gis在水土保持监测中的应用

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1、地理信息系统与全球定位系统在水土保持监测中的应用水利部水土保持监测中心监测处严慕绥电话：010—63204529Yanmusui@sina.comGIS是地理信息系统GeographicalInformationSystem的英文缩写。中文翻译有时也译成“土地资源与环境信息系统”和“土地资源信息系统”。GPS全球定位系统英文全称GlobalPositioningSystem，是美国从本世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。第一节地理信息系统基本概念一、地理实体二、地理数据三、地理信息系统四、地

2、理信息系统常用软件一、地理实体地理实体描述的是分布于地球表面的自然现象。地理实体的空间特性十分明显，这里“地理”二字是指地理坐标参照系统，是广义的，是一个空间概念。地理实体是一种综合体，按其内容可以分为自然要素和社会要素。第一节地理信息系统基本概念地理实体自然要素社会要素资源环境基础经济人文人土生态工业农业商业人口家庭图5-1地理实体构成层次经济人文人土生态工业农业商业人口家庭地理实体构成层次图地理实体自然要素社会要素人口基础家庭环境资源生态人文经济农业商业土工业人二、地理数据地理数据有两个要素，即空间数据和属性数据。地理要素的数据表示：按其空间分布特征可抽象归结为点、线、面

3、三种数据表示。空间数据：空间数据是地理信息系统的数据基础，是关联地理特征的各种信息纽带。空间数据可分为图形数据和关系数据。属性数据：属性数据是人类在生活和生产实践中产生的各种复杂的信息，表达方式是字符串、各种代码或统计数值等。第一节地理信息系统基本概念三、地理信息系统地理信息系统是在公共的地理基础、标准化的数据管理和多维信息结构的基础上建立的。它具有信息共享、区域综合分析、及时反应、辅助决策、动态预测的基本特点。它与其它管理信息系统的最大差别在于，这种系统的处理对象为空间实体，它的工作过程主要是通过空间实体的空间位置与空间关系来进行的，当然也可以通过它们的属性来实现。它除对空

4、间数据管理、检索外，还必须进行各种运算和分析。输出成果除了数据、表格、文字外，主要形式是图形即各类专题图。而其它管理信息系统则没有空间概念。第一节地理信息系统基本概念第二节地理信息系统原理一、地理信息系统的基本组成二、空间数据结构三、空间数据的基本特征及拓扑结构四、空间分析基本操作一、地理信息系统的基本组成（一）基础部组织管理机制：组织机构、人员分工、管理方法和规章制度等；计算机硬件系统：中央处理机、数据的输入和输出设备、数据存储设备、网络传输设备等；计算机软件系统：软件系统是地理信息系统的重要组成部分。除具备基本的操作系统、数据库管理系统、高级语言编译系统软件外，还应具有丰

5、富的能满足地理信息系统基本功能需求的应用软件。第二节地理信息系统原理（二）功能部分数据采集：对多种形式、多种来源的信息，实现多种方式的数据录入。数据编辑：修改、增加、删除、更新数据。数据存储管理：以某种格式将数据记录在计算机内部或外部存储介质上。数据查询与空间分析：基本的查询与空间分析操作主要包括缓冲区分析，拓扑叠加分析、拓扑空间查询等；操作运算与应用分析：数据格式变换、多边形叠合、拼接、切割等操作；算术运算、关系运算、逻辑运算、函数运算等。应用分析功能可实现空间信息量测分析、统计分析、多要素综合分析等。数据显示与成果输出：结果以地图、报表、统计图表等形式显示和输出。1～17

6、3二、空间数据结构（一）栅格数据结构栅格数据结构实际就是象元阵列，象元的位置由所在行列号来定义，且具有每个象元记录相应空间实体的属性值。所以栅格数据又称为“属性明显，位置隐含”的空间数据表达方式。每个象元是最基本的信息存储单元和处理单元。点实体表示为一个象元；线实体则表示为在一定方向上连接成串的相邻象元集合；面实体由聚集在一起的相邻象元集合表示。减少栅格数据存储量的栅格数据压缩编码方式有，费尔曼链式编码、游程长度编码、块式编码、四叉树编码等。第二节地理信息系统原理（二）矢量数据结构矢量数据结构适合于描述地理实体的空间属性，它直接以取样点坐标为基础，通过记录坐标的方式，体现地理

7、实体的空间位置。点实体：用一对坐标（X，Y）来定位；线实体：用坐标对的集合[（X1，Y1)，(X2，Y2)，……（Xn，Yn）]来记录；面实体：通过记录面状地物的边界来实现。数据的存储采用隐式关系以最小的空间存储复杂的数据。（三）栅格和矢量数据结构的数据比较栅格数据矢量数据数据结构相对简单，使用同一大小网格的行列表示具有拓扑关系的点、线和多边形坐标存原点的现实世界坐标，其它网格由此计算所有特征都存贮现实世界x、y坐标分辨率数据分辨率取决于网格的大小取决于编辑方法和原始图件的比例尺属性值每个网格都有一个与