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地理系統

發布時間: 2021-11-11 01:42:07

地理信息系統軟體有哪些

軟體主要包括以下幾類:操作系統軟體 、資料庫管理軟體 、系統開發軟體 、GIS 軟體,等等。 GIS軟體的選型,直接影響其它軟體的選擇,影響系統解決方案,也影響著系統建設周期和效益。

地理信息系統是能提供存儲、顯示、分析地理數據功能的軟體。主要包括數據輸入與編輯、數據管理、數據操作以及數據顯示和輸出等。作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術和學科,得到了廣泛關注和迅猛發展。

(1)地理系統擴展閱讀

開發方法:

1、集成式GIS,優點是各項功能已形成獨立的完整系統;缺點是系統復雜、龐大,成本較高,並且難於與其他應用系統集成。

2、模塊化GIS,具有較強的工程針對性,便於開發和應用。

3、組件式GIS,具有標準的組件式平台,各個組件不但可以進行自由、靈活的重組,而且具有可視化的界面和使用方便的標准介面。

4、WebGIS,未來的WebGIS將是基於COM/AetiveX或COBRA/Java開發的分布式對象GIS系統。

㈡ 地理上 什麼是高壓系統 低壓系統

1、高壓系統

反氣旋是指中心氣壓比四周氣壓高的水平空氣渦旋,也是氣壓系統中的高壓。

影響:由於反氣旋中的空氣向四周輻散,形成下沉氣流。因此,反氣旋控制本市時,一般天氣都比較好。冬季多晴冷天氣,夏季多晴熱高溫天氣,春秋兩季多風和日麗、秋高氣爽的天氣。

2、低壓系統

氣旋(cyclone),指北(南)半球,大氣中水平氣流呈逆(順)時針旋轉的大型渦旋。在同高度上,氣旋中心的氣壓比四周低,又稱低壓。

影響:由於氣流從四面八方流入氣旋中心,中心氣流被迫上升而凝雲致雨,所以氣旋過境時,雲量增多,常出現陰雨天氣,即氣旋雨。在鋒面天氣系統中,無論冷鋒還是暖鋒,鋒面上方的暖氣團都是沿鋒面抬升的,都將形成有雲和降水的天氣,即鋒面雨。

當兩種系統結合在一起形成鋒面氣旋後,將輻合成更強烈的上升氣流,天氣變化將更為劇烈,往往會產生雲、雨甚至造成暴雨、雷雨、大風天氣。

(2)地理系統擴展閱讀

研究史

早在19世紀60年代,人們就發現並開始研究溫帶氣旋的結構和活動規律。英國氣象局首任局長R.菲茨羅伊,根據H.W.多沃的見解和自己在航海過程中所積累的資料,於1863年首次提出溫帶氣旋和反氣旋地區的地面氣流結構。

1878年,R.艾伯克龍比結合氣壓場給出了一個氣旋天氣圖模式,將氣壓形勢和天氣結合在一起。20世紀初期,英國氣象學家N.肖提出了反映氣旋中氣流切變和風暴特徵的氣旋模式,並將降水分布同氣流聯系起來。

1918年和1921年,挪威學者J.皮耶克尼斯和H.索爾貝格提出了新的氣旋模式和氣旋生命史模式,首次將氣團、鋒、氣壓場和天氣分布有機地結合在一起。挪威學派的這些成果,一直被氣象界廣泛採用。

30年代,J.皮耶克尼斯和芬蘭學者E.H.帕爾門等,根據高空探測資料,對溫帶氣旋和鋒面的三維結構作了很多研究。40年代末至50年代初,帕爾門進一步將氣旋族和長波聯系起來,確定了溫帶氣旋和高空大氣長波的關系。

這些結論,已為60年代的衛星雲圖所證實。氣旋分類的方法很多,通常按氣旋形成和活動的主要地區或熱力結構進行分類。按地區不同,可分為溫帶氣旋、熱帶氣旋和極地氣旋性渦旋(見極地氣象學)等;按熱力結構的不同,可分為冷性氣旋和熱低壓等。

溫帶氣旋大多數屬鋒面氣旋。熱帶氣旋和地方性熱低壓屬暖性低壓。發生在熱帶洋面上強烈的氣旋性渦旋,當其中心風力達到一定程度時,就稱為台風或颶風;當其移入溫帶後,將逐漸具有溫帶氣旋的特色。

㈢ 地理系統演化

4.8.1 地理系統演化過程的動力機制

地理系統演化過程的動力來源主要包括4個方面,即來自固體地球內部的內營力、來自大氣圈和水圈的外營力、生物作用以及人類活動。在地理系統形成與演化過程的不同歷史時期,各種動力作用的過程及其表現形式各不相同。

在原始地理系統形成的初級階段(主要指太古宙),由於原始的大氣圈、水圈尚在形成階段,促使系統形成和演化的源動力主要是來自於固體地球內部的內營力。當大氣圈和水圈形成以後,地理系統的演化過程開始受內營力和外營力的共同作用與影響。從作用方式來看,內營力的作用方式主要表現為地震活動、火山爆發、岩漿活動、變質作用等,其作用結果表現為地殼的抬升和下降、大陸的分離和重新組合,以及固體岩石結構、構造或化學成分的變化等;而外營力作用的方式主要表現為分化作用、地面流水作用、地下水作用、冰川作用、海水作用、湖水和湖沼的作用等,其作用結果表現為侵蝕、搬運、沉積及地表物質結構、構造或化學成分的變化。內、外營力的共同作用為各類不同生物的生存創造了必要的地理環境,在外界能量(太陽能)輸入的條件下,生命過程也開始了,通過漫長的生物進化過程,在地球表面又形成了生物圈。當地球上出現生物以後,地理系統的演化除了受到內營力和外營力的控制和影響外,還受到來自於生物圈的生物作用。生物作用對地理系統的演化有著不可忽視的影響,譬如,微生物及自然生態系統中其他還原者使土壤圈中的成土過程大大加速,從而為森林及其他植被的生長提供了良好的土壤環境,而大面積原始森林的出現,又使大氣中的氧氣大量增加,氣候環境得到改善,從而為人類的產生和發展創造了優良的條件。

在地球史上,人類的出現是較晚的事情,但是人類活動卻是地理系統演化過程的一個重要的動力來源,它對於地理系統的演化起著重要的作用。可以說,如果沒有人類活動,則地理系統演化的結果絕對不會出現今天的格局,就不會有今天的人文地理環境(系統)。就人類活動的性質來看,它既不同於內、外營力作用過程,也不同於生物作用過程。在人類產生的初期,人類活動只是機械地適應自然,更多地體現了人的自然屬性,這個時期,人類活動對地理系統演化的影響並不十分顯著。但是,隨著人類生產力水平的提高,人類具備了改造自然的能力,並且隨著科學技術的進步,這種改造自然的能力越來越強大,從而使人類活動更多地具有目的性、能動性和社會性的特點。人類活動的參與,使自然的地理系統演化過程發生了改變,原來由純自然要素構成的自然地理系統,由於人類活動的干擾和影響,已被深深地打上了人類活動的烙印,今天我們所看到的一切地理景觀都是經過人類活動改造的景觀,就是在高山、極地、海洋底部也留下了人類的足跡。

目前,隨著人類活動范圍的擴大、活動強度的增加,人文地理系統的內涵(構成要素)愈來愈豐富,其結構也愈來愈復雜。然而,人類活動所引起的地理系統演化過程是具有繼承性的。人類活動對地理系統的改造是在內、外營力作用過程、生物作用過程的基礎上進行的,人類活動雖然能夠部分或局部地改變來自於大氣圈、水圈的外營力作用過程和來自於生物圈的生物作用過程,但卻不能改變來自於固體地球內部的內營力作用過程和來自於地球外界的太陽能輸入過程。

4.8.2 地理系統演化過程的自組織途徑

地理系統的演化過程,就是通過與外界環境的物質和能量交換以及子系統的相互干擾作用,經歷著從無序的混沌狀態轉換為有序結構,然後再周而復始的一種過程。地理系統演化過程的機理就是這種自組織機制。譬如,地質史上泛大陸的形成與分離過程,冰期與間冰期的交替出現過程,以及地表生物群落的演替過程和地域結構的形成與演化過程等等,都是地理系統的自組織過程。在地理系統的演化過程中,自組織途徑主要有以下兩條。

(1)控制參量的變化引起自組織

控制參量的變化可以分為緩慢變化和突變兩種情形。當外界環境對系統的作用緩慢發生時,即系統的控制參量逐步改變,系統逐漸接近於發生質變的臨界點時,系統就會從舊態變為新態。尤為引人注意的是,在控制變數的緩慢變化引起自組織的過程中,在臨界點上,外界環境對系統的作用並未改變,但系統卻發生了質變。而且,環境向系統輸入的能流、物流並不是有序的固定量,而是無規則的,但系統卻「創造」出了某種有序結構。譬如,在遠古代時期,隨著大氣中含氧量的逐漸增加,生物對環境的適應能力也隨之逐漸變化,當大氣中氧氣的濃度達到0.1%(自阻止的臨界點)的時候,厭氧生物就轉化為喜氧生物,使生物圈經歷了一次自組織,從而對地理系統的演化過程產生了深刻的影響。另一種情形是控制參量的突變,即突發性變化引起自組織。這種自組織過程在地理系統的演化過程中也是經常發生的,譬如,地震、火山的爆發等都是由於來自於固體地球內營力的突發性變化所引起的。

(2)系統要素的質與量的變化引起自組織

地理系統是由眾多的地理要素構成的,當某一地理要素發生質變時,系統本身也要發生變化,在一定的條件下就會發生自組織現象。一方面,一部分要素會離開系統,而某些新要素會進入系統,這就從本質上改變了地理系統要素的質的構成;另一方面,可能是由於諸要因素內部的原因,即是說任何要素由於內部矛盾終究要轉變為另一種東西。

1)要素數目的變化引起自組織。地理系統要素數目的變化會使系統在宏觀上產生一種全新的行為,這已是眾所周知的事實。這里所要強調的是地理要素數目的增加為所出現的自組織模式數目的增加提供了可能性。也就是說當地理要素增加時,地理系統可能出現的狀態個數也會增加。

2)要素運動量的變化引起自組織。例如,山間物質經過侵蝕搬運,形成沖積扇;人口的定向擴散形成城鎮聚落等。地理系統的這種變化,從本質上講,是與地理要素運動量的變化有關。任何地理要素運動量的變化會引起各要素的重新排列,並在一定條件下形成自組織。

在地理系統的演化過程中,上述幾種自組織方式通常相互交織,聯合作用,從而規定和影響著整個系統的自組織過程。

4.8.3 地理系統演化過程的熵標志

為了建立地理系統的熵的概念,許多學者從不同的途徑作了一些具有十分有益的嘗試性工作。其中,一條途徑就是從熵概念產生的源出發,建立地理系統的「熱力學熵」。首先,地理學家們從物質擴散和能量運動的角度,將地理系統與熱力學系統作了比較,其結果表明,地理系統與熱力學系統有著驚人的相似。就地球表面的物質擴散過程而言,其發生的機理與熱傳導過程有著驚人的相似。地貌學家的研究表明,地貌發育過程完全可以用熱傳導方程描述:

耗散結構、自組織、突變理論與地球科學

式中:H(x,y,t)為地表的高度,它是地平面坐標(x、y)及時間坐標t的函數;f(x,y,t)為地球內動力的作用,它相當於熱傳導過程中的熱源項。據此,地貌學家將地貌參數與熱力學參數相類比,如熱力學場是由溫度T和熱量Q來表現,而地貌場則可以類似地用高度H和質量M來表現,即:T←→H,dQ←→dM,進而地貌系統的熵被定為

耗散結構、自組織、突變理論與地球科學

總之,通過與熱力學系統相似性的類比,揭示了地理系統的「熱力學本質」,並建立了地理系統的熱力學熵的概念,從而證明了地理系統演化過程的熵標志具有「時間之矢」的特性,為地理學家運用耗散結構理論、協同學理論等研究地理系統的演化過程提供了依據。

㈣ 什麼是地理信息系統

地理信息系統有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息有多種來源和不同特點,地理信息系統要具有對各種信息處理的功能。從野外調查、地圖、遙感、環境監測和社會經濟統計多種途徑獲取地理信息,由信息的採集機構或器件採集並轉換成計算機系統組織的數據。這些數據根據資料庫組織原理和技術,組織成地理資料庫。地理資料庫是系統的核心部分。庫中各種地理數據通常以多邊形(矢量)方式和網格(光柵)方式進行組織。多邊形作為區域的基本單元可以是某一級行政、經濟區劃單位,或某一地理要素的類型輪廓,它是由地理要素的專題信息(如類型代碼)和幾何信息(多邊形邊界的x、у坐標值及其拓撲信息)構成(見多邊形數據系統)。

網格方式對某一區域按地理坐標或平面坐標建立規則的網格,並對每個網格單元按行、列順序賦於不同地理要素代碼,構成矩陣數據格式(見網格數據系統)。為了實現數據資源的共享和互換,地理資料庫必須做到數據規范化和標准化,並有效地對各種地理數據文件進行管理,實現對數據的監控、維護、更新、修改和檢索。地理數據通過軟體的處理,進行分析計算,並加以顯示。顯示的方式有地理圖、統計表和其他形式。

㈤ 地理信息系統是什麼

顧名思義,地理信息系統是處理地理信息的系統。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關的信息,又常稱為空間信息。一般來說,GIS可定義為:"用於採集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術"。從GIS系統應用角度,可進一步定義為:"GIS由計算機系統、地理數據和用戶組成,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理決策服務"

㈥ 地理系統

(1)地理系統是一個開放系統

地理科學研究地理系統的模型有孤立系統、封閉系統、開放系統三類。相比之下開放的地理系統具有「活」性,更具有普遍意義。開放性是地理系統的首要特性,耗散結構理論引入「地理熵」(geography entropy)剖析地理系統的這一特性。假定地理系統各要素間有n種組合,第i種組合的概率為Pi,則地理熵S定義為:

。式中K為波爾茲曼常數。如果地理系統內各要素有組合的最大任意性,則每種組合的概率相等,Pi=1/n,地理熵取最大值,這時地理系統最無序,最對稱;若組合有最小任意性,則地理熵取最小值,地理系統最有序。然而,真實的地理系統熵值並非定取最大或最小值,而是表現出極為復雜的總熵變dS=diS+deS。式中diS表示地理系統的熵產生,diS>0,deS表示地理系統與外界交換能量物質和信息引起的熵流,其值可正可負。當deS<0,且∣deS∣>diS時,dS<0,只要系統的負熵流逐漸增加,總熵變就逐漸減少,地理系統就會逐漸地由無序轉向有序。可見,地理系統耗散結構的形成及進化過程正是靠因開放而不斷地向其內輸入低熵能量物質和信息,產生負熵流而得以維持。這里低熵能量物質和信息的傳輸和流轉藉助「麥克斯韋爾」(Maxwell demon)來調控和獲得。只要留神便可注意到,地理系統中無論是非生物過程,還是生物過程,都疊加著人文過程,立即就可發現地理系統諸因素中的人是調控功能最強的「麥克斯韋爾」。人具有識別和獲取食物、燃料、礦物等低熵物質和各種低熵信息、並將其集中形成更有序、熵更低的地理系統的能力,人通過社會生產和消費,從地理系統內獲得大量「積蓄」(資源和能源等),又不斷向其中輸入更多的低熵能量、物質和信息,促使系統耗散結構的形成,促使低級階段的耗散結構進化成為高級階段的耗散結構。具體到地理系統的城市進化過程,處於適應的區位、內部結構合理且自組織能力強的城市,在「麥克斯韋爾」的作用下,不斷地從周圍地區吸收負熵流(人才、資金、技術、信息、能源、物資等)增加自身的有序性(良好的城市生態、合理的功能分區、優異的生產能力、健全的行政機構與管理、先進的科學技術與教育、和諧的社會生活等)促使城市不斷向更高級方向進化及城市經濟的繁榮。不難看出,從開放系統到形成「麥克斯韋爾」,再由「麥克斯韋爾」來調控,這或許正是開放的地理系統的總體「發展戰略」。地理系統的熵變,創造了一個自然、資源、人口、經濟與環境諸要素間相互依存、相互作用、復雜有序的巨系統,人只有順應地理系統進化發展的規律,順應地理系統的熵變規律,穩妥把握地理系統開放的適度,才能成功地調控地理系統,並成為地理系統的真正主人。

(2)地理系統是一個非平衡系統

在地理系統中,耗散結構的所謂地理時空有序,就是地理時空對稱的破缺,所謂地理組織和結構性的產生,實質上是地理對稱性減少。完全的地理系統就意味著沒有任何地理秩序,沒有任何地理結構和信息,這正是孤立的地理系統處在平衡態的特點。開放的地理系統則越出地理平衡區到達非平衡態的區域,向有序、復雜、高級的進化正是地理對稱性的破缺(包括地理時空、結構和功能對稱性的破缺),系統不斷地通過引入外界的負熵流,抵消系統本身的熵產生,維持對稱性破缺後形成的動態有序結構的相對穩定性;不斷地進行「新陳代謝」、「加強營養」,而不至於因返回地理平衡態而瞬息窒死。

按耗散結構理論,地理系統遠離平衡態是由於系統內部存在的各種「地理梯度」產生「地理梯度力」(簡稱地理力),導致了「地理流」的出現。地理流

與地理力

有如下正相關關系,

。式中Lki是由於

決定的比例系數,由公式可看出,地理力越大,產生的地理流越多,輸入到系統內的負熵越多,系統越遠離平衡態,因而越有序。但是熱力學中的最小熵產生原理不能保證地理系統在平衡區、非平衡線性區發生自組織產生新的有序結構,還必須引出里昂倒易關系和局域平衡假設的概念作理論基礎。這個假說指出,地理系統從整體上看是非平衡的,但可採用一定的方式把系統分為無數個宏觀上足夠小、微觀上足夠大的均勻平衡單元,這正如一條曲線化為無數段短直線、一個圓化為無限個邊的正多邊形一樣。據此引入「局域地理熵」研究地理系統的非平衡態。局域地理的熵產生為局域地理與地理力積之和,即:

由於熵是一個廣延量,對單個的局部熵求和即可得到整個地理系統的總熵產生。運用這種化整為零和集零為整的方法,注意到平衡與非平衡態、非平衡線性區與非線性區矛盾的轉化,即可保證地理系統在非平衡態達到有序結構。

總之,地理系統內地理力的存在,就意味著「非平衡」,地理系統維持著這種促使其有序的非平衡,並在不斷打破內部各自「平衡」的基礎上創造新的非平衡。從系統進化的定義看,平衡就是地理系統中每一個要素在系統內部的地位、作用、性質和功能上都沒有多少差異,耗散結構使地理系統內部的各個要素「高度分工協作」,要素間的對稱性不復存在,要素對系統的責任更明顯,各要素間的關系更密切,各要素功能於系統的整體功能大大強化。

(3)地理系統是要素間有非線性相互作用的系統

地理系統是由各個組成要素或各個組成部分相互作用,並具有一定結構,能完成一定功能的整體。地理系統是一個等級系列,其要素就是指氣候、地貌、水文、土壤、植被、動物以及人類活動等單項的「條條」要素。這些「條條」要素本身就可以成為地理系統的子系統。

地理系統是一個具有整體性和倏忽性等重要特性的復雜系統,因此在地理系統中,作為輸出能量物質的「營養源」的自然地理系統和作為輸入營養的「營養匯」的人文地理系統之間相互促進又相互制約,彼此間存在著極復雜的非線性相互作用(反饋、自催化、自組織、自我復制等),同時自然、人文地理系統內部的各要素間的非線性聯系更為密切。這種非線性相互作用使無數個地理要素的微觀行為得到「協同」和「合作」,產生出宏觀的「序」,其結果形成了錯綜復雜的層次結構系統,如農業與氣象氣候、礦產資源與採掘工業、人口與生產和生活資料等,各個自然要素、人文要素、非線性子關系、子層次的有機集合組成了地理系統的結構和功能。其結構和功能的性質取決於人文地理系統開發利用方向與自然地理系統所提供的物質、能量的潛在利用方向之間的非線性協同關系,若二者不存在重大偏離,則協同效應顯著,協同系數大時,地理系統視為耗散結構,否則為非耗散結構。良性的耗散結構具有極強的協同力(自調節能力和抗干擾能力),系統功能的發揮利用耗散結構的進一步良化,其結果降低了系統的熵值,鞏固和革新了地理系統的耗散結構。惡性的非耗散結構則使系統的不穩定性增大,熵值升高,結構遏制功能的良好發揮,功能的反作用進一步惡化結構,其結果只能加速地理系統耗散結構的消亡。

地理系統內自然和人文地理要素的協同和合作具有異常巨大的良化能力。如果系統內某一地理要素發生擾動(這一擾動可由人類有目的地誘發,也可由人類盲目開發或其他原因引起),引起關聯因子的擾動,而要素群體的共同擾動產生比線性疊加遠為巨大的協同效應,從而使地理系統產生各子系統前所未有的有序結構和「特異」功能。地理要素的擾動改變了地理系統差異的內容,變更了地理系統演變的軌跡,良化了系統的結構與功能。但擾動在產生協同效應的同時,同樣會產生消極效應破壞有序結構,惡化系統功能。由此可見,人類在對地理要素有目的的誘發產生擾動的同時,盡可能地控制擾動幅度和方向,方可更有效地發揮要素間非線性相互作用產生的協同效應對地理系統結構與功能的異常巨大的良化能力。

(4)地理系統是一個動態漲落系統

地理系統的時間組織性決定了地理系統是一個演變的動態系統,其演變的重要機制是偶然性的隨機漲落,它的產生與放大取決於系統熵的二階超量的貢獻,即系統的超熵產生:

。式中δ2S可看作是描寫地理系統微分方程的李雅普諾夫函數。由局域平衡,假設恆有δ2S≤0,當系統處於近平衡態時,

,這時地理系統處於漸近穩定態。當系統處於遠離平衡態時,δxp可正可負。如果

,則地理系統處於漸近穩定態,系統內部產生的微不足道的漲落不可能放大,因而對系統的演化無甚作用;如果

,地理系統處於臨界穩定態;如果

,則地理系統處於不穩定態,系統內部產生的微漲落通過相干效應迅速放大成宏觀整體上的「巨漲落」,並得以穩定,系統由一種不穩定的定態躍變為另一種新的有序態,出現耗散結構分支。可見,在系統處於遠離平衡時,δ2S可看作是一個李雅普諾夫函數,它對時間的全導數

成了遠離平衡的地理系統穩定性的重要判據,稱一般熱力學穩定性判據。

與此同時,由於地理系統具有等級性和包容性的特點,一個有限大小的基本地理系統的環境要素總處在不停地隨機變動之中,從而形成對基本地理系統宏觀狀態的各種隨機擾動,即地理系統的「外部漲落」或「外部雜訊」。地理系統的內漲落與外漲落互相疊加、同步和共振,造成系統漲落特性的復雜性,構成了其本身形成耗散結構的觸發機制和破舊立新達到有序結構的先行官,進而加劇了地理系統演化規律的復雜性。

1)眾多漲落的並存,決定了地理系統進化是個由環境選擇的過程。對於在具體時空條件下的地理系統進化來說,地理系統耗散結構的形成,並非由舊狀態中的任何一個漲落放大而來。實際上能成為一次具體進化內部根據的,只是眾多漲落中某一個或很少的幾個,其餘的只能被淘汰。具體哪個漲落被放大或淘汰,歸根到底由環境選擇決定。環境在眾多同時並存的漲落中選擇某一個或少數幾個與自身產生的「外漲落」步調一致的漲落,將其放大並穩定下來形成新的有序結構,即耗散結構,從而決定了地理系統進化的實際方向。

2)漲落形成過程的隨機性,決定了地理系統進化方向的偶然性。由於地理系統內每一個子系統或每一個要素的運動本質上都是隨機的,不可能從原則上完全預言。在某一特定的時刻,系統在所有形成的數目驚人的漲落類型中,實際上恰好形成這種或那種特定類型的漲落只具有概率的確定性,這就決定了地理系統演化的方向不可能純屬必然,而是帶有偶然性。正如普利高津指出的「系統進化的最終狀態決定於微小漲落產生的幾率,在這種意義上,演變變成為一個隨機的過程了」。

3)幾個漲落的合作與競爭,導致了地理系統進化過程的復雜性。對於地理系統的進化來說,能夠被放大的漲落往往不是一個,而是一個以上。在這種情況下,系統進化最終出現哪一種特定的有序結構,由這幾個漲落間的合作和競爭結果決定。在合作與競爭過程中,隨著某一參量達到新的臨界值,合作的基礎不復存在,競爭機制不斷加強,具有旺盛生命力和遠大發展前途的漲落在競爭中獲勝,單獨主宰整個系統的有序結構。這無疑加大了地理系統進化的復雜性。

㈦  地理信息系統

地理信息系統(GIS)出現於20世紀60年代。它作為地學領域專家的有力工具受到越來越普遍的關注,開始在多個領域得到應用。

GIS是對地球空間數據進行採集、存儲、檢索、分析、建模和表示的計算機系統。它不僅可以管理數字和文字(屬性)信息,而且可以管理空間信息(圖形),並能提供各種空間分析的方法,對多種不同的空間信息進行綜合分析解釋,解決空間實體之間的相互關系,分析在一定地理區域內發生的各種現象和過程。GIS為地質學家提供了在計算機輔助下對地質、地理、地球物理、地球化學和遙感等多源信息進行綜合分析和解釋的有力工具。由於GIS具有互動式處理能力和快速運算能力,通過反復嘗試,使地質學家能夠比較容易地完善自己的知識模型。

GIS按其研究開發的目的可以分為國家基礎地理信息系統、城市地理信息系統和企業地理信息系統等等;按其研究開發針對的范圍可分為全球的、區域的和局部的地理信息系統;按其時空模型可分為二維(位置模型)、三維(位置模型+數字高程模型)和四維(三維+時間模型)地理信息系統或動態地理信息系統。

除了軟體和硬體外,數據是地理信息系統的關鍵。GIS獲取數據的主要手段有GPS(Global Positioning System:全球定位系統)、DTS(數字全站儀)、DPS(數字攝影測量系統)和RS(遙感技術)。

GIS於20世紀80年代中期開始在地學界得到應用。美國地質調查局在1985年建立了GIS實驗室,鼓勵專業人員應用新技術。僅僅幾年時間在基礎地質、環境與災害、礦產資源評價和區域地質調查方面的信息管理項目即達幾十個。

GIS在地學中的應用前景很廣。信息經GIS分析處理,可繪出用常規測繪難以到達的地區如戈壁、沙漠、高原、雪山等的地形圖。目前GIS在地學中的應用主要包括:

(1)地質找礦及礦產資源預測評價

德國發射的SPOT衛星主要用於石油、天然氣及其他礦產的調查。它可對地貌進行立體觀測,產生高解析度、高精度的圖像。使用該圖像,在前期勘探階段能准確、迅速查明地形、地表露頭、岩性組合和覆蓋區地下構造的基本形態。

(2)國土資源管理

我國於1990年利用GIS建立了1:100萬全國國土資源信息系統和1:400萬全國自然資源綜合開發決策信息系統及某些省、市、縣的國土規劃與管理信息系統,用於國家與區域的經濟建設和規劃。

(3)自然災害的評估與防治

我國於1990年建立了洪水險情預報系統。在1991年我國江淮地區發生的特大洪災和1994年閩江和珠江流域等地發生的大洪災中,太湖流域的1:25萬GIS信息系統和1:20萬GIS土地規劃信息庫結合遙感圖像分別對洪水進行了監測,對災情進行了准確的評估,使洪災損失降到了最低限度。日本應用GIS分析1995年大阪神戶地震引起的滑坡也是一個突出的例子。

在抗震設防區劃和抗震防災規劃方面,利用GIS編制的抗震防災規劃具有應用方便、資料實用性強和能夠實現資源共享等特點。

(4)建立地學信息庫和編制地學圖件

目前,不少國家,如美國、德國、法國、加拿大和中國等均已利用GIS進行了這方面工作。

㈧ 地理環境、自然綜合體、地理系統三個概念的一基本聯系是什麼

地理連地理環境自然綜合體和地理系統這三個概念呢,基本上都是地理的,可以說地理環境是屬於地理系統下面的,然後自然綜合體呢也是在地理環境上面的,一級比一級大。

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