gis在水土保持中的应用.pdf

地理信息系统( Geographic Information System)是20 世纪60 年代中期开始逐 渐发展起来的一门新的技术系统。近半个世纪以来,一方面,随着计算机硬件技术 的提高,软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广;另一方面, 随着卫星遥感 技术趋于成熟和全球定位系统(GPS)的出现,海量信息涌向社会,成为GIS 非常重要 的数据源, 同时社会经济的高速发展,也为GIS 提供了大量的社会经济方面的数据; 这两方面都加速了GIS 的发展和应用,使GIS 不断成熟起来。 GIS 是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管 理系统, 它能提供文字和数据,根据栅格数据和矢量数据,还提供直观形象的空间 图形和图像。GIS 能对空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。图 形信息和属性数据一旦输入地理信息系统,就可进行动态管理和查询[1]。GIS 强大 的空间分析和统计运算功能,能对已有资料进行加工处理,得到科学的结果,避免 因人而异的主观随意性,有利于科学决策。正因为如此,作为一种强有力的研究工 具,GIS 现已广泛应用于国土资源、矿产资源、交通运输、防灾减灾、环境保护、 水电建设等各个领域。 1. GIS 基本原理 1.1 GIS 概念及组成 地理信息系统,简称 GIS(GeographicInformationSystem),是融计算机图形和数 据库于一体储存和处理空间信息的高新技术, 它把地理位置和相关属性有机结合 起来,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户, 因此RS 与GIS 结合,才能发 挥技术优势[1-2]。GIS 软件ARC/INFO 采用开放的体系结构,使统计、分区、评估 和其他信息不加修改就可以综合到系统中。GIS 所需要的硬件包括处理速度高且 存储容量大的计算机,数据输入设备如数字化仪、扫描仪, 图形输出设备如绘图仪 等。软件方面,有ESRI 的ARC/INFO 和ARCVIEW 、ERDAS 的IMAGINE、USARMY 的 GRASS 等。在我国应用较广的为美国环境研究公司(Environmental Systems Research Institute, Inc.)开发的ARC/INFO(用于UNIX)、PC ARC/INFO(用于DOS)和 AR-CVIEW(用于Windows 3.X 、Windows 95 和WindowsNT) 。 1.2 GIS 技术 GIS 是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管 理系统。GIS 能提供文字和数据,根据栅格数据和矢量数据,还提供直观形象的空间 图形和图像。GIS 能对空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。图 形信息和属性数据一旦输入地理信息系统,就可进行动态管理和查询。GIS 也可以 使用各种坐标系统,甚至包括 AUTOCAD 等软件包使用的直角坐标系统,对空间对 象进行精确定位。此外,GIS 还能与AUTOCAD 等软件进行数据交流,也可以输出其 他应用系统能够接受的文件格式,实现数据共享。另外,GIS 强大的空间分析和统计 运算功能,能对已有资料进行加工处理,得到科学的结果,避免因人而异的主观随 意性,有利于科学决策。正因为如此,GIS 现已广泛应用于国土资源、矿产资源、交 通运输、防灾减灾、环境保护、水电建设、水土保持等方面的技术性管理。正因 为GIS 是涉及多种行业的信息技术工具,有广阔的应用前景,地理信息系统的基础 软件和应用软件不断出现,常见的有ARC/INFO 、ARCVIEW 、MAPINFO、MGE 以及 GEOSTAR 等[3-4] 。 1.3 GIS 基本原理 GIS 技术可认为来自2 个比较成熟的软件技术:数据库管理系统(DBMS)和计算 机辅助设计(CAD),并附加上对空间数据的管理和分析功能。GIS 的强大功能在于 能够建立和分析地理对象的拓扑关系,这些地理对象包括高速公路、城市、水域、 管网等。建立拓扑关系是明确定义空间联系的数学过程。对于GIS 数据库中的对 象不仅能根据它们的地点和类别属性进行分析,还能根据它们的空间关系进行分 析。GIS 系统通常具有图形用户界面(GUI),允许用户在可视化的地图上显示和操纵 数据[5-7] 。系统的核心是GIS 引擎, 它提供数据库地理和拓扑功能以及用户界面。 GIS 引擎提供大量操作分析功能