地理信息系统_GIS_在海洋地质中的应用

地理信息系统

ISSN100922722　　　　MarineGeologyLetters　海洋地质动态　　　2005,21(4)∶33—36

文章编号:100922722(2005)0420033204

地理信息系统(GIS)在海洋地质中的应用

崔丽静1,尚承金2

(1中国地质大学,武汉430074;2辽河石油勘探局,辽宁盘锦124120)

摘　要:地理信息系统是一门空间数据管理科学和智能化高新技术,它是由地理学、地图学、计算机科学、遥感技术、数学等相互作用相互交叉而形成的,有向数据自动化处理研究、数据结构研究、空间关系理论研究、人工智能和专家系统研究发展的趋势。在海洋地质中,地理信息系统目前主要应用于海底地形地貌模拟、海洋地质资料科学管理与共享、海洋地质资料处理等。随着全球尺度海洋学研究的进一步开展及海洋地理信息系统的产生,地理信息系统在海洋地质中的应用前景良好。关键词:地理信息系统;海洋地质

中图分类号:TP311　　　文献标识码:A

　　地理信息系统(GeographicalInformationSystem,简称GIS)是发展于20世纪60年代,并于20世纪80年代取得突破性进展的一门空仅能将统计数据、、更新与输出,辑、测量、运算与综合分析。随着计算机科学、数学和空间技术的发展,地理信息系统已经超出了“地理学”的应用范畴,而应用于整个空间信息的处理领域。随着社会的发展、环境的破坏和陆地资源的消耗,人类将目光转向了海洋这个自然资源宝库。掌握海洋的活动规律、调查海洋资源及促进海洋合理开发利用,已经成为当前高科技发展的迫切任务。海洋环境的数据来源很多,数据量很大,其获取费时势力又费钱,造成海洋数据具有较低的分辨率、不同的采样密度及数据标准,给应用分析带来很大困难。本文拟在分析地理信息系统的特点及发展趋势基础上,对其在海洋地质中的应用现状及其前景作一浅析。

收稿日期:2005203223

),女,在读硕士,研究方向为海作者简介:崔丽静(1977—

1GIS(GeographicalIn2

System),是在计算机硬件和软件支持下,科学地管理和综合分析那些表征地理环境的空间数据,以对规划、管理、决策和研究提供所需要信息的技术系统。一般来说,地理信息系统由以下几个部分组成:数据输入;数据库;数据处理和分析;数据输出;用户界面。其相互关系如图l所示(据黄杏元,1989)

。

图1　地理信息系统各组成部分相互关系示意图

Fig.1　Mutualrelationamongdifferentsetups

ofgeographicinformationsystem

1.1　GIS的技术特点

GIS基本的技术特点有:①按照地理坐标

和一定的数据格式对空间数据及属性数据进行统一的存储与管理,GIS

的数据结构主要有两

洋地质与资源.

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MarineGeologyLetters　海洋地质动态　　　　　　　　　　　2005年4月　

种类型,基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构;②具有图数双向查询检索、统计计算和

列表制图等基本功能,并且可以按照指定的范围进行图形查询和提取综合的空间分布数据,并具有很强的图形功能;③向用户提供空间数据多因素空间分析、复合评价、预测预报、模拟优化等技术手段。1.2　GIS的发展趋势

(1)数据库体系的建立和使用　有目标的

(5)人工智能和专家系统的研究　人工智

能是在计算机、认知科学、数学等多个领域交叉

范围内发展起来的。PF菲希尔认为,专家系统是能够通过提供智能咨询或做出智能决定来体现专家技能知识的计算机系统。可以预见,人工智能和专家系统的开发将把地理信息系统发展推上一个新阶段。

2　GIS应用于海洋地质工作的优

越性

　　海洋地质所涉及信息的基本特点是其空间性,都是以地理位置为约束条件的.将不同来源的数据信息进行结合分析,研究它们在解决具体地质问题中的作用,找出其规律性,是现阶段。选择,是因,只要它们之间有地理上的共通性,就可以将若干个这样的特征联系在一起考虑。在海洋地质中同一测点的水深、沉积物的砂含量、生物化石种类及数量、重力、磁场数据等,都分别是单个的数据系统,GIS能对它们进行分别的统计或计算,用表格和图像表示出来,便于在它们之间进行统筹考虑。有些时候,虽然这些单个的数据系统之间似乎毫无共同之处,例如重力与化石种类,但是它们都统一在同一地理坐标点之下,这种纵向的统一常常能使这些资料的实用价值极大地提高。

GIS应用于海洋地质具有明显的优越性:①GIS将空间图形数据和非图形属性数据分别存储并相互操作,强调的是信息及其操作,着重的是不同来源的数据或信息之间的统筹综合分析和处理,能实现海洋地质资料处理和解释的真正目的;②GIS具有较强的多层次空间叠置分析功能,不仅能够处理规则几何图形及其组合,而且能够处理许多具有三维持征的自然目标(如海岸线.地形等高线等);③GIS是以数字

数据库体系的建立和使用仍然是GIS储存和处理空间资料的主要方向,因为大多数的地理建造和空间研究对象都是一种对原始数据的判读,或抽象,或一般化的结果,因而都存在不确定性,它们只能反映在一定范围内的空间研究对象,很难把它们在全球范围内连成一个模式。在对地质资料的处理上尤其明显。在一定地理范围内针对特定目标的数据库,即“有目标的数据库体系”GIS的主要方向。

(2)数据的处理和分析,而越来越需要快速地对事件的过程进行模拟演示与未来动态预测。现阶段,遥感手段可以提供实时数据源。但如何对大量遥感数据进行自动化处理而直接为地理信息系统所用,即如何解决两者接口问题依然是未来研究的重要课题。

(3)数据结构的研究　目前,地理信息系统的数据结构有两种主要的发展趋势,一是空间数据库文件结构,如美国人口调查局的TIGEK系统;二是关系数据库管理结构,如ARC/INF0是此类数据结构的代表。

(4)空间关系理论的研究　地理环境诸要

素之间存在着相互制约、相互依赖的紧密联系,而对这种联系的认识一直未能建立在逻辑和数学方法的基础上,从而制约了地理信息系统的发展,因此,寻求空间关系的数学理论的突破或用精确的数学方法来表征各种复杂的空间关系将是未来研究的一个重要的理论问题。

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　第21卷第4期　　　　　　　　崔丽静,尚承金:地理信息系统(GIS)在海洋地质中的应用

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化方式存储图形、图像等资料信息,具有较高的精确性,在海洋地质资料的处理与解释中能提高精度,扩大研究程度和资料的应用范围;④GIS能直观地、形象地以图形、图像、文字、报告等形式提供综合解释或检索、查询的结果,并根据需要进行修改补充,以形象启发思维,提高工作效率,促进对资料分析研究的进展;⑤GIS软件在设计上一开始就是紧紧追随工业标准化的要求,与许多国际上流行的商用软件具有数据接口,能节省大量重复工作,使各类不同的信息互相配合应用,这同时也能为海洋地质资料的处理提供更多可选择的技术和辅助资料来源;⑥利用GIS能对储存的原始资料在系统内轻而易举地进行多种运算,例如平均值计算、等值换算、距离及面积测算以及坐标投影等,极大地便利了资料的利用;⑦由于磁盘储存的资料不仅易于保存,节省空间,便于携带,还可以拷贝翻新,或多次复制,节省了由于纸张老化需要翻新资料的巨大工作量,利用GIS资料能长期保存,;界省界,、森林、城市建筑等,可以与当地的地质资料兼容配套使用,节省大量工作。

无价值。

3.1　海洋地质资料的处理

南非共和国开普敦大学地质系海洋地质研究所(DepartmentofGeology,CapeTownU2niversity,Instituteofmari …… 此处隐藏：6549字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……