地理信息系統(tǒng)與管理和決策

前言

從開(kāi)始動(dòng)筆寫這本書到現(xiàn)在已是四年過(guò)去了。雖說(shuō)本書中的內(nèi)容大多是我從事GIS研究與工作18年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，且所舉的應(yīng)用實(shí)例也大多數(shù)都是親自主持設(shè)計(jì)或參與的項(xiàng)目，但將其系統(tǒng)總結(jié)并以簡(jiǎn)明易懂的文字表達(dá)出來(lái)，其困難程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我最初的設(shè)想。特別是隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，以其為基礎(chǔ)的GIS科學(xué)亦發(fā)展迅速，日新月異。因此，書中的許多部分都經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修改，甚至是重寫，力圖反映地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域的實(shí)際現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。雖然人們都不會(huì)經(jīng)常地、有意識(shí)地去思考，然而非常簡(jiǎn)單的一個(gè)事實(shí)就是我們親見(jiàn)親歷的每一件事都發(fā)生在地球上一個(gè)特定的地方。即每一項(xiàng)活動(dòng)、每一件事情、每一個(gè)問(wèn)題或者是每一種現(xiàn)象，都含有地理要素。這個(gè)“地點(diǎn)”也就自然成為許多重大問(wèn)題的關(guān)鍵：從分析、評(píng)價(jià)政府某項(xiàng)決策的影響范圍與實(shí)施效果到基礎(chǔ)設(shè)施的管理與維護(hù)，從某區(qū)域自然資源可持續(xù)利用的評(píng)價(jià)與研究到某一瀕危動(dòng)物的考察與保護(hù)，從工商企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理到新市場(chǎng)開(kāi)辟，從申請(qǐng)工作到購(gòu)買住房，甚至是選擇休假地點(diǎn)等，都與地點(diǎn)密切相關(guān)。事實(shí)上，在許多時(shí)候，當(dāng)通過(guò)參考事件發(fā)生的地點(diǎn)信息，從地理的角度觀察與分析時(shí)，這些問(wèn)題都會(huì)變得更加清晰。信息是各級(jí)政府部門工作運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是各類決策的重要依據(jù)。政府管理與生俱來(lái)就具有空間屬性，其工作內(nèi)容與地理現(xiàn)象之間有著非常密切的關(guān)系。在長(zhǎng)期的工作中，各級(jí)政府部門都收集了大量的數(shù)據(jù)，其中大多數(shù)又都與地理特征相關(guān)。但是，在沒(méi)有轉(zhuǎn)化成為信息之前，數(shù)據(jù)本身還并不具備任何價(jià)值。也就是說(shuō)，如果數(shù)據(jù)沒(méi)有通過(guò)即便是非常簡(jiǎn)單的方式展示、綜合與分析，最終得到的也只會(huì)是雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)，而不是信息。而作為一個(gè)具有獨(dú)特的空間信息綜合、管理、分析和圖示功能的信息系統(tǒng)，GIS則代表著一種不受部門和機(jī)構(gòu)邊界的限制與影響，并且能夠?yàn)榇蠹宜邮?、理解與使用的共同語(yǔ)言和技術(shù)。這種語(yǔ)言能夠從提高效率與效益兩個(gè)方面使政府部門的各項(xiàng)工作，都受益于各類地理信息及其技術(shù)。然而，許多年來(lái)，GIS一向還主要是為一些學(xué)者與科研人員使用和掌握，而最早的應(yīng)用也還局限于一些自然資源與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。現(xiàn)今，GIS已越來(lái)越多地在政府部門的決策與管理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，并且正在逐步地成為各級(jí)政府部門的一個(gè)組成部分。

內(nèi)容概要

本書的核心觀點(diǎn)是一個(gè)簡(jiǎn)單、明了而又無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)：地理信息是我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械闹匾糠?，而GIS則是處理與使用地理信息最適宜的系統(tǒng)與技術(shù)，GIS可使我們的生活更加豐富、方便，工作效率更高，質(zhì)量更優(yōu)。全書共九章，分三個(gè)部分。第一部分從不同的角度介紹GIS的基本概念、重要性、應(yīng)用范圍，及其涉及的相關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，并描述了現(xiàn)代GIS理論及其應(yīng)用對(duì)于人們生活與工作產(chǎn)生的積極影響與重要作用。第二部分主要講述各種地理現(xiàn)象在GIS中是如何表示的。通過(guò)對(duì)地理數(shù)據(jù)的組織特征、結(jié)構(gòu)模型以及儲(chǔ)存形式的討論，從理論和應(yīng)用上幫助讀者理解與識(shí)別GIS的特征。第三部分以美國(guó)菲尼克斯市市政府建立的GIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS桌面應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用程序?yàn)閷?shí)例，從節(jié)省經(jīng)費(fèi)與時(shí)間、提高效率與效益、加強(qiáng)交流與協(xié)作、增加創(chuàng)收與節(jié)源、支持決策與資源管理等方面，介紹了GIS在政府運(yùn)行與管理過(guò)程中的應(yīng)用。而且，還著重討論了GIS發(fā)展的前景與趨勢(shì)以及企業(yè)化GIS的重要性。GIS，特別是企業(yè)化GIS，逐漸地成為信息、通信與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要部分。    本書的讀者對(duì)象是各級(jí)政府部門的管理與專業(yè)技術(shù)人員，也適于大學(xué)地理、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、規(guī)劃以及信息等專業(yè)選修GIS相關(guān)課程的本科學(xué)生、研究生和專業(yè)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

高湋，1982年在內(nèi)蒙古大學(xué)生物系獲學(xué)士學(xué)位，1991年和1993年在美國(guó)邁阿密大學(xué)先后獲得生態(tài)學(xué)碩士學(xué)位和環(huán)境學(xué)碩士學(xué)位。此后15年來(lái)，先后在大學(xué)、GIS咨詢公司、政府機(jī)構(gòu)等多個(gè)部門從事GIS空間分析、GIS應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)及其在政府運(yùn)行、民眾服務(wù)、公共設(shè)施管理、資源利用和環(huán)境保護(hù)等方面的工作。主持設(shè)計(jì)和建立了房地產(chǎn)、稅收、公共教育、行政區(qū)劃、交通運(yùn)輸以及選舉投票等多個(gè)GIS分析模型、GIS桌面和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。其成果曾在發(fā)行很廣的GIS雜志Arcuser上發(fā)表。現(xiàn)任美國(guó)亞利桑那州菲尼克斯市市政府信息技術(shù)部資深GIS專家。

書籍目錄

第1部分  原理和技術(shù)　第1章  地理信息系統(tǒng)的一些基本概念 　 1.1  地理信息系統(tǒng) 　 1.2  GIS的結(jié)構(gòu)成分　　　1.2.1  硬件　　　1.2.2  軟件　　　1.2.3  數(shù)據(jù)　　　1.2.4  方法  　　　1.2.5  人 　 1.3  GIS涉及的學(xué)科和領(lǐng)域　　　1.3.1  地理學(xué)　　　1.3.2  制圖學(xué)　　　1.3.3  遙感  　　　1.3.4  攝影測(cè)量學(xué)　　　1.3.5  統(tǒng)計(jì)學(xué)　　　1.3.6  計(jì)算機(jī)科學(xué)　　　1.3.7  數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)　　　1.3.8  數(shù)學(xué)  　第2章  地理信息系統(tǒng)的功能 　 2.1  GIS的工作原理　　　2.1.1  連接來(lái)源不同的數(shù)據(jù)  　　　2.1.2  收集各類空間數(shù)據(jù)  　　　2.1.3  綜合各類數(shù)據(jù)　　　2.1.4  投影和注冊(cè)　　　2.1.5  地理參考　　　2.1.6  數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　　2.1.7  元數(shù)據(jù)(metadata) 　 2.2  GIS的功能 　 2.3  GIS的空間分析　　　2.3.1  數(shù)據(jù)查詢　　　2.3.2  空間數(shù)據(jù)查詢　　　2.3.3  空間疊加(spatial 0verlay)　　　2.3.4  緩沖區(qū)(buffer)或者接近度(proximity)分析　　　2.3.5  地理編碼(geocoding)和地址匹配(address matching)  　　　2.3.6  網(wǎng)絡(luò)分析(network analysis)　　　2.3.7  空間插值(spatial interpolatiorl)　　　2.3.8  數(shù)據(jù)的輸出和可視化   　 2.4  GIS的重要性　　　2.4.1  改進(jìn)組織機(jī)構(gòu)的綜合化　　　2.4.2  幫助和支持決策　　　2.4.3  制圖  　　　2.4.4  動(dòng)態(tài)地圖　　　2.4.5  分析復(fù)雜的問(wèn)題　　　2.4.6  增加效率　　　2.4.7  改進(jìn)數(shù)據(jù)的組織和結(jié)構(gòu)　　　2.4.8  增加數(shù)據(jù)收集和產(chǎn)生的準(zhǔn)確性與靈活性　第3章  地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)和空間決策支持系統(tǒng) 　 3.1  全球定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)  　　　3.1.1 全球定位系統(tǒng)　　　3.1.2  GPS的工作原理　　　3.1.3  GPS的準(zhǔn)確性與誤差源　　　3.1.4  GPS技術(shù)的應(yīng)用  　　　3.1.5  GIS與GPS  　3.2  GIS和空間決策支持系統(tǒng)(spatial decision support system，SDSS)　　　3.2.1  決策支持系統(tǒng)((tecision support system，DSS)與SDSS　　　3.2.2  GIS與空間決策  第2部分  地理現(xiàn)象和地理數(shù)據(jù)　第4章  地理數(shù)據(jù) 　 4.1  地理現(xiàn)象　　　4.1.1  分離對(duì)象觀點(diǎn)(discrete object view)  　　　4.1.2  連續(xù)分布觀點(diǎn)(continue field view) 　 4.2  地理數(shù)據(jù)的測(cè)量　　　4.2.1  名詞標(biāo)度　　　4.2.2  序數(shù)標(biāo)度　　　4.2.3  區(qū)間標(biāo)度　　　4.2.4  比率標(biāo)度 　 4.3  地理現(xiàn)象的數(shù)字化表示　第5章  空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　第6章  地理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模型　第7章  GIS數(shù)據(jù)庫(kù)第3部分  地理信息系統(tǒng)在行動(dòng)——地理信息系統(tǒng)應(yīng)用　第8章  地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用　第9章  地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：通過(guò)對(duì)某一地區(qū)的自然直覺(jué)，我們會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境特征有各種不同的認(rèn)識(shí)。然而，隨著視野從局部小范圍到大區(qū)域的擴(kuò)展，人們認(rèn)識(shí)、了解相關(guān)事物的能力就會(huì)明顯地降低。在今天迅速發(fā)展和變化的經(jīng)濟(jì)、政治以及自然環(huán)境中，對(duì)于自然地理特征與人造環(huán)境的了解與認(rèn)識(shí)變得越來(lái)越重要，而選擇與利用研究空間數(shù)據(jù)的方法與技術(shù)的能力也就變得非常重要。GIS為獲取與處理有關(guān)驅(qū)動(dòng)和影響社會(huì)、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其過(guò)程的準(zhǔn)確信息提供了必須的方法和手段。GIS通過(guò)把來(lái)自各級(jí)政府部門、各類型企業(yè)和機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)與信息，其中包括各類圖表，繪圖與衛(wèi)星、航空像片，綜合起來(lái)以統(tǒng)一的形式組織、儲(chǔ)存、管理與分析，并且能夠以地圖的方式表現(xiàn)出來(lái)。更重要的是GIS還為解釋和探索那些依靠傳統(tǒng)的手段和方法無(wú)法解釋的地理要素的分布格局與變化趨勢(shì)提供了有效的技術(shù)和方法。各種形式的地理現(xiàn)象和特征無(wú)處不有，GIS是個(gè)可以幫助人類探索自然界奧秘的理想的系統(tǒng)技術(shù)。因而地理學(xué)家也常常把GIS視作幫助進(jìn)行空間分析和理解地理現(xiàn)象的望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、計(jì)算機(jī)和復(fù)印機(jī)。

編輯推薦

《地理信息系統(tǒng)與管理和決策》的主要目的是想通過(guò)對(duì)GIS基本概念的簡(jiǎn)要描述，對(duì)相關(guān)學(xué)科與技術(shù)的討論，以及一些應(yīng)用實(shí)例的介紹，來(lái)幫助有關(guān)人員、管理人員以及其他感興趣的人們，了解GIS能夠給予管理與決策過(guò)程提供的支持作用及其應(yīng)用潛力。同時(shí)也希望能夠由此激發(fā)讀者的想象力和創(chuàng)造力，為探討與挖掘能夠發(fā)揮GIS功能的新方法提供參考。

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