韓曉楓

一、引言

地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographic Information System)是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用整個(gè)或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(1997年的參考文獻(xiàn))。它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成。它的主要功能是實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、管理、分析、統(tǒng)計(jì)、制圖的工具已逐步發(fā)展起來(lái)。

GIS 與環(huán)境科學(xué)在研究對(duì)象和研究方法上所具有的相似性和互補(bǔ)性,使二者的結(jié)合孕育著巨大的發(fā)展?jié)摿?預(yù)期在環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。

二、GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著GIS理論的產(chǎn)生發(fā)展以及方法和技術(shù)的成熟,在電業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐步深入。從技術(shù)角度看,GIS在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)展主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:

1.作為電業(yè)資源調(diào)查的工具,建立了電業(yè)資源地理數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽、檢索等,利用GIS繪制電業(yè)資源分布圖和產(chǎn)生正規(guī)的報(bào)表。

2.作為電業(yè)資源分析的工具,GIS技術(shù)已不限于制圖和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單查詢,而是以圖形及數(shù)據(jù)的重新處理等分析工作為特征,用于各種目標(biāo)的分析和重新導(dǎo)出新的信息,產(chǎn)生專題地圖和進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的疊加分析等。

3.作為電業(yè)生產(chǎn)管理的工具,主要是建立了各種模型和擬訂各種決策方案,直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4.作為電業(yè)管理的輔助決策工具,利用了GIS的模型功能和空間動(dòng)態(tài)分析以及預(yù)測(cè)能力,并與專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)及其他的現(xiàn)代技術(shù)(如RS和GPS)有機(jī)結(jié)合,便于我國(guó)電業(yè)的管理和輔助決策。

三、GIS在林業(yè)中的應(yīng)用

林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的管理決策人員面對(duì)著各種數(shù)據(jù),如林地使用狀況、植被分布特征、立地條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等許多因子的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)既有空間數(shù)據(jù)又有屬性數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并及時(shí)找出解決問(wèn)題的合理方案,借用傳統(tǒng)方法不是一件容易的事,而利用GIS方法卻輕松自如。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展,森林資源的開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)需要隨時(shí)跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐,掌握資源動(dòng)態(tài)變化,及時(shí)做出決策就顯得異常的重要。常規(guī)的森林資源監(jiān)測(cè),從資源清查到數(shù)據(jù)整理成冊(cè),最后制定經(jīng)營(yíng)方案,需要的時(shí)間長(zhǎng),造成經(jīng)營(yíng)方案和現(xiàn)實(shí)情況不相符。這種滯后現(xiàn)象勢(shì)必出現(xiàn)管理方案的不合理,甚致無(wú)法接受。利用GIS就可以完全解決這一問(wèn)題,及時(shí)掌握森林資源及有關(guān)因子的空間時(shí)序的變化特征,從而對(duì)癥下藥。

林業(yè)GIS就是將林業(yè)生產(chǎn)管理的方式和特點(diǎn)溶入GIS之中,形成一套為林業(yè)生產(chǎn)管理服務(wù)的信息管理系統(tǒng)。以減少林業(yè)信息處理的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省經(jīng)費(fèi)開(kāi)支,提高管理效率。

目前GIS在林業(yè)上的應(yīng)用主要有:

1.環(huán)境與森林災(zāi)害監(jiān)測(cè)與管理方面中的應(yīng)用,包括:林火、病蟲(chóng)害、荒漠化等管理,如在防火管理中,其主要內(nèi)容有:林火信息管理、林火撲救指揮和時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)、林火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、林火設(shè)施的布局分析等。

2.在森林調(diào)查方面的應(yīng)用,包括:森林資源清查和數(shù)據(jù)管理,這是GIS最初應(yīng)用于林業(yè)的主要方面、制定森林經(jīng)營(yíng)決策方案、林業(yè)制圖。

3.森林資源分析和評(píng)價(jià)方面,包括:林業(yè)土地利用變化監(jiān)測(cè)與管理、用于分析林分、樹(shù)種、林種、蓄積等因子的空間分布、森林資源動(dòng)態(tài)管理、林權(quán)。

4.森林結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,包括:林種結(jié)構(gòu)調(diào)整、齡組結(jié)構(gòu)調(diào)整。

5.森林經(jīng)營(yíng)方面,包括:采伐、撫育間伐、造林規(guī)劃、速生豐產(chǎn)林、基地培育、封山育林等。

6.野生動(dòng)物植物監(jiān)測(cè)與管理。

1993～1997年,由聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署(UNDP)援助的“中國(guó)森林資源調(diào)查技術(shù)現(xiàn)代化”項(xiàng)目順利執(zhí)行。以全國(guó)林業(yè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)為主要信息源,進(jìn)行全國(guó)林地生態(tài)類型數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)工作,在空間上和時(shí)間序列上完整、系統(tǒng)的反映林地區(qū)域不同的生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)、林種、群落特征及其林(樹(shù))齡。

四、GIS在土地資源中的應(yīng)用

GIS技術(shù)最初在土地資源開(kāi)發(fā)與管理上的應(yīng)用主要是土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和城鎮(zhèn)地籍調(diào)查圖件和屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢等管理工作等,基本上沒(méi)有數(shù)據(jù)的空間分析及其他決策功能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,目前在土地科學(xué)中的應(yīng)用主要包括了土地評(píng)價(jià)工作(土地的適宜性或多宜性評(píng)價(jià)、土地的生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)、土地持續(xù)利用評(píng)價(jià)、城市地價(jià)評(píng)估、耕地地價(jià)評(píng)價(jià)等),土地利用規(guī)劃(包括土地利用總體規(guī)劃、土地利用多目標(biāo)規(guī)劃),土地利用與土地覆被現(xiàn)狀分類與制圖,以及土地利用與土地覆被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

五、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)GIS發(fā)展趨勢(shì)的影響

GIS技術(shù)依托的主要工具和平臺(tái)是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備。進(jìn)入上世紀(jì)90年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)其微處理器的處理速度愈來(lái)愈快性能價(jià)格比更高; 其存儲(chǔ)器能實(shí)現(xiàn)將大型文件映射至內(nèi)存的能力,并且能存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。此外, 隨著多媒體技術(shù)、空間技術(shù)、虛擬實(shí)景、數(shù)字測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)三維圖形芯片、大容量光盤技術(shù)及寬頻光纖通訊技術(shù)的突破性進(jìn)展,特別是消除數(shù)據(jù)通訊瓶頸的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建立,以及能夠提供接近實(shí)時(shí)對(duì)地觀測(cè)圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛(wèi)星的大量發(fā)射,這些為GIS技術(shù)的廣泛、深入應(yīng)用展示了更加光明的前景。

六、結(jié)論與展望

GIS軟件與建筑及規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD、辦公自動(dòng)化、統(tǒng)計(jì)分析等軟件系統(tǒng)的集成等都是GIS研究與發(fā)展的熱點(diǎn)。GIS的發(fā)展趨勢(shì)并不是孤立的,而是相互影響、相互促進(jìn),它涉及多學(xué)科的相互滲透、相互支撐。其目的就是促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展,更好地為人類了解和保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境服務(wù)。面對(duì)今天的計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,面對(duì)GIS充滿生機(jī)與活力的前景,我們應(yīng)該進(jìn)一步面向世界、抓住機(jī)遇、探索規(guī)律、促進(jìn)GIS技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,信息高速公路的建成,一個(gè)以地理信息系統(tǒng)為平臺(tái),以信息高速公路為紐帶的“數(shù)字地球”,必將為人類信息交流與共享提供一種全新的方式?！?/p>

(編輯/穆楊)