1、北京大学遥感与地理信息系统研究所GIS的领域应用的领域应用公共设施管理交通城市规划与管理环境保护监测公共安全与减灾救助医疗卫生商业军事1ppt课件公共设施管理（公共设施管理（1）l公用事业与公共设施l电信、电力、煤气、自来水等公用事业l输配电设施、电信网络、有线电视网络、供水/排水管网、热力管网、煤气管线lAM/FM/GISlAM/FM：自动绘图/设备管理(Automatic Mapping / Facility Management)l包括绘图和网络模拟在内的绝大多数公共设施管理的GIS实现被称为AM/FM或AM/FM/GISl现代AM/FM/GIS主要基于拓扑关系的分析，也基于数据关系，如
2、l跟踪线路寻找因停止电力供应而受影响的客户l将用特殊材料建造的管道（或某日期前安装的管道）与其他管道隔开l现在典型的AM/FM/GIS是通过客户/服务器模式的形式实现公共设施管理（公共设施管理（2）l输变电GIS系统 l图层管理 l输电网显示 l输电网查询 l输电网统计 l信息显示 l雷击信息 GIS 分析 l故障测距 GIS 定位分析 l输电网三维分析 l故障抢修最短路径分析 l模拟停电范围分析 l输电网台帐管理 l输电网运行管理 l高压污秽 GIS 空间分析 lInternet 查询l配电GIS系统l电网编辑图形显示 l设备查询与统计刀闸模拟操作 l挂牌操作 供电源分析 l供电范围分析线路
3、负荷转移 l停电范围分析停电管理 l电站管理电缆断面分析 l架空线断面分析架空线立面分析 l用户报装辅助决策线路阻抗计算 l实际线损计算理论线损计算 l负荷监控负荷密度分析 l最佳路径分析配电工作管理 lInternet 查询系统公共设施管理（公共设施管理（3）l管线管理l通过将气/水源、管道、用户等信息以地理位置为基础，与属性数据库相结合，GIS可以随时提供图形的显示、查询及分析等功能l可以利用GIS提供的完善的网络分析模型，结合气/水网中的阀门、开关等设备的状态、气/水压等各种信息，实现网络压力和流向分析、渗透监测和流量分析、工作流程处理、野外施工检测、故障分析及提供抢修方案等l使得企业的
4、工作规划、设备管理等实现自动化 l管线管理中的应用l紧急事故处理l发生事故时，利用网络分析找到最优的关阀方案，打印抢修单及闸阀卡片l管网运行调度l根据用气/水量和测压点气/水压等数据，实施节点平差，计算管网中各处的气/水压、流量、绘制管网等压线图l通过对加压泵站及各节点的特性曲线的管理，根据管网平差的计算成果，得到节点高度方案l绘制供气/水变化曲线、编制打印各类报表l管道工程设计 交通（交通（1）l交通地理信息系统：GIS-Tl在GIS软件平台基础上，根据交通行业信息化应用需求开发的应用系统l应用l交通路网查询统计与信息管理、公路养护管理l交通指挥调度、移动车辆定位与指挥调度l道路交通规划、大
5、众出行参考l应急指挥、事故查询统计和分析预防l重要的GIS功能l交通空间数据模型l网络分析功能l动态分段功能l动态目标检测交通（交通（2）l交通流量分析模型l“出行产生（Trip Generation）”模型l根据交通分析区的土地利用形态以及其它社会经济数据来估计各个区域所产生和吸引的交通量l例如：居住区会产生出行，而商业区则吸引出行l“出行分布（Trip Distribution）”模型l根据出行产生分析的结果，确定各个区域之间的交通量l“交通工具选择（Mode Choice）”模型l将交通量计算分配到交通工具上，计算车流量l“出行分派（Trip Assignment）”模型l根据交通线路的
6、容量和速度，将车流量分配到各条道路上。l模型计算lGIS分析统计分析运算经济地理模型交通（交通（3）l交通运输管理GIS应用l铁路管理铁路管理l资产管理设施管理：铁轨、车辆、通信和信号 l车辆跟踪物流分析紧急事故处理 l环境和建设联运管理旅客信息管理 l运输能力规划分析市场分析选址选线分析 l港口水运管理港口水运管理l货物进出口船只调度河床分析l航空和飞行器管理航空和飞行器管理l设备管理模拟飞行与噪音管理机场与周边环境保护l机场建设和维护管理飞机起降操作管理航运能力与交通规划 l公共交通管理公共交通管理l线路规划和分析公交车辆的调度和紧急事故的处理l车辆自动定位和跟踪客运车辆计划和路线规划公交
7、车站和设施管理l突发事件的迅速定位和事故分析统计分析交通规划和建模分析 l公路管理公路管理l公路设计公路建设公路维护交通（交通（4）交通信息查询与统计分析交通信息查询与统计分析交通设施管理交通设施管理天气状况与交通出行天气状况与交通出行交通事故管理交通事故管理移动交通管理移动交通管理交通应急管理交通应急管理交通综合管理交通综合管理城市规划、建设管理（城市规划、建设管理（1）l城市规划中使用GIS的优点（皇家城市设计研究院，1992）l改进绘图能力，更好的访问地图，提高地图的通用性，更有效进行专题制图，降低存储费用l更有效的信息访问能力l通过更广泛的渠道获取规划所需的重要信息，具有情景假设分析能
8、力l增强的分析能力l和公众及全体职员更好的沟通l提高服务质量，如更快的获取规划应用过程中的信息l可应用的方面l数字化基础地形数据的采集、建库及管理l规划、用地、选址、市政管理、管线等专题数据的建库及管理l规划方案设计辅助决策l规划用地管理及划拨l规划选址分析l市政道路规划与管理l市政管线规划与管理l建筑规划管理l城市设计辅助方案城市规划、建设管理（城市规划、建设管理（2） lGIS在城市规划管理各环节中的应用l资源管理lGISRS，探测整个规划区域内土地的使用情况及其变化，节省信息收集的时间l支持城市动态可视化和三维景观模型建立l现状分析lGIS协助存储、操作和分析城市的自然、社会、经济数据l
9、GIS空间查询分析和制图功能分析城市现状：确定土地开发和环境冲突的地区，确定环境敏感区l建模和预测l空间分布信息建模可以评价人口现状发展趋势、经济和环境变化对空间地域的影响l空间优化模型和GIS结合可以帮助明确表达和生成规划备选方案l规划方案的选择lGIS模型和多目标决策分析，可以辅助评价不同规划情景方案l规划的实现lGIS对特定项目进行环境影响评价l规划的评价、监督、反馈l监测土地利用的变化，检查土地开发是否按照最初计划进行l评价发展对环境的影响，确定是否需要对规划进行调整城市规划、建设管理（城市规划、建设管理（3）lGIS在密尔沃基市城市建设日常管理方面的应用l美国威斯康星州的密尔沃基从1
10、976年开始建设城市地理信息系统 l地图更新l地籍房产图 地契内容改变；地块划分与合并；公共道路的拓宽或者连通l测绘图 边界变化；重新测量，纠正；道路打通、拓宽或封死；地块合并或重新划分l土地利用图 房屋的拆除和重建，改变用途；地块边界改变，重新划分，兼并；道路变化l土地区划管理l密尔沃基市的土地区划图分为用途图、范围图和高度图 l采用GIS，避免各个部门数据不一致的情况，方便地检查规划图的错误，避免法律上的纠纷；也便于税收部门查询地产信息，调整对土地所有者的税收 l建筑审批处的内部工作管理l建立GIS，实现对项目数据的管理和可视化，可以方便的根据申请量的多少、到市中心的距离、前往勘察的边界程
11、度，划分每个工作人员的负责范围，提高了工作效率，改善了建筑审批处的内部管理 北京市东城区城市管理模式北京市东城区城市管理模式环境保护、监测与管理（环境保护、监测与管理（1）l应用方法l数据采集管理与查询分析l环境监测l建模与分析评价l应急响应污染分析评价污染分析评价时间趋势分析时间趋势分析污染事故模型分析污染事故模型分析水质监测数据查询水质监测数据查询社区林木资源管理社区林木资源管理环境保护、监测与管理（环境保护、监测与管理（2）l基于GIS建立大气污染扩散模型l模拟污染物的空间分布，评价不同区域的环境质量l将污染物空间分布与人口密度空间进行复合分析，确定受污染影响的人口数目l预测在给定气象条
12、件下污染物的空间分布l确定不同点源对整个研究区污染总量的贡献l为污染整治，如降低排放量、甚至关闭某些污染源，提供决策依据l如果要增加污染点源，可以比较不同的方案（如烟囱的位置，高度等），从中选择最优方案l在城市规划时，作为确定不同用地（居住、工业、商业等）的分布 包头市城市大气污染分析评价包头市城市大气污染分析评价公共安全与减灾救助（公共安全与减灾救助（1）lGIS可以解决的问题，例如l指派哪支救援队伍可以最节省时间？l选择哪一条行进路线代价最小？l在此次救援众需要提供多少个避难所？分别需要提供哪些必要的救援物质？lGIS的优势l提高快速反应和应急指挥能力l定位资源l提高预案规划能力l提高准确
13、性l提供及时的决策支持l实时管理户外数据公共安全与减灾救助（公共安全与减灾救助（2）lGIS在公共安全系统每个环节中的作用(1)l危险评估与规划l什么人、财物和公共设施处于潜在的危险中？l灾难的发生将给社会和国家造成多大程度的损失？l相比之下，灾难发生的可能性有多大？美国加州圣地亚哥，找到了城市的关键区域，电力线路、供水/排水管道、电信设施等在此相互交叠科罗拉多的波尔德县的野火灾害危险评估：天气、植被、地形、居民地等的地理分布进行综合分析l灾情缓解l怎样最大限度的避免灾难事故的发生，以及尽量减轻灾难损失？l建立预警系统l在潜在危险规划评估中，找到可能发生的潜在事故美国发生客机劫持事件后，FAA
14、禁止客机飞越体育场馆加利福尼亚，控制户外火种，并对居民地附近的易燃植被进行清理佛罗里达，GIS飓风预警系统，为当地居民提供飓风警报和紧急避难方案北卡罗来那的威尔逊市，将GIS系统安装在消防车上，避免进入已经废弃的建筑，保护消防员公共安全与减灾救助（公共安全与减灾救助（3）lGIS在公共安全系统每个环节中的作用(2)l预防和准备l哪个地方需要加强配备搜救队伍以提高应急质量，减少应急事件？l如果应急反应速度达到5分钟，那么消费队应驻扎在什么地方？l在不同的环境条件下应该选择怎样的疏散路线？有哪些备选路线？l哪些设施提供避难？每个避难所应该提供多少设施？犹他州奥林匹克公共安全与应急服务中心开发的紧急
15、事故预案与响应系统华盛顿召开世贸组织会议时，利用GIS进行安全规划和管理l快速反应l快速提供区域内的相关信息：消火栓、电力开关、危险材料、房屋结构lGIS帮助选择救援路径并调配救援力量纽约911事件发生时，GIS提供的制图功能支持紧急救援，ESRI提供超过5000幅专用地图l恢复重建l损失评估l跟踪与监管公共安全与减灾救助（公共安全与减灾救助（4）lGIS与911事件l2001年9月11日，纽约应急服务中心(EOC)随世贸大厦一起被毁，GIS需要重建l9月14日，EOC转移到哈德森河的一条大船上，图像中心装备20台GIS工作站5和台绘图仪lESRI协助提供、制作专题地图，并开发Web的在线地图
16、服务系统l截止到11月初，制图中心共接到1800多个制图请求，生产了7000多幅大比例尺地图和更多的小比例尺地图医疗卫生（医疗卫生（1）l主要应用方向l某些疾病只是限于一些地区（地方病），探讨其局部的自然和社会条件，对于研究疾病的原因以及治疗手段有着重要的意义。l医疗设施（医院、诊所、急救中心等）具有空间分布特性，在一个区域内合理分布医疗设施有利于资源的有效利用 l GIS与医疗设施分布l医疗设施规划 l建造更多面向小社区的诊所，以方便大众l需要一种办法来提供人口统计和发病率的详细资料医疗设施需求l评估当地居民的需求 l可达性，可用性及结果lGIS分析医疗结果与医疗设施的可达性l如紧急救护医疗
17、卫生（医疗卫生（2）lGIS与流行病l流行病数据的可视化l比较统计地图，各个单元的大小与具有发病危险的人口数目成比例，然后将发病率绘制在该图上 l空间数据分析l密度估算 l计算发病率密度与人口密度的关系 l对病例空间分布进行聚类分析 l流行病模型 l确定流行病和其周围环境的关系，这将有助于验证对流行病发病原因的假定 l将空气、水质的空间分布与流行病的空间分布进行对比研究 非洲疟疾传染的研究中，使用利用遥感图像计算的NDVI指数来进行建模 医疗卫生（医疗卫生（3）lGIS与SARSl卫生部SARS疫情发布地理信息系统l在全国1:400万基础地形的基础上叠加SARS专题数据（全国各省、重点省市的新
18、增确诊病例数，累计确诊病例数等），发布多种疫情专题信息 l全国疫情基本统计分析：分别按照性别构成、年龄构成和职业分布进行简单的统计分析l全国疫情每日动态：发布当日和历史疫情的地理分布图和统计图表l重点省市疫情每日动态：发布疫情严重区，例如北京、广东、内蒙、天津、山西和河北的动态疫情信息l世界疫情每日动态发布WHO公布的世界疫情信息 l中科院遥感应用研究所lSARS疫情空间决策支持系统lAutodesk GIS：SARS疫情公告系统l香港、台湾、中国大陆SARS病例专题图l河南省l基于GIS的SARS疫情预警决策指挥系统商业商业lGIS 将企业内部数据（客户地址、销售区域、服务设施定位等）与其它
19、商业数据相结合，为商业/金融企业提供显示、分析信息的工具l人口分析lGIS将客户信息按照地理特征综合在一起，以更直观的方式显示l通过对人口数据进行地理分析以制定更适合的客服、场所、市场营销的政策l物流：物流管理企业GIS系统 l快速响应客户的需求 l缩短满足请求的时间，提高满足请求的质量 l动态安排和优化运送作业 l及时反馈配送的状态，完成应急处理 l保证客户的到货时间，提高客户满意度 l充分利用运力资源，控制减少成本 l分析老客户的消费行为和模式，准确预测和把握客户的需求。 l配送中心的选址、货物组配方案、运输的最佳路径、最优库存控制等问题的辅助决策 l选址分析 / 客户服务l动态显示市场渗
20、透水平、市场占有率、销售区域等信息 l迅速对用户的地址进行定位 军事（军事（1）l军事地理信息系统MGIS (Military Geographic Information System)l是地理信息系统技术在军事方面的应用l是指在计算机软硬件的支持下，对军事地形、资源与环境等空间信息进行采集、存储、检索、分析、显示和输出的技术系统l在军事地理信息保障和指挥决策中起着重要的作用l数字战场l“数字化战场是打赢信息战的关键” l战场地理环境的数字化l作战部队的数字化l各种武器的数字化l士兵装备的数字化 l军事GIS的应用l基础地理信息基础地理信息：地形图、DEM、DTMl航海、航空管理：航海图、制
21、定计划航线、障碍物、禁区、助航设施、导航管理、空中交通控制等l地形分析地形分析：战场模拟、行军路线、应急线路分析、越野机动、涉水分析、通视点分析、距离量测、面积量测、武器打击轨迹分析等l任务规划（战略层次）任务规划（战略层次）：军事基地规划、军事基础设施管理、打击效果评估、巡航导弹支持、战区规划、入侵应急规划、目标分折、轨道建模等l战争管理（战术层次）战争管理（战术层次）：战场监测、战场管理、小战区规划、登陆计划、战术模拟、后勤保障规划、交通规划等l基础作业支持基础作业支持：拦截应用、环境应用、军事设施分类规划等l边界控制边界控制：边界巡逻和交叉分析、毒品禁运、移民控制等l情报情报：反毒品活动
22、、反恐怖主义活动、武器监视与跟踪、情报收集等军事（军事（2）lGIS与海湾战争l美国国防制图局（DMA）在海湾战争的战场上的MGIS实时服务，主要包括利用自动影像匹配和自动目标识别技术处理卫星和高低空侦察机实时获得的数字影像，及时地为军事决策提供24小时的实时服务。 l在海湾战争期间，美国国防制图局进入一天24小时生产状态，共开发了12000套新的地图产品，其中600套数字地图，印刷了100万幅战地地图，这些地图覆盖科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、叙利亚等国和地区，比例尺为1：5万不等l由于对这些战地地图的迫切需要，多国部队在这次战争中使用C130远程运输机运送军事地图到沙特阿拉伯，优先于药品的运输，仅次于爱国者导弹发射架部件的运输北京大学遥感与地理信息系统研究所结束结束25ppt课件
