第十四章：地理信息系统的应用及实例综述
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➢ 外动力成因分析模型：外动力是地球表面受太阳能和重 力以及生物活动的营力，主要包括重力作用、风力作用、 水利作用、温差作用和生物作用等
➢ 地貌预测： ➢ 理论地貌预测模型：以成因分析为基础，采用数理模型 进行宏观和微观的模拟，预测地貌的发展
➢ 统计地貌预测模型：在地貌发展历史数据的基础上，采 用“黑箱”或“灰箱”的方法进行统计分析，预测地貌 发展趋势
§14.1 地貌
➢ 主要应用
➢ 地貌形态分析：用于提取由地表形态反映出来的地貌特征 参数，包括DEM以及基于DEM的各种地貌参数：坡度、 坡向、起伏度、河网密度、沟谷参数等等
➢ 地貌信息复合：包括地貌参数复合模型和地貌信息/专题 信息复合模型，前者将各个地貌参数复合，发现其间的规 律性，得到综合的分析结果；后者考虑到地貌格局还受到 外动力地质作用的影响，将地貌信息与地质、水文、气象 等信息复合，发现其联系。
§14.3 城市规划、建设管理
➢ 在城市管理中，可以应用GIS的方面非常多， 如土地、道路、管网、环境、人口等等诸多 要素
➢ 城市建设规划涉及的因素非常多，开发新城 要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需 要基础设施、公共服务设施的配套
➢ 下面介绍GIS在密尔沃基（Milwaukee）市 城市建设日常管理方面的应用
➢ 地貌区域评价：根据单个或者多个地貌特征的分析，评价 地貌环境对农业、建筑、工程、旅游、居住条件的影响以 及评价地貌条件对于各种自然灾害发生、发展以及防治的 影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§14.1 地貌
➢ 主要应用
➢ 地貌成因分析： ➢ 内动力成因分析模型：内动力是地壳内部能量产生的营 力，决定地貌的格局与骨架，可以从几何效应和力学机 制两个方面进行分析
➢ 有的概述一个具体区域的应用 ➢ 有的叙述工作流程 ➢ 有的介绍了工作原理和分析方法
提纲
§14.1 地貌 §14.2 道路交通管理 §14.3 城市规划、建设管理 §14.4 地震灾害和损失估计 §14.5 农业气候区划 §14.6 大气污染监测管理 §14.7 医疗卫生 §14.8 军事
§14.1 地貌
§14.2 道路交通管理
➢ 近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛 的重视，并形成了专门的交通地理信息系统 GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求
➢ GIS在公路方面的具体应用
➢ 路廓设计 ➢ 道路管理 ➢ 流量和路径分析
§14.2 道路交通管理
➢ 路廓设计
➢ 路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终 线向的一个步骤
§14.3 城市规划、建设管理
➢ 美国威斯康星州的密尔沃基从1976年开始 建设城市地理信息系统，并不断发展、完善。 由于数据库比较完整，地理信息系统在很多 方面发挥了作用，主要可以分为三个方面的 活动
➢ 根据需要可以用权重表示不同的约束等级，并在地图上分 别显示，以便设计员在设计路线时尽量绕开这些区域
§14.2 道路交通管理
➢ 方案评价
➢ 将每条试验性线路输入到GIS中 ➢ 利用缓冲区分析得到路廓多边形 ➢ 与约束多边形进行叠加分析，计算路廓与每个多边
形相交的总面积，并乘以权重，得到该试验线路的 约束影响的加权总面积（Total Impact Weighted Area, TIWA) ➢ 根据DEM进行线向的详细设计，其主要操作
➢ 根据DEM得到道路横断面 ➢ 进而进行填挖方的优化 ➢ 得到最终的路廓设计结果
§14.2 道路交通管理
➢ 道路管理
➢ 属性数据 1）公路属性：路网标识，道路标识，路段标识，参考点等； 2）几何属性：路面宽度，路向，车道数目，坡度等； 3）设施属性：中央隔离带和隔离物，护轨，桥梁，交通标志， 路灯，交通量计算仪； 4）公用设施：收费所，交叉口，涵洞，交通管理站等； 5）建筑材料属性：面层，覆盖层，基层，路基； 6）道路使用统计属性：交通量，每天平均流量，事故，车重 统计，车类统计，进路要求； 7）验收记录属性：强度，粗糙度，障碍物，路面损坏程度， 限速区段，车速调查； 8）合同属性：预算，费用，图则，日期等； 9）维修工程属性：工程类别，预算，费用，数量，日期
➢ 路廓设计中要综合分析多种空间数据包括：大比例尺的土 地利用图、地形图以及现有的道路网等
➢ 一个软件环境 ➢ 从各方面收集来的资料合并到GIS资料库中，建造约束多 边形，确定公路需要避开的区域，通常这些多边形可以分 为三级：
➢ 第一级约束是必须要避开或减至最少； ➢ 第二级约束是尽量避开或减至最少； ➢ 第三级约束是可以避开或减至最少
第十四章：地理信息系统的应用及实例
➢ 由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统， 所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部门都 可以应用GIS
➢ 由于各个部门的不同，GIS在具体业务系统中所占 的比重、应用方式也各异
➢ 结合比较紧密的如城市规划、环境领域等 ➢ 相对松散的有商业、医疗卫生领域
➢ 本章简单介绍了一些GIS应用实例，针对不同实例， 介绍方法也不同
➢ 地貌是构造、过程和时间的函数，现存地貌 形态的定量指标及其物质组成等特点集中反 映了地貌系统以往内外营力共同作用的总和
➢ 地貌信息系统分析方法就是提取地貌系统各 不同侧面的特征参数，采用系统综合分析方 法取得对区域地貌发展规律的总体认识
➢ 地理信息系统方法的发展，使得建立地貌信 息系统，对庞大复杂的地貌空间数据进行定 量分析处理和信息复合与综合评价成为可能
社会经济数据来估计各个区域所产生和吸引的交通量，例如， 居住区会产生出行，而商业区则吸引出行 2）“出行分布”模型：根据出行产生分析的结果，确定各个区域 之间的交通量 3）“交通工具选择”模型：将交通量计算分配到交通工具上，计 算车流量 4）“出行分派”模型：根据交通线路的容量和速度，将车流量分 配到各条道路上
§14.2 道路交通管理
➢ 道路管理 ➢ 动态分段:是在数据库中纪录道路的每种属性的起止点到道路 原点的距离，并不是真的将道路切断存储，适合于动态的分析， 顾名动态分段
➢ 流量和路径分析： 流量和网络分析一般较多地应用于城市交通中，为城市交通
管理和道路规划提供科学的决策支持，其中，有如下四类主要 的模型： 1）“出行产生”模型：根据交通分析区的土地利用形态以及其它
➢ 地貌预测： ➢ 理论地貌预测模型：以成因分析为基础，采用数理模型 进行宏观和微观的模拟，预测地貌的发展
➢ 统计地貌预测模型：在地貌发展历史数据的基础上，采 用“黑箱”或“灰箱”的方法进行统计分析，预测地貌 发展趋势
§14.1 地貌
➢ 主要应用
➢ 地貌形态分析：用于提取由地表形态反映出来的地貌特征 参数，包括DEM以及基于DEM的各种地貌参数：坡度、 坡向、起伏度、河网密度、沟谷参数等等
➢ 地貌信息复合：包括地貌参数复合模型和地貌信息/专题 信息复合模型，前者将各个地貌参数复合，发现其间的规 律性，得到综合的分析结果；后者考虑到地貌格局还受到 外动力地质作用的影响，将地貌信息与地质、水文、气象 等信息复合，发现其联系。
§14.3 城市规划、建设管理
➢ 在城市管理中，可以应用GIS的方面非常多， 如土地、道路、管网、环境、人口等等诸多 要素
➢ 城市建设规划涉及的因素非常多，开发新城 要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需 要基础设施、公共服务设施的配套
➢ 下面介绍GIS在密尔沃基（Milwaukee）市 城市建设日常管理方面的应用
➢ 地貌区域评价：根据单个或者多个地貌特征的分析，评价 地貌环境对农业、建筑、工程、旅游、居住条件的影响以 及评价地貌条件对于各种自然灾害发生、发展以及防治的 影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§14.1 地貌
➢ 主要应用
➢ 地貌成因分析： ➢ 内动力成因分析模型：内动力是地壳内部能量产生的营 力，决定地貌的格局与骨架，可以从几何效应和力学机 制两个方面进行分析
➢ 有的概述一个具体区域的应用 ➢ 有的叙述工作流程 ➢ 有的介绍了工作原理和分析方法
提纲
§14.1 地貌 §14.2 道路交通管理 §14.3 城市规划、建设管理 §14.4 地震灾害和损失估计 §14.5 农业气候区划 §14.6 大气污染监测管理 §14.7 医疗卫生 §14.8 军事
§14.1 地貌
§14.2 道路交通管理
➢ 近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛 的重视，并形成了专门的交通地理信息系统 GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求
➢ GIS在公路方面的具体应用
➢ 路廓设计 ➢ 道路管理 ➢ 流量和路径分析
§14.2 道路交通管理
➢ 路廓设计
➢ 路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终 线向的一个步骤
§14.3 城市规划、建设管理
➢ 美国威斯康星州的密尔沃基从1976年开始 建设城市地理信息系统，并不断发展、完善。 由于数据库比较完整，地理信息系统在很多 方面发挥了作用，主要可以分为三个方面的 活动
➢ 根据需要可以用权重表示不同的约束等级，并在地图上分 别显示，以便设计员在设计路线时尽量绕开这些区域
§14.2 道路交通管理
➢ 方案评价
➢ 将每条试验性线路输入到GIS中 ➢ 利用缓冲区分析得到路廓多边形 ➢ 与约束多边形进行叠加分析，计算路廓与每个多边
形相交的总面积，并乘以权重，得到该试验线路的 约束影响的加权总面积（Total Impact Weighted Area, TIWA) ➢ 根据DEM进行线向的详细设计，其主要操作
➢ 根据DEM得到道路横断面 ➢ 进而进行填挖方的优化 ➢ 得到最终的路廓设计结果
§14.2 道路交通管理
➢ 道路管理
➢ 属性数据 1）公路属性：路网标识，道路标识，路段标识，参考点等； 2）几何属性：路面宽度，路向，车道数目，坡度等； 3）设施属性：中央隔离带和隔离物，护轨，桥梁，交通标志， 路灯，交通量计算仪； 4）公用设施：收费所，交叉口，涵洞，交通管理站等； 5）建筑材料属性：面层，覆盖层，基层，路基； 6）道路使用统计属性：交通量，每天平均流量，事故，车重 统计，车类统计，进路要求； 7）验收记录属性：强度，粗糙度，障碍物，路面损坏程度， 限速区段，车速调查； 8）合同属性：预算，费用，图则，日期等； 9）维修工程属性：工程类别，预算，费用，数量，日期
➢ 路廓设计中要综合分析多种空间数据包括：大比例尺的土 地利用图、地形图以及现有的道路网等
➢ 一个软件环境 ➢ 从各方面收集来的资料合并到GIS资料库中，建造约束多 边形，确定公路需要避开的区域，通常这些多边形可以分 为三级：
➢ 第一级约束是必须要避开或减至最少； ➢ 第二级约束是尽量避开或减至最少； ➢ 第三级约束是可以避开或减至最少
第十四章：地理信息系统的应用及实例
➢ 由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统， 所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部门都 可以应用GIS
➢ 由于各个部门的不同，GIS在具体业务系统中所占 的比重、应用方式也各异
➢ 结合比较紧密的如城市规划、环境领域等 ➢ 相对松散的有商业、医疗卫生领域
➢ 本章简单介绍了一些GIS应用实例，针对不同实例， 介绍方法也不同
➢ 地貌是构造、过程和时间的函数，现存地貌 形态的定量指标及其物质组成等特点集中反 映了地貌系统以往内外营力共同作用的总和
➢ 地貌信息系统分析方法就是提取地貌系统各 不同侧面的特征参数，采用系统综合分析方 法取得对区域地貌发展规律的总体认识
➢ 地理信息系统方法的发展，使得建立地貌信 息系统，对庞大复杂的地貌空间数据进行定 量分析处理和信息复合与综合评价成为可能
社会经济数据来估计各个区域所产生和吸引的交通量，例如， 居住区会产生出行，而商业区则吸引出行 2）“出行分布”模型：根据出行产生分析的结果，确定各个区域 之间的交通量 3）“交通工具选择”模型：将交通量计算分配到交通工具上，计 算车流量 4）“出行分派”模型：根据交通线路的容量和速度，将车流量分 配到各条道路上
§14.2 道路交通管理
➢ 道路管理 ➢ 动态分段:是在数据库中纪录道路的每种属性的起止点到道路 原点的距离，并不是真的将道路切断存储，适合于动态的分析， 顾名动态分段
➢ 流量和路径分析： 流量和网络分析一般较多地应用于城市交通中，为城市交通
管理和道路规划提供科学的决策支持，其中，有如下四类主要 的模型： 1）“出行产生”模型：根据交通分析区的土地利用形态以及其它