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地理信息系统含义范文1
【关键词】地理信息系统；地理学；地位
地理信息系统（GIS），是一种高技术系统，能够提供地理研究和预测、规划的服务，能够对空间信息进行获取和处理。虽然地理信息系统的出现仅几十年的时间，但已经取得了迅猛的发展。本文简要介绍了地理信息系统，并分析了地理信息系统在地理学中的地位。
1、地理信息系统
1.1地理信息系统的含义和产生
所谓的地理信息系统又称为又称为资源与环境信息系统、地理数据系统、空间信息系统、土地信息系统等，是通过计算机硬件和软件的支持，综合运用信息科学和系统工程理论，对具有空间内涵的地理数据进行分析综合与科学管理，从而服务于地理决策、规划、预测和研究等领域的技术[1]。地理信息系统的基本特征在于其能够进行空间分析，综合分析多种信息，分析空间实体间的关系，对区域内的各种过程和现象进行处理。地理信息系统尤其擅长对空间信息进行处理。
上世纪六十年代开始萌发地理信息系统。加拿大学者R.F.Tomlinson等人使用计算机统计森林的分类，并取得了成功。加拿大农业部对其进行了全面的支持，最终将地理数据分析系统研制了出来，并最终命名为加拿大地理信息系统。1968年，地理信息系统正式成为了一个科学术语[2]。
对地理信息系统的定义目前尚无定论，各国科学家众说纷纭、各持己见。综合各家的观点，所有的观点都认为地理信息系统具有空间数据的处理能力。空间数据指的是行星地球表面以及附近被记录的所有地理现象，其具有明显的地理位置特征。空间数据可以用地图来表示，例如一个公共场所，其作为一个占据一定空间的地域，具有特有的地理坐标，其特性可以通过属性指标反应出来。地理信息系统具有空间型的特定性质，这是其与其他统计型信息系统的最大区别。地理信息系统的每个数据的编码的依据都是地理坐标，先对其进行明确的定位，再完成定量的属性和分类。地理信息系统的独特标志就是强调对空间数据的处理，当然，这也是地理信息系统的一个技术难点[3]。
1.2地理信息系统的组成
根据美国联邦数字地图协调委员（DBMS）会对地理信息系统的分析，地理信息系统的概念框架由五大部分组成，分别为产品显示和输出、空间分析和操作、数据库的产生和数据输入、数据库和系统的管理、用户界面[4]。
地理信息系统的用户界面的主要功能是地理信息系统的应用版块、数据库与应用者之间的交流平台，其软件功能主要是对系统和用户之间的关系进行组织和简化，包括图形显示、帮助显示和菜单等。
数据库和系统的管理是一种手段，实现对地理信息系统功能的数据控制。与普通数据库（DBMS）相较，地理信息系统的数据库更为复杂，具有布尔运算、删除和增加等功能。这就意味着其不仅能够对文字数字数据进行处理，还能够对图形数据进行处理。地理信息系统专家M. F. Goodchild就提出，地理信息系统应该能为各种地理要素的查询提供服务。地理信息系统的数据库管理系统要能够联接起地理实体的变量和属性与地理坐标信息。
要建立地理信息系统，产生数据库，其基本操作就是输入数据，输入数据本身比较复杂。地理信息系统的软件系统和硬件系统的费用远远少于数据的输入、预处理和采集的费用。不仅如此，在输入数据时还要对其进行编码，将变量和拓扑结构之间的联接建立起来。
作为空间数据处理的重要工具，地理信息系统及其模块和子系统都要具备各种工具，例如布尔运算、拓扑分析、空间数据查询。自动化制图、图像处理系统虽然也具备一定的功能，但却不如地理信息系统的工具复杂和全面。地理信息系统的工具箱能力还将受到模糊数学、人工智能和地理信息系统技术发展的影响，不断走向智能化。
根据设计要求，地理信息系统可以将各种文字、图表和地图信息提供出来，特别是提供新信息。地理信息系统可以叠加各种要素，例如水资源、土地和人口，并向用户提供与这些要素相关的、具有综合性的新信息。
作为决策支持系统和管理工具，地理信息系统带动了地理科技的革命，是一种无形的软技术。地理信息系统具有旺盛的生命力和广阔的应用前景，其已经跳出了单纯的技术范畴，成为了跨越社会科学和自然科学的综合性技术。其能够对空间相关数据进行有效的显示、模拟、分析、操作、管理和采集，从而满足复杂的管理和规划需要。
2、地理信息系统在地理学中的重要地位
地理信息系统是地理学与计算机技术的结合，使用计算机技术对地理问题进行处理，属于地理学科中的一门边缘学科。地理学是一门复杂的学科，对社会有着深远的影响，当前社会出现的环境、资源、人口等问题都对地理学提出了更高的要求。现代地理学的一个重要发展方向就是结合新技术，从而产生边缘性应用学科，例如地理信息技术和遥感技术等。现代地理学可以分为三个分支：技术地理学、实验地理学和理论地理学，地理信息系统属于技术地理学。
在地理学的发展中，地理信息系统是一次巨大的飞跃，是地理学中新技术手段和思想的应用，突破了原有的地理学研究方法。与此同时地理信息系统也离不开地理学这个理论依托，二者相互依存。如果没有地理背景或地理学，计算机对空间数据的处理就毫无意义；如果没有地理学模型，地理信息系统也难以建立。
地图作为一种传统的空间信息载体，很多因素都会对地图的地理信息造成限制。首先，通过人工来提取地图数据，在图形要素的计量和量算方面都存在很大的限制。其次，每一张地图都只能记载和描述有限的地理信息。人对于地图信息的记忆能力也是有限的。传统的图层叠加具有加大的局限性。地理信息系统与遥感密不可分，包括了空间信息和地理 要素，能够将定量、定性和定位的数据提供出来。地理信息系统还可以为遥感提供辅助数据，对其最高分辨力和信息量进行最大程度的利用。从野外考察中获得的遥感数据、原始资料可以与地理信息系统相结合，使遥感图像具有更高的解译和处理精度。而系统中数据的精度和适时性也会对地理信息系统的应用起到了支持作用。
地理学受到了地理信息系统的巨大影响，地理信息系统是一个现代化的地理技术工具，推动了地理学的定性描述向定量分析的转变，使地理学的单系统发展成为复杂系统。对于地理学而言，地理信息系统既是机遇又是挑战，能够有效的推动地理学的发展，提高了信息评价、处理和采集的能力。
结 语：虽然，地理信息系统只是一种工具和技术，地理信息系统却给地理学带来了巨大的发展和变化。当前地理信息系统已经取得了长足的发展，随着计算机技术的迅速发展，地理信息系统在未来必然会发挥更大的作用。与此同时，地理信息系统和空间分析之间还没有建立起有效的沟通，空间分析技术的发展较为滞后，对地理信息系统的应用设计造成了一定的阻碍，这也是未来地理信息系统的发展方向。
参考文献
[1] 董廷旭. 《地理信息系统》实施素质教育的对策研究[J]. 绵阳师范学院学报. 2014（02）
地理信息系统含义范文2
关键词：地理 信息 软件
一、背景
地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
地理信息系统是一门多技术交叉的空间信息科学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就。此外地理信息系统又是一门以应用为目的的信息产业，它的应用可深入到各行各业。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
二、常用地理信息系统软件介绍
当前，常用的地理信息系统（GIS）软件主要有以下几种：
（1） MapInfo软件
MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件。从1986年推出第一个DOS版本MapInfo V1.0到20世纪90年代初的Windows版本MapInfo V3.0，其产品逐渐变得成熟，并很快流行起来。1995年和1998年分别推出MapInfo Professional V4.0和V5.0，使这个产品趋于完善。MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo 含义是“Mapping + Information（地图+信息）”即：地图对象+属性数据。
经历了近20年时间，MapInfo公司成为全球最大的100家软件公司之一。产品行销58个国家和地区，有22种语言的版本，超过30万个正式用户。该产品在1990后进入我国，经过十几年的发展，已经在诸多领域得到广泛应用。
（2） Arc/Info软件
Arc/Info UNIX/NT版（以下简称Arc/Info）是ESRI公司系列产品中最经典、功能最强大的专业GIS产品。现在已经用于全球范围6000多个重要机构和组织中，在我国也拥有150多个用户（截至1995年）。Arc/Info的第一个产品完成于1978年，主要在小型机上运行。1996年底，ESRI公司又把工作站版Arc/Info的全部模块移植到MS Windows NT之上，使工作站环境下的Arc/Info软件功能全部在微机上实现。1999年底推出基于Windows NT上的Arc/Info8.0，添加了ArcGeodataBase，Arctoolbook和ArcMap等功能。 中国3S吧
（3） GeoStar软件
GeoStar是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件。GeoStar系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据，DEM数据高度集成。
（4）MapGIS系列软件
MAPGIS 是武汉中地数码科技有限公司开发的，新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础软件平台。
系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。 系统具有以下特点：
采用分布式跨平台的多层多级体系结构，采用面向“服务”的设计思想。具有面向地理实体的空间数据模型，可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征，完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。
三、地理信息系统的发展趋势
1.GIS数据的共享和开放
在中国，数据问题是限制GIS发展的突出问题。GIS的研究对象和基础是数据，离开数据，GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就，但从应用来看，GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域，GIS的应用更为落后。目前，我国GIS的应用范围很窄，大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中，社会普及率很低，对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称。造成这种现象的原因很多，但主要原因是GIS数据的保密性。随着大量GIS数据的共享和开放，GIS将在各个领域中发挥强大的功能，更好地为人民生活和经济发展服务。
2.GIS软件开发的产业化及市场化
近几十年来，我国GIS技术得到了长足的发展，GIS基础软件技术支持得到了全面加强。目前，我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌，如MapGIS、SuperMap、GeoStar等，并在较多领域内得到应用。但总体上看，中国GIS市场尚处于初始发展阶段，规模偏小，空间分布不均衡，产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构，也有不少政府部门自己成立新的部门，承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中，与ArcGIS或MapInfo这样的产业化公司相比，这些机构和单位也许有较强的开发能力，但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌，而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业，我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。
地理信息系统含义范文3
近两年来，数字城市已经成为国内信息化的热点问题，而且还有持续升温趋势。而以GIS为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术，它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起，为城市生活和商务提供了一种立体的，多层面的信息服务体系。为了让广大读者对GIS技术有一个较为系统、详细的了解。本刊特邀请了上海齐维信息科技有限公司的有关专家，为我们全面解读GIS技术。
GIS技术介绍
地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统具有以下三个方面的特征：
第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；
第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；
第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
地理信息系统的外观，表现为计算机软硬件系统；其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。当具有一定地学知识的用户使用地理信息系统时，他所面对的数据不再是毫无意义的，而是把客观世界抽象为模型化的空间数据，用户可以按应用的目的观测这个现实世界模型的各个方面的内容，取得自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策，这就是地理信息系统的意义。
一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，从视觉、计量和逻辑上对地理系统在功能方面进行模拟，信息的流动以及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真。地理学家可以在地理信息系统支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征，也可以快速地模拟自然过程的演变或思维过程的结果，取得地理预测或“实验”的结果，选择优化方案，用于管理与决策。
地理信息系统的类型
地理信息系统按其内容可以分为三大类：
(1)专题地理信息系统（Thematic GIS），是具有有限目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务。例如，森林动态监测信息系统、水资源管理信息系统、矿业资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统等。
(2) 区域信息系统（Regional GIS），主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级的、地区或省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服务的区域信息系统；也可以按自然分区或流域为单位的区域信息系统。区域信息系统如加拿大国家信息系统、中国黄河流域信息系统等。许多实际的地理信息系统是介于上述二者之间的区域性专题信息系统，如北京市水土流失信息系统、海南岛土地评价信息系统、河南省冬小麦估产信息系统等。
(3) 地理信息系统工具或地理信息系统外壳（GIS Tools），是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。它们或者是专门设计研制的，或者在完成了实用地理信息系统后抽取掉具体区域或专题的地理系空间数据后得到的，具有对计算机硬件适应性强、数据管理和操作效率高、功能强且具有普遍性的实用性信息系统，也可以用作GIS教学软件。
在通用的地理信息系统工具支持下建立区域或专题地理信息系统，不仅可以节省软件开发的人力、物力、财力，缩短系统建立周期，提高系统技术水平，而且使地理信息系统技术易于推广，并使广大地学工作者可以将更多的精力投入高层次的应用模型开发上。
GIS技术的发展历史
国外
地理信息系统萌芽于20世纪60年代。1962年，加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据，并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统（CGIS），以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等；与此同时，美国的Duane F. Marble在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统，以支持大规模城市交通研究，并提出建立地理信息系统的思想。在这一时期，针对GIS一些具体功能的软件技术有了较大进展，主要表面在：(1)栅格-矢量转换技术、自动拓扑编码以及多边形中拓扑误差检测等得到发展；(2)具有属性数据的单张或部分图幅可以与其它图幅或部分在图边自动拼接；(3)采用命令语言建立空间数据管理系统，可以实现属性再分类、分解线段、合并多边形、改变比例尺、量测面积、按属性搜索、输出表格和报告以及多边形叠加处理等。这一时期的软件主要是针对当时的主机和外设开发的，算法较粗糙，图形功能较为有限。
20世纪70年代是地理信息系统走向实用的发展期。这一时期由于计算机硬件和软件技术的发展，特别是硬盘的使用，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向发展。美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对GIS的研究均投入了大量人力、物力和财力。到1972年CGIS全面投入运行与使用，成为世界上第一个运行型的地理信息系统。在此期间美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。
用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息；1974年日本国土地理院开始建立数字国土信息系统，存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地形地质等信息；瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统，如土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等。但由于当时的GIS系统多数运行在小型机上，涉及的计算机软硬件、外部设备及GIS软件本身的价格都相当昂贵，限制了GIS的应用范围。
这一时期地图数字化输入技术有了一定的进展，采用人机对话交互方式，提高了工作效率，同时扫描输入技术系统也开始出现。图形功能扩展不大，数据管理能力也较差。
20世纪80年代是GIS的推广应用阶段，由于计算机技术的飞速发展，在性能大幅度提高的同时，价格迅速下降，特别是图形工作站和个人计算机的性价比大为提高，使GIS的应用领域与范围不断扩大。GIS技术在以下几个方面有了很大的突破：(1)栅格扫描输入处理方面，大大提高了数据输入的效率；(2)数据存储与运算方面，GIS处理的数据量与复杂程度大为提高，遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件也明显增加；(3)数据输出方面，GIS软件支持多种形式的图形输出；(4)在地理信息管理方面，适合GIS空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很大的发展。
在这一时期，GIS与卫星遥感技术相结合，开始用于全球性问题的研究，如全球变化和全球监测、全球沙漠化、全球可居住区评价、厄尔尼诺现象及酸雨、核扩散及核废料等；从土地利用、城市规划等宏观管理应用，深入到各个领域解决工程问题，如环境与资源评价、工程选址、设施管理、紧急事件响应等。同时在这一时期，出现了一大批代表性的GIS软件，如ARC／INFO、GENAMAP、SPANS、MapInfo、ERDAS、MicroStation等。
20世纪90年代至今为GIS的社会化阶段，随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS成为了一个产业，投入使用的GIS系统，每2～3年就翻一番，GIS市场的增长也很快。目前，GIS的应用在走向区域化和全球化的同时，己渗透到各行各业，涉及千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。与此同时，GIS也从单机、二维、封闭向开放、网络(包括Web GIS)、多维的方向发展。
由于网络技术以及面向对象软件方法论和支撑技术的成熟，为GIS注入了新的活力，同时大量的应用要求促使GIS软件技术的快速发展，开始具备作为应用集成平台的能力。这一时期的GIS具有以下特点：(1)仍然以图层为处理的基础，新的处理模式正在酝酿与探索之中；(2)引入了Internet技术，开始向以数据为中心的方向过渡，实现了较低层次的(浏览型或简单查询型)的B/S结构；(3)开放程度大幅度增加，组件化技术已成为GIS的一个主要方向，实现了跨平台运行。(4)逐渐重视元数据问题，空间数据共享、服务共享和GIS系统互连技术不断发展；(5)实现了空间数据与属性数据的一体化存储和初步一体化查询，提高了空间数据的操纵能力；(6)应用领域迅速扩大，应用深度不断提高，开始具有初步的分析决策能力。
国内
我国地理信息系统方面的工作始于20世纪80年代初。地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划的开始，地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。1994年中国GIS协会在北京成立，标志中国GIS行业已形成一定规模。九五期间，国家将地理信息系统的研究应用作为重中之重的项目予以支持，
1996年，为支持国产GIS软件的发展，原国家科委开始组织软件评测，并组织应用示范工程。这一系列的举措极大的促进了国产GIS软件的发展与GIS的应用。1998年，国产软件打破国外软件的垄断，在国内市场的占有率达25%。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测，在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用，在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。
目前应用领域及应用前景
1.资源管理：要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源（如土地、森林、草场）分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
2.资源配置：城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
3.城市规划和管理：空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
4.土地信息系统和地籍管理：土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
5.生态、环境管理与模拟：区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
6.应急响应：解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
7.地学研究与应用：地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。
8.商业与市场：商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空 间分析和数据库功能可以解决这些问题。
9.基础设施管理：城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
选址分析：根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。
网络分析：建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
可视化应用：以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
分布式地理信息应用：随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航。
GIS的应用前景
目前GIS的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。在国外GIS技术已被各级政府部门和企业界广泛认知和采用。尤其是在北美、欧洲、日本和澳大利亚等国家和地区，GIS市场已经基本形成。GIS数据公司和软件公司比较多，他们在GIS系统建立和空间数据的使用方面已有了一套比较规范和成熟作法。在我国GIS技术也正被越来越多的政府部门和大型企业所采用。虽然起步较晚，但是有后发优势，可以少走弯路，以比较高的起点开展GIS的理论研究和开发应用工作。
未来若干年空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展，从而给城市空间数据生产和GIS应用增添新的生命力。以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施（NII）的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大积极效用。新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将大大改善我国城市空间数据的状况。
GIS技术的一些最新发展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）将在城市得到实际应用，从而提高GIS系统应用的水平。城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命，GIS与其它技术的集成将成为主流，应用系统的质量将稳步提高，用户的意识和行动将更有利于GIS的发展，应用将向深层次和大众化两极发展。
21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战，但未来无限光明。由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，GIS也将真正走向产业化和市场化。
GIS技术的发展趋势
组件(Components)GIS
Components GIS是一种新的 GIS开发思想，它是将GIS功能分散制作成ActiveX Control和Automation，这些标准的ActiveX Control和Automation可以被任何支持它们的开发环境调用，以便在原有的或新开发的信息系统中加入GIS功能。目前国际上比较流行的Components GIS软件有ESRI的 Map Objects, MapInfo公司的MapX等。
现在市场上流行的GIS软件有很多，工作站版的有ARC/INFO, Intergraph, MicroStation等；桌面GIS系统有MapInfo, Arcview, AutoDesk及国内的MapGIS, GeoStar等。这些系统的共同特点是它们将图形处理，空间查询与分析，属性管理及其它GIS功能都包含在一个比较庞大的系统中。对于一些用户来讲这可能是比较适宜的，但对许多用户来讲可能会存在如下问题：
（1）对于大多数用户来说，他们可能只需要部分而不是全部GIS功能，用户必须为购买整个GIS软件系统而支付较高的费用。如基于GPS和GIS的城市交通管理系统或者用于环境分析的GIS系统，可能就不需要很强的图形处理功能。而用于城市规划的GIS系统或基于宗地的地籍管理系统则要求较强的图形处理功能。如果使用Components GIS进行系统开发用户就不需要购买整个GIS软件系统，而只要在GIS Components的基础上进行开发组装即可。
（2）由于大部分GIS软件都需要进行二次开发后才能满足用户的特殊需要，而目前的GIS软件所用的开发工具有许多并非标准语言。这对用户提出了较高的要求，也对原有系统的改造带来许多不便。而Components GIS一般都支持标准的开发语言，如Visual Basic, Visual C++, Java等，这对于专用系统的开发比较快捷和便利。
（3）利用Components技术更容易建立Internet GIS或Intranet GIS信息系统。
Internet或 Intranet GIS
信息高速公路的建立极大地方便了世界各地用户间信息交换与信息查询。由于GIS能提供丰富的空间查询、空间分析及属性管理功能，因此GIS正在成为Internet(国际互联网)或Intranet(企业局域网)的一个主要内容。建立Internet GIS的主要目的在于以下几个方面：
（1）远距离空间数据共享与信息查询和交换；
（2）为公众提供GIS服务；
（3）建立大规模甚至超大规模的空间网络信息系统；
（4）为其它学科的研究提供基础信息资料。
目前用于Internet GIS系统开发的工具主要有ESRI的Map Objects IMS(Internet Map Sever)和Arc View IMS, MapInfo公司的Map Xtreme以及网络版的Autodesk等。Internet GIS主要由空间数据库、Internet应用程序及用户界面几个部分组成。
Data Warehousing数据仓库
Data Warehousing的字面意思是建立数据仓库。由于空间数据量非常大，这些数据大都分散在政府和私人机构及公司的各个部门，数据的管理与使用变得非常的复杂。但同时由于这些空间数据具有极大的科学和经济价值，因此大多数发达国家都比较重视空间数据库的建库工作，在这些国家一般都有许多研究机构和政府部门参与到空间数据库建立的研究工作中。目前在北美、欧洲、澳大利亚等国提出了SDI或NSDI的概念。
SDI的全称是Spatial Data Infrastructure，NSDI的含义是National Spatial Data Infrastructure，其字面意思是 (国家)空间数据基础设施。1998年6月份在加拿大首都渥太华召开的第十届国际地理信息工程学术会议更把 SDI作为本次会议的主题，可见国际上对地理空间数据基础设施建设的重视。国家测绘局也积极地推进我国SDI的建设工作，并提出规划模式，部分内容已经在实施当中。
3D GIS
地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在的，因此目前二维GIS技术或二维半(平面X，Y坐标加高程)GIS对于完整的描述地球上的对象是有一定限制的。需要用三维空间来描述的应用领域有如下几个方面：气象学、地质学、采矿学、石油勘探与开发、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、医学影像和机器人学等。一个三维 GIS空间信息系统应该能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息，并提供决策支持。
建立大型空间数据库的新方法
GIS系统一般由两个部分组成：其一是应用程序，它包括专门的GIS应用软件以及用标准或非标准程序语言所开发的用户界面及系统工具；另一部分是数据。在GIS系统中，空间数据库的建立是一项非常复杂的工作。目前大多数GIS系统中在处理空间数据和属性数据时都是将两者分开存放和管理。比如在MapInfo系统中用Map来存放几何和空间数据，而用dat来存放空间实体的属性数据；又如在ArcView系统中用Shapefile来存放几何和空间数据而用DBF来存放属性数据。
上述数据管理和存放方式对于小型的GIS系统有一定的优越性，但对于建立以面向对象为基础的大型GIS系统就存在很多缺陷。因此，现在已经出现了一些新型的GIS空间数据库管理系统，这些新的系统将空间数据与属性数据存放在同一个数据库管理系统中。如Oracle开发的SDO和ESRI开发的SDE(Spatial Data Engine)都属于这种类型的空间数据库系统。
GIS与多媒体数据及GPS和RS的数据集成
GIS与多媒体数据及GPS和RS的集成使得基于空间数据的信息管理系统变得更加灵活多样，极大地拓宽了信息来源渠道，方便用户对各种信息的存储与管理，同时能够建立起更加科学的决策系统。
目前在GIS中可以使用多种形式的多媒体数据。比如在ArcView中通过使用hot link或其它工具，可以把Word文件、Excel电子报表、VCD声像资料、摄影像片、卫星影像等纳入到GIS系统中，用户可以根据需要对这些信息进行查询和管理。GIS与GPS和RS的集成问题已被研究了多年目前已进入实用开发阶段。
开放型GIS
目前一种多用户、跨平台的Open GIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校所研究和开发利用。开放型GIS的研究和应用使得各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访，有利于网络GIS及分布式GIS空间数据库的建立，使 GIS的应用领域及其功能大大拓宽。
地理信息系统含义范文4
关键词:GIS的二次开发、独立应用程序、Geodatabase
中图分类号：P2文献标识码： A
前言
地理信息系统是建立在系统论、信息论与控制论这些现代科学理论方法的基础上，面向当今世界人口、资源与环境三大科学问题，发挥理论、技术与应用三结合的优势，逐步形成新兴的综合性科学技术领域。因此GIS是一种技术学科:地理信息系统是一个采集、存储、管理、分析、显示和应用地理信息的计算机系统，是处理、分析和应用海量地理数据的交叉学科。它包括若干的软件工具，用于输人、编辑、分析、显示、输出空间和非空间地理数据，并采用数据库管理系统(Database ManagementSystem, DBMS)有效地存储和管理大量的地理信息，同时它作为一种信息并提供许多模型工具支持空间分析与决策分析及制定。
地理信息系统与其它信息系统有很大差别，首先，地理信息系统在分析、处理问题中使用了空间数据和属性数据(非空间数据)，并通过数据库管理系统将二者联系起来，从而提供了认识地理现象的一种新思维方法。第二，地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析、模型算法来分析空间数据。第三，地理信息系统的成功应用不仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系(包括实施组织、系统管理者、系统操作者、系统开发设计人员等)。它的应用已经超出了纯技术范畴。从学科角度看，地理信息系统所处理问题的广度和深度都超过现有的地理学、空间统计、遥感、地图学、环境科学等学科的范畴，需要各相关学科的知识、理论和方法的支持，因此，它也是一门综合性的交叉学科。
1.地理信息系统的发展阶段
从上世纪60年代建立了世界上第一个地理信息系统----CGIS(加拿大地理信息系统)以来，GIS的发展大体经历了以下几个阶段:
1)功能模块阶段
在GIS发展的早期阶段，由于受到理论和技术的限制，GIS软件往往是只能满足于某些功能要求的一般模块，没有形成完整的系统。
2)集成式软件阶段
随着技术和理论的发展，各种GIS模块走向集成，逐步形成大型的GIS软件包，其优点在于集成了GIS各项功能，形成独立完整的系统，缺点在于系统复杂、庞大，成本高，并且难于与其它系统集成。
3)模块化软件阶段.
模块化GIS是把GIS按功能划分为一系列模块，运行于统一的基础环境之上，用户可以根据需要选择所需的模块，但它还难于与其它系统和应用模型集成。
4)核心式GIS阶段
核心式GIS被设计为操作系统的基本扩展，给用户提供更大的灵活性。对数据库管理要求是用户可以选择独立的开发工具来构造管理信息系统(MIS，为GIS与MIS的集成提供了全新的解决思路。
5)组件式GIS阶段
组件式G工S基于标准的组件式平台(Microsoft的COM[ComponentObject Model，即组件对象模型]/DCOM[Distributed Component ObjectModel，分布式组件对象模型]、OMGCORBA[Common Object Request BrokerArchitecture公共对象请求体系结构，各个组件之间不仅可以进行自由灵活的重组，而且具有可视化界面和使用方便的标准接口，代表着当今GIS发展的潮流。
6)WebG工S阶段
万维网G工S(即WebG I S是与组件式GIS同时出现的发展方向。它也是采用组件式方式进行开发的，是INTERNET技术与GIS相结合的产物。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。组件式GIS与WebGIS只是应用方式上有差别。
从GIS的发展阶段可以看出GIS从以前的凤毛麟角、高不可攀走到了普通用户的面前，从独立、单一功能模块发展到开放式、组件式和网络化，GIS还将继续向三维G工S、时序GIS方向发展。但是，无论GIS发展到那一阶段，它都是由硬件、软件、数据和系统管理组成的。
2.GIS的系统结构和功能
GIS的软件主要由两部分组成:一是操作系统，二是GIS应用软件。操作系统是GIS操作、运行的平台，只要与GIS软件相适应，满足它和用户的需求即可。GIS应用软件有许多，国外有代表性的有ArcGIS,
MAPINFO, IGDS/MRS, T工GR工S, GENAMAP, S工CAD, SYSTEM 9等;国内具代表性的有GEOSTAR, MAPG工S，方正智绘等。无论是那种GIS软件，作为地理信息自动处理与分析系统都要具有数据采集、分析、决策应用等全部过程。由于地理信息系统发展的多源性、可扩充性以及应用的广泛性，很难有一个全面的框架体系和功能清单。概括地说，GIS系统都具有五大结构
和功能:数据输人子系统、数据处理子系统、数据存储和管理子系统、空间分析子系统和输出子系统。(图1)
3.本文选题的依据和研究的意义
地理信息系统已经被广泛应用于城市规划、国土资源调查与管理、环境监测与分析、公安消防预警、交通与安全管理、配电网管理等方面。
国内外的各种GIS软件在提供了强大的处理和分析空间数据的功能的同时，还涉及复杂的GIS算法和数据模型。普通用户除了要熟悉自己的业务外，还必须为这些复杂的操作所烦恼，这给GIS的普及带来很大的难度。GIS技术的二次开发就是解决这一艰巨任务的途径。
采用面向对象技术的GIS软件，其二次开发可以利用可视化开发工具的高效方便的编程功能，结合GIS系统完备的空间数据的分析处理功能，采用COM技术进行组件式二次开发，提高应用系统的开发效率，使GIS系统面向对象，具有良好的外观和完善的功能，使人们不再需要面对复杂的GIS概念和操作，这也是当今地理信息系统的一个新的研究领域。
目前，地理信息系统的二次开发工具较多，如:工ntergraph的GeoMedia,ESRI的MapObjects,ArcObjects,Arc工MS以及MapInfo的MapX等，国内武测的GeoMap等。其中ESR工的ArcObjects提供了全面、完善的二次开发功能，但是它的应用还处于起步阶段，并且主要集中在部门管理系统，很少有全面、综合的系统应用。因此，应用ArcObjects建立综合的校园管理信息系统，不仅能为公众和管理者提供查询检索、分析及辅助决策等服务，而且用同样的技术和方法可以推广到建立社区地理信息系统、企业地理信息系统、城市地理信息系统等，对扩大地理信息系统的应用范围和应用领域具有现实意义。
4、地理信息系统二次开发
计算机硬件性能的提高、软件技术的演进，计算机体系结构的不断变化，都促进了更为强大、成熟和更为复杂的GIS软件系统的出现。早期的软件往往都是一些较小的单独的成果，很少有互相的协调和交流。当需要组织大批人员进行项目开发时，产生了一些规范化的方法和经验，这些方法和经验在开发组织中，要求所有的成员共同遵守，就形成了一种业界标准。现在已有成熟的、成功的开发标准，并且还提供了很多工具。
4.1地理信息系统开发方法
4.1.1线形顺序模型
线形顺序模型，也称为传统的生命周期法、瀑布法等，是指在开发过程从一个阶段的输出流向下一阶段的线形的、顺序的方法。整个软件过程历经系统调查、需求分析、系统设计、编码、测试和维护等阶段。
这种方法的最大问题是用户只有在系统几乎全部开发完毕时才能使用。因此，如果用户开始时难以清楚的给出所有要求或开发人员对用户需求的理解有偏差，那么对已经成型的系统的任何改动将要付出很大的代价。另一个问题是开发人员常常因为某个阶段发生问题而阻碍其后阶段的正常进行。
4.1.2原型法
当用户只定义了系统的一般性目标，不能给出详细的输人、输出、反馈等需求时，可以先建立系统的一个初级版本提供给用户试用，经用户反馈，进行改进成第二代、第三代版本，直到系统最终完成。创建原型法的方法有两种，一是先完成系统的核心部分，再逐步增加其它的功能组件;另一种是先完成所有的功能组件的主要部分，再逐步增加次要部分的功能。后一种开发方法的反馈过程相对少一些。原型法的优点在于它能够很快完成可操作原型并提供给用户，这样用户会变得更积极主动，容易及时发现问题并判断是否满足需求。
4.1.3面向对象的方法
面向对象指的是使用面向对象的程序设计语言开发应用软件的一种软件开发方法。面向对象的方法是一种模型化世界的抽象方法，它按照人类认识世界的思维方式来解决问题。它有很多内在的优点:一是对象重用技术，这样可以进行快速的软件开发;二是面向对象的软件易于维护和扩展。面向对象技术包含完整的软件工程观点。它包括面向对象分析(ooA ),面向对象设计(OOD)和面向对象计算机辅助软件工程(OOCASE)等方法和工具。面向对象技术及面向对象的软件工程已经被很多软件，特别是信息系统软件所采用。
面向对象技术衍生出许多面向对象的分析方法，比较著名的有Booch方法(重视操作和行为，对类和继承的概念也值得借鉴)、Rumbaugh方法(重视数据和对象的建模)、Jacobson方法(面向用例)和Code/Yourdon方法(一种简单明了的方法)等。这些方法都引入了项目的系统分析过程，都有自己的建模语言。1995年， Grady Booch, Jim Rumbaugh和Ivar
Jacobson这三个世界著名的面向对象技术专家推出了统一建模语言(UML,Unified Modeling Language)，并很快成为一种工业标准。1998年UML的设计者基于UML语言，推出了一种命名为“统一软件开发过程”( USDP,Unified Software Development Process)的软件开发方法。统一软件开发过程是一个基于组件式开发技术和UML语言的通用的软件项目开发方法，适用于各种各样的软件系统、应用领域和开发组织。基于组件式面向
对象技术具有的可重用性、易维护性和可扩展性等诸多优点，以及Visual
C++、Visual Basic、Visual Fox Pro, Borland C++、Delphi、C++Builder、
Power Builde等众多的开发环境，使其被广泛的应用到GIS软件的开发
当中，成为目前开发的主流方法。(图1-1 )
随着地理信息系统应用领域的扩展，应用型 GIS的开发显得日益重要。如何针对不同的应用目标高效地开发出既合乎需要，又具有方便、美观、丰富的界面形式的GIS应用程序是开发者和用户都非常关心的问题。扩展GIS的应用领域的一个艰巨的任务就是如何对GIS软件进行再次开发，即GIS技术的二次开发问题。
5.地理信息系统二次开发方法
早期许多商用GIS软件是以解释语言方式执行的，基本上都提供了自己的二次开发方法和语言(如Arcview的Avenue, MGE的MDL, MapInfo的MapBasic等以及动态数据交换技术一DDE, OLE自动化等)，它们的二次开发环境具有明显的不足:(赵波1998 )
1)功能单一、综合处理功能差
随着GIS应用层次的提高，不仅要求应用程序能进行图形交互，同时也应具备与操作系统交互的能力，甚至要求 GIS的应用程序可以访问处于分布环境的数据。
2)解释执行、程序运行速度慢
早期的GIS开发环境着眼于交互操作，对于速度并无太多的要求。随着GIS应用的提高，要求提高软件处理的自动化程度，这就要求GIS下的应用程序能处理较大的数据量;集成化需求的发展，要求GIS下的应用程序不仅要能处理交互任务，同时也要能处理相关的设计与计算。
3)缺乏好的保护机制，软件质量不易保证
目前许多GIS的二次开发语言都是解释的，程序的合法性只有在运行时才能验证，而靠测试是难以穷尽程序的每一个分支途径的，因此要减少程序的逻辑错误、提高软件质量的重要方面就是要求程序员有足够的细致和耐心。
4)语言规则千差万别，不易学习和掌握
每种GIS软件，都按自己的习惯和自定义的语法规则提供二次开发环境，对于已熟悉一种开发环境的人来说，要重新学习新的开发环境的困难较大。
5)不易保护软件成果
一个好的GIS应用软件系统，要进行大量的二次开发工作，其中包括了程序员的艰辛劳动，但以解释形式运行的程序很难进行软件的保护。
GIS次开发的实现方式主要有单纯二次开发、继承式二次开发和组件式二次开发(刘光，2003 ).
1)单纯二次开发指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发语言的宏语言，如ArcView提供的Avenue语言、MapInfo Professional提供的MapBasic语言等。用户可以利用这些宏语言以原GIS工具软件为开发平台，开发出针对不同应用对象的应用程序。但是这些进行二次开发的宏语言功能较弱，开发的应用程序不尽如人意。
2)集成式二次开发是指利用专业的GIS工具软件(如ArcView,Mapinfo等)，实现GIS的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具，如。elphi, Visual Basic, Visual C++, Power Builder等为开发平台，进行二者的集成开发。集成开发主要有两种方式: ・OLE/DDE
开发工具开发前台可执行应用程序，应用。LE (Object Linking andEmbedding，对象链接与嵌人)自动化技术或利用DDE技术方式启动GIS工具软件在后台执行，利用回调(Callback)技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能。
.GIS组件
利用GIS工具软件生产商提供的建立在OCX技术基础上的GIS功能组件(如ESR工的MapObjects, Mapinfo的MapX等)，在佣等编程工具编制的应用程序中直接将GIS功能嵌入其中，实现地理信息系统的各种功能。
这种开发方法是目前的主流方法。
6、二次开发的数据库设计
数据库设计的目的是确定在数据管理系统中存储数据的基本结构和检索数据的基本方法。
6.1普通文件方式
普通文件管理方式要求开发者提供基本的文件处理和分类检索能力，这种方法将所有的数据都存放在一个或多个文件中。其优点是灵活，开发者可以任意定义自己的文件格式、管理各种数据;缺点是增加了数据管理的开发量，同时不利于数据共享。
6.2关系数据库管理系统(RDBMS)
关系型数据库管理系统建立在关系理论的基础上，采用多个表来管理数据，每个表的结构遵循一系列“范式”进行规范化，以减少数据冗余。目前大多数GIS软件都采用这种数据管理方案。这种方法采用文件方式存储数据，即空间数据和属性数据分别存储在不同的文件中，它们之间通过建立关系表连接起来。其优点是数据量小，缺点是文件路径常常会因为文
件的删除、移动操作而变的不可靠。
6.3面向对象的数据库管理系统(00-DBMS)
面向对象的数据库是一种正在成熟的技术，它通过增加抽象数据类型和继承特性以及一些用来创建和操作类和对象服务实现对象的持续存储。ESRI公司开发的Geodatabase是一种新型的面向对象的空间数据储存与管理系统，具有其它空间数据库前所未有的优越性。
无论采用那种方法，在GIS软件中需要管理的数据主要包括:空间几何体数据、时间数据、结构化的非空间属性数据以及非结构化的描述数据。
7、组件式地理信息系统二次开发’
7.1组件技术的发展
几年以前，当微软公司首先使用OLE(Object Linking&Embedding,对象链接与嵌人技术)的时候，其初衷是为了增强软件的互操作性。在使用过程中，人们逐渐认识到这一技术背后的实质性内容在软件开发中扮演的重要角色。组件技术以前所未有的方式提高了软件产业的生产效率。组件技术使近20年来兴起的面向对象技术进人到成熟的实用化阶段。组件间的接口通过一种与平台无关的语言工DL(Interface Define Language)来定义，它是二进制兼容的，使用者可以在各种开发语言和开发环境中直接调用执行模块来获得对象提供的服务。
7.2COM,ActiveX与ActiveX控件
组件式对象模型(COM)是OLE(Object Linking&Embedding)和ActiveX共同的基础。COM不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准，其作用是使各种软件组件和应用软件能够用一种统一的标准方式进行交互。COM所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当建立这种链接后，模块之间就可以通过称之为“接口”的机制来进行通信。接口是一组语义相关的成员函数，并且同函数的实体相分离。接口与实现相互独立，这使用户对一个特定的实现方案更换或修改代码时无须改变对象本身。COM中一个组件可以采用多个接口，在实际应用中接口的定义多采用COM工DL(接口描述语言)来描述。COM本质上是客户/服务器模式。客户(通常是应用程序)请求创建COM对象并通过COM对象的接口操纵COM对象。服务器根据客户的请求创建并管理COM对象。客户和服务器这两种角色并不是绝对的，一个CAM对象既可以是客户，又可以是另一个对象的服务器，还可以既做服务器又做客户。COM的好处是显而易见的，由于接口的定义和功能保持不变，COM组件开发者可以改变接口功能、为对象增加新功能、用更好的对象来代替原有对象，而建立在组件基础上的应
用程序几乎不用修改，大大提高了代码的应用性。
ActiveX是一套基于CCM的可以使软件组件在网络环境中进行互操作而不管该组件是用何种语言创建的技术，实际上是。LE的新版本。它使OLE接口加强了对数据和特性的管理，效率更高，被广泛应用于web服务器以及客户端的各个方面。同时，它也被用于创建普通的桌面应用程序。作为ActiveX的重要内容，ActiveX控件是一种可编程、可重用的基于COM的对象和OLE与ActiveX技术的自定义控件。它是基于与应用程序无关的思想设计的，其目标是提供一种面向对象、与操作系统无关、与机器平台无关、可以在应用程序之间互相访问对象的机制。ActiveX控件提供给用户应用接口，发送相应的事件，开发者可以截取这些事件，执行相应的功能。ActiveX控件的开发端和使用端是完全独立的，可用于不同语言、不同开发平台、不同的系统环境中。一个或多个ActiveX控件保存在一个动态链接库中，但它是一种特殊的动态链接库，其扩展名是OCX。
COM, ActiveX与ActiveX控件通过属性、事件、方法等接口与用户、应用程序进行交互。
1)属性(Properties):指描述控间或对象性质(Attributes)的数据，如:BackColor(地图背景颜色)、GPS工con(用于GPS动态目标跟踪显示的图标)等。可以通过重新指定这些属性的值来改变控间和对象性质。在控件内部，属性通常对应于变量(Variables)。
2)方法(Methods):指对象的动作(Actions)，如:Show(显示)、AddLayer(增加图层)、Open(打开)、Close(关闭)等。通过调用这些方法可以让控件执行诸如打开地图文件、显示地图之类的动作。在控件内部，方法通常对应于函数(Functions)。
3)事件(E}rent s ):指对象的响应(Responses)。当对象进行某些动作时(可以是执行动作之前、动作进行过程中或者是动作完成后)，可能会激发一个事件，以便客户程序介人并响应这个事件。比如用鼠标在地图窗口内单击(Mouse Down)并选择了一个地图要素，控件产生选中事件(如Item Picked)通知客户程序有地图要素被选中，并传回描述选中对象的个数、所需图层等信息的参数。
属性、方法、事件是控件的通用标准接口，适用于任何可以作为COM和ActiveX容器的开发语言，具有很强的通用性。支持COM, ActiveX组件开发的程序设计语言都可以用来进行开发，如目前比较流行的Visual C++、Borland C++、Visual Basic, Delphi等。
7.3组件技术与GIS
组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之问，可以方便地通过可视化软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，它们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，构成应用系统。一些GIS软件公司纷纷推出了基于COM技术，由一系列ActiveX控件组成的GIS二次开发软件环境。这些软件具有以下主要优点:
1)小巧灵活、价格便宜
组件化的GIS平台提供灵活的方式与空间数据管理系统连接，小巧灵活。在组件模型下，各组件都集中地实现与自己紧密相关的系统功能，同其它信息系统、数据库系统以及Interne七等方面能进行有效的藕合，用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低经济负担。
2)无须专门的GIS开发语言
组件式GIS有严格的标准，不需要额外的二次开发语言，只需要利用GIS的基本功能函数，按照微软的控件标准进行开发，可减轻开发者的负担，增强GIS软件的扩展性。开发者只要熟悉通用的集成开发环境(如Visual Basic, Visual C++, Delphi, Visual)++等)，以及GIS软件提供的各个控件的属性、事件和方法，就可以完成应用系统的开发。
3)强大的GIS功能
利用GIS系统软件组件提供的拼接、裁剪、叠加、缓冲等完备的空间数据的处理功能和查询分析功能，提高应用系统的开发效率，使GIS系统面向对象，具有良好的外观和完善的功能，使人们不再需要面对复杂的GIS概念和操作，即可实现GIS强大的系统功能。
4)面向大众，扩展领域
用户可以像使用其它ActiveX控件一样使用G工S控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统。它同时打破了以往GIS软件的垄断局面，使小的研究机构和公司也有机会提供GIS应用软件，也扩大了GIS的应用领域和应用范围，对GIS的应用前景产生了深远的影响。
虽然对GIS采用组件式二次开发有许多优势，但是不可避免地也存在一些功能上的欠缺和技术上的不成熟，主要表现在如下几方面:
1)二次开发的结果与经典的GIS软件相比不可避免地带来效率上的相对低下，这在访问大型空间数据时由为明显。
2)支持的空间数据量和数据类型有限
3)支持的功能有限，由于是组件，只覆盖了GIS系统的部分功能，对于一些特殊领域、特殊问题就显得无能为力。
4)系统的可靠性、容错性有待提高。
8基于Arc Objects的地理信息系统二次开发
1 .Arc GIS和Arc Objects
Arc GIS是开放的地理信息处理平台，具有强大的地理数据管理、编辑、显示、分析等功能。它主要有Arc Map, Arc Catalog, Arc Toolbox,Arc Scene(Desktop一桌面系统冷14个功能子系统。组成Desktop Arc GIS的Arc Map ,Arc Catalog和Arc Scene的基础是微软的组件对象模型(COM)。由于Arc GIS完全COM化，对于需要进行结构定制和功能扩展以及独立程序开发的高级应用来说具有非常大的吸引力，并提供了前所未有的灵活性。
ESRI的Arc Objects是Arc GIS的功能核心，是Arc Map, Arc Catalog ,Arc Scene等Desktop应用程序的开发平台。Arc Object:是一种集成的面向对象的地理数据模型的软件组件库，提供了Arc GIS中全部的功能，是开发GIS应用程序的基础。开发人员可以利用Arc Objects框架进行编程，以提高Arc GIS的性能或扩展其应用。它是以完整有序的对象组件的集合形式的。Arc Objects不是一种独立的商业软件，它包含在Arc GIS产品中。Arc Objects提供的组件为用户提供了进行二次开发和功能扩展的能力，能够实现Arc GIS的所有功能。基于Arc Objects开发的应用软件也必须要有Arc GIS的License才能运行。
构成Arc Map, Arc Catalo。和Arc Scene等的Arc Object:的组件具有层次关系:(图2-1 )o Application处于Arc Objects框架的最高层，拥有Display(显示)、Document(文档)、Extension(扩展功能)三个组成部分;Document位于稍低的一个层次，但它可同时拥有几个下一级的Map
对象，每个Map对象又可以拥有多个Layer对象。Arc Objects提供的Map control控件和Scene viewer control控件位于Map(Scene)层。各级的各个对象(类)都有其自身的接口、属性、方法。
2.Arc Objects中的基本编码技术
2 .1使用esriCore .olb对象库
Arc Objects使用的类都包含在esriCore.olb对象库中。对象库是包含有关Arc Map和Arc Catalog的接口、组件、组件对象类、属性、方法、事件的描述的文件。
无论所用的开发环境如何，将对象声明为对象的有效类可以提高代码运行速度，同时开发环境的智能化代码执行特征在编写代码时可以检测到程序错误、校正语法并匹配对象库中的对象类型。为了查看运行用的智能化代码，可以声明变量是esriCore库的组成部分，然后再添加库名。对象库中的COM类提供了一个或多个接口的代码，把所有的功能完整地封装在类里面。两个类可以有相同的接口，但是实现的代码不同，通过这种方式COM类就有了多态行为。COM不支持多重继承。COM类有三种:抽象类(Abstract Class)、组件类(CoClass)和类(Class)。抽象类是不能被创建的，它只能作为其它类的父类。类是不能被创建的，但是该类的对象能被其它类创建，并作为该类的一个属性，或者是被其它类的对象实例化。组件类即可以被创建，也可以显式地创建。
2.2使用esriCore.olb对象库中的对象’
esriCore.olb对象库中的大部分对象将IUnknown。作为它们的缺省接口，但有几个是例外，如Ar cCatalog和Arc Map中的Application对象的缺省接口就设为工application。重要的是工Unknown拥有的三个方法(AddRef, Release, Query interface)不能在祀中调用。
在使用对象时必须得到相关的对象支持接口的参考，然后调用该接口的方法。例如:
Dim pPt as ipoint，定义对象支持的接口相关变量
Set pPt=New Point’建立组件对象类和实例
PutCoods 100,100‘激活方法，使点pPt具有了实际位置含义
1)使用ThisDocument对象
每个工程都有“ThisDocument”模块，与ArcGIS其它对象不同，ThisDocument对象不可设置相关信息，只能操纵其相关属性、相关文档。
Dim pDoc as ImxDocument
Set pDoc=ThisDocument
MsgBox pDoc .FocusMap(0).Name
2)使用属性
一些属性参考ESRI对象库中指定的对象，其它属性有标准数据类型值，如字符型、整型、浮点型、逻辑型等。对于对象参考，用声明对象变量和Set语句把对象参考指向属性;对于其它的值，可以声明具有明确数据类型的变量或使用VB变量数据类型，之后用简单的指定语句来指定变量的值。
Dim pDoc As IDocument
Set pDoc二Application.Document・特殊类型对象使用Set
Dim pTitle As String
pTitle二pDoc.Title・标准数据类型不使用Set
属性有只读、只写和读写三种状态，具体使用时查看esriCore帮助文件。
3)使用方法
方法用来执行一些操作，可以返回值，也可以不返回。在一些实例中方法返回对象的值。在其它方法实例中，返回一个反映操作成功与否的布尔值，或把数据写入参数。
Dim pApp As IApplication
Dim pEditor As IEditor
Dim pEnumFeat As IenumFeature
Dim pID As New UID
pID='esriCore .Editor'
Set pApp=Application
Set pEdifor=pApp.FindExtensionByCLS ID(pID)
Set pEnumFeat=pEditor.EditSelection
4)使用事件
事件让你知道什么时候发生了事情，你可以添加代码响应事件。VB和UBA允许用With Event关键字声明变量，With Event告诉开发者对象变量响应对象事件的环境。声明必须在模块或窗体中进行。如，DimWithEvent pviewEvents as Map
9.使用ArcObjects进行二次开发的层次
通过ArcObjects在从数据对象到菜单、工具以及系统功能等方面的应用，可以在以下三级水平进行开发:
1)通过定制或客户化进行ArcMap, ArcCatalog和ArcScene等的界面定制(对于简单用户，无须编程):使用菜单驱动客户化是最简单的操作，只需对菜单、工具等控件进行开关、移位或增删就可以完成。
2)采用VB和内置的VBA语言进行界面制作和功能扩充(满足大多数用户需要，应用编程)进行嵌人式开发:使用系统内置的VBA脚本编程能力，在ArcMap和ArcCatalog中能很容易地加人各种窗体和控件，修改系统界面、增删各种功能，是进行应用的快速定制以及集成现有的数据与系统的手选开发技术。
3)使用编程语言和工具软件调用Arc Objects的控件和各种功能组件，开发独立的应用程序，开发独立应用程序(高级开发需求):使用支持COM的编程语言(如Visual Basic, VisualC十+，Delphi, Visual)++等)将Arc Objects所提供的1800多个组件、几百个接口和数千个方法嵌人到应用中，开发出独立完整的应用程序。
用户应用Arc Map, Arc Catalog, Arc Scene中内置的VBA语言方式进行开发，可以充分利用管理对象集合的Application对象。以Arc Map为例，它包括MxDocument, AppDisplay, SelectionEnvironment对象和其它任意注册的扩展功能(如Editor等)，同时还管理使用着StatusBar,Templates, Paper和Printer等对象。以Application为起点并被创建之后，其它ArcObjects的低层组件都能由其依次获得，这是一种由高到低的应用开发模式。
独立应用程序的开发方式由于脱离了ArcGIS软件环境，不能使用Application对象组件，因此由Application对象组件所建立的应用程序框架及其管理的对象都不能使用。只能使用Mapcontrol控件和Sceneviewercontrol控件和它们所支持的下层组件，并且是下层组件对象实现以后，已创建的上层组件对象才能使用。因此，这是一种由低到高的开发模式，开发难度较大。
9 .1定制开发ESRI应用程序
Arc GIS对象模型定制框架包含多个对象，用户可以修改内置的工具条或编程进行定制。定制框架包括的对象有应用程序对象、模板对象、状态条(Status Bar)、文档对象、快捷键(Accelerator)、命令条(CommandBar)、命令项(Command Item)、COM命令、宏、UIControls等。
结束语
总之，通过建立校园管理信息系统获得的实践经验和对开发方法的研究，对于扩展Arc Objects开发的应用有一定的推动作用。使用同样的方法，我们可以建立社区地理信息系统、企业地理信息系统、城市地理信息系统等，同时也可以扩大地理信息系统的应用范围和应用领域。
参考文献
[1].宋关福钟耳顺组件式地理信息系统研究与开发中国图象图形学报1998年第4期
地理信息系统含义范文5
关键词：GIS技术；水文水资源；应用；现状
中图分类号：TV文献标识码： A
引言
地理信息系统是一种以处理空间数据为基础的应用技术，而地质信息的特点决定了使用GIS技术的优越性，从而使该项技术在水资源领域中得到了广泛地应用。地理信息系统在水文水资源中的综合应用，也使得水文水资源研究工作逐渐走向系统化、网络化。
一、地理信息系统技术
GIS是地理信息系统（GeographicInformationSystem）的简称，借助计算机技术，通过对地球表层空间的地理信息进行采集、储存、管理、运算及分析来辅助科研的系统。
GIS的主要构成核心是处理空间数据的子系统，这是它作为地理科学研究工具的关键所在，该子系统分要分为两部分，空间数据分析及处理。数据主要来自遥感图像、统计数据和实测数据等。GIS主要功能有四个方面：一是对具有典型的空间性和动态性的数据信息的采集、分析管理和输出；二是对区域空间分析和动态预测能力，尤其是在地学模型的应用方面更具备优势；三是借助计算机通信技术以及遥感技术对数据进行管理，提高数据信息的可靠性，从而为决策提供参考依据。当前GIS技术正不断地向着集成化和智能化的方向发展，相信在未来能够为水资源及水文的研究提供更有效的信息和资料。
图1地理信息系统技术组成
二、GIS技术在水资源领域应用现状
GIS技术在水资源领域的应用现状主要包括5个方面:GIS技术在地下水资源评价中的应用、GIS技术在水质模型中的应用、GIS技术在防洪减灾中的应用、GIS在水利工程方面的应用和GIS在地表水与地下水的联合研究中的应用。
（一）GIS技术在地下水资源评价中的应用
地下水问题具有明显的时空维，地下水模拟强调地下水在介质中的运动情况。GIS应用在地下水模拟中，可用来获取、操作、显示与地下水模型有关的空间数据和预期的成果，使模型进一步细化，从而深入认识地下水在含水层中的赋存、运动情况，为合理开采、保护地下水提供基础。
（二）GIS技术在水质模型中的应用
GIS能够通过各种数据模型和数据结构将多源的地理数据进行统一存储和管理。水质预测模型建立之初所需的大量相关的地形、水、土壤、气候以及经济、人口等统计数据，可以通过建立GIS数据库的空间特征数据和属性特征数据管理。
蒋海琴等结合江苏省环保信息系统的建设，对WebGIS与一维水质模型集成的关键技术问题进行了讨论，阐明了模型计算中评价河段截取、空间离散及空间数据重采样的方法和过程，对实现水环境模型的跨平台操作和数据信息共享做出了尝试。
罗畏以基于投影寻踪的水质评价模型为基础，结合GIS技术进行水质分析和评价，以太湖为实验区域，根据2000年该区域的水质监测数据做了实例分析，验证了新理论和方法的可行性。
（三）GIS技术在防洪减灾中的应用
我国是一个地理条件复杂、自然灾害频发的国家。每年因洪涝灾害造成的经济损失非常严重。近年来，我国的防洪工作逐步实现了从“以洪水为敌”的控制洪水向体现水资源特性的洪水管理转变。新技术在防洪减灾领域得到广泛应用，GIS新技术与传统的防洪减灾技术的相结合，使水利防汛工作迈向了新的纪元。
（四）GIS在水利工程方面的应用
在水利工程应用中，GIS强大的空间分析功能和图形显示功能为工程设计和研究成果的可视化表达提供了有力的现代化手段。
通过GIS可以将施工过程通过图像的方式动态的显示出来，而GIS先进的空间分析功能可以为水利施工过程提供便利的分析工具，通过数字地形模拟，可以用离散分布的平面点来模拟连续分布的地形，进而进行坡度坡向分析、断面图分析等，从此实现水利工程信息的科学、高效的管理。
此外，GIS的可视化表达功能可以对每一施工过程进行模拟和全程监测，为设计人员提供直观形象的信息支持，为决策者提供精确、科学的可视化分析手段，为优化施工过程提供技术支持。
（五）GIS在地表水与地下水的联合研究中的应用
流域是由分水线所包围的河流集水区，在地域上具有明确边界的区域。流域地表水和地下水的统一调度和科学管理一直是水资源领域一个重要的实际问题，GIS的引入为这一问题的解决提供了有效的手段。
Maidment等(1993年)的研究成果表明:水文模型空间要素主要是由分水岭、排水渠道、湖泊和三角洲构成，并且水流状况也由这些要素所规定，而在地下水模拟、资源评价与管理工作中，这些地表水方面的高质量研究成果是非常宝贵和必不可少的，GIS为区域地表水与地下水的联合研究提供了高层次的综合环境和工作平台。
Maidment应用GIS做了比利时Voer流域的降水和径流相关情况的空间分析，为该流域的地表水与地下水的联合调度与管理提供了可靠的科学依据。
当前GIS技术已逐步应用到了水文水资源领域的各个方面。除上述几个方面外，GIS技术还在水资源管理、水污染控制规划、旱情分析预测、库区地质分析、水环境监测评估等多方面得到了成功的应用。
三、水文水资源领域GIS应用的发展趋势
（一）GIS应用规范和标准继续完善
在实际的情况下，一般GIS的应用与开发大多是分开进行的，各部门是要根据具体的生产以及需要而独立开发的。所以我国缺乏完整的技术规范体系和设计应用标准，开发平台的多样化以及数据格式的繁琐已经给我国的地理信息共享机制造成了较多的阻碍。虽然国内部分地区进行试点行业规范的相关工作已经展开，但是仍然存在缺乏国家层面的一致规范的问题。因此应加强GIS应用规范和标准继续完善。
（二）水资源及水文地理空间数据库更加完善
水资源及水文地理空间数据库作为GIS系统的关键，对于决策起到基础的作用，所以必须在保证提高GIS应用越来越标准、越来越规范的条件上积极进行基础数据库的建设，特别是对于具有水资源及水文领域特色的数据库，例如雨情和水情数据库以及水旱灾情数据库等等。除此之外，数据库中必须要有大量的流域内关于自然资源和社会经济环境的基本数据，而且要保证数据库中的数据采集能够具体并准确，且能够及时进行更新。
（三）GIS与水资源及水文专业模型能够充分融合
在目前我国的一些水资源及水文方面的模型中，虽然GIS大多数都具备关于水资源及水文信息的详细具体的数据，且具有存储、管理和输人输出功能，但是其核心主要还是仅限于数据方面，缺乏表达水文地理空间、水文现象空间分析的能力，缺乏有效支持决策的能力，特别是在基于GIS、RS的分布式水文模型方面表现的还远远不够。我们必须要结合当前的各类计算方法，利用各类软件逐渐过渡到以栅格为计算空间单元的分布式模型，能够充分利用GIS所具有的空间数据管理功能，从而实现水资源及水文的专业模型与GIS的紧密结合，这要作为我们的研究重点。
（四）软件向多维发展
目前社会上开发的GIS软件，多数都不具备真三维的分析的功能，在几何建模和分析方面都不能满足水文水资源时空动态变化的要求，如比较成熟的GRASS、SGM、IVM等系统，功能也明显不足。因此，急需开发一些具有三维甚至四维功能的GIS水文水资源空间分析软件。
随着水文水资源管理发展的要求及以计算机与空间技术的进步，GIS将从二维走向多维，从独立走向兼容与集成。
（五）完善基于GIS的灌区的地下水资源评价系统
灌区不同于一个完整的流域或行政区域，它是有可靠水源(地表水、地下水)和引、输、配水渠道和相应排水沟道的灌溉面积，是人类水事活动的产物。灌区地下水的循环不仅受自然因素的影响，而且还主要与地表水灌溉及地下水开采活动密切相关，因此，研发基于GIS的灌区地下水资源评价系统也非常必要。
结束语
当前，随着信息时代的来临，在水资源科研以及管理中应用GIS是一件非常具有前景的工作。但是如何建立一种综合性资源信息系统是我们目前面临的困难。但不管怎样，使用GIS能够促进水资源利用和管理领域的发展，因此我们必须要认识到水资源科学以及地理信息系统的发展变化的概念，技术的进步以及变化的社会需求必定使其含义也会发生深刻的变化。
参考文献：
[1]王光明,梁秀娟,肖长来,于景录.GIS技术在水文水资源领域中的应用现状与发展趋势[J].吉林水利,2009,06:1-5.
[2]蒋晓辉.GIS在水文水资源领域的应用研究与发展趋势[J].科技风,2010,10:253.
[3]涂永彤,丁铭.我国水文水资源领域技术需求情况探讨[J].科技创新导报,2012,01:123.
地理信息系统含义范文6
关键词：GIS 防汛指挥决策功能
过去水利防汛决策大多基于纸质地图(包括地形图和水利图)和平时收集的水利资料，依据经验进行防汛决策，这样的决策在先前的防汛决策中发挥了相应的作用，然而这样的方式毕竟缺乏科学的依据，而且资料的快速查找和使用都存在一定的缺陷，往往会造成一定的失误，随着科学技术的发展和地区经济的快速增长，科学决策己成为相当必要，同时也应该更加安全可靠。GIS技术的发展，己应用到了国民经济的各部门，作为水利防汛决策，将空间数据与水利工程、水情数据进行整合，进而进行分析、统计，提供可靠、快速的信息用于决策，已成为一个发展方向。
1防汛指挥决策指挥系统
防汛指挥决策过程中涉及大量空间数据，如地形地貌、雨水情的分布、人口及财产的分布、工情和灾情的分布等等，从本质上说，防汛指挥决策支持系统是一个空间决策支持系统(Spatial Decision Support system， SDSS)。
1.1防汛指挥决策内容
防汛指挥决策主要包括两方面内容：防洪调度和抢险与救灾决策。（1）防洪调度，这是防汛工作的核心。主要是根据现时水、雨、工情和暴雨洪水预报和后续的天气预报，从全局出发，设计和优选防洪调度方案，对水库群、分滞洪区工程联合运用，充分发挥它们的整体效益，保证不出现决口、改道、人员伤亡等严重灾害，努力减小灾害损失。（2）抢险与救灾决策，通过对河势流向、堤坝安全、漫滩情况监测，及时发现险情，采取应急措施进行抢护，以免因河势突变洪水直冲堤防，造成决溢及垮坝。对可能出现灾情的区域，进行洪灾场景模拟，洪水淹没范围计算，洪灾严重程度分析，洪灾损失评估，洪灾危险程度评价，洪灾风险区划，分洪区人员及财产迁安规划。一旦灾情发生，及时实施预定迁安方案及救灾措施，最大限度地减少洪灾造成的损失。
1.2防汛指挥决策支持系统三大类数据库
防汛指挥决策支持系统主要涉及三大类数据库：空间数据库、属性数据库及影像数据库。空间数据库包括地形数据库、水系数据库、水利工程分布、土地利用分布、植被土壤分布等；属性数据库包括雨情数据库、水情数据库、工情数据库、灾情数据库等；属性数据库按时间分为历史数据、现势数据和预测数据。影像数据库包括气象卫星数据、陆地卫星数据等，其中气象卫星主要用于天气形势分析与暴雨预报，陆地卫星主要用于背景数据的遥感获取，雷达卫星主要用于灾情监测与快速评估。
1.3防汛指挥决策系统满足的需求
（1）可实现对水闸（节制闸和船闸）、防洪堤围、水文站点、排灌站等36种工程信息的查询。工程信息主要包括静态文字描述信息、工程图纸信息等。
（2）可实现在PPC电子地图上查询工情信息和水文站点的实时水雨情信息，并在水利实时通硬件容量许可的情况下，加载尽可能多的工情信息。
（3）可实现水文测站实时水雨情的显示、查询，对超过报警限值的水雨情进行报警提示。
（4）可实现对各类水情调度预案相关数据(水位、水闸状态等)信息的入库、编辑、查询显示功能;实现根据实时水雨情及汛情情况自动生成水情调度及抗洪抢险预案，具有防汛物资、人员调度的最佳路径、通道分析功能，并提供多种分析结果的对比。
（5）可实现对给定的雨量值预报相应站点的洪水水位，并能进行洪水预报误差的实时校正。
（6）可实现采用视音频异地会商等手段，建立防汛指挥调度决策会商电子沙盘，进行防洪部署，人员、物资调度、人员撤离及水情调度，并会商结果。
2地理信息系统
2.1地理信息系统的含义
地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)，从广义的词义上来说，它是允许加工空间数据成为信息的工具，这些信息通常与地球上某些部分明确相连并且用于决策。这种定义既不复杂但是也不非常精确，本身地理信息系统代表了许多学科领域的综合。有许多的定义被提出，有些反映了手工与基于计算机的地图分析方法之间极强的联系。它于六十年代开始发展、现已日趋成熟的空间信息处理技术，是一门介于信息科学、空间科学与地球科学之间的交叉学科。在防汛指挥决策支持系统中引进以空间信息存储、管理和分析见长的的地理信息系统技术是必然的。
2.2 防汛决策支持系统――基础地理信息系统
基础地理信息系统(以下简称防汛GIS)属专业GIS，必须能够实现将空间数据与水利工程、水情数据进行整合，进而进行分析、统计，提供可靠、快速的信息用于决策。
水利地理信息系统具备如下功能：电子地图的放大、缩小、漫游、定位，导航和打印功能；电子地图由图查询相关水利要素信息(包括基本数据信息、图片信息和影视信息，其中堤防断面图还可显示堤防与水面的关系；有水利要素定位空间位置功能；制作专题图功能；建立用户图层，标注如防汛出险位置、抢险方案等专用图功能；模拟高水位淹没范围和好区决堤淹没范围功能；生成实时水位、雨量等值线功能；显示实时水位、雨量功能；查询数据报表打印、统计和输出功能。
2.3GIS在防汛指挥决策支持系统中的作用
(1)空间数据管理
防汛指挥决策过程中涉及到大量的空间数据，如地形地貌、水系、土壤、植被、水利工程分布等，以及属性数据，如水文数据、工程材料与基础等，GIS能方便地统一管理这些空间数据和属性数据，并提供数据的查询、检索、更新及维护。没有GIS的参与，这些是难以想象的。
(2)GIS的空间分析能力直接为防汛指挥决策提供辅助支持GIS所具有的强大空间分析能力可以直接为防汛指挥决策服务。如利用GIS的网络分析功能，可以为灾民撤退最佳路径的确定提供依据；利用GIS的空间叠加分析能力，可以进行灾情的快速评估等等。
(3)为模型参数的自动获取提供可能
防汛指挥决策过程中，将会应用到大量的水文水力学模型，这些水文水力学模型大多是空间分布式模型，其求解往往需要大量的空间参数，常规方法获取这些参数是极其困难的。利用GIS的数据采集及空间分析能力，可以方便地生成这些参数。
(4) GIS有利于防汛信息及决策结果的可视化表达利用GIS强大的空间显示功能，在实时雨清、水情、工情、灾情分布图上，叠加上一些背景数据，如行政区划、交通、重要建筑物分布、土地利用等，有利于各级领导作出正确的决策。另外，GIS强大的制图输出功能，也有利于决策结果的表达。经过几十年的发展，GIS技术己日趋成熟，尤其是面向对象、组件式GIS技术的出现为防汛指挥决策支持系统的集成平台提供了可能。
2.4GIS支持下的防汛指挥决策系统具有的功能
（1）信息采集、组织与管理功能模块
利用先进实用的测量技术、现代遥测技术、新型移动存储技术等高新技术，实现水情、雨情、工情、灾情信息的采集及快速、高效、可靠的信息传输；对水情、雨情、工情、灾情等各类防汛信息进行统一管理，并提供查询、显示与分析。
（2）雨水情及灾情的预测预报功能模块
根据天气形势、地面实况等情况，进行雨、水情进行预测预报;对未来可能形成的灾情进行预评估。
（3）洪水调度功能模块
根据预报的洪水过程、工程运行现状，从方法库中选取优化模型或经验模型，得到多个可选方案，再选用模拟模型对方案进行模拟计算，得到各种指标值，然后根据小清河防洪预案的规定选出满意方案，最后实施。
（4）抢险救灾决策功能模块
