GIS基础

GIS基础（共6篇）

GIS基础 篇1

上饶市第二中学是江西省重点中学, 该校在基础地理教育过程中, 注重应用现代的技术手段, 调动学生学习的积极性, 并在GIS教育软件选型方面做了详细的调查, 现阶段选用的GIS教学软件是MapInfo、GIS自学通。

一、商业软件的比较

根据Daratech公司的研究统计, 2000年全球范围内核心商业GIS软件的市场占有情况如图1。

以上的统计说明, 在全球范围内, 市场占有率最高的GIS软件是ESRI系列软件, 其次为Intergraph、GE Smallworld, 我们熟悉的MapInfo与Autodesk、SICAD/Siemens市场占有率并列第四位。

根据科技部国家遥感中心2000年的抽样调查, 我国地理信息系统软件市场占有率为29.1%, 进口软件为71.1%。如表1所示。

如果将这份表格中的ESRI系列软件Arc/Info、Arc View、MapObject合并, ES-RI在中国市场的总占有率将升为33%, 占进口软件总量的46%, 仍占据头名。

在全球地理信息系统软件中, 美国ES RI开发的Arc/Info, 在全球所占的比重最大 (占36%) , 其功能也最为完善和强大。

二、Free GIS软件

Free GIS建立在GNU软件 (基于自由软件的软件体系计划) 的基础上, 其是Linux操作系统上开发研制的GIS平台, 它完全遵循GNU规范, 保证代码开放与用户的无限复制权与开发、重写等权利。而商业GIS软件对以上的核心内容完全保密, 而且各自为政、互不兼容。在许多商业化GIS软件中, ESRI的Arc GIS系列产品功能最强大, 经过三十多年的发展, 其数据结构已成为GIS行业中事实上的数据结构标准。

从种类上来讲, 商业GIS软件目前在中国市场上能占一定份额的不超过20种, 远远少于已面世的Free GIS。商业化GIS软件的代表Arc GIS与Free GIS软件的代表GRASS相比, Arc GIS在灵活性、操作性、数据库支持、培训与服务等指标中充分展示了商业化GIS的优越性;但在价格、模型支持、数据格式与标准支持等指标中GRASS占优势;从GIS平台的功能性等方面考察, 两者基本相当;从二次开发角度讲, 目前Arc GIS因其良好的售后服务占据了主动。Free GIS软件与商业GIS的软件比较表如表2所示。

三、GIS自学通

1. 开发方式

GIS开发有三种实现方式:独立开发、单纯二次开发和集成二次开发。其中独立开发难度太大, 单纯二次开发由于受GIS工具提供的编程语言的限制, 功能差强人意, 而结合GIS功能组件与可视化开发语言VB、VC等的集成二次开发方式摆脱了以上两种方式的问题, 理所当然就成为GIS应用开发的主流。基于组件技术的集成二次开发, 不仅能大大提高应用系统的开发效率, 而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果, 可靠性好、易于移植、便于维护。GIS自学通软件, 就是将MapInfo Professional的MapX控件与VB语言相结合的集成二次开发。

2. 主要功能设计

系统的功能是用户最关心的, 也和整个系统的设计目标密切相关, 功能得当与否直接影响到其应用推广。功能设计的主要任务是根据系统开发的目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分, 明确它们在整个系统中的作用与相互关系。GIS自学通的功能结构图可由图2来表示, 它主要包括地图基本操作、信息查询、空间分析、专题地图制作、打印、帮助等几个模块。

四、对基础地理教育中GIS软件选型与发展研究的建议

教育需要创新, 地理教育也需要创新, GIS手段的应用与推广就是一项创新。面对中国进入WTO的机遇与挑战, 面对越来越严格的知识产权限制, 我们应该学会逐渐摆脱对商业GIS软件的依赖性, 走一条自主创业的路。为此, 本文针对基础地理教育中GIS软件选型提出以下建议:

(1) 统一思想, 明确GIS软件人才培养的层次化体系结构, 在中国的高师院校中建立相应的研究生培养试点课程体系, 开展相关课程体系的创新性研究与探索;

(2) 依托国内几所重点高师院校, 展开对国外Free GIS软件相关文档, 尤其是广泛使用的GRASS GIS的汉化翻译与研究、消化工作, 以最短的时间出版一系列的教材与参考书。

(3) 依托几所重点大学, 建立GIS软件跟踪网, 继续跟踪研究国内外IT动态与先进的商业化GIS软件, 适时进行对比测评, 及时指导调整较低层次 (GIS操作员、GIS程序员) 的专业人员的教育方向。

(4) 依托重点高师院校, 将Free GIS列为今后几年的研究重点, 用半年到一年时间开设GRASS GIS的分类专业课程与培训班, 坚持开放代码、坚持自由软件与知识共享, 通过培训、专题网站等不同形式, 在全国高校GIS专业中全面展开合作;并通过使用GRASS GIS, 适时组织力量制作一批GIS软件教育课件, 逐步建立起GRASS GIS本地化的教育、培训、研究、发展体系, 并争取得到国家相关部委的认证支持。

(5) 依托GIS专业研究生教育, 开展与欧美大学、政府机构、软件组织的Free GIS领域的跨国交流与合作, 参与国际联合开发项目, 从承接代码汉化工作开始, 逐步进入内核研发, 使中国人在GIS软件研究领域占有一席之地。

(6) 充分利用Free GIS的价格优势, 在全国建立起培训教育体系后, 将GIS教育扩展到中、小学, 使GIS真正成为素质教育的有机组成部分。

(7) 争取政府支持, 在条件成熟时利用研究成果完成几个示范性项目, 为Free GIS的产业化摸索出一条有中国特色的道路。

(8) 在近期, 可选择GIS自学通软件, 运用于地理教学。

摘要：当前我国基础地理教育GIS教学软件存在许多问题, 本文借鉴国外地理教学软件的实践经验, 就目前我国GIS技术发展的情况和基础地理教育的现状, 开发与课程标准、教材内容及学生接受能力相适合的工具型GIS软件平台等问题进行研究, 并提出了许多建设性的建议。

关键词：GIS应用,基础地理教育,软件选型,研究

参考文献

[1]华东师范大学, 上海城市信息发展研究中心, 上海市测绘院.上海市GIS综合利用规划[R].上海市信息化委员会, 2004.

[2]刘光.地理信息系统二次开发教程组件篇[M].北京:清华大学出版社, 2003:260-379.

[3]古祖雪.论国际技术贸易中的知识产权限制[J].当代法学, 2005 (2) .

GIS基础 篇2

GIS定义

地理信息系统(G1S)是近十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息向地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Intemet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。GIS应用遍及金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等国民经济各领域。权威的统计资料和研究报告都表明，国民经济信息数字化的80％以上都构筑在地理信息系统之上，GIS产业已达到几十亿美元的规模。

学科基础

地理信息系统作为传统学科（地理学、地图学和测量学等）与现代科学技术（遥感技术、全球定位系统、计算机科学等）相结合的产物，正逐渐发展成为处理空间数据的多学科综合应用技术：从计算机技术角度看，其主要是空间数据库技术；从数据收集角度看，其主要是3S

（GIS/GPS/RS）技术的有机结合；从应用角度看，其主体是数据互访和空间分析决策的专门技术；从信息共享的角度看，其主体是计算机网络技术。

系统组成及解决问题

一个GIS系统，主要包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理与分析子系统、输出子系统。

一个GIS系统的功能构成：①数据输入、存储、编辑；②操作运算；③数据查询、检索；④应用分析；⑤数据显示、结果输出；⑥数据更新。

GIS能回答和解决以下五类问题：

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 位置，即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等。条件，即符合某些条件的实体在哪里。如：在某个地区寻找面积不小于1000M2的不被植被覆盖的，且地质条件适合建大型建筑的区域。趋势，即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。模式，即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。模拟，即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过基于模型的分析实现。

GIS发展历史 “地理信息系统”概念的提出，要追溯到50年代。由于电子计算机科学的兴起和它在测量学与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存储和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务。

1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和

管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS）用于地籍管理。

60年代为GIS开拓期。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS--加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理与规划。

本年代内，IBM公司和COLORADO公共服务公司开始致力于用计算机工具管理公用事业的设施，也就是电力线、煤气管道、阀门、仪表、土地等。紧接着的一个十年，其他人继续挑战“计算机化的设施管理”（FM），包括计算机制图系统，并且诞生了自动制图（AM）。FM、AM、计算机辅助设计（CAD）及数据库管理（Database Management）等学科的发展为GIS技术的发展创造了条件。许多大学研制了GIS软件包，如哈佛计算机图形与空间分析实验室开发了SYMAP系列软件。

早期的GIS发展的另一个显著特点是许多与GIS有关的组织与机构纷纷成立，对GIS知识传播与技术发展起到重要的指导作用。

进入70年代，受计算机软硬件技术飞速发展的促进，GIS技术朝实用化方向发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地管理信息系统和地理信息系统。与此同时，GIS软件市场活跃。GIS技术受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视，成为一个引人注目的领域。

80年代是GIS普及和推广应用的阶段。随着图形工作站和PC机性能价格比的大为提高，计算机和空间信息系统在许多部门被广泛应用。GIS软硬件的发展使GIS应用从空间数据管理向空间决策支持分析迈进。GIS软件研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件。

进入90年代，随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS深入到了各行各业乃至千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。

90年代，GIS软件在以下几个方面取得了很大的进展：

1.开放GIS的研究：主要是制定GIS互操作与数据共享标准。

2.关系数据库和GIS的结合：利用RDBMS存储GIS数据。

3.GIS构件的开发：GIS系统正迅速走向构件化。

4.互联网，尤其是万维网已经成为GIS的新的操作平台。

GIS应用领域

地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

与CAD的区别

GIS与CAD的区别： CAD和GIS之间有大量的技术重叠，两者都用计算机图形，相似的输入、输出设备，和生成漂亮的彩色图像。但是，两者的相似性到此为至。同GIS相比，CAD较简单，这就是随着计算机图形学的发展，它发展更快的原因。

下面是一个对比：（Newell and Theriault,1990）

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 CAD的几何形式主要由制图员构成，而GIS的几何形状是由扫描数字化或测量方法得到的。CAD几何形状包含水平和垂直线段，通常线段之间的夹角是规则的。GIS实际上不包含

水平或垂直线段，除了直角，其它的规则夹角很少。另一方面，形状破碎的线段，如等高线和海岸线，则很平常。

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 在CAD中，圆弧和曲线是基本的，在GIS中，它们实际上不存在。在CAD中，一个典型的多边形有四个顶点；在GIS中，一个多边形可能有上千个顶点。在CAD中，诸如映射、旋转、比例、拷贝之类的操作频繁地被用到，在GIS中不常用。在CAD中，目标间的拓扑关系实际上不存在；在GIS中，拓扑是主要的考虑之一。在CAD中，栅格很少用；但在GIS中，这是获取地图库或卫星数据的一个有效、经济的方法。

国内GIS的发展现状

我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等),一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了“中国GIS协会”和“中国GPS技术应用协会”等。

我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等),一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了“中国GIS协会”和“中国GPS技术应用协会”等。我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。

地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地理信息系统（或数据

库）实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育培训。通过近五年的努力，在地理信息系统技术上的应用开创了新的局面，并在全国性应用、区域管理、规划和决策中取得了实际的效益。

自90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化，为国民经济重大问题提供分析和决策依据。努力实现基础环境数据库的建设，推进国产软件系统的实用化、遥感和地理信息系统技术一体化。在地理信息系统的区域工作重心上，出现了“东移”和“进城”的趋向，促进了地理信息系统在经济相对发达、技术力量比较雄厚、用户需求更为急迫的地区和城市首先实用化。这期间开展的主要研究及今后尚需进一步发展的领域有：重大自然灾害监测与评估系统的建设和应用；重点产粮区主要农作物估产；城市地理信息系统的建设与应用；建立数字化测绘技术体系；国家基础地理信息系统建设与应用；专业信息系统与数据库的建设和应用；基础通用软件的研制与建立；地理信息系统规范化与标准化；基于地理信息系统的数据产品研制与生产。同时经营地理信息系统业务的公司逐渐增多。

总之，中国地理信息系统事业经过十年的发展，取得了重大的进展。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

国外GIS的发展现状

GIS是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而起，至今已成为一门涉及测绘学科，环境科学、计算机技术等多学科的交叉学科。1963年加拿大测量学家R.F Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建成世界上第一个GIS(加拿大地理信息系统CGIS)，并用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛大学提出了较完整的系统软件SYMAP。这可算是GIS的起步。进入70年代以后，由于计算机软硬件水平的提高,促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的GIS，在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。如,从1970年到1976年，美国国家地质调查局就建成50多个信息系统。其他国家如加拿大、德国、瑞典和日本等国了相继发展了自己的GIS。80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的提高，它的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用，成为辅助决策的工具，并促进了地理信息产业的形成。到1995年，市场上有报价的软件已达上千种，并且涌现出了一些有代表性的GIS软件。

地理信息系统的存在与发展已历经30余年。用户的需要、技术的进步、应用方法论的提高，以及有关组织机构的建立等因素，深深地影响着地理信息系统的发展。

GIS最新发展趋势 从系统角度看，在未来的几十年内，GIS将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS）、系统智能化（Cyber GIS）、平台网络化（Web GIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。

Interoperable GIS 互操作地理信息系统（Interoperable GIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。

3D&4D GIS 三维（四维）地理信息系统（3D&4D GIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。

Com GIS 面向对象和构件技术的地理信息系统（Com GIS）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，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。

Web GIS 基于WWW的地理信息系统（Web GIS）是利用Internet技术在Web上发布空间信息供用户浏览和使用。Web GIS系统可分为四部分：Web GIS信息代理，用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理；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，用于满足浏览器的数据请求，完成后台空间数据库管理；Web GIS编辑器，提供导入空间数据库数据功能，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。Web GIS 是GIS走向社会化和大众化的有效途径，也是GIS发展的必由之路。

Cyber GIS < 赛博空间（Cyberspace）是以计算机技术、现代通信、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。在赛博空间中以这种空间智能体做为构成模块的GIS系统就是Cyber GIS，它自动地接受用户以高级的语言描述的指令，利用它能感知并作用于赛博空间的“本领”，通过与其它空间智能体的交互，为用户找到赛博空间中所需信息。

GIS基础 篇3

关键词：GIS,组件式开发,房地产管理

0 引言

高校后勤管理中普遍存在着资料孤立分散、信息化水平低、产权难明晰、管理混乱等问题。随着地高校后勤改革的不断深入, 对管理手段和管理水平提出了更高、更新的要求, 如何应用现代化手段提高工作效率和管理水平成为了一个亟待解决的问题[1]。

针对高校后勤改革的需求以及校园基础设施信息的特点, 基于GIS技术研究研发房地产信息管理系统。文中以北方工业大学房地产信息管理系统为例, 对体系结构、系统功能、技术路线、数据库建设等方面进行了探讨, 系统的建立将提高高校后勤管理水平, 并为校园其它信息管理系统提供了技术支持。

GIS技术以一种全新、综合的方法, 来分析解决地学领域中的各种空间信息问题。GIS最大的优势在于空间分析和图形管理, 而只有把它嵌合到实际的办公管理业务中, 才能真正实现其价值。基于GIS技术的房地产信息管理系统把房产管理、地下管线管理、体育场管理、园林管理以及校园规划等结合起来, 实现了图、文、表管理一体化办公, 提高了工作效率, 方便学校的内部管理。

1 系统总体设计

1.1 系统体系结构

根据校园基础设施数字化应用, 制定了以下系统框架结构 (如图1) 。

1.2 系统功能组成

系统共分为五个模块:基本信息与校园电子地图浏览, 数据输入、编辑模块, 房地产查询检索, 房地产统计分析, 系统维护与数据更新模块, 如图2所示。

1.2.1 电子地图子系统

主要实现校园电子地图的基本功能, 包括地图漫游、放大、缩小、平移、标注、图层控制、实时比例尺、鹰眼、地图输出等, 还实现了建筑、园林、绿化、规划用地等的图形与属性的相互查询。除此之外, 该子系统还具有空间分析功能, 包括最短路径选择、空间信息统计、路径模拟导航等, 这些对校园突发事件的处理有重大意义。例如点击地图上某一建筑物, 不仅可以获得该建筑的建筑面积、竣工日期、产权状况等属性信息, 还有包括建筑效果图、各层气、水、电管线图、相关视频等多媒体信息;在校园电子地图中通过SQL语言表达条件属性信息, 用来查询、定位相关的房地产实体;对于校园火灾、急救等紧急情况, 可以选择到事发地最短线路、最近的消火栓等等, 为管理者提供最优决策信息。

1.2.2 房地产查询子系统

主要针对校园房地产信息进行单项查询或者组合查询, 针对高级用户还开放了SQL语言查询模式, 可以设置更复杂的查询条件。对查询结果为一般的文字信息时列表显示, 并可设置标准办公文件格式进行打印, 对于图片、视频等多媒体信息可以输出、播放等。如图3、图4所示。

1.2.3 房地产统计子系统

针对校园房地产信息按不同类型统计, 并用饼图的形式加以直观的表达。例如对全校的实验室信息进行统计, 可以分为按实验室所处位置、实验室等级、实验室人员、实验课程、实验课题等级、实验室设备等不同方式, 用饼图的形式加以表现各部分之间的比例关系, 如果想得到更为精确的数值, 可以通过点击饼图的相应部分得到。如图5、6所示。

1.2.4 数据更新子系统

该子系统分为管理员信息更新、电子地图更新、房地产属性信息更新以及多媒体信息更新, 具体的更新又分为添加、删除、修改记录等方式。管理员信息更新主要针对帐号和密码更新, 为了保障数据库安全, 对密码进行加密, 当系统验证身份时, 再把数据库中的密码进行解密再校对;电子地图更新主要是对图形以及图元的属性进行基本编辑操作、调整图形等。其中基本编辑操作包括撤消、复制、粘贴、删除、添加符号、添加文字、画点、画直线、画折线、画矩形和画圆形等;调整图形包括对辅助图的拖放、分割、合并及擦除。对于空间数据库发生改变, 属性数据库由于关联也自动生成相应记录, 如果新增记录的必要字段值为空, 则提醒管理员添加。对于房地产信息更新, 主要运用到数据库读写操作, 而对于多媒体信息应先转化为二进制数据再加以存储。如图7所示。

2 技术路线

2.1 技术实现技术

目前许多软件公司都开发了很多Active X控件, 合理选择和运用现成的控件, 减少了开发者的编程工作量, 使开发者避开某些应用的具体编程, 直接调用控件, 实现这些具体应用, 不仅可以缩短程序开发周期, 使编程过程更简洁, 用户界面更友好, 可以使程序更加灵活、简便[2]。

利用GIS工具软件生产厂家提供的建立在Active X技术基础上的GIS功能控件, 如ESRI的Map Objects、Map Info公司的Map X等, 在Delphi、VB等编程工具编制的应用程序中, 直接将GIS功能嵌入其中, 实现地理信息系统的各种功能。

2.2 系统开发平台

系统图形软件选用ESRI公司Mapobjects2.1, 它由一个Active X控件和45个可编程的自动化对象组成, 不依赖于任何编程语言, 具有开放的接口和很方便的定制体系, 支持GIS界普遍采用的两种模型, 地理相关模型和一体化的数据模型。本系统采用地理相关模型, 所以图形数据采用Shape file文件格式在本地存储, Shape file文件是专门存储空间数据的文件格式。采用这种方式存储, 可以方便系统的定制和移植[3]。集成平台选用可视化编程工具Visual Basic 6.0。属性数据库采用SQL Serve 2000, 它具备了强大的数据管理功能以及和其他格式数据相互转换的能力, 适用于数量、种类繁多的数据储存。

3 系统数据库建设

数据库建设包括数据字典设计、数据采集、数据检查、数据入库等工作重复性大、枯燥无味, 但它们是系统建立的基础, 花费时间约占总时间的70%甚至更多[4]。本系统主要包括空间数据库和属性数据库。

3.1 空间数据库

空间数据库记录图元的空间信息及基本属性, 包括以下内容:校园房地产、地下管线、绿化、园林、体育场、规划用地等地物信息。其中空间信息包括地理坐标、高程等空间数据;基本属性包括地物名称、地物编号、实体类型、所属图层等。空间数据获得途径有以下几种方式:测量 (控制点数据、大地参考系、被测量点的坐标数据) 、遥感 (各种分辨率的遥感图像) 、GPS (接收点的空间坐标数据) 、统计数据、历史资料、业务数据以及实地调查。

3.2 属性数据库

主要存放房地产文字、多媒体等类型的描述信息, 数据入库有以下四种方式。

手工输入:这种入库方式主要针对一些闲散数据, 以及数据检查时的查缺补漏。手工输入方式工作量大、效率低、误差大, 特别对一些特殊字符的处理, 一定要慎重, 对于手工输入的数据入库后必须进行数据检查。

从Access (Excel) 表中导入:应用SQL Server的DTS服务, 充分利用现有数据, 减少重复工作, 提高入库效率和数据准确度。

利用编程导入:这种方法主要用于不可视的数据转化与导入, 比如房地产多媒体信息, 需先转换为二进制数据再加以储存。

4 结束语

将GIS技术应用到高校校园房地产管理中, 开发出有实用价值的房地产信息管理系统, 是高校管理自动化、科学化的必然。该系统与校园地图信息建立紧密的联系, 成为后勤管理部门进行房地产管理的数据源, 查询、定位与教学、科研、管理、服务等相关的房地产信息, 可从根本上解决目前房地产管理的紊乱状态, 可节省大量的人力、物力、财力, 为管理者的管理、设计、决策提供各种图文声像并茂的资料, 可以有效的提高校务管理水平。

参考文献

[1]唐益平, 杨德生.基于GIS的矿产资源规划管理信息系统开发[J].测绘科学, 2004, 29 (5) :71-72.

[2]王宇颖, 周锋.基于ActiveX的地理信息组件的结构研究[J].哈尔滨工业大学学报, 2002, 34 (5) :675-678.

[3]翟长江, 张秋文.基于控件MapObjects开发GIS应用系统[J].微计算机信息, 2003, 19 (5) :82-83.

GIS基础 篇4

关键词：GIS,湿陷性黄土,变电站

兰州超高压电网作为甘肃电网的核心, 西北电网的负荷中心, 变电站主要以330KV及以上电压等级的变电站组成, 近年来又承建了白银变和永登变等几个750KV变电站, 在750KV变电站建设中, 我们采用了较为先进的GIS设备, 为以后变电站的正常运行提供了坚实的基础, 在GIS设备基础建设中碰到了一些棘手的难题, 其中大体积砼裂缝和变形以及湿陷性黄土研究就成为两个重要课题。

1 750KV变电站设备基础特点

由于GIS设备本身自重较大、占地面积较大, 这就造成750k VGIS设备基础除了具备常规钢筋砼设备基础所具有的特点外, 还具有以下特点。

1) 750k VGIS设备基础几何尺寸较大, 结构厚、体形大、钢筋密、砼方量大, 对于这类大体积砼结构, 由外荷载引起裂缝的可能性较小, 但由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和砼收缩而产生的温度应力及收缩应力是其产生裂缝的主要因素, 这些裂缝会给工程带来不同程度的危害, 以至于必须采取相应的技术措施, 控制温度差值, 解决温度应力并控制裂缝的开展。

2) 750k VGIS设备基础预埋件敷设数量多, 要求高, 所有埋件顶面高差不得超过±2mm, 水平误差不得超过±5mm, 这对埋件的敷设, 标高的测量, 钢结构的焊接都提出了较高的要求。

因此, 750k VGIS设备基础除了具备常规钢筋砼设备基础所具有的特点外, 还具有几何尺寸大, 结构厚、体形大、钢筋密、砼量大等特点。施工难点主要是基础预埋件安装要求高 (要求埋件轴线误差不超过5mm, 顶面误差不超过2mm) 和控制大体积砼的水化热温度。

2 GIS设备基础大体砼裂缝控制方法

应对大体积砼裂缝产生的原因, 首先应该降低砼在浇筑过程中的内外温差, 其次应改善边界条件来减少裂缝的产生。要降低砼内外温差, 第一, 可以通过使用减水剂及粉煤灰等掺和料来降低水化热或延长水化热释放时间, 从而提高内外热交换时间, 最终实现减低内外温差的目的;第二, 在基础浇筑过程中我们可以在拌合砼过程中用冰水拌合, 这样冰水可以吸收一部分水化热, 从而减低内外温差;第三, 当施工完成后可以在砼覆盖草垫或聚乙烯等保温材料并给表面洒水, 这样可以减小内外温差引起的温度应力, 同时还可以减少干缩徐变产生的裂缝。要改善边界条件, 可以提高基础边界的强度, 我们可以采用夯实法或固结灌浆等方法来提高基础边界的强度。

3 湿陷性黄土处理方法

黄土作为一种非线性材料, 在湿陷性黄土地基中, 由于地表排水不畅造成素土、杂填土受水后变形较大, 其下的湿陷性黄土浸水后又产生局部湿陷性变形, 从而加剧了地基土的不均匀沉降, 导致柱基础下灰土垫层拉裂, 引起建筑物墙面及地面局部开裂, 严重影响建筑物的正常使用。因此我们可以采用高压喷射注浆法、桩基加固法以及地基土体卸载法等手段来降低湿陷性黄土地基沉降, 首先, 高压喷射注浆法能把能量大, 速度快的喷射流连续集中地作用在土体上, 使注人的浆液和土拌合凝固为新的固结体, 以提高地基强度, 达到改良地基的效果。此方法较为简单, 但用此方法处理既有建筑地基时, 很可能在固结过程中对地基产生附加变形, 使地基与基础间出现脱空或局部脱空现象, 能否有效地控制固结过程中出现的沉降量, 把握不大。其次, 桩基加固法将主变压器基础及散热器基础通过桩基把上部荷载直接传到压缩性小, 强度高的密实土层, 以满足承载力和变形的要求, 这一方法是比较安全稳妥的做法, 但该方法施工较为复杂, 因为桩基施工时有可能对原基础及设备造成影响, 为将影响降到最低, 施工需采取一系列措施, 如对称分组错开施工对原基础作支撑保护等。最后, 地基土体卸载法由于变电站基础下回填土回填的时间较长, 其在自重作用下的变形已基本完成, 在基底附加应力作用下回填土原有的应力状态发生变化, 从而引起新的变形。本方法通过加大基础底面积, 减少基底附加应力, 以满足地基承载力的要求, 并达到减少基础沉降的目的, 同时把主变压器基础与散热器基础联结成整体, 增强整体刚度, 从而排除两基础沉降不一致的可能性。具体的做法是在主变压器基础的四周, 与基础底面平齐处设置一边梁, 截面为米, 边梁通过植筋与原主变基础紧密结合, 同时做一根足够刚度的肋梁将主变基础与散热器基础连成一体。本方案主要优点安全可靠。施工时不扰动基础底面以下的地基, 因而对原有地基不会造成任何不良影响施工简便。施工工艺与一般的地梁浇注基本相同。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积砼温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社, 1999.

[2]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[3]岩土工程手册编写委员会.岩土工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.

GIS基础 篇5

1 LBS中GIS数据主要误差简析

1.1 实体位置误差

在GIS数据中, 地理空间实体的位置通常利用坐标来表示, 位置误差即表示空间实体的坐标数据与实际数据之间的误差。实体位置坐标数据的误差主要来源于直接测量误差、地图数字化误差、数据转换误差和数据输入误差等方面。其误差表现形式包括空间实体位置标注误差、空间实体位置关系数据误差、高程误差和形状误差等, LBS应用过程中, 实体位置误差易造成对用户正确寻找特定空间实体的影响, 尤其是在对空间目标的寻找过程中出现逻辑失误, 如出现商业点位于河流中的错误信息。

1.2 实体属性误差

GIS数据的属性误差是空间实体的属性值与其真实值之间存在的不相符。其包括多种方面属性误差, 此处不再赘述其中与位置误差有关的拓扑关系误差, 而着重讨论与LBS日常应用息息相关的空间实体分类误差和名称误差。LBS的应用对于地理空间实体的分类有着严格的要求, 需要其分类的明确性和准确性, 否则易引起用户的误解。空间实体的名称误差主要出现在人工采集数据过程中的人为输入误差, 或在计算机对数据进行处理分析和转换过程中因为编码或数位差别出现名称数据误差和丢失, 甚至出现乱码等错误, 另外遥感数据的判读误差与地名的盲目缩略称呼都会导致空间实体名称误差。在LBS应用中表现为“指鹿为马”或“张冠李戴”, 即空间实体名称与真实信息不符, 导致用户难以在GIS数据中查询到原定目标。

1.3 信息时效性误差

LBS的设计初衷即为用户提供便捷、及时、准确的位置信息服务, 这不仅要求其采用的GIS基础地理数据具有较高的空间数据与属性数据, 还对各种数据的时效性提出了严格要求, 即GIS数据的时间精度。由于GIS数据大多数使用已有数据而非实时数据, 数据时效性的高低往往通过数据采集时间、数据更新时间和数据更新频度反映在LBS用户界面上。在现代信息社会的高速发展条件下, 同一空间实体在不同时间所具有的属性可能千变万化, 而同一属性目标在不同时间所处的空间位置也可能出现迁移、变形。另外, 同一地域在不同时间所包含的空间实体数量、类型和结构亦会发生很大的改变。

1.4 数据完整性误差

GIS数据完整性包括数据的范围、数据的分层、空间实体的类型、空间实体的属性等各方面数据的完整性。在LBS应用中, 数据的完整性误差会导致一些空间实体信息不能在GIS数据中体现出来, 或显示的数据不完整造成用户无法判断空间实体是否为预期目标点。数据的完整性误差来源于数据时效性误差的可能性较大, 另外在数据采集过程中也会出现数据的遗漏或丢失。如在笔者试用的多款LBS客户端中, 广州市公交310路途经的土华村站点并未在GIS数据中体现, 公交车站数据的完整性误差易造成旅客误解, 出现转车前往该站点或误在该站点下车的现象, 背离LBS原始服务理念。

2 LBS中基础地理数据误差控制办法

2.1 提高LBS移动终端的空间定位精度

空间定位是LBS为用户提供空间信息服务的基础前提, 如果无法获取用户的准确位置信息, 则LBS系统所提供的信息都将成为盲目的、无用的数据垃圾。提高LBS终端的空间定位精度, 最基本的方法即提高利用GPS卫星的定位精度, 地面上增强各种终端的信号接收能力与稳定性以提高设备搜星定位能力, 尽可能利用多颗卫星同时进行定位跟踪。同时, 近年来GPS定位技术已进一步发展, 出现最新的DGPS定位技术。此外, 在一些条件不允许建设DGPS地面设备的地区, 提高LBS终端定位精度可以从各种传统与非传统定位方式的优势点入手, 通过结合各种定位方式来实现快速、较精确的空间定位服务。

2.2 提高GIS基础地理数据的采集精度

主要从位置误差、属性误差和时间误差三方面进行。GIS数据中空间实体位置精度的提高首先应当从直接测量中严格控制误差, 从人、仪器和环境三个方面把握测绘过程中的精准度, 并在后期的数据处理计算过程中对误差数据进行合理修正, 避免偶然误差的后期放大。属性数据误差在LBS中空间常常体现为实体分类误差和名称误差, 在实地数据采集过程中出现的名称误差较为频繁, 故应在数据采集过程中保证准确输入, 合理保存和处理数据, 多层数据叠加过程中注意结构的合理性和完整性, 尽量减少人为误差, 保证数据准确性。时间精度的提高目的是为了让LBS所采用的地理基础数据具有更高的时效性。其提高精度方法包括及时跟踪LBS服务区域范围内的各种空间实体位置、属性变化并更新至GIS数据库中。

2.3 重视LBS用户在数据误差控制中的作用

LBS用户是整个GIS基础地理数据中所存在误差数据的直接接触方与发现者, 充分利用LBS系统众多用户的修正信息, 可以以极高的效率及时发现错误数据并加以改正。LBS用户的误差控制作用包含两个层次, 首先为发现错误并报告给LBS服务提供方, 再由服务提供方及时改正错误GIS数据, 在大多数LBS客户端应用中体现为“报告问题”功能。其次为用户发现错误并按照自身已知实际信息对LBS中提供的错误GIS信息进行修正, 服务提供方可根据不同用户所反映并修正同一处错误数据的频度和实地调查对比来确定相应错误数据的修改的真实性, 及是否需要采用至GIS数据库中, 以至最后在用户界面上展示最准确数据, 这个过程在LBS客户端应用中体现为“我来纠错”功能。

摘要：在LBS广泛应用和移动终端高速普及的现代社会, GIS技术逐渐由前沿尖端技术发展成为普通大众共同享用的高效率工具。这在促进GIS发展进步的同时, 也对GIS基础地理数据的质量提出了前所未有的严格要求。本文在简析GIS基础地理数据对LBS应用的影响的基础上, 从LBS应用各大层次系统中寻求对数据误差的控制方法。

关键词：GIS,LBS,基础地理数据,误差控制

参考文献

[1]石国荣, 赵长胜, 纪奕君.GIS数据误差分类与来源[J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版) , 2002.

[2]马荣华, 陈君翊.GIS中定位数据误差初探[J].测绘科技通讯, 1996.

GIS基础 篇6

随着国家经济的飞速发展及土地有偿法规的实施, 地籍变更的工作量日益增多, 面对海量的地籍管理信息及日常变更数据, 传统的人工测量方法已远不能满足人们的需要, 地籍管理的现代化已势在必行。利用GIS (地学信息系统) 技术理论进行地籍测绘与相关信息管理工作是目前“数字城市”战略所提出的重要城市建设理念。从侧面体现了人们对于空间信息的强烈需求与建立智能化城市的决心。基于GIS的地籍测绘信息管理系统包括了对测绘数据的接收、归档、处理分析、管理、发布、服务及维护等一系列步骤, 是一套完整的、具有指导意义的人性化信息管理系统, 目前已经成为我国城乡发展的快速助推器。

1 地籍管理

地籍管理简言之就是国家制定相关法规和市场秩序对土地进行调查、定级、等级、统计等等的相关管理工作。在我国, 地籍管理工作要遵循几个原则。首先, 所有管理工作一定要按照国家规定依法统一进行;其次, 地籍管理要具有很规范的系统性与流畅的连贯性;第三, 地籍相关数据资料一定要准确可靠;最后, 地籍资料的管理一定要做到概括而全面。对于一个地区来说, 地籍信息资料的数量非常巨大, 它主要可以归纳为权属信息与空间信息两大类。从产权角度讲, 地籍信息又可以分为土地产权主体信息和土地产权客体信息, 这其中从属关系既复杂又繁琐。所以, 利用现代信息技术理论与地理信息系统来管理和规划地籍测绘信息是一种必要也是必然。

2 杭州市地籍数据库管理需求

2.1 基于GIS的地籍数据库管理

杭州市是浙江省内最早实现利用GIS技术建立地籍测绘信息管理系统的城市。这一规划由杭州市国土资源局地籍数据管理部门发起, 它包括了部门内部的相关原始数据, 基于GIS技术而建立的Oracle数据库。所有的建库数据都由GIS系统采集, 已经实现了完全的智能化管理。

2.2 原始图形数据测绘分析

杭州市对原始图形数据的测绘分析采取1:500的成图尺寸比例, 其参照空间与当地地形数据完全一致。地籍调查数据信息包括了杭州市全部的8个区, 其中有6个区的地籍数据管理由市政府进行操作维护, 其它两个区由测绘院操作。在数据测绘方面, 杭州市所采用的数据格式也是MDB格式, 而且均为明码代码表示。

杭州市对原始属性数据的记录是按照各个地区街坊进行调查和组织的。原始数据主要可以归纳为历史档案数据与调查数据两大部分。如表1。

2.3 数据输入输出及相关统计

数据的输出输入应该结合市政府与测绘院的数据格式交换来综合考虑, 杭州市主要将业务办理过程中的地籍数据交由测绘院来完成并提供。

杭州市测绘院在地图加载Arc Gis所支持的数据格式包括了bmp、jpg、CAD和shape等等。而生成影像的导出格式类型也有bmp、gif、tiff、jpg和png五种。其次, 图件制作主要涵盖了对储备宗地与临时宗地两种宗地图的测绘打印, 它涉及到了宗地号、宗地图形面积和权利人在原始数据图形上的表达;还利用界址点符号来设置和标注表格形式表达具体数据。地籍图在完成之后会通过分区域图和分幅图两种方式确立分幅标准并进行打印。

统计方面, 杭州市对于宗地的统计采取从面积、用途和使用权限等等角度入手进行相关的组合统计, 并利用Excel表格出表。而对于一些临时及储备宗地统计, 则采用建筑基底面积*楼层的算法获取, 而且也会根据所采集的数据越来越多而逐渐完善地籍信息[2]。

3 基于GIS的地籍测绘信息管理系统设计

3.1 基本设计思想

杭州市在地籍系统管理规划上是以国土资源局地籍信息管理系统作为基础的, 并且采用GIS技术实现了办公管理的全平台自动化。在表单、统计表的制作与录入, 以及业务流程的规划方面都采用了自定义的方式, 进而实现了地籍管理业务的图文一体化与自动化, 真正建立了基于GIS地籍测绘信息管理为核心的大型综合软件监管平台。

3.2 系统的构建

(1) 网络环境。

如图2。

(2) 软件体系。

该地籍测绘信息管理系统所采用的是面向指定对象的组件技术。系统主要通过OA平台上的二次开发来实现信息管理的运转。并且在GIS平台的图形处理分析和数据审批指导下, 能够高效率的完成同时段批量信息的处理。系统所采用的是Windows XP系统和Oracle9i数据库, 在操作安全性与稳定性上都有保证。

3.3 系统相关功能的设计

(1) 自动化的办公平台。

由于该系统采用了基于OA的自由化平台, 所以它允许设计者进行任意快速的二次系统开发, 并且能够在各类地籍管理案件中实现信息发送、签收、回撤、回退、委托、挂起和督办等功能, 十分便利。

(2) 基于GIS的基础管理平台。

该系统所采用的GIS系统是基于Oracle9i数据库建设的, 它也是系统的后台服务器。该平台不但能为多用户提供最为良好的数据集成平台, 也能基于GIS所模拟的空间数据3D模型来规范网络环境下所有数据的共享。

(3) 系统集成的图文一体化。

系统中的图文一体化也正是基于GIS地理信息系统所构建的, 这也是杭州地籍管理系统的特色所在, 就是实现了所有业务案件中的数据图形关联呈现模式。这不但有利于用户查询, 信息直观一目了然, 也便于工作人员进行业务关联处理。

3.4 系统构建后具体模块的功能应用

如图3。

4 总结

本文简要地探讨了基于GIS技术模式下杭州市地籍测绘管理信息系统的主要应用, 得出了以下结论:第一、基于GIS的地籍测绘信息管理系统充分的剖析和利用了杭州市当地的地理信息系统内涵, 并能够具体了解该市的地籍管理业务需求, 是较为智能化和人性化的先进管理系统, 值得推广;第二、在基于GIS技术的系统建设下, 让杭州市在地籍管理方面有了新的认识, 摒弃了传统中繁琐复杂的建设理念。

所以整体来说, 基于GIS技术来建设城市地籍测绘管理信息系统是能够取得良好效果的, 它不但提高了土地利用的效率, 也为地籍档案的规划与统计、用户资料的查询与应用提供了便利, 是城市建设的得力助手。

参考文献

[1]袁进军, 郭贵海, 侯英敏, 等.Web GIS的测绘信息管理系统设计与实现[J].测绘科学, 2010, 35 (6) :200-202.

[2]顾冬园.基于GIS的城镇地籍管理信息系统[D].沈阳建筑大学, 2011:17-29.