GIS地理信息（共12篇）
GIS地理信息 篇1
随着信息技术在全球的多个领域的发展和应用, 各个领域在发展过程中对数据采集、处理、分析等技术有了更高的需求, 从而促进了GIS技术的兴起, GIS是对我们所生活的地球的表层物体为研究对象, 并对其数据的处理分析, 从而得出最为有效的空间地理信息, 为使用者的决策提供依据。所以GIS技术在不断的发展过程, 其应用的领域越来越广泛。
1 地理信息系统的功能及要求
面向数据处理过程的定义, GIS是一个复杂的综合性的系统, 主要是通过对数据的获取, 加工整理然后对利用数据进行工作的一种活动, 其中包括了数据的获取、数据的输入存储、对数据的分析和利用, 这一系列的数据处理都是通过计算机系统来完成的;面向专题应用的定义, 根据GIS所应用的方向来确定定义, 比如说网络电子地图信息系统, 卫生医疗信息系统, 城市土地开发信息系统等;工具箱定义, 这种定义认为GIS系统对于在空间数据的处理方面具有很强的功能, 并且在数据的分析计算方面具有超强的能力。此项定义对于GIS系统的使用功能进行了系统的阐述和分析, 对于软件在评价方面提供了非常有利的基础;数据库定义, 这种定义比较强调GIS系统在数据库和分析工具方面具备有效的连接, 通常情况下, 一个通用的GIS系统可以实现多方面的功能展示, 通过数据库的开发利用, 在各种特殊的领域空间都可以充分的利用, 它们是一个有机的结合。
上述四种解释中并不能把地理信息系统完全的反映出来, 地理信息系统并不是孤立存在的, 它是在计算机的辅助下, 以地理数据库为基础与用户三者组成, 对空间地理信息进行采集、处理和分析的过程, 其与遥感技术、航测技术、虚拟技术等多项技术相合融合的产物, 从而在资源管理、环境保证、灾害监测、城市管理、矿井测量等多个方面提供全方位的服务, 有效的结合了数学、地理学、测量学等多门学科从而形成有效的数据, 进行全面的分析。GIS数据要针对于空间对象的不同形态而进行转换, 从而在数据结构中得到有效的反映, 使数据库实现开放性的特点。同时地理区域各个相同, 所以其有不同的层次划全, 这样就对不同区域内的精度有不同的要求, 所以GIS要采用正确的编码, 减少多余的数据, 实现有效的压缩, 从而满足区域综合分析的要求。
2 地理信息系统 (GIS) 的应用领域
2.1 土地资源管理
如土地资源管理中的地籍管理系统:地理信息系统对地籍信息的管理体现在其信息直接反映每一块宗地的特征, 它包括宗地的基本信息 (位置、面积、利用类别等级等) , 权属管理 (所有权、使用权、他项权利等) , 附着物信息 (地上、地下建筑及各种设施情况) , 文档信息 (调查原始资料、法律、条例等) 和图形信息 (地籍图、土地利用现状图等) 。地籍信息管理系统的目标是完成土地调查、记、统计、评价, 为地籍管理提供依据, 为土地法律咨询提供手段。在城乡地籍管理领域, 并建立了地籍管理系统、城镇地籍管理信息系统、时域地籍信息系统、农村地籍管理信息系统、日常地籍管理信息系统。
2.2 环境保护
随着经济的发展, 人们对环境保护的意识越来越强, 在这种要求下, 传统的环境保护管理已无法适应当前环境保护的需求, 需要有先进的环境保护技术来满足人们对环境的需求, GIS技术将空间数据与专业图件有效的结合起来, 使人们更能直观、生动的理解环境保护的重要性, 对资源进行合理的配置。随着GIS在城市保护工作中的应用, 目前GIS已成为环境管理中的重要一部分, 为资源的有效利用提供了科学依据。
2.3 在灾害监测中的应用
一个典型的案例:黄河三角洲地区的防洪减灾研究表明, 在地理信息系统支持下, 通过建立大比例尺数字地形模型和获取有关的空间和属性数据, 利用GIS的叠合操作和空间分析等功能, 可以计算出若干个泄洪区域内的土地利用及其面积, 比较不同泄洪区内房屋和财产损失等, 可以确定泄洪区内人员撤退、财产转移和救灾物资供应的最佳路线, 保证以最快的速度有效应付突发事件的发生。
2.4 城市管理
经济的快速发展, 带动了我国城市发展进程的加快, 每座城市都开始了大规模的规划建设, 在城市规划设计过程中, 如何使城市具有现代化的特点, 及在未来城市的发展过程中使城市的各项设施实现长远的规划都是城市建设过程中需要解决的重要问题, 在城市管理过程中, GIS有其极其重要的应用价值, GIS成为城市规划过程中的重要工具, 在城市规划设计中实现了管理和分析的重要作用, 科学的城市化建设决策需要GIS技术的支持, GIS对城市管理的作用毋庸置疑。如其城市在规划过程中需要对地下的管网形成一个实事的信息系统, 这就需要以大比例尽地形露天为基础图形数据, 并在此基础对控制网和规划线路进行测量, 利用所没得的信息实现对地下管网信息的全面有效的科学管理。同时地下管网信息系统的形成, 可以使其他部门在进行施工时对地下管线的信息可以有效的进行查询。
2.5 矿井地质测量信息系统
矿井地质测量信息系统是在国内外现有通用GIS软件的基础上:根据矿井地质测量空间数据的特点和矿井生产建筑的需要, 进一步扩展和再开发出的专用软件。矿井地质测量信息是以采集、存贮、管理和描述矿井范围内有关矿井地质和测量数据的空间信息系统。其是矿区资源环境信息系统的基础和核心子系统。其主要功能包括:数据额采集与输入功能:图形处理功能;地质测量数据库管理功能;数据处理与分析功能。
3 结语
GIS是针对于我们所生活的地球表层的物体为对象进行研究, 随着信息技术的快速发展, GIS充分利用了计算机技术、网络技术和信息技术等实现了多项技术的融合应用, 对数据实现了准确的处理和分析, 为各个领域在发展过程中提供了强有力的数据信息, 做出正确的决策, 从而带动各行各业的快速发展。虽然GIS的应用中还存着一些问题, 但随着技术的完善和GIS研究的深入, 相信在不久的将来, GIS将在社会的发展进程的方方面面得以应用, 对社会的可持续性发展起到重要的促进作用。
参考文献
[1]马卫东, 刘士忠.地理信息系统的应用及发展趋势[J].西部探矿工程, 2005 (12) .[1]马卫东, 刘士忠.地理信息系统的应用及发展趋势[J].西部探矿工程, 2005 (12) .
[2]姚松岭, 王超论.地理信息系统的应用与发展[J].地域研究与开发, 1999 (2) .[2]姚松岭, 王超论.地理信息系统的应用与发展[J].地域研究与开发, 1999 (2) .
[3]杨育武, 庄迎春, 等.城市地理信息系统及其总体设计[J].世界地质, 2002, 21 (1) :63-66.[3]杨育武, 庄迎春, 等.城市地理信息系统及其总体设计[J].世界地质, 2002, 21 (1) :63-66.
[4]翟金慧, 张和生.GIS在城市规则中的应用[J].测绘科学, 2008, 33 (增刊) :229-230.[4]翟金慧, 张和生.GIS在城市规则中的应用[J].测绘科学, 2008, 33 (增刊) :229-230.
GIS地理信息 篇2
地理信息系统是近年来迅速发展的一门新兴学科，并且与IT技术不断走向融合，所以要求该专业的学生具有实践应用能力，专业实习是对该专业学生四年来所学课程及实际应用能力的一个整体检验。借着全国第二次土地调查的机会，我们参加了衡阳师范学院第二次土地调查内业组，主要是针对xx市农村土地调查。
在这次实习中，我们主要学习了MAPGIS软件的使用，如将栅格图矢量化。图形输入，图形编辑，拓扑处理及实用工具，系统库编辑。误差校正。图型裁剪。数字高程模型（DTM分析），坡度分析，图形输出，数据接口转换等。运用MAPGIS软件的功能对xx市基本农田做调查。根据第二次全国土地调查基本农田调查规程的规定，农村土地调查任务有：1.土地权属调查。2.地类调查。
3.基本农田调查。4.农村土地调查数据库建设。5.统计汇总。6.文字报告编写。
内业阶段主要有三方面的工作，第一项是整理外业调查成果，形成原始调查图件和资料，本次调查区域原始调查图件和资料主要包括：xx市原始调查底图，xx市《农村土地调查记录手簿》，xx市土地权属界线图，xx市以往调查签订的《土地权属界线协议书》、《土地权属界线争议原由书》，xx市建设用地审批文件等资料，xx市集体土地登记发证资料，其它相关原始调查图件和资料。
内业阶段第二项主要工作是依据原始调查图件和资料，建设农村土地调查数据库，汇总输出土地利用图件和土地统计表；其中xx市农村土地调查数据库主要包括：xx市数字正影像图（DOM），xx市扫描图件，xx市矢量数据。xx市土地利用图件包括：xx市标准分幅土地利用现状图，xx市土地利用挂图，xx市基本农田分布图，xx市耕地坡度分等定级专题图，xx市图幅理论面积与控制面积接合图表。xx市土地统计表主要包括：xx市各类土地分类面积数据，xx市不同权属性质面积数据，xx市基本农田面积数据，xx市耕地坡度分级面积数据。
内业阶段第三项是编写调查报告，总结经验，提出合理利用土地资源的建议等。xx市文字报告主要包括：xx市第二次土地调查工作报告，xx市第二次土地调查技术报告，xx市第二次土地调查数据库建设报告，xx市第二次土地调查成果分析报告，xx市第二次土地调查省级验收报告，xx市第二次土地调查县级调查成果报送报告。
我们的工作主要是基本农田这方面。基本农田要素包括基本农田保护片（块）和基本农田图斑要素，针对已有的数据就涉及到基本农田图斑层的提取和面积计算。这次实习不仅是让我们学以致用，而且还拓展了我们GIS的专业知识。也让我们知道了解了二调内业组的基本流程，如二调系统中基本农田数据处理的整体
流程：提取基本农田图斑生成基本农田图斑编号基本农田图斑面积重算基本农田保护块面积重算。因此，这次实习给我们提供了一个锻炼自己专业能力的平台。
实习了两个月，在学习知识、积累工作经验的同时也多少有点心得：成功的实习需要学员足够正确的态度。在实习过程中不可避免的会遇到各种困难，关键在于大家是否能坚定目标，坚持见习。就拿我来说，一开始对于这次二调内业组的流程还不是很熟悉，MAPGIS软件用的不流畅，甚至还有功能不会操作。整个实习过程中，带队老师不可能一直陪着我，教导我，所以善于观察，主动理解，不断尝试，是使自己快速独立的好办法。每个学习工作都有一个过程，而开始的过程又是最易让人放弃的。“坚持”就是每个学员走向成功的基石。
GIS：信息消费下一站 篇3
带一部手机就能走遍天下，玩转地球。而这其中，约有80%的信息都跟地理位置和地理信息系统技术有关。GIS，在移动互联网行业看来，是商机；在政府和行业看来，是经济的新增长点。
“GIS”：从奢侈品到消费品
李毅统计了一下自己手机上的软件，发现最有用处的几乎都涉及GIS：导航软件随时让自己查看地图，规划最佳路线；嘀嘀打车软件刨除补贴问题，至少随时可以召唤的哥；装上高德地图，临时出差也能查看周边的餐饮住宿……如今，地理信息服务俨然已成生活助手，GPS定位、嘀嘀打车、高德地图、谷歌地图之后，越来越多位置服务软件被装在智能手机上，在提供精确路线背后，靠的是GIS的技术支撑。
GIS起源于北美，是现代地理学与空间信息科学相结合的产物。十几年前，GIS还是只有少数专业人士才懂的应用系统。2005年诞生的Google Earth将曾经看起来深不可测的地理信息和3S（RS、GIS、GPS）技术拉下了神坛。
Google Earth为Google带来巨额广告收入，也引得更多企业垂涎这一细分领域。微软随后推出Virtual Earth，除了一些常用的地图服务功能，微软还在这些城市3D建筑物上设置虚拟广告牌，借此在虚拟世界中卖广告。很快，Google推出街头景象服务作为补充和反击，个人旅游者可利用它在出发前规划好目的地以及路线，房屋的新买主也可利用它查看周围邻居和环境，出去购物时查看一下附近都有哪些商店……那时候，几乎所有初期使用GIS技术应用的人都会发出神奇的惊呼。
山东省国土测绘院院长杨艳萍是省内最早接触GIS技术的专业人才。在她看来，GIS仍是专业性特别强的技术。“GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS通常和GPS结合使用，GPS可以精确锁定地面物体的经纬度，比如山川、河流、建筑的地理坐标，而GIS可以告诉我们从A处到B处怎么走，如何规划路线，而且它还将很多地理元素附着在电子地图上，供人们决策使用。”
目前，以GIS为代表的地理信息产业已不知不觉渗透到了我们的生活中，享用地理信息服务就像去超市买东西一样成为再自然不过的事。如在许多城市，基于GIS技术进行的三维城市地质调查，可将整座城市从侧面用三维立体的分层方式显示出来，市区地面上的任何一处都可以像切蛋糕一样切开，让城市地质构造一目了然。而在5·12地震灾区，GIS系统帮助救灾人员快速准确地设计出救灾行动和转移伤员的最佳计划。此外，“神舟”系列飞船返回舱的搜寻、“嫦娥”探月工程、北斗卫星发射、北京奥运会安保、国庆60周年阅兵气象预报等，都离不开GIS技术应用。
据杨艳萍介绍，随着移动客户端的发展，未来会将产业链发展到民用测绘上，利用GIS技术研发如GPS导航一样的新测绘软件。目前，在天地图——山东网站上，可掌握山东省内天气、路况、环境、水质、景点，并及时导航高速路况及流通信息，“这就是测绘的专业性，其他GPS做不到如此精确。”据悉，天地图——山东是国家测绘局制作的天地图山东分站，其容纳全球范围1：1000000矢量数据和500米分辨率卫星遥感影像，覆盖全国范围的1：25万公众版地图数据，区别于普通谷歌、百度地图，是目前中国区域内数据资源最全的地理信息服务网站。
跨界融合渐成消费趋势
随着移动互联网、物联网的发展和移动终端的普及，高新技术产业间的行业边界变得模糊，跨界发展成为一种趋势。很多中国互联网企业也开始进军GIS产业，阿里巴巴入股高德、腾讯进军地图产业……地理信息的价值正被广泛认知和深度挖掘，行业变得更加热闹和开放。不仅政府和企业在推动产业发展，更多的民间机构也在积极为产业融合发展努力。
近期，各种GIS行业活动展开，来自政府测绘、民间测绘、软件开发、高校等专业人士开始讨论和开发GIS。中地数码集团总裁刘永表示，欢迎各方资源加入GIS创新产业联盟，通过深化合作机制和技术创新创造更多的地理信息产品满足市场需求。
目前，GIS应用已深入到国土、市政、军事、水利、公安、气象、城市地质调查等领域。公安部科技与信息化局副巡视员孙丕龙表示，GIS看似与大众脱离，实际上与大众生活息息相关。GIS在社区治安管理、刑事案件侦查、消防反恐等方面提供防护盾牌，警察在接到任务后，可利用GIS软件在最短时间内查询路线，快速分析出最短路径，从而提升出警质量。
GIS应用也不断融入互联网发展中，通过与互联网的结合给大众提供丰富的地理信息产品和服务。京东商城有一个名为“订单轨迹”的服务，实际上是一个GIS跟踪系统。通过这项服务客户可以在购物之后追踪到所购物品的准确位置，什么时候发货，距离多远，什么时候可以抵达。大众点评网很早开始布局移动互联网，在GIS平台的支持下，大众点评网能及时定位位置周边的餐饮娱乐，还能提供商户信息、消费者点评、电子优惠券下载及团购等多种服务消费信息。
中国地质大学，中地数码集团副总裁樊文有教授也在报告中指出，国土测绘数据非常庞杂，如今加入测绘业务的系统很多，有政府机构也有民用机构，如何整合这些数据和系统是一个繁复的工作。可以通过共享系统，GIS技术推进管理，通过整合来统一解决“信息孤岛，系统各自为政”的问题，从而形成数据的采集、更新、管理和一体化服务。
也有业内专家称，与其他技术一样，阻碍GIS应用并非难以突破的技术难题，GIS大众化应用面临的最主要问题是隐私。Google的街头景象服务曾因隐私问题被不少个人或团体组织所指责。的确，在这一服务中，曾出现过这样的照片：街上的两个男人死死地盯住旁边一个弯下腰的女人、斯坦福大学晒阳光浴的两个女生……尽管Google已经对照片中的人脸做了模糊处理，但人们还是可以根据衣服判断出这个人是谁。另外，一旦基于GIS的追踪、定位服务被滥用，那么人人都可以成为私家侦探，不必再疑神疑鬼自己的老公或老婆对自己不忠，你随时可以掌握他（她）的行踪。
“怎样在提供地理信息共享的同时保护隐私权，是亟待解决的问题。”中国科学院、中国工程院院士李德仁告诉记者，还有几个重要的非技术问题：地理信息资源的产权归属、安全问题（比如特殊行业、重要单位的定位和属性信息是需要保密的），这些都需要通过技术或非技术（比如法律、标准）手段来解决。
GIS消费需优化产业环境
地理信息作为一种关乎国家安全的涉密信息，是一种非常重要的战略性资源。在消费过程中，需要有完善的产业环境，产业的发展壮大也需要各方的共同努力。
中国科学院院士、地理信息系统与遥感应用专家周成虎表示，地理信息产业是“数据+技术+服务”一体化的产业，这使得产业发展的空间更大，涉及到地理信息获取、处理、分析、应用和服务，形成了一个完整的地理信息产业生态系统。目前国内信息资源不够开放，信息共享成为行业深度应用的一个制约因素。此外，很多人认为，因为地理信息资源是国家战略资源，涉及到国家安全问题，即使开放，也是有条件的开放。
“棱镜门”事件之后，信息安全问题不时刺激着公众的神经。人们开始越来越多地意识到，信息安全不仅与每个人的经济生活息息相关，而且关乎国家安全和社会稳定。伴随着新一届政府对网络安全与信息化的高度重视，GIS应用的国产化进程必将逐步加快。
“前几年大数据还是个概念，但目前它的应用价值已经突显。GIS虽然一直是幕后英雄，但比大数据更早地渗透到了我们生活的各个方面。GIS和大数据同样有着巨大的市场，值得关注。这个产业蕴藏着巨大的金矿，如果第一铲挖得好，那么下一个‘元年’一定是属于GIS的！”刘永告诉记者，截至“十一五”末，我国地理信息产业总值突破1000亿元；“十二五”末，这一数字突破2000亿元，倍增的规模将给地理信息产业链上下游企业带来巨大的市场空间。
基于行业蓝海效应，人才缺失问题凸显，相关的人才建设已经启动。据了解，目前国内已举办五届高校GIS技能大赛，每年都有众多创新性作品诞生，也有许多作品成功运用到市场中，发挥了不可忽视的带动作用。同时，高校GIS专业越来越热，通过学习地理信息系统和地图学、遥感技术等，培育创新型GIS人才。
GIS地理信息 篇4
目前的地理信息系统大多是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的, 它们采用不同的数据格式, 对地理数据的组织也有很大的差异。这使得在不同软件上开发的系统之间的数据交换存在困难采用数据转换标准也只能部分地解决问题。另外, 不同的应用部门对地理现象有不同的理解。对地理信息有不同的数据定义, 这就阻碍了应用系统之间的数据共享, 带来了领域间共同协作时信息共享和交流的障碍, 限制了地理信息系统处理技术的发展。
地理数据的继承与共享、地理操作的分布与共享、GIS的社会化和大众化等客观需求, 使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本以及实现地理数据的共享和互操作成为共识。互操作地理信息系统的出现就是为了解决传统GIS开发方式带来的数据语义表达上不可调和的矛盾, 这是一个新的GIS系统集成平台, 它实现了在异构地学下多个地理信息系统之间的互相通信和协作, 以完成某一特定任务。
2 数据多维化 (3D&4DGIS)
GIS处理的空间数据, 从本质上说是三维连续分布的。但是, 目前GIS的主要应用还停留在处理地球表面的数据上, 大多数GIS平台都支持点、线、面三类空间物体, 不能很好地支持曲面 (体) , 这主要是因为三维GIS在数据的采集、管理、分析、显示和系统设计等方面要比二维GIS复杂得多。尽管有些GIS软件还采用建立数字高程模型的方法来处理和表达地形的起伏, 但涉及到地下和地上的三维的自然和人工景观就显得无能为力, 只能把它们先投影到地表, 再进行处理, 这种方式实际上还是以二维的形式来处理数据的。这种试图用二维系统来描述三维空间的方法, 必然存在不能精确地反映、分析和显示三维信息的问题。
三维GIS目前的研究重点集中在三维数据结构 (如数字表面模型、断面、柱状实体等) 的设计、优化与实现, 以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。
另一方面, 地理信息系统所描述的地理对象往往具有时间属性, 即时态。随着时间的推移, 地理对象的特征会发生变化, 而这种变化可能是很大的, 但目前大多数地理信息系统都不能很好地支持地理对象和组合事件时间维的处理。许多GIS应用领域的要求都是基于时间特征的, 如区域人口的变化、平均年龄的变化、洪水最高水位的变化等。对这样的应用背景, 仅采取作为属性数据库中的一个属性不能很好地解决问题, 因此, 如何设计并运用四维GIS来描述、处理地理对象的时态特征也是GIS的一个重要研究领域。
3 系统集成化 (component GIS)
构件式软件技术成为了当今软件技术的潮流之一, 它的出现改变了以往封闭、复杂、难以维护的软件开发模式。Com GIS便是顺应这一潮流的新一代地理信息系统, 是面向对象技术和构件式软件技术在GIS软件开发中的应用。
Com GIS的基本思想是把GIS的功能模块划分为多个控件, 每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间, 以及GIS控件与其它非GIS控件之间, 可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来, 形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木, 可以分别实现不同的功能 (包括GIS和非GIS功能) , 根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来, 就构成地理信息系统基础平台和应用系统。
组件软件的可编程和可重用的特点在为系统开发商提供有效的系统维护方法的同时, 也为GJS最终用户提供了方便的二次开发手段。因此, Com GIS会在很大程度上推动GIS软件的系统集成化和应用大众化, 同时也很好地适应了网络技术的发展, 是一种Web GIS的解决方案。
4 平台网络化 (Web GIS)
飞速发展的Internet/Intranet己经成为GIS新的系统平台, 利用Internet技术在web上发布空间数据供用户浏览和使用是GIS发展的必然趋势。从www的任一节点, Internet用户可以浏览Web GIS站点中的空间数据、制作专题图, 进行各种空间检索和空间分析, 这就是基于www的地理信息系统 (Web GIS) 。Web GIS显然要求支持Internet/Intranet标准, 具有分布式应用体系结构, 它可以看作是由多主机、多数据库与多台终端通过Internet/Intranet组成的网络。其网络Client端为GIS功能层和数据管理层, 用以获得信息和各种应用网络Serve:端为数据维护层, 提供数据信息和系统服务。
Web GIS系统可以分为四个部分:Web GIS浏览器, 用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理, 如查询和分析等;Web GIS信息代理, 用以均衡网络负载, 实现空间信息网络化;Web GIS服务器, 用以满足浏览器的数据请求, 完成后台空间数据库的管理;Web GIS编辑器, 提供导入空间数据库数据的功能, 形成完整的GIS对象、GIS模型和GIS数据结构的编辑和表现环境。
5 系统智能化 (Cyber GIS)
赛博空间 (Cyber Space) 目前在媒体中较多出现, 它以计算机技术、现代通讯、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础, 构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间, 是一个人工世界。科学家预言未来的人们将在赛博空间里的信息海洋中生活, 从一个节点到另一个节点, 从一个信息源到另一个信息源进行信息交流和信息创造。世界各地的人们在全新的赛博空间中漫游, 实现相互之间的通信、贸易和科教活动。
作为软件智能体的一种, 空间智能体处于分布式网络计算环境中, 感知并作用于这一环境, 以各种不同的形式出现, 实现空间数据的智能获取、处理、存储、搜索、表现以及决策支持。这种空间智能体拥有两种非常重要的能力:一是利用空间知识进行推理, 二是可进化。
在赛博空间中以这种空间智能体作为构成模块的GIS系统就是Cyber GIS, 它自动地接受用户以高级语言描述的指令利用它能够感知并作用于所处的赛博空间的“本领”。通过与其他空间智能体的交互, 为用户找到赛博空间中所需要的信息。
6 应用社会化 (数字地球)
数字地球一词近来风靡全球, 从哲学上说, 数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化的重现与认识。从技术上说, 数字地球是一人在全球范围内建立的一个以空间位置为主线, 将信息组织起来的复杂系统, 也就是全球范围的、以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架, 并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。
数字地球在当前以工农业经济为主体的经济建设中的重大作用已初见端倪, 它在农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、教育、环境、人口、城市建设等几十个领域都能产生巨大的经济效益和杜会效益, 比如农作物监测和估产、土地覆盖物的识别和评价、地籍的管理和规划、灾害的模拟和预报以及监测和评估等。
作为新的凝聚全人类梦想的目标, 数字地球提供了一种前所未有的认识地球的方式, 它将对人类与自然的协调和平衡带来不可估量的推进作用。
GIS未来的发展主要表现为传统GIS在内容 (3D&4DGIS、Cyber GIS) 和结构 (Interoperable GIS、Com GIS、Web GIS) 两方面的完善, 这两个方面都将统一于数字地球框架下。从另一个角度来看, GIS的发展首先面临着GIS应用领域的具体需求, 然后在相关支撑技术的发展和完善下得以实现, 而数字地球作为“集大成者”, 无疑是GIS最终的发展目标。
7 总结
GIS是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术, 是多种学科交叉的产物。虽然不同领域的学者对GIS的定义并不一致, 但广义而言, 凡是对空间资料进行各种处理、应用、分析的系统均可称之为地理信息系统, 它具备地理信息的获取、存储、检索、处理、分析和显示等功能。
用户的需要、技术的进步和应用方法理论的提高等因素, 深深地影响着GIS的发展, 而网络技术日新月异的飞速发展更是大大加速了GIS普及应用的进程, 最终将帮助人类实现建立“数字化地球”的梦想。
摘要：从系统角度看, 在未来的几十年内。地理信息将向着数据标准化 (interoperableGIS) 、数据多维化 (3D&4DGIS) 、系统集成化 (componentGIS) 、系统智能化 (CyberGIS) 、平台网络化 (WebGIS) 和应用社会化 (数字地球) 的方向发展。
关键词：GIS,地理信息系统,系统集成化
参考文献
GIS地理信息 篇5
多种数据源地理信息处理的Internet GIS 方法
介绍了多种数据源获取、管理和地理信息处理的Internet GIS方法和用这种方法设计的Internet GIS 的原理及功能特征.
作 者：袁相儒 龚健雅 陈莉丽 韩海洋 Yuan Xiangru Gong Jianya Chen Lili Han Haiyang 作者单位：武汉测绘科技大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079刊 名：武汉测绘科技大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF WUHAN TECHNICAL UNIVERSITY OF SURVEYING AND MAPPING(WTUSM)年，卷(期)：199924(1)分类号：P208关键词：Internet GIS方法 互操作性 Java/JDBC 客户/服务器
GIS地理信息 篇6
随着国民经济的发展，各地城市建设的步伐和规模不断加快，作为城市重要生命线的自来水管网的运行部门面临着管理挑战。构建和运用一套有效的管网管理地理信息系统（下称GIS系统）是供水部门的必然选择。GIS（Geographical Information System）是利用现代计算机图形和数据库技术来获取、输入、编辑、查询、分析、决策和显示空间图形及其属性数据的计算机系统。利用GIS技术存储、管理和更新城市供水管网的空间数据库和属性数据库，构建城市供水管网信息系统，提高城市供水行业的管理和信息化水平，高效服务群众，是城市供水行业现代化管理的关键。
但是，在供水行业，能够把这个系统真正做好用好的却不多。这不仅仅是由于项目的投资巨大和数据更新存在的困难所造成的，还存在其他的原因。相对于供水部门其他类型的信息系统建设而言，GIS系统建设具有周期长、数据量大和涉及环节多等特点。据有关资料称，从系统建设的投资分析，GIS系统在数据、硬件、软件的三个部分的比例一般高达8:1:1。本文试图对供水部门建设GIS系统一般过程的主要环节进行审视分析，从系统建设的战略定位、技术路线、主要阶段置和维护应用人力资源等角度作一些探讨，以期对同行有所参考。
二、系统建设的战略定位
当前供水部门在管网管理方面普遍面临四大挑战：维持管网资料的现势性、快速应对管网突发事件、降低漏率和建立管网模型。这四大挑战中其中维持管网资料的现势性是应对后三者的重要前提和基础。GIS系统将空间信息和属性信息有机地联系在一起，对数据的存储、复制、检索十分方便。随着计算机技术发展和GIS领域内专业平台日益成熟，供水部门在专业机构的协助下构建一套GIS系统在技术上已不成问题。在当前形势下，GIS系统应该作为供水部门信息化的重要内容，建成后的GIS系统是供水部门在信息化领域的基础性资源和管网管理领域的业务核心平台。浙江省水协负责编制的《浙江省现代化营业所评价标准（管网部分）》中就明确提出建立和运用GIS系统是评选现代化营业所的必备条件。供水部门通过GIS系统的建设和应用，整合数字化、信息化条件下的管网管理业务流程，为实现现代化的供水管网奠定坚实基础。
三、系统建设的技术路线
GIS系统建设的技术路线主要要解决二个问题：GIS平台、开发模式。GIS平台的选择需要根据供水部门的资金预算、自有技术力量以及现有数据情况而定。目前国内外流行的GIS平台如美国ERSI公司Arc/Info、中国武汉中地公司的Mapgis等都经过了市场和工程实践的洗礼，在这些平台下开发的系统基本能保障数据的标准性和开放性，能为系统后继可持续发展提供保证。开发模式在此主要指的是GIS系统功能实现先后次序，一般而言大型长周期信息系统建设都依照“整体规划、分步实施”的过程进行。图形和属性编辑功能是整个GIS系统的基础，它决定了系统的基本数据结构和框架。为降低系统建设的进度控制风险，一般要求系统开发商已有基本成熟的类似产品或工程实例，在小批量数据加载试点的基础上对系统进行修正以符合实际需要。
四、系统建设主要阶段
（一）前期调研
供水部门决定着手建设GIS系统前，应该进行项目前期调研，通过调研作出建设GIS系统的时机是否成熟的判断。调研工作主要针对对管网基础数据现状、城市基础地形图、建成后继数据更新采集机制以及类似城市GIS建设的经验教训等方面展开，最终提交相关的前期调研报告，为立项和可行性评估提供依据。
（二）立项
在前期调研的基础上，对GIS系统建设的关键问题进行可行性的研究。GIS平台的选择需要在与自身技术、资金预算之间的进行平衡；现状管网资料的普查和探测费用和时间和项目的进度控制；获得城市测绘规划部门基础地形图所需付出的代价。诸如上述等方面的内容需仔细分析，在项目建设建议书加以明确，为后续项目进度控制、费用控制等提供依据。
（三）项目开发商的确定
项目开发商的确定一般通过公开招标或邀请招标方式进行。当前国内从事在供水管网地理信息开发的软件规模较大的开发商相并不多。GIS系统建设是一个相对长期的过程，一般在3~5年。供水部门对GIS应用的往往呈“螺旋型”状态，是一个伴随内部管理提升的的渐进过程。因此，对各开发商综合实力评估的基础上，应注重与其长期合作的可能性的评价。
（四）系统原型测试和区域试点
为确保系统运行的稳定性和数据结构的统一性，开发人员和建设方技术人员应该利用系统原型进行测试，加载小块区域的数据进行试点。在此阶段一方面建设方技术人员对系统进行熟悉和学习，确定设施编码、数据分层、报表模板、数据接口、数据质量标准等本地化工作。
（五）数据大规模收集和整理
当前各地有两种不同的数据采集的方案：一是先进行管网整体普查，获得较为正确的管网现状资料后再集中录入GIS系统；二是边普查边录入GIS系统。这个阶段在整个项目建设过程中相对持续时间较长，也是GIS系统建设成败的关键阶段。数据质量保证和进度控制之间的矛盾在此阶段显得尤为突出。
（六）应用的整合和拓展
待基础数据采集和整理相对比较完整时，供水部门应有意识着手将GIS的应用从单纯的资料管理为主向管网管理全面数字化和信息化方向拓展，特别是在阀门管理、检漏巡查管理和规划设计等方面，充分发挥GIS系统对空间数据和属性数据相结合的处理能力。坚持在管网管理中以GIS系统为核心，避免“两条腿走路，两条都走不好”的局面（“两条腿”指的是管网资料既有来自GIS系统，又保持纸质图查询的方式），减少人工经验的影响，最终消除依靠的“活地图”的尴尬。
五、GIS系统建设需引起重视的问题
（一）数据管理制度和数据更新体系
GIS系统投入运行后，保持数据的现势性是系统的生命力所在。国内公用行业一些GIS项目之所以失败告终原因主要在于数据管理制度保证，确保GIS系统能够正常运行，下述几个方面的问题必须引起重视：
1、数据流转制度和质量保证机制；
2、数据质量的绩效管理；
3、测量设备；
4、与政府电子地形图管理部门的长期协作关系；
5、结合GIS业务流程调整和整合；
6、应用培训等。
（二）人力资源保障
人力资源始终是GIS系统建设的关键因素。在系统建设的初期，供水部门首先应成立具有权威性的项目协调小组，全面控制和协调GIS系统建设过程中的全局性问题。其次应精心挑选担当系统建成后的维护管理的专业人员，使其尽早参与开发商的项目开发和实施过程，并为其提供充分的相关技术培训机会。供水部门的GIS专业维护管理人员可谓是系统建设时和建成后的核心“引擎”，对系统的后继应用和推进的起着至关重要的作用，他们对GIS技术经验的积累、吸收和传播起着关键的作用。这一点往往为供水部门和开发商所忽视。供水管网管理业务部门的管理者是推行GIS系统应用的中坚力量，在以GIS系统为业务平台的条件下供水部门有必要充实和调整这些管理者。对GIS系统的最终用户应加强培训和引导工作，使其能适应工作方法的变革和容忍系统存在的不足，并乐于接受由此带来便捷。
六、结语
GIS地理信息 篇7
集体林权改革是一项庞大的工程, 在集体林权改革的过程中, 为了实现“明晰产权、承包到户”的总体目标, 确保改革的顺利进行, 应保证外业调查质量, 建立内业数据与实地准确的对应关系, 林改中形成的图、表、证也应建立相应的对应关系。而GIS技术的运用, 为实现以上目的提供了有力的支撑, 提高了林权改革的科技水平和管理手段。
2 GIS数据库技术
GIS技术又称为地理信息系统技术 (Geography Information Systems) , 与遥感技术 (RS, Remote Sensing) 、全球定位系统 (GPS, Global Positioning Systems) 并称为3S技术。与其他两种技术不同的是, GIS技术属于一种信息管理系统, 具有信息系统空间专业形式。从更严格的角度来讲, GIS技术具有空间数据集中、存储、操作、显示等多种功能, 是集多种功能于一体的现代化计算机系统, 遥感和卫星定位采集的地理空间数据只有经GIS进行处理、整合, 才能形成高效、清晰、实用的地理信息而得到广泛应用。
地理信息系统 (GIS) 技术在科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划等领域都有着广泛的应用[1]。例如, 利用地理信息系统 (GIS) 能够在发生自然灾害的紧急情况下, 为工作人员提供应急计划, 科学计算应急反应路线和时间。也可以利用GIS系统来发现那些被侵占流失, 需要保护的林地, 从而实现对林地的管护。集合GPS定位导航, 还可实现森林火灾灭火调度和灾害评估。在集体林权的改革过程中, 由于林权用地数量众多, 精度要求高, 外业勘查中GPS采集的数据量十分巨大, 借助GIS技术能够极大地提高内业数据处理的工作效率并及时发现外业勘察数据的缺失, 为集体林权改革提供全面、真实、可靠的数据信息, 推动集体林权改革持续顺利进行。
3 集体林权改革的工作内容
(1) 在集体林权的改革过程中, 应该充分利用最近的森林资源二类调查资料和公益林规划资料, 对集体林地进行确权勘查, 查清各级权属单位的林地资源总量。
(2) 在集体林地确权的过程中, 应协调好与林业用地接边的建筑用地、耕地与其他用地之间的关系[2], 对有权属争议的林地应当通过调查协商进行裁决界定。
(3) 对于农村集体经济组织所有地应分配到户的集体林地要采取“均山”、“均股”、“均利”的方式进行产权明晰。在“均山”、“均股”、“均利”中对林地的价值评估应由群众集体调查讨论为主, 不应单纯以面积平均、林木平均或其它资源平均为均山依据。依此原则, 在江川县雄关乡开展的集体林权改革中, 首先用GIS软件将各村民小组纳入分配的集体林地依地形地貌划分为群众容易勘察评价的“大宗地”, 然后组织群众依图到现地勘察, 由群众自行组织的“分山小组”进行讨论, 确定每块“大宗地”由多少人口参与分配, 通过抓阄的方式取得相应“大宗地”的分配权, “大宗地”由取得其分配权的群众自行现地分配, 分配完成, 群众无异议后组织工程技术人员与群众一起对分好的宗地边界进行GPS定位, 数据导入GIS进行处理, 用于确权发证和建立相关档案。
(4) 依托GIS技术建立具有林权查询功能的GIS林权管理服务数据库, 进行林权登记, 明晰林权。在林权产权明晰后, 由政府和林业主管部门按照相关法律规定对林权进行登记, 并对农民的林地所有权和使用权进行确认和核实, 从而核发林权证, 促进林权管理的规范化进程。
(5) 对林权优惠政策进行落实也是集体林权改革的重要内容。在林业投资方面, 应该采取相应的优惠政策对其鼓励和支持, 并设置专门的投资补助, 适当放宽林农对林木的处置权[3]。进一步完善林业税费政策, 通过降低税费标准、发放财政贴息货款等措施保障林农的收益并促进林农对林地发展的投入。
(6) 对林木、林地的使用权流转进行规范也是集体林权改革的重要内容。GIS林权数据库是林权流转的基石, 完善的GIS林权数据库有数据、图形、表格, 可准确地反应林地属性的变动情况, 对规范林权流转有着极其重要的作用。
4 集体林权改革中GIS数据库的建立与应用
4.1 数据统计
在林权勘测中, 如果继续按照传统的计算面积方法就会费时、费力, 效率低下。近年已大量采用GPS仪现地围测, 但实际很多地块边缘不能到达, 往往难以进行估算。在林权改革中, 通过GIS数据库的建立, 利用外业采集的坐标数据, 结合遥感影像, 在计算面积时只需要利用GIS软件就可以轻松完成面积测算工作。利用GIS数据库进行林地面积计算的过程中, 首先要加载事先建立规定坐标系和投影的影像图层、地形图层, 作为编辑参考, 再加载已建好属性表的编辑图层进行绘图工作, 绘制后作为宗地图层, 然后打开其属性表并完成林地类别、权属、林地面积、林木蓄积量等属性的编辑计算, 计算结果的精确度也得到了有效保证[4]。
4.2 发放林权证, 建立电子档案
林权档案的建立对于林权变化和森林资源状况的记录有着重要意义。林权档案的建立, 有利于实现林权管理的现代化、系统化、规范化。为了减少工作失误, 林权证的核发和电子档案的管理也离不开GIS数据库。在GIS数据库技术的基础上建立起来的林权档案管理已经不再是单纯地完成数据统计和查询管理等, 而是通过科技手段实现了图形数据和属性数据库的有机结合。在信息录入、信息加工处理、信息检索、信息分析、统计制图等方面, 由于GIS数据库的建立和应用, 逐渐走向一体化。集体林权的改革目标就是要对集体林权的经营权、处置权、收益权进行活化, 实现森林资源的优化配置, 由于GIS数据库和GPS的应用, 林农对林地边界模糊, 易起纠纷且裁定困难的凝虑被打消, 均山的积极性也被极大地调动起来[5]。为了保证林地的合理流转, 优化林权的审批管理, 确保林权管理的准确性和实效性, 应该充分发挥GIS数据库的技术优势, 实现对林权档案的动态管理, 根据实际流转情况及时对林权档案进行更新。为了保证集体林权改革的成果, 在实践中将属性数据和GIS空间数据进行有机结合, 实现信息检索和查询的双向性, 为林权电子档案的更新提供技术保障。
5 集体林权改革中GIS数据库的应用效果分析
通过GIS数据库技术的应用, 极大地节约了人力、物力、财力的投入。尤其是GIS系统可以随时利用已有的数据进行图层纠错、补缺, 对外业调查工作的缺失有较强的补充, 减轻了外业工作压力。GIS数据库的应用节约了图像校正和手工制图的时间, 使得作业周期大幅度缩减, 工作强度降低, 工作步骤简化, 工作效率也就得到提升。通过GIS数库的应用使得林业经营管理逐渐走向科学化的道路。GIS数据库的应用弥补了单一属性数据分析的缺陷, 决策方案日趋合理化, 对于林权档案变更的管理也更加科学规范, 从而实现对森林资源变化的有效监管。
6 结语
随着我国经济体制改革的不断深化, 集体林权改革配套政策也不断完善起来, 对于增加林农收入、调动林农参与植树造林的积极性, 有效管理森林资源具有重要意义。尤其是随着科技的发展, 以GIS技术为代表的现代科技在集体林权改革中的应用, 为集体林权改革的深化提供了强力保障。GIS数据库的建立和应用, 极大地提高了集体林权改革的效率, 节约了改革中人力、物力和财力的投入, 林权管理也更加规范化、合理化, 对于林权档案变更的跟踪管理也大大增强, 从而实现对森林资源的全面掌控和有效管理。
摘要：指出了GIS地理信息系统的运用, 对推进林权改革发挥了重要作用, 极大地提高了改革进程。通过GIS数据库的建立, 为林地有序流转提供便捷服务。介绍了集体林权改革的内容, 并对林权改革中GIS地理信息系统的应用进行了阐述, 以期提供参考。
关键词：集体林权改革,GIS技术,勘界确权,档案管理
参考文献
[1]甘品元, 黄欢.林权改革政策的乡村“变通”[J].太原理工大学学报:社会科学版, 2012, 30 (1) :49~53.
[2]郑风田, 阮荣平, 孔祥智, 等.南方集体林区林权制度改革回顾与分析[J].中国人口·资源与环境, 2009, 19 (1) :25~32.
[3]贺东航.我国集体林权改革的问题研究[J].理论前沿, 2008 (8) :19~21.
[4]潘武林, 赵猛, 刘静, 等.基于深化改革目的的集体林权改革制度变迁类型研究[J].安徽农业科学, 2011, 39 (32) :20187~20189.
GIS地理信息 篇8
1.1 地理信息系统的基本概念
地理信息系统 (GIS, Geographical Information System) 是一种决策支持系统, 具有信息系统的各种特点, 一方面, 它是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉类学科, 另一方面, 它是在计算机硬件和软件系统的支持下, 对整个或部分地球表层 (包括大气层) 空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的技术系统。综合而言它是为区域和工程规划、设计、管理决策服务的信息加工与管理技术的学科, 也是一种综合性强、适用性广的工具。
1.2 地理信息系统的构成
地理信息系统 (GIS) 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统, 该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示, 以便解决复杂的规划和管理问题。
1.3 地理信息系统 (GIS) 的特征
地理信息系统具有以下三个方面的特征: (1) 具备采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力, 具有很强的空间性和动态性; (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, 产生有用的信息, 并完成人类依靠传统方法难以完成的任务。
2 我国地理信息系统 (GIS) 及水利信息系统的发展与现状
我国的地理信息系统起步于80年代, 1983年国家科委新技术局成立了资源与环境信息系统国家规范研究组.标志着我国的地理信息系统的研究提上了历史日程。经过了二十几年的发展, 取得了一定的成果, 如人口信息系统、国土地理信息系统、经济信息管理系统、交通地理信息系统等。尤其是经过最近10年的努力, 我国GIS软件的技术体系日趋完善, 已经形成了基础平台软件、桌面软件、专业软件和应用软件四大体系。国产软件在近一年时间里又有了长足的进步, 大型基础平台软件产品研发进展良好, 尤其是得到国家863计划支持的两个大型GIS基础平台软件表现突出, 在市场和应用方面有了新的进展。
2004年年初, 美国劳动部将地球空间信息技术、生物技术与纳米技术一起确定为本世纪最具发展潜力的三大重要技术。因此, 只有深入研究以地理信息系统为基础的水利信息化, 才能逐步实现水利事业与经济社会发展相适应的、水利事业可持续发展的水利信息化系统的形成。目前, 我国已经完成了国家级水情数据库建设, 可以对历史水情、实时水情及降雨信息进行精确的管理和查询, 省级流域级水情数据库的建设也正在如火如荼的进行当中。可以说, 该技术的应用使我国水利信息管理工作更加规范有序.为有关数据的高效使用奠定了基础。
尽管GIS的发展成熟为我们水利数据及信息管理提供了强有力的技术支持, 但是由于我国水利数据量的不断增长, 而国内拥有独立知识产权的数据库软件在面对海量数据的同时又显得力不从心, 因此, 我国地理信息系统需要进一步的发展和完善, 与我国的水利事业及其他学科领域共同协调发展。
3 水利信息系统的解决方案
地理信息系统在水利行业中的应用领域主要包括水文、防汛、水资源、水利工程管理以及其他方面 (如水环境污染、水环境保护、节水灌溉及水土保持等) 。
2l世纪是信息时代, 地理信息系统技术在水利方面的应用也会越来越广泛。尤其在水利政务、防汛抗旱减灾、水资源监控调度等方面展示出来的优越性是传统技术所不能比拟的。随着资源卫星航空航天技术的发展, 水利遥感技术也得到了充分的发挥空间, 如水土流失调查与动态监测、水利工程前期规划、大型水库工程的地质调查、生态环境及水资源水污染监测与调查、干旱沙漠区的水资源调查等等, 这些在推动国民经济建设中都起到了不可估量的作用。
4 我国地理信息系统 (Gl S) 在水利行业的发展前景
GIS作为储存和分析空间资料的强有力的工具, 针对于水利信息系统的独有特点, 在水利行业具有广阔的前景, 但在应用GIS解决实际问题时, 应注意以下问题及发展方向。
水利工程中有目标对象的数据库体系的建立和使用仍是GIS储存和处理空间资料的主要方向, 而把地理信息系统、全球定位系统和遥感技术三者结合起来对整个流域地形进行三维观察, 利用GIS实时分析实际问题将是GIS的发展方向。应用GIS解决实际问题时, 资料的收集、储存和处理之间始终存在一个时间差, 最经济可行的办法是以现有资料为基础, 尽量进行空间性的综合分析, 同时预测预判未来信息, 以此来制定工程规划方案, 最终达到系统的最优化。
多媒体技术是计算机技术的一场革命。它是与数据库、通讯技术和知识信息处理相结合可开发出更好的具有一定智能的决策支持系统, 使计算机可以综合处理图像、声音、文字信息和具有集成性和交互性, 在水利工程设计与管理中应该引用多媒体技术, 开发界面友好的系统, 并应用计算机图形 (图像) 模拟技术与GIS结合来解决水利工程中的实际问题。
引入神经元网络技术、人工智能理论及模糊控制理论, 集成专家系统 (ES) 与地理信息系统, 实现具有人工智能的GIS系统在水利领域内应用的目标。网络技术发展和信息高速公路的建设, 促进具有统一规范标准的多级、分布式具有网络通讯功能的地理信息系统发展, 将更有利于处理具有分布式特点的水利问题。
随着我国社会的不断进步、基础技术的不断发展以及模型技术专业化的不断发展, 将为水利信息化建设提供完备的技术和充足的资金支持, 水利信息化技术在未来必将拥有更好的发展前景和应用空间, 也必将使得我国的水利事业迈向一个新的时期。
摘要：地理信息系统 (GIS) 在过去是作为一项专门技术, 仅仅用于测绘、制图、责源及环境管理等领域。但是, 随着计算机技术的迅速发展和社会需求的不断增大, GIS技术逐渐走向成熟, 应用领域也不断扩大。无论经济建设还是日常生活都与地理信息有着密切的联系, 它是信息产业的重要组成部分。本文从地理信息系统 (GIS) 的概念、特点、现状并结合水利这一专业领域的特点, 简单探讨水利信息系统的解决方案, 并对地理信息系统在水利行业的应用发展趋势作了展望。
关键词：地理信息系统 (GIS) ,水利地理信息系统,水利行业
参考文献
[1]贾玲, 尹明万.地理信息系统在我国水利行业的应用综述[J].水利水电技术, 2007.
[2]刘艳林, 文恒.地理信息系统及其在水利中的应用[J].内蒙古科技与经济, 2007.
[3]付功云.水利信息化现状和发展浅析[J].水刺科技与经济, 2011.
GIS地理信息 篇9
地理信息系统 (G e o g r a p h i c Information System或Geo-Information system, GIS) (GIS) 是近年来发展起来的一门新兴的学科, 随着计算机技术的不断应用和深入, 地理信息系统在各个领域越来越发挥着重要的作用。该系统有着良好的兼容和延伸性, 随着经济建设的加快, 在经济建设中岩土工程项目的数量在不断加大, 以往的岩土工程相关报告以书面形式提交。各个单位提交各自的报告, 建设单位进行存档备案。报告已经存档往往意味着难以“重见天日”。有了新的建设项目, 即使附近有岩土工程的资料, 往往因为信息的不透明, 管理制度的不健全而无法发挥原有岩土工程资料的价值。如果将区域内的岩土工程资料整理归纳融入地理信息系统中, 进行模块化处理, 联网接入, 那么将会大幅提高岩土工程的效率, 同时产生很大的经济效益, 实现创建节约型和科学型社会的理念。
地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下, 对整个或部分地球表层 (包括大气层) 空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系, 包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等, 用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程, 解决复杂的规划、决策和管理问题。
2. GIS在岩土工程中应用可行性分析与前景展望
GIS的应用自80～90年代开始在我国大范围的应用, 在煤矿资源、城市规划、遥感测量等领域应用较早。
随着计算机及网络技术的普及, 在岩土工程中计算机技术的应用已经占有很大比例, 在软、硬件具备的条件下, GIS作为具有很好兼容性的资源管理载体, 岩土工程数据的引入是完全具备可行性的。
岩土工程数据引入GIS, 首先解决的是数据软件入库和注入两个问题。近年来信息技术突飞猛进, 软件也是一日千里, 以工程地质勘察为例, 早在80年代中期, 国内开始出现一批以理正勘察、华宁勘察为主的勘察软件, 使传统的勘察作业转向信息化, 大幅提高了工作效率, 也为勘察数据的软件入库开了先河;同时软件的开发者也很重视彼此之间的兼容和转换, 这也使的软件数据库的注入创造了条件。
首先我们要了解GIS系统进行空间分析及建模的方法:
2.1 GIS空间分析
空间分析就是需要通过注入GIS系统中的数据, 不管是岩土工程还是其他先关的数据, 它需要这些数据通过特定的关系建立其联系来, 如坐标、经纬度、海拔高度、甚至于其他一切跟所要分析的空间相关的数据。
2.2 建模
(1) 数据建模
将城市规划或者区域地图与在不同建设场地的岩土工程数据关联起来是很困难的。然而, GIS能够描述地表、地下和大气的二维三维特征。例如, GIS能够将反应特定区域内的建筑物、地下水等快速制图。而在这个特定区域内的工程岩土数据可以叠加在该图上进行分析论证, 得出结果。如该区域内进行岩土工程对建筑物的影响, 对地下水的影响等。
(2) 拓扑建模
在过去的一定年限, 在拟建设场地边上有没有任何其他的建筑物建设过?有没有任何满足在一定距离内且满足某个条件的这类建设项目?GIS可以识别并分析这种在数字化空间数据中的这种空间关系。这些拓扑关系允许进行复杂的空间建模和分析。地理实体音的拓扑关系包括连接 (什么和什么相连) 、包含 (什么在什么之中) 、还有邻近 (两者之间的远近) 。
(3) 网络建模
如果所有在某个区域内多个建设场地同时进行, 那么对地下水的影响有多大?基坑变形量有多大, 有没有达到限定值?GIS能模拟出地下水流动的路径, 诸如坡度、速度限值;基坑的变形数据等都可以纳入这个模型使得模拟得更精确。网络建模通常用于水文建模。
根据GIS系统的特点, 按照该系统提供的软件接口, 将岩土工程行业相应的数据库进行转换注入GIS系统, 同时通过软件实现在人机操作界面上进行查询、浏览、下载、打印等功能。同时因为岩土工程行业的特殊性, 涉及面广, 出于对一些敏感资料和知识产权的保护性, 通过所在地区的建设相关部门合作, 提供有限使用, 或者付费使用, 都可以使前人积累的资料“重见天日”, 发挥其应有的价值。
具体实现在GIS中引入岩土工程数据, 可通过图1的流程来实现。
通过软件的功能实现GIS引入岩土工程中, 实现区域性的岩土工程信息管理系统, 那么将会对该区域内的工程建设, 岩土工程工作提供有力的支撑。同时, 近年来国家加大建设工程环境方面的监督, 岩土工程数据的整合更显得重要。
以徐州为例, 徐州地处苏鲁皖交界中心, 大地构造上属于华北断块区的南部, 下伏以石灰岩为主, 属于灰岩溶蚀地区, 根据资料, 徐州市市区及周边地区建设曾多次发现岩溶, 这些情况均为岩土工程中发现, 如果将长期相关的岩土工程数据归纳、整理, 将会分析出岩溶发展的趋势, 这对城市建设来说无疑具有很大的积极作用。材料体系的水化热, 提高混凝土的抗拉强度, 抑制碱集料反应, 减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显著降低混凝土的早期强度, 对抗裂不利。试验表明, 当粉煤灰取代率超过2 0%时, 对混凝土早期强度影响较大, 对于抗裂尤其不利。
8.2 减水剂
缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度, 并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量, 改善新拌混凝土的工作度, 提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。
8.3 引气剂
引气剂除了能显著提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外, 能显著降低新拌混凝土的泌水, 提高混凝土的工作度降低混凝土的弹性模量, 优化混凝土体内微观结构, 提高混凝土的抗冻性能。
9. 工程实例
我单位施工武钢8#高炉施工煤气洗涤系统斜板沉淀间过程中, 由于新建筑坐落在原来的已拆除上部的1956年的流咀泥基础之上, 流咀泥基础比较复杂, 破除难度及量都比较大, 因此采用素混凝土进行回填, 一次浇筑量3000m3, 在混凝土浇筑完毕后, 混凝土表面就产生了塑性收缩裂缝每天加强养护, 裂缝不再发展。
1 0. 结语
大体积混凝土结构裂缝的产生:一是结构型裂缝, 由外荷载引起的。二是材料型裂缝, 主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。
摘要：地理信息系统 (GIS) 近年来大范围的应用在我国经济建设的多个方面, 如矿产, 规划, 能源等, 该系统具有良好的空间延伸和兼容特性, 通过将该系统引入岩土工程中来, 对岩土工程数据进行录入、归纳、整理、分析、输出、查询, 从而充分发掘前人及现在编制的岩土工程数据的价值, 达到物尽其用, 避免重复建设和浪费。
关键词：地理信息系统 (GIS) ,岩土工程,应用
参考文献
GIS地理信息 篇10
打开“林权证附图打印系统”, 点击工具菜单下的”数据处理”子菜单, 弹出“林权证文件处理器窗口” (如果没看到, 可能是该窗口缩小到了任务栏, 需要在任务栏上点出来) 。
在 “林权证文件处理器”窗口, 点击“文件处理”菜单项下的 “导出”子菜单, 弹出“联户检查”窗口, 在“数据路径”行通过“浏览” 按钮找到林权宗地文件所在的文件夹, 确定后再点击下方的“导入shp文件”, 选择文件夹后点击保存。
Shp文件由多个文件组成, 可以在Arcgis桌面软件中的Arcmap可直接加载使用, 但一些功能受限制, 所以需要作下一步转换。 为管理方便, 一个shp文件最好单独放在一个文件夹中。
二、高斯投影分带与坐标系
(一) 坐标系简介
林业系统目前所使用的坐标系统有1954 年北京坐标系 ( 英文简称Beijing1954) , 1980 西安坐标系 (Xian 1980) 、2000 国家大地坐标系。 其中2000 国家大地坐标系是我国当前最新的国家大地坐标系, 英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000, 英文缩写为CGCS2000。 印刷地图的右下角或左下角一般都标有坐标系说明。
(二) 高斯投影带划分
我国采用6 度分带和3 度分带, 1∶2.5万及1∶5 万的地形图采用6 度分带投影, 1∶1 万的地形图采用3 度分带, 从东经1.5度的经线开始, 每隔3 度为一带, 用1, 2, 3, … … 表示, 全球共划分120 个投影带, 即东经1.5~4.5 度为第1 带, 其中央经线的经度为东经3 度, 东经4.5~7.5 度为第2 带, 其中央经线的经度为东经6 度, 依此类推。 江西省位于东经113.5 度-东经118.5 度之间, 跨第38、39 共2 个带, 其中东经115.5 度以西为第38 带, 其中央经线为东经114 度;东经115.5 以东为39带, 其中央经线为东经117 度。 地形图上公里网横坐标前2 位就是带号, 例如:1∶1万地形图上的横坐标为39345486, 其中39 即为带号, 345486 为横坐标值。
三、Shp文件转换成MDB文件
MDB文档是Arcgis使用的地理数据库格式之一, 也是Access2003 (微软Office组件) 使用的数据库格式, 能够很方便的与Excel实现数据的导入导出和转换。
( 一) 使用Arc Catalog创建个人地理数据库
ESRI的本地存放的数据库格式有File Geodatabase和Personal Geodatabase两种, 如果数据量比较大的话可以选择File Geodatabase, 对于一些小型的项目数据可以放在个人地理数据库 (即MDB文件) 里面。 以下介绍的是Arc GIS Desktop如何创建个人数据库的方法与步骤。
创键地理数据库: 启动Arc Catalog, 在既定目录下点击鼠标右键, 新建个人地理数据库, 输入数据库名完成创键个人数据库。
(二) 创建要素数据集
鼠标移到创建的数据库上点击右键→新建→要素数据集, 为要素集选择一个名称, 例如Bei Jing54_39
接下来是选择坐标系。利用前面介绍的知识选择一个坐标系。林业工作的底图主要是1:1 万的地形图, 以下根据该比例尺地形图的坐标系进行选择。 在“地理坐标系”和“投影坐标系”两项中选择“投影坐标系”, “ 投影坐标系” 下选择Gauss Kruger (高斯克吕格) 投影。
高斯克吕格投影下, 林业1:1 万地形图的三种坐标系都有显示, 选择与实际使用的地形图对应的一项, 比如与数据集名称相同的一项Bei Jing 1954 (北京54) 。
1:1 万地形图选择3 度分带的坐标系, 为了与地形图上对应, 以有带号的坐标系为宜。根据所在地域, 无带号的, 选择114 或117;有带号的, 选择38 或39。
接下来的垂直坐标系可以不作选择, 直接点下一步。 容差可不作选择, 直接点下一步, 创建要素数据集完成。
( 三) 导入shp数据到个人地理数据库
打开Arc Catalog, 通过左边的目录树窗口定位到前面建立的要素数据集 (BeiJing54_39) , 选中后单击右键, →导入→要素类 (单个) ,
输出位置已经按照前面选择定的位置导入。
通过输入要素右方的文件夹按钮选定要导入的shp文件, 点击添加。 shp文件按前文介绍由附图打印系统的导入工具得到, 在输出要素类文本框中填入名称。
导入时间预计需要几秒到几十秒钟, 导出完成后右下角出现提示窗, 并且Arc Catalog左边的目录树窗口可以看到导入后的要素集。
按前述方法定位到要素数据集 (BeiJing54_39) , 选中后单击右键, →新建→要素类, 可以新建空的要素类, 分点线面等类别。
要素类是很多单个要素图形的组合, 比如一个乡或一个县的林改宗地可以放在同一个要素类中。
在同一个要素集中的要素类都具有相同的地理参考 (坐标系相同) 。
(四) 修复几何
宁都林改宗地数据处理过程, 在对导入的要素类进行处理时, 发现无法进行拓扑查错。 在Arcmap中加载要素类, 作进一步检查, 发现要素类的系统字段Shape_Area值 (面积, 单位m2) 为负值 (经核对其绝对值没问题) , 说明转换环节存在问题。
通过“修复几何”工具可以解决此问题, 步骤如下:
在Arc Catalog或Arcmap中, 选择工具箱Arc Toolbox (工具栏中的红色小箱子) , →数据管理工具 →要素→ 修复几何, 选择要修复的要素类, 点击确定, 若干秒钟后弹出完成窗口。 出现绿色对勾号时表示修复成功。 如果出现感叹号说明修复过程出现问题, 重做一遍或几遍可修复成功。
四、拓扑查错
林改宗地的拓扑查错, 首先会想到的是宗地不能重叠以及不能有缝隙。与一般的软件操作相比, 拓扑似乎有些复杂, 但经过一定时间的实践, 也是可以掌握的。
(一) 建立拓扑
建立拓扑的工作在Arc Catalog中完成。 通过左边目录窗口选定要素数据集, 单击右键, →新建→拓扑, 点下一步后出现输入拓扑名称和拓扑容差窗口, 窗口下方有一个拓扑容差的说明。设置拓扑容差的大小, 对工作量和数据精度有较大影响。 林改宗地设置的精度在1-7 米之间。
点下一步, 选择要参与到拓扑中的要素类 (一个要素类只能参与到一个拓扑中) 。
再下一步, 等级数取默认值。 再下一步, 出现指定“拓扑规则”窗口, 添加“不能重叠”与“不能有缝隙”两项规则, 点完成后 “已创建新拓扑, 是否要立即验证”窗口。 点是, 将在Arc Catalog中完成一次拓扑验证。 点否, 不验证, 需要在Arcmap中加载拓扑时进行一次初始验证。 选择一项, 完成拓扑的建立。
(二) 拓扑错误浏览、分析及处理
在Arc Map中加载拓扑, 默认状态对应的要素类也会被加载。如果拓扑进行了验证, 拓扑错误会用红色显示, 根据红色线及块的多少, 可直观看出数据错误的多少。
建立单个要素类的拓扑, 可以分析处理宗地与宗地间的重叠和遗漏情况。建立要素类与要素类之间的拓扑, 可以分析行政区域 (县乡村等) 之间的重叠和遗漏情况。
拓扑错误的分析和处理在Ardmap中进行。 对于大面积的拓扑错误, 先进行前期工作, 对错勾漏勾山进行调查纠正, 对纠纷山进行调处。 在Arcmap中利用创建要素、整形要素、裁剪面工具对宗地进行补充和修改。
Arcmap中有专门的拓扑工具, 用于修正经过前期处理的数据以及矢量化质量不好的数据。 在工具栏空白处, 右键→拓扑工具。拓扑工具必须在进入编辑状态方可使用, 点击编辑器右边的小三角箭头, 进入编辑状态。
(三) 拓扑错误的几种处理方式
刚开始使用拓扑时, 可以新建一个空要素类, 新建一些简单的要素, 模拟拓扑的各种处理方式, 熟练后再对正式数据进行处理。
1. 删除重复要素
选择“修复拓扑错误工具” (工具栏右边第2 个) , 点击面错误区域, 右键→选择要素, 再点击编辑器工具栏中的属性, 属性栏中会将该区域重复的要素全部显示出来, 点击其中的任意一个, 相应图形会闪烁。选择其中一个或多个, 右键→删除。
2. 合并重复要素
选择“修复拓扑错误工具”, 点击面错误区域, 右键→合并, 弹出对话窗, 显示相关重复要素, 点击其中的一个作为目标要素, 重复要素会合并到目标要素中变成不再重复。
两个要素只交叉重复部分, 选择“修复拓扑错误工具”, 点击面错误区域, 右键→创建要素, 重叠部分会变成独立的要素。 右键→合并, 也可以将重复部分合并到其中一个要素中。
3. 四面包围的空隙处理
选择“修复在空隙处将生成一个独立的要素。 选择相关要素, 点在空隙处将生成一个独立的要素。选择相关要素, 点“编辑器”右边小三角形下方的“合并”, 可以将该要素与对应目标要素合并。
4. 半岛形及分离形空隙的处理
可以通过“创建要素”中的“自动完成面”工具在空隙中创建要素。 对半岛形空隙, 点击“自动完成面”工具后, 在缺口处画一条线, 按F2 键, 要素和线包围部分的空隙变成要素。对分离形空隙, 点击“自动完成面” 工具后, 先在缺口的一边画一条线, 右键→完成部件, 再在缺口的另一边画一条线, 右键→F2 完成要素, 要素和线包围部分的空隙变成要素。
对于前文所述四面包围的空隙, 点击“自动完成面”工具后, 在空隙处随便画一条线, 右键→F2, 也能把空隙变成独立要素。
五、使用融合工具由林改宗地生成行政区域边界
在Arcmap中, 通过“地理处理”菜单中的融合工具, 可以将属性字段值相同的要素融合成一个要素。
融合_ 字段可以选择一个字段, 也可以选择多个字段。 由“林权证附图打印系统”转换过来的林改宗地要素类属性中包含乡村代码字段, 如果是一个乡镇的要素类, 可以根据村字段一次性生成全乡镇的村界。 如果是一个县的要素类, 可以根据乡和村两个字段一次性生成全县的村界, 根据乡字段一次性生成全县的乡村界。
使用融合工具由林改宗地生成乡村界需要做两步工作:一是消除全部的拓扑错误, 二是使用创建要素工具把非林地也变成含乡村代码的宗地 (事先要调查清楚非林地中的乡村边界) 。
六、后续应用及其它
林改宗地经转换为.mdb格式并进行拓扑修正后, 与公益林数据叠加可以进行资金发放的权属依据并相互验证, 可以作为二类调查及营造林作业设计及验收的各项基础资料。
参考文献
GIS地理信息 篇11
关键词 中学地理教学模式 GIS
GIS是地理信息系统（Geographic Informationsystem）的简称。它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，以多种形式输出数据和图形产品的计算机技术系统。利用GIS可对空间数据进行采集、管理、处理、分析、建模和显示，以解决复杂的规划和管理问题。
GIS在中学地理教学方面的应用相当广泛。它不仅已经成为中学地理教材的一部分内容，还经常应用于平时的课堂教学、课后练习和课外活动，不断影响和改变着中学地理教学的教学目的、教学程序、教学手段，及至教育思想与观念，促进了教学模式的改变。
根据建构主义学习理论教学设计的原则和学习自主性程度的不同，可将基于GIS的教学模式分为以下几类：情境化教学模式、探究式学习模式、研究性学习模式和自主型学习模式。
一、基于GIS的情境化教学模式
建构主义理论强调真实情境的创设，认为这是“意义建构”的必要前提。因此，创设的情境越真实，越有趣味性，体验感越强，就越能激发学生的学习兴趣。利用GIS软件当中的虚拟现实和可视化等功能可以实现对现实情境的真实模拟，从而实现对地理情境的再造、复现或模拟，使学生身临其境；另一方面也可通过GIS加入一些游戏互动环节，增强情境的趣味性。学生在对情境的体验、观察、互动和分析过程中逐渐理解和掌握相关知识，由此形成基于GIS的情境化教学模式。
情境化教学大致分为5个步骤，如图1。以“等高线地形图”这一知识点为例，理解等高线形态与地势高低、坡度陡缓的关系以及在等高线图上识别山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等地形部位是这一知识点的难点。根据这一难点可确立“创设立体地形模型场景”这一主题，再通过选择合适的素材来创设情境。比如可以寻找现有的等高线地形图进行数字化，也可以在GIS中自行绘制二维等高线并赋予高程值，形成数字化的等高线地形图。利用该数据创建三角网数据，就能建立数字高程模型，从而创设立体化的地形模型场景。在情境呈现环节，可引导学生对山体模型进行旋转、缩放、色彩变换和调整视点，学生就能够快速参与到情境的复现活动中。这时教师再顺势指导学生将等高线叠加于山体模型之上，让学生观看等高线的投影过程，理解等高线的形成过程。在此基础上再进行剖面线分析、坡度坡向分析及各地形部位的辨识等，从而总结出等高线与地形部位和坡度之间的关系，解决难点。
基于GIS的情境的教学较适用于形象具体的地理事物、原理和过程的学习。通过GIS创设具备动态性、可控性和互动性的场景，使学生容易接受，激发他们的学习兴趣。该模式对创设者的要求可高可低，创设的场景越逼真、越细腻、互动性越强，对地理信息技术和课堂的把控能力要求也就越高。
二、基于GlS的探究式学习模式
探究式学习是教师围绕某一主题，为学生提供多种形式的材料，让学生对这些材料进行阅读、归纳、假设、推理、验证、评价从而获取知识的过程。材料的有效呈现和分析是这个过程的关键。GIS具备良好的地图图层和属性数据库管理功能以及地图查询、制作功能，可为教师提供形象、直观的图文素材；同时也具备数据统计和地图分析功能，可帮助学生进行深入的材料分析。因此，GIS在这两个关键方面都具备优势，能够构建基于GIS的探究式学习模式。
探究式学习大致分为4个步骤，如图2。以“世界陆地自然带的分布”这一知识点为例，建立气候、土壤、植被与自然带的联系，理解世界自然带的分布规律是这一知识点的重点。可根据这个主题先准备世界陆地自然带的分布图、世界气候分布图、世界土壤、植被分布图等纸质材料；再对这些纸质的地图材料进行扫描，在GIS软件当中进行矢量化，确保各个图层在数据库中能够准确叠合，并输入与图相对应的自然带、气候、植被、土壤名称等的属性数据，添加相关的地图要素，从而制作出符合主题的专题地图。呈现材料时，可先演示GIS的一些简单功能，再抛出若干问题让学生利用这些功能进行探究。问题的设置应由浅入深，如可先引导学生对各图层进行隐藏、显示、调节透明度等操作，直观感受各要素的分布关系；再引导学生把地图放大到某一区域让学生辨别局部区域的异同。最后教师再进行正确操作，让学生认识进一步深化。
基于GIS的探究式学习比较适合有丰富图文素材、特别是较多地图素材的教学内容。利用GIS进行探究时，要避免让学生进行复雜的操作，将过多的注意力放在软件上，所以教师要实时观察，及时排除学生在软件操作上的困难，引导学生利用好GIS工具进行有效分析，才能得到较佳的教学效果。
三、基于GIS的研究性学习模式
研究性学习模式与探究式学习模式具有一定的相似性，都需要学生对材料进行分析。不同之处在于研究性学习模式的材料由教师提供，而研究性学习模式则要求学生自己去发现问题并通过实验、社会调查和野外考察等途径收集、整理、分析材料，最后呈现结论。在研究性学习过程中，学生可以利用GIS的地理空间数据录入、分析和呈现功能，进行数据处理、材料整理和成果表达。因此，GIS完全可以成为研究性学习的有力工具，形成基于GIS的研究性学习模式。
研究性学习大致分为4个步骤，如图3。在确定主题时除要考虑与所学知识点相对应外，还要充分考虑主题的可行性。如果实施有难度，教师要建议学生改变选题或研究角度。也可先给出若干可行选题让学生自选，保证研究性学习任务能按时完成。比如“人口分布状况与城市功能区分布的关系”这一选题虽好，但可行性不足。可建议学生从各功能区人流量人手进行调查。再如“学校周边商店分布规律”比较贴进中学生的生活，具有可行性。当确定主题后，学生可以以小组为单位，分工协作、整体配合完成研究任务。有的同学可以到校外对商店进行定位，调查各商店销售的商品类型和营业规模等情况；有的同学可以在校内运用GIS软件进行分布图的制作、材料整理与录入等工作。在分析材料环节有时需要应用GIS当中的缓冲分析、叠加分析、网络分析以及各种插值计算等功能。教师可在选题前先介绍这些内容，让学生了解各功能的用途、特点，以便使选定的主题更具可行性。在最后的小组汇报交流环节，教师可鼓励学生应用GIS的专题地图制作功能导出规范、漂亮的图表，加以精彩解说，让他们感受成功，培养竞争意识。
基于GIS的研究性学习适用于有多个并列知识点的教学内容，且这些知识点较贴近学生生活。该模式对学生的自学能力有较高的要求，有些研究方法需要学生利用课外时间进行学习，所以教师在整个过程中要注意加强和学生的沟通，帮助学生解决软件操作上的障碍，保持较高兴趣。
四、基于GIS的自主型学习模式
自主型学习模式是让学生自己选择学习方法和策略，而教师只对学生的学习过程进行监控，并进行针对性的个别辅导。该模式的关键是建立一个满足学生不同学习需求的自主学习平台，且该平台必须具备操作简单易懂、内容资料丰富、形式新颖趣味、可修改拓展、可定制打包等特点。GIs具有较强的二次开发功能和数据库管理功能，与网络技术相结合能够组建一个较好的自主学习平台，为构建基于GIs的自主型学习模式提供基础。
自主型学习大致分为4个环节，如图4。在主题引入环节可以通过GIS软件进行开发，制作优美的平台界面吸引学生注意力。如在学习某地区区域地理时，可安排一些跟该区域有关的热点文字、精美有趣的图片或者网络热门小视频放置于平台界面，激发学生兴趣。在自主学习环节，学习材料的组织可分为向导式、问题解决式两种。向导式是在每个或多个节点给出不同选择，学生根据兴趣定制不同的学习路径或形式。问题解决式则是呈现较多材料给学生，并提出一些问题，学生可通过查找资源或利用软件提供的工具对材料进行分析，解答问题。如采用向导模式对区域地理的知识内容进行学习，可先用地图呈现该区域的地理位置。学生找到位置点击后，界面跳出该区域气候、地形地貌、人口、经济、风土人情等知识点链接。学生可根据自己的兴趣点，选择要学习的内容。在学习每个知识点时，可安排相应的练习或问题，且设置一些问题与其他他知识点相关联，互动交流环节一方面是学生在学习过程中遇到困难时向教师请教，或教师根据学生自主学习的完成度对学生进行针对性辅导；另一方面是在分小组学习前提下，学生之间对主题进行讨论和分工协作。学生在完成学习后，还应进行相应的测试或成果评价。教师可将测试的结果和讲解顯示于软件界面，让学生及时了解知识掌握的程度并进行错误分析；也可以根据所学知识点的难易度和时间安排，将最后环节设计为成果展示，让学生自己呈现学习成果，增强学习自主性。
基于GIS的自主型学习比较适合于区域地理的学习。该模式当中学生的自主性最强，也有利于教师因材施教。但对教师或平台制作者的要求非常高，即教师不仅要具备软件二次开发和信息收集、整理和修改等信息技术能力，还要有专业的地理学科素养，能够在平台中组织好材料。因此平台的建设最好采取团队开发的形式进行。
基于GIs的各种教学模式适用于不同的教学内容和教学情境，对教师和学生的要求也不一样。因此，教师应根据教学内容灵活运用适宜的教学方法。
GIS地理信息 篇12
关键词：GIS,交通,数据库
1 GIS在道路选线中的应用
1.1 利用GIS的数据采集与地理数据库管理功能, 对选线所需资料进行统一管理和分类处理。
1.2 利用GIS强大的空间分析功能和DTM分析功能, 对信息进
行加工处理, 将与选线方案相关的各种因素形象、直观地展现给选线人员。
1.3 利用GIS的制图输出功能, 输出选线设计用图, 帮助选线人员进行方案比选。
将与路线方案有关的各种信息, 如遥感图像、地形图、地质图、土地利用现状图、矿产资源分布图、地区经济发展水平等信息资料理信息存储在GIS系统中, 实现图文资料的数字化管理, 通过数据组织和信息分类处理, 能大大提高信息的利用率。同时GIS数据库中存储着大量的地理空间数据, 所有的信息都以专题地图的方式进行组织和存储。这些信息可以帮助设计者更加直观的了解沿线地区的地形地貌;综合分析评价各个因素对路线选择的影响程度;根据公路设计技术标准的要求, 对控制点进行合理的取舍选择出最佳适合的路线, 并能时时的以三维立体图的形式显示。设计者可以按自己的思维任意布设或修改路线方案。对每个方案, GIS系统可以很快地计算出路线长度、施工量等以及及时生成路线纵横断断面图。
因此, 可以快速、方便地进行路线方案的比选。例如, 针对一个方案利用GIS数据库中的土地利用现状图与所选道路中线的缓冲区进行叠加分析, 就可以快速的了解所选方案所占各类用地的面积, 以此作为参考是否选择这一方案。
2 GIS在公路规划中的应用
为了适应国民经济的高速发展, 公路管理部门需要不断地进行公路养护、改建、扩建现有的公路交通运输网。之前, 公路的规划主要依靠对现况的定性了解和工程师的经验判断, 缺少系统的分析、评价和科学的决策。在规划过程中, 常常由于经验所限、缺乏对数据的定量分析, 使规划方案不合理, 由此造成资源、资金浪费以及公路网的使用效率低下。
GIS-T系统不仅可以对数据进行编码、存储、查询, 而且可以在空间数据库和相关知识的基础上能够定义和生成各种预测分析模型。如需求分析预测、新建改建公路投资效益分析等模型。通过模型分析与预测, 评价现有路网的使用效率、了解路网状况、预测路网变化趋势, 为中长期路网规划及年度养护计划提供科学依据, 以确定最佳的规划和养护方案。在公路前期规划中利用GIS可以方便地进行路网的规划、选线、分析与优化线路等决策, 同时还可以对公路沿线的环境进行分析, 如:噪音影响分析。
3 GIS在公路设计中的应用
路廓设计是公路设计中的一个重要环节, 是定出公路最终走向的一个步骤。在路廓设计中, 需要综合分析多种数据, 包括大比例尺的土地利用图、地形图、地质图、矿产资源分布图以及现有的道路网络等。从各方面收集来的资料整合到GIS数据库中, 构造约束多边形, 确定公路必须避开的区域, 通常这些多边形可以分为三级:第一级约束是必须要避开;第二级约束是尽量避开;三级约束是可以避开。
根据需要可以对不同的约束等级赋予不同的权重值, 并在地图上以不同的颜色或属性字段进行标识, 以便设计人员在设计路线时尽量避让这些区域。然后将选择的不同线路输入到GIS系统中, 根据某一方案路线的走向设定某一宽度进行缓冲区分析得到路廓多边形, 然后与约束多边形进行叠加, 统计道路缓冲区与每个约束多边形相交的面积, 并乘以权重, 得到该方案线路受约束影响的加权总面积 (Total Impact Weighted Area, TIWA) , 依次计算没个实验性线路进行综合比选。在得到TIWA之后, 可以根据DEM进行线向的详细设计, 然后具体确定道路断面位置、计算路面结构、道路红线、建筑红线、地下管线属性, 显示道路断面结构图、绘制道路断面图以及进行填挖方的优化, 最终路线的路廓设计图形。
4 GIS在道路改建中的应用
城市道路常常遇到十年或二十年的中长期规划, 然而三五年就过时了或进行规划调整, 以北京市为例, 修建三环时交通专家就预言北京的道路再也不会堵了, 可现六环都早已建设完成, 然而北京市的交通依然拥堵严重, 在全国其它城市也是时有发生的。以道路拓宽为例, 根据确定的人流、物流的基本情况, 预测规划目标年的城市发展规模, 确定是拓宽有道路面积, 还是进行交通量的分流。假如进行道路面积的拓宽, 可对拓宽道路进行缓冲区分析, 分析缓冲区内道路现状面积查询、统计, 道路拓宽改造的总面积、拆迁面积, 各单位改造面积、拆迁面积、拆迁建筑面积, 各单位损失预估、总损失估算、道路总投资估算, 各类专题数据和图纸的输出。
5 在交通管理中的应用
5.1 在道路交通管理中的应用
交通勤务管理:建立与系统时钟相一致的勤务管理方案, 该图层的管理方式是随值勤民警上下岗的时间不同而改变。交通勤务管理系统的建立, 改变传统的勤务管理方法, 通过地理信息系统电子地图界面可视化, 科学布置警力。
流量监测功能:系统根据路口流量检测设备监测到的数据, 在电子地图上用可视化的方式显示路段车流量的变化。
特勤方案:在特殊勤务管理中, 可根据电子地图的可视化, 合理布置警力。
道路事故预测分析:在电子地图上标注事故发生地, 通过点密度即可判断事故多发地, 为道路标志等附属设施设立及道路事故分析提供参考。
专题图制作:专题地图是指使用各种图形风格 (例如颜色或填充模式) 图形化地显示地图的基础信息某方面特征的一类地图, 要求通过专题图的制作, 可以更好地体现出不同图层的特点及本图层在整张地图中的特色。
远程访问功能:实现GIS数据信息与多媒体属性信息的层次化远程管理。实现远程数据库管理系统的数据浏览、数据添加、数据编辑等管理功能。
利用多媒体技术、通讯技术与GIS相结合实现对交通路段的实时监控, 以及进行合理的车辆调配实现资源的最优化配置, 从而使交通事故处理的效率大大提高, 保证交通系统的正常运行。
5.2 在交通运营管理中的应用
由于GIS是一个动态的系统能够进行时时查询、分析、统计, 所以在运输企业的运营管理当中, 可以利用建立的GIS-T数据库, 为管理部门或用户提供各种查询要求。例如:浏览路段和站点、车次的查询;站间交流图、客流密度等专题图;为铁路、公路等客运主管部门分析客流情况、进行车辆的调配、工作人员的组织安排、制定行车计划等服务。
6 结语
当今世界是一个信息化的时代。地理信息系已经不是局限在某个领域, 而是渗透于人们的是日常生活中。GIS作为一种工具成为公路交通行业不可或缺的一部分。面对国内外信息化发展的迅猛形势, 公路交通行业应抓住机遇、统一规划、积极借鉴应用GIS、GPS、RS等当代信息技术领域的先进手段, 作为公路交通信息化建设数据收集的重要工具, 加快推进交通建设规划、项目可行性研究的公路养护管理等工作的信息化水平, 推进我国公路交通事业的进一步发展。
参考文献
[1]秦红艳, 郑州大学.GIS在公路设计中的应用[J].地理空间信息, 2002, 2.[1]秦红艳, 郑州大学.GIS在公路设计中的应用[J].地理空间信息, 2002, 2.
[2]顾世斌.GIS在道路设计中的应用[J].黑龙江交通科技, 2006, (4) .[2]顾世斌.GIS在道路设计中的应用[J].黑龙江交通科技, 2006, (4) .