二、地理信息系统的应用功能

  1. 资源清查:资源清查是地理信息系统最基本的职能,这时系统的主要任务是将各种来源的数据汇集在一起,并通过系统的统计和覆盖分析功能, 按多种边界和属性条件,提供区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现。以土地利用类型为例,可以输出不同土地利用类型的分布和面积,按不同高程带划分的土地利用类型,不同坡度区内的土地利用现状, 以及不同时期的土地利用变化等,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据。又如中国西南地区国土资源信息系统,设置了三个功能子系统,即数据库系统、辅助决策系统、图形系统。资源数据存储了 1500 多项 300 多万个。该系统提供了一系列资源分析与评价模型、资源预测预报及西南地区资源合理开发配置模型。该系统可绘制草场资源分布图、矿产资源分布图、各地县产值统计图、农作物产量统计图、交通规划图、重大项目规划图等不同内容的专业图。

  2. 城乡规划:城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题,它涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归并到

统一系统中,最后进行城市与区域多目标的开发和规划,包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置, 以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现,是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件(回归分析、投入产出计算、模糊加权评价、0-1 规划模型、系统动力学模型等)加以保证的。我国大城市数量居于世界前列,根据加快中心城市的规划建设,加强城市建设决策科学化的要求,利用地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具, 具有十分重要的意义。

  1. 灾害监测:借助遥感遥测数据的搜集,利用地理信息系统,可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算,为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息,例如据我国大兴安岭地区的研究,通过普查分析森林火灾实况,统计分析十几万个气象数据,从中筛选出气温、风速、降水、温度等气象要素、春秋两季植被生长情况和积雪覆盖程度等 14 个因子,用模糊数学方法建立数学模型,建立微机信息系统的多因子的综合指标森林火险预报方法,对预报火险等级的准确率可达 73%以上。又如黄河三角洲地区防洪减灾信息系统,在 ARC/INFO 地理信息系统软件支持下,借助于大比例尺数字高程模型加上各种专题地图如土地利用、水系、居民点、油井、工厂和工程设施以及社会经济统计信息等,通过各种图形叠加、操作、分析等功能,可以计算出若干个泻洪区域及其面积,比较不同泻洪区域内的土地利用、房屋、财产损失等,最后得出最佳的泻洪区域,并制定整个泻洪区域内的人员撤退、财产转移和救灾物资供应等的最佳运输线路。

  2. 环境管理:环境管理涉及人类社会活动和经济活动的一切领域,一个大中型城市每年搜集和监测的环境数据可能多达 100 万个,对如此大量的数据,应使其有效地为环境管理决策及其它用途服务。一个地方的环境管理信息系统的功能有:

  1. 为环境管理部门提供数据和信息存储方法——基础数据库系统;

  2. 提供环境管理的数据统计、报表和图形编制方法;

  3. 建立环境污染的若干模型,为环境管理决策提供支持;

  4. 提供环保部门办公软件;

  5. 提供信息传输的方法和手段。

例如上海市环境管理信息系统具有如下主要特征:

  1. 建立了动态数据库,可以存储环境监测数据(包括污染源和环境质量)和其它有关数据(如环境标准、水文、气象等),对大多数环境管理功能来说,实现了数据共享;

  2. 面向环境质量管理,可以对环境质量状况的统计、评价、预测、规划以及其它管理提供支持;

  3. 为实现面向污染源的污染控制管理提供支持,可以实现排污收费、排污许可证制度的管理;

  4. 为便于用户使用,系统设计一个界面友好的窗口菜单系统,使用方便,可以提供不同形式的输出,包括屏幕显示,表格打印,图形绘制,磁盘传输等,还预留了远程通讯接口。

  1. 宏观决策:地理信息系统利用拥有的数据库,通过一系列决策模型的构建和比较分析,为国家宏观决策提供依据。例如系统支持下的土地承载力的研究,可以解决土地资源与人口容量的规划。我国在三峡地区研究中,通

过利用地理信息系统和机助制图的方法,建立环境监测系统,为三峡宏观决策提供了建库前后环境变化的数量、速度和演变趋势等可靠的数据。