地理信息與路面勘測設(shè)計(jì)評述？

地理信息與路面勘測設(shè)計(jì)評述是怎樣的？請看下文分析。 通過對多要素?cái)?shù)據(jù)的操作和分析，以圖形、圖像、數(shù)字等形式把所需要的信息輸出，以滿足各種應(yīng)用需求。從應(yīng)用方面來看，GIS由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。其中，硬件包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入，顯示和輸出的外圍設(shè)備等。軟件則包括操作系統(tǒng)、系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)庫管理方面軟件以及GIS軟件等。而GIS軟件的選型至關(guān)重要，它通過影響其它軟件，進(jìn)而左右著整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)。GIS通常分成三大類：①全國性綜合系統(tǒng)。是以整個(gè)國家為其研究和分析對象，服務(wù)于全國的系統(tǒng)。②區(qū)域性信息系統(tǒng)。指研究和分析對象是某一地區(qū)的系統(tǒng)。③專題性信息系統(tǒng)。即以某一專業(yè)、問

GIS 技術(shù)

GIS技術(shù)可以為多種來源的空間信息數(shù)據(jù)采集提供地學(xué)知識與處理。空間數(shù)據(jù)是指描述“空間實(shí)體”的空間位置特征與專題屬性的數(shù)據(jù)，通常包括不同來源和形式的遙感數(shù)據(jù)、地形圖數(shù)據(jù)、專題圖數(shù)據(jù)、野外采樣數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)等。

廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等是在掌握全自治區(qū)農(nóng)用地?cái)?shù)量與分布的基礎(chǔ)上，借助于地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對農(nóng)用地的質(zhì)量進(jìn)行全面、科學(xué)、綜合的評價(jià)，為提高農(nóng)用地管理提供依據(jù)。工作中主要利用MapGIS軟件強(qiáng)大的圖形編輯功能、數(shù)據(jù)庫管理功能和空間分析功能，科學(xué)量化農(nóng)用地?cái)?shù)量、質(zhì)量和分布，形成數(shù)字化的各類農(nóng)用地分等工作底圖，對全自治區(qū)農(nóng)用地進(jìn)行綜合分析、評價(jià)，提高了分等結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等采用的信息系統(tǒng)是以MapGIS軟件為基礎(chǔ)平臺，結(jié)合Excel電子表格和Access數(shù)據(jù)庫等軟件，根據(jù)該自治區(qū)農(nóng)用地分等的技術(shù)路線，對MapGIS軟件進(jìn)行局部的二級開發(fā)，保證了廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整和功能齊全，建庫方便、快捷。

（一）資料整理與圖件準(zhǔn)備

將資料整理錄入計(jì)算機(jī)，對資料數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合核實(shí)，剔除不符合實(shí)際的特殊的極值，為入庫做好準(zhǔn)備。圖件的準(zhǔn)備工作包括工作底圖的準(zhǔn)備和其他專業(yè)要素圖件的準(zhǔn)備。圖件比例尺要滿足農(nóng)用地分等精度要求，圖上內(nèi)容要素齊全、圖面清晰，滿足掃描矢量化要求。

（二）工作底圖的入庫（數(shù)字化）

具體工作過程中，采用各縣（市、區(qū)）1∶5萬～1∶10萬的土地利用現(xiàn)狀圖作為工作底圖，用掃描儀將工作底圖資料進(jìn)行灰度掃描，以柵格形式存貯于圖像文件中（例如TIFF格式），在MapGIS軟件編輯功能下，經(jīng)過圖像黑白轉(zhuǎn)換，進(jìn)行矢量化，轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)，把點(diǎn)、線分層存入，成為線文件或點(diǎn)文件，再進(jìn)行點(diǎn)、線、面的編輯，然后把編輯好的圖形文件進(jìn)行光柵處理，輸出圖件校對。其中，圖形編輯包括對點(diǎn)、線、面3種圖元的空間數(shù)據(jù)和圖形屬性進(jìn)行編輯。首先，對已經(jīng)矢量化好的圖形文件（線文件或點(diǎn)文件）進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（即分層設(shè)置、線形設(shè)置、符號設(shè)置、區(qū)顏色設(shè)置），編輯點(diǎn)、線屬性結(jié)構(gòu)；然后，對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)拓?fù)涮幚?，?jīng)過建立拓?fù)潢P(guān)系的圖形，每個(gè)區(qū)域賦予屬性并自動(dòng)控制為區(qū)域填色。根據(jù)圖件的用途，可以更改區(qū)域參數(shù)及屬性。

（三）分等單元圖的編制

根據(jù)分等評價(jià)單元的基本要求和單元?jiǎng)澐謺r(shí)應(yīng)遵循的原則，結(jié)合廣西壯族自治區(qū)區(qū)域內(nèi)地貌類型多樣、地形復(fù)雜、土壤類型異常明顯，呈垂直分帶性、農(nóng)用地分布零碎等特點(diǎn)，采用疊置法將同比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖（工作底圖）與地形圖、土壤圖疊加，手工劃分分等評價(jià)單元，并按行政區(qū)劃編號。

在已經(jīng)編制好的各縣（市、區(qū)）分等評價(jià)單元圖上，進(jìn)行農(nóng)用地分等單元圖數(shù)字化，即將劃分好的分等評價(jià)單元的手工圖作為作者原圖，在已經(jīng)數(shù)字化的同比例尺土地利用現(xiàn)狀圖上，采用MapGIS在圖上進(jìn)行點(diǎn)圖元編輯。然后，在圖形編輯菜單中打開區(qū)屬性編輯欄，根據(jù)單元編號所在的區(qū)域（即面域），輸入單元編號，編輯單元區(qū)屬性（即分等單元屬性編輯），使單元編號成為圖、表鏈接的關(guān)鍵字段，完成分等單元圖件數(shù)字化。

（四）編制單元因素分值

以手工劃分的分等評價(jià)單元圖為工作底圖，按照廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等所確定的分等因素圖逐一套合分等評價(jià)單元，讀出該評價(jià)單元所應(yīng)有的因素分值，即計(jì)算單元因素分值，對照“指定作物－分等因素－自然質(zhì)量分”關(guān)系表，將分等因素分值轉(zhuǎn)換成分等因素自然質(zhì)量分，再把各分等評價(jià)單元的自然質(zhì)量分錄入計(jì)算機(jī)，編制分等單元分等因素自然質(zhì)量分值表。

（五）分等評價(jià)單元的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性入庫

將分等評價(jià)單元自然質(zhì)量分值表以Excel格式錄入計(jì)算機(jī)，成為電子表格文件，即分等評價(jià)單元的自然屬性入庫。分等評價(jià)單元的經(jīng)濟(jì)屬性指單元的土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)，是將有關(guān)資料在電子表格上按指標(biāo)區(qū)進(jìn)行匯總計(jì)算得出，根據(jù)規(guī)程要求劃分土地利用等值區(qū)和土地經(jīng)濟(jì)等值區(qū)，將各分等評價(jià)單元所處的土地利用等值區(qū)的值與土地經(jīng)濟(jì)等值區(qū)的值讀出并錄入分等評價(jià)單元自然屬性表，再在計(jì)算機(jī)上對電子表格進(jìn)行分析，計(jì)算出各類等指數(shù)，完成分等評價(jià)單元的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性入庫，把Excel電子表轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)庫存為DBASE格式文件。

（六）建立農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫

將編輯好的分等單元圖形屬性的數(shù)據(jù)文件與數(shù)據(jù)庫中的分等單元自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性質(zhì)量分值電子表（DBASE格式）數(shù)據(jù)文件，根據(jù)關(guān)鍵屬性字段（分等單元編號）掛接，即把已經(jīng)存在的圖形屬性信息和空間數(shù)據(jù)庫中的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性信息用關(guān)鍵字段鏈接起來，使圖、表合一，成為統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫。這樣建立起來的農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫，可以把圖形屬性數(shù)據(jù)和空間屬性數(shù)據(jù)庫的采集并行，便于圖、表的修改，即對表格進(jìn)行修改，就能使圖形自動(dòng)完成更改，提高成圖的工作效率和精度。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件屬性管理菜單中，根據(jù)屬性賦參數(shù)欄，對各種農(nóng)用地分等因素值、分等指數(shù)參數(shù)值規(guī)定一定范圍域，給范圍域設(shè)置顏色參數(shù)，完成顏色參數(shù)設(shè)置后，農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)自動(dòng)給數(shù)據(jù)圖形的值域賦予顏色，進(jìn)行農(nóng)用地的各種因素圖件和等別圖件的制作，并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的條件生成點(diǎn)文件，把區(qū)域?qū)傩赞D(zhuǎn)換成等別號，圖形上注解等級信息，由此完成廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫的建立。

（七）農(nóng)用地等別面積的匯總統(tǒng)計(jì)

根據(jù)等別圖圖形屬性數(shù)據(jù)文件，在MapGIS軟件實(shí)用服務(wù)功能上，打開投影變換菜單，點(diǎn)擊工具欄，在屬性生成文件文本目錄下，打開圖元文件，由圖形屬性庫（各單元圖形屬性）生成文件，存為TXT格式的報(bào)表文件，再由TXT文件轉(zhuǎn)為Excel電子表格，進(jìn)行分等面積匯總。由圖形屬性文件轉(zhuǎn)換成的Excel電子表格文件，保留了農(nóng)用地各單元的屬性，例如，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、地類號、單元號、等別、面積等。在此基礎(chǔ)上分村匯總等別面積，并結(jié)合各縣（市、區(qū)）土地利用現(xiàn)狀變更臺賬數(shù)據(jù)，進(jìn)行單元面積平差。經(jīng)過平差的農(nóng)用地單元面積，分村、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、縣（市、區(qū)）、全自治區(qū)4級，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行等別面積匯總統(tǒng)計(jì)。

GIS特點(diǎn) ?

空間定位技術(shù)對GIS技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生什么影響

空間定位技術(shù)為GIS帶來了多樣化的應(yīng)用方式。 1、數(shù)據(jù)采集，是地理位置信息化。 2、數(shù)據(jù)應(yīng)用，實(shí)時(shí)定位與導(dǎo)航。 3、使LBS（基于位置的服務(wù)）變的可行，且具有操作性。 4、是GIS動(dòng)態(tài)（實(shí)時(shí)）應(yīng)用的基礎(chǔ)，拓寬了GIS應(yīng)用領(lǐng)域 5、為四維空間數(shù)據(jù)收集提供便利（空間+時(shí)間）

地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)和地圖學(xué)等多門學(xué)科的交叉，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法實(shí)時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。

從表現(xiàn)形式來看，GIS表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，其核心是管理、計(jì)算、分析地理坐標(biāo)位置信息及相關(guān)位置上屬性信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它表達(dá)的是空間位置及所有與位置相關(guān)的信息，所以，GIS又是地球空間實(shí)體的再現(xiàn)和綜合，其信息的基本表達(dá)形式是各種二維或三維電子地圖。因此，GIS也可簡單定義為“用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)”。

（一）GIS發(fā)展簡史

GIS最早起源于20世紀(jì)60年代“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖，便于計(jì)算機(jī)處理分析”這樣的目的。1963年，加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson首先提出了GIS這一術(shù)語，并建成世界上第一個(gè)GIS（加拿大地理信息系統(tǒng)，CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。那時(shí)的GIS注重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理。

20世紀(jì)70年代以后，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件水平的提高，以及政府部門在自然資源管理、規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)等方面對空間信息進(jìn)行分析、處理的需求，GIS得到了鞏固和發(fā)展。

進(jìn)入20世紀(jì)80年代，GIS的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大，商業(yè)化的軟件開始進(jìn)入市場，其應(yīng)用從基礎(chǔ)信息管理與規(guī)劃轉(zhuǎn)向空間決策支持分析，地理信息產(chǎn)業(yè)的雛形開始形成。

20世紀(jì)90年代以后，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，GIS的應(yīng)用也日趨深化和廣泛，在國土資源、農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)境、城市規(guī)劃等領(lǐng)域成為常備的工作系統(tǒng)。尤其是1998年“數(shù)字地球”的概念被提出以后，GIS在全球得到了空前迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

我國GIS的發(fā)展自20世紀(jì)80年代初開始，以1980年中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立全國第一個(gè)GIS研究室為標(biāo)志，經(jīng)歷了準(zhǔn)備(1980～1985年)、發(fā)展(1985～1995年)、產(chǎn)業(yè)化(1996年以后)3個(gè)階段。尤其是近年來，國內(nèi)出現(xiàn)了不少優(yōu)秀的GIS軟件。

（二）GIS的最新發(fā)展

1.日趨與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)融合

近年來隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，GIS技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用，并日趨與主流IT技術(shù)融合，成為信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。

GIS發(fā)展的動(dòng)力一方面來自于日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)IS不斷提高的要求；另一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為GIS提供了先進(jìn)的工具和手段。許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖像處理和人工智能技術(shù)都可以直接應(yīng)用到GIS中；同時(shí)，由于空間技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是遙感技術(shù)的發(fā)展，提供了地球空間環(huán)境中不同時(shí)相的數(shù)據(jù)，使GIS的作用日漸突出，GIS不斷升級并能提供存儲、處理和分析海量地理數(shù)據(jù)的環(huán)境。

組件式GIS技術(shù)的發(fā)展使之可以與其他計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)無縫集成、跨語言使用，并提供了無限擴(kuò)展的數(shù)據(jù)可視化表達(dá)形式。

2.動(dòng)態(tài)、多源、多維、網(wǎng)絡(luò)化

最新GIS技術(shù)將逐漸擺脫先前的主要處理靜態(tài)的、二維的、數(shù)字式的地圖技術(shù)的約束，而從傳統(tǒng)的靜態(tài)地圖、電子地圖發(fā)展到能對空間信息進(jìn)行可視化和動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)模擬，支持動(dòng)態(tài)的、可視化的、交互的環(huán)境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數(shù)據(jù)。其中，可視化仿真技術(shù)能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態(tài)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以三維圖形為主，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、多媒體、立體視覺、新型傳感技術(shù)，能創(chuàng)造一個(gè)讓人身臨其境的虛擬的數(shù)字地球或數(shù)字城市。

先進(jìn)的對地觀測技術(shù)、互操作技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲和壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的發(fā)展都為GIS的發(fā)展和創(chuàng)新創(chuàng)造了新的手段。

（三）第四代GIS技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的提高以及面向?qū)ο?、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)挖掘等主流IT技術(shù)的發(fā)展，在科技部有關(guān)部門的倡導(dǎo)下，目前國內(nèi)學(xué)術(shù)界又提出了第四代GIS技術(shù)的概念。第四代GIS技術(shù)將主要有如下特點(diǎn)：

（1）支持“數(shù)字地球”或“數(shù)字城市”概念的實(shí)現(xiàn)，從二維向多維發(fā)展，從靜態(tài)數(shù)據(jù)處理向動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理發(fā)展，具有時(shí)序數(shù)據(jù)處理能力。

（2）基于網(wǎng)絡(luò)的分布式數(shù)據(jù)管理及計(jì)算、WebGIS和B/S體系結(jié)構(gòu)，用戶可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空間數(shù)據(jù)調(diào)用、檢索、查詢、分析，具有聯(lián)機(jī)事務(wù)管理（OLTP）和聯(lián)機(jī)分析（OLAP）管理能力。

（3）面向空間實(shí)體及其相互關(guān)系的數(shù)據(jù)組織和融合，具有矢量和遙感影像數(shù)據(jù)互動(dòng)等多源數(shù)據(jù)的裝載與融合能力，可實(shí)現(xiàn)多尺度比例尺數(shù)據(jù)無縫融合與互動(dòng)。

（4）具有統(tǒng)一的海量數(shù)據(jù)存儲、查詢和分析處理能力及基于空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘和強(qiáng)大的模型支持能力。

（5）具有與其他計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的整體集成能力。例如與MIS、ERP、OA等各種企業(yè)信息化系統(tǒng)的無縫集成；微型、嵌入式GIS與各種掌上終端設(shè)備集成，如PDA、手機(jī)、GPS接收設(shè)備等。

（6）具有虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)及自適應(yīng)可視化能力，針對不同的用戶出現(xiàn)不同的用戶界面及地圖和虛擬現(xiàn)實(shí)效果。

（四）GIS的應(yīng)用

人類使用的信息中有80%與地理位置和空間分布有關(guān)，所以GIS具有非常廣泛的應(yīng)用。目前，GIS已經(jīng)比較成熟地應(yīng)用于軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)、110和120快速反應(yīng)系統(tǒng)等。

今后，GIS的應(yīng)用將在市場分析、企業(yè)客戶關(guān)系管理、銀行、保險(xiǎn)、人口統(tǒng)計(jì)、房地產(chǎn)開發(fā)、個(gè)人位置服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，這些領(lǐng)域?qū)⑹荊IS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。實(shí)際上，GIS的應(yīng)用將加速度地深入人們的工作和生活的各個(gè)方面。GoogleEarth的流行就是GIS技術(shù)深入到日常生活每一個(gè)角落的明證。

由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，GIS在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭，成為IT高科技領(lǐng)域的核心技術(shù)。

近幾年來，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，GIS的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展到人們的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技術(shù)已開始廣泛應(yīng)用于車輛安全防范系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，為人們提供車輛反劫防盜、報(bào)警、道路指引、醫(yī)療救護(hù)以及在此系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上擴(kuò)展各種電子商務(wù)增值服務(wù)。

以醫(yī)療救護(hù)為例，當(dāng)患者向監(jiān)控中心請求急救時(shí)，監(jiān)控中心可以從GIS電子地圖上查看到患者的具體位置，并同時(shí)搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者?；颊哌M(jìn)入救護(hù)車后，監(jiān)控中心可以通過雙向通話功能，指導(dǎo)救護(hù)車上的醫(yī)生實(shí)施救護(hù)治療，同時(shí)通過GIS的最優(yōu)路徑功能，給救護(hù)車指引道路，使其以最快的速度到達(dá)醫(yī)院或急救中心。而在救護(hù)車行進(jìn)的過程中，患者的家屬可以通過互聯(lián)網(wǎng)立即上網(wǎng)查詢救護(hù)車的行進(jìn)位置及患者的狀態(tài)信息。通過GIS，并結(jié)合GPS和GSM無線通信及網(wǎng)絡(luò)，使患者、家屬、救護(hù)車及醫(yī)生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時(shí)的治療。

如果在車輛移動(dòng)目標(biāo)、家居固定點(diǎn)目標(biāo)、重點(diǎn)保護(hù)單位甚至路燈上都安裝了GPS、GSM或其他無線通信設(shè)備，那么我們在城市生活中，無論是開車、行走或者是在單位、在家里，都可以通過由GIS、GPS、互聯(lián)網(wǎng)以及無線通信技術(shù)構(gòu)成的綜合服務(wù)系統(tǒng)獲得急救、報(bào)警和各種商務(wù)服務(wù)，真正使我們處于立體的、全方位的數(shù)字化生活中，體驗(yàn)數(shù)字空間高科技價(jià)值。

GIS、RS、GPS等構(gòu)成的空間信息技術(shù)將是未來發(fā)展最快的、最激動(dòng)人心的領(lǐng)域之一，它結(jié)合通信及其他IT技術(shù)，為人類展現(xiàn)了一種全新的工作和生活模式（A.R.Mermut,H.Eswaran，2001)。當(dāng)利用最新的GIS技術(shù)把城市、國家乃至整個(gè)地球都高度濃縮到計(jì)算機(jī)屏幕上的時(shí)候，人類對自己的命運(yùn)和未來就有了更充分的把握。

（五）GIS與土地管理

GIS早已不限于地理學(xué)研究和應(yīng)用的領(lǐng)域，目前已與各行各業(yè)和我們的日常生活產(chǎn)生了千絲萬縷的聯(lián)系，更重要的是它的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，甚至可觸及企業(yè)信息化的過程中。

GIS應(yīng)用于土壤科學(xué)的研究，它是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)模型和模擬實(shí)現(xiàn)。土壤資源信息可以在GIS系統(tǒng)中進(jìn)行存取、變換和對話式操作，作為土壤資源分類、評價(jià)、規(guī)劃、管理與利用決策的依據(jù)，為土壤資源可持續(xù)利用服務(wù)。GIS應(yīng)用于土壤學(xué)研究的各個(gè)方面，包括：①土壤制圖技術(shù)及土壤采樣技術(shù)；②土壤侵蝕預(yù)測與評價(jià)；③土壤資源污染與防治；④土壤養(yǎng)分流失評價(jià)；⑤土壤資源評價(jià)和管理；⑥作物生長模擬等。具體如1983年美國土壤保持局開發(fā)出農(nóng)用土地評價(jià)和用地估計(jì)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的農(nóng)用土地評價(jià)包括土壤生產(chǎn)力的分等定級、土壤適宜性評價(jià)、土壤生產(chǎn)力潛力評價(jià)。1989年美國土壤保持局運(yùn)用土壤信息系統(tǒng)保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境，控制土壤污染。1990年土壤侵蝕預(yù)測模型在土壤信息系統(tǒng)中已經(jīng)能夠成功運(yùn)用，主要采用的分析手段有土壤侵蝕諾漠圖、微機(jī)軟件圖、小溪河岸侵蝕諾漠圖。

1.建立為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)

如日本的農(nóng)耕地土地資源信息系統(tǒng)，它包括了土壤信息系統(tǒng)、作物栽培試驗(yàn)信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)；保加利亞的計(jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)綜合管理系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代初開始運(yùn)行。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，GIS在土壤學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用方面繼續(xù)拓展，其作用和地位日益受到關(guān)注。從1994年開始的第15、16、17屆國際土壤大會上持續(xù)討論了土壤信息系統(tǒng)在持續(xù)農(nóng)業(yè)和全球變化中的應(yīng)用、土壤數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)等有關(guān)問題。同時(shí)，在應(yīng)用上進(jìn)一步趨向農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，直接服務(wù)于農(nóng)場管理和經(jīng)營，如進(jìn)行農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢、牧場水源選點(diǎn)、作物生產(chǎn)管理、機(jī)械化施肥等方面。

中國的土壤工作者于20世紀(jì)80年代中期也開始進(jìn)行土壤數(shù)據(jù)庫建立、土壤信息系統(tǒng)的研制和應(yīng)用工作。1986年底，北京大學(xué)遙感中心等主持了土壤侵蝕信息系統(tǒng)研究，建立了區(qū)域土壤侵蝕信息系統(tǒng)，這是我國較早關(guān)于土壤信息系統(tǒng)方面的研究。1989年，南京土壤研究所用兩年時(shí)間研究了1∶50萬東北三江平原土壤信息系統(tǒng)土壤圖與數(shù)據(jù)庫的建立；1990年，又研究了1∶5萬江西紅壤生態(tài)站土壤信息系統(tǒng)土壤侵蝕圖；1991年，在“利用信息系統(tǒng)技術(shù)編制土壤退化圖”研究中，應(yīng)用從土壤土地?cái)?shù)據(jù)庫建立到土壤退化評價(jià)方法等一系列現(xiàn)代信息系統(tǒng)技術(shù)，編制出了實(shí)驗(yàn)區(qū)的土壤水蝕危害和風(fēng)蝕評價(jià)圖；1992年，又基本完成了海南島土壤和土地利用信息庫及信息系統(tǒng)制圖工作。1991年，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所主持了“區(qū)域微機(jī)土壤信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用”研究，在吉林省農(nóng)安縣的試驗(yàn)結(jié)果表明，這是一個(gè)簡單但實(shí)用的土壤信息系統(tǒng)。1999年，胡月明等運(yùn)用基本土壤數(shù)據(jù)庫建立了紅壤分類和評價(jià)的信息系統(tǒng)。

2.預(yù)測土壤空間變化及分布

由于GIS技術(shù)在土壤制圖中的深入應(yīng)用，怎樣更準(zhǔn)確地由有限的單個(gè)點(diǎn)位的土壤原始數(shù)據(jù)分析土壤屬性的空間分布成為關(guān)注的焦點(diǎn)。具體來說，由于土壤數(shù)據(jù)庫的信息來源于土壤分類、分色制圖及制圖的綜合，產(chǎn)生了土壤空間分異類型的位移，而現(xiàn)代GIS技術(shù)又要求大量信息源，因此許多土壤科學(xué)家將興趣集中到土壤空間變異性正確表達(dá)（即土壤圖在GIS中的正確表達(dá)）的研究上。

（1）地形分析。Morre、Bourennane、Gessier和Oden等的研究均表明，某地區(qū)土壤屬性與該地區(qū)的地形地貌特征和景觀位置有明顯的相關(guān)性，也就是與土壤的成土過程密切相關(guān)，可用下式表示：

中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定（廣東卷）

式中：

S_i——土壤屬性如土壤厚度、pH等；

i——由氣候、母質(zhì)、地貌歷史、植被等因素決定的某地區(qū)海拔、坡度、坡形凹凸、水流長度和特定流域面積等原始地形數(shù)據(jù)可以通過一定精度的DEM計(jì)算出，復(fù)合地形數(shù)據(jù)，可以依經(jīng)驗(yàn)判斷或根據(jù)描述下墊面的物理發(fā)生過程的方程式進(jìn)行簡化。DEM可以由GIS技術(shù)生成，所以GIS的應(yīng)用和地形分析可以提高土壤屬性空間分布預(yù)測的精度。

（2）地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)與GIS的結(jié)合。GIS在存儲、查詢和顯示地理數(shù)據(jù)方面發(fā)展得相當(dāng)快，但在提供空間分析模塊方面則發(fā)展得較慢。由于缺少通用的空間分析模塊，使得GIS在解決某些空間問題中的應(yīng)用受到很大的限制。

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是由南非礦山地質(zhì)工程師D.G.Krige于1951年提出的，因此這一理論也以“克里格法”（Kriging）來命名，并由法國地質(zhì)學(xué)家Dr.Matheron于1962年完善并創(chuàng)立。該學(xué)科在礦產(chǎn)儲量研究方面起到了巨大作用。這是一種求最優(yōu)、線形、無偏內(nèi)插估計(jì)量值的方法（BLUE），在充分考慮信息樣品的形狀、大小及其與待估塊段相互間的空間分布位置等幾何特征以及品位的空間結(jié)構(gòu)以后，利用變異函數(shù)（Varigram）為工具，對每一樣品值分別賦予一定的權(quán)系數(shù)，加權(quán)平均來估計(jì)塊段品位。

國內(nèi)外土壤科學(xué)家已廣泛地應(yīng)用克里格法來預(yù)測非采樣點(diǎn)的土壤屬性，常用的方法有普通克里格法（OK）、泛克里格法（UK）、指示克里格法（IK）、協(xié)同克里格法（CK）、回歸克里格法（RK）、點(diǎn)克里格法（PK）、塊克里格法（BK）等。他們的研究還表明，在應(yīng)用克里格法建立模型的時(shí)候，綜合應(yīng)用土壤和土地信息，如土壤分類、參比地區(qū)土壤屬性、坡度、高程等，可以大大提高克里格法的插值精度，還可以降低由于測定大量樣品而需要的成本，也可以減少由于樣品點(diǎn)太少而帶來的誤差。我國從20世紀(jì)80年代開始利用克里格法研究土壤參數(shù)的空間變異性，2000年以后在這方面的報(bào)道已經(jīng)越來越多。

近幾年來，一些學(xué)者開始研究地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS之間的相互關(guān)系，并在GIS軟件中提供一些空間分析功能。例如，美國圣巴巴拉NCGIA的SAN模型提供了在ArcGIS軟件中計(jì)算和顯示空間自相關(guān)和其他空間量的功能，二者的相互結(jié)合一方面可以大大加強(qiáng)GIS的分析功能，使大量數(shù)據(jù)所隱含的空間信息得以表達(dá)，發(fā)揮更大的作用；另一方面，也可以增強(qiáng)空間分析的能力?？紤]到空間分析技術(shù)目前的發(fā)展十分迅速，新理論不斷出現(xiàn)，空間分析模塊已經(jīng)成為GIS中的必選模塊。