你只知GIS能畫(huà)圖，卻不知還有這樣的魅力！

         在很多人眼里GIS是做什么的?多數人可能會(huì )說(shuō)“GIS就是畫(huà)地圖的”。然而事實(shí)上，GIS不只是畫(huà)地圖。

谷歌發(fā)布的虛擬成像眼鏡，能在用戶(hù)眼前呈現虛擬影像，這個(gè)源于《黑客帝國》系列電影的裝置，就是GIS（地理信息系統）專(zhuān)業(yè)中虛擬成像儀器的應用。

票房8.3億的《變形金剛2》中，前“第七區”的探員通過(guò)與海軍通報坐標，指揮軍艦用電磁炮準確地擊中狂派的“大力神”，這個(gè)能精確確定坐標的儀器，就是有車(chē)一族必不可少的GPS定位儀。

電影《碟中諜4》中，阿湯哥所駕駛的寶馬概念車(chē)的擋風(fēng)玻璃不但可以顯示當前地圖的信息和自身位置，還能在肉眼未看到路況前，呈現出行人和障礙物的影像。

這些從電影中走來(lái)的未來(lái)技術(shù)，則是基于GIS專(zhuān)業(yè)中的Telematics實(shí)現的——運用遠程衛星信號將附近路況傳到車(chē)載導航上并顯示出來(lái)。

2016年Esri全球用戶(hù)大會(huì )，Lauren Bennnett女士展示的一段關(guān)于電影、關(guān)于未來(lái)智慧城市的視頻中有這么一段話(huà)：

“我們可以回望過(guò)去，也可以展望未來(lái)，對于未來(lái)，我們有過(guò)驚鴻一瞥。

GIS在我們周?chē)鸁o(wú)處不在，你將看到的是使用ArcGIS創(chuàng )建的一些絕美的3D可視化場(chǎng)景，可能你會(huì )想到電影《獨立日2：復活》《瘋狂動(dòng)物城》?！?/span>

可見(jiàn)，GIS在我們日常生活中發(fā)揮了很大的作用，“GIS無(wú)處不在”是一句大實(shí)話(huà)。當然，從電影中看到這些只是GIS的冰山一角，下面讓我們一起來(lái)領(lǐng)略GIS的魅力吧。

GIS是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策時(shí)所需信息的技術(shù)系統。

簡(jiǎn)單地說(shuō)， GIS系統，即地理信息系統，是將描述位置（地方）的層信息結合在一起，通過(guò)這些信息可以使你更好地認識這個(gè)位置（地方）。你可以根據自己的需要選擇使用這些層信息，比如找一個(gè)更好的地段設立店鋪、分析環(huán)境、在城市里給你帶路等等。

基于某些原因，GIS軟件常被稱(chēng)為“繪圖軟件”，GIS所做的繪圖工作也會(huì )常與繪制地圖聯(lián)系起來(lái)，其實(shí)GIS不只是能繪制地圖，還可以描繪任何你希望用圖形顯示的數據。比如人體，只要你把三圍、身高、四肢長(cháng)度等信息輸進(jìn)軟件，它就能繪制出你想要的模型，又比如我們昨天微信公眾號上分享的四大名著(zhù)地圖。

GIS是提供決策信息的系統，而在決策前往需要進(jìn)行分析。GIS的分析通常是從明確你需要哪些信息開(kāi)始的。

GIS在生活中的應用實(shí)例

想深入了解GIS是什么？我們舉個(gè)生活中的簡(jiǎn)單例子：

試想，在你從家走到學(xué)校的路上，通過(guò)ATM取一次錢(qián)，買(mǎi)一張火車(chē)票，怎樣可以走最少的路？問(wèn)題越細越好，比如說(shuō)去哪家銀行的ATM，到哪個(gè)代售點(diǎn)去買(mǎi)票等等，只有這樣，它才可以為你量身訂制結果。

要知道，你應用的數據類(lèi)型和數據特征決定著(zhù)GIS用何種方法進(jìn)行分析。由于GIS的核心是一個(gè)地理數據庫。

所以，進(jìn)行分析的第二步是將現實(shí)中的每個(gè)對象用數字數據的形式表現出來(lái)，你可以將印在紙上的數據通過(guò)電腦數字化，或是對地物進(jìn)行實(shí)地測量，或是直接將衛星從空中得到的地面數字圖像直接帶入電腦。這里主要涉及測量學(xué)等課程的知識。

你的需求和預算決定了使用何種數據以及如何得到它們。針對前面買(mǎi)票的問(wèn)題，你需要的數據是：一定范圍內的道路數據、居民地數據、學(xué)校數據、ATM數據、火車(chē)票售票點(diǎn)數據等。當你掌握了數據，就可以開(kāi)始分析了，空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟件相區別的主要特征?？臻g分析是從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，并對空間事物做出定量的描述。一般的講，它可以回答人們What（是什么？）、Where（在哪里？）和How（怎么樣？）等問(wèn)題。

GIS空間分析的內涵極為豐富，包括空間查詢(xún)、空間量測、疊置分析、緩沖區分析、網(wǎng)絡(luò )分析、空間統計分類(lèi)等多個(gè)方面。

在買(mǎi)票問(wèn)題中我們可以用到空間查詢(xún)、空間量測、網(wǎng)絡(luò )分析等空間分析方法。我們首先使用空間查詢(xún)確定家和學(xué)校的地理位置，以及ATM和火車(chē)票售票點(diǎn)的地理分布，再使用網(wǎng)絡(luò )分析選擇一條以家為起點(diǎn)，途經(jīng)一個(gè)ATM及一個(gè)火車(chē)票售票點(diǎn)，以學(xué)校為終點(diǎn)的最短路徑。

在這個(gè)問(wèn)題中，網(wǎng)絡(luò )分析起到了至關(guān)重要的作用。網(wǎng)絡(luò )分析是依據網(wǎng)絡(luò )拓撲關(guān)系（線(xiàn)與線(xiàn)之間，線(xiàn)與點(diǎn)之間，點(diǎn)與點(diǎn)之間的連結、連通關(guān)系），通過(guò)考察網(wǎng)絡(luò )元素的空間、屬性數據，對網(wǎng)絡(luò )的性能特征進(jìn)行多方面地分析計算，再由近及遠尋找起點(diǎn)到其他所有結點(diǎn)的最佳路徑，直至到達目標結點(diǎn)。

一旦選擇了分析方法，你就要按照你的需求處理數據。如果你想對某個(gè)事件的位置繪制地圖，那么你需要對你的數據賦予地理特征（比如經(jīng)緯度或地址信息）以及屬性值。如賦予家和學(xué)校地理位置信息，賦予道路數據連通性的信息，賦予ATM屬于哪個(gè)銀行的信息等，這些信息將給我們的分析提供輔助。

最后一個(gè)步驟就是查看分析結果并且根據這個(gè)結果指導行為。這些結果既可以通過(guò)數字地圖顯示，并且打印成紙質(zhì)地圖，也可以結合電子表格或圖表顯示，甚至可以通過(guò)文字描述出來(lái)。雖然許多GIS系統都強調制圖功能，但是軟件可以靈活地按照你的需要，以最佳的方式顯示分析結果。

GIS在各領(lǐng)域的應用

目前，每個(gè)領(lǐng)域里的專(zhuān)家也不斷地意識到按地理信息系統的觀(guān)點(diǎn)來(lái)思考和工作所帶來(lái)的優(yōu)越性，于是GIS在眾多領(lǐng)域都將扮演重要角色，不僅能幫助人們解決全球環(huán)境變化和區域可持續發(fā)展等重大問(wèn)題。

一、自然資源調查與管理

以土地利用類(lèi)型為例，可輸出不同土地利用類(lèi)型的分布和面積、按不同高程帶劃分的土地利用類(lèi)型、不同坡度區內的土地利用現狀及不同類(lèi)型的土地利用變化等，為資源的合理利用、開(kāi)發(fā)和科學(xué)管理提供依據。

二、自然災害監測

借助遙感監測數據和GIS技術(shù)可有效地進(jìn)行森林火災的預測預報、洪水災情監測和洪水淹沒(méi)損失的估算及抗震救災等工作，為救災搶險和決策提供及時(shí)準確的信息。

此外，RS與GIS技術(shù)在抗震救災中也有廣泛應用。我國是地震多發(fā)國家之一，為了盡可能減少在未來(lái)地震中的生命和財產(chǎn)損失，必須建立一套地震應急快速響應信息系統。

三、對環(huán)境管理

傳統的環(huán)境管理方式已不斷受到挑戰，逐漸落后于我國經(jīng)濟發(fā)展的要求。而GIS技術(shù)可為環(huán)境評價(jià)、環(huán)境規劃管理等工作提供有力工具，如環(huán)境監測和數據收集、建立基礎數據庫和環(huán)境動(dòng)態(tài)數據庫、建立環(huán)境污染的有關(guān)模型、提供環(huán)境管理的統計數據和報表輸出、環(huán)境作用分析和環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、環(huán)境信息傳輸和制圖等。

四、城市管理

在城市公共基礎設施管理中，GIS可幫助管理人員查詢(xún)設施管線(xiàn)、管網(wǎng)（包括供水、排水、供電、供氣及電纜系統等）的分布，追蹤流量信息和運行質(zhì)量監控；

在城市公共事業(yè)管理中，GIS主要用于公共事業(yè)設施的分布及需要公共事業(yè)服務(wù)的特殊人群的分布分析等；

在城市資源與生態(tài)環(huán)境管理中，GIS的職能主要體現在資源清查與管理、土地調查和地籍管理、災害監測和環(huán)境管理等方面；

在城市經(jīng)濟空間結構管理方面，GIS主要處理各經(jīng)濟要素的空間分布，如產(chǎn)業(yè)空間布局、商貿中心的分布、城市功能區的范圍等，并分析其規模、形態(tài)和位置是否符合城市空間擴張的規律；

在城市社會(huì )管理中，GIS主要進(jìn)行城市社會(huì )因素的空間特征的管理，如人口分布、不同人口密度的地區顯示、社區服務(wù)設施分布、影響社會(huì )治安因素的分布分析及犯罪嫌疑人追蹤等。

五、輔助決策

GIS利用特有的數據庫，通過(guò)—系列決策模型的構建和比較分析，可為國家宏觀(guān)決策提供依據。例如，系統支持下的土地承載力研究，可解決土地資源與人口容量的規劃。在我國三峽地區，通過(guò)利用GIS和機助制圖方法建立的環(huán)境監測系統，為三峽宏觀(guān)決策提供了建庫前后環(huán)境變化的數量、速度和演變趨勢等可靠的數據。

六、作戰指揮

通過(guò)利用GpS（全球定位系統）、GIS、RS（遙感）等高新尖端技術(shù)迅速集結部隊及武器裝備，以較低的代價(jià)取得了極大的勝利。

綜上所述，告訴了我們GIS的幾個(gè)主要任務(wù)：輸入、處理、管理、查詢(xún)和分析、可視化等，GIS是最具發(fā)展潛力的交叉學(xué)科，它既是管理和分析空間數據的應用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應用基礎學(xué)科。

未來(lái)，GIS將無(wú)處不在，由GIS開(kāi)啟的未來(lái)也將充滿(mǎn)無(wú)限可能。

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