舉例說明地理信息技術在地貌學中的應用？

從 20 世紀80 年代起國內外科學家開始探索利用 RS/ GIS 技術來提取海岸帶地貌特征和解譯它的理論和方法，并且成功地進行了河口三角洲、海岸灘涂、潟湖沙壩、珊瑚礁等地貌類型的監測和制圖。20 世紀在 90 年代利用 GIS 技術研究海岸地貌進入了新的階段，這一時期海岸科學家注意到 GIS 技術在海洋和陸地應用中的差別，提出了海岸帶本身的地形數學模型，如 Liet al.提出了海底地形概念數據模型，Hatcher提出專業的海洋網格系統，并把它應用到美國的納拉甘西特(Narragansett)灣海岸帶地質數據的處理和制圖；近年來利用 GIS 技術研究海岸海洋地貌向著更高層次的三維可視化、虛擬現實和復雜地形數據建模方面發展；應用GIS技術集成多源數據建立從陸地到海洋的綜合地理信息平臺，研究海岸帶地貌空間分布、演變機理，為海岸帶開發、管理和規劃提供決策支持。

“專業、務實、高效、創新、把客戶的事當成自己的事”是我們每一個人一直以來堅持追求的企業文化。 創新互聯是您可以信賴的網站建設服務商、專業的互聯網服務提供商! 專注于成都網站制作、成都網站建設、外貿營銷網站建設、軟件開發、設計服務業務。我們始終堅持以客戶需求為導向，結合用戶體驗與視覺傳達，提供有針對性的項目解決方案，提供專業性的建議，創新互聯建站將不斷地超越自我，追逐市場，引領市場！

GIS在環境地學中的主要應用領域?

隨著地學工作的不斷深入，地學研究的難度逐漸增加，以往單一的研究方法已難見成效。越來越多的人認識到，只有將地學領域的不同研究方法(地質、地球物理、地球化學和遙感等)得到的信息進行綜合分析研究，才是提高效果的根本出路。近年來GIS技術的發展使這一可能變成現實。地理信息系統(GIS)是輸入、存儲、檢索、分析和顯示與地理位置有關的各種特征信息的計算機輔助系統，地學專家可以把各種相關的空間或非空間信息送入GIS進行管理，進行各種綜合分析研究，這樣就可能對許多重大信息，如能源和礦產潛力、環境災害評價等提出新的認識和作出科學決策。

下面概述一下GIS在地球科學及相臨學科應用的幾個具體領域：

(1)自然資源管理方面：包括自然資源的分布狀況、自然資源數量統計、自然資源查詢、資源評價、預測與決策分析、資源合理開發利用、資源動態監測等。

(2)土地管理方面：包括地籍調查和管理、土地規劃、土地利用現狀調查與管理、土地評價、土地承載力計算和分析、土地類型劃分、房地產評估和管理、土地信息查詢、土地潛力分析、人地關系狀況分析、土地利用預測與決策分析等。

(3)農業和土壤方面：包括農作物結構優化和合理布局、農作物估產、決定投資方向和規模，找出最佳投入產出比、收獲規劃、病蟲害防治、土壤類型的分布及規律、土壤侵蝕、土壤演變規律等。

(4)地質水文方面：包括地形地貌的發生、發展和演變規律、地下巖石和地下水分布規律、水域分布和分析、洪水預測及防護、水質水量檢測等。

(5)生態景觀管理方面：包括景觀設計與制圖、生態演替模擬、景觀生態結構分析、景觀生態評價等。

(6)環境保護方面：包括環境質量專題制圖、環境質量現狀分析、環境質量預測分析、環境質量動態模擬等。

(7)水利方面：包括基本建設規劃、測量、土方挖填、坡度和坡向分析、壩址設計、庫容分析、洪水淹沒分析、小流域治理等。

(8)測繪方面：包括大地測量、地圖管理、地圖制作等。

(9)地球科學學旅游方面：包括室內地圖游覽、旅游咨詢、天然公園規劃、景觀布局、旅游景點的統一管理等。此外，地理信息系統還被應用于海洋、氣象、石油、教育、航空運輸、物業管理等許多領域?，F在，地理信息系統已成為科學管理、科學規劃、科學預測和科學決策等的重要工具。

GIS在地質學中的應用

石油和礦產勘查要求多種數據集進行綜合分析。過去對數據存檔、檢索及迭加分析通常使用圖件或表格數據,對比與綜合要花費大量時間,遙感與GIS技術則為這些多源勘探數據綜合處理提供了現代化手段。

在石油等礦產勘查時,地質學家首先要對各種地質圖件、地球物理和地球化學數據、地震剖面以及遙感圖像等數據進行綜合分析,以便能清楚地了解各種不同數據集之間的關系。

地質數據通常也是由點、線、多邊形三種形態構成的。點數據以地球化學分析數據最典型,它與某一特定的取樣點有關;線數據可以是一條巖性分界線或一條斷裂;多邊形數據如某種巖類的出露范圍。這些數據,有的采用圖件形式,用顏色表示巖石類型(專題圖),符號表示地球化學取樣點位置,用等值線表示磁場測量值。許多地質數據還以報告、圖形或實驗室結果表格等形式提供。在GIS中,這些不同的數據集(如地球化學分析數據、航磁調查數據、地震數據、地質圖和地形圖以及遙感數據)經過數字化、編碼、矢量到網格數據轉換,產生連續或離散的數據集,存入建立起目標區的地質數據庫,圖13-1給出了地質地表數據的輸入,分析和建庫的過程。

在地質數據庫中,地質數據按專題內容分層存貯,幾何特征以圖形圖像表達,屬性數據則記錄在二維關系表中,兩者為一對一或一對多的關系。于是,在這個數據模型的基礎上,勘探工作區的所有地球物理、地球化學、巖石學及輻射場的數據都可以納入數據庫。一旦工作區的地質數據庫被建立,地質學家便可以利用已有的專家(概念)模型來指導數據分析。例如,在石油勘探中,首先利用石油存貯條件與變量之間已知的物理、化學和地質聯系來分析數據庫提供的數據,對直接或間接與這些聯系有關的數據進行分析、處理、生成各種派生數據。表13-1顯示某工作區地質數據庫中的原始數據和派生數據集。用這些數據所提供的信息來選定油氣儲藏有利地區。

如將重力和航磁數據疊合,有助于對基底形態的分析。又由于基底形態對沉積蓋層構造發育有影響,因而據重力和航磁的一階、二階導數可推斷出構造的總體特征。又如,基底隆起地區可能影響蓋層構造特征,基底凹陷的地區沉積厚度較大,可能成為盆地的沉積中心。

圖13-1 地質地表數據處理、分析及建庫流程圖

背斜構造是重要儲油構造。是油氣勘探數據庫的重要內容。構造的向下延伸范圍是一個最有價值的參數,目前的技術水平還難以確定。在數據庫中,背斜用多邊形表示,并以背斜軸為中心向下延展來定性表達背斜的地下影響范圍。

斷層對油氣的生、儲、蓋都很重要。斷層等密度圖與線性體等密度圖是用任一網格單元范圍內斷層/線性體出現的頻數來定義的。用鄰域分析法計的研究區內圍繞每一象元的5×5象元陣列中斷層出現的次數。結果圖顯示出斷層/線性體密度。將斷層等密度和線性體等密度圖進行疊加,合成出一幅描述斷裂密度的新圖。對蓋層斷裂密度高值地區進行分析,判明它對區域油氣運移和儲集的具體作用。

表13-2給出某研究區域模型及其對應的權重,系統據此運行后生成一個新圖像。圖像的像元值等于各輸入的權值求和,將它們進一步分段,便可以表達工作區中油氣產出有利性的不同級別,最后圈出高概率產油區。

這種技術方法同樣適用于其它礦產勘查、區域成礦預測,工程地質災害評估與預測等。

GIS技術的引入可能極大改變地質學家的工作模式,使地學工作者面臨的對多源地質數據的采集、配準、存儲、分析、綜合與檢索工作,變得形象直觀、靈活多樣、快速準確,使各種地學模型的生成和發展,在技術上有了主要的支撐系統。

表13-1 原始和派生地質數據

表13-2 模型的輸入與數字加權

地質信息系統技術

一、內容概述

地質信息系統（GIS），產生于20 世紀60 年代。它隨著人們對自然資源和環境的規劃管理工作的需要以及計算機制圖技術的應用而誕生，是一種對大批量空間數據采集、存儲、管理、檢索、處理和綜合分析并以多種形式輸出結果的計算機系統。1965 年，W.L.Garrison首先提出了“地質信息系統”這一術語，開創了這一新技術的發展史。此后，美國、加拿大、英國、澳大利亞等國均投入了大量人力、物力和財力，并逐步確立了他們在這一領域里的國際領先地位（黃潤秋，2001）。

二、應用范圍及應用實例

1.GIS技術在地質災害信息系統中的應用

隨著人口的急劇增長，經濟的迅速發展和自然資源的大量消耗，不僅生態環境惡化，而且導致自然災害（包括地質災害）頻繁發生。美國、印度等國是世界上地質災害較為嚴重的國家，地質災害具有類型多、分布廣和成災強度高的特點。這些地質災害大部分發生在承災能力較低的地區，給當地的經濟和社會穩定構成了嚴重的威脅。地質災害是地質環境質量低劣的表現，它的頻發不僅反映了自然地質環境的脆弱性，而且反映了人類工程經濟活動與地質環境間矛盾的激化。要使人類工程經濟活動與地質環境之間保持較為協調的關系，就必須對地質環境進行評價，以了解不同經濟發展過程中區域地質環境的基本態勢和變化趨勢，為環境管理和城市規劃等提供依據，但傳統技術手段已不能完全應付迅速反應的地質災害。地質信息系統作為當前高科技發展的產物，集圖形、圖像與屬性數據管理、處理、分析、輸入輸出等功能為一體，應是當前地質環境評價與地質災害預測的強有力工具（趙金平等，2004）。

GIS 技術的產生是計算機技術和信息化發展的共同產物。是管理和研究空間數據的技術系統?？梢匝杆俚孬@取滿足應用需要的信息，能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果（曹修定等，2007）。國外尤其是發達國家在GIS應用與地質災害研究方面已做了很多工作。從20世紀60年代至今，GIS技術的應用也從數據管理、多源數據集數字化輸入和繪圖輸出，到DEM或DTM模型的使用，到GIS結合災害評價模型的擴展分析，到GIS與決策支持系統（DSS）的集成，到網絡GIS，逐步發展深入應用（黃潤秋，2001）。

印度Roorkee大學地球科學系的R.P.Gupta和B.C.Joshi（1990）用GIS方法對喜馬拉雅山麓的Ramganga Catchment地區進行滑坡災害危險性分帶。該項研究基于多源數據集，如航空像片、MSS磁帶數據、MSS圖像、假彩色合成圖像及各種野外數據，包括地質、構造、地形、土地利用及滑坡分布。以上數據需要進行數字、圖像等處理，然后解譯繪制出專題平面圖，包括地質圖（巖性與構造）、滑坡分布圖、土地利用圖等。這些圖件經數字化及有關數據都存儲在GIS系統中，找出與滑坡災害評價相關的因素，如滑坡活動與巖性的關系，滑坡活動與土地利用的關系，不同斜坡類型的滑坡分布情況，滑坡分布與主要斷裂帶的距離關系。經過統計及經驗分析，引入一個滑坡危險系數（LNRF）。LNRF值越大，表示該地滑坡災害發生的危險性越高。并且對LNRF的3個危險級別分別賦予0、1、2三個權重?？紤]到滑坡的發生是多個因素綜合作用的結果，故調用GIS的疊加分類模型，將各因素的權重疊加，得到綜合圖件，圖上反映的是每個地區的權重總和。根據給定標準，即可在這張圖上勾繪出滑坡災害危險性分區圖。

荷蘭ITC的C.J.Van Westen和哥倫比亞IGAC的J.B.Alzate Bonilla（1990）基于GIS對山區地質災害進行分析。他們在數據采集、整理方面做了大量工作，建立了一套完整的數據庫。在此基礎上，開發出了分析評價模型，如斜坡穩定性分析模型，其主要功能是計算斜坡穩定的安全系數。另外，兩位學者還利用GIS所生成的數字高程模型（DEM），開發出了一部山區落石滾落速率計算模型，并據此繪出了研究區內落石速率分區圖（黃潤秋，2001）。

美國科羅拉多州立大學Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥倫比亞的麥德林地區，用GIS進行地質災害和風險評估（姜作勤，2008）。利用GIS對麥德林地區地質災害進行了分析和研究，重點考慮了基巖和地表地質條件、構造地質條件、氣候、地形、地貌單元及其形成作用、土地利用和水文條件等因素。根據各因素的組成成分和災害之間的對應關系，把每一種因素細分為不同范疇等級，借助于GIS軟件（GRASS）的空間信息存儲、緩沖區分析、DEM模型及疊加分析等功能，對有關滑坡、洪水和河岸侵蝕等災害傾向地區進行了災害分析，并對某一具體事件各構成因素的脆弱性進行評價。

同樣是美國科羅拉多州立大學Mario Mejia-Navarro博士后等人（1996）將GIS技術與決策支持系統（DSS）結合，利用GIS（主要是地質資源分析系統GRASS軟件）及工程數學模型建立了自然災害及風險評估的決策支持系統并應用在科羅拉多州的Glenwood Springs地區（姜作勤等，2001）。應用GIS建立指標數據庫，并建立基于GIS的多個控制變量的權重關系式。對泥石流、洪水、地面沉降、由風引起的火災等災種進行了災害敏感性分析、脆弱性分析及風險評估，輔助政府部門做出決策。

美國地質調查局（USGS）已把加強城市地質災害研究列為21世紀初的重要工作，借助GIS編制美國主要城市地區多種災害的數字化圖件，這種做法與西歐國家的城市地質工作的總趨勢一致。其中，美國科羅拉多州格倫伍德斯普林市的城市地質災害評價項目最具代表性。由于該市位于山區河谷地區，崩滑流地質災害制約著城市的發展，為此，城市規劃部門委托科羅拉多州立大學，開展了GIS地質災害易損性和風險評價編圖研究，最終按14種土地利用適宜性等級，對評價區進行了土地利用區劃，圈出了未來城市發展的適宜地段和高風險區，在此基礎上建立了城市整體化決策支持系統。

綜上所述，可以看出，國外尤其是發達國家將 GIS 應用于地質災害研究起步較早（表1），研究程度已遠遠超過我們，此方面的應用也隨著GIS技術的自身發展而深入（黃潤秋，2001）。

2.GIS在地質礦產勘查中的應用

地質信息系統與現代地球及其相關科學日益增長的需求相適應，以處理地球上任何具有空間方位的海量信息為特征，具定量、定時、定位等優點，近10年來已在地質礦產勘查中得到廣泛應用。一個區域各種地質資料（圖形、圖像、文字、邏輯、數值）的GIS分析實際上代表該區域現階段較為客觀的總認識。目前，野外收集資料、數據建庫、GIS分析等尚存在規范化、標準化等問題，GIS本身解決諸多專業性較強地質問題的能力亦不足。但GIS的進一步發展與完善必將使地質礦產勘查進入一個數字化的新時期（周軍等，2002）。

GIS因解決地質問題而產生，其雛形可以追溯到20 世紀60 年代。加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地質信息系統這一術語，建成世界上第一個GIS即加拿大GIS（CGIS）一并應用于資源管理與規劃。1970～1976年間美國聯邦地質調查局建成50多個信息系統并進行綜合地質研究，德國在1986 年建成DASCH系統，瑞典、日本等國也陸續建有自己的GIS。GIS的發展與計算機科學的高速發展并行，主要發生在過去的20年中，而近10年來發展更快（周軍等，2002）。

表1 國外GIS在地質環境與地質災害研究中的應用

GIS因解決地質問題而產生，其雛形可以追溯到20 世紀60 年代。加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地質信息系統這一術語，建成世界上第一個GIS即加拿大GIS（CGIS）一并應用于資源管理與規劃。1970～1976年間美國聯邦地質調查局建成50多個信息系統并進行綜合地質研究，德國在1986 年建成DASCH系統，瑞典、日本等國也陸續建有自己的GIS。GIS的發展與計算機科學的高速發展并行，主要發生在過去的20年中，而近10年來發展更快（周軍等，2002）。

ArcInfo與ArcView GIS是當前最流行的兩個軟件包，為美國ESRI（Environmental Systems Research Institute，Inc.）的重要產品，被許多國家官方確定為國土資源、地質、環境等管理、研究的主要地質信息系統。ESRI始建于1969年，由Jack Dansermond和Laura Dangermond用自己平時積蓄的1100美元起步，經過20世紀70年代的艱苦奮斗，1981年推出新型ArcInfo，1986年微機版的PC ArcInfo投入市場，1991 年又一力作ArcView GIS問世。1981年ESRI在其Redlands總部召開首次用戶會議，僅18人到場，而1998年的用戶大會有來自90個國家的8000多位代表。

ESRI的發展史反映了GIS從無到有、從弱到強、迅速成長壯大的發展歷程，也從一個側面顯示出GIS巨大的市場潛力和難以估量的應用價值。

據悉，1995年市場上有報價的GIS 軟件已達上千種，但主要占據市場的不過10 余種。除上述提到的ArcInfo與ArcView GIS外，國外的GIS代表作還有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Erdas、Genamap、Spans、Tigris等。

GIS已在地質礦產勘查中得到廣泛應用，并取得許多矚目成果。美國、加拿大、澳大利亞早在1985～1989年就將其應用于地質礦產調查和填圖。目前，澳大利亞開始利用筆記本電腦以數字形式采集野外地質數據，建立有關數據庫，借助ArcInfo與ArcViewGIS編制第二代地質圖件。

三、資料來源

曹修定，阮俊等.2007.GIS技術在地質災害信息系統中的應用.中國地質災害與防治學報，18（3）：112～115

黃潤秋.2001.面向21世紀地質環境管理及地質災害評價的信息技術.國土資源科技管理，18：30～34

姜作勤.2008.國內外區域地質調查全過程信息化的現狀與特點.地質通報，27（7）：956～964

姜作勤，張明華.2001.野外地質數據采集信息化所涉及的主要技術及其進展.中國地質，28（2）：36～42

趙金平，焦述強.2004.基于GIS的地質環境評價在國外的研究現狀.南通工學院學報（自然科學版），3（2）：46～50

周軍，梁云.2002.地理信息系統及其在地質礦產勘查中的應用.西安工程學院學報，24（2）：47～50

網站欄目：gis技術在研究地形地貌 gis技術在研究地形地貌的作用
標題鏈接：http://vcdvsql.cn/article22/dopgdcc.html

成都網站建設公司_創新互聯，為您提供營銷型網站建設、小程序開發、靜態網站、企業網站制作、關鍵詞優化、品牌網站建設

廣告

聲明：本網站發布的內容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉載內容為主，如果涉及侵權請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網站立場，如需處理請聯系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內容未經允許不得轉載，或轉載時需注明來源： 創新互聯