第一篇:GIS在城市规划编制中的应用
GIS在城市规划编制中的应用
摘要:科学发展观要求编制城市规划时要进行科学决策,科学决策必须有新的技术方法来支撑。地理信息系统(GIS)技术为现代城市规划编制提供了这样的一个技术平台,利用GIS可以提高城市规划编制的技术含量,使规划方案建立在理性、定性定量分析相结合的基础之上,避免了传统规划编制时单纯依靠定性分析的弊端,从而使城市规划更好地发挥指导城市建设的作用。
关键词: GIS城市规划编制应用
ABSTRACT: The scientific outlook on development requires scientific decision-making in urban planning, which should make use of new technology.Geographic Information System(GIS)can provide such a technology platform for modern urban planning.The use of GIS can improve the technical contents of urban planning.The planning can be built on rational analysis of qualitative and quantitative, in order to avoid the defects of traditional planning which is relied solely on qualitative analysis.Therefore, urban planning can play a better guiding role in urban construction.KEY WORDS :GIS, urban planning, application
一.GIS与城市规划
GIS的定义是随着其技术的不断进步及应用领域的不断拓宽而不断完善的,目前最为广泛接受的定义为:GIS是“一个收集、储存、分析和传播地球上关于某一地区信息的系统,该系统包括相关的硬件、软件、数据、人员、组织及相应的机构安排”。其中“收集、储存、分析和传播”是一个完整的GIS所必须具备的四大功能,即“输入、存贮、操作和分析、表达输出”。
经过40多年的发展,GIS已经逐渐成为一门相当成熟的技术,在各个领域得到了广泛的应用,目前GIS已经应用到自然资源的管理利用、土地管理、城市规划、军事、交通运输、工业布局、环境保护、人口普査、国家海洋等各个领域中。在城市规划领域,随着经济、社会的发展,世界城市化进程的加快,现代城市规划与传统城市规划已完全不同,它不仅涉及物质目标,还要更多地注重社会目标和生态环境目标,而且规划数据的类型和层次也呈多样化发展,这些都对传统的城市规划提出了严峻的挑战。正是由于现代城市规划面临着更多更复杂的问题,而传统的规划技术方法已不能有效地解决这些问题,因此现代城市规划必须利用先进的科学技术,来适应现代经济社会的要求,以解决更加复杂的城市问题。
由计算机技术与空间数据相结合产生的GIS这一高新技术包含了处理城市地理信息的各种高级功能,它所具有的空间数据管理、地理信息可视化等功能使其成为应用于城市规划领域的强有力支撑工具。尤其是近些年,GIS 更以其强大的地理信息空间分析、空间建模与空间决策支持功能,在城市规划中发挥着越来越重要的作用。GIS的应用可以渗透到城市规划的各个方面,包括从编制到管理,从前期资料收集整理到成果出图,从小范围的详细规划到更大的区域规划,从综合性的总体规划到专业性的专项规划,从项目选址到可持续发展。略制订等方面。而且随着GIS在城市规划领域应用的日益广泛和深入,应用的角度正呈现出多样化的特点,可以说,GIS为城市规划提供了一种崭新的思路和先进的技术方法。
二、GIS在城市规划编制中的应用
1.概述
编制城市规划的目的是为确定城市的规模和发展方向,实现城市经济和社会发展目标,合理利用城市土地,协调城市空间布局等所作的一定期限内的综合部署和具体安排。城市规划编制的对象是城市的物质空间,它要为城市经济产业、政策措施等非物质规划对象提供实体空间,城市规划编制的核心在于科学、合理的进行城市物质空间的规划决策,空间是城市规划编制的“主角”。而GIS具有管理海量空间数据及其属性数据的功能和强大的空间分析功能,空间在GIS中也是核心要素。城市规划编制和GIS的“空间”本质相同,二者在“空间”上具有相互借鉴、吸收、整合、集成的契合点,所以将GIS技术应用到现代城市规划编制中在实践上是必要的,在技术上是可行的。
在城市规划编制中,主要利用了 GIS强大的空间分析功能,而这一点正是CAD技术所欠缺的。如果说CAD技术是城市规划编制中的第一次技术革命,那么GIS技术用于城市规划编制则是第二次技术革命。城市规划编制因为CAD的使用而甩掉了绘图板,进入了数字绘图时代,大幅度地提高了规划编制效率,规划成果表达也更加精美完善。CAD还使规划师从繁重的体力劳动中解脱出来,可以有更多的时间来思考规划方案本身。GIS使城市规划编制在CAD的基础上又向前迈进了一大步,克服了CAD不具有空间分析功能的弱点,使城市规划编制走进了科学理性分析的时代,为规划方案的编制、评价和实施提供了一套完整的数学分析模型和技术方法,由此城市规划编制在技术上又实现了一次进步。
2.应用内容
城市规划编制是一个对城市空间、资源进行布局与配置的过程,在规划编制过程中,信息获取和处理将在很大程度上决定着规划编制成果的质量。以GIS为核心的现代空间信息技术运用于城市规划编制会改变传统规划编制中的空间信息获取和处理的方法,会大幅提高规划编制的工作质量和效率。总结GIS在城市规划编制中的应用,可以归纳为如下三点。
(1)规划数据管理
数据是城市规划的生命,没有数据也就没有真正意义的城市规划。而有了数据若没有高效的管理,那么数据将不会发挥其应有的作用。各种规划编制都是建立在对规划区自然地理环境、社会人文、经济发展状况等诸多要素全面了解的基础之上,相关数据的获取和有效管理是规划编制和决策的前提和基础。在规划编制时,GIS则可以有效地管理各种数据,通过空间数据库的建立,GIS把规划的空间信息和属性信息有机集成起来,既可以存储、输入、更新、显示各种数据,又可以方便规划师随时、准确地调用各种数据。
(2)规划数据分析
规划编制从本质上看是对获取的规划数据进行分析以做出各种决策。传统的CAD技术的缺陷是其不能进行有效的空间分析。GIS的特点就在于其不仅有强大的数据管理功能,更重要的是拥有强大的空间分析功能。GIS的空间分析功能在城市规划编制中的应用主要有城市空间扩展和景观格局分析研究、建设用地适宜性评价、公共设施选址研究、城市交通网络研究等。在这些研究中最常用到的GIS空间分析工具是空间信息的査询和量算、缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。已有的应用研究证明在规划编制中,灵活运用GIS技术可以快速精确地完成复杂的空间分析,极大地减轻了工作量,如常规的地形分析、适宜性评价等。这使规划师有更多的时间和精力投入到对规划本身的思考,更全面地把握规划区的现状情况,从而才可能做出更为科学的规划决策,避免了传统规划决策的主观随意性。GIS的空间数据分析技术能够为城市规划编制建立一个科学理性的分析平台,这是GIS对传统城市规划编制最大最重要的贡献,也是GIS在城市规划科学决策中处于核心地位的原因所在。
(3)规划决策分析
有了数据并对数据进行了必要的分析,下一步就是对此做出各种规划决策。近年来,随 着GIS技术的进步,各种规划模型和GIS相结合可以完成复杂的空间决策问题,这些模型有选址模型、区位-配置模型、元胞自动机模型、城市建设用地适宜性评价的多准则决策模型
等。选址模型根据数字高程模型,利用GIS的缓冲区和叠加分析生成选址专题地图以供规划编制决策服务。区位配置模型用来确定各类公共服务设施和基础设施的最佳区位,从而优化某种设施和资源在空间上的配置。LA 模型和GIS相结合是解决这类复杂空间决策问题的有力工具,通过GIS数据处理和调用、模型运算、GIS专题地图显示提供直观和精确的依据,可以将资源配置的最优区位呈现给规划决策者,提高规划编制的科学合理性,有效避免人为主观决策的随意性。近年来CA和GIS的结合越来越紧密,二者结合既增强了 GIS的空间模型运算和分析能力,也使得CA技术在规划编制中的应用更加深入。目前在各种规划编制中应用GIS技术最广泛的则是城市用地的生态适宜性评价模型,这是规划编制的基础性工作。将多准贝决策模型和GIS的基本功能相结合可以使基于GIS的用地评价技术走向深入和完善。传统的土地适宜性评价仅使用GIS的叠功能,没有反映社会、经济、环境等多因素的影响,没有考虑这些因素之间的相对重要程度和轻重缓急。将MCD技术禾口 GIS结合,以GIS作为评价的技术平台可以使城市土地评价不仅在物质形态上可行,而且能满足经济、社会和环境的多方面需要。同时随着三维GIS技术的发展和应用,把规划的理论和模型构筑于三维GIS平台上,可以运用三维GIS技术进行规划编制的仿真模拟。这样不仅可以预测规划状态的变化,而且可以对各种不同的规划方案进行客观评价和选择,从而使规划问题解决得更好。GIS具有很强的二次开发能力,能够在其平台上整合各种规划模型,如空间可达性模型、生态适宜性模型等,并可以把实现规划模型的GIS分析操作工具和规划模型集成起来,由此运用常用的计算机编程语言就可以构建一个基本的基于GIS的规划决策支持系统。这是GIS在城市规划编制中的深入应用阶段,也是GIS在城市规划中的更高级应用。
三、结语
综上,我们可以认为GIS是现代城市规划编制中的又一个有效的技术工具。GIS作为现代空间信息技术的代表,必然能够在现代城市规划编制中发挥强大的决策支持作用,特别是把GIS的空间分析功能应用到规划编制中,可以为确定城市合理的发展规模和空间布局提供科学依据,这必然会大大提高城市规划编制的科学性、合理性、精确性和技术含量。
科学发展观的建立和《城乡规划法》的实施为城市规划提出了新的挑战和机遇,也把城市规划编制推到了 一个特殊的转型期。GIS以其强大的空间分析能力可以为转型期的城市规划编制提供一个全新的技术平台和决策分析工具。但这并不意味着GIS可以取代规划师的作用,没有规划师的专业知识,GIS在城市规划编制中将不能发挥作用。从长远来看,只有把城市规划的专业知识和GIS有机结合起来构建基于知识的GIS系统,才能更加充分发挥GIS在城市规划编制中的应用潜力,实现GIS和城市规划更为紧密的结合,也从而使GIS在城市规划编制中的应用进入更高级的阶段。
参考文献
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第二篇:GIS在林业中应用
GIS在林业中的应用
摘要: 在概述地理信息系统(GIS)的概念、功能、应用领域的基础上, 对GIS 在林业中多方面的应用现状进行了综述, 并对GIS 在林业中的应用前景进行了探讨, 指出地理信息系统在林业上应用研究的重要性。
关键词: 地理信息系统;林业;应用现状;前景
背景:林业具有用地广阔、生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表等特点。而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势, 实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。
1.地理信息系统简介
GIS 是Geographical Information System 的缩写,即地理信息系统。地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科,对空间信息的管理与分析是它的优势所在,它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量数据的通用技术。地理信息系统是以地理空间数据为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统是空间数据的管理系统,是空间数据和属性数据的综合体,其主要有以下特征:①空间定位特征:②多维结构特征③明显的时序特征
地理信息系统大致可以分为 3 大类:①专题信息系统.它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统,如水资源管理信息系统,矿产资源信息系统,水土流失信息系统等.②区域信息系统,主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标,按区域范围大小可有不同的规模,如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等.③地理信息系统工具库,它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包.地理信息系统的任务,就是对地球表层人文经济、自然资源及 环境等多种信息进行综合分析与管理. 2.森林资源信息管理
用GIS 的数字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品 价值。各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情况, 应用地理信息系统可以做到图上动态管理和监测, 从而可以做到更真实、更直观地把握森林资源的状况及变化。3.森林分类经营管理
利用地理信息系统, 可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营管理, 能够做到分类更为科学、更为客观, 为各级领导及林业管理部门、生产部门提供可操作的森林分类经营方案及科学依据。4.天然林保护工程管理及封山育林
实施天然林保护工程,“两类三划分”必须要落实到可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用DTM和森林分布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。
5.森林限额采伐管理
借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。应用地理信息系统, 可以清楚地把握各地、各林业局及林场,乃至各林班、小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。同时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。6.森林结构调整 用缓冲分析方法进行河岸防护林, 自然保护区, 林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种的布局。一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块, 在大力造林、绿化、消灭荒山的同时, 按照龄组法调整龄组结构, 加速林木成熟, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发挥林地的生产潜力。7.抚育间伐、速生丰产林培育及更新造林管理
利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行GIS的空间地理信息和林分状况数据结合, 依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力进行基地建设。GIS可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种, 指导科学造林。8.林业用地信息管理
林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS借助于地面调查或遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能,可及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。我省林业用地约占全省国土面积的5119 % , 可开发利用的潜力很大。至今为止, 林业用地的管理还较为粗放。利用地
理信息系统, 可以做到有效地管理林业部;习的土地资源,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管理。
9.森林病虫鼠害监测、控制、森林防火监测及动态管理
应用地理信息系统, 可以实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理,能够克服工作的盲卧险和被动性, 做到心中有数, 防治工作及时。可通过建立应用地理信息系统, 对省、地、县森林防火系统进行动态监测和管理。国家林业局林业规划院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系统。目前, 我省森林防火办也着手构建全省森林防火GIS 系统。该系统的
建立, 必将会大大提高我省的森林防火现代化管理水平,并产生巨大社会效益和经济效益。10.林权管理 权属分国家、集体、个人三种形式, 不同权属的森林实行“谁管谁有”的原则, 大部分权属明确, 产权清晰,界线分明, 标志明显, 山林权与实地、图面相符, 少数地方界线难以确定, 可用邻边分析暂定未定界区域。从而减少或避免各种林权纠纷。
应用前景:
一方面,GIS在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究, 促成了各学科间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。另外, 随着新分支学科的建立, GIS应用越来越广泛。如有的学者提出利用GIS建立植物转基因飘流状况的国家和省级地理信息系统。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要GIS的不断完善, 并为GIS提供实验基地。如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就需解决GIS同GPS、RS以及与专家决策支持系统的耦合问题, 这将促进GIS技术的不断完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成为一种必然的趋势。“3S”的集成是一种利用各自的技术特点快速准确地提供所需信息的技术。基本是RS 提供最新的图像信息, GPS提供精确的位置信息, GIS为图像的存储、处理、分析及应用提供技术手段。“3S”的应用可为林业生产管理和决策者快速地提供精确的信息。森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上林业生产的高风险性、区域性, GIS技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业生态系统是一个极其复杂的系统, 对这一系统的监测、模拟和科学管理等复杂问题应用传统的GIS是很难解决的, 因为这些问题需要大量的知识与经验, GIS与专家系统结合而成的智能GIS, 并利用神经网络模型将成为解决这些复杂问题的重要途径, 目前这方面的研究已得到了重视。另外, 随着网络GIS、虚拟GIS、开发式GIS、真3维和时空4 维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善, 林业作为GIS技术使用大户, 必然会受到深远的影响。
结束语:进入90 年代以来, GIS 正朝着分布式的、开放的、网络化的、大众化的、全球性的GIS 发展,被人们广泛应用于各个领域, 产生了巨大的经济和社会效益。当前, 我国已经提出了建设 数字林业 的概念, 是否建立和使用了先进的林业地理信息系统, 正在成为衡量当地林业管理水平的重要标志。随着 3S 技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展, 极大地促进了林业资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段, 国内从事林业GIS 研究的人数不多;GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区分析和成果显示输出等几个方面。在林业GIS 基础数据库建设、林业通用GIS技术模块、林业行业数据标准和林业GIS 海量数据支持等方面报道较少, 这需要广大的林业工作者共同努力, 促进我国林业GIS 事业的快速向前发展
第三篇:GIS在现代城市规划管理中的应用前景分析
GIS在现代城市规划管理中的应用前景分析
摘要:地理信息系统(GIS)是多学科集成的空间型信息系统.在社会、经济、政治、军事、工程等各个领域得到广泛应用,同时也给城市规划带来了机遇和挑战。本文论述了地理信息系统(GIS)在城市规划中的应用,并根据目前国内的实际情况提出了应用时应注意的问题。并且对GIS的应用前景做出了详细的展望 关键词:地理信息系统(GIS)城市规划系统应用注意问题 应用前景
一、地理信息系统与城市规划
地理信息系统(GIS)是反映人们赖以生存的现实世界(资源与环境)的现势和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性,在计算机软件和硬件支持下,以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。其主要应用功能为量算与统计、预测、监测、规划与管理、辅助决策,主要目标是资源管理、资源开发、宏观决策和资源信息服务。
地理信息系统是多学科集成的空间型信息系统,问世于20世纪60年代,早期的发展和应用范围都非常有限。进人80年代,计算机技术得到发展和广泛使用,GIS开始在实际工作中推广使用。90年代以来,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS的应用和研究已深人到了与地理空间问题相关的社会、经济、政治、军事、工程等各个领域。城市是一个巨大信息系统,它作为各种政治、经济、文化的汇聚中心,时刻进行着各种信息的交换、融合和派生。而城市规划是一门融社会、经济、地理、技术、艺术等多方面知识的综合学科。在规划的过程中需要收集、处理、分析、展示大量的与规划区地表空间位置相关的空间和属性信息.因此,随着GIS的广泛使用,GIS也越来越多地应用到城市规划领域。目前在国内不少大中型城市已经在城市规划中运用了GIS技术,并且创造了较好的社会与经济效益。加强了规划的科学性、合理性和可操作性。
二、地理信息系统在城市规划中的应用
I.城市问题研究
由于地理信息系统是一种空间信息系统.通过GIS的有关应用程序,分别可以在一维、二维和三维空间里实现对各种研究对象的快速量算,为用户提供各种有用的数据。如不同年代的土地利用现状、管线现状、建筑物类型统;不同时期的海岸线长度、森林及沙漠面积的变化等等资料(数据)。并且在这些资料的基础上,通过某种方法对未来的事务进行科学的分析、推测,以便在了解事物的过去和现状的前提下,对未来的行动及措施进行调整。
近几年,以信息高速公路与多媒体为代表的信息技术正在从根本上改变人们的物质生活,社会交往与生活环境.这必将导致城市结构、交通结构、空间环境和社区关系的实质性改变,城市将向着未来的社会工作模式、城市环境、生态环境等更广阔的空间拓展。而这一切都需要新的规划设计理论与之适应。GIS引人城市规划领域可以更加准确、全面、深人地研究城市空间结构和发展模式,城市社会空间演变规律,城市生态与城市可持续发展,城市人口、资源、环境、生态和经济协调发展理论„同时能监控城市发展状况,及时调整、制订城市发展战略,使城市规划朝着合理的方向发展。
2.城市规划管理
规划与管理是地理信息系统应用的一个重要方面。根据我国城市规划的实践,城市规划管理信息系统含有三个层次的内容:第一个层次是以地理信息系统GIS平台和数据库技术为核心的城市规划空间数据库,包括图形、影象库和关系数据库,以空间检索为基本要求。如地形库、综合地下管线图库、遥感影象图库。第二个层次是在空间数据库基础上的应用系统,开展基于GIS的辅助城市规划、管理和办公自动化等。如总体与分区规划子系统、公共设施规划支持系统。第三个层次是在前两个层次基础上开展面向应用的各类专家系统(ES)、决策支持系统。如地下管线辅助决策支持系统.在规划领域GIS最早用于政府规划管理部门。由于城市规划管理工作具有严肃性、准确性、科学
性、规范化特征,规划管理中任何规定的确定和变更都需要完成大量的信息收集、分析、综合、决策、评估等工作。而GIS有着十分强大的管理空间信息的功能,并且可以把社会、经济、人口等属性信息与地表空间位置相连,以组成完整的规划信息数据库,方便查询、管理、分析、调用和显示。因此,规划管理部门可以方便地查询调用规划信息和城市其他相关信息以辅助规划管理决策。同时,城市发展变化的各类新信息又通过各个部门进人系统,以便更好地掌握实际情况。
3。城市规划评析
决策不是一种选择方案的瞬间行动,而是一个过程。虽然GIS本身不能完成规划和解决社会经济发展问题,但它是规划工作中非常有用和重要的工具。在规划设计过程中,GIS最主要的应用是利用其空间数据管理和展示功能及简单的空间分析对传统的前期辅助分析,进行直观的图形表达,以作为规划的依据。有些甚至在GIS空间数据库的基础上加人规划专业分析模块,以提高规划的合理性。还可利 用卫星遥感图像分析,并结合其他相关的社会经济信息,生成GIS的分析数据库,对规划项目进行GIS专题图亚加分析,提出多变种规划方案,确定预估各方案益损值的方法,找出评价方案的准则,列出各种可能出现的状态以及它们的发生概率。帮助设计人员选出最佳的规划设计方案,为各部门决策提供科学的依据,辅助政府部门决策的制定。
4.城市规划公众参与
当今,规划过程中越来越强调公众的参与性,每一个城市居民都有权力对城市的发展和规划提出自己的意见。而网络GIS(GIS和www.feisuxsGIS,3DGIS等)将在城市规划中得到实际应用,从而提高GI5城市规划应用的水平。(l)WebGIS
WebGIS是基于Internet平台进行信息发布、数据共享、交流协作。客户端应用软件采用WWW协议,实现GIS信息的在线查询和业务处理等功能。运行于因特网的地理信息系统,是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术,其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP标准的应用体系,实现lnternet环境的空间信息管理。WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能得以扩展,真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点,Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析。
(2)3S集成技术
3S是全球定位系统GPS(Global Positioning System);遥感
RS(Remote Sensing)和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的简称。3S集成技术可以为城市规划提供直接的数拢服务,快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化.并高精度地定量描述这种变化。下种技术相辅相成,GPS获得的精确位置信息可帮助遥感航片的几何校正和镶嵌;GPS和RS为GIS空间数据的动态史新提供了基础,G15的应用也提高了遥感数据的提取和分析能力。随着高精度遥感技术的发展和GPS技术的不断深人,GIS,RS,GPS的结合将更加密切。
(3)VR技术与3DGIS,RS技术相结合虚拟现实(Virtual Reality.简称VR)是一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术。在此基础上结合3DGIS,RS技术形成的几维虚拟城市仿真,将对城市规划产生巨大的影响。书要表现在:快速建模,几维场景合成一毛维实时渲染,真实模拟复杂多变的城市二维地形,将城、}了遥远的过去向未知的将来的演变进程生动、直观地反映.让规划师在交互式二维视景中进行实时的数据在询和可视化分析,考察、修改设计方案。同时还可以通过这种方式向公众展示规划设计方案。展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和h:动性小但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击,获得身临其境的体验,还可以通过其数据接日在实时的虚拟环境中随时获取项日的数据资料,方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理,有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
五、结束语
随着信息技术的突飞猛进,城市规划既面临着挑战,也面临着机遇。在城市规划过程中,必须坚持“可持续发展”、“系统工程”、先进技术与多学科、跨系统的综合研究,加强与信息技术广泛的结合.才能适应社会的发展,体现城市规划综合、系统、动态、生态的思想,拓展城市规划的理论与实践。
GIS作为组织、管理、分析地理空间信息的技术系统为城市规划和城市建设提供了多专业、多层次和多目标的综合服务,为城市规划、设计、管理提供崭新思路。GIS未来的发展趋势将是集成化、网络化、与虚拟现实技术相结实,这些将为城市规划与管理注入新的活力,我们相信GIS在城市规划领域的应用将有更加广阔的前景。
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第四篇:gis在物流配送中的应用(精选)
GIS在物流配送中的应用
摘要:
高效、快捷的物流配送系统对企业,尤其对电子商务的发展至关重要[1]。本文在对两者的融合进行了探讨,并提出了基于GIS的物流配送系统解决方案,以实现对物流配送过程的全程管理。
关键词:地理信息系统,物流,电子商务引言
物流是指计划、执行与控制原材料或最终产品从产地到使用地点的实际流程,物流服务具体包括定单管理、运输、仓储、装卸、送递、报关、退货处理、信息服务及增殖业务。显然,货物运输路径的选择,仓库地址的选择等,都涉及到如何处理大量的空间数据与属性数据而缩短物流时间,降低成本的问题,而地理信息系统(以下简称GIS)不仅具有对空间和属性数据采集、输入、编辑、存储、管理、空间分析、查询、输出和显示功能,而且可为系统用户进行预测、监测、规划管理和决策提供科学依据。可见,将其应用于物流配送系统中,可大大加强对物流过程的全面控制和管理,实现高效、高质的物流配送服务,本文分以下几部分对GIS在物流配送中的应用进行探讨。现代物流与GIS融合1)地理信息系统的发展
地理信息系统是集计算机科学、地理学、信息科学等学科为一体的新兴边缘科学,可作为应用于各领域的基础平台。这种集成是对信息的各种加工、处理过程的应用、融合和交叉渗透,并且实现各种信息的数字化的过程。
在GIS中,空间信息和属性信息是不可分割的整体,它们分别描述地理实体的两面,以地理实体为主线组织起来。空间信息还包括了空间要素之间的几何关系,使GIS能够支持一般管理信息系统所不能支持的空间查询和空间分析,以便于制定规划和决策。现在网络地理信息系统(WebGIS)的兴起更使其被越来越多的商业领域用来作为一种信息查询和信息分析工具[3],GIS技术本身也融入了这些商业领域的通用模型(如ARC/INFO的网络分析模块),因而GIS技术在各个商业领域的应用在深度上和广度上不断发展。事实上,凡是涉及到地理分布的领域都可以应用GIS技术。
2)物流的发展
随着经济全球化的发展,物流也向着现代化方向迅速发展。物流现代化不仅指物流手段(物流设施、设备等)和物流技术达到或接近世界先进水平,而且指物流管理(包括物流组织、物流计划的编制、物流运输方案的选择、经济指标的确定,等等)的科学化[4]。
现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术,已经被认为是企业在降低物资消耗、提高劳动生产率以外重要的“第三利润源”[5],它通过降低流通费用,缩短流通时间,可以整合企业价值链、延伸企业的控制能力,加快企业资金周转为企业创造新的利润。
尤其在电子商务环境下,供应商必须全面、准确、动态地掌握散布在全国各个中转仓库、经销商、零售商以及各种运输环节之中的产品流动状况,并以此制定生产和销售计划,及时调整市场策略。因此电子商务的发展更加推动了现代物流业迅速兴起。
那么,把GIS技术融入到物流配送的过程中,就能更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节(如图1),并对其中涉及的问题如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理和决策分析,这样才符合现代物流的要求,才有助于物流配送企业有效地利用现有资源,降低消耗,提高效率。实际上,随着电子商务、物流和GIS本身的发展,GIS技术将成为全程物流管理中不可缺少的组成部分。
图1 物流配送过程基于GIS的物流配送系统设计
3.1 需求分析
如以某一城市中的物流配送过程为例,那么基于GIS的物流配送系统的需求主要集中在以下几个方面:
1)、通过客户提供的详细地址字符串,确定客户的地理位置和车辆路线;
2)、通过基于GIS的查询、地图表现的辅助决策,实现对车辆路线的合理编辑(如创建、删除、修改)和客户配送排序;
3)、用特定的地图符号在地图上表示客户的地理位置,不同类型的客户(如普通客户和会员客户,单位客户和个人客户等)采用不同的符号表示;
4)、通过GIS的查询功能或在地图上点击地图客户符号,显示此客户符号的属性信息,并可以编辑属性;
5)、在地图上查询客户的位置以及客户周围的环境以发现潜在客户;
6)、通过业务系统调用GIS,以图形的方式显示业务系统的各种相关操作结果的数值信息;
7)、基于综合评估模型和GIS的查询,实现对配送区域的拆分、合并;
3.2 系统总体结构
设计基于GIS的物流配送系统,采用面向对象的空间数据模型和基于关系数据库的空间数据库来实现数据的无缝集成,空间数据索引采用基于改进R-Tree的空间数据索引结构,属
性数据索引采用B+树数据结构;网络数据传输采用三层结构模型,并采用Java Applet进行开发,这样与平台无关又具有较好的安全性,使海量空间数据的存储、分析和共享成为可能。系统网络结构图如下:
图2 系统网络结构图
3.3 系统模型设计
由上述分析,基于GIS的物流配送系统应集成以下主要模型:设施定位模型、车辆路线模块、配送区域划分模型、分配集合模型、客户配送排序模型。
1)设施定位模型。用于确定一个或多个设施的位置。在物流系统中,仓库和运输路线共同组成了物流网络,仓库处于网络的节点上,节点决定着线路,如何根据供求的实际需要并结合经济效益等原则,在既定区域内设立多少个仓库,每个仓库的位置,每个仓库的规模,以及仓库之间的物流关系等,运用此模型均能很容易地得到解决。
2)车辆路线模型。用于解决一个起始点、多个终点的货物运输中,如何降低物流作业费用,并保证服务质量的问题。
3)网络物流模型。用于解决寻求最有效的分配货物路径问题,也就是物流网点布局问题。如将货物从N个仓库运往到M个商店,每个商店都有固定的需求量,因此需要确定由哪个仓库提货送给那个商店,所耗的运输代价最小。还包括决定使用多少辆车,每辆车的路线等。
4)配送区域划分模型。根据各个要素的相似点把同一层上的所有或部分要素分为几个组,用以解决确定服务范围和销售市场范围等问题。如某一公司要设立X个分销点,要求这些分销点要覆盖某一地区,而且要使每个分销点的顾客数目大致相等。
5)空间查询模型。如可以查询以某一商业网点为圆心某半径内配送点的数目,以此判断哪一个配送中心距离最近,为安排配送做准备。系统功能实现
那么,基于GIS的物流配送系统可实现如下主要功能:
1)车辆和货物跟踪:利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆或货物的实际位置,并能查询出车辆和货物的状态,以便进行合理调度和管理。
2)提供运输路线规划和导航
规划出运输线路,使显示器能够在电子地图上显示设计线路,并同时显示汽车运行路径和运
行方法。
3)信息查询
对配送范围内的主要建筑、运输车辆、客户等进行查询,查询资料可以文字、语言及图象的形式显示,并在电子地图上显示其位置。
4)模拟与决策
如可利用长期客户、车辆、订单和地理数据等建立模型来进行物流网络的布局模拟,并以此来建立决策支持系统,以提供更有效而直观的决策依据。
5结束语
当今,随着电子商务的再次兴起和经济全球化的发展,物流涤从晌鹊鉡6]。利用GIS能高效地处理空间和属性数据的优势来建立基于GIS的物流配送系统虽处于初始阶段,但无疑是有益的尝试,它必将是以后的发展趋势。
第五篇:Gis在电力系统中的应用
GIS在电力系统中的应用
GIS的简介和功能
GIS即地理信息系统(GIS, Geographic Information System)是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别,从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。地图制作和地理分析已不是新鲜事,但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且,在GIS技术出现之前,只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群,以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。
一、GIS特点
1、开放性
具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。GIS技术支持多种数据库管理系统,如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库;运行多种编程语言和开发工具;支持各类操作系统平台;为各应用系统,如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口;可嵌入非专用编程环境。
2、先进性
GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。系统设计采用目前最新技术,支持远程数据和图纸查询,利用系统提供的强大图表输出功能,可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。系统具备完善的测量工具,现场勘查数据,线路杆塔等设备的初步设计,并可直接进行线路设备迁移与相关计算等,实现线路辅助设计与设备档案修改。具有线路的方位或区域分析判断功能,为用户提供可靠的辅助决策,综合统计分析,为管理决策人员提供依据。特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。地图精度高,省级地图的比例尺达到1:10000或1:5000,市级地图比例尺达到1:1000或1:500,地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。
3、发展性
具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过程中,考虑系统成功后进一步发展,包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。开发工具一般采用J2EE、XML等。
二、电力GIS特点
电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点:
1、电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性,需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。
2、电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求,系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出,以保证数据的一致性操作,实现数据的统一管理和多层保护等,构建高可靠性和高准确性的业务系统。
3、电力系统是一个庞大复杂系统,电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性,实时信息量大,系统接口复杂,信息的覆盖面广,电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。
4、电力GIS的单机工作站方式已经落后,且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下,在网络的应用和开发上整合信息,实现资源共享。
5、电力GIS具备安全保护的特点,电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源,是国家安全的信息。
三、GIS在电力行业的应用
1、面向对象的数据建模,具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。分层建立各种数据模型,并建立各层的连接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。
2、支持多种图形处理与管理,实现数据的多层映射,多维空间映射,提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数,标尺准确,高精确度杆塔位置,按用户需要自动生成专用地图。
3、数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描述,其目的是能对电网实现快速查询,及时掌握电网运行状态,快速诊断电网故障,提高处理事故能力,保证电网运行质量以及提高用户服务质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算;根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息,对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。
4、电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。支持多种管理应用系统的连接,其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期实行全过程跟踪,包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。
5、电力GIS对信息库进行安全保护,制定管理与使用的安全保密措施和机制,包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑,并严格实施,对应用系统的数据实现多层安全保护,设置用户权限以保证系统资源共享下的安全,使系统能在可靠安全的环境下运行。
电力系统所管辖的电网线路和设施分布在广阔的地域上,因此就很需要有GIS来为其所用。电力信息系统与其它信息系统不同之处在于它需要在数据库中记录地理信息,而且有两种类型的地理信息:电力设施的详细位置信息和设施之间的空间关系信息。
GIS系统是通过GIS技术对电力系统基础数据进行计算机管理,能够在地理背景图上管理配电网图形资料和非图形参数,真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置、对所属电力用户的供电方式等各种信息,并结合DMS中实时控制和离线应用,在地理背景图上显示电力系统实际运行状况。
通过GIS软件技术对配电网基础数据进行计算机管理,把GIS系统中实时控制和离线应用有机结合,形成一个具有空间概念(地理环境信息)和基础信息(电网资料和用户资料)的分层管理数据库,既能方便地进行查询和管理,为配电网运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型,又为GIS系统提供基础数据库平台,支持系统许多应用软件的开发和其他功能的实现,如故障投诉管理、配网工作(设计、施工和检修)管理、用电营业管理系统等。
电力客户服务中心系统“95598”,用于处理用电客户进行故障报修、投诉举报、咨询登记、信息查询等业务,对于用户来说,更多的是进行用户用电的故障报修,信息员可以根据用户提供的地点,从GIS系统中通过相关操作查询与之相对应的用户杆号,然后通过座席系统Agent下发派工单到配电抢修班或其他相关部门,指挥抢修车辆达到现场进行维修,再由抢修相关人员将现场故障情况及处理结果及时反馈给客户服务中心。
配电GIS与电力客户服务中心系统“95598”相结合,可以快速、准确的根据用户的故障投诉电话判断发生故障的地点、抢修队伍目前所处位置、及时派出抢修人员,缩短停电时间。近几年,电力系统相继开发建设了一大批GIS应用系统。如大连供电公司配电地理信息系统,长春供电公司用电GIS综合管理系统,南昌供电局SCZDA/AM/FM/GIS自动化主站系统,贵阳南区供电局配网地理系统,甘肃送变电工程公司输电管理地理信息系统等。下面介绍在系统运行管理方面
GIS在电力系统运行管理方面的应用
1、北京供电公司配电生产管理信息系统自202_年1月在北京供电公司、海淀、朝阳、丰台、石景山供电分公司和电缆管理处等单位安装以来,运行稳定,很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。
2、山西省电力公司和山西晋城供电分公司202_年12月开始实施的“基于空间信息的电网综合管理系统”实现了山西电网的全面统一管理。
3、江苏省电力公司信息中心,积极推进电力GIS的应用和研究,把输电管理系统、调度管理信息系统、客户服务系统建立在GIS平台上。
4、上海沪西供电所通过电力GIS搭建数字电网实时系统,监控辖区内150万用户的用电状态,改革供电服务业务方式,通过GPS卫星定位系统准确定位,对电力线路实施维护。从电力输电预警系统分析线路运行故障,向班组发布抢修指令。利用GIS系统输出出事现场电路设备信息和接线分布图,为抢修车赶赴现场的工程人员提供准确的设备和线路信息。
GIS为电力信息化建设做出了巨大贡献,对电力行业的发展起到了积极促进作用,但同时应当看到我国电力GIS与国外先进水平还有很大差距。美国在20世纪90年代初就提出了“数字地球”的概念,而我国的地理信息系统才刚刚发展几年。相信我国电力GIS的应用空间和应用深度还很大,相信通过我们的努力会将电力GIS的水平提高到一个新的高度,电力GIS在不久的将来会到达光辉的顶点。参考文献:
1.《大连供电公司配电地理信息系统-查询版操作手册》,深圳市雅都软件股份有限公司,202_年9月出版
2.《配电GIS户外数据采集系统的建设与思考》,袁晨 赵晓纯,202_年12月发表
3.《手持GPS在配网地理信息系统的应用》,农村电气化,202_年第4期
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