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（一）GIS简介--什么是GIS ？
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地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
我们当今面临世界的最主要的挑战是——人口过多，环境污染，森林破坏，自然疾病等。这些都与地理因素有关。
不论是从事一种新的职业，还是寻找生长香蕉的最合适的土壤，或是为救护车计算最佳的行车路线，这些本地问题也都有地理因素。
地图制作和地理分析已不是新鲜事，但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且，在GIS技术出现之前，只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。
今天，GIS 已是一个全球拥有数十万的人员和数十亿美元的产业。GIS已在全世界的中学、学院、大学里被讲授。在每个领域里的专家不断地意识到按地理的观点来思考和工作所带来的优越性。
（二）GIS简介----一个GIS的组成
GIS 由五个主要的元素所构成： 硬件、软件、数据、人员和方法。
硬 件
硬件是GIS所操作的计算机。今天，GIS软件可以在很多类型的硬件上运行。从中央计算机服务器到桌面计算机，从单机到网络环境。
软 件
GIS软件提供所需的存储、分析和显示地理信息的功能和工具。主要的软件部件有：
输入和处理地理信息的工具
数据库管理系统(DBMS)
支持地理查询、分析和视觉化的工具
容易使用这些工具的图形化界面(GUI)
数 据
一个GIS系统中最重要的部件就是数据了。地理数据和相关的表格数据可以自己采集或者从商业数据提供者处购买。GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起，而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系统，来管理空间数据。
人 员
GIS技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题，将没有什么价值。GIS的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家，到那些使用该系统并完成他们每天工作的人员。
方 法
成功的GIS系统，具有好的设计计划和自己的事务规律，这些是规范而且对每一个公司来说具体的操作实践又是独特的。
（三）GIS简介--GIS如何工作
GIS就是用来存储有关世界的信息，这些信息是可以通过地理关系连接在一起的所有主题层集合。这个简单却非常有力和通用的概念，对于解决许多真实世界的问题具有无价的作用，这些问题包括：跟踪传输工具、记录计划的详细资料，模拟全球的大气循环等。
地理参考系统
地理信息包含有明确的地理参照系统，例如经度和纬度坐标，或者是国家网格坐标。也可以包含间接的地理参照系统，例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系统，如地址描述，转变成明确的地理参照系统，如多重定位。这些地理参考系统可以使你定位一些特征，例如商业活动、森林位置，也可以定位一些事件，例如地震，用于做地表分析。
矢量和栅格模式
地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式——矢量模式和栅格模式。
在矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。一个点特征的定位，例如一个钻孔，可以被一个单一的x、y坐标所描述。线特征，例如公路和河流，可以被存储于一系列的点坐标。多边形特征，例如销售地域或河流聚集区域，可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量模式非常有利于描述一些离散特征，但对连续变化的特征，例如土壤类型或赶往医院的开销等，就不太有用。
栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元，有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式还是栅格模式，用来存储地理数据，都有优点和缺陷。现代的GIS都可以处理这两种模式。
（四）GIS简介--GIS 的任务
一般来说，GIS有以下五个过程或任务：
输入
处理
管理
查询和分析
可视化
输入
在地理数据用于GIS之前，数据必须转换成适当的数字格式。从图纸数据转换成计算机文件的过程叫做数字化。对于大型的项目，现代GIS技术可以通过扫描技术来使这个过程全部自动化，对于较小的项目，需要手工数字化（使用数字化桌）。
目前，许多地理数据已经是GIS兼容的数据格式。这些数据可以从数据提供商那里获得并直接装入GIS中。
处理
对于一个特殊的GIS项目来说，有可能需要将数据转换成或处理成某种形式以适应你的系统。例如，地理信息适用于不同的比例尺（街道中心线文件的比例尺也许是1:100,000；人口边界是1:50,000；邮政编码是1:10,000）。在这些信息被集成以前，必须转变成同一比例尺。这可以是为了显示的目的而做的临时变换，也可以是为了分析所做的永久变换。GIS技术提供了许多工具来处理空间数据和去除不必要的数据。
管理
对于小的GIS项目，把地理信息存储成简单的文件就足够了。但是，当数据量很大而且数据用户数很多时，最好使用一个数据库管理系统（DBMS），来帮助存储、组织和管理数据。一个数据库管理系统DBMS就是用来管理一个数据库—一个数据的完整收集——的计算机软件。
有许多不同的DBMS设计，但在GIS中，关系数据库管理系统的设计是最有用的。在关系数据库系统设计中，概念上数据都被存储成一系列的表格。不同表格中的共同字段可以把它们连接起来。这个令人惊讶的简单设计被广泛地应用，主要是由于它的灵活性以及在使用GIS和不使用GIS时，都被广泛地采用。
查询和分析
一旦你拥有一个包含你的地理信息的多功能的GIS系统，你可能开始提出象下面这样的一些简单问题：
这个角落上的这块土地属于谁？
两个地方之间的距离是多少？
工业用地的边界在哪里？
有关分析的问题可能是：
适合于盖新房子的所有地点在哪里？
生长橡树的最好的土壤类型是什么？
如果我要在这里建一条高速公路，它将如何影响交通？
GIS提供简单的鼠标点击查询功能和复杂的分析工具，为管理者和类似的分析家提供及时的信息。当你分析地理数据用于寻找模式和趋势，或提出“如果……怎么样”设想时，GIS技术实际上正在被使用。现代的GIS具有许多有力的分析工具，但是有两个是特别重要的。
1. 接近程度分析
在这片水域周围100米范围内有多少房子？
这家商店附近10公里范围内共有多少消费者？
在这口井周围500米范围内紫花苜蓿这种植物占多大面积？
为了回答这些问题，GIS技术使用一个叫做缓冲的处理方法，来确定特征间的接近关系。
2. 覆盖范围分析
不同数据层的综合方法叫做覆盖。简单的说，它可以是一个可视化操作，但是分析操作需要一个或多个物理连接起来的数据层。覆盖，或空间连接，可以将税收数据与土地、斜坡、植被或土地所有者等集成在一起。
可视化
对于许多类型的地理操作，最终结果最好是以地图或图形来显示。图件对于存储和传递地理信息是非常有效的。制图者已经生产了上千年的地图，GIS为扩展这种制图艺术和科学提供了崭新的和激动人心的工具。地图显示可以集成在报告、三维观察、照片图象和例如多媒体的其他输出中。
（五）GIS简介--相关技术
GIS与其他几种信息系统密切相关，但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别。尽管没有什么硬性的和快速的规则来给这些信息系统分类，但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面制图、计算机辅助设计CAD、遥感、DBMS、以及GPS技术。
桌面制图
桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的主要目的是产生地图：地图就是数据库。大多数桌面制图系统只有及其有限的数据管理、空间分析以及个性化能力。桌面制图系统在桌面计算机上进行操作，例如PC机，Macintosh以及小型UNIX工作站。
计算机辅助设计CAD
计算机辅助设计(CAD)系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划。这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构。这些系统需要一些规则来指明如何装配这些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系统已经扩展可以支持地图设计，但管理和分析大型的地理数据库的工具很有限。
遥感和GPS
遥感是一门使用传感器对地球进行测量的科学和技术，例如，飞机上的照相机，全球定位系统（GPS）接收器，或其他设备。这些传感器以图象的格式收集数据，并为利用、分析和可视化这些图象提供专门的功能。由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。
DBMS数据库管理系统
数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据，其中包括地理数据。DBMS使存储和查找数据最优化，许多GIS为此而依靠它。相对于GIS而言，它们没有分析和可视化的工具。
（六）GIS简介--GIS可以做什么？
进行地理信息查询和分析
GIS搜索数据库并进行地理信息查询的能力，节约了许多公司数以百万计的美元。GIS可以：
缩短回答客户请求的时间
找到适合于开发的土地
在粮食、土壤和天气之间找寻相关关系
电气线路故障定位
房地产经纪人可以用GIS在一定的区域内寻找满足下列条件的所有房屋：瓦盖的屋顶、 五个房间，并可列出它们的所有特点。
查询可以通过增加准则来进一步细化：房价必须每平方英尺少于100美元。还可以列出这些房屋离学校在一定的距离之内。
改进机构集成
许多采用了GIS的机构发现其主要效益之一是改进了它们自己的机构和资源的管理。由于GIS具有将数据集合和地理信息链接起来的能力，促使它们之间共享和交流局部信息。通过产生可共享的数据库，一个部门可从另一个部门的工作中得到好处，这是由于数据只需采集一次，但应用多次。
由于个人和部门之间的通讯在增加，冗余被减少，生产力提高，整体组织效率改进。因此，在一个有效的公司里，用户和基本建设数据库可以集成在一起，这样，当需要进行维护时，受影响的用户会得到计算机发出的信件。
做出好的决定
一个古老的格言“好的信息导致好的决定”，对于GIS和其他信息系统来说都是正确的。然而，一个地理信息系统（GIS），并不是一个自动决策系统，而是一个查询、分析和支持作出决策处理的图件数据工具。GIS技术已经被用于帮助完成一些任务，例如：为计划调查提供信息，帮助解决领土争端，以最小化视觉干扰为原则设置路标。
GIS可以用于帮助一个新房址的选定，以使其受环境影响最小，在低风险区域，离人口聚集地近。可以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个信息，使决策者集中精力于实际的问题，而不是花时间去理解数据。由于GIS结果能够很快地获得，多个假想的结果可以被高效地评价。
制图
图件在GIS中占有重要的一席之地。GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多。她开始于数据库的创建。已经存在的纸张图件可以进行数字化，并可以把计算机兼容的信息转换到GIS中。以GIS为基础的图形数据库是可以延续的，比例尺也不受限制。图件可以以任何地点为中心，比例尺任意，使用突出效果的特殊字符有效地显示所选择的信息。
地图集和地图丛书的特征可以用计算机程序编码，并与最终的数据库产品相比较。在其他GIS中使用的数字化产品还可以来自数据库的简单拷贝。在一个大的组织机构中，地形数据库可以被其他部门用作参考构架。
5.2.1.1 系统总体功能结构
本系统以海外油气与固体矿产资源开发利用过程中涉及的各种风险为研究对象，在各种风险评估模型与评价体系的基础上，实现开发利用过程中的风险评价、可视化展示，辅助国家与企业实现“走出去”战略，为进行海外油气与固体矿产资源开发利用提供战略决策依据。系统结合W ebGIS技术、风险评价技术、数据库与数据仓库技术，构建基于.net框架下B/S模式的国外油气与固体矿产资源开发利用风险管理系统。
整个国外油气与固体矿产资源开发利用风险管理系统包括6大功能模块，分别是国家风险、运输风险、市场风险、供应风险、需求风险和系统维护（图5.1）。其中国家风险、运输风险、市场风险、供应风险、需求风险5个模块提供前台展示功能，系统维护模块主要提供系统管理功能。
图5.1 系统功能结构图
系统前台展示功能面向普通公共用户。针对5个风险模块，通过可视化技术，以多种方式展示相关的风险评估等级以及评价对象基本信息，可为用户提供直观、全面的风险评估信息，进而支持用户进行更有效的风险决策。
系统管理功能面向管理员用户，提供指标数据、基础数据、界面属性等数据的相关维护，用户权限、口令等系统参数的修改，以及数据备份和恢复管理等功能的实现（左美云等，2006），为国外油气与固体矿产开发利用风险管理系统提供比较稳定的后台支持。
整个系统基于B/S架构，根据WebGIS系统的特点与需求（周秋平，2003），上述6大功能模块在逻辑结构上按用户服务层、业务服务层、数据库服务层的3层结构构建（图5.2）。
图5.2 系统总体逻辑结构图
其中，用户服务层是用户在终端浏览器浏览的用户界面，主要提供国家风险、运输风险、市场风险、供应风险、需求风险的相关风险可视化展示功能，以及评价对象的基本信息展示功能；业务服务层是在服务器端采用基于ASP.net框架构建的各种Web服务程序，如地图服务器、模型请求服务器等，用以处理用户终端的请求；数据库服务层存储并管理空间数据、属性数据、评价指标数据、模型和图形等基础数据，挖掘有用信息，响应服务层的连接交互请求等。
5.2.1.2 国家风险模块
作为世界第二大石油消费国，我国石油进口的50%左右来自政治经济不稳定的中东、海湾地区，因此必须考虑获得可靠石油资源和与油气输出国密切相关的各种风险因素。本模块旨在通过全面分析世界各地区特别是油气输出国家敏感的政治、经济和地缘等的风险信息，构建国家风险评价指标体系，建立评价模型，并将最终结果一目了然地呈现在用户面前，为用户是否选择其作为石油进口来源提供科学依据（毛小苓等，2003）。
国家风险模块分国家风险可视化和国家风险基本信息两个子模块，其结构如图5.3所示。
（1）国家风险可视化
该模块包括能源安全视角、企业投资视角和恐怖袭击的风险可视化3个部分，除显示世界各地区特别是油气输出敏感地区的国家综合风险外，还以GIS专题图来直观地展示国家地区的政治、经济、地缘风险等级。
（2）国家风险基本信息
该模块包括国家基本信息、评价指标体系、风险因素分析和风险评价结果，它们之间以逐层深入、递进的方式为用户呈现国家风险基本信息。
图5.3 国家风险功能结构图
5.2.1.3 市场风险模块
石油市场风险模块旨在评价国际石油市场综合风险，分析国际石油市场风险的趋势；同时，实时动态地进行国际油价趋势以及油价风险分析；然后，进行石油市场风险的预测，从宏观角度为石油企业和政府提供决策支持。
市场风险模块包括5个子模块（图5.4）：石油市场系统风险评价、国际石油市场价格抓取、国际石油价格预测、石油市场风险预测与石油价格多维分析。石油市场系统风险评价将全球石油市场视为一个整体，评价石油市场的整体风险，并对比分析历次评价的风险；国际石油市场价格抓取模型选择美国能源部、华尔街日报、中国石油集团等网站定期公布的石油价格数据为对象，采取在线自动抓取的形式获得实时的国际石油价格数据，供其他风险模块调用分析；国际石油价格预测结合国际石油价格数据和国际石油价格事件等，构建相应的预测模型来预测其价格的趋势；石油市场风险预测采取VaR方法，对不同时间间隔的油气价格风险进行预测；石油价格多维分析模块则根据石油市场、油品、价格类型等多个维度对石油价格进行分析，并将石油价格数据导出供进一步分析使用。
图5.4 市场风险模块功能结构图
市场风险模块涉及大量的基础数据的收集和应用，包括汇率、石油价格、油价时间等；并具有和多个模块的接口，包括国际石油价格预测、石油市场风险预测、石油价格多维分析等模型程序。市场风险模块的数据获取和应用具有多种不同的方式，并具有多种模型接口处理方式，从而导致了市场风险模块的复杂性和重要性。
（1）石油市场系统风险评价
石油市场系统风险评价功能包括石油市场基础数据、石油市场系统风险评价方案及石油市场评价结果等管理（图5.5）。其中，石油市场基础数据管理包括国际石油交易所、石油市场资源链接、国际油价事件和市场数据的信息收集、分类、整理及展示。
图5.5 石油市场系统风险评价功能结构图
1）基础数据管理。
A.国际石油交易所。国际石油交易所提供全球主要的5个石油交易所信息，包括交易所简介和地理分布。主要交易所包括美国纽约商品交易所、伦敦国际石油交易所、东京工业品交易所、新加坡交易所和上海期货交易所。
B.石油市场资源链接。石油市场资源链接提供了互联网上和石油市场研究相关的丰富资源链接，这些资源如表5.1所示。
表5.1 石油市场资源链接
C.国际油价事件。国际油价事件提供国际已经发生过的对油价有重大影响的事件，包含消息来源、事件时间、事件类型及事件概况。这些事件一方面供系统用户直接查询；另一方面可以在国际石油价格预测中作为油价的影响因素直接供油价预测模型调用。表5.2列出油价事件的典型来源，表5.3列出系统中所提供的油价事件类型。
表5.2 油价事件的来源
表5.3 油价事件类型
D.市场数据。市场数据提供包括外汇汇率、国际石油价格和油价的多维分析等在内的市场基础数据。
外汇汇率包括下面几种汇率数据：美元综合指数、欧元对美元现货交易汇率数据和美元对卢布汇率数据。
石油价格包括多个石油交易市场、多个石油品种、多种现货和期货价格类型和价格单位，各项数据属性的范围见表5.4。
表5.4 石油市场相关数据
除此之外，还有来自美国期货管理委员会（CFTC）的交易数据，用于评价纽约商品交易所（NYMEX）的油气交易系统风险状况。
2）评价方案管理。
评价方案管理主要对影响石油市场系统风险的评价体系和评价方法进行管理，其评价体系包括国际石油期货市场投机程度、典型石油价格结算货币的汇率波动程度、石油市场需求风险、石油供应风险。
3）风险评价结果管理。
风险评价结果管理是基于指标方案对整个石油市场系统风险评价结果的管理。为了对比分析历史评价结果，当用户进入评价结果显示页面的时候，系统自动将历史评价结果以曲线图的形式显示出来，方便用户对国际石油市场系统风险的走势进行判断，辅助用户进行系统风险评价。
（2）国际石油价格数据在线抓取
国际石油价格数据在线抓取是市场风险模块的一个重要组成部分。国际石油价格数据来源主要以美国能源部和华尔街日报为主，以中石油网站的数据为补充。对国际石油价格数据的抓取选择任务设定的方式来实现，每次任务执行的时候程序自动链接相应网站，下载油价数据，经过清洗转换后上载到中心数据库，并记录详细的抓取日志记录。
（3）石油市场价格预测
石油市场价格预测基于油价基础数据和事件数据，对不同市场、不同油品和不同价格类型，选择不同的时间长度及频度进行预测，并采取直观的走势图形式进行展现，要求内嵌到市场风险模块中，采取ActiveX 插件形式完成。
（4）石油市场风险预测
石油市场风险预测旨在基于一系列油品价格，设定不同的参数，通过采取VaR计算方法来预测不同周期内的油价风险值。
石油市场风险预测模型属于单独开发的程序模块。与油价预测不同，由于风险计算过程的复杂性，不采取嵌入ActiveX的方式来集成该模型。对石油市场风险模型程序，采取独立运行的方式，但模型输入和输出的数据与系统其他模型具有交互。模型输入来源于在线抓取模块获得的数据进行转换之后形成规范化的数据，模型运行结果存储到中心数据库，保存模型运算结果。
（5）石油价格多维分析
石油价格作为多维型数据，具有良好的按维度归并特征，可以采取多维分析的形式对石油价格进行分析。分析所采取的维度有油品、交易市场、价格类型（现货、多种期货合约）、单位类型等，对油价进行包括两维表、级联表、线图、比例图、雷达图等在内的表达，并且可以将分析结果直接导出为Excel等格式，方便用户进行进一步的分析。
5.2.1.4 供应风险模块
供应风险模块功能结构如图5.6所示，包括基本信息管理、供应风险指标体系管理、供应风险可视化和供应风险评价结果管理四大功能。
（1）基本信息管理
基本信息管理主要对供应风险展示所需的基本数据信息进行管理。
（2）供应风险指标体系管理
供应风险指标体系管理模块从全球油气资源储量、勘探开发、生产和库存风险，以及其他影响海外油气供应的不确定性因素这几方面，对供应风险的指标体系进行管理。供应风险指标体系管理又包括国家供应风险指标管理和区块供应风险指标管理，分别从国家层面和区块层面对供应风险的指标进行管理。
图5.6 供应风险模块功能结构图
国家供应风险指标管理包括资源储量不确定性评价模块、勘探开发风险评价模块、生产和库存不确定性评价模块和影响海外油气的其他不确定性评价模块。
区块供应风险指标管理包括资源储量不确定性评价、勘探开发风险评价、影响海外油气的其他不确定性评价3个小模块。
（3）供应风险可视化
供应风险可视化可以将不同地区的供应风险通过GIS技术直观展示。
（4）供应风险评价结果管理
供应风险评价结果管理可以对供应风险的评价结果进行一系列的操作，主要实现供应风险评价结果的输入、查询和维护。
5.2.1.5 需求风险模块
需求风险模块功能结构如图5.7所示，包括需求风险可视化、需求风险指标体系管理、基本信息管理和需求风险评价结果管理。
图5.7 需求风险模块功能结构图
（1）需求风险可视化
需求风险的可视化对要分析的数据和情况用GIS系统直观展示，例如说能源需求、石油需求、天然气需求，以及需求结构等。
（2）需求风险指标体系管理
需求风险指标体系管理，需要对影响需求风险的各个因素指标进行管理。需求风险指标体系管理包括经济指标评价、人口指标评价、政策指标评价和技术指标评价4个方面。
经济指标评价根据经济总量、经济增长速度、产业结构和产业结构变化率来考虑经济对需求风险的影响。
人口指标评价从人口数和人口自然增长率两方面来评价人口对需求风险的影响。
政策指标评价从气候政策、财税政策和技术政策三方面来评价不同国家的不同政策的影响。
技术指标评价从能源利用效率、能源利用效率变化率、能源结构、能源价格、能源价格变化率和能源替代技术这几个方面对技术进行评价。
（3）基本信息管理
基本信息管理主要对需求风险展示所需的基本数据信息进行管理。
（4）需求风险评价结果管理
需求风险评价结果管理是对需求风险的评价结果进行一系列的操作，主要实现需求风险评价结果的输入、查询和维护。
5.2.1.6 运输风险模块
运输风险模块功能结构如图5.8所示，包括港口风险管理、航线风险管理、承运风险管理及海盗袭击风险管理4个子模块。
图5.8 运输风险功能结构图
（1）港口风险管理
港口风险管理包括港口指标选择、港口方案评价及风险评价结果的管理。
港口指标选择管理从港口所属国家、港口吞吐量、港口仓储能力、港口安保能力及输油管最大直径等方面考虑，建立相关指标体系，并对其进行增加、修改和删除。
港口方案评价管理是通过建立的风险指标体系，选择评价方法，将港口风险进行分级管理。
风险评价结果管理是对港口风险评价指标及评价方案所得结果的管理。一方面，通过GIS技术对港口风险评价结果进行可视化，其中港口图标的不同颜色代表港口的风险值，不同大小代表港口的吞吐量；另一方面，可以对评价结果进行导出，提供风险分析报告。
（2）航线风险管理
航线风险管理包括航线指标选择、航线方案评价及风险评价结果的管理。
航线指标选择管理从航线事故率、穿越风险节点数及航程海里等方面考虑，建立相关评价体系，并对其进行增加、修改和删除。
航线方案评价管理是通过建立的风险指标体系，选择评价方法，将航线风险进行分级管理。
风险评价结果是对航线风险评价指标及评价方案所得结果的管理。一方面，通过GIS技术对航线风险评价结果进行可视化，其中航线图标的不同颜色代表航线的风险值，不同粗细代表航线的运力；另一方面，可以对评价结果进行导出，提供风险分析报告。
（3）承运风险管理
承运风险管理包括承运指标选择、承运方案评价及风险评价结果的管理。
承运指标选择管理从油轮归属、油轮平均吨位、本国油轮承运份额及船运公司安全系数等方面考虑，建立相关评价体系，并对其进行增加、修改和删除。
承运方案评价管理是通过建立的风险指标体系，选择评价方法，将承运风险进行分级管理。
风险评价结果是对航线风险评价指标及评价方案所得结果的管理。一方面，通过GIS技术对承运风险评价结果进行可视化；另一方面，对评价结果进行导出，提供风险分析报告。
（4）海盗袭击风险管理
海盗袭击风险管理包括海盗袭击数据及风险结果的管理。
海盗袭击数据管理是收集国际海事局各年各海盗区域的海盗袭击事件次数，并对其进行增加、修改和删除。
风险结果管理是基于海盗袭击数据来源，通过GIS技术实现海盗袭击分布的可视化管理。
5.2.1.7 系统维护模块
系统维护模块主要包括风险评价和系统管理两个子模块。
（1）风险评价子模块
风险评价子模块针对国家风险、运输风险、市场风险、供应风险和需求风险，对评价过程中涉及的评价方案、评价方法和评价结果进行管理（图5.9）。
其中，评价方案管理实现对不同风险评价方案的指标数据进行管理，主要包括已有评价方案的修改维护和新评价方案的增加。而评价方法管理实现对已有的评价指标进行权重审核和权重维护。此外，评价结果管理包括评价结果的维护和评价结果的展示。
（2）系统管理子模块
系统管理子模块包括数据和模型的管理以及系统运行管理两大功能（图5.10）。数据和模型的管理，利用计算机和各种开发工具对系统的数据进行抓取、抽取、存储、处理和应用，以及对数据模型的设计、数据的导人、数据的运算和数据的导出。系统运行的管理负责系统的正常运行与维护，包括操作日志、系统参数和权限设置等管理。
图5.9 风险评价功能结构图
图5.10 系统管理功能结构图
1）数据和模型的管理。
数据和模型的管理模块包括基础数据管理、油价数据管理和图库管理，每个管理模块又包括若干细分子功能（图5.11）。
图5.11 数据和模型的管理
基础数据管理实现对风险查询中所涉及各种对象基本属性值进行维护，包括基础数据录入和基础数据维护。油价数据管理模块实现对美国能源部、中石油、《华尔街日报》三大来源数据的动态抓取，并对它们进行数据清洗、数据转换，然后再上载到中心数据库，同时实现对油价事件的网页抽取。图库管理主要是实现对系统所有图片的集中式管理，主要包含已有图片的维护和新增图片的维护。
2）系统运行的管理。
系统运行的管理功能包括系统参数管理、系统权限管理、日志的管理和系统负载统计管理。其中，系统日志的管理又包括操作日志的管理、油价处理日志的管理和模型运行日志的管理（图5.12）。
系统参数管理对系统相关参数进行设置，包括数据抓取失败次数阈值的设置，数据抓取间隔时间的设置，以及数据保存路径的设置等。
图5.12 系统运行的管理
系统权限的管理是对登录系统前，后台用户权限的管理（徐启等，2005）。
系统日志管理的目的，是便于今后相关问题的查错，包括操作日志的管理、油价处理日志的管理和模型运行日志管理。
系统的负载统计管理负责统计在一定时间内，用户对某个或某些模块的访问量。
近期有消息传来，北斗系统，就在2022年底以前卫星导航定位基准站全面接收北斗三号数据，相关产业链将迎来爆发，超图软件属于是国内领先的地理信息系统平台软件供应商，也将会受益匪浅，这只股票是否优秀，有没有投资的必要呢，下面我来全方位讲解下。在开始分析超图软件前，我整理好的计算机应用行业龙头股名单分享给大家，点击就可以领取：宝藏资料！计算机应用行业龙头股一栏表
一、从公司角度来看
公司介绍：北京超图软件股份有限公司主营地理信息系统相关软件技术研发与应用服务，下面，形成了基础软件、应用软件、云服务三大GIS业务块板，并且，建造了生态伙伴体系，通过1000余家生态伙伴为数十个行业的政府和企事业单位信息化全面赋能。该公司产品，被评为地理信息科技进步奖唯一特等奖、国家科技进步奖二等奖等诸多奖项，技术实力是很不错的。
简单带大家了解了超图软件后，下面通过介绍超图软件的亮点，分析一下它值不值得投资。
亮点一：与科技巨头合作，上升空间大
最近这几年来，超图软件与华为、阿里、腾讯等科技巨头签署协议，依托科技巨头针对于整体解决方案、销售、技术等多方面的亮点，推进GIS产品在不同情景的应用。2020年，超图与腾讯地图保持着深度合作关系，还与阿里云合作关于郑州大脑时空云平台的项目，还与华为合作共同公布了基于鲲鹏的城市信息模型基础平台，并与华为云成功订立了合作协议，参与了华为鲲鹏生态计划。
亮点二：GIS软件国产龙头，优势明显
超图软件多年以来一直努力研究GIS相关软件技术与应用服务，在全球上是第三大、亚洲第一大GIS软件厂商。最近几年来，超图软件一直在完善GIS技术体系，在跨平台GIS、二三位一体化GIS以及云端GIS等方面掌握了长久的差异化优势，不断改革进行创新。同时超图软件已建立起超过1000名合作伙伴的生态网络，使得信创领域的竞争优势越来越大。由于篇幅受限，更多关于超图软件的深度报告和风险提示，我整理在这篇研报当中，点击即可查看：【深度研报】超图软件点评，建议收藏！
二、从行业角度看
GIS基础软件是地理信息相关应用的前提，地理信息产业被认定为是国家战略新兴产业，在国土资源、军工、气象环境、智慧城市等多个重要行业运用十分广泛，与信息安全、国家安全关系密切，实现GIS基础软件乃至应用软件全面国产化大势所趋。
2021年是"十四五"开局之年，政府出台了一系列数字化转型、信创、新基建等相关政策指导，聚焦自然资源确权登记、新型智慧城市建设、国土空间规划等多个重要领域，规范并引导GIS行业从二维向三维升级，下游下游的企业事业单位等的需求迅速增加，GIS产业将具有良好的发展前景。
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应答时间：2021-11-29，最新业务变化以文中链接内展示的数据为准，请点击查看
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代以来随着电子计算机技术的发展及其广泛应用，在地理学中发展起来的一种新的工作手段和方法。该学科是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科，它是计算机科学、遥感技术、信息工程和现代化地理学理论与方法的有机结合，是它们应用的进一步延伸和发展，是地理学的又一新进展。
一、地理信息与地理信息系统
地理信息是指表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。从地理数据到地理信息的发展，是人类认识地理事物的一次飞跃。地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等是最大的地理信息源。地理科学的一个重要任务就是迅速地采集到地理空间的几何信息、物理信息和人为信息，并适时地识别、转换、存储、传输、再生成、显示、控制和应用这些信息。
地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志。地理信息的这种定位特征，是通过经纬网或公路网建立的地理坐标来实现空间位置的识别；地理信息还具有多维结构的特征，即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体型之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能，也为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供了方便。地理信息的时序特征十分明显，因此可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）等。地理信息的这种动态变化的特征，一方面要求地理信息的获取要及时，并定期更新；另一方面要从其自然的变化过程中研究其变化规律，从而作出地理事物的预测与预报，为科学决策提供依据。认识地理信息的这种区域性、多层次性和动态性变化的特征对建立地理信息系统，实现人口、资源、环境等的综合具有重要意义。
地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。因此，地理信息系统具有以下三个方面的特征：
（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。
（2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，并能产生高层次的地理信息。
（3）由计算机系统支持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，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；计算机系统的支持是GlS的重要特征，它能使GIS得到快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析。
二、GIS的组成部分
地理信息系统是一种计算机技术系统，它由信息输入、存储、数据的分析处理和信息的输出等基本部分组成，并在计算机软、硬件支持下运行工作。各种组成在GIS中所起的作用不同，可以分为五个组成部分：
（1）计算机硬件：指GIS所需要的基本设备。这些设备用来存储、处理和显示。对象主要是数字地图或数字图像数据。
（2）计算机软件：包括机器运行所需的各种程序及有关资料，如操作系统、编译程序、汇编程序、专用程序、GIS数据库管理系统、各种分析程序及使用分册、说明等。主要作用是完成各种GIS应有的操作。
（3）数据：GIS研究所需要的各种地理空间数据，包括数字化了的地图数据、经过数字转换的图像数据、分析用的统计数据等等。
（4）过程：GIS工作时，为了得到问题的解答而执行的一步一步的动作。不少系统在执行时，为了方便用户使用目录选择方式，又称作点“菜单”方式，作哪个动作就点哪项；也有的系统使用命令方式，根据用户需要打入命令，由系统完成，可以一个命令做一个动作，也可以一个命令完成一系列动作，也就是命令过程。
（5）专家：了解GIS，知道怎样使用系统，这是最重要的。有些系统不能被人完全了解，因而不能发挥出全部作用，更不能进一步发展系统。创造GIS的工作量很大，常以“人年”作为计量工作的单位。
三、GIS的类型
（1）专题地理信息系统：是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务，如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。
（2）区域地理信息系统：主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。可以有不同规模，如国家级的、地区或省级的、市级或县级等为各不同级别行政区服务的区域信息系统，也可以按自然分区或流域为单位建立区域信息系统。区域信息系统如加拿大国家信息系统、美国橡树岭地区信息系统、圣地亚哥县信息系统、中国黄河流域信息系统等。
（3）地理信息系统工具：它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。它们或者是专门研究的，或者是在完成实用地理信息系统后抽去具体的区域或专题的地理空间数据后得到的。这些软件适于用来作为地理信息系统支撑软件，以建立专题或区域性的实用性地理信息系统，也可以作教学软件。由于地理信息系统设计技术较高，而且重复编辑比较复杂的基础软件也造成人力的极大浪费，因此采用地理信息系统工具，无疑是建立实用地理信息系统的一条捷径。
四、资源与环境研究中的GIS
进入21世纪，中国的GIS事业发展迅速，GIS的作用日益被大众所认识，并蓬勃应用到各种领域中。人类正在进入以信息技术和空间技术应用为特征的新型信息时代。作为新兴技术科学的地理信息系统，从20世纪80年代末期以来已成为最活跃的信息产业之一。它涉及到GIS软件、硬件、数据、遥感与航空摄影、制图、野外数据采集、数据交换、系统集成和咨询等内容。其中，软件是GIS的技术核心，而从事软件开发和系统集成的公司或机构则往往成为GIS产业的主体。
早期GIS主要应用于自动制图、设施管理和土地信息系统（LIS），后来逐步扩展到资源与环境管理、森林清查、城市规划、市政管理、灾害监测与预测、科学研究和军事战略等众多领域。随着GIS技术的成熟，数据积累和应用环境的改善，它的应用范围不断扩展，应用程度不断深化。GIS在资源与环境研究中的应用主要表现在以下几个方面：
1.资源清查与管理
资源的清查、管理和分析是GIS应用中趋于成熟而重要的领域，包括土地资源、森林资源和矿产资源的清查、管理，土地利用规划，野生动植物的保护等。资源清查是地理信息系统最基本的职能，这时系统的主要任务是将各种来源的数据汇集在一起，并通过系统的统计和覆盖分析功能，按多种边界和属性条件，提供区域多种条件组合形式的资源统计和资源状况分析，为资源的合理开发、利用和科学管理提供依据。
以土地利用类型为例，可以输出不同土地类型的分布和面积，按不同高程带划分的土地利用类型、不同坡度区内的土地利用现状、不同岩性引起的土地利用差异以及不同时期的土地利用变化等，为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据。又如中国西南地区国土资源信息系统，设置了三个功能子系统，即数据库系统、辅助决策系统、图形系统。资源数据存储了1500多项300多万个。该系统提供了一系列资源分析与评价模型、资源预测预报及西南地区资源合理开发配置的资料。可绘制草场资源分布图、矿产资源分布图、各地县产值统计图、农作物产量统计图、交通规划图、重大项目规划图等不同内容的专业图件。
2.区域与城镇规划
城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题，它涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置以及城市环境动态监测等。这些规划功能的实现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多元信息的叠加处理、空间分析方法和网络分析功能等作为保证的。中国大、中型城市很多，根据加快中心城市的规划建设，加强城市建设决策科学化、现代化的要求，利用地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具，具有十分重要的意义。
3.环境灾害监测
利用GIS方法和多时相遥感数据，可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和灾情损失的估算，为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息，例如据中国大兴安岭地区的研究，通过普查分析森林火灾实况，统计分析十几万个气象数据，从中筛选出气温、风速、降水、温度等气象要素、春秋两季植被生长情况和积雪覆盖程度等14个因子，用模糊数学方法建立数学模型，建立微机信息系统的多因子的综合指标森林火险预报方法，对预报火险等级的准确率可达73%以上。又如黄河三角洲地区防洪减灾信息系统，在ARC/INFO地理信息系统软件支持下，借助于大比例尺数字高程模型，加上各种专题地图，如土地利用、水系、居民点、油井、工厂排放工程设施及社会经济统计信息等，通过各种图形叠加、操作、分析等功能，可以计算出若干个泄洪区域及其面积，比较不同泄洪区域内的土地利用、房屋、财产损失等，最后得出最佳的泄洪区域，并制定整个泄洪区域内的人员撤退、财产转移和救灾物资供应等的最佳运输线路。
4.环境保护及管理
GIS技术也是进行环境评价、环境规划管理的有力工具。其内容包括：环境监测和数据收集，建立基础数据库和环境动态数据库，建立环境污染的有关模型，提供环境管理的统计数据和报表输出，环境作用分析和环境质量评价，环境信息传输和制图等。
环境管理涉及人类社会活动和经济活动的一切领域，一个大中型城市每年收集和监测的环境数据可能多达100万个，对如此大量的数据，应使其有效地为环境管理决策及其他用途服务。一个地方环境管理信息系统的功能有：为环境管理部门提供数据和信息系统存储方法——基础数据库系统；提供环境管理的数据统计、报表和图形编辑方法；建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持；提供环保部门办公软件；提供信息传输的方法和手段。
例如，上海市环境管理雅息系统具有如下主要特征：①建立了动态数据库，可存储环境监测数据（如包括污染源和环境质量）和其他有关数据（如环境标准、水文、气象等），对大多数环境管理功能来说，实现了数据共享；②面向环境质量管理，可以对环境质量状况的统计、评价、预测、规划以及其他管理提供支持；③为实现面向污染源的污染控制管理提供支持，可以实现排污收费、排污许可证制度的管理；④为便于用户使用，系统设计一个界面友好的窗口菜单系统，使用方便，可以提供不同形式的输出，包括屏幕显示、表格打印、图形绘制、磁盘输出等，还预留了远程通讯接口。
5.宏观决策
GIS利用有效的数据库，通过一系列决策模型的构建和比较分析，可为国家或区域的宏观决策提供科学依据。例如GIS支持下的土地承载力的研究，可以解决土地资源与人口容量的规划。中国在三峡地区研究中，通过利用地理信息系统和机助制图的方法等多种功能建立了环境监测系统，为三峡宏观决策提供了建库前后环境变化的数量、速度和演变趋势等可靠依据。又如，通过水土流失监测系统数据库中的水土流失强度、地质岩性、坡度及其他资源与环境的相关数据进行分析研究，利用图形叠置等功能和变化的规律模型，可以进行水土流失的预测，为水土保持方案的编制及实施生态环境治理等提供坚实的数据基础，为宏观决策提供依据。
