gis在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

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1、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè)處嚴(yán)慕綏電話：010—63204529Yanmusui@sina.comGIS是地理信息系統(tǒng)GeographicalInformationSystem的英文縮寫。中文翻譯有時(shí)也譯成“土地資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”和“土地資源信息系統(tǒng)”。GPS全球定位系統(tǒng)英文全稱GlobalPositioningSystem，是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念一、地理實(shí)體二、地理數(shù)據(jù)三、地理信息系統(tǒng)四、地

2、理信息系統(tǒng)常用軟件一、地理實(shí)體地理實(shí)體描述的是分布于地球表面的自然現(xiàn)象。地理實(shí)體的空間特性十分明顯，這里“地理”二字是指地理坐標(biāo)參照系統(tǒng)，是廣義的，是一個(gè)空間概念。地理實(shí)體是一種綜合體，按其內(nèi)容可以分為自然要素和社會(huì)要素。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念地理實(shí)體自然要素社會(huì)要素資源環(huán)境基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)人文人土生態(tài)工業(yè)農(nóng)業(yè)商業(yè)人口家庭圖5-1地理實(shí)體構(gòu)成層次經(jīng)濟(jì)人文人土生態(tài)工業(yè)農(nóng)業(yè)商業(yè)人口家庭地理實(shí)體構(gòu)成層次圖地理實(shí)體自然要素社會(huì)要素人口基礎(chǔ)家庭環(huán)境資源生態(tài)人文經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)商業(yè)土工業(yè)人二、地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)有兩個(gè)要素，即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地理要素的數(shù)據(jù)表示：按其空間分布特征可抽象歸結(jié)為點(diǎn)、線、面

3、三種數(shù)據(jù)表示。空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，是關(guān)聯(lián)地理特征的各種信息紐帶?？臻g數(shù)據(jù)可分為圖形數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)：屬性數(shù)據(jù)是人類在生活和生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生的各種復(fù)雜的信息，表達(dá)方式是字符串、各種代碼或統(tǒng)計(jì)數(shù)值等。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念三、地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)是在公共的地理基礎(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理和多維信息結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立的。它具有信息共享、區(qū)域綜合分析、及時(shí)反應(yīng)、輔助決策、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的基本特點(diǎn)。它與其它管理信息系統(tǒng)的最大差別在于，這種系統(tǒng)的處理對(duì)象為空間實(shí)體，它的工作過程主要是通過空間實(shí)體的空間位置與空間關(guān)系來進(jìn)行的，當(dāng)然也可以通過它們的屬性來實(shí)現(xiàn)。它除對(duì)空

4、間數(shù)據(jù)管理、檢索外，還必須進(jìn)行各種運(yùn)算和分析。輸出成果除了數(shù)據(jù)、表格、文字外，主要形式是圖形即各類專題圖。而其它管理信息系統(tǒng)則沒有空間概念。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本概念第二節(jié)地理信息系統(tǒng)原理一、地理信息系統(tǒng)的基本組成二、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三、空間數(shù)據(jù)的基本特征及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)四、空間分析基本操作一、地理信息系統(tǒng)的基本組成（一）基礎(chǔ)部組織管理機(jī)制：組織機(jī)構(gòu)、人員分工、管理方法和規(guī)章制度等；計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)：中央處理機(jī)、數(shù)據(jù)的輸入和輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等；計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分。除具備基本的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、高級(jí)語言編譯系統(tǒng)軟件外，還應(yīng)具有豐

5、富的能滿足地理信息系統(tǒng)基本功能需求的應(yīng)用軟件。第二節(jié)地理信息系統(tǒng)原理（二）功能部分?jǐn)?shù)據(jù)采集：對(duì)多種形式、多種來源的信息，實(shí)現(xiàn)多種方式的數(shù)據(jù)錄入。數(shù)據(jù)編輯：修改、增加、刪除、更新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理：以某種格式將數(shù)據(jù)記錄在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部存儲(chǔ)介質(zhì)上。數(shù)據(jù)查詢與空間分析：基本的查詢與空間分析操作主要包括緩沖區(qū)分析，拓?fù)浏B加分析、拓?fù)淇臻g查詢等；操作運(yùn)算與應(yīng)用分析：數(shù)據(jù)格式變換、多邊形疊合、拼接、切割等操作；算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。應(yīng)用分析功能可實(shí)現(xiàn)空間信息量測(cè)分析、統(tǒng)計(jì)分析、多要素綜合分析等。數(shù)據(jù)顯示與成果輸出：結(jié)果以地圖、報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖表等形式顯示和輸出。1～17

6、3二、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（一）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際就是象元陣列，象元的位置由所在行列號(hào)來定義，且具有每個(gè)象元記錄相應(yīng)空間實(shí)體的屬性值。所以柵格數(shù)據(jù)又稱為“屬性明顯，位置隱含”的空間數(shù)據(jù)表達(dá)方式。每個(gè)象元是最基本的信息存儲(chǔ)單元和處理單元。點(diǎn)實(shí)體表示為一個(gè)象元；線實(shí)體則表示為在一定方向上連接成串的相鄰象元集合；面實(shí)體由聚集在一起的相鄰象元集合表示。減少柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方式有，費(fèi)爾曼鏈?zhǔn)骄幋a、游程長度編碼、塊式編碼、四叉樹編碼等。第二節(jié)地理信息系統(tǒng)原理（二）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合于描述地理實(shí)體的空間屬性，它直接以取樣點(diǎn)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，通過記錄坐標(biāo)的方式，體現(xiàn)地理

7、實(shí)體的空間位置。點(diǎn)實(shí)體：用一對(duì)坐標(biāo)（X，Y）來定位；線實(shí)體：用坐標(biāo)對(duì)的集合[（X1，Y1)，(X2，Y2)，……（Xn，Yn）]來記錄；面實(shí)體：通過記錄面狀地物的邊界來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用隱式關(guān)系以最小的空間存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)。（三）柵格和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)比較柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，使用同一大小網(wǎng)格的行列表示具有拓?fù)潢P(guān)系的點(diǎn)、線和多邊形坐標(biāo)存原點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)世界坐標(biāo)，其它網(wǎng)格由此計(jì)算所有特征都存貯現(xiàn)實(shí)世界x、y坐標(biāo)分辨率數(shù)據(jù)分辨率取決于網(wǎng)格的大小取決于編輯方法和原始圖件的比例尺屬性值每個(gè)網(wǎng)格都有一個(gè)與