现代GIS技术（通用12篇）
现代GIS技术 篇1
0 引 言
随着现代科技的发展,尤其信息技术的发展,大大催进了物流管理技术的发展。物流信息化是现代物流发展的核心内容, 也是现代物流区别于传统物流的重要标志。传统的物流具有成本高、流通费用大、竞争能力低等问题,为适应国际和国内流通格局的变化新形势,迫切需要对传统的流通模式进行改进,利用信息化科学管理手段和现代物流方式,整合现有流通资源,构建新型的现代化流通体系。建立基于GIS的现代物流信息平台, 可以全面提高物流活动的信息化和可视化水平。
地理信息系统[1](Geographic Information System,GIS)作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具,它是以地理空间数据为基础,在计算机系统的支持下,对空间相关数据进行采集、操作、分析、模拟、显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态在地理信息,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。将GIS技术融入到物流配送的过程中是物流管理中是一个重要的研究方向。国外在20世纪90年代开始对物流管理进行研究,出现了若干物流信息系统(Logistics Information System,LIS)[2]及物流决策支持系统, 这些系统多用在电子商务和物流配送领域[3],国内对物流管理的研究起步较晚,主要集中在物流配送领域[4],但有关GIS应用于物流信息平台的研究较少。因此,建立基于GIS的现代物流信息平台,它是促进物流信息的共享,实现物流过程的可视化,降低流通成本。
1 物流现状及存在问题分析
在我国传统的物品流通过程中,由于的流通环节多、中间商多、损耗大等原因,有统计显示,流通费用占销售价格的30%左右,而世界发达国家物流成本一般控制在10%左右。造成物流成本损失大、效率低的原因很多,主要有以下几点:
(1) 流通环节长。我国传统的物流流通过程如图1所示。在流通的过程中,进行交易的主体多,并且规模较小,涉及到的部门多,很难进行统一协调规划,资源得不到有效整合,造成资源浪费,导致流通费居高不下。
(2) 物流技术水平落后。近年来,随着物流中心、配送中心的快速发展,尽管我国的物流信息化发展较快,但相比于发达国家,我国物流的自动化、智能化的仓储、运输、搬运等技术装备的普及率较低,GIS、GPS、GPRS等技术的应用非常有限[5]。物流配送车辆的实时跟踪以及运输车辆的最优路径的规划的运用较少。
(3) 观念落后和信息化程度低。人们对于物流的认识比较浅显,片面理解为仓储、装卸、散化。针对物流的特殊性,国外侧重于物流信息平台的开发,一些关键技术已经应用到了物流中,相对比较成熟[6],而国内的研究主要体现在理论方面。
2 系统构建的关键技术
由于物流作业过程中信息的流动跨企业、跨区域进行,信息平台必须具有实现跨地区的信息实时传输、远程数据访问、数据分布式和集中式处理等功能。将GIS技术与物流管理技术集成,构造基于GIS的现代物流信息平台需要经过以下阶段,首先是信息平台数据库的建设,其次是平台系统的实现和物流信息提取及分析应用。信息平台系统构建的关键技术点是数据集成和功能集成。
2.1 数据集成
现代物流企业的信息数据包括两个部分:空间数据和属性数据。传统意义上的物流管理主要指物流企业内部的物流管理, 数据基本上是属性数据,可采用关系数据库进行数据的存储和管理, 构成属性数据库;而物流活动一般涉及区域性的流动,数据涉及的是空间数据,为GIS应用在现代物流企业管理中的提供了基础。空间数据的空间要素为点(Point)、线(Line) 、面(Polygon)等,构建空间数据库进行数据的集成、存储和管理。
对于G1S数据库的管理,有许多种方法,本文结合现代物流的实际情况,利用DBMS管理属性数据。将城市路网中的线和节点映射到DBMS中,实现GIS空间数据和属性数据的有效集成。基于GIS的物流信息平台系统数据管理方法如图2所示。
2.2 功能集成
现代物流信息平台功能集成是根据物流操作模式对其功能进行的规划。在数据处理的基础上, 基于GIS 的现代物流信息平台建设的关键是功能集成, 即将GIS 功能与物流管理功能的整合与统一。利用GIS 技术融合到物流管理在中,形成具有流通过程的空间数据收集、处理、分析、决策等功能的平台系统, 实现对物流的全过程的可视化和信息资源的高效共享[7]。
采用GIS 技术对物流企业的信息系统进行有效整合, 主要通过以下模式[8]。
(1) 基于OLE
的操作模式。首先建立OLE 容器,建立一个公共用户界面, 再建立不同应用程序间的通信,物流企业对物流信息平台的访问是通过OLE 接口实现的;
(2) 独立操作模式。
GIS系统和物流管理系统在功能上仍相对独立,只要采用文件交换的方式进行相互间的通信;
(3) 基于COM的操作模式。
控件(COM) 按照相应的接口标准,在内部进行完全封装,实现相应的功能。GIS 控件通过将数据和操作紧密结合起来,在数据库中存储统一的物流配送区域的地理对象。这种控件有超图公司的SuperMap,ESRI公司的MapObject,Mapinfo公司 的MapX等。此方法集成的物流信息平台系统系统具有较好的性能。
3 基于GIS现代物流信息平台的实现
3.1 三层结构
本平台系统采用C/S和B/S相结合的体系结构,分别为地理位置上分散的内部用户和外部企业用户提供互联服务。其中,C/S模式主要用于内部用户的高效的信息共享、传输和物流业务处理;B/S模式用于与外部企业用户的连接。
3.2 GIS图层设计
结合现代物流实际情况,物流过程中的GIS图层可以分为静态图层和动态图层。
(1) 静态图层。
静态图层包括配送区域的图层和物流节点图层。配送区域图层,包括配送区域道路网拓扑结构和交通道路信息等,在GIS里面分别由“点”、“线”和“面”表示,是电子地图的基本图层,通常不改变此图层信息[9]。配送区域图层是GIS 的基础,物流车辆货物实时跟踪、配送车辆路径规划都是基于此图层的;物流节点图层,该图层的信息主要以点的形式出现,包括配送中心、储备中心、需求点等。物流节点图层如表1 所示。
(2) 动态图层。
在流通过程中,运输车辆可使用“点”来表示,结合3G(GIS,GPS,GPRS)技术,对数据库中车辆的地理位置信息更新,通过创建动态图层,实现对运输车辆、货物信息的实时监控和运输车辆路径的优化决策。
3.3 现代物流信息平台的功能模块
基于GIS的现代物流信息平台的主要功能有:
(1) 合理配置物流企业的资源,通过该平台系统,结合实际需求点的需求量,对物流配送车辆进行调配, 有效实现对物流资源的整合和利用;
(2) 物流配送车辆、货物实时跟踪,通过现代物流信息平台车辆实时监控模块,结合GIS/GPS技术,进行相应地图匹配,在电子地图上显示出运输车辆的实际位置,为流通的可视化运输提供保障;
(3) 物流配送车辆路线优化,利用GIS 强大的空间分析功能,根据需求点的实际位置信息和需求量,实现运输车辆路径优化[10]。综合考虑现代物流的特点,建立物流VRP优化模型,结合相应的数学算法,求解出最优解,减少物流成本;
(4) 通过现代物流信息平台系统,可以实现物流企业在不同区域上各个网点之间的信息传输与共享,实现统一组织管理;
(5) 通过现代物流信息平台系统,实现物流企业同用户之间的紧密联系, 信息的及时发布,适应现代物流发展的需求;
(6) 通过现代物流信息平台系统,可以实现的网上交易,对订单、合同和财务等进行电子操作。
4 结 语
本文从我国传统物流过程中存在的流通环节复杂、物流技术水平落后、物流信息化低等问题出发,提出了建立基于GIS的现代物流信息平台。利用GIS技术能高效地处理空间和属性数据的优势来建立基于GIS 的现代物流信息平台系统,有助于提高物流配送企业整合现有资源,实现流通过程的可视化和物流信息的共享,降低物流成本,提高流通的效率,促进现代物流的发展。
现代GIS技术 篇2
2018年8月29日—31日，以“地理智慧，升维赋能”为主题的2018 GIS 软件技术大会在北京国际会议中心召开，大会由北京超图公司举办，聚焦三维GIS和大数据GIS等领域最新突破，以及AI+GIS的最新探索，展示业界标杆应用成果，分享丰富行业解决方案。
从最开始的Supermap技术大会到GIS 软件技术大会，会议的定义、规模、影响实现了质的转变。每的大会旨在发布SuperMap系列新产品、介绍新技术的发展应用、分享行业解决方案、探讨产业发展方向。通过为期3天的交流学习，切实掌握了新的理念，拓展了技术架构选型思路，观摩了新型智慧城市、国土、交通、应急、军事等行业建设经验，现从以下2个方面总结一些参会感想。
1、大数据、三维、BIM已成为产品发展趋势
超图产品技术体系：跨平台GIS技术、云端一体化GIS技术、新一代三维GIS技术、大数据GIS技术。
大数据概念已不再纸上谈兵，大数据GIS已在各业务领域中广泛应用。从技术体系上，原生支持大数据技术，采用分布式存储（MongoDB、Elasticsearch、Postgress-XL、HDFS、HBase）、计算（数据处理、邻近分析、空间叠加、位置查找）、绘制（免切片渲染），显著提升了运转性能，已支持栅格分布式分析、HBase引擎、分布式动态渲染、Python数据处理、大数据可视化等。
倾斜摄影、BIM、激光点云、三维场、三维地形、手工建模、符号化场景已广泛应用于三维城市设计，数据层级更加丰富。对倾斜摄影单体化、BIM协同设计、多源数据融合等技术痛点，提出了更好的解决方案。同时，为表达三维连续空间，会上发布了不规则四面体网格TIM、体元栅格数据模型。
2、城市大脑、神经系统推进新型智慧城市建设
专题论坛有来自各知名企业的代表分享行业建设经验，现以阿里城市大脑、华为神经系统为代表，研究新型智慧城市的建设思路。
阿里城市大脑的初衷不在于管理的智能化，在于服务的智能化。城市治理需要的是实时具体的行动而不是事后的解析。城市大脑在马来西亚吉隆坡、杭州落地解决交通痛点，提出城市基因库、数据DNA概念，采用云计算、数据资源、人工智能，打通城市基础设施和实时链路，感知城市事件并智能处理，日均事件报警500+，从事件发生到民警到达现场时间平均减少2.2分钟，两条公交线路客流量分别增加17%和10%。基于刚性的需求、充足的数据密度、稳定的数据链路，城市大脑正在拓展应用到规划、交通、安全、政务、环境、旅游、医疗等领域，解决城市存在的问题，讨论智慧城市的获得感。
云计算与GIS技术革新 篇3
云计算概念与模式
1.云计算基本概念
对于“云计算”，解释得最多的是“像用电一样使用计算能力”，但到底是什么却有无数种解释。其实，我们无需去搞清楚云计算到底是什么，只需了解这种新的计算模式能够为人们带来哪些好处，我们又如何获取这些能力来为业务所用就足够了。
云计算使用模式有三个显著特点，即集中管理、移动应用和租用模式，这跟现代电网的特征是完全一致的。云计算重点关注的是服务器方的计算能力，跟云计算还有一个对应的概念是“泛在计算”，重点关注的是终端的计算能力。信息网络具有强大的反馈能力，而电网基本上是单向的电力输送，这是云计算与电网有很大区别的地方。
云计算要实现这三个特征需要关注以下几个方面：
①资源集中。存储、计算能力、数据、软件等系统资源被放到一起作为资源池统一管理，就可以动态地调度资源的分配，如果是分散的则无法达到调度的效果。集中管理应该是虚拟化的，可以是物理上放在一起，但在大部分时候可能是分布式结构，在逻辑上实现统一管理。
②服务架构。既然资源现在统一存放，原来的直接访问方式就不再可用了，只能采用服务的方式把它提供出来，就需要有相应的服务基础设施、新型的服务器和终端软件、新型的开发支持工具、新型的管理办法。服务多了，就需要制定相应的接口规范；同时，这种模式也潜藏着可靠性、并发处理能力、安全性的巨大挑战。
③按需使用。集中管理和采用服务方式以后，用户具有更大的灵活性，可以随时调用计算中心的资源，而无需关心其他无关的东西，这会大大提升工作的效率；同时，通过按照用量付费的方法，用户可以降低个人的费用成本，而服务中心也可以通过将闲置的资源提供给其他用户来提高系统的整体运营效能。另外，计算中经常会出现 “波峰”和“波谷”，计算中心可以统一来进行任务的调度，从而实现负载均衡。
④移动应用。使用移动终端的用户经常需要在终端与设备、终端与终端之间交换数据，因此更加愿意使用云计算的“星型”数据服务路径，而且端上计算能力一般较弱，需要通过云来完成，所以云与端是密不可分的。正是移动终端的大量使用推动了云计算的快速发展，因此，对端的开发也是云计算系统的重头戏。
⑤用户体验。云计算模式带来用户使用习惯的变化，也使原来软件应用的范围大规模地扩展，用户体验也因而变得更加重要。如果通过简化操作和改进体验，能够让一些原来的“非用户”变为“用户”，就会带来用户基数的快速增长，其商业价值是不言而喻的。
⑥商业模型。云计算的使用模式和用户对象将会与传统模式有比较大的区别，因此会衍生出很多新的商业模式，比如用户不再需要购买套装软件，不再需要繁琐的安装过程，不再需要专业的维护知识，也不再需要为了一个简单的计算拥有一个庞大的数据库。当然，天下没有免费的午餐，用户可能需要在其他方面做出一些付出，比如在通信费用、移动终端购买、租金的支付等方面，这将导致产业形态发生变化，进而可能引起产业格局发生重大调整。
当然，这一切是一个方向和愿景，不可能在一夜之间发生天翻地覆的变化，因为相关的硬件资源、软件系统、人员的储备、观念的转变、工作模式的变化都需要一个长期的过程。
2.云计算业务优势
云计算模式有几个方面的优势：
（一）更高的信息处理效率，更低的总体拥有成本。
（二）更快的系统构建时间，更好的系统规模伸缩。
由于系统集中构建和统一维护、管理，在基础设施健全的情况下，新系统上线时间得以大幅度缩短，也可以根据业务需要快速分配资源，满足特定情况下的需求。当然，这需要前期较大的投入才能实现。
（三）更少的系统停机时间，更强的业务保障能力。集中的服务管理能够提供很高的容错能力。但也应看到，云计算集中的优势同时也会带来网络开销的增大，以及增加网络失效、安全威胁的风险，需要通过优化的方案设计来加以避免。
（四）更佳的业务部署模式，更久的业务持续能力。云计算模式能够更好地满足快速变化的需求，移动终端的使用能够满足现代快节奏的生活方式，尤其是降低成长型企业的前期成本，这都能够提升组织的业务服务能力，提高客户满意度，并最终产生更好的社会和经济效益。
3.云计算软件特点
云计算软件是云计算效益得以实现的核心内容，要能适应云计算基础环境，能够充分发挥云计算技术模式和商业模式的优势，同时又能够有效避免所存在的各种问题，改进其缺陷，才能体现出真正的价值。
云计算软件首先应该支持虚拟化，有高性能的计算内核，能高效地支持虚拟机运行、支持虚拟化的云存储、分布式的云数据库和大规模Web服务阵列；同时，要尽可能减少内存、存储和CPU、网络带宽资源占用，以节省成本。
云计算软件以在线使用方式提供，主要面向Web和移动应用，桌面软件以数据获取和后台分析计算为主。云计算软件可以租用方式提供，根据使用情况进行收费。云计算软件一般需要内置大量的基础数据，使用户可以即买即用，实现数据一体化应用，如搜索引擎需要缓存大量的基础搜索数据，地图服务需要内置丰富的地图数据资源等等。
尽管以后云计算在专业和企业市场会有大量的应用，但云计算模式更适合普及性和易用性的应用方向，比如消费型和生活型的购物、娱乐网站，社会型的社交网站，商务型的在线CRM、电子邮件等服务。由于云计算的特殊性，并不是所有的软件都适合采用云计算方式来运行，要根据技术和应用的特点来决定是否使用云计算模式，以及采用何种云计算模式。
虽然拥有很多的优势，但云计算面临的挑战是相当多的，如安全性、系统的坚固性，系统的异构性。云计算的新模式必然带来产业的变革，如何突破旧有框架建立一个稳定的新产业体系，必然也需要一个相当长的过程，需要面对许多挑战、不断探索、不断创新。
云计算技术与应用
云计算基础设施的建设主要用到虚拟化计算、虚拟化存储、并行化计算三大主要支撑性技术，目前已经有多个厂家提供相应的技术和解决方案，但总体来说仍然处于快速发展的阶段，成熟度需要进一步提高。
在应用方面，云计算概念出现以前，Google、Amazon、Yahoo、Salesforce等大型互联网公司已经开始研究和大量使用云模式的计算技术，形成了比较成熟的架构和技术，并且取得了非常好的收益。云计算概念提出之后，很多传统IT厂家也都大量投入进行相应的研究，推出相应的产品。如IBM以私有云为主推出了一系列方案；微软投入重金打造了Azure云服务平台；Oracle收购Sun后推出了一系列软硬件一体化方案；Dell、HP也收购了一些公司打造云计算方案；开源厂商如Redhat也紧跟大潮，推出了相应的解决方案。
在云计算基础设施方面，国外几个有名的云计算基础设施包括Amazon、Azure，都提供相当强大的处理能力。国内出现祥云（北京）、国云（中科院计算所）、大云（中国移动）、云海（上海）等多个云计算计划，一些原来的超算中心和IDC(互联网数据中心)也加入云计算的阵营，提供虚拟机、虚拟存储、分布式计算架构等基础计算服务。建构在云基础设施之上的云计算应用平台也有很多，如Google、Yahoo、Salesforce、Facebook等，国内的Alibaba、百度、腾讯也着力进行云应用平台的研发和使用，并且开始逐步开放其平台API。
云计算对GIS的影响
云计算对GIS将会带来非常重要的影响。首先，GIS平台概念的内涵将发生变化，GIS基础软件平台将进一步发展，通过融合在线服务形成基础GIS软件、云计算GIS软件和在线平台一体化的综合服务平台；其次，GIS技术将与其它IT技术实现更深度的融合，数据将实现空间关联，业务具有空间智能；第三，GIS技术和空间数据的使用模式会发生变化，更多地使用基于云服务地在线资源；第四，通过云服务模式，GIS的使用范围将得以大大地扩展，使GIS的用户对象扩展到更加广阔的范围。
总之，云计算模式的发展将推动GIS产业的进一步发展，而GIS和空间信息的深入发展也将同时推动整个IT产业的发展，带动电子商务、位置服务、定位导航、车联网、物联网等新兴服务业和交通、运输等传统服务业的发展，以及改进应急救灾、环境保护、节能减排、能源开发、国土资源等方面的管理措施。
1.GIS非常适合采用云计算模式
由于GIS应用的特点，非常适合采用云计算模式：①空间数据的产生单位相对较少，而数据使用者众多且多样化；②基础数据多，数据量庞大，更新频度低，适合采用云存储服务方式共享；③并发用户数很大，但每次使用量较小，适合云计算的大规模分布式计算；④需要海量数据存储，进行数据处理和数据挖掘，适合云计算的并行化分布式处理。
2.地理信息业务模式的主要变化
可以设想，未来基于云计算技术的空间信息处理与应用将会发生很多变化，下面从数据采集、处理、应用的流程作简要分析（见图表）。
3.GIS基础平台内涵的全新扩展
在云计算时代，GIS平台概念将极大地扩展，将包括GIS基础软件、云GIS平台软件、GIS云服务平台三个主要组成部分，应用中既会用到传统的GIS基础软件进行数据处理，也会使用云GIS软件在私有云上进行工作，同时也会连接GIS云服务上的资源，或者将处理结果动态地发布到云服务平台之上。
云GIS将实现地理空间信息和非空间信息的全面整合，实现数据的空间关联，包括内部资源库、私有云资源、公共云资源和其它的互联网资源。GIS将真正无处不在，深入到包括桌面、Web、手机、车联网、物联网等应用类型。
4.GIS与其它信息技术深度融合
云GIS将通过云计算和物联网技术实现定位系统、遥感系统、通讯系统、传感器的全面连接。通过虚拟化、高性能服务技术和移动终端技术实现在线的获取、处理和应用空间信息及其关联信息，并实施基于空间智能的业务逻辑。通过三维可视化技术、环境仿真技术、数字化虚拟系统实现地理空间环境的规划和管理决策。
5.GIS应用模式与使用体验变化
随着云计算的发展，GIS的应用模式和使用体验将会发生很大变化。具体包括：
（1）随需应变。通过在线的、稳定的虚拟化架构，云GIS系统能够更好地满足快速变化的需求，即时提供需要的服务，系统数据和功能提供从内部驱动向外部需求驱动转变。
（2）按需使用。服务者只提供需要的，可以节省计算资源；使用者只获取想要的，只需为使用付费，从而降低使用难度和成本，也不再需要维护庞大的地理空间数据库。
（3）随时可用。系统是在线运行的，可以可靠地运行、满足即时提出的需求。
（4）随地可用。系统是分布式的、虚拟化的网络部署，任何地方都可以访问。
（5）任何设备。使用工作站、PC、笔记本、平板、手机、车载设备均可访问。
总之，云GIS将适应有线网、无线网及其混合网络环境，拥有与其工作环境相适应的用户界面，多业务环节实现流程化、并行化处理，从而实现地理空间数据从采集到处理、分析、应用等各阶段完全一致的操作体验；而数据是统一、同步、一致的，可以同步修改，实现高效的协同工作。
6.测绘、地理信息与互联网融合
测绘、地理信息和互联网将进一步融合。传统的测绘成果，如大地测量、基础地形、基础地理信息，将与专业地理信息进一步结合，如地质、地貌、山文、土壤、植物、动物，大气、气候、气象、水文、水利，区划、环境、社会、经济、人文、人口，灾害、地理统计、国情监测、资源调查、规划等信息将会融合，进行基于空间的统一处理和分析。
互联网上将产生大量用户生成数据，也将通过聚合提供政府、行业、部门、企业、个人使用，使GIS出现泛在化趋势，大量的地理空间信息应用与GIS专业理论方法无关，如Google Earth、百度地图、物流配送等等业务。
GIS的发展继续深入到多种系统。地理空间信息真正成为社会信息基础设施的重要组成部分，能够提供多层次、多模式的共享使用，地理空间信息与多种信息整合催生出大量的创新应用。这将导致产业环境发生深刻变化，GIS产业的重心也将会逐步发生转移。
现代GIS技术 篇4
GIS指的是地理信息系统, 是集信息科学、计算机科学、环境科学、空间科学和测绘遥感科学等等多种学科为一体的一门新兴的交叉科学, 作为一门科学, 实现了集地理数据描述、储存、管理、分析、显示与输出成果输出于一体, 同时, GIS作为一个技术系统, 借助强大的地理空间数据库, 运用地理模型分析, 提供了多种空间的、动态的提示和预测, 这为地理地理研究和决策服务提供了依据。如此一来, 地理信息系统可以理解为空间数据和属性数据的综合体。
从外观上来看待地理信息系统, GIS属于计算机软、硬件系统, 从其内涵上来看, GIS是一个由计算机程序和地理数据有机组合形成的地理空间信息模型。它面对的对象是具有一定地理学知识的用户, 在这些用户使用GIS时, 数据的意义才能被发掘, 把客观世界进行了一定程度的抽象, 使其转变为模型化的空间数据, 用户按照其应用的目的性对现实世界的这个模型进行观测, 通过对各个方面的内容的观测, 得到自然过程的分析和预测的信息, 为管理和决策提供了依据, 这就是地理信息系统的意义。
GIS是一个高度信息化且逻辑上缩小的地理系统, 从逻辑上、视觉上和计量上模拟地理系统的各项功能, 对于信息的流动及其结果, 则是交给计算机, 通过程序的运行和数据的变换实现仿真。有了GIS的支持, 用户能够将地理系统中的各个不同侧面和层次的空间及时间特征有效地提取出来, 于此同时, 还能够非常快捷地对自然过程的演变或思维过程的结果进行仿真模拟, 得到准确度较高的地理预测或者是仿真实验的结果, 便于工程中优化方案, 有利于管理与决策。
二、地理信息系统的特征
大量工程测量实践表明, 地理信息系统 (GIS) 的特征主要有如下三方面:
1、系统具备多种地理信息的采集、管理、分析和输出的能力, 而且提供的结果是空间的、动态的。
2、在计算机系统的支持下对空间地理数据进行管理, 同时借助计算机程序对常规的或者是专门的地理分析方法进行模拟, 通过与空间数据的相互作用, 生成有用的信息, 这一任务的完成具有很高的难度和复杂度。
3、地理信息系统的重要特征是有强大的计算机系统的支持, 如此一来, 促使地理信息系统对信息的处理表现为更为快速和精确, 顺利地对复杂的地理系统进行综合性的空间定位和过程动态分析。
三、GIS的组成
对于一个典型的地理信息系统而言, 主要包括如下三个组成部分:
1、计算机系统
计算机系统包括硬件系统和软件系统两个部分, 硬件包括输入设备、输出设备和处理设备, 实践经验表明, 计算机硬件是GIS的客观条件及外围环境。
2、地理数据库系统
地理数据库管理系统的作用主要是用来进行数据的维护、操作和查询检索, 是GIS应用项目重要的资源与基础。在地理数据系统的划分上, 有以下两个角度:
(1) GIS的地理数据库分为几何数据和属性数据两个部分, 通常用栅格和矢量两种表达形式来表示, 几何数据将地理空间实体的形状、大小、位置和方向, 还有几何拓扑关系完美地表现出来;属性数据将空间实体的相关属性表现出来, 同时实现与几何数据有机地联系起来。
(2) 地理数据库系统分为数据库实体和地理数据库管理系统两个组成部分。
3、地理信息系统的应用人员和组织机构
除了计算机系统和数据以外, GIS专业人员的操作水平是应用该系统是否能够成功的关键之所在, 同时也应该意识到强有力的组织是系统能够有序运行的重要保障, 一个经过周密规划的地理信息工程项目, 应当有以下几个主要的组成部分:项目经理 (负责系统设计和执行) 、系统用户的应用工程师、信息管理的技术人员和最终运行系统的用户。
四、应用GIS进行测量控制网的优化设计
1、测量控制网优化设计的重要性
测量控制网的优化设计是测量工作中的一个重要环节。其具体的意义在于以下两个方面:
(1) 在布设控制网时, 希望在现有的人力、物力和财力的条件下, 使控制网具有最高的精度、灵敏度和可靠性
(2) 是在控制网满足精度、灵敏度和可靠性的前提下, 使控制网的成本 (费用) 最低。
2、应用GIS进行测量控制网优化设计的总体框架
总体框架如图1所示:
3、应用GIS对测量控制网实施优化设计的步骤分析:
步骤一:输入观测值数据或直接在系统中读入CAD图形;
步骤二:计算矩阵, 获得各点的精度总值以及相应的误差椭圆;
步骤三:若直接读入图形, 则通过数字地形分析和空间分析功能进行通视性判断;
步骤四:控制网优化设计中实时计算出的设计方案均输出到屏幕供设计人员对网形及其精度指标检查、修改和调整;
步骤五:修改过程包括调整观测值、调整观测值的权和调整控制点的位置这3个方面内容。反复调整到符合要求为止, 打印输出控制网图和精度表。
摘要：地理信息系统 (GIS) 作为一门新兴科学, 在工程测量中的应用愈发广泛, 本文重点介绍了GIS系统的概念和特点, 接着从测量控制网优化设计的意义出发, 谈及了利用GIS进行测量控制网优化设计基本原理和步骤。
关键词：地理信息系统,GIS,硬件,软件,工程测量
参考文献
[1]谭祖雄:《测绘新技术在工程测量中的应用研究》, 《西部探矿工程》, 2006 (6) 。
现代GIS技术 篇5
GIS技术的广泛应用为矿产资源勘查评价提供了新的信息处理手段和工具,同时促进了传统的矿产资源定量评价技术悄悄地发生变革.在GIS技术支撑下,大量的地物化遥空间信息数据库正在建设,这使得矿产资源定量评价的原始信息的`应用得到了改变,也迫使我们要研究基于空间数字化数据库的矿产资源定量评价系统.介绍了以矢量数据结构为主体,在MAPGIS平台上开发矿产资源评价系统的基本思路及成果.
作 者：肖克炎 张晓华 宋国耀 陈郑辉 刘冬林 王四龙 Xiao Keyan Zhang Xiaohua Song Guoyao Chen Zhenghui Liu Donglin Wang Silong 作者单位：肖克炎,张晓华,宋国耀,陈郑辉,Xiao Keyan,Zhang Xiaohua,Song Guoyao,Chen Zhenghui(中国地质科学院,北京,100037)
刘冬林,王四龙,Liu Donglin,Wang Silong(中国矿业大学计算中心,北京,100081)
现代GIS技术 篇6
关键词：三维；三维 GIS；OpenGL；Skyline；VRML；Java3D
中图分类号：G644 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2011）12-017-01
一、三维GIS的研究现状
随着人们生活的丰富，三维GIS被越来越多应用在各行各业，如采矿、地质、石油等行业。三维GIS研究分工也越来越细，发展了多个研究方向。
1、三维GIS数据模型的研究
由于没有一个实体的模型或抽象能表示实体的所有方面，设计一个适合于所有情况的具有一般性的数据模型往往是不可能的，特别是在处理像三维地理空间这些复杂现象时，有些模型，如CSG，BR便于描述规则目标；而一些模型，如TIN和TEN便于描述不规则目标。采用单一的数据模型很难对各种类型的空间实体进行有效的描述，而且三维GIS的应用领域非常广泛，不同的应用目的对空间目标所要进行的操作和分析千差万别，如城市和矿山，前者可能进行景观分析，后者则要进行巷道网络分析。
2、三维GIS软件的发展
科技在发展，三维GIS软件业发展的很快。
首先，Google Earth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。其次，World Wind是NASA发布的一个开放源代码的地理科普软件，由NASA Research开发，NASA Learning Technologies来发展，它是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现，还包含了火星和月球的展现。第三，SkylineGlobe产品能够基于地表的卫星影像、航空影像创建高分辨率的三维虚拟地球场景。Skyline具有强大空间信息展示功能，支持交互式绘图工具，提供三维测量及地形分析工具，提供数据库接口支持如Oracle，ArcSDE，拥有强大数据处理能力。第四、Virtual Earth 3D可以呈现完整交互式的三维图片，是基于地图的搜索工具，集航拍照片、地图、黄页数据于一体。第五、ArcGIS Explorer是一个免费的虚拟地球浏览器，提供自由、快速的2D和3D地理信息浏览，充满趣味性且简捷易用。第六、国内的软件EV-Globe，它具有大范围的、海量的、多源的数据一体化管理和快速三维实时漫游功能，支持三维空间查询、分析和运算，可与常规GIS软件集成，可方便快速构建三维空间信息服务系统，亦可快速向三维的扩展。第七、GeoGlobe是武汉大学李德仁和龚建雅等教授花了近10年时间打造，由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研发的网络环境下全球海量无缝空间数据组织、管理与可视化软件。
这几个软件都是三维GIS中很经典的软件，其中，Skyline以大规模场景著称，发展的极其迅速，这些软件都很值得去深入研究学习。
二、三维GIS的关键技术
三维GIS需要在三维环境中进行表现，3D场景的渲染离不开3D API。目前流行的3D API有Silicon Graphics Inc.(SGI)公司的OpenGL、微软公司的DirectX以及Hedi、Glide、Java3D和VRML等。在本论文中，基于三维渲染技术的三维符号渲染也是研究的难点之一。
1、基于OpenGL和DirectX的三维GIS
OpenGL进化自SGI的早期3D接口IRIS GL。IRIS GL的一个限制是：它只能访问底层硬件提供的特性。OpenGL是一种开放性的标准，很好的移植性能，它能在运行Linux和FreeBSD的PC下，甚至还可以使用硬件加速。
DirectX，（Direct eXtension，简称DX）是由微软公司创建的多媒体编程接口。由C++编程语言实现，遵循COM。最新版本为DirectX 11，创建在最新的Windows 7上。其中Direct3D 与DirectDraw已集成成DirectX Graphics。
2、基于Java3D和VRML的三维GIS
Java3D API是Sun定义的用于实现3D显示的接口。3D技术是底层的显示技术，Java3D提供了基于Java的上层接口。Java3D把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接口中。这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构。
VRML是一种专为WWW（万维网）而设计的三维图像置标语言。全称是虚拟现实建模语言，是由VRML协会设计的。VRML标准中既定义了描述三维模型的编码格式，也定义了描述交互或脚本的编码及行为模式。
3、基于Heidi和Glide的三维GIS
Heidi是一个纯粹的立即模式接口，主要适用于应用开发。著名的3D程序软件如3D STIDIO MAX/VIZ、AuotCAD、经济建模、商业图形演示和机械设计等都使用Heidi系统。与DirectX和OpenGL相比，Heidi还只是一个原始的对象接口，功能请求单一，依靠使用标准界面或直接利用特定的3D芯片来进行硬件加速。
现代GIS技术 篇7
地理信息服务产业惠及千家万户,近年来,地理信息产业产值保持了超过25%的高速增长,总产值预计2015年总产值将超过4000亿元。地理信息产业的快速发展,对人才的需求也逐年增加,据统计,就2013年全行业仅为大学毕业生提供的就业岗位就超过8000多个。210多所高校开设了地理信息技术专业,我国综合教育实力在逐步提高,人才培养的任务分解也日趋合理,而其中高等职业教育担任了通过课程设置与企业培训一起完成GIS应用型人才培养的任务。
2新时期高等职业教育的改革与发展的需求
2.1政策的倾向
我国教育部于2002年第一次明确提出“校企合作,工学结合”的人才培养模式。国务院印发《关于加快发展现代职业教育的决定》国发[2014]19号文再次提出:深化产教融合、校企合作、工学结合,推动专业设置与产业需求对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、毕业证书与职业资格证书对接、职业教育与终身学习对接,提高人才培养质量,强化职业教育的技术技能积累作用。
2.2区域经济的发展
如果说高等教育的主要目的是为社会培养科研人员,促进科技发展,那么职业教育的必然归宿就是促进区域经济发展。第一,职业院校培养的毕业生面向一线岗位,大量的技能型人才是巨大的生产力,促进了区域经济的发展;第二,职业教育已经大大提高了生产技术的更新速度,扩大了生产技术的应用领域;第三,职业教育与很多行业、企业合作,为大量人员提供了继续教育的机会;第四,职业院校可以根据经济发展的情况,灵活的调整对人才的培养模式,使人力资源与经济发展达到动态平衡,促进区域经济和谐发展。
2.3中国高职教育“现代学徒制”的应用
我国职业院校目前实行的“现代学徒制”多是对西方“学徒制”的引鉴,目前“现代学徒制”在各地还正处于试点阶段,各院校试行的结果表明“现代学徒制”对学生专业技能的提高效果非常显著。但是,由于“现代学徒制”是有政府、企业、学校共同运作的体制,在初期出现了“学校热、企业冷”现象,同时在学校和企业专业设置和教学内容方面都存在很多问题。被誉为“新余现象”的职业教育面对当地新能源产业的快速崛起,也遭到了很多现实尴尬,比如学生频繁跳槽;企业只是单纯使用劳动力而没培养规划;政府支持不够等[3]。
3“现代学徒制”在我国高职GIS专业的应用
3.1 GIS专业现代学徒制的特点
GIS技术即和计算机、通讯技术相关,又和测绘学、地理学、地质学等传统学科有着浓厚的关系。GIS技术是系统化、集成性工作,技术链环节多,操作程序复杂,难于单个人独立完成。但作为以培养技能型人才为主要目的地高职GIS专业来讲,没有能力也不需要培养出可以完成以上所有工作的复合型人才,高职GIS专业毕业生只要胜任其中一项或一项中的若干个环节即可。
3.2 GIS专业现代学徒制的现状
目前“现代学徒制”人才培养模式在我国高职测绘类专业的应用非常少,少数院校也只是处于摸索实行阶段,没有形成相对成熟的人才培养模式。因此,现阶段有关GIS专业“现代学徒制”人培养模式研究成果寥寥无几。但是,国家推行职业教育以来,测绘类职业院校没有停止对“校企合作”、“项目化”人才培养模式等方面的研究,积累了丰富的经验。
参考文献
[1]李梦卿,张碧竹.我国校企合作办学制度的回顾与思考[J].职业技术教育,2011(15):11-15.
[2]肖亚红.现代学徒制的研究与思考[J].科技风,2011(22):237.
现代GIS技术 篇8
任何一项先进技术的应用和发展都必须依附于生产的需要。G IS技术在水利工程中的应用也主要围绕着上述主要问题。
1.1 G IS在防洪减灾方面的应用。
我国幅员辽阔, 自然地理地貌条件十分复杂, 洪涝灾害发生频繁, 使国家和个人都蒙受了很大的经济损失。随着社会经济和科学技术的飞速发展, 我国的防洪工作将逐步从“以洪水为敌”的控制洪水向体现水资源特性的洪水管理转变, 全面建成覆盖全国的水利信息网络, 其中防洪减灾属于重点应用系统。
目前G IS技术在防洪减灾方面的应用主要有以下四种类型。
(1) 防汛决策支持系统或信息管理系统的平台。在国家防汛指挥系统总体设计框架下, 目前流域或省、自治区、直辖市的防汛决策支持系统或防汛信息管理系统都以G IS为平台。G IS在这些系统中的作用主要有以下几个方面:
a.空间数据处理、查询、检索、更新和维护;b.利用空间分析能力和可视化模拟显示为防汛指挥决策提供辅助支持;c.为各类应用模型提供实时数据;d.优化模型参数;e.预报预测和防汛信息及决策方案的可视化表达。
(2) 灾情评估。在灾情评估中, G IS作为基础平台, 它充分利用了自己的查询和分析功能以及可视化模拟的能力, 发挥了很多别的系统不具备的作用:
基础背景数据 (包括地理、社会、经济) 的管理;空间和属性数据查询、检索、统计和显示的基础;灾情数据的提取和分析;灾情的模拟和可视化表达;目前洪涝灾害的监测评估业务运行系统已在水利部遥感技术应用中心投入运行。
(3) 洪涝灾害风险分析与区划。洪涝灾害风险分析是分析不同强度的洪水发生概率及其可能造成的损失。它包括洪水的危险性分析、承灾体的易损性和损失评估。采用G IS技术, 可以将上述三方面所涉及到的诸多自然、地理和社会因子附上相应的权重进行空间叠加, 是进行洪涝灾害风险分析与区划的有效手段。
(4) 城市防洪。由于城市社会经济地位和社会影响的特殊性, 防洪工作尤其重要。同时由于许多城市都是依水而建和城市不透水面积大、产流量大等特点, 防洪工作的难度比农村地区大, 所以G IS在城市防洪中发挥的作用除了一般防洪减灾决策支持系统外, 还利用其时空特征分析和高分辨率数据的处理功能在城市防洪减灾中发挥了更多更大的作用, 由于城市防汛信息管理及决策支持系统的复杂性, 不少方面还在继续深入, 可以肯定的是G IS技术在这进程中能发挥的作用。
1.2 G IS在水资源管理方面的应用。
我国水资源短缺, 而且分布极不均匀。同时由于社会经济飞速发展的过程中对环境保护不力, 因此在资源性缺水的同时又加上水质性缺水, 水资源严重短缺又存在有水资源浪费。面对如此严峻的形势, 水资源的管理工作已经被赋上了维系社会经济可持续发展的历史性重任。由此也决定了必须用现代化的手段, 实现以信息化为基础的技术来对水资源进行监控管理, 才能解决好资源水利中的诸多复杂问题, 这也为G IS提供了大显身手的机会。
在水资源信息管理系统中G IS发挥的作用大致有以下几个方面:
(1) 历史数据管理和实时数据的动态采集和加载;
(2) 信息的空间与属性双向查询和分析;
(3) 时空统计;
(4) 以多种方式直观地可视化表达各类信息的空间分布及模拟动态变化过程。
1.3 G IS在水环境和水土保持方面的应用。
由于社会经济高速发展中过多的人类活动影响, 我国水系的污染已经十分严重了, 土壤侵蚀面积达国土面积的20%以上, 而土壤侵蚀本身也是造成水系污染的主要因素之一。为了近一步了解和监测水环境和水土保持的情况, 水利部门已有包括170多个主要测站的全国水环境信息管理系统, 有如广东那样的省级系统, 有如三峡库区那样的区域性系统, 也有如九州江那样的江河级系统。水环境信息管理系统是空间决策支持系统的基础或者是组成部分, 而G IS是其基础, 同时也是提取数据和显示数据的平台。
在水土保持方面, G IS也发挥着十分重要的作用。在水土保持中的G IS的应用是一种全过程的应用。从土壤侵蚀发生与否的判断开始, 一直到土壤侵蚀过程的模拟与预测, G IS始终在技术上起着支撑作用。所以与其他领域比较, 水土保持中一些应用模型大多采用与G IS紧密结合的方式, 也就是直接用G IS为建模平台和决策依据, 这是一个比较鲜明的特点, 而且用途将越来越大。
1.4 G IS在水利水电工程建设和管理方面的应用。
水利水电工程建设与管理是水利水电工程的重中之重, 它的选址、规划、设计和施工管理都必须严格慎重, 考虑到各个方面的因素, 例如移民安置的环境容量调查, 调水工程选线及环境影响评估, 防洪规划, 大型水利水电工程物科储运管理和蓄滞洪区规划和建设等。此时G IS在空间分析和模拟方面的强大优势就显现出来了。
水利水电工程建设与管理中利用G IS功能最多的有以下几个方面:
(1) 通过进行三维可视化显示及贯穿飞行模拟, 实现位置或路线的优化; (2) 空间信息的处理、叠加与分析, 得出可作为决策辅导的信息; (3) 通过仿真模拟淹没分析, 得到各种分析数据; (4) 利用G IS平台实现交互式的工程布置方案修改。
2 G IS技术在水利行业应用的发展趋势
G IS是一门与计算机硬件和操作系统、元数据库的建设、数据挖掘、遥感技术、网络技术和数据库管理、数字摄影与自动化成象等技术有着紧密相关的学科, 而上面的那些技术又是在不断发展的, 每项技术的发展都给G IS带来了深刻的变化.所以G IS在水利行业的应用和发展, 不仅仅取决于G IS技术的发展, 更取决于水利行业数字化的进程。在水利部以信息化带动水利现代化的战略方针指导下, G IS在水利行业的应用将会越来越广, 用途也将会越来越大。而且会迅速成为管理和决策主要支撑技术。它的发展趋势有以下三个:
2.1 网络G IS (W eb G IS) 。
网络是实现资源共享和远程遥控的基础技术, W eb G IS是Internet技术应用于G IS开发的产物。G IS通过W W W功能得以扩展, 真正成为一种大众使用的工具。从W W W的任意一个节点, Internet用户可以浏览W eb G IS站点中的空间数据、制作专题图, 以及进行各种空间检索和空间分析, 从而使G IS进入千家万户。它可用于除了一般数据外的特殊数据类型, 尤其是矢量数据的处理, 以网络浏览器为应用工作平台, 在客户端可以实现对矢量数据的操作, 可以在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能, 并可通过网络远程调用和发布各类数据、图形、图像。
2.2“3S”技术集成。
“3S”不是全球卫星定位系统 (G PS) 、地理信息系统 (G IS) 、遥感系统 (R S) 的简单组合, 而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集合起来, 使其成为一个更具有应用价值的大系统, 在这个大系统中G PS主要被用于实时、快速地提供目标的空间位置;R S用于实时或准实时提供目标及其环境的语义或语义信息, 发现地球表面的各种变化;G IS则对多源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取, 形成新的集成系统的基础平台。所以“3S”集成技术在水利行业中有着广阔的应用前景。
2.3 V R-G IS技术。
V R-G IS技术是虚拟现实技术与G IS技术的结合, 包括与W eb G IS和Com G IS结合的技术, 专门用于研究地学或以地球系统为对象的虚拟现实技术, 目前只能达到仿真的水平, 可以做到: (1) 对现时的地理区域的非常真实的表达; (2) 可在所在地理范围内外自由移动; (3) 在三维数据库中有G IS的各种功能; (4) 以可视化功能作为用户接口的自然的整体部分。
参考文献
[1]刘勇, 井文涌.地理信息系统技术及其在环境科学中的应用[J].环境科学, 199 (73) :62.
[2]李德仁, 关泽群.空间信息系统的集成与实现[M].武汉:武汉测绘大学出版社, 2000, (31) :224.
[3]彭盛.GIS技术在水资源和水环境领域中的应用[J].水科学进展, 2001, 1 (22) :264-269.
基于GIS技术的房产测绘 篇9
关键词：GIS技术,房产测绘,探究
1 GIS技术
GIS是地理信息系统的简称, 它以测量和测绘作为基础, 将数据库用作数据存储和使用的数据源, 把计算机编程作为一个平台的全球空间分析即时技术。该系统在计算机软硬件的支持下通过系统工程及信息科学理论的使用实现对具有一定空间内涵的地理数据的科学管理和综合分析, 以该种管理和分析结果作为工程管理和决策参考依据。
从概念的论述我们可以看出GIS技术具有以下几个方面的特点。首先, 该种技术是一种空间性和动态性并存的技术, 它应用于工程测绘中时能够实现对于多种地理空间信息的采集、管理、分析和输出, 提高工程测绘的广度和精确度。其次, GIS技术对于空间地理数据的管理是通过计算机来实现的, 并且可以使用一定的计算机程序来实现对于一些常规或专门的地理分析方法的模拟, 从而为房地产的施工及竣工后的销售等提供有效的信息, 另外能够扩大该种技术的使用范围, 完成一些人力所不能完成的任务。其次, GIS技术所采集和处理的是一些层次较高的地理信息, 能够提升房地产测绘的质量, 保证工程施工中各种参考数据的准确性和精确度。最后, GIS技术利用计算机程序及相关的地理数据组建起一个较为完整的地理空间模型, 从而建构起一个逻辑相对缩小和高度信息化的地理信息系统, 通过系统内程序的运行及其相关数据的交换实现对信息流及其流动结果的仿真模拟。
GIS系统是通过一种两级结构来实现的, 这种两级结构以客户机或者服务器作为基础, 一级是以Oracle9i为服务器端口的数据平台实现对存储的图像数据和用户登录信息等的管理;另一级客户端则由ADO连接至服务器端的数据库, 这样在测绘图绘制时能够任意存取数据库中的图像数据文件。除了测绘图的制作外, 还可以使用该种系统中的相关数据实现对具体房产分摊面积的计算, 通过一种反向的查找及分摊结果的匹配绘制出具体的房地产内部分户平面图。
2 GIS技术在房产测绘中的应用
在GIS系统中存储的图形要素一般具备大量的属性信息, 而这种属性信息能够通过相关的标识码与图形要素相互关联, 这种唯一性的标识码可以通过0bject ARx存储到相对应图形的扩展数据中实现对图形单元的定义以及项目要素的分摊。并且这种唯一的标识码也会存储到后台数据库中用于图形和属性连接, 为空间查询提供便利。GIS系统的这种双向空间查询功能, 为分户平面图的生成等提供了便利, 节省了人工绘图时间和人力成本。其具体应用主要有:
第一, 为房产测绘系统空间数据模型的建立提供了数据资源。GIS系统能够采集到准确的地理位置、房屋结构、面积等基础信息以及房屋的产权归属等信息。该种信息是实现房产测绘管理最为基础的材料, GIS技术的应用使得上述几种信息的采集成为一种可能, 并且减少了人工采集数据的繁琐性和人为误差。对于房屋的地理坐标产权归属以及房屋上的权利限制等都可以通过GIS技术建立相应的空间模型, 将所需采集的信息进行符号化设置并把该种符号用于建好的模型进行数据分析, 在此基础上实现对房屋的分层和分户管理及查询。
第二, 将GIS技术应用于房产测绘的数据库中。GIS技术在实现对属性数据管理的同时也能够实现对空间数据的管理。这主要体现为GIS技术能够把办理过房产证的房屋和房产地形图结合起来, 利用搜集到的地理坐标信息来标注房产的相应地理信息, 能够实现通过房产地形图来对房产证进行管理。这种应用模式下GIS系统的功能和作用主要是通过数据的增加、修改或者更新等实现对于数据库中相关数据的维护, 利用该技术图形和数据互查的功能直观灵活的实现图形与属性数据的双向查询, 数据库中存储的数据和图形根据现实需要随时输出所需图形, 并且能够根据房产综合评定的需求对采集的数据进行相应的统计分析, 在分析的基础上得出一个综合性的评价, 从而为房产建设及后期的管理提供便利。
3 基于GIS技术的房产测绘管理
测绘技术的上述功能特点及其在房产测绘中的应用形式奠定了其在房产测绘中管理中地位。使用该种技术实现房产测绘管理, 除了注重GIS技术本身的一些特点外还应该注重其与其他系统的组合和功能的完善。
在信息技术高速发展的环境下, GIS技术作用的发挥离不开功能完善的计算机互联网的建设, 和兼容性较高运作速度较快的系统的建立, 因此在具体应用时要注重实现GIS技术与Web service的结合适用。这便要建立各种独立且功能完善的子系统, 将他们与Web service相连接并且通过它把相关数据提供给外部使用者。该种技术的应用能够实现房产测绘管理中测绘数据和房产交易所记录的数据相关联, 并且能够实现房产测绘中的图形数据和相关属性数据的互查, 从而为房产的产权管理等提供准确的测绘信息。
具体系统建设而言, 根据不同系统的测量目标采用各具特色的软件, 并根据需求改进系统数据的存储方式。比如对于房产面积的测算可以在文件存储形式的基础上进行系统性改良, 将其以属性字段的形式或者文字形式的储存, 便于管理作业人员根据需要及时快速的查询相关数据材料。该种储存形式的改变不会增加系统操作的难度, 并且给予系统开发足够的能活性, 为房产测绘管理提供了诸多的便利, 同时也提高了综合管理的水平。对于房产测绘管理的流程方面要注重面积测算及其配图的业务流程管理。通过对相关数据的上传和下载以及相应的变更等程序的管理可以通过一定的审批程序来实现。
房产测绘管理的核心是对相关数据的管理, 并且实现对这些数据的有效利用。因此, 在数据管理中要注重数据的准确性及精确度, 保证图形和属性数据的对应关系, 使其能够根据房产测绘管理的各种需求绘制出符合要求的图形, 为管理提供便利。这便要求我们在系统建设时充分利用GIS技术提供的技术支持和系统工作的原理, 合理利用各种数据, 实现对房产测绘的综合有效管理。
参考文献
[1]左毅.基于GIS技术的房产测绘数据管理[J].现代测绘, 2010, 33 (6) .
[2]刘权, 石伟伟.房产测绘与房产GIS的一体化集成研究[J].测绘通报, 2007 (9) .
配电网GIS及相关技术 篇10
关键词：配电网,GIS,自动化系统
1 配电自动化系统
通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统称为配电管理系统 (Distribution Management System, 简称DMS) 。主要内容涵盖配电自动化系统、网络分析和优化、工作管理系统、调度员培训模拟系统等。当然其中最核心的就是配电自动化系统 (Distribution Automation System, 简称DAS) , 它是一种可以使配电企业在远方以实时方式监控、协调和操作配电设备的自动化系统[1]。其内容包括配电网数据采集和监控SCADA系统、配电AM/FM/GIS和需方管理三大部分组成。在配电自动化系统中如配网规划、负荷监控与管理、远方抄表与计费自动化、停电管理等MIS系统都无缝集成到配电AM/FM/GIS中来, 逐渐形成电力企业通用的信息共享平台, 为电力资源信息化的ERP平台打下坚实的基础。
2 配电AM/FM/GIS系统
配电AM/FM/GIS系统是通过GIS技术对电力系统基础数据进行计算机管理, 能够在地理背景图上管理配电网图形资料和非图形数据, 真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置、对所属电力用户的供电方式等各种信息, 并结合DMS中实时控制和离线应用, 在地理背景图上实时显示电力系统实际运行状况。
GIS是建设配电AM/FM/GIS系统的基础之一, 通过GIS软件技术对配电网基础数据进行计算机管理, 把配电AM/FM/GIS系统中实时控制和离线应用有机结合起来, 形成一个具有空间地理位置信息和基础信息的分层管理数据库, 既能方便地进行查询和管理, 为配电网运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型, 又为配电AM/FM/GIS系统提供基础数据库平台, 支持系统许多应用软件的开发和其它功能的实现, 如故障投诉管理、配网工作管理、用电营业管理系统等。
配电AM/FM/GIS不仅以电子地图的形式直观地显示背景地物信息, 而且将数据库中的信息进行直观的可视化分析, 从而挖掘出隐藏在抽象的结构化数据之中的有用信息, 同时还可以进行图形和属性的双向查询、综合与分析, 并提供网络拓扑模型、各种空间函数和强大的分析功能, 以满足配电网自动化的高级应用。配电系统的设备管理一般要面对地图和电力设备等两类数据资料。
3 配电SCADA系统
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) 系统, 即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的电力运行设备进行监视和控制, 以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功能。通过将SCADA和需方管理 (Demand Side Management, 即DSM) 上报的实时数据信息与GIS相结合, 以便于操作和管理人员更方便地动态分析配电网的运行情况。SCADA系统的应用领域很广, 它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
配电SCADA系统主要由馈线自动化、配网进线监控、l OKV开闭所、配电站和变电站的自动化、变压器巡检与无功补偿等组成一体化的实时监控系统。SCADA系统的测控对象主要是1OKV线路的联络开关或真空开关上安装的馈线远方终端单元 (FTU) 、变压器上安装的配变远方终端单元 (TTU) 以及开闭所和配电站、变电站安装的远方终端单元 (RTU) 。
4 配电网GIS与SCADA系统集成
电力系统是一个实时运行系统, 其稳定性和可靠性与监控系统的实时性密切相关, 如果要在GIS系统上显示实时信息, 我们就必须建立和SCADA系统的接口或直接读取SCADA系统实时库中的数据。所以GIS系统平台与SCADA系统的结合是电力GIS系统在配电网管理中应该首先要考虑的问题。由于配电网SCADA系统和配电网地理信息系统 (DGIS) 是配网管理系统DMS的两个重要的子系统。两者的集成、互相支持以及数据共享在很大程度上决定着DMS系统的整体性能。
GIS和SCADA系统的结合赋予GIS新的生命力, 将其升格为一个在线的实时系统。GIS系统和SCADA系统一体化的实现最重要的一点是在于数据的共享, GIS与SCADA之间的数据共享包括数据的传递与显示, 不同图形格式的转换, 拓扑关系的映射。具体地说, 就是要求实时SCADA系统与GIS共同定义设备对象的统一标识, 以保证不同系统之间信息交互的唯一性。按照国家电网对自动化系统的安全要求, 实时SCADA系统的安全级别比GIS要高, 因此, 大多采用从实时SCADA系统向GIS单项传递数据的方案, 而不允许GIS向SCA-DA系统发送数据或对SCADA系统的数据进行操作。
总之, 配电网SCADA系统与GIS系统集成, 不仅增强了系统对数据的表现能力和友好的用户界面, 而且还为调度员操作提供所需的全面的信息, 从而对调度决策的正确可靠性提供了依据;同时通过数据交换和共享, 整个系统的数据传送和维护的工作量大大减少, 降低了数据冗余度, 保证了数据的完整性、一致似和可靠性。
5 结语
配电AM/FM/GIS是若干技术的综合。即自动绘图/设备管理/地理信息系统, 它是一种基于地理信息系统 (GIS) 基础上的设备和生产技术管理的计算机图文交互系统, 也是一种将图形技术与数据库管理技术相结合的计算机应用软件系统。AM/FM/GIS是对包括地理数据的输入、编辑、管理、输出等制图过程的自动化以及对地图上的设施以及属性进行管理的地理信息系统。
参考文献
[1]许大鹏, 朴在林.基于GIS系统的配网自动化.自动化专题, 2005.
[2]严晓蓉, 张玉洲.地理信息系统在配电网自动化中的应用.电力自动化设备, 2000.
现代GIS技术 篇11
关键词 计算机技术 GIS 信息化
中图分类号：TP3 文献标识码：A
GIS是地理信息系统的简称，它是由地理学、计算机科学、遥感测绘学、城市科学、环境科学、地球科学、空间科学、信息和管理组成的一种综合性学科。GIS通过计算机应用技术与地理空间分布数据的有机结合，在地球科学、工程设计、环境科学以及国防和经济领域为城市建设、企业发展以及国民经济发展提供管理和决策数据。
1 GIS技术的发展历程
上世纪六十年代，GIS技术首先在美国与加拿大出现，各国也相继投入了大量的精力对其进行研究，八十年代末，计算机技术的发展进一步推动了GIS 的发展，随着地理信息处理和分析技术的不断发展，GIS开始应用在资源、环境、电力、石油、国土资源、航空、急救、公安、城市建设和管理、灾害控制、国防军事以及其他与地理信息相关的各个领域。近年来，随着信息技术和计算机技术的进一步发展，数字地球模式开始走上历史舞台，GIS也在不断的深入和扩大中提出了新的挑战。
2計算机技术对GIS的发展有何影响
计算机是GIS技术的基础平台，并在其他相关设备的辅助下完成工作的。在计算机技术的推动下，空间技术、多媒体技术、数字测绘技术、虚拟实景技术、数据存储技术、以及计算机图形使三维处理技术飞速发展，航天技术的发展也对GIS的发展提供了极大的帮助，卫星互联网的建立彻底消除了数据通讯的限制，通过遥感卫星还可以对地面信息进行高光谱、高分辨率观测，短周期遥感卫星还可以提供对地实时扫描。所有这些技术的发展都为GIS更加广泛的应用创造了可能。但是当前的GIS已经不能完全满足数字时代和信息时代的要求，需要更进一步的发展。这就要求GIS有更加开放化、网络化、集成化以及空间多维化的功能特征。
3 GIS发展趋势
3.1开放式GIS的开放性
开放式的GIS是基于计算机技术和通讯技术下，根据不同的行业需求而建立的地理信息系统。不同的地理信息系统软件可以通过开放式GIS实现不同数据库中的信息共享。因此，现代化的数字信息技术要求GIS必须具备可互操作性、可扩展性、技术公开性、可移植性等特点。可互操作性是指不同的系统软件之间可以实现信息的无障碍交换；可扩展性是指GIS系统可以在不同的硬件设备上运行，硬件平台的性能决定了GIS的性能，并具备空间数据的分析处理能力；技术公开性则是指系统的源代码以及使用规范对用户完全公开；可移植性是指系统可以在不同的计算机上随时运行而不需要进行修改。
3.2虚拟GIS的虚拟现实
将虚拟现实技术与GIS相结合，就形成了虚拟GIS。当前社会的信息技术高速发展，催生出VR技术的发展，也就是虚拟现实技术，它可以完全模仿人在各种环境中的行为，实现人与计算机的信息交换。虽然现在还没有真三维可视化的软件系统，但是虚拟环境技术的发展，必将促进GIS的进一步完善。届时用户可以在计算机上自行处理真三维虚拟环境数据，更加有效地分析和管理空间实体。
3.3GIS与多媒体技术发展
在计算机平台上，将声音、图像、文字以及通讯有机的组合在一起，把信息用最直接的方式表达出来，给人最为直接的感知，这就是多媒体技术。多媒体技术的发展及广泛应用极大地促进了GIS的系统结构和功能的提升，彻底改变了GIS的应用模式。MGIS即多媒体地理信息系统可以运用更为丰富和灵活的表现形式将图文、声像和色彩等融合在一起，使GIS的应用领域和前景更为广阔。所以，在GIS领域运用多媒体技术是GIS 技术发展的必然，甚至会出现有更好集成能力的MGIS。
3.4集成化与3S技术的结合
地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）与全球定位系统（GPS）统称为3S技术。集成化技术与3S技术的结合是科学单独的细分学科向综合化发展的必然结果。全球定位系统（GPS）与遥感技术（RS）的综合集成是GIS发展的必然趋势，这种集成化的结果就是形成动态的实时GIS。GIS依靠GPS进行快速的定位和更新，又依靠遥感技术进行多光谱和多时相测绘，GIS还可以为GPS和RS提供语义和非语义的遥感影像数据信息。
4结语
当前社会，数字化信息技术飞速发展，计算机技术的发展和信息网络的形成为GIS即地理信息系统提供了更为广阔的发展空间，数字地球模式的出现使GIS成为人类生活中必不可少的信息服务平台，GIS也将为人类社会的发展提供全新的信息交流和共享方式。
参考文献
[1] 孙庆霞. 当前计算机技术与GIS发展趋势[J]. 今日科苑，2008（14）.
[2] 王玲. 浅析当前GIS的发展趋势[J]. 科技创新导报，2008（18）.
[3] 袁春红. 地理信息系统（GIS）发展趋势及特征分析[J]. 内江科技，2006（06）.
[4] 段成刚. 试论计算机技术与GIS发展趋势[J]. 大众文艺（理论）， 2008（10）.
[5] 英晓巍. 当前计算机技术与GIS发展趋势[J]. 黑龙江科技信息，2009（02）.
GIS的技术发展与应用研究 篇12
GIS (Geographic Information System地理信息系统) 是集机、地、信息学、管理学和测绘学为一体的一门新兴学科。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术, 对地理信息进行数据处理, 能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息, 为决策者提供可视化的支持。
GIS作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统, 能够对整个地球表面 (包括大气层) 与空间的地理分布等相关的数据进行采集、存储、检索、管理分析、描述应用和输出。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, 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它突破了常规关系式数据库管理的概念, 集图形管理与数据管理于一身, 具有很强的空间表现力, 它将空间数据处理、属性数据处理、空间分析与模型分析与计算机技术紧密结合, 通过数据准备、系统建立、空间分析与模型分析, 产生对资源环境、区域规划、管理决策、灾害防治等有用的信息。
2. GI S技术的发展
近年来, 随着计算机技术、信息技术、网络技术的高速发展, 计算机软硬件的性能不断提高, 多媒体技术、空间技术、数字测绘技术、数据库技术、图像处理技术、光纤通讯技术的不断完善和成熟, 为GIS技术的发展提供了先进的工具和强大的手段, GIS技术也逐渐与计算机融合, 为GIS技术的应用奠定了非常坚实的基础。
2.1 技术融合
GIS的技术融合, 主要体现在GIS与其他信息技术的结合方面。当前许多计算机领域的新技术, 如多媒体技术、数据库技术、图像处理技术、三维技术、AI技术等都可直接应用到GIS中, 还能与多种技术融合, 形成新的综合性信息技术。
(1) 3S技术
3S技术指的是GIS (地理信息系统) 、GPS (全球定位系统) 、RS (遥感技术) 。GIS发展的重要趋势是与GPS和RS的集成, 从而构成实时的、动态的GIS系统。GPS为GIS的快速定位和更新提供手段, RS技术的多谱段、多时相、多传感器和多分辨率的特点, 为GIS不断注入“燃料”, 反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取有用的数据信息。
(2) GIS与Internet
GIS与Internet网络技术融合, 建立万维网GIS (WWW GIS或WEB GIS) , 是近年来GIS研究领域的重要课题;WEB GIS使用简单, 用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息, 直接进行各种地理信息的分析, 是GIS技术进入千家万户的重要途径。网络功能将使Web GIS应用到整个, 真正实现GIS的无所不能, 无处不在。
(3) GIS与VR
GIS与虚拟现实技术 (Virtual Reality) 的融合称之为虚拟GIS, GIS与虚拟环境技术融合, 将虚拟环境带入GIS, 将使GIS更加完美。GIS用户在计算机上真三维客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理, 分析空间实体数据, 提高了GIS图形显示的真实感和对图形的操作性。
(4) GIS与CAD
CAD (Computer Aided Design) 为计算机辅助制图和设计, 是一门空间设计技术;GIS是一门空间管理技术;二者结合将为我们提供一个设计和管理的工具。
(5) GIS与多媒体技术
GIS与多媒体技术融合已经成为现实, 称之为MGIS (多媒体地理信息系统) 。多媒体地理信息系统 (MGIS) 将多媒体元素 (文字、图像、声音、色彩、动画) 融入GIS, 实现了GIS以最为直观的方式表达信息, 以形象化的、可触摸甚至语音对话的人机交流互动, 使得GIS的表现形式更丰富、更灵活和更友好。
2.2 GIS组件化
组件技术的兴起给GIS带来全新的开发方式, Com GIS就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统 (包括基础平台和应用系统) 。Com GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件, 每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间, 以及GIS组件与其它非GIS组件之间, 都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基础平台以及应用系统。组件化的GIS平台集中提供空间数据管理能力, 并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下, 系统表现得小巧灵活。
组件式GIS开发平台通常设计为三级结构:
(1) 基础组件
处于平台最低层, 是整个系统的基础, 主要面向空间数据管理, 提供基本的交互过程, 并能以灵活的方式与数据库系统连接。
(2) 高级通用组件
高级通用组件由基础组件构造而成。它们面向通用功能, 简化用户开发过程, 如显示工具组件、选择工具组件、编辑工具组件、属性浏览器组件等等。它们之间的协同控制消息都被封装起来。这级组件经过封装后, 使二次开发更为简单。如一个编辑查询系统, 若用基础平台开发, 需要编写大量的代码, 而利用高级通用组件, 只需几句程序就够了。
(3) 行业性组件
抽象出行业应用的特定算法, 固化到组件中, 进一步加速开发过程。以GPS监控为例。对于GPS应用, 除了需要地图显示、信息查询等一般的GIS功能外, 还需要特定的应用功能, 如动态目标显示、目标锁定、轨迹显示等。这些GPS行业性应用功能组件被封装起来后, 开发者的工作就可简化为设置显示目标的图例、轨迹显示的颜色、锁定的目标, 以及调用、接受数据的方法等。
3. GIS的应用
GIS技术已经进入一个新的发展时期, 从技术上和应用上, 都已经达到了一个全新的阶段。由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用, GIS在未来的几十年中将保持高速发展的势头, 成为IT高科技领域的核心技术。
3.1 GIS的应用领域
人类活动的基本信息中, 有80%与地理位置和空间分布有关, GIS具有非常广泛的应用前景。目前, GIS技术已经广泛应用于智能交通、物流配送、电力、电信、自然资源管理、城市数字化管理、环境监测及保护等各个领域。
(1) GIS与城市智能交通系统
近年来, 随着GIS技术的飞速发展, 越来越多的应用领域同GIS技术建立了紧密的联系。由于城市智能交通系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点, 传统的信息技术已经不能完全满足交通智能化应用的需求, 而借助于GIS的强大功能, 可以实现交通智能化的要求。在交通领域采用GIS技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题, 具有其它传统方法无可比拟的优点。
在交通领域, GIS-T被公认为21世纪的支柱性产业, 是信息产业的重要组成部分, 虽然目前在GIS-T的应用方面还存在如数据库容量限制、数据格式转换、交通地理表达等一系列问题, 但随着GIS技术研究的进一步深入, GIS-T中存在的问题会逐步得到解决, 这必定会促进GIS-T的各个方面的应用和发展, 大大地改变交通现状, 带动整个交通行业的突飞猛进, 成为促进的重要动力。
(2) GIS与物流配送
把GIS技术融入到物流配送的过程中, 就能更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节, 并对其中涉及的问题如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理和决策分析, 这样才符合现代物流的要求, 才有助于物流配送企业有效地利用现有资源, 降低消耗, 提高效率。实际上, 随着电子商务、物流和GIS本身的发展, GIS技术将成为全程物流管理中不可缺少的组成部分。
(3) GIS与数字城市
近两年来, 数字城市已经成为国内信息化的热点问题, 而且还有持续升温趋势。而以GIS为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术, 它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起, 为城市生活和商务提供了一种立体的, 多层面的信息服务体系。
数字城市建设包括四部分内容, 即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。而GIS应用贯穿上述四个部分和各个层面, 从城市基础地理信息数据库到政府空间数据共享、电子商务物流配送以及基于网络的公众地理信息服务, GIS都发挥着不可缺少的作用。
如果在车辆移动目标、家居固定点目标、重点保护单位甚至路灯上都安装了GPS、GSM或其他无线通信设备, 那么我们在城市生活中, 无论是开车、行走或者是在单位、在家里, 都可以通过由GIS、GPS、互联网以及无线通信技术构成的综合服务系统获得急救、报警和各种商务服务, 真正使我们处于立体的、全方位的数字化生活中, 体验数字空间高科技价值。
(4) GIS与电力系统
电网生产活动所涉及的数据信息通常分为四种类型:基础设备信息、电网地理分布信息、电网结构信息、电网运行信息;
电力GIS技术的应用实质是对电力生产管理工具的革命性改造。而管理工具的革新必将带来生产关系的相应调整;因此, 随着电力GIS系统建设进入实用化的阶段, 必将引发业务流程重组活动的发生, 所以需要从一线作业人员到高层管理人员, 都能从观念上正确认识应用这一全新工具的重要意义, 并采取积极主动的配合行动。事实上从国内外的电力GIS应用经验来看, 如果供电企业中生产业务流程重组活动不能顺利进行的话, 它的电力GIS应用项目实用化也将十分困难, 甚至可以导致电力GIS项目的直接失败。
4. 结束语
GIS技术的发展不是孤立的, 它涉及到多学科的相互渗透和相互发展、相互支持的。随着信息技术的高速发展和GIS技术的不断进步和应用的深入, GIS的应用空间将会更加广阔, 必将涉及到人们生产和日常生活的各个方面。可以预见, 在不久的将来, 一个以GIS为基础的共用平台, 以信息技术和数字技术为纽带的“数字城市”将展现在你我的眼前, 并将为人类的信息交流与共享提供一种全新的模式。
摘要：GIS (Geographic Information System地理信息系统) 是随着信息技术发展而形成的一门新兴技术, 目前已与各行各业产生了千丝万缕的联系, 更重要的是它的应用领域还在不断扩大。本文结合当前GIS技术发展的特点, 分析当前GIS技术的发展趋势及其主要应用。
关键词：GIS地理信息系统,GIS应用领域,技术融合,组件化,数字城市
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