土地信息系统应用

2022-07-17

第一篇:土地信息系统应用

地理信息系统在土地管理中的应用

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地理信息系统在土地管理中的应用 地理信息系统(Geographic Information Systems,简称GIs)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。地理信息系统是一种决策支持系统,它与其他信息系统的主要区别是其存储和处理的信息是经过地理编码的,地理位置及与位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。

通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念:

1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统,它又由若干个相互关联的子系统构成,如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等,这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出类型。

2、GIS的操作对象是空间数据和属性数据,即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码,实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志,也是其技术难点之所在。

3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力,可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息,实现地理空间过程演化的模拟和预测。

4、 GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言,“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。

二、地理信息系统与土地资源管理

土地是宝贵的自然资源,是一切发展的源头,合理利用土地资源、掌握土地利用的动态信息是新形势下土地管理工作的需要。它是国家和人民赖以生存和发展的物质基础,对土地资源合理地开发、利用、治理和保护,会直接影响到一国的经济建设。土地资源及其利用的现状,各类土地的动态监测,是制定土地管理工作中长期利用规划和国民经济社会发展战略的重要依据。土地管理的特色是对土地空间特性的管理。土地空间特性,包括土地的地理位置、相邻关系,图层的划分及与土地相关的各种空间属性和人文属性。土地的这种空间特性,为地理信息系统(GIS)的应用提供广阔的天地。GIS最初的应用领域,就是建立与土地管理、土地规划相关(包括地籍管理、土地数据库等有关系统的管理和规划等)的土地信息系统(LIS)。

随着社会经济的多样化,国土部门的管理工作全面展开并日趋细化:地籍变更日益频繁,信息来源多种多样,信息量更是巨大复杂。这种情况对土地工作者提出了更高的要求,传统的管理方法已经愈来愈不能满足现代化土地管理的需要。伴随着数字化国土工作的不断深入,各土地管理部门纷纷加入了信息化、数字化的改革大潮。如何建立科学的土地管理体系,实现土地管理工作的数字化,实现土地管理信息的共享,提高土地管理的质量、效率和水平,更好地为上级领导和有关部门机构、各级土地使用者的管理和决策提供准确、快捷、全面的土地信息查询服务和技术性支持,这就迫切需要采用先进的GIS及网络技术,建立一个适当的土地管理信息系统势在必行。

三、地理信息系统在土地资源管理中的应用

1地籍信息管理 地理信息系统对地籍信息的管理体现在其信息直接反映每一块宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面积、利用类别、等级等),权属管理(所有权、使用权、他项权利等),附着物信息(地上、地下建筑及各种设施情况),文档信息(调查原始资料、法律、条例等)和图形信息(地籍图、土地利用现状图等)。地籍信息管理系统的目标是完成土地调查、登记、统计、评价,为地籍管理提供依据,为土地法律咨询提供手段。在城乡地籍管理领域,并建立了地籍管理系统、城镇地籍管理信息系统、时域地籍信息系统、农村地籍管理信息系统、日常地籍管理信息系统。

2土地评价与利用规划 土地利用规划是一个系统工程,起着对土地利用进行控制、协调和监督的作用,使得土地的社会、经济、生态效益达到最佳状态。从内容上说, 土地利用规划包括土地的自然和经济属性的评价和用地需求量的预测。地理信息系统在土地利用规划中可以发挥巨大的作用,尤其是在土地评价方面,可以进行土地资源清查、土地生产潜力分析、土地适宜性评价和土地人口承载力分析。土地资源清查是针对土地的自然属性进行清查,地理信息系统建立这种自然属性的空间和统计数据库。信息来源有土壤图、气候图、土地利用现状图和自然灾害图等。地理信息系统通过对这些图的叠加建立起土地资源清查数据库,存储大量的土地资源及其背景信息,为土地资源的自动化管理服务。应用地理信息系统的空间分析能力,特别是空间叠加分析模型,结合不同的数学模型,进行土地适宜性和质量评价,获取评价目标的等级指标。再者,在已知土地的数量与质量的基础上,通过计算农作物和草场的潜在产量,可以计算出土地的生产潜力,再结合人的粮食需求,即可以预测出土地对人口的承载力。地理信息系统完成土地利用规划的信息源自土地评价结果和用地需求预测结果,系统需要进行大量的模型分析,即:相关分析、多方案要素分级、趋势分析、聚类分析、现象与过程的动态预测﹙回归分析﹚、因子分析、判别与调整扩充等等。分析方式可以采用单要素图层上各个多边形为基本分析单元,叠置分析结果图层上的新的单元为基本分析单元等等。分析结果最终成为土地利用规划图、文字报告和各类表格。

3土地利用动态监测 由于土地利用动态管理信息系统是为城市规划土地管理分析决策提供及时、准确的土地利用状况信息,因此需要一套完整和科学的实时更新机制,既确保数据的真实性和现势性,又能建立合理、有效的管理体系。在土地利用调查以及动态监测中,可以通过地理信息系统与遥感的结合,获取土地类型和土地利用现状信息,监测土地利用变化,通过地理信息系统数据库以及在地理信息系统的支持下的土地评价分析,利用专家们的知识与学问研究,建立土地利用决策模型,辅助土地利用决策。把计算机技术与GIS技术应用于执法监察工作中,不但减少土地执法人员在调查取证中进行土地现场勘测的工作量,提高工作质量和效率,而且可以及时把握土地违法案件的发展与变化的动态信息,为执法监察管理和

决策提供高效和科学的信息服务。在土地动态巡查过程中,对于有效防范土地违法行为发生,有力发挥土地执法监察效能起了积极作用。

4土地政策的模拟 政策是支配为既定目标而操去行动的各重原则,是为解決在土地上所发生的有关法规、程序、体制、效率或权益等問題,提出有系統、有程序解决问题的方式或作法。通过地理信息系统,可以模拟土地政策在土地管理的预先应用原则和效果,为制作完善的土地管理政策提供依据和平台。

5 土地利用总体规划土地利用总体规划是在一定规划范围内,根据当地自然和社会经济条件以及国民经济发展要求,协调土地总供给与总需求,确定或调整土地利用结构和用地布局的宏观战略措施。土地利用总体规划是我国今后实施土地用途管制的主要依据,其主要任务有具体落实土地利用总量平衡分解指标的数量与分布,土地生产潜力等级与土地质量等级的划分和图形的编制,土地开发、整治、复垦规划项目的落实与实施,土地用途管理,土地利用动态变化信息反馈等等。

四、展望和建议

1、应用GIS技术的土地管理信息系统的建立是一项复杂的工作,必须对管理的内容进行详尽的分析,总结其对象的关系。系统必须实现模块化,同时要以国家颁布的各项技术规范为指导,使系统做到规范化和标准化。

2、采用关系数据库数据库管理GIS数据是GIS发展的趋势,这种方法可以充分利用关系数据库管理数据的功能,是空间数据与非空间数据实现一体化的集成,并能够利用SQL语句快速的实现空间数据和非空间数据的双向检索。

3、宗地拓扑关系的构建和宗地变更的处理是建立土地管理信息系统所要解决的关键问题之一,一定程度上决定所建系统的好坏。GIS具有反映地理空间关系及综合、统计各种空间和属性信息能力的特性,为地理自然资源与环境的开发、建设、管理、规划及决策提供了先进技术手段。将GIS应用到土地管理必将提高土地管理水平,为土地管理的科学化、信息化提供有力的技术支持。

第二篇:城市土地信息系统建设与发展

湖北大学资源环境学院

城市土地信息系统建设与发展

Construction and Development Of Urban Land Information System

陈泽东Chen Ze Dong

(湖北大学 ,武汉)

(HuBei University , WuHan)

摘要:土地信息系统已经在我国有将近30年的发展历史,随着科学技术的发展,土地信息系统建设日益完善。与此同时,我国自改革开放以来,城市化的进程日益加快,城市土地信息系统正扮演着越来越重要的角色。

Abstract:The History of Land Information System In China is nearly 30 years, Since the level scientific and technological up,The Land Information System are gradual improving. Meanwhile,in case of the development of construction of Urban,Urban Land Information System are playing more significant roles since Reform and Opening in China.

关键词:城市土地信息系统;土地资源管理;建设与发展

Key Word: Urban Land Information System;Land Resource Management;Construction and Development

1 城市土地信息系统

1.1 土地信息是指土地的各种空间

属性、自然属性、经济属性和权能属

性以及这些属性之间相互联系的信

息。一般可分为土地空间信息、土地属性信息和土地文档信息三大类。土地信息系统(LIS)是在土地资源调查和分析的基础上,利用计算机技术的支持将土地有关的信息参数,包括自 1

然要素和社会经济要素等相关数据,按照空间分布或地理坐标以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析的技术系统。

1.2 城市土地信息系统(ULIS),作为土地信息系统应用方向的重要方向。以城市土地资源管理为主要目的,通过信息管理系统,对城市土地应用提供高效的规划设计,同时也是对城市土地财产资源的整合管理。2 城市土地信息系统的基本原理(1)统一的大地测量的查询网络,有利于所有与土地有关的信息咨询;(2)统一的工作草图作为与土地相关的资料;

(3)城市所有的机构采用统一标准确定诸如地块名称和界限、地块标识符号、详细的土地利用性质、建筑、建筑标识号、设施标识号、道路和建筑物名称、道路界限、街道设施的名称和编号等;

(4)具有编辑、更新工作草图和统一地图叠加方法的领导机构;(5)由项目参加单位主要人员组成的负责决策和经费预算的管理机构;(6)由项目参加单位组织的负责为管理机构提供有关标准、协调策略和经费预算等方面的咨询机构,它必须保证各参加单位数据库和地图层的建立和不断更新,并能用来叠加和拼接; (7)项目参加单位的经费预算和安排必须满足工作草图的成本需要和管理机构需要的技术咨询经费,对于应用系统的建立,一般采用用户投资方式,标准化的作草图成本,要求用户共同承担,而专业性数据和文字信息的收集和整理成本由用户各自负担; (8)教育和应用研究以保证城市土地信息系统的设计、开发和维护中各层次人员的培训。教育和应用研究的执行机构、项目的参加单位以及技术人员必须全力合作。

3 城市地区土地信息管理的意义土地信息系统不是单纯的计算机软硬件,它是人口、政治、组织结构、法规、信息技术和数据库的错综复杂的综合组织。在发展中国家,土地信息系统是城市土地行政管理体系的重要组成部分,它为城市与土地有关的各种系统的联结和网络化提供了基础。而土地信息系统(LIS)是一种更加基于特定对象、密切联系于计算机软硬件和数据的工具系统。

土地信息系统是城市发展的客观需要,它在为城市提供适宜的生活质量方面起重要作用。城市生活质量的提高要求具有良好的城市环境,而优越的城市环境只有通过对城市内部各种设施和服务的有效管理得以实现。城市土地信息系统的应用意义并不限于对环境因素的考虑,其他方面的原因有时更加重要。

(1)标准化的工作草图有利于提供

更合理的公用服务,特别是通过与属性数据的结合更能直观地表达房地产、土地税、规划、设施管理、环境影响评价、土地征用和地籍管理等方面的状况,也更有利于数据的分析和相应的公用服务规划。

(2)标准化的数据体系可以提高数据的共享能力和各组织之间的数据传输。

(3)规范的数据管理系统改善了数据更新和适时性要求。

(4)标准化减少了地图和文字数据库建立的初始成本,而且这些数据的更新成本可以由各参加单位共同分担。 (5)标准化工作保证了标准的适合性和质量要求。

(6)标准化减少了土地信息的重复维护。

4 城市土地信息系统的组成与建设城市土地信息系统主要由土地信息数据、计算机硬件系统、软件系统、

网络以及操作员组成。其中土地数据是土地信息系统的基础信息,一切的软件及数据库的开发都是围绕土地数据展开的;硬件系统是软件开发与运行的设备载体;软件系统主要包括属性数据库平台软件和图形平台软件等,现阶段基于GIS 平台的土地信息系统软甲已经成为主流;网络主要作为土地信息交换与共享的媒介;操作 员是开发、维护、管理和操作土地信息系统的主体。

城市土地信息系统的建设原则:城市土地信息系统的开发建设应当遵循的原则有:①系统运行的正确性。保证系统设计与在使用过程中的正确性、可靠性;②系统功能的完整性。保证能够完成开发目标规定的所有功能;③系统的标准化。系统的开发符合国家相关的标准规范;④系统的兼容性。要考虑到系统与其它软件及不同操作系统的兼容问题;⑤系统运行

的高效性。在保证系统正确运行的基础上,提高系统运行的效率。城市土地信息系统的建设过程:土地信息系统建设的核心是软件工程的设计开发,总共包括三阶段六步骤。三个阶段是指系统定义阶段、系统开发阶段、系统维护阶段。六步骤包括:①系统可行性分析。对城市土地信息化状况进行调研,在调研现状的基础上确定要开发的土地信息系统软件产品的总体目标,然后进行可行性论证,论证可行的基础上,进入需求分析阶段;②系统需求分析。对土地信息系统软件提出的要求进行分析并给出详细定义,编写出系统需求规格说明书;③系统设计。包括系统总体设计与系统详细设计,总体设计将各项需求转换为各个意义明确的模块结构,详细设计对每个模块要完成的工作进行具体描述;④系统编码。是土地信息系统开发的具体实施阶段,

包括数据库建库和程序编码;⑤系统测试,是对系统的检查阶段,以保证开发出土地信息系统的质量;⑥系统运行维护是在系统交付单位使用后进行的工作,目的是解决土地信息系统在实际工作运行中所产生的一些问题以及对软件的更新和升级。只有对每个步骤详尽严谨的执行才能最终开发出适合于城市土地资源管理工作的土地信息系统。

5 城市土地信息系统的发展趋势现阶段,随着空间技术与计算机技术的高速发展,我国土地信息系统的建设也进入了一个新的时期,其发展的导向和趋势主要有:①土地信息系统数据标准的全面建立;②业务系统建设全面启动;③从单向应用到系统集成;应用从集中式向分布式过渡;④遥感(RS)技术、全球定位系统(GPS)技术与土地信息技术更加融合;⑤时空LIS,主要研究时空模型及

时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析;⑥LIS 应用模型,加强LIS 解决实际问题的能力,提高效率及产生社会经济效益;⑦Internet 与LIS 的结合,实现土地信息传输与交换的电子化、自动化。随着土地信息系统建设的不断发展完善,势必会推进国土资源管理工作进入科学化、现代化的新时期。

6 中国城市土地信息系统建设土地信息系统的发展是伴随着GIS技术的快速发展而进行的。中国在GIS领域相对其他国家起步较晚,因此相应的土地信息系统的发展还不够完善。但是随着改革开发的不断深入,在政府推行加快城镇化的政策下,城市土地信息系统将是土地信息系统快速发展和推广的一个良好契机。如何在加快城镇化建设的同时更加合理的管理、整合、规划城市土地资源,城市土地信息系统将扮演着至关重要的

角色。参考文献:

[1]方世明,邹炫,张夏林,李伟忠,刘志军.土地信息系统的研究现状与发展动态[J].计算机工程,2003,29(20):1-3.

[2]余明全,钱乐祥.土地信息系统开发模式探索[J].河南大学学报(自然科学版),1999,29(4)[3]杨勤科,罗灵军.土地信息系统的设计与开发[J].水土保持通报,1998,18(5):45-47. [4]向南平,廖俊国等.土地信息系统的设计原理[J].测绘工程,2001,10(3):18-22

[5]严泰来,崔小刚.土地信息系统学科前沿的若干问题:[J].国土资源信息化,2004,(5):17-20. [6] 伊恩威廉森 .城市土地信息系统[J]1992年北京召开的“联合国城市信息系统及其在发展中国家的应用”国际研讨会

第三篇:土地信息系统课程设计实习报告

《土地信息系统》

课程设计报告

( - 学年第 学期)

专业班级: 学 号: 姓 名:

评语:

课程设计总成绩:

指导教师签名:

年 月 日

-1-

一、课程设计概述

一、课程设计的目的和任务

1. 课程设计的目的:

课程设计是课程学习后的一个实践环节,是对课程理论的综合和补充,对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。 2.课程设计的任务:

(1)本次课程设计是基于arcgis10.1软件和国家标准分幅的1:1000000土地利用现状图为基础通过矢量化、建立个人地理数据库、空间分析等操作汇总统计相关数据。 (2)通过课程设计,培养学生运用本课程基本理论知识和技能,分析和解决本课程范围内的实际问题的能力,加深对课程理论的理解与应用。 3.课程设计的设备和材料

arggis10.0 、国家标准分幅J50 G 034033土地利用现状图.JPG

二、用arcgis完成土地信息系统的基本步骤

1.用相应数据及安装包按指定方法安装arcgis10.0软件

2.首先在arcatalog中新建个人地理数据库------要素数据集—-要素类 3.对矢量化的标准图进行标准化

4.分别对农村道路、高速公路、沟渠、地类界、村界、乡镇街道界等线状要素进行矢量化。(此步骤比较复杂,工作量大,是后面工作的基础)

5.赋予属性:分别对农村道路、高速公路、沟渠线状地物赋属性(地物编码、要素代码、地物宽度、线状地物面积)

6.将村界、乡镇街道界合并生成“行政区划”区并赋予相应属性(权属单位、权属单位代码)

7.将农村道路、高速公路、沟渠、地类界、村界、乡镇街道界合并生成“地类图斑”区并赋予相应属性(地类编码、地类名称) 8.面积的计算和汇总统计

9.最后对图形进行适当修饰和添加标注

三、用arcgis完成土地信息系统的详细步骤

1.建立personaldatabase

-2- 在arccatalog中新建个人地理数据库------要素数据集—-要素类

2. 镶嵌配准

在arcmap中对所要矢量化的标准图进行镶嵌配准 (1)在arcmap中,添加”影像配准“工工具。

(2)在”影像配准”工具栏上,点击“添加控制点”按钮 (3) 设定数据框的属性

增加所有控制点,并检查均方差(RMS)后,在”影像配准”菜单下,点击“更新显示”。执行菜单命令“视图”-“数据框属性”,设定数据框属性 (4)矫正并重采样栅格生成新的栅格文件 3.矢量化(分别对线。面进行矢量化)

分别对农村道路、高速公路、沟渠、地类界、村界、乡镇街道界等线状要素进行矢量化。 添加编辑器工具条---开始编辑

下面我就村界跳线绘制的问题作以详细介绍。

第一步在停止编辑的状态下打开村界属性表点击“添加字段”在对话框中名称写“xianxing”类型选“文本”

第二步打开属性对话框在“符号系统”选项卡中双击“类别”,“值字段”选择刚添加的那个字段“xianxing”点击“添加值„”按钮。分别将“shangtiao”“xiatiao”“butiao”“shuangtiao”添加上去。然后为每一种类型选择相应的跳线类型。 4>在绘制的过程中是否每当遇到交点都要捕捉

要回答这个问题就必须清楚图斑的形成。在土地利用现状图中我们可以看到只要有线状要素构成一个封闭区域,不管它们是否属于一个地类,就要构成一个图斑,就要有一个单独的图斑标号。此外拓扑造区就是靠它们的节点关系造区。基于上面的考虑所以在绘制的过程中每当遇到交点都必须要捕捉。

此外在这一步中还要注意线的自相交问题、封闭线的绘制等问题。

面区域矢量化和线状矢量化雷同,在此不重复。 -3-

4.给图形赋属性

分别对“地类图斑”“行政区划”“农村道路”“沟渠”高速公路”赋予相应属性 下面以“地类图斑”为例详细介绍其具体过程

第一步在停止编辑状态下在属性表中添加“dilibianma”“dwmc”字段 第二步在编辑状态下依照原底图依次给字段“dilibianma”赋予相应值 第三步依照字段“dilibianma”给字段“dwmc”赋予相应值 在这个步骤中是通过按属性选择统一赋值。 具体步骤如下 1)点击编辑条的“属性”按钮

2)在打开属性表点击“按属性选择”输入相应查询语句并在属性对话框中统一赋“dwmc’ 5.计算相关面积

1)将赋完属性的农村道路、沟渠、高速公路进行合并生成线状地物图层(XZDW)并将其中的

-4- 线打断 2)赋QSDM ○1在ARCGIS中主要运用工具箱→分析工具→叠加分析→标识这一工具实现赋QSDM。用“行政区划”对“地类图斑”进行标识生成DLTB-QSDM区图层 3)线状地物(XZDW)的地类面积(DLMJ)和扣除系数KCXS的求取

KCXS的求取

打开XZDW-QSDM-KCXS属性表添加kcxs字段,并对该字段运用字段计算器进行运算。 dlmj的求取

在属性表中用字段计算器由shapelenth与dwkd相乘为dlmj 新建kcmj字段类型为float型赋值为dlmj与kcxs的乘积 4)dltb的dlmj的求取

运用工具箱→分析工具→叠加分析→空间连接这一工具

将XZDW-QSDM-KCXS用空间连接到DLTB-QSDM命名为spatiallink区 5)最后在excel中运用数据透视表功能及完成各类数据的汇总. 6.给图斑区赋相应图形参数。

在最后生成的区给结合底图将其赋予相应的图形参数这一步是根据已赋的字段“地物名称”(dwmc)利用已给符号库来快速给相应的图斑赋图形参数的。具体步骤如下。 1)加载二调符号库和相应字体库

1>将字体库直接拷贝到操作系统共的字体库中即可。 2.>将所给的二调符号库添加到arcgis系统中

“自定义”→“样式管理器„”→“样式„”→“将样式添加至列表„”选择相应符号库即可。

3>在相应区中打开属性对话框在“符号系统”选项卡双击“类别”在“值字段”中选中“dwmc”字段点击“添加所有值”则出现所有地类的图例依次将其修改成正确的土里即可。 7.标注

给上一步赋好参数的图形显示地类编码和权属单位。

打开spatiallink的属性对话框打开“标注 ”选项卡选中“标注此图层中的要素” 第一次标注方法选择“以相同方式为所有要素标注” 标注字段选择dilibianma即可

第二次标注方法选择“定义要素类并且为每个类加不同的标注”点击“获取符号类”在类中

-5- 选择“村庄”标注字段选择“quanshudanwei”即可

四、课程设计的心得体会

这次课程设计时间比较仓促。在这个过程中我们曾经遇到过很多困难和问题。以前对于独立完成图的基础比较弱,没有这方面的经历,所以刚开始比较迷茫,作图时出现了很多错误,只能靠同学交流、相互帮助。此次课程设计比较系统的考验了我们作图过程中整个步骤,使我们对arcmap的有关操作有了更进一步的熟悉和了解,对矢量化、校正控制、图形的相关编辑有了更深理解,也使我们意识到团队合作精神的重要性,为我们今后从事有关土地方面的图形编辑。处理奠定了基础。课程设计是课程学习后的一个实践环节,是对课程理论的综合和补充,对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。

-6- 通过课程设计,培养了我们运用本课程基本理论知识和技能,提高了我们分析和解决本课程范围内的实际问题的能力,加深对课程理论的理解与应用。

-7-

第四篇:mapgis土地利用信息系统建库流程

土地资源网 土地利用信息系统建库流程 土地利用信息系统建库流程

〈一〉数据准备 任何一个系统的建立,都离不开数据的准备工作。土地利用系统的数据准备包括空间数据和属性数据两大类。

一.空间图形数据的准备 在准备空间数据时,主要包括以下几方面:

1.数据文件分层:图形数据主要可以分为以下几层:行政辖区、地类图斑、线状地物、零星地物、所有权层、争议层、海域陆地和基本农田保护等。注意:与MAPGIS 中的图层概念不同,这里指土地管理中的专题数据层,一个数据层就是一个文件。

2.数据文件命名规则:分层后的数据文件名规则为:按照汉字首字母+时间年份。 3.空间图形数据的采集及入库。图形的采集范围如下:

①行政辖区:行政辖区包括各级行政界线,分别以相应的线型符号表示。在系统中是以行政村为单位建立面拓扑关系,即凡是由行政界线构成封闭域的就将其作为一个村级单位对待,行政级别向下顺延。 行政辖区内部的飞地和插花地不在该层中表示,而在下述“所有权”层中表示。

② 所有权:所有权在系统中主要用于飞地的处理。 ③图斑层:图斑是指相同用途的地块所构成的区域。 ④线状地物层:线状地物是由各类线状地类构成的。凡是难以在常规图上按范围进行表示,只能通过长度与宽度来描述其占地范围的地类都称为线状地物。

⑤零星地物:零星地物是指面积小,无法在图上依比例尺表示的图斑。 ⑥海域与陆地:海域与陆地层以低潮线为准,海岸线以内为陆地范围,海岸线以外为海域,海域中包括海岛。

⑦坡度图:按《土地利用现状调查规程》要求,将坡度分6个 级别。与此相对应,在详查系统采用6个级别对坡度进行编码。其中,“0”表示 0-2 度,“1”表示 2-6 度,“2”表示 6-15度,“3”表示15-25度,“4”表示25-35度,“5”表示35度以上。坡度的区域划分不受其它因素的影响。

⑧其它。其它主要是地形图和便于看图的符号、注记等,它们无属性,不参与详查的数据处理及分析。 4.变更图形数据的采集:采集对象仅包括图形或属性发生变化的部分。变更数据的采集是以为单位进行的,从初始化数据库到变更之间的资源变更为多变更,初始变更以后每进行一次变更。变更数据采集的内容仅仅是变化的部分,各图层是分开来进行处理的。具体如下: ①行政辖区的变更:行政辖区变更的数据采集只采集发生变化的那一部分现状。

② 所有权变更:所有权变更主要是飞地调整,征用等原因引起的,其主要是影响土地产权关系和按权属统计的结果。所有权也是做为单独的图层。其变化也是单独处理。

③ 图斑变更:图斑变更主要由于土地利用类别发生变化引起的,其影响是土地利用结构产生变化。图斑变化与行政辖区、线状地物及零星地物的变化会相互影响。由于采用分别处理和各自分层以及综合分析技术,使得其相互影响在数据处理过程中得以解决,对数据采集来说,变更图斑的采集包括属性(指地类等)和形状发生了变化的部分。

④线状地物变更:只采集新增的线状地物和经过改造发生变化的线状地物。

⑤零星地物变更:新增零星地物的数据在零星地物变更数据时采集。

⑥陆地、海域及海岛变更:陆地、海域及岛屿变更的数据采集只表示相对变化部分的现状数据。

⑦坡度图的变更主要是由地形变化引起的,对资源信息而言, 其变化过程不明显,而且资源信息中坡度信息只对耕地类的数据处理有影响,对其它地类不产生作用,因此暂时不对坡度图做变更处理,必要时可以对局部坡度图单独进行更新处理。

二.属性数据的采集属性数据是系统进行统计并输出成果的依据,图形只有输入准确无误的属性后,系统才能进行正确的处理。本系统的每个数据文件都有特定的属性结构。在属性数据录入前,各文件必须建立相应的属性结构。

1.编辑属性结构。考虑到本系统的文件属性结构多且繁杂,系统提供了“建立属性结构” 这一工具来为本系统的数据建立标准的属性结构。从而可避免人为原因造成的文件属性结构与系统要求不一致,保证了系统土地资源网国内最大的土地流转平台

土地资源网 后期数据处理的顺利进行。

2.使用详查面积进行简单的报表统计时,必须输入以下属性字段的数据。 A.行政辖区:权属代码 B.地类图斑:图斑号、地类码、权属代码、权属性质、权属部门、毛面积。 C.线状地物:线地类码、线宽度 注意:输入线扣除方式时,属性值的填写将直接影响图斑扣除线状地物面积的多少。具体可分为以下5种情况: ①缺省方式:该字段中不填写任何数据,则线在图斑内时全部扣除,在边界上对半扣除(一边为城镇除外)。

②全部左扣:针对在两个图斑边界上的线有效,考虑线的方向,该字段中填1。 ③全部右扣:针对在两个图斑边界上的线有效,考虑线的方向,该字段中填0。 ④全部不扣:该字段中填 -1。

⑤按比例扣:该字段中填写左图斑的扣除比例,例如 0.2 或 1/5, 系统自动按比例计算右图斑要扣除的线状地物面积。

3.属性数据的录入方法。主要通过以下几种方法采集:

①手工输入属性。对于区文件而言,主要是行政辖区的权属代码和地类图斑的图斑号。 ②根据文件输入属性。通过该功能,可将某一文件中已存在的属性输入到另一个也有相 同属性内容的文件中。如:将行政辖区文件的权属代码输入到图斑文件的权属代码中。 ③使用外部数据库。利用已输入属性的属性字段外挂大量的其它属性。

三.图形数据与属性数据的综合输入流程矢量化扫描光栅文件(在输入编辑系统中分别矢量化出行政辖区边界线、地类图斑边界线、飞地边界线、权属争议边界线,并保存为相应的线文件)——误差校正矢量化后的线文件(误差校正系统中)——投影变换(将校正为毫米单位的线文件转化为以米为单位的线文件)——多幅图拼接(在地图库管理中将投影变换后的线文件入库拼接并接边)——拓扑造区(在输入编辑中利用已接好边的边界线文件造区)——利用属性数据输入的三种方法输入单幅图的属性——多幅图拼接(在地图库中将点线面文件同时入库,一般不需要拼接。入库后利用区域检索功能输出整个县市的行政辖区图、地类图斑图、线状地物等等)。 〈四〉 初始建库

1.建库前的准备:

①新建数据字典。主要是建立行政代码库。

②建图幅索引。即:平台中的接图表。

③项目:项目即平台中管理多个文件的工程。一般说来,一个的数据文件或同一年不同阶段的数据文件构成一个项目。

2.初始建库。初始建库过程中应注意:

①系统会根据数据字典定义的文件命名规则来改变文件的名称。所以要先修改系统建库时间及项目描述时间,然后再添加文件到工程。 建库过程中,一定要注意图斑面积类型的选择。图斑面积类型有详查面积和计算机面积两种,在建库时选择哪个类型将直接影响到后面的数据综合处理流程和表格汇总的结果数据。使用计算机面积是今后的趋势,对于计算机面积,数据的采集和数据的处理完全是从计算机管理的角度出发来进行的。图斑文件可以完全由计算机自动生成,数据采集时,可以仅采集地类界(还是将其存为图斑文件),但真正的图斑文件实际上是由行政辖区和地类界叠加处理而生成的。当然,使用计算机面积时,图斑文件的采集也可以以图斑为单位进行采集。

〈五〉 修改编辑 该功能主要是对建库后的个别数据进行修改编辑,即:系统工程建立之后进行。在但在对数据修改编辑前,必须要求与该数据相对应的文件处于可编辑状态。〈六〉 查询、统计查询方式主要有以下几种:

1.条件跳转查询。属性跳转查询。

2.图数查询。包括以下两步:

①通过“功能设置”设置查询范围和查询方式;

②利用“查询”功能查询。 3.辖区查询。

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土地资源网 4.略图查询。略图查询与图数查询操作类似,分两步。

〈七〉 数据变更处理及报表统计这一部分是本系统的重点掌握部分。它包括以下几个主要处理步骤: 1.数据综合处理。数据综合处理步骤因建工程时选择的面积类型不同而不同。若选择详查面积,则流程为:

①图斑边界剪断线状地物。

②单层数据的变更处理:主要是基年数据与变更数据的叠加生成统计前的现状数据。 各单层数据的变更处理具体如下:

1)辖区变更:行政辖区以行政村为基本单位建立基础信息,由于行政辖区也有重新划分等原因,因此行政辖区的处理也需按变更进行。对于基年行政辖区在变更没有变化的,直接复制基年行政辖区信息到变更作为变更的行政辖区的信息。对于行政辖区在变更发生变化的,则通过空间分析进行行政辖区信息变更,以新的行政辖区的信息作为变更的行政辖区信息。

2)图斑变更:图斑变更处理包括两步。 A.图斑变更处理:图斑地类或形状的变化引起的变更。以基年图斑为基础与变更图斑部分进行空间叠加处理,得到新的图斑 B.辖区变更处理:辖区调整引起的图斑变更。以图斑变更处理得到的新图斑为基础与变更辖区进行空间叠加处理,生成本末作为表格统计依据的图斑,同时该图斑文件就是下一的基年图斑。下一个的图斑信息再以该图斑信息为基年图斑进行处理,直到所有图斑信息处理完毕。

3)线状地物处理:

4)零星地物处理

5)所有权信息处理:所有权主要处理飞地,基年所有权信息是通过行政辖区信息,与所有权基础信息进行空间分析处理后生成所有权信息的。变更的所有权信息是通过基年的所有权信息与变更发生变化的所有权信息进行空间分析处理,形成变更的所有权信息。

6)海域与陆地信息的处理:海域与陆地的范围也会发生变化,所有也是按进行处理。对于变更发生变化的海域与陆地,则通过基年海域与陆地信息对变化部分的海域与陆地信息进行空间分析处理后,形成新的海域与陆地信息,对于海域与陆地没有发生变化的则复制基年的海域与陆地信息作为变更的海域与陆地信息。

7)坡度图的处理:坡度图主要体现按《土地利用现状调查规程》要求的0——2度,2——6度,6——15度,15——25度,25——35度,35度以上6个坡度级之间的坡度区域分布情况,由于级内坡度变化对数据基本不产生影响,因此坡度图的信息在一定时期内可以不做处理。 若使用计算机面积,则处理流程为:

①综合处理生成资源现状文件。

②图斑边界剪断线状地物(此时,图斑文件即第一步生成的资源现状文件)。

③单层数据的变更处理:主要是基年数据与变更数据的叠加。具体处理情况与详查面积相同。

④综合数据处理:综合数据处理是将每一的图斑信息,线状地物信息,零星地物信息,行政辖区信息,所有权信息,海域与陆地信息,坡度图以及初始划定的基本农田信息进行空间叠加处理,形成土地资源现状信息,该文件就是最后用于统计的图斑文件。在该资源现状文件的基础上进行变更处理(即将两个的土地资源现状信息进行空间分析),就可提取资源动态信息。对于使用详查面积的用户,数据综合处理是不必要的。 退出数据综合处理后,再利用“添加项目到工程”的功能将生成的资源现状文件添加到工程中。

2.功能设置:设置统计精度及地类统计级别。

3.数据预处理。通过数据预处理统计要扣除线状地物和零星地物的面积。

4.多种报表的汇总及输出。系统提供了按国家标准的全套土地详查表格输出。包括土地利用现状平衡表、土地统计台帐、土地统计簿、土地面积汇总表等表格。 注意:若所需要的地类级别与本系统的不一致,可以修改表格模 板。表格模板在template文件夹中。 〈八〉数据输出

1.图形数据的输出。系统根据土地详查出图需求,提供了以下多种出图方式。包括:按标准图幅输出,按土地资源网国内最大的土地流转平台

土地资源网 权属输出,按行政辖区输出,任意裁剪输出。

2.属性数据的输出。

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第五篇:地理信息系统应用

目录

第一章:应用现状 ................................................................................. 2 1.1国内应用现状.............................................................................. 2 1.2湖州应用现状.............................................................................. 4 第二章:应用领域 ................................................................................. 5 2.1交通领域 ..................................................................................... 5 2.1.1城市交通(道路、轨道等) ............................................. 5 2.1.2城市地下管道交通 ............................................................. 6 2.2农业领域 ..................................................................................... 7 2.3电力领域 ..................................................................................... 8 2.4视频监控 ..................................................................................... 9 2.5公安警务 ................................................................................... 10 2.6国土资源领域............................................................................ 13 2.7水利领域 ................................................................................... 14 2.8地质领域 ................................................................................... 15 2.8.1地质找矿预测 ................................................................... 15 2.8.2工程地质 ........................................................................... 15

第一章:应用现状

1.1国内应用现状

地理信息系统在国内虽然起步较晚,发展却极其迅速。一方面由于国家政策的支持。从九五科技攻关计划关于进一步推动地理信息系统应用及其产业化的若干意见到十

五、 863提出面向网络的海量大型地理信息系统软件计划、国产 GIS 软件示范应用工程和国家地理信息数据库建设等, 后又在国家十一五规划明确指出: 加强测绘基础设施建设, 丰富和开发利用基础地理信息资源, 发展地理信息产业同时, 为改变传统地理信息分区而治的现状,国家测绘局发起了地理信息公共服务平台的建设,从而实现了国家级、省级、市级三个层次的地理信息共享, 并在此基础上实现了为其它行业提供地理信息的服务。国家大力推动对我国地理信息系统产业的形成和发展起了至关重要的作用;另一方面在全球信息化高潮的推动下,GIS可以说是应时而生,它可以将各种信息源融合,管理海量不同格式数据,并以直观的地图、图像等形式展现在人们面前,支持数据的挖掘、空间分析决策等,现今提出的数字城市—>智慧城市均离不开GIS。

基本应用:

最初的GIS是为解决地学问题而诞生,现今的应用领域已扩展到如资源、环境、国土、、城建、消防、交通、气象、地质、农业、林业、电力及政府办公等众多领域。具体应用可结合当前主流GIS软件功能模块分析如下:

1) 地理信息系统在数据管理中的应用:GIS支持多种方式录入各种数据源,以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索,以多种直观的方式如地图、表格、图形等呈现,并且为用户辅助决策。相对于当下的数据库管理系统,GIS对空间数据管理有以下优点:数据呈现方式多元化;可以定义及管理实体类型数据,而非仅仅的文字与数字信息;数据之间关联密切;既有空间数据又有属性数据。

2) GIS的输出功能在地图制图中的应用。地理信息系统的发展是从地图制图开始的 ,因而

GIS的主要功能之一用于地图制图 ,建立地图数据库。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比 ,利用 GIS建立起地图数据库 ,可以达到一次投入、多次产出的效果。 它不仅可以为用户输出全要素地形图 ,而且可以根据用户需要分层输出各种专题 ,如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于 GIS是一种空间信息系统。 它所制作的图也能够反映一种空间关系 ,可以制作多种立体图形 ,而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。

3) GIS的空间查询和空间分析功能的应用:该功能其实为GIS的核心功能,但是恰恰大多软件在该功能领域仍然薄弱。GIS的空间分析功能可为客户提供决策支持,例如在城市规划过程中,对城市中救护车、救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划;如何安排多路警车交通路线,以保证在紧急时刻,在任意地方应至少能有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点;在环境保护方面 ,对水土流失导致土地资源的破坏进行评价;在区域环境质量现状评价过程中,对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价,以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态。具体在下章有所介绍

4) 应用 GIS一些二次开发函数库开发出具有特定功能软件系统。当前GIS应用于许多领域的系统框架基本一成不变,许多功能均是利用大多国内外已有软件的内置函数制定,其实这同时也限定了GIS在各个领域的发展,也是为什么GIS的空间分析决策能力一直得不到提升的原因所在。

面临问题:

1) 数据共享程度不够。由于各部门或行业地理数据格式、编码原则等不同以及目前我国各部门可以共同使用的基础数据的缺乏,现有的全国性基础地理信息产品比例小、内容不足、商业化程度也低, 不能满足许多专业领域应用的需要, 都导致了各领域大量重复建设, 并由此消耗了巨大的人力、物力与财力。

2) 国外产品在国内地理信息市场中仍然占据主要份额。尽管国产 GIS 软件的部分关键技术已经达到甚至超过国际竞争对手, 但整体技术水平还存在一定差距。 3) 新技术研发力量和投资不足。无线通信、GPS 定位和 GIS 的集成, 将为公众提供最具商业化价值的服务, 大量的无线通信设备作为 GIS 服务的终端, 现有的 GIS 服务器产品面临着并发能力不足的挑战。

4) 我国地理信息标准化工作与国外相比还存在着相当差距。如缺乏理论研究、标准的结构化不强、没有适合需要的标准体系表和关系模型、标准立项缺乏协调、标准内容涵盖面不够广、标准本身质量参差不齐、没有一致性测试机制、参与制定标准的人员结构不尽合理、人员知识亟待更新等等。 发展趋势:

1) GIS 数据的共享和开放

目前, 我国 GIS 的应用范围主要集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中, 社会普及率低, 对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。 造成这种现象的原因主要是 GIS 数据的保密性不够。数据获取困难是 GIS 技术发展的严重障碍。 随着各种测绘技术的不断发展, 数据获取成本已大大降低,提升数据共享和开放, 可以让 GIS 更广泛地应用于国民经济各领域, 提高经济活动效率, 减少 GIS 数据重复建设的成本。 GIS 将在各个领域中发挥更强大的功能,,

2) 网络 GIS( Web GIS) 是将 Internet 与 GIS 结合在一起, 使地理信息可以在高速的网络环境中实现漫游和共享, 这将大大开拓 GIS 的应用领域。 利用网络发布空间数据, 为用户提供空间数据浏览、查询和分析等功能, 形成一个网络化的地理空间平台, 将是 GIS 系统发展的必然趋势。 3) 三维 GIS 与虚拟现实技术的结合

三维 GIS 和二维 GIS 相比, 可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。 三维 GIS 可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库,解决三维空间操作和分析问题, 可以预见, 三维 GIS 的发展将具有非常广阔的前景。 4) 基于物联网技术与 GIS 的融合

随着各种传感器技术的发展,利用互联网技术、GIS技术将物与物之间联通。实现人与人、人与物、物与物之间的互联互通。

1.2湖州应用现状

湖州市测绘院、地理信息中心已发布湖州市基础地理信息系统、湖州市地下管线管理信息系统、湖州市三维环境信息管理系统;

湖州市气象局已经建立了基于GIS的湖州市地质灾害气象监测预报系统、湖州市台风查询系统,在以往天气雷达站址选择中也应用了GIS相关空间分析技术。

在国家“数字城市”的大力推广下,“数字湖州”地理空间框架的建设项目于2011年已然启动。今年湖州市相关部门对该市的地理信息工作提出三点要求:一是加大了“数字湖州”的应用推广,加强地理市情普查工作力度,全面推进地理市情监测;三要细化、落实市政府各项支持地理信息产业园发展的政策,全力壮大地理信息产业。由此可见,地理信息在湖州处于起步阶段,应用领域尚不够广阔,未来发展前景看好。同时位于湖州市德清县的浙江省地理信息产业园,会进一步促进湖州市地理信息的发展。

第二章:应用领域

2.1交通领域

2.1.1城市交通(道路、轨道等)

GIS在交通领域的应用称为GIS-T即GIS+交通(transportation)交通地理信息系统,目前国内交通管理信息系统主要常用于应急指挥、道路交通规划、综合监控等。实际上交通包含了很多内容,而基本所有内容均可结合GIS技术实现交通信息化。目前主要应用于以下几个方面

1) 道路规划设计、建设、维护等:利用GIS技术,建立和维护包含交通空间位置和业务信息的网络数字地图。对修建交通的地区进行分析,提供沿线覆盖范围内的人文、经济、资源、地理指标的统计分析,建立交通沿线的地形、地质、人口、经济、交通等数学模型,形成各类专用专署地图,进而为交通设备部署、沿线经济开发、线路规划等决策提供辅助支持。

2) 综合监控与调度指挥:在GIS平台上,实现交通中的各个监控系统的信息整合。如电力监控系统、火灾报警系统、环境与设备监控系统、自动售检票系统、列车自动运行监控系统、闭路电视系统等实时监控系统等。GIS能够显示所有这些监控设备的空间分布属性及其实时监测数据,并能对其进行各类时间、空间统计及趋势分析,以直观的直方图、饼图或趋势曲线图等形式加以表现,对指定监测设备将其在指定时间、区间内的实测数据及其统计分析结果自动生成相关报表,并向有关领导和部门发送。如相关部门已开发的青藏铁路综合监控系统。

3) 应急抢险:利用GIS技术,能在最短时间内直观、快速、简便地得到紧急事件发生地点的详尽信息,包括事发地点线路、设备情况、事发地段线路图像资料、救援物质分布情况、应急预案等,并使相关联的信息一体化显示,让领导和技术人员在远离现场的情况下,就能对事发地段的情况一目了然,为应急疏散、抢险救灾赢得时间,为远程指挥提供强大的决策支持。同时系统利用它空间分析的能力,对事故进行仿真、模拟及评估,为事故预防办法的制定和事故总结分析提供辅助支持。

如:及时掌握紧急事件发生位置,安排救援抢险任务;指挥人员及时搜索距离事故现场最近的救援车,安排救援。同时,接到任务的救援人员使用GPS导航设备,迅速抵达救援现场,并上报现场事故情况;辅助生成应急预案,以最快的时间处理紧急事件。 4) 商业资产管理:不同的交通类型,如轨道交通等运营所带来的巨大客流使得沿线及场站附近各种资源(通讯、广告、商铺、房地产等)的开发成为一种客观需求。改变以往粗放式的管理,进行信息化的精细管理和前台式销售,可以提高轨道交通运营效益,为企业创造丰富的产出。利用gis技术可以对沿途各站的三维环境进行模拟,可以为商业资产的布防和广告咨询的设计提供思路。

2.1.2城市地下管道交通

城市地下管线包括给水、排水、燃气、电信、电力、工业管道等几大类,是城市基础建设的重要组成部分。目前我国大多城市已建立了地下管线地理信息系统,以用于复杂的地下管线信息管理,目前GIS在该领域的应用主要可以解决以下关键问题: 1) 数据动态更新

地下管线数据的动态更新主要针对城市地下管线探测和新敷设管线竣工测量的计算机成果提交与入库。更新数据并非替换,GIS可以提供历史数据管理,方便检核任意时期的管线数据。 2) 管线三维展示

管线的错综复杂,其分布在地下、水下、空中等,二维图无法表现出其各个管线之间关系,有些管线上下起伏,与地面垂直的一段管线在平面图上只能以一个点与相应注记来表示,视觉效果不直观。只有通过三维方式才能够真实反映其空间位置关系。 3) 数据监理查错

人为的录入海量各种数据源(如基础地形图、管线的属性等),难免会出现一些错误,而这些管线相关空间及属性数据在录入数据库时可以自行检查,譬如:某一区域坐标、高程等必须在当前工作空间内,否则不容许导入数据库。 4) 管线的自动接边处理

管线数据是需要时常更新,新的测量管线数据入库后,测量的管线存在着外测区数据,这样在导入以后,就有可能出现重点、重线,而在新测量数据的入库过程中也有与当前的管线数据出现重点、重线的情况,或者由于测量的误差,本来相连接的管线没有接上,所以管线的自动接边是实现对管线的重点、重线数据的检查,进行接边处理。 5) 管线数据的各种查询方式

在实际查询管线过程中,也许我们只知道管线的某一参数,如测量单位名、管线分布于某一道路口等,GIS提供了多种信息查询方式,可以方便快捷的找到所需管线 6) 管线数据的统计分析以及输出

GIS中管线数据的统计结合了属性数据和空间数据,实现对当前现有管线的信息统计与分析。在管线的属性编辑过程中,可以选择统计的管线类别,以及包括管线年代、管线的横断面积范围、管线材质、管线权属单位以及所在的道路名称等条件并能以图表的形式打印输出统计结果。

目前国内已完成的交通规划及地理信息系统项目层出不穷。例如黄山市综合交通地理信息系统、黑龙江省综合交通地理信息系统、广东省综合交通地理信息系统、广东省综合交通规划管理系统、新疆自治区综合交通地理信息系统、铁路客流地理信息系统、中国集装箱运输发展规划研究管理信息系统、广东省揭阳市综合交通发展研究、江苏省智能化地理信息系统等,但这些项目主要侧重于信息数据的分析、处理和可视化,用于交通的宏观管理工作。

2.2农业领域

GIS在农业领域的发展近几年非常迅速,以下为GIS目前在农业的主要应用

1) 农业的布局划分:GIS可根据区域农业资源特点,在环境调查与监测积累的大量农业环境和资源数据的基础上,进行作物种植的适宜性评价和土壤适宜性等评价,实现农用地分级信息管理,土壤适宜性分析,作物种植分析,农田变更监控、统计、查询等功能,并在此基础上显示与打印输出农业产业布局现状图,农业产业布局规划图。

2) 种植业管理:GIS的空间数据管理能力可以实现粮食、棉花、水果、蔬菜、茶叶、等种植业信息的管理。此外还可以实现耕地质量管理,指导科学施肥,监测植物疫情,种植业产品供求信息分析与发布等。如:作物监控与估产:农情及农作物动态监测主要针对社会关心的农田水肥、农业自然灾害、农作物长势等进行实时跟踪,每类监测内容又可以分为若干子项目,可以选择任意监测项目、监测子项目及监测时间、监测区域进行监测。农情动态监测通过预设一个监测项目参数的阈值范围,当特定农田地块的监测项目值处于此范围时,在农田专题图上以特殊颜色显示;同时,还提供了按区域和时间输出动态监测专题报告的功能;病虫草害防治:在植物保护领域,ArcGIS的主要作用包括分析病虫草害发生的空间动态、评估其发生的适宜环境及影响因子,监测、预测病虫害,进行风险分析等。GIS应用于病虫害管理:进行害虫的风险性预测预报。

一、将病虫危害的历史图片数字化,进行叠加分析,得到病虫害发生频率分布图,再把此图与植被类型及生物地理气候图叠加,找出最易暴发成灾的区域和气候,用于将来的暴发预测;

二、进行病虫害空间分布动态监测,用GIS可对同一区域或相邻区域进行害虫空间分布和种群动态监测;

三、进行害虫发生趋势预测,用害虫的历史发生资料在GIS系统上建立回归模型,进行地区性种群发生趋势预测。

3) 畜牧业:如动物防疫:动物传染病的监控防治也是目前我国农业生产中急需解决的问题,疫情信息采集、统计、传输、通报以及紧急防治手段需要以先进的信息系统来支撑。作为生物科技信息化领域的一项基础性建设,基于ArcGIS的动物疫情管理信息系统将使各级兽医站及其相关部门、机构互联互通、资源共享,把疫情监测、预警、通报、应急应变信息化工作推上一个新台阶;畜禽养殖管理:准确掌握规模化畜禽养殖场基本情况、地理环境、防疫状况,直观了解畜禽养殖场分布现状、畜牧生产规划和变化趋势,还要实现对畜牧业进行动态管理,对畜禽场与周围生态环境的响进行深度分析,准确反映各畜禽养殖场详细数据以及监控数据。

4) 精准农业:利用ArcGIS的高级分析功能进行农作空间分析(:1)作物产量空间分布;(2)土壤养分的空间分布;(3)土壤水分空间分布;(4)土壤微量元素空间分析;(5)作物需求空间分析;(6)环境空间分析;(7)综合分析。分析结果是专家系统的信息源之一,也是专家系统决策结果的空间分布载体,系统必须达到准确可靠,便于农业机械执行。

而实际上GIS与其他如遥感、产量检测器,精准导航(GPS)以及各种传感器的结合应用,近几年在国内有做过几个示范区。这也是近几年“物联网”的一个具体应用。利用各种农业传感器采集农业土壤信息、农作物生长信息等实时传入后台,利用GIS对各种数据实时分析。

2.3电力领域

GIS目前在电力方面的应用主要用于电力的线路布设,电力线路的布设一般依靠电力勘测,电力勘测就是为了在线路设计的端点之间寻找出一条技术上安全可靠,经济上合理最省,环保上达标的线路所进行的勘测活动。在线路的勘测过程中,根据电力系统总体规划设计的要求,结合地方县城规划及建设情况,自然保护区及文物保护情况,军事设施及通信设施的布置情况、林业情况、矿产情况、水文及地质情况、交通及沿线污移情况,统筹兼顾,相互协调,最终确定线路勘测方案。

以上电路线路勘测所需采集的各种地理空间信息与属性信息可以在GIS中宏观的表达出来,该领域的应用基本应用了GIS的数据管理、空间查询以及简单的空间分析功能,线路节点的寻找和GIS中的选址问题相似。

2.4视频监控

监控系统结合GIS几乎可以应用于各行各业,在近些年得到飞速发展,其与GIS结合的有点可提现在以下几个方面:

1) 实时监控录像,供用户查看现场情况:

• 摄像机地理信息和周边环境信息、摄像机附近实景图像视频,全面显示摄像机安装的真实位置和安装点周围环境;

• 摄像机运行状态、视频质量,保证监控系统的有效性;

• 摄像机周边资源配置信息,这类信息的覆盖范围很广,包括道路设施、水源布局、重点单位、所属派出所、警用车辆、巡逻人员等,当摄像机监测到紧急状况时,可以在电子地图上点击摄像机标识,调出周边资源配置信息,紧急调度可用人力物力,减少反应时间;

• 摄像机的故障警告信息,当摄像机出现视频画面模糊、信号中断等故障时,系统会在电子地图上以监控点符号闪烁、发出警报声等方式,引起用户的注意。在电子地图上直接点击该设备节点,会以弹出窗口的形式,显示该设备的用途、类型、操作系统、IP地址、当前运行状态、周边维护单位等详细信息,方便用户准确发出指令及时解除故障;

• 摄像机的维修进程和历史记录,用户可全面掌握摄像机的故障状态,合理配备相应资源跟进维护。详细的设备维修日志包括维修日期、维修人员、故障原因、解决方案等,与设备地理空间信息关联显示,为延长设备的使用寿命、提高故障处理能力、增强视频监控系统运行的可持续性,储备充分的信息资源。

2) 分析的智能性

基于GIS平台的视频监控系统的摄像机在发生紧急事件时,可以迅速在电子地图上调动事件周边摄像机,并根据其传送的实时图像和定点查询的相关信息,进行智能化分析,自动识别报警、制作事件处理预案、计算最优路径、现场远程指挥、寻找事件规律等,以地理信息为平台,将视频监控系统与多种业务应用结合起来。

3) 实现报警联动功能: 当视频监控平台接收到告警情况时,系统除了支持客户端联动,自动切换到告警画面播放该摄像机的实时视频、语音提示可通过拾音器进行语音对讲、放大显示等方式提醒用户外,还支持在电子地图上将该报警监控点图标进行高亮闪烁显示,并及时通知用户处理。在发生紧急事件需要迅速赶至现场处理时,基于GIS平台的视频监控系统可以根据用户输入的起点、终点,进行路径模拟和分析,用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下,计算出起点到终点的最短路径,以及周围各处理人员到达现场的时间,并在电子地图上显示出车辆行驶轨迹。一旦确定了最佳行动路线,便可将相关信息发送到处理人员的移动导航设备中,以最快速度达到事发现场。如果事发现场有装备的摄像机,指挥人员可在电子地图上进行远程观察和决策,通过对现场情况的把握和周边资源的分析,迅速制作出应急预案,提高事件处理效率。

4) 业务的联动性

基于GIS平台的视频监控系统的重要功能还在于,改变了传统视频监控系统的应用个体化状态,以多种信息集成为基础,智能分析为手段,在GIS平台上实现了多种业务的联动,比如追踪引导和定向围捕。追踪引导功能主要是针对大型活动,对活动路线周边的摄像机进行设置,实现追踪和引导功能,当点击摄像机时,在视频窗口同时显示该摄像机前后的视频图像,给安保人员及时提供信息,对突发情况进行快速响应和处理,对路线进行调整,确保活动的安全进行。追踪引导首先需要进行追踪引导设置,对追踪引导序列中的摄像机进行添加和删除操作,并对要显示的前置、后置的通道个数进行设置。当点击加入到追踪引导序列的摄像机时,系统自动进入追踪引导状态,视频窗口自动切换到多窗口画面,显示该摄像机的前置和后置视频图像。定向围捕功能主要是针对警方抓捕罪犯,根据当前罪犯所在位置,GIS平台计算并分析出一定时间内罪犯可能逃窜的区域,并查询出在主要道路上设置卡口的合理位置,在电子地图上进行高亮显示,同时在视频窗口自动切换到多画面,显示案发地点周边的视频图像信息,使决策者及时掌握前方案发地点的实时情况,为领导确定围捕方案提供辅助决策的功能。

目前的视频监控结合GIS已成功试用于平安城市GIS系统、智能交通系统、森林防火系统及其其他行业涉及到监控的应用

2.5公安警务

GIS目前在警务领域得到广泛的应用称为PGIS ,目前的PGIS管理系统基本有以下模块: 1) 人口管理PGIS应用:基层公安机关可掌握辖区实有人口变动、动态管控违法犯罪高危人员,实现“以图管房、以房管人、人事关联、轨迹追踪”的重要工作平台。

2) 案件PGIS应用 :案(事)件PGIS应用是公安机关掌握案(事)件时空分布规律、犯罪热点及趋势,实现基于时空的案件串并分析、线索排查的重要手段 。

3) 视频关联PGIS应用:根据视频系统的接口,实现视频监控点定位、视频实时播放、视频历史回放等功能 。

4) 指挥中心PGIS应用: 指挥中心PGIS应用是指挥中心各类业务信息的空间分析展现平台,应集成视频监控、电话报警、有线无线调度、GPS定位等各种技术,基于PGIS实现接处警、指挥调度、警力部署等辅助决策支持。

5) 警卫PGIS应用 : 警卫PGIS应用,主要实现对警卫线路、现场、住地、预案、任务的基本信息采集和警卫方(预)案制作等功能 。

6)

消防PGIS应用:主要实现对119火警及相关消防业务信息进行报警定位、灾害信息确认、方案编制、等级调派、增援出动、协同作战 。

7)

技侦PGIS应用 :主要用于刑事侦查、人员摸排等工作,借助从移动电子运营商取得到基站位置数据,以及侦察对象的手机话单数据,可以进行轨迹分析,居住区域分析,活动区域分析等。

8)

网监管理PGIS应用:主要实现全市网吧定位查询,网吧信息统计分析等。

9)

治安管理PGIS应用:治安管理中的治安巡逻力量、防控手段、重点区域和场所、旅店业、娱乐场所、化学危险品、技防设施等业务信息均可在电子地图上定位展示、查询分析和动态管控等 。

10) 情报分析PGIS应用 :情报分析PGIS应用主要实现人员变迁轨迹分析,重点人员轨迹分析,案发摸排分析等。

实际各个系统根据客户需求仅需以上某一应用模块,比如下面为某市的警务管理系统的功能模块:  实时视频监视功能

根据监控点的实际情况,提供全天候及全方位的图像监视功能。根据监控点的现场地理位置和周边的建筑物情况,分别在前端配置室外高速球型摄像机、红外一体化枪式云台摄像机和一体化枪式云台摄像机。全天24小时均可在监控中心、监控室观察到前端现场的实时画面,考虑到夜间光照强度可根据实际需要进行灯光补偿(普通照明或红外)。  GIS设备管理定位

·支持监控设备在地图上的标注;

·支持拖拽放置设备树列表设备与GIS地图相对位置;

·支持经纬度准确定位设备于GIS地图;

·支持基本的电子地图放大、缩小、漫游、测距、地图打印、点选查询属性等。例如,具有权限的操作者能够方便地通过点击摄像点来查询该摄像点的属性,如:摄像点的编号、摄像机的型号、安装的具**置等。监控相关功能:选择地图上有摄像机标志的位置,可以查看该摄像机的属性、播放实时视频等。  GIS轨迹跟踪

支持在GIS地图中录像目标对象移动轨迹复现;在确认跟踪对象,指定时间和区域内的摄像头录像中智能查询跟踪对象出现的录像,显示跟踪对象在摄像头录像中出现的时间段,并根据时间段和摄像头位置在GIS中勾画跟踪对象的逃跑轨迹。最终辅助公安干警定位目标的逃逸路线,做出蹲点、排查决策。  GIS应急现场指挥

在抓捕犯罪嫌疑人和现场应急保障过程中,在确定目标对象移动轨迹前提下,通过GIS系统可预先设控轨迹路线上的监控点位,实现提前布防,提前预判。同时,可有效调动周围警力资源,及时、快速响应。  GIS最优路径选择分析与远程导航

可以在紧急事件发生的第一时间,分析计算出最优路径,以及快速准确地到达案发地点。通过路径分析和模拟,用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下,多个出警方案到达事故地点的时间。并将最佳路径远程传送至相应巡逻干警或巡逻车的移动导航设备中,指导巡逻警力以指定的路线追踪、包抄、跟踪对象。  视频显示功能

图像能在监视器/显示器上进行固定或时序轮流显示,并能切换、记录、回放、加工、复制、图像混合、画面分割、字幕叠加等处理。派出所能够通过监视器显示出本辖区的图像,通过计算机显示共享的交警图像;分局能够通过监视器选择显示所有图像或通过计算机显示所有的图像;交警能够通过计算机显示派出所图像。  视频控制功能

对于模拟视频,可以通过矩阵键盘来操作前端活动云台的运动方向、摄像机的焦距及景深来达到最佳的监看效果。各单位可以在授权权限内,使用计算机软件选择和控制共享的图像。

 控制权限分配功能

监控中心的视频资源管理服务器结合矩阵设置,进行总的权限的分配设置和管理。模拟控制权限优先于网络用户控制权限。在矩阵键盘的操作中,权限按现场控制级别最高。权限优先级高低为,派出所监控室键盘控制为高。  视频存储功能

分局110指挥中心、派出所监控室均配备数字硬盘录像机,全天不间断地记录监控点的图像,保存所有监控点30天内的录像资料,可提供本地和远程网络查询、回放和下载。系统通过数字录像主机或网络可把录像资料备份到光盘等存储设备。  社会图像资源的接入功能

系统能够将社会单位建设的监控图像,有选择地接入到派出所监控室,并且能够通过数字视频进行共享。  监控点信息管理功能

系统能够管理所有监控点信息,实现图像资料的查询和对设备的管理,形成统一网管软件,以拓扑图的方式实时反应在线设备的状态。摄像机信号丢失、硬盘出错、网线中断均可实现设备图标闪烁告警。  视频资源管理功能

系统能够对视频资源进行管理,包括视频资源自动分配、用户访问控制、用户权限优先级控制等功能。

2.6国土资源领域

国土领域的“数字国土”的概念逐步深入人心,土地资源的信息化管理成为必然趋势,地籍管理是土地资源业务的核心。“国土资源信息化”“数字国土”均是与GIS密切相关的热词。地籍管理是国土资源管理的主要核心,这些年在各个城镇建立的地籍信息管理系统均是利用GIS对空间数据以及属性数据的结合管理能力,目前存在的问题便是城市地籍管理与农村地籍管理系统往往为独立的二个系统,二者结合城乡一体化地籍管理系统。GIS在地籍方面可以体现以下优势:以“宗地”为核心地体,实现地籍信息的输入、储存、检索、处理、综合分析、辅助决策以及结果输出的信息管理系统。GIS可以提供以下功能

1) 基本的地图功能:提供了双向信息查询检索:通过属性信息查询定位图形,快速实现地籍管理业务对象所在地理位置的定位。也可以从地图中查询地物属性信息,显示用户希望知道的地物信息;距离测量:可以通过鼠标在地图上画线,结束画线得到测量的结果,支持米、公里等单位的换算。面积测量;可以通过鼠标在地图上绘制多边形,结束多边形的绘制后得到测量的结果,支持平方米、平方公里、亩等单位的换算;叠加分析:分析地块与其它地块信息的叠加情况。

2) 数据录入:宗地的属性时常发生变化,GIS提供宗地的新属性如归属、范围的录入,并且不会删除历史数据,从而方便客户可以预览地籍数据变化过程,解决纠纷等提供佐证。 3) 地籍登记:地籍登记分为收件、初审、复审、打证、发件等子模块,地籍登记的业务流程分为土地使用权初始登记、土地使用权变更登记、土地使用权注销登记、土地使用权内控登记、土地使用权解控登记、土地使用权查封登记、土地抵押登记等等。系统采用工作流技术定义各种业务的工作流模板,对工作流实例数据进行操作,对土地登记业务进行流转、监控和查询。工作流监控组件用于对业务完成和未完成状况进行实时的监督,并对未及时处理的业务进行催办。

4) 地籍变更:初始地籍建立后,随着社会经济的发展,土地被更细致地划分,建筑物越来越多,用途发生不断地变化,以房地产为主题的经济活动,使地籍变更如房地产的继 承、转让、抵押等更加频繁。

5) 土地证管理:该模块主要提供土地证查询和土地权属转移相关证明材料的输出等。

2.7水利领域

1) 防汛减灾:灾害工作预测:利用DEM(关于高程的地理坐标)数据结合全国各个地方的雨情及所在地的人文和经济信息等,用于预测洪水的发展趋势,淹没范围以及淹没损失等。这些预测可以很好的为防汛减灾部门物资储备、人员配置以及救灾工作做好提前准备。灾害现场指挥:GIS将各种有关的即时信息,如水利设施位置,灾害地点附近道路分布、人口分布等很直观的表现出来,即时准确的为现场指挥人员辅助决策。灾害评估、灾后重建:利用GIS统计出灾区面积、人口、损失等,为灾后重建、救灾款发放等提供依据,避免盲目性。

2) 水资源管理:利用GIS可以对水资源协调社会经济与水资源利用的关系、处理各地区之间用水矛盾、监督限制不合理的开发水资源、破坏水资源行为;指定供水系统和水库的优化调度方案,科学合理分配水资源。如:某一地区水资源不足,农作物需要灌溉,如何合理从其他附近区域水资源引入罐区。

3) 水土保持:利用GIS的空间信息管理和分析功能结合遥感影像的周期性、时效性以及视域广特点和水土保持动态监测站等,动态的监测水蚀、风蚀等,提供可靠决策。具体主要体现在GIS的查询功能(可以将水土相关的大量数据以空间数据与属性数据结合在图形中直观展示)、统计分析(利用分析功能可以快速了解水土结构区域分布,为水土保持规划提供决策)、数据编辑(当土地利用状况发生变化,可以直接编辑空间数据反映在图形中)、制图显示与输出(输出所需报表及水土相关专题图等)

4) 水利工程规划:水利工程规划如南水北调选线、水库选址规划、库区建设评估和工程施工监测均是GIS的基本空间分析功能。

5) 水污染、地下水位监测:水污染类型包括很多种,水体富营养化、泥沙污染、废水污染、地下水污染等。利用GIS的分析功能可以直观的观察水污染的来源,未来可能扩散的范围和路径,为应急指挥提供决策支持。地下水位实时监测对于地震预报等领域具有重要有意义,GIS可以利用对采集的水位数据进行挖掘直观的表现出来,如近半年的水位变化趋势,等值线绘制等。

2.8地质领域

2.8.1地质找矿预测

地质找矿预测往往需要多种数据源如物探数据、化探数据、遥感数据以及基础地质数据,这些数据源的格式多元化,对于其集中管理带来了不便,GIS可以将这些数据源集中在一个平台,对于每一种数据的分析模块添加不同分析方法的功能,如物探数据的反演方法、化探数据的异常下限确定方法、遥感数据的解译,基础地理数据如与成矿有关的重大断裂、地层等。综合这些信息的异常利用GIS的空间叠加、分析功能圈出找矿靶区,达到预测目的。近些年发展起来的三维地质填图也与GIS紧密相关。

2.8.2工程地质

岩土工程与GIS相结合主要体现在以下二个方面: 1) 岩土工程前期勘测资料:利用GlS具有较强的空间位置数据储存和管理能力的特点,把勘察资料数值化、数据库化,同时,在工程设计中,利用GIS具有较强的综合分析、评价能力和空间叠置功能,对勘察资料进行分析、评价处理,使之转化为设计者方便使用的数据,直接调用。以实现勘察数据的输出直接为设计的输入。

2) 治理设计工作中应用:GIS系统有强大的空间分析能力,可以进行选址、土石方开挖、场地稳定性评价等分析、计算与拓扑判别。其三维场地模型的实现也有助于工程人员对工程场地的更直观认识,并可以通过虚拟场地实现对各种工程方案模拟运作。 如滑坡灾害预测:一般与滑坡灾害相关的因素有岩性、地下水等,这些因素在调查时只是反映当时状态,如何利用多时段采集数据分析地下水来源,地表各个岩性层(如残坡积层、松动岩土体、强风化基岩)分布层位、薄弱构造面等。利用GIS对这些地下水、不同岩性等三维动态监测展示分析,为治理方案提供决策支持。

具体应用于岩土领域的系统如上海岩土工程勘察院研发的地铁监护测量系统:地铁监护测量,即针对地铁结构安全量身定制监护地铁隧道各项指标主要包括沉降、收敛变形、平面位移、渗漏水等。以上海已开通运营的500多公里地铁隧道为例,沿线同时处于施工影响期的地铁监护项目超过200个,每天产生的监测数据量巨大。如何从海量的监测数据中判断出隧道的健康状况,确保地铁隧道结构能够长期稳定的服役,对于地铁维保单位是一个巨大的挑战。该系统以地图和卫星影像作为基本载体,为地铁维保单位提供了一个专业的数据发布平台。借助该系统,地铁沿线的高清3D街景让地铁安全保护区巡查的成果跃然于屏幕,网页上轻点鼠标即可控制传感器采集隧道健康状态数据,保护区内的施工项目状态更是随时更新。对于负责隧道结构健康的监护测量工程师而言,系统还可提供详细的隧道健康监测病例——监测数据、现场照片、变形曲线、应对措施等等。一旦隧道监测的指标异常,立马发布警报,叫停影响地铁结构安全的施工行为,采取针对性的修补措施从而保证地铁的正常运营和市民的日常出行。

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