數據進行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合數據結構和獨特的地理空間分析功能而別具一格。它所提供的專用函數可用來進行測量、坐標變換、圖象生成、屬性修改、統計分析、拓撲疊加、網絡分析等。許多GIS產品還采用了工業標準的組件對象模型（COM）技術，為用戶進行功能和結構定制拓展了空間。GIS技術特點可歸納為：

1.1數據輸入

數據輸入是把現有資料按照統一的參考坐標系統、統一的編碼、統一的標準和結構組織轉換為計算機可處理的形式，輸入到數據庫中的過程。除了在地圖上手扶跟蹤數字化、圖形掃描外，目前GIS的輸入越來越多地借助非地圖形式，RS（遙感技術）數據和GPS（全球定位系統）數據已成為GIS的重要數據來源。

1.2數據處理

GIS 對空間數據的處理主要包括數據編輯、數據綜合、數據變換等，最終形成具有拓撲關系的空間數據庫。GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據，如何有效地存儲和管理這兩類數據是GIS的基本問題。大多數GIS系統采用了分層技術，即根據地圖的某些特征，把它們分成若干圖層分別存儲，把選定的圖層疊加在一起就形成了一張滿足某些特殊要求的專題地圖。

1.3空間分析和統計

空間分析和統計是GIS的一個獨立研究領域，它的主要特點是幫助確定地理要素之間新的關系，為用戶提供一個解決各類專門問題的工具。這也是GIS得以廣泛應用的重要原因之一。GIS的空間分析分為兩大類：矢量數據空間分析和柵格數據空間分析。矢量數據空間分析包括：空間數據查詢和屬性數據分析，緩沖區分析，網絡分析等。柵格數據空間分析包括：記錄分析、疊加分析、統計分析等。

1.4地圖顯示與輸出

GIS 可將空間地理信息以地圖、報表、統計圖表等形式顯示在屏幕上，利用開窗縮放工具可以對所顯示的地圖中的任意點和范圍進行無級開窗縮放，也可以按照某一比例尺顯示，進行分析對比。還可按照用戶需要設置制圖符號和顏色，根據編輯好的空間數據分層選擇，通過逐層疊加形成各種專題圖，通過繪圖機、打印機等輸出。

1.5二次開發和編程

大多數GIS系統都提供二次開發環境，包括提供專用語言的開發環境，用戶可在自己編程環境中調用GIS的命令和函數。系統配有專門的控件，供用戶的開發語言（C++，VB，VC++，Dephi，…）調用等等。用戶可以很方便地編制自己的菜單和程序，生成可視化的用戶界面，完成GIS的應用功能的開發。

二、GIS技術在環境保護中的應用

隨著我國環境信息化的快速發展和計算機新技術在環境保護領域的廣泛應用，環境信息系統在環境保護管理和決策工作中發揮著越來越重要的作用。而地理信息系統技術的出現為環境保護工作邁向信息化、現代化提供了技術支持。

目前，全國27個省級環保局及一百多個城市環保部門都已經使用地理信息系統平臺軟件和相應的硬件設施，大部分省市已經建立環境基礎數據庫，在GIS平臺上開發了城市環境地理信息系統、重點流域水資源管理、環境污染應急預警預報系統等，取得了顯著的成效。下面將結合實例分別闡述GIS技術在環保領域的應用情況。

2.1應用GIS制作環境專題圖

環境制圖是環境科學研究的基本工具和手段。與傳統的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用GIS 建立起地圖數據庫，可以達到一次投入、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題圖，如污染源分布圖、大氣質量功能區劃圖等等。GIS的制

圖方法比傳統的人工繪圖方法要靈活得多，在基礎電子地圖上，通過加入相關的專題數據就可迅速制作出各種高質量的環境專題地圖。可以根據實際需要從符號和顏色庫中選擇圖件，使之更好地突出專題效果和特性。

2.2應用GIS建立各種環境地理信息系統

各級環保部門在日常管理業務中，需要采集和處理大量的、種類繁多的環境信息。而這些環境信息85%以上與空間位置有關。GIS的強大功能之一是它的空間數據的采集、編輯、處理功能和對空間數據的管理能力。使用GIS，可以建立各種環境空間數據庫。例如：污染源空間信息數據庫（包括工業、農業、交通等污染源數量、屬性和污染源發生的地域范圍）、環境質量信息數據庫（包括空氣、水、噪聲等），GIS能夠把各種環境信息與其地理位置結合起來進行綜合分析與管理，以實現空間數據的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化。例如，基于GIS平臺，廈門市建立了城市環境空間數據庫和污染源監測屬性數據庫，開發了網絡化城市環境質量地理信息系統，該系統涵蓋了大氣、地表水、聲學環境的監測信息，以分布圖、專題圖、三維模型等形式，生動直觀地反映環境質量狀況。由于采用了因特網的 GIS開發技術，該系統可以在Internet/Intranet上運行。

.3 GIS應用于環境監測

在環境監測過程中，利用GIS技術可對實時采集的數據進行存儲、處理、顯示、分析，實現為環境決策提供輔助手段的目的。如廣東省以東深流域自然環境地理信息為基礎，對東深流域的監測數據進行存儲處理，利用GIS技術開發了東深流域水環境管理信息。該系統直觀顯示和分析東深流域水環境現狀、污染源分布、水環境質量評價，追蹤污染物來源。可結合數字地圖查詢歷年監測數據及各種統計數據，進行空間分析（如緩沖區查詢與分析）、輔助決策（容量計算及污染狀況的預測）為流域水環境的科學化管理和決策提供了先進的科學手段。

2.4 GIS應用于自然生態現狀分析

在進行自然生態現狀分析過程中，利用GIS 可以比較精確地計算水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等，客觀地評價生態破壞程度和波及的范圍，為各級政府進行生態環境綜合治理提供科學依據。國家環保總局把GIS技術與遙感技術相結合，對我國西部12省的生態環境現狀進行調查，得到了西部地區生態環境的空間分布與空間統計狀況、生態環境質量狀況和生態環境變化的空間規律特點，為該地區經濟的可持續發展與資源環境的可持續利用提供了科學依據。青海省遙感中心將“3S”技術運用到青海湖環湖重點區域調查上，快速查清了該區域土地利用、土地覆蓋現狀，建立了生態環境數據庫和生態環境評價指標體系，為政府規劃決策、資源開發、環境保護提供了寶貴資料。

2.5 GIS應用于環境應急預警預報

建立重大環境污染事故區域預警系統，能夠對事故風險源的地理位置及其屬性、事故敏感區域位置及其屬性進行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴散的模擬過程和應急方案。例如，大連市的“重大污染事故區域預警系統”把重大污染事故的多種預測模型與GIS技術相結合，當某一風險源發生事故時提供應急措施、報警信息和救援信息，為重大污染事故應急指揮奠定了基礎。上海市應用GIS、RS與GPS技術開發了環保應急熱線系統，該系統采用GIS技術進行污染源搜索和定位；將GIS與GPS結合起來，用于出警指揮和導航；用RS技術獲取地面信息，解決了GIS基礎底圖動態更新問題。通過“3S”技術的綜合應用，更好地發揮了GIS在環保執法和應急事件中的作用。

2.6 GIS應用于環境質量評價和環境影響評價

由于GIS能夠集成管理與場地密切相關的環境數據，因而也是綜合分析評價的有力工具。環境影響評價是對所有的改、擴、建項目可能產生的環境影響進行預測評價，并提出防止和減緩這種影響的對策與措施。利用GIS的空間分析功能，可以綜合性地分析建設項目各種數據，幫助確立環境影響評價模型。由于GIS系統具有層的結構，可將不同的環境影響進行計算并疊加。深圳市環境保護研究所已利

用GIS技術進行編制環境影響評價報告書和制圖。

在區域環境質量現狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、噪聲等環境要素的監測數據結合在一起，利用GIS軟件的空間分析模塊，對整個區域的環境質量現狀進行客觀、全面的評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布情況。如通過疊加分析，可以提取該區域內大氣污染布圖、噪聲分布圖；通過緩沖區分析，可顯示污染源影響范圍等。

2.7 GIS應用于水環境管理

水環境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區域的水環境狀況，反映水體環境質量在空間上的變化趨勢。可以更加直觀地反映如污染源、排污口、監測斷面等環境要素的空間分布。利用GIS還可以進行污染源預測、水質預測、水環境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環境管理決策提供多方位、多形式的支持。目前，全國各省環保局正在使用GIS軟件進行各省水環境功能區劃匯總工作，在此基礎上，進一步開發水環境功能區管理信息系統，實現水環境數據查詢、水質評價、統計分析、水質預測等功能，將各種水環境信息以可視化的方式表達，對水環境的科學管理將具有非常重要的意義。

地理信息系統近年來發展迅速，尤其是“3S”集成技術的出現，使我國的環境地理信息系統開發與應用邁上新的臺階。隨著國家環境地理信息系統的建立和100城市日援項目的實施，GIS技術必將在環境保護領域得到更廣泛的應用。

三、GIS技術在環境保護中的優勢

城市環境地理信息系統對環境管理中的各種專業實施強有力的分類管理，提供豐富快捷的查詢、分析和統計功能，還具備環境監測、環境評價等多種功能。并可打印各個環節產生的數據或圖表，從而使管理更加方便。

3.1污染源信息查詢。

包括污染源點定位，多媒體介紹，污染源單項查詢，污染源圖元屬性查詢，地方數據庫查詢，污染信息查詢，污染區域查詢。實現對污染源的單項信息查詢（如工業用水、工業廢水、工業能耗、工業固廢、工業治理設施）。對監測點的各方面（二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、一氧化碳、降塵、降水 P H值）污染信息的查詢。查詢自定義范圍（圓形、矩形、任意多邊形）內某一年污染源的污染信息。并提供多種直觀輸出方式。

3.2污染源歷年統計和分析。

包括篩選企業分析、各污染物排序分析、污染源報告分析、污染源緩沖區分析、污染源區域分析、污染源水系分析、大氣環保預測、三維地貌顯示、等標負荷分析。對各種污染物進行排序分析，能直觀反映各企業的排污嚴重情況。快速統計污染源廢水排放量、廢氣排放量、廢水等標污染負荷、廢氣等標污染負荷。提供點源模式和面源模式兩種分析模型。

3.3監測資料分析。

包括污染點位分析、污染等值線分析、大氣環境質量狀況、污染變化趨勢分析、大氣質量周報分析、區域噪聲地圖化分析、道路交通噪聲圖生成等。系統采用等值線方式分析全區范圍的污染情況。提供平面和立體等值線兩種分析模式。對大氣環境質量按分析四季污染（二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、一氧化碳、降塵、硫酸鹽化速率、降水）的變化趨勢，并在地圖上動態繪制直方圖。

3.4圖形／數據庫編輯。

提供污染源常用的編輯功能。完成編輯污染物基本信息，編輯污染物的圖形數據。可以保存污染專題圖的點文件。

四、3DGIS的應用

3DGIS 是GIS的一個重要發展趨勢，它區別于以往的二維GIS。二維 GIS是始于二十世紀六十年代的機助制圖，今天已深入到社會的各行各業中，但是二維GIS存在著自身難以克服的缺限，本質上是

基于抽象符號的系統，不能給人以自然界的本原感受。雖能夠表達出表面起伏的地形，但地形下面的信息卻不具有，世界的本原是處在三維空間中的，二維GIS將現實世界簡化為平面上二維投影的概念模型注定了它在描述三維空間現象上的無能為力。克服這一缺陷迫切需要真正的基于三維空間的GIS的問世。三維GIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受，它以立體造型技術給用戶展現地理空間現象，能方便地對空間對象進行三維空間分析和操作。

現階段采用的環保地理信息系統，在環境質量監測方面，可提供監測點位的顯示、點位查詢、區域查詢、信息查詢、全區環境分布、全區或個別點環境平均狀況隨時間的變化情況等功能。自動生成交通線上的噪聲污染圖，功能區噪聲圖等；在評價模型方面，實現了大氣環境領域的五種經典空氣質量評價模型，準確地對當前大氣環境質量及影響進行評價，系統的結果輸出直觀，并具有統計功能，可存儲多次（按用戶需求）評價結果供用戶參考、比較；在地理數據和專業數據管理方面，可動態建立圖形屬性庫、修改屬性域，并對已有屬性進行管理、維護操作。通過開放式數據庫接口可充分利用環保系統已有的數據庫資源，減少了數據的錄入量；在污染源管理方面，利用GIS技術把環境污染源應用軟件構筑于污染源數據庫管理系統和圖形庫管理系統之上，能綜合分析環境情況，實現污染源信息的綜合查詢；在動態數據成圖方面，自動對區域環境狀況進行直觀表現，提供描繪全場平面，立體等值線圖，各種數據可生成餅圖、柱狀圖、線狀圖等多種表現形式，能動態外掛圖、文、聲、像等多媒體數據，通過地理數據實現地貌的三維顯示。（轉載）

GIS 技術在生態環境研究中的應用

摘要 ：GIS是一種功能十分強大的信息處理系統。近年來，GIS 系統得到了廣泛的運用，產生了巨大的經濟和社會效益。由于傳統生態環境研究本身存在著局限，使得GIS在生態環境 研究中的應用凸現出得天獨厚的優越性，并在不同的研究方 向都發揮著重要作用。

關鍵詞 ： GIS、地理信息系統、生態環境、應用 １、GIS簡介 GIS是英文 Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ 或 Ｅｅｏ－ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ 的縮寫，可以簡單定義為用于采集、模 擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統。一個GIS 系統主要包括①空間數據輸入子系統；②數據存 儲與檢索子系統；③數據分析與信息處理子系統；④數據輸出 子系統［２］。功能構成包括：①數據采集、檢驗、編輯；②數據操 作運算；③數據儲存、組織；④數據查詢、檢索、統計、計算； ⑤數據空間分析；⑥數據實現。

２、GIS 技術應用于生態環境研究的可行性和優越性 GIS以其強大的空間與屬性信息一體化管理及空間分析能 力在不同的領域、行業獲得了廣泛的應用。

隨著不斷進入科研 和應用領域，GIS技術已具備了在生態環境監測與分析方面作 為主要技術手段的能力。另外，GIS 技術的發展過程本身就 包括其在生態環境科學中應用的不斷深入發展，利用

GIS 進 行生態環境分析評價與規劃決策等方面已積累了大量的經驗，并體現出如下的優越性：①可以充分利用GIS技術實現對生態 環境各要素的綜合、動態、實時監測，獲取豐富全面的信息； ②利用GIS對生態環境數據處理與空間分析，可以克服分析方 法的不足，實現生態環境信息分析的空間與屬性信息一體化 分析與綜合處理的功能，還可以實現對生態環境演變的模擬 和預測；③GIS技術對生態環境的監測與分析的效率高、成本 低、精度高、用途廣，較傳統方法在各方面都有較大的優越性。

３、GIS 技術在生態環境研究中的應用

３．１ 生態環境監測與生態環境演變的動態模擬。生態環 境的演變周期長，一旦失衡，就很難復原，造成的災害很嚴重。GIS 技術通過對多源、多時相遙感圖像的分析，能對過去歷史 過程進行近似的再現與模擬，并對未來的生態環境演變進行模 擬和演示，對預警生態環境災難的發生具有非常現實的意義。

３．２ 區域生態環境治理。GIS可以將ＲＳ（遙感）與ＧＰＳ（全 球定位系統）獲取的數據從定量、動態和機制等方面進行綜合 集成，建立具有實時、空間表達詳盡等特點的區域生態環境時 空變化模型。通過對遙感圖像的分析，了解過去若干年內該區域生態環境的變化過程，并將其與驅動因子聯系起來，建立解 釋生態環境當前和未來變化的經驗性診斷模型，為區域生態 環境治理提供科學的依據。

３．３ 生態環境動態監測。生態環境動態監測具有長期性、實時性、綜合性和周期性等特點，需要大范圍的、實時監測的 生態環境參數；數據必須具有較高的精度和準確度，并得到有 效的管理和迅速的處理［５］。ＧＰＳ與GIS的結合可構成生態環境 實時數據采集與分析系統。傳感器采集到的數據經處理后記 錄在文件中，并與ＧＰＳ測定的坐標數據一起輸入到GIS數據庫 中，利用GIS進行生態環境參數的定量、定性分析及分析預測 生態環境的動態變化。

３．４ 生態環境評價。生態環境的評價、管理是建立在生 態環境監測數據的基礎上的。在生態環境數據采樣時，首先獲 取需采樣的生態環境指標的定性信息，然后制定出合理的采 樣方案和重點采樣區。采樣完成后將預處理的信息輸入到GIS 中，得到有關生態環境因子的分布圖，然后利用GIS進行全區 域生態環境的綜合評價，再將評價指標輸入到生態環境管理 規劃模型中，制定出該區域的生態環境規劃策略。

３．５ 生態環境管理與規劃。對生態環境要素進行動態監 測，獲取生態環境信息。獲取的信息輸入GIS數據庫中，經過 管理和編輯，生成各種統計圖象和專業模型以滿足實際需要。

３．６ 生物多樣性研究。①植被類型調查：植被是其他自然 要素的指示，綜合反映所在地的自然和社會條件，其變化信息 在生物多樣性變化的研究中具有十分重要的意義。近年來，利 用GIS等空間信息技術進行植被資源進行植被資源的調查逐漸 走向成熟：Ｒｉｎｇｒｏｓｅ應用GIS和ＲＳ 技術進行博茨瓦納南部 植被變化的研究； Ｂｌａｃｋｂｕｒｎ 等根據樹冠覆蓋間隙，利用 GIS 與航空遙感圖像進行落葉林地的生態調查；②野生珍稀動 物的調查研究：野生珍稀動物是生物多樣性研究和保護的重要 目標。通過對其生境及其棲息地狀況（包括地形、土壤、水源、植被覆蓋特征、人類活動影響等）的研究與分析，可以間接反 映其生物多樣性情況。Ｈｅｒｒ 等［１０］利用GIS 與ＲＳ 技術對鶴的 棲息地進行研究，通過數據層的生成、棲息地描述、分布預 測，建立棲息地模型，實現對研究區鶴的生物多樣性信息的調 查；③生物多樣性分析與評價：通過GIS，對獲取的可靠數據進 行有效管理和共享，進行數據實時更新，及時給出生物多樣性 變化數據，為生物多樣性保護途徑提供可靠的決策支持。

３．７水土保持。GIS 等空間信息技術的發展為現代水土保 持監測的發展提供了技術支持。①水土流失普查：利用ＲＳ

與GIS的集成，對大面積水土流失動態監測，同時利用ＧＰＳ對 水土流失普查中典型樣地進行定位；②水土流失數據更新：典 型水土流失更新是利用不同時期遙感影像對比，發現變化靶 標，再利用Ｇ

ＰＳ技術為變化靶標精確定位，再由GIS系統對變 更數據進行編輯處理；③水土流失動態分析：利用GIS的分析功 能提供各級行政、流域單元、各個層面的分類統計資料和有關 屬性因子之間的關系，根據需要提供各種專題圖、演示圖和相 應的文檔報表；④水土流失預測預報：利用GIS分析功能，對水 土流失過程進行模擬，建立各種預測預報模型的GIS 系統。

４、總結 GIS

地理信息系統經過近三十多年的發展，在諸多行業 當中已經到達了一個相當重要的地位，特別是在生態環境研 究方面的應用，更是大大提高了在生態環境監測、保護與治理 研究、生態環境分析評價、環境規劃決策以及環境管理等方面 的效率，為生態環境研究提供了功能強大的輔助工具和操作平臺，開拓出更加廣闊的發展空間。

盡管黨的十六屆五中全會提出新農村建設要發揮國家和 農民兩個方面的積極性，但在新農村建設之初，國家的投入致 關重要。長期以來，由于國家的政策偏向城市而導致農村貧 窮，導致城鄉巨大差別。現在，要解決城鄉矛盾，縮小城鄉差 距，關鍵是政策上的改變，這一點隨著社會主義新農村建設的 進行我們看到了黨中央的決心。政策出臺后，就要進行實際的 投入。首先，生活條件的投入。要改變目前農村村民非常差的 飲水、交通和其它惡劣的生存環境和生存條件。按照科學發展 觀以人為本的要求，同樣生存在社會主義陽光下的貧困農民 生活基本條件的改善是我們黨和政府的首要任務。其次，生產 發展的投入。單是改善村民的基本生活條件，農民的生產條件 沒有得到改善，農民的經濟收入也不會得到提高，改善的生活 環境又可能惡化。再次，文化教育的投入，逐步提高村民的文 化素質和道德水平。由于我國目前廣大農民的認識水平和理 解能力有限，如果沒有國家的大力投入很難調動農民進行新 農村建設的積極性。國家投入逐步到位后，農民看到新農村建 設的成果，感到新農村建設的好處后，自發建設社會主義新農 村的積極性就會調動起來。只有國家和農民的兩個方面的積 極性調動起來了，新農村建設才大有希望。各級政府對新農村建設的規劃是新農村建設重要內容之 一。中央對新農村建設進行總的戰略規劃，各級地方政府必 須因地制宜，實事求是對各地如何進行新農村建設有步驟規 劃具體實施方案。新農村建設沒有政府的規劃是不行的，靠 農民自身去規劃新農村建設是不現實的，也是不可能的。忠 縣雙桂鎮仁和村成為忠縣社會主義新農村建設的典型其中有 一條寶貴的經驗就是鎮、村兩級組織對新農村建設的規劃力 度較大。仁和村隨著村民經濟收入的提高，村民有一種想改 善居住環境和集市環境的意愿，鎮、村兩級組織因勢利導，在 石遂路穿越仁和村的一段地勢平坦，開闊的公路兩旁進行了 規劃，凡在這里修建房屋的村民的建房手續由政府統一辦理，而且減免許多手續費。再是政府拿出一部分錢來，對在居民 點修建房屋的進行獎勵，凡在新居民點修房的每戶獎５００元，且從房屋到公路的硬化由政府出面進行。這樣，仁和新村經 過４ 年的努力初步形成。現在村民們認識到新村居住的好處 后，不需要政府獎勵主動申請要求到新村建房，這樣才形成 現在的仁和新村。目前鎮村兩極組織正在進行規劃全村的飲 水工程和天然氣工程。由此可以看出政府的規劃在新農村建 設過程中的作用。總之，社會主義新農村建設是一項史無前例的偉大工程，它需要全黨全國人民解放思想、實事求是、大膽探索，有步 驟、分階段的走出一條適合各地農村實際的新路，它需要全黨 全國人民為之不懈的共同努力與奮斗，這一光輝而又偉大的 歷史任務才能完成。

第五篇：Gis在電力系統中的應用

GIS在電力系統中的應用

GIS的簡介和功能

GIS即地理信息系統(GIS, Geographic Information System)是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執行這些任務比傳統的手工方法更好更快。而且，在GIS技術出現之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。電力GIS是將電力企業的電力設備、變電站、輸配電網絡、電力用戶與電力負荷和生產及管理等核心業務連接形成電力信息化的生產管理的綜合信息系統。它提供的電力設備設施信息、電網運行狀態信息、電力技術信息、生產管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質、資源等自然環境信息集中于統一系統中。通過GIS可查詢有關數據、圖片、圖象、地圖、技術資料、管理知識等。

一、GIS特點

1、開放性

具有開放式環境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術支持多種數據庫管理系統，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數據庫；運行多種編程語言和開發工具；支持各類操作系統平臺；為各應用系統，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環境。

2、先進性

GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術、數據庫技術、網絡技術以及地理信息處理技術。系統設計采用目前最新技術，支持遠程數據和圖紙查詢，利用系統提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統計報表、各類數據等。可分層控制圖紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統具備完善的測量工具，現場勘查數據，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進行線路設備遷移與相關計算等，實現線路輔助設計與設備檔案修改。具有線路的方位或區域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統計分析，為管理決策人員提供依據。特別是把可視化技術和移動辦公技術納入GIS系統的總體設計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區域等。

3、發展性

具有很強的可擴充性和可連接性。在應用開發過程中，考慮系統成功后進一步發展，包括維護性擴展功能和與其它應用系統的街接與整合的方便。開發工具一般采用J2EE、XML等。

二、電力GIS特點

電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：

1、電力系統運行參數實時性及信息的動態變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數據處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩定性和可靠性。根據電力行業技術標準及電力企業業務需求，系統具有良好的可維護性。電力GIS能夠實現數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現數據的統一管理和多層保護等，構建高可靠性和高準確性的業務系統。

3、電力系統是一個龐大復雜系統，電力網的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉換能力。

4、電力GIS的單機工作站方式已經落后，且不適合電力企業信息系統實際需要。電力行業目前應用的GIS平臺安裝在局域網環境下，在網絡的應用和開發上整合信息，實現資源共享。

5、電力GIS具備安全保護的特點，電網設備的高精確度測量的經緯度坐標數據是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。

三、GIS在電力行業的應用

1、面向對象的數據建模，具有建模規則庫、電網圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構件層、系統環境層、數據庫連接層、圖形與數據接口工具層、應用系統層等。分層建立各種數據模型，并建立各層的連接關系。建立地理層信息與設備信息的拓撲和映射關系。電力GIS支持多空間同屏顯示和多空間關聯建模、多空間索引。

2、支持多種圖形處理與管理，實現數據的多層映射，多維空間映射，提供完整、準確的地圖信息、高精度圖片、準確的技術參數，標尺準確，高精確度桿塔位置，按用戶需要自動生成專用地圖。

3、數據搜索快捷、線路圖表查詢準確和統計功能齊全。電力GIS實現電網數字化描述，其目的是能對電網實現快速查詢，及時掌握電網運行狀態，快速診斷電網故障，提高處理事故能力，保證電網運行質量以及提高用戶服務質量。GIS可對圖形數據、可執行圖形和屬性數據的嵌套操作與映射查詢關系運算；根據電力系統提供的配電設備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數據、環境數據、線路走向數據、線路設備歷史檔案和即時信息，對線路設計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據及輔助決策。

4、電力GIS能夠實現與電網調度自動化系統、電力用戶關系管理系統、電力營銷系統、電力市場管理系統等應用系統共享相關信息。支持多種管理應用系統的連接，其中包括與企業的MIS系統融為一體。GIS系統中的設備管理對其生命周期實行全過程跟蹤，包括對設備信息的查詢、屬性數據的修改、設備的維修信息管理等。

5、電力GIS對信息庫進行安全保護，制定管理與使用的安全保密措施和機制，包括內外網絡的隔離、重要電力設施電子地圖和設備信息數據庫的保護等。安全措施在系統總體設計與建設中充分考慮，并嚴格實施，對應用系統的數據實現多層安全保護，設置用戶權限以保證系統資源共享下的安全，使系統能在可靠安全的環境下運行。

電力系統所管轄的電網線路和設施分布在廣闊的地域上，因此就很需要有GIS來為其所用。電力信息系統與其它信息系統不同之處在于它需要在數據庫中記錄地理信息，而且有兩種類型的地理信息：電力設施的詳細位置信息和設施之間的空間關系信息。

GIS系統是通過GIS技術對電力系統基礎數據進行計算機管理，能夠在地理背景圖上管理配電網圖形資料和非圖形參數，真實反映電網線路的實際走向、各種電力設備的地理位置、對所屬電力用戶的供電方式等各種信息，并結合DMS中實時控制和離線應用，在地理背景圖上顯示電力系統實際運行狀況。

通過GIS軟件技術對配電網基礎數據進行計算機管理，把GIS系統中實時控制和離線應用有機結合，形成一個具有空間概念（地理環境信息）和基礎信息（電網資料和用戶資料）的分層管理數據庫，既能方便地進行查詢和管理，為配電網運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網絡模型，又為GIS系統提供基礎數據庫平臺，支持系統許多應用軟件的開發和其他功能的實現，如故障投訴管理、配網工作（設計、施工和檢修）管理、用電營業管理系統等。

電力客戶服務中心系統“95598”，用于處理用電客戶進行故障報修、投訴舉報、咨詢登記、信息查詢等業務，對于用戶來說，更多的是進行用戶用電的故障報修，信息員可以根據用戶提供的地點，從GIS系統中通過相關操作查詢與之相對應的用戶桿號，然后通過座席系統Agent下發派工單到配電搶修班或其他相關部門，指揮搶修車輛達到現場進行維修，再由搶修相關人員將現場故障情況及處理結果及時反饋給客戶服務中心。

配電GIS與電力客戶服務中心系統“95598”相結合，可以快速、準確的根據用戶的故障投訴電話判斷發生故障的地點、搶修隊伍目前所處位置、及時派出搶修人員，縮短停電時間。近幾年，電力系統相繼開發建設了一大批GIS應用系統。如大連供電公司配電地理信息系統，長春供電公司用電GIS綜合管理系統，南昌供電局SCZDA/AM/FM/GIS自動化主站系統，貴陽南區供電局配網地理系統，甘肅送變電工程公司輸電管理地理信息系統等。下面介紹在系統運行管理方面

GIS在電力系統運行管理方面的應用

1、北京供電公司配電生產管理信息系統自2002年1月在北京供電公司、海淀、朝陽、豐臺、石景山供電分公司和電纜管理處等單位安裝以來，運行穩定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省電力公司和山西晉城供電分公司2002年12月開始實施的“基于空間信息的電網綜合管理系統”實現了山西電網的全面統一管理。

3、江蘇省電力公司信息中心，積極推進電力GIS的應用和研究，把輸電管理系統、調度管理信息系統、客戶服務系統建立在GIS平臺上。

4、上海滬西供電所通過電力GIS搭建數字電網實時系統，監控轄區內150萬用戶的用電狀態，改革供電服務業務方式，通過GPS衛星定位系統準確定位，對電力線路實施維護。從電力輸電預警系統分析線路運行故障，向班組發布搶修指令。利用GIS系統輸出出事現場電路設備信息和接線分布圖，為搶修車趕赴現場的工程人員提供準確的設備和線路信息。

GIS為電力信息化建設做出了巨大貢獻，對電力行業的發展起到了積極促進作用，但同時應當看到我國電力GIS與國外先進水平還有很大差距。美國在20世紀90年代初就提出了“數字地球”的概念，而我國的地理信息系統才剛剛發展幾年。相信我國電力GIS的應用空間和應用深度還很大，相信通過我們的努力會將電力GIS的水平提高到一個新的高度，電力GIS在不久的將來會到達光輝的頂點。參考文獻：

1.《大連供電公司配電地理信息系統-查詢版操作手冊》，深圳市雅都軟件股份有限公司，2004年9月出版

2.《配電GIS戶外數據采集系統的建設與思考》，袁晨 趙曉純，2006年12月發表

3.《手持GPS在配網地理信息系統的應用》，農村電氣化，2007年第4期

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