ARCINFO在生态学中的应用

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1、ARC/INFO在生态学中的应用国庆喜2000年29第一章前言早在30年前，一些地理学家们就在构思一种能在计算机上存储和管理信息的系统。近十年来，这种技术已经发展成熟起来，即地理信息系统（GIS），并得到了广泛的应用。例如土地利用规划，自然资源管理，环境评估和规划，生态学研究，急救车船的派遣，地貌研究，商业用途等等。GIS可以说是当前计算机最广泛的应用领域。为什么人们对GIS的兴趣与日俱增？因为GIS所提供的处理数据的手段可以帮助我们认识目前人类所面临的棘手问题——滥伐热带林，酸雨，城市化迅速，人

2、口过多，饥饿，疾病的蔓延，全球气候变化所带来的影响，等等。GIS可以帮助我们将这些问题的相关数据组织起来，并阐明它们之间的空间关系。从而为制定更明智的决策提供依据。GIS之所以发展得如此迅速，首先归因于急速下降的计算机硬件价格，使更多的人对GIS不再是可望而不可得。更重要的原因是，我们逐渐意识到我们的世界离不开地理学（及其描述数据），几乎每个决策都受到地理因素的制约和影响。我们尽可能以最短的路径派遣救火车去火场；研究疾病时，要确定流行的地区和蔓延速度；研究某物种的分布，需要了解该物种与气候、地貌等

3、因素的关系，等等，就要求掌握尽可能详尽的地理信息，因此也促进了GIS技术的发展。GIS可用于广阔的领域，如区域开发战略研究、农村或城市发展规划、专业分析与专业制图、地形制图和地形分析、地籍制图和地籍管理、市政工程设计、航空摄影和遥感卫星分析与制图等。至今仍存在难于克服的弱点，如数据标准、地理分析模型、空间分析精度和查询速度等，地理信息模式并不是简单的算术运算，例如在土地质量评价、土地适宜性评价、土壤侵蚀评价、环境质量评价、生产潜力分析、农业结构优化、区域开发方案等工作中，若需要应用计算机来模拟，必

4、须先建立相应的数学模型。GIS的概念“一种将计算机硬件、软件、地理数据及使用者的目的组织起来的集合体，可以有效地获得、存储、更新、处理、分析和表现各种形式的地理相关信息。”虽然这个定义比较确切，被广泛接受，但对新学者却没有多大的益处，目前可以考虑这个简单的定义：“能够存储和使用数据来描述地球表面位置的计算机系统。”很多计算机程序，如AUTOCAD、SAS等，也可以处理简单的地理或空间数据，那么为什么他们就不能称作GIS呢？答案是：只有能够对数据进行空间操作的才能称为GIS。29GIS可以链接不同系

5、列的数据，例如，假设你想知道每个国家生产的粮食中，用于出口部分的百分比。你已经找到了你要的数据，但是每个国家的粮食总产量的数据存储在一个文件中，而粮食出口数据却存储在另一个文件中，你必须将这两个文件组合起来才能解决这个问题。一旦将文件组合之后，让计算机给出答案就轻而易举。为什么数据的链接如此重要？设想一下，如果对某个地区有两套数据，例如县的年收入和住房平均费用。每套数据都可以单独分析和制图。当然也可以将他们组合起来，得到更多的信息。但是，假如你有20套该县的数据，就可能有上百万个组合。尽管并不是所

6、有的组合都有意义（例如失业与土地类型），你也可以比单独处理这些数据回答更多的问题。要做到这一点，你需要GIS。GIS能够回答的问题1．位置问题。即“在某个特定位置有什么”的问题。位置可以用多种方式描述，如名称，邮编，地理参照物等。2．条件问题。即“在哪里”的问题。这个问题与上述相反，并且需要依靠空间分析来回答。这个问题要求找到满足某个条件的地点。（比如要找到一块无林地，要求是面积为2000平方米，距离公路100米以内，土壤可以支撑建筑物）。3．趋势问题。即“自从……以来发生了哪些变化？”的问题。可

7、以观察某地区随时间的变化。4．格局问题。这个问题较为复杂。比如要确定核电站附近的居民，其死亡是否主要由癌症所致。5．模型问题。即“如果……，会发生什么？”的问题。例如如果一条新道路加入网络，或一种有毒物质渗漏至当地水源供应的地方时，会发生什么事情。回答这些问题需要有关地理学以及其他的信息。需要注意的几个问题GIS并不仅仅是一个简单的计算机制图系统，尽管它能够以各种比例尺、各种投影方式和各种颜色制图。GIS是一个分析工具。它的主要优点在于使你确定图形特征之间的空间关系。GIS并不是以传统的方式存储图

8、形，它存储数据，你可以用来绘制图形以满足不同需要。GIS将空间数据与某一地图特征的地理信息连接起来。这个信息作为图形特征的属性被存储起来。例如，在地图上表示道路的一条线只能告诉你道路的位置，为了查找道路宽度和铺设材料类型等信息，你必须查询数据库。总之，GIS不存储地图或图像，它存储数据库。数据库的概念是GIS的核心，也是GIS与其他绘图系统的主要区别。29第二章地理数据概念在一个GIS项目中，第一步是建立一个数字地图数据库。必须明确应该存储哪些信息，如何记录数据，以及如何使用这个地