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1、摘要y 8 o 4 6 9 6中文摘要:G I S( 地理信息系统) 技术作为发 展 “ 数字地球”的主要数字化技术之一，以其强有力的空间信息分析、 管理、 存储能力而日益广泛地应用于社会的众多领域。新世纪水利的发展也迫切需要 G I S的支持，我国水利新技术革命突破口的一个方面就是G I S 技术的应用。本项研究是以海河流域水准信息数据库为实例，以 现有的 海河流域水准 ( 也可以 说高 程) 数据、 流域地形图和水工建筑物高程数据为数据源，以基于G I S的流域水准数据库为核心，主要进行了G I S系统集成技术在此系统中的应用研究， 并结合管理单位的实际需要开发了部分相关功能模块。 本系统
2、使用V i s u a l C + + 开发语 言和E S R I 的M a p O b j e c t s 2 . 1 ( M 0 2 . 1 ) 集成开发技术开发了 基于G I S 的水准数据库系统，实现了水准信息的图文一体化管理，具备多期数据同时管理分析的功能，以及数据的编辑、 查询、 更新等功能，并具备部分空间分析和图形编辑功能。基于 G I S的海河流域水准信息系统的开发研究是为了适应水利基础资源管理新形势的需要， 提高海河流域资源管理水平， 促进 “ 数字海河” 的建设而由 海河水利委员会委托天津勘测设计研究院开发研究的， 是有效、 先进、 科学地辅助决策者决策的管理工具。 本项开
3、发研究填补了 海河流域基础资源管理的一项空白， 解决了 管理单位的实际需要， 并为后续工作的开展奠定了基础。关键字:G I S海河流域水准集成技术失 -i f, “ ,rap rR jAb s t r a c tA s o n e o f t h e p r in c i p a l d i g i t a l t e c h n o l o g y f o r t h e d e v e l o p m e n t o f “ d i g i t a l e a r th “ ,G I S ( g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o n s y s t
4、 e m ) t e c h n i q u e h a s b e e n w i d e l y u t i l i z e d i n s e v e r a lf i e l d o f t h e s o c i e t y d e f e n d in g o n i t s s t r o n g a b i l i t y o f s p a c e i n f o r m a t i o n a n a l y s i s ,m a n a g e m e n t a n d s t o r a g e . I n n e w c e n t u r y , t h e s
5、u p p o rt o f G I S i s g r e a t l y n e e d e d i n t h ed e v e l o p m e n t o f h y d r a u l i c e n g i n e e r in g . O n e as p e c t o f n e w h y d r a u l i c e n g i n e e r in gt e c h n i c al r e v o l u t i o n b r e a k t h r o u g h i s t h e a p p l i c a t i o n o f G I S t e c
6、 h n i q u e . T h i s r e s e a r c h i st o r e g a r d l e v e l i n f o r m a t i o n d a t a b as e o f H a ih e R i v e r b as i n as a n i n s t a n c e , e x i s t i n gl e v e l i n f o r m a t i o n o f H a i h e R i v e r b as i n a n d g e o m o r p h o l o g i c m a p o f t h i s b as i
7、 n a n dal t i t u d e d a t a o f h y d r a u l i c s t r u c t u r e a s d a t e s o u r c e . Wi t h t h e l e v e l d a t a b a s e o f b a s inb a s e d o n G I S a s t h e c o r e , T h i s r e s e a r c h i s c a r r i e d o n a p p l i c a t i o n s t u d y o f t h i s s y s t e mo f t h e G
8、 I S s y s t e m i n t e g r a t i o n t e c h n o l o g y , a n d d e v e l o p s s o m e r e l e v a n t f u n c t i o nm o d u l e s i n a c t u a l n e e d o f m a n a g e m e n t u n it . T h i s s y s t e m d e v e l o p s t h e l e v e li n f o r m a t i o n s y s t e m b a s e d o n G I S u
9、s i n g d e v e l o p m e n t l a n g u a g e o f V i s u a l C+ a n di n t e g r a t i o n d e v e lo p m e n t t e c h n i q u e o f E S R I s M a p O b j e c t s 2 . 1 ( M 0 2 . 1 ) , r e al iz e s t h eu n i f o r m e d m a n a g e m e n t o f l e v e l i n f o r m a t i o n i n p i c t u r e a
10、n d t e x t , h as t h e a n al y t i c a lf u n c t i o n o f t h e d a t e i n m a n y p h as e s a t t h e s a m e t i m e , t h e e d i t i o n , i n q u i r y , u p d a t i n gf u n c t i o n o f t h e d a t e e s t ， al s o h as s o m e s p a c e a n al y s i s a n d fi g u r e e d it i o n f
11、u n c t i o n s .T h e d e v e l o p m e n t o f t h e l e v e l i n f o r m a t i o n d a t a b a s e s y s t e m o f H a i h e R i v e r b as in b a s e do n G I S i s t o m e e t b as i c r e s o u r c e m a n a g e m e n t o f h y d r a u l i c e n g i n e e r i n g i n n e ws i t u a t io n . S
12、 o H a i h e C o n s e r v a n c y C o m m i s s i o n e n t r u s t e d T i a n j i n I n v e s t i g a t i o n , D e s i g n( 3 ) 在计算机系统支持下， 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，从而产生有用信息。2 . 1 . 3地理信息系统的 研究内 容( 1 )输入地理数据如何有效地输入到 G I S中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入G I S ， 常用的方法是数字化和扫措。 数字
13、化的主要问题是低效率和高代价; 扫描输入则面临另一个问题， 即扫描得到的栅格数据如何变换成G I S 数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式。地理数据采集的另一项主要进展是G P S 技术。G P S可以快速准确地定位在地球表面的任何位置， 因而除了作为原始地理信息的来源外， G P S 在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力。( 2 )存储G I S 中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类， 如何在计算机中 有效存储和管理这两类数据是 G I S的 基本问 题。 在计算机高速发展的今天， 尽管微机的硬盘容量己达到G B级， 但计算机的存储器对灵活、 高效地
14、处理地图这类对象仍是不够的。 G I S 的数据存储却有其独特之处。 大多数的G I S 系统中 采用了 分层技术，即根据地图的某些特征分成若干图层。 整张地图是所有图层叠加的结果。 在与 用户交换过程中只处理涉及到的图层而不是整幅地图， 因而能够对用户的要求做出快速反应。( 3 )数据的操作和分析G I S中能够对数据进行灵活的操作，从而提供了对地理数据的有1W管理丰第二章 地埋信息系统的应用研究段。 对图形数据 ( 点、线、 面) 和属性数据的增加、 删除、 修改等基本操作大多可 借鉴C A D和通用数据库中的成熟技术， 有所不同的是G I s中图形数据与属性数据紧密结合在一起， 形成对地
15、物的描述， 对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问 题是 G I s数据操作的主要问题。地理数据的分析功能，即空间分析，是G I s得以广泛应用的重要原因之一。通过 G I s提供的空间分析功能，用户可以从己知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的。G I s 的空间分析分为两大类: 矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。 矢量数据空间分析通常包括: 空间数据查询和属性分析， 多边形的重新分类、 边界消除与合并，点与线、点与多边形、 线与多边形、多边形与多边形的叠加， 缓冲区分析， 网络分析， 面运算， 目 标集统计分析等
16、。 栅格数据空间分析功能通常包括:记 录分析、叠加分析、滤波分析、 扩展领域操作、区域操作、统计分析等。( 4 )输出将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是 G I s问题求解过程的最后一道工序。 输出形式通常有两种: 在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出。对于一些对输出 精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对 G I s是必不可少的。这方面的技术主要包括:数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等。2 . 2 G I S的发展历史和应用2 . 2 . 1 G I S 的发展简介G I s是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而兴起， 至今己成为一门涉及测绘学科， 环境科学、 计算机技术等多学科的交叉学科。地理信息系统的存在与发展已历经3 0 余年。用户的需要、技术的进步、应用方法论的提高， 以 及有关组织机构的建立等因素， 深深地影响着地理信息系统的发展。综观 G I s发展，尤其是在北美地区的实际情况，可将地理信息系统的发展第二章 地理信息系统的应用研究分为以下几个阶段:( 1 ) 6 0 年代为地理信息系统的开拓期，主要注
