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华东师范大学GISARCINFO地理信息系统工程课件及实验指导

第一章GIS基础理论

(1)地理信息系统（GIS）是一门综合性的学科，它融合了地理学、计算机科学、统计学、遥感技术等多个领域，旨在通过空间数据管理、分析和可视化来研究和解决地理问题。GIS的发展历史可以追溯到20世纪60年代，当时主要用于城市规划和管理。随着计算机技术的飞速发展，GIS逐渐成为研究、管理和决策的重要工具。据联合国统计，全球已有超过70%的国家和地区建立了自己的GIS系统，广泛应用于环境保护、资源管理、城市规划、灾害预警等多个领域。

(2)GIS的核心是空间数据，它包括点、线、面等基本要素，能够描述地理实体的空间位置和属性特征。例如，在环境监测领域，GIS可以用来分析污染源的空间分布，预测污染物扩散路径，从而为环境治理提供科学依据。在资源管理方面，GIS可以用于土地资源调查、矿产资源勘探、森林资源监测等，有助于提高资源利用效率。此外，GIS在灾害预警和应急响应中发挥着重要作用，如通过分析地震、洪水等自然灾害的空间分布特征，预测灾害影响范围，为防灾减灾提供决策支持。

(3)GIS技术的研究和应用领域不断拓展，其发展趋势主要体现在以下几个方面：一是空间数据管理技术的进步，如矢量数据结构、栅格数据结构、三维空间数据等；二是空间分析技术的创新，如空间查询、空间叠加、空间统计分析等；三是可视化技术的提升，如三维可视化、虚拟现实等；四是GIS与互联网、大数据、云计算等新兴技术的融合，如WebGIS、移动GIS等。以我国为例，近年来GIS技术在智慧城市建设、农业现代化、交通运输、公共安全等领域取得了显著成果，为推动经济社会可持续发展提供了有力支撑。

第二章ARCINFO软件操作与技能

(1)ARCINFO软件是ESRI公司开发的一款强大的地理信息系统软件，广泛应用于地图制作、空间分析、数据管理和地理数据库建设等领域。在地图制作方面，ARCINFO提供了丰富的地图符号和绘制工具，用户可以轻松创建美观、专业的地图产品。例如，在制作城市规划地图时，ARCINFO能够准确绘制街道、建筑、公园等要素，并添加相关属性信息。

(2)在空间分析方面，ARCINFO支持多种分析功能，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。以叠加分析为例，通过将不同图层进行叠加，可以直观地比较和分析不同要素之间的空间关系。例如，在土地利用规划中，可以将农田、水域、林地等图层叠加，分析不同用地类型的分布和相互作用。

(3)ARCINFO的数据管理功能包括数据编辑、数据转换、数据查询等。用户可以通过图形界面进行数据编辑，如添加、修改、删除要素属性。在数据转换方面，ARCINFO支持多种数据格式转换，如将矢量数据转换为栅格数据，或将不同格式的空间数据进行整合。在数据查询方面，用户可以利用SQL语句进行复杂的数据查询，提高数据检索效率。例如，在城市交通规划中，可以通过查询交通图层，获取道路长度、交叉口数量等关键数据，为交通规划提供决策依据。

第三章地理信息系统工程应用实例

(1)在环境保护领域，地理信息系统（GIS）被广泛应用于水资源管理。例如，某城市通过ARCINFO软件建立了城市水系GIS数据库，收集了河流、湖泊、水库等水体的空间分布信息以及水质监测数据。利用GIS的空间分析和模型构建功能，对水体污染源进行识别和风险评估，制定出科学的水污染防治措施。该系统帮助城市政府提高了水资源管理效率，实现了水资源的可持续利用。

(2)在城市规划与建设领域，GIS技术对于城市基础设施布局、土地资源利用和空间布局优化具有重要作用。例如，某城市利用GIS技术对城市绿地系统进行了规划。通过分析城市现有的绿地分布，结合人口密度、交通网络等数据，GIS辅助下设计了城市绿地系统，优化了城市绿化布局，提高了市民的生活质量。同时，GIS还帮助城市规划者评估不同规划方案的生态环境影响，确保城市发展的可持续性。

(3)在灾害预警与应急管理中，GIS的应用也极为广泛。例如，某地区在地震发生后，利用GIS技术迅速建立了地震灾情评估系统。通过收集地震震中、震级、受灾人口、房屋倒塌情况等数据，GIS系统能够快速绘制出受灾区域图，为救援队伍提供决策支持。此外，GIS还能对洪水、台风等自然灾害进行风险评估，预测灾害影响范围，为防灾减灾工作提供有力保障。通过GIS技术的应用，灾害应急响应效率得到显著提升。