GIS的实时应用浅谈

摘 要：GIS在我国乃至全世界的应用越来越广泛，其重要作用逐渐被专业人士和广大人民群众认识并接受。通过论述GIS在国民经济、商业、行政等领域中的应用，分析了GIS可为不同需求的用户提供及时、准确、可靠信息的强大功能。

关键字：GIS；及时；应用；数字

GIS（Geography Information System，地理信息系统）是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储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地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活等对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

人类的信息中有80％与地理位置和空间分布有关，其应用可以深入到各行各业、千家万户，形成诸如资源与环境GIS，工矿生产管理GIS，工商经营管理GIS，灾害监测与防治GIS，国民经济运营、交通管理和规划GIS，城市管理、运行和规划GIS，农林牧副渔GIS及各部门办公GIS等。20世纪90年代以后，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS的应用也日趋深化和广泛，特别是1998年前美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来，GIS在全球得到了空前迅速的发展，产生了巨大的经济和社会效益。

一、国民经济发展的有力保障

（一）资源环境

1、地质矿产

油气勘探难度的增大使得生产中的重大课题必须采用多学科、综合研究的方法来解决，GIS以应用于油气勘探集成的优势，发挥其强大的功能，及时的为石油行业带来了所需要的勘探信息，并带来巨大的效益。而以“数字地球”为代表的GIS新技术研究所取得的进展，如WebGIS，3DGIS，OpenGIS等技术的深入研究将使GIS的功能更为强大，从而保证了基于GIS的油气勘探集成系统的先进性。

2、环境保护

运用“3S”技术可以监测水蚀、风蚀等多种类型的土壤侵蚀区的侵蚀面积、数量和强度发展的动态变化。除此之外，还能应用于水资源实时动态监测和科学管理。水资源实时动态监测在水利信息化中非常重要，因为只有掌握瞬时变化的供水和需水等有关信息，才能科学、准确地进行水资源的配置及调度；只有掌握瞬时变化的水质信息，才能对环境质量进行动态评价和有效监督，才有可能应对水污染突发事件。而监测的内容既包括水量和水质等水资源信息，也包括水资源配置有关的用水信息。运用GIS对水质信息进行管理，可以合理地选择出那些能代表具体流域（或地区）地表（下）水水质总体状况的站点，以便进行水质水量连续自动实时的监测、水量调度和水污染控制。不同的水污染类型（主要包括水体富营养化、泥沙污染、石油污染和废水污染及热污染和固体漂浮物污染等）的反射率等存在差异，这些差异将在遥感影像中呈现出不同的特征，结合GIS的空间数据和GPS的定位数据进行遥感影像分析处理，可以快速地获取水污染的类型、地点及其污染范围。

（二）防灾减灾

GIS可以服务于及时有效的防洪减灾体系：“3S”技术可用于灾前预测、灾中监测和灾后评估。利用“3S”技术建立GIS灾情数据库，根据历史灾害数据（如水位等）和灾情背景数据建立灾情预测、监测和评估数学模型。在GIS的各种专题数据库和灾情预测、监测和评估数学模型等的支持下，结合在DEM、水情、雨情和其他信息，能实现汛前预测、实情实时监测和灾情评估等。1998年长江发生特大洪水时，“3S”技术在灾情监测与评估方面就发挥了重要作用，不仅为抗洪抢险的正确决策提供了宝贵的及时的信息，而且为地方政府的迁安救护提供科学、具体的意见，还为防洪决策提供了快速调度预案。同时结合遥感实时监测的灾情情况和GPS定位信息，也能提高防洪调度指挥的效率和准确性。

（三）城市建设

人类进入21世纪，新世纪的城市有巨大的发展，同时也会面临着严峻的挑战。城市无疑是社会全面发展的关键，全世界都面对着难以解决的许多城市问题。如空间布局混乱、人口膨胀、环境危机、资源危机、耕地浪费、交通堵塞、灾害加剧和人居质量恶化等。我国的城市规划成就辉煌，但城市规划的现状却并不总是令人满意。城市交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为寻求解决这些问题的对策，广大城市规划师和城市决策者迫切希望能够更完整、准确和全面地把握城市及其周边环境的动态空间特征。GIS在这个领域有了大展拳脚的领地。
1、旅游规划

随着旅游业的发展，旅游已越来越成为地方乃至国家收入的主导产业之一。因此，如何强化旅游服务质量和意识，更好地为旅客提供满意的服务显得尤为迫切。而以软件技术和空间信息处理为核心的地理信息技术恰为提升其服务管理水平提供了最佳开发平台。在户外游憩（旅游）规划中，GIS技术可用于标示资源的位置与类型、交通道路状况、现有设施空间分布状况、河流、地形地貌、植被类型与分布格局等信息，并制作专题图件。利用GIS强大的空间信息管理功能，将社会、经济、人口等属性信息与地表空间位置及其他规划元素信息相关联，组成规划信息数据库，在此基础上完成游憩区选址、功能分区、设施安排、游览道路规划、给排水设施布置等规划设计内容。GIS进行户外游憩规划的优点十分显著：（1）能快速得到分析结果；（2）能对数据库进行统一的管理和维护，可快速修改、更新数据库内容，实现动态管理与规划；（3）具有很强的地图编辑与显示能力，对数据分析结果可利用地图形式形象生动地显现出来。美国的Jane Silbemage教授在其所主持的密西西根半岛东端景观规划中，用GIS对地形、地理学、土壤、地方性气候、大湖及开放水系、流域、植被等数据进行了空间分析，从而在半岛东端的6个生态亚区中划分出100多个地貌组合区。我国学者金丽芳、刘雪萍等采用GIS技术，在浙江仙居风景区以地形图为底图，编制完成了风景区总体规划图、综合现状图、风景资源分布图、保护规划图、服务设施规划图、基础设施规划图等12张旅游资源开发规划图件。这些成果无论是为游客还是景区管理层都带去了及时可靠的信息。在我国，沙市、常州、海口、深圳、北京、上海、天津、厦门等城市已建立具有一定规模的城市信息系统，一些GIS技术开发公司在一些城市的大街上设置了旅游线路查询信息系统，并己成为市政建设的一个重要内容。

2、管线管网

GIS和通信技术结合，可以开发出很多富于想象力的新业务。比如，在目前中国电信热推的“号码百事通”服务背后，就离不开GIS的支持。以云南电信的“号码百事通”为例，通过一个基于SuperMap GIS软件开发的GIS系统，云南电信可以在原有的114号码查询数据基础上，为拨打查询电话的用户增加很多新服务，如：位置定位服务，用户可以对宾馆、餐饮、娱乐等场所的名称、地址、类型等进行精确或模糊查询；查询行驶路线；可以设置行程的起点、终点，计算出最佳路径，显示在地图上，然后通过外部接口以短信、TTS语音等方式发送给用户；查询周边设施，可以设置中心点、半径范围、类型（如宾馆、餐饮、娱乐等），然后进行周边设施的显示；查询公交路线和换乘，可以设置起始站点、终结站点、是否需要转车，显示出所有公交线路发送给用户；地图快照功能可把当前的地图图像快速保存，并通过Email、传真接口发送给用户。另外，在广东电信的“互联星空”网站上，基于SuperMap GIS开发的《动感广东》网上多媒体电子地图系统可以为人们提供城市地图、“食、住、行、游、购、娱”六大要素查询以及其他城市公共设施的查询。为广大市民和游客的出行提供重要的可靠的及时的参考信息。

公共供水作为城市重要的基础设施，供水管网是城市基础设施的生命线工程，是城市赖以生存和发展的重要物质基础。它的信息化建设是数字城市建设的重要内容。GIS供水管网地理信息系统能准确及时迅速地对供水网管的突发事故作出反应。充分利用GIS供水管网地理信息系统，提高了供水管网抢修的反应速度，对出现的管网破漏事故，做到了快速止水，及时抢修，减少了水资源的浪费，确保了供水管网的安全运行。高密水司利用GIS供水管网地理信息系统管网抢修准确及时迅速。美国、西欧、日本等国家和地区的大城市都建立起了基于GIS的管网信息系统，利用这些管网信息系统对城市的管网进行管理。为城市规划与建设管理提供高精度、高可靠性、现势性的地下管网信息。现在，这些国家正在研究更为先进的管网管理系统，如全国联网、网上发布、自动探测、卫星接收、及时传递且计算机智能控制决策的现代化管网信息系统。电力GIS实现电网数字化描述也是同样的道理。

3、交通运输

近几年来，随着GSM移动通信技术的发展，GIS的应用范围迅速扩展到人们的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技术已开始广泛应用于车辆安全防范系统和调度系统，为人们提供车辆反劫防盗、报警、道路指引、医疗救护以及在此系统平台基础上扩展各种电子商务增值服务。
以医疗救护为例（如图1），当患者向监控中心请求急救时，监控中心可以从GIS电子地图上查看到患者的具体位置，并同时搜索最近的急救车辆，让最近的车辆前去接患者。患者进入救护车后，监控中心可以通过双向通话功能，指导救护车上的医生实施救护治疗，同时通过GIS的最优路径功能，给救护车指引道路，使其以最快的速度到达医院或急救中心。而在救护车行进的过程中，患者的家属可以通过互联网立即上网查询救护车的行进位置及患者的状态信息。通过GIS，并结合GPS和GSM无线通信及网络，使患者、家属、救护车及医生之间建立了无缝沟通体系，最终使患者能得到快速、及时的治疗。

另外，应用于车辆跟踪可以及时准确地掌握车辆的位置和行驶状态，及时地将物品的位置状态传递给客户。不仅如此，司机还能真正体会“自由行”的乐趣。

4、公共安全

在公共安全方面，GIS以其强大的功能协助我国和世界各国政府治理其国家，保卫其安全。按照时间、手段或其他特征显示犯罪的位置信息；确定犯罪的热点地区；将犯罪的区域类型同嫌疑的地址相关联；按照疑犯的活动情况动态显示其动态显示犯罪类型和趋势；显示犯罪团伙的势力范围；显示人口数据等等都是GIS可以实现的，这样的应用为人民带来了切实的好处，这会让犯罪分子无处可逃。

（四）农业耕作

通过GIS分析处理，可给出农作物病虫害发生图、分布图及可能蔓延区图，为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据。另外，GIS也可以应用于农业环境监测和管理：利用RS/GIS，能够对农业资源环境质量变化进行动态监测，及时发现情况进行预警。GIS可为“新农村”建设，构建和谐社会提供强有力的技术支持。

二、商业领域的技术支持

从国内当前的实际应用来看，地理信息系统（GIS）在商业领域的应用远远落后于在其它国民经济领域（如城市规划与管理、电力与电信、土地管理、环境保护等）的应用。提起GIS，会让人想到将实际的地图转变成的电子地图，其应用离我们似乎很遥远，但随着市场经济体制的建立与完善，提高商业分析与经济决策的水平与效率必然要求更新的技术支持。所有的商业、经济、管理决策活动都与空间信息密切相关，而且在有关的商业与经济分析如商圈分析、投资环境评价、市场分析、经济流模拟等方面，对空间区位与属性信息的综合分析是其必然要求。传统的面向商业与经济应用的管理信息系统，只能对属性信息进行管理，缺乏空间信息管理与分析功能。GIS技术因其属性信息、空间信息一体化管理与强大的分析功能，在商业与经济领域有着广泛的应用。GIS必将成为今后在这一领域重要的应用技术，进而形成面向专业应用的决策支持系统。

事实上，在我们身边已经可以发现GIS的身影：时髦的现代人开始在手机上开通GIS地图服务，以方便自己出行；铁道部应用GIS系统用于分析和管理北方与南方的铁路布置等；北京石景山区市政管理系统引入GIS，将地下管道的位置清楚显示在电子地图上以方便维护。

GIS的应用还远远不止这些，MapInfo亚太区副总裁兼总经理GavinLennox介绍，利用位置的力量，用户可以做出准确、及时、自信的决策，更快更好地实现非常复杂的目标。保险公司可以使用GIS系统去衡量他们的政策并确定承担的风险大小。零售业、房地产、银行以及餐饮业可以通过位置智能做预测分析，更了解他们的顾客与市场，帮助在市场、潜力产品、店面位置与人口分布等方面做出更好的决策，以达到增加收入与降低成本的功效。

正如一滴水只有融入到大海里才不会枯干一样，脱离了GIS应用的商业不会长久。GIS就是通过对空间信息与属性信息的一体化管理与综合分析，将经济、商业信息的区位特性纳入研究范畴，弥补传统方法缺乏对空间信息管理与分析能力的不足为商业服务，为经济贡献。GIS的输出功能、可视化技术可以为商业、经济的可视化与动态模拟提供有效的技术支持，传统的方法提供的往往是文本、表格等结果。而随着科学技术的发展，图形、图像是最直观、最受欢迎的信息表达形式，而这正是GIS的优势所在。

三、政治分析的强大基础

计算机网络的发展为GIS等新技术铺就了金光大道。随着GIS的日渐成熟。GIS不仅为国民经济建设与发展做出了贡献，而且在政治分析、决策中也起到了不可取代的作用。据调查统计，美国有84%的联邦政府机构在办公室中正在使用和将要使用GIS技术，有7万个以上的地方和州政府部门使用GIS技术。是否具备和使用先进的城市地理信息系统，已成为衡量一个城市管理水平和投资环境的重要标志。数字中国的建设不仅是将GIS广泛应用于经济建设，而且将GIS更好的为政府服务。军事领域是GIS应用最早也是应用最成熟的领域之一。数字化战争不也是美国“数字地球”战略计划一个重要组成部分吗？

四、结语

GIS可以方便、迅速和及时的将地理信息传送到需要的地方去，以发挥地理信息在国民经济建设、国防建设和文化教育等行业中的价值，以满足人们生产生活的各种需要，使人们可以合理利用资源、保护环境，实现人类可持续性发展。按照戈尔在阐述“数字地球”概念所举例子中不难理解：GIS=及时。