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地理信息概述范文1
地理教学中运用地理信息技术。就是将地理信息技术的功能用于课堂教学,并与地理教学目标、内容、过程、方法相融合,实现教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式的变革。地理信息技术是现代地理学的技术核心,它的内涵很丰富,其核心技术主要包括三方面:地理信息系统(GlS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS),三者有机结合,即被称为“3S”。目前,3S是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关键技术。基于此,按照《普通高中地理课程标准(实验)》的要求,新的高中课程在必修、选修模块中都分别要求介绍有关3S的知识,这是关于课程内容本身的要求。另一方面,地理信息技术是地理课程独特的辅助教学技术,它能扩展传统媒体和计算机多媒体的功能,充分发挥地理空间性、综合性和地理“理性”的特征。
当前地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学效果整体优化,解决主要途径之一是改革教学方法与教学模式,是将地理信息技术有效整合在地理教学中。目前,许多地理教师利用计算机软硬件设备、网络资源等制作课件、上课,地理信息技术为地理课堂教学带来了积极变化:
一、改变地理课堂教学方式
地理科学是一门表达空间现象关系的科学。具有不同于其他学科的特点。在基础地理教学中从培养学生学习兴趣与技能入手。尽量使用多种电教媒体和计算机来辅助教学,提高学生学习地理的兴趣,即运用电脑科技,应用计算机使大量的专业地图、景观与实物照片、图片与地理课堂教学紧密结合起来,对优化课堂教学结构取得了很好的效果。其生动的表现形式使抽象的地理概念变得具体,复杂地理问题的结构变得更加清晰,陌生的地理环境变得真实,学习地理过程因此变得更加丰富多彩。
二、培养学生自主学习能力
多媒体提供的多重刺激使教师可以更大胆地设计教学,使不同学习风格的学生都可以找到适合自己的地理信息接收方式,让学生通过电脑学到更多的知识,使学生能够更直观学习地理,运用地理信息技术来管理地理空间数据,让学生利用空间数据库中的信息自由组合。从而使有限的学习素材,通过地理信息技术和学生的思维,成为无限的学习天地,学生的自主学习能力在这种环境下将得到充分发挥,非常有利于学生自我实践能力和探究能力的培养,有利于个性化的学习。
三、培养学生的空间想象能力
所有地理信息(包括自然的和人文的)都是属于空间概念的,是需要专业地理信息系统和技术的支持和完善的,例如一个地区的农业、工业、人口密度、文化习俗等等。地理教学信息系统可以配合完善地理教学工作,能使学生对教学内容有更好的感性的认识,在运行过程中不会出现对教学内容不明确的现象,从而促使学生更好地理解学习内容,实现对区域的类型、分布、特征等的直观了解。许多实用的地理位置、地图信息的查询、天体的运行等软件,可在教学时教给学生,提高学生学习兴趣,使学生对现实世界空间关系的认识更为直观、具体,也更具空间想象能力。
四、培养学生的地理素养
在完善教学工作方面,网络增加了地理教师和学生接触文献的机会。地理教师能通过随时更新的地理信息进行查询检索、变更修改、研究分析、成果输出等多项工作,以达到事半功倍的作用,地理教师从中获得大量地理教学信息和资源,提供形象、真实的教学情境和教学资源,激发学生的学习兴趣,而且能够通过呈现大量地理信息,以丰富的手段,促进交流互动,相对提高地理教学效益,增加地理教学的乐趣。如运用WebGIS辅助地理学习,为不同的学生提供了多样化的学习环境。化消极被动为主动地获取地理知识、掌握地理技能、学会地理学习和研究的方法。这种让学生自己动手搜集资料、动手操作、自己解决问题的学习方式,将有助于培养学生分析复杂事务的综合能力,在学习中充分发挥主观能动性,获得最好的学习效果。
可见将地理信息技术应用于地理教学是非常必要的。地理信息技术应用于教学对现有和将要从事地理教学的教师提出了学习的要求,教师应具有一定的地理信息系统知识与计算机操作水平并能应用于地理教学之中。地理信息技术如能与地理教学做到多方面全方位有机结合,一定能调动学生的学习主动性、积极性,充分发挥学生的创造潜能,为学生的整体素质的提高奠定良好的基础。应用地理信息技术提高教学效果的途径很多,可以对中学的地理课堂教学效果的提高发挥举足轻重的作用。
倡导地理信息技术和新教材的有效整合推进地理教育的改革
地理信息技术应用于基础地理教学是势在必行,它拓展了研究者与学习者的视角,为地理学科的研究、学习提供了一种新的方法、新的尝试。但大多学校的地理信息技术硬件很有限,教师对这部分内容教学的难易度也不容易把握。地理信息技术也是一把双刃剑,在带来很多益处的同时,也会引发一些问题:1)地理教师利用地理信息技术的目的在于可以经济地“展示”学习内容,课堂教学只不过从过去的“人灌”到“机灌”,未能实现教学的有效改变;2)课堂地理教学目标被忽视,地理教师更关注自己使用的演示文稿和多媒体影像资料能否吸引学生的注意力,地理信息技术利用本身成为潜在的教和学的目标;3)地理信息技术成为控制课堂的一种干扰因素。教师和学生更加关注信息技术能不能帮助完成课堂教和学的任务,而不是彼此的互动交流,降低地理课堂教学的有效性;4)网络教学资源被片面使用,缺乏聚焦和过滤。造成时间的浪费,影响地理教学目标的达成等等。这些问题的存在,不是地理信息技术本身的问题,而是使用的问题。因此,应倡导和研究地理信息技术和新教材的有效整合,推进地理教育的改革。
一、落实好地理基础知识,研究新课标、深挖教材
课本内容是学生所要学习的最基础的知识,但不能仅仅满足于课本表面上的东西,还要对课本内容进行深层次的挖掘。比如对于全球定位系统里面关于导航仪的使用,课本写的比较简单。如果我们仅仅照本宣科地把教科书念给学生,那肯定是无法到达教学目标的,关于航程、航向、时间、经纬度等等这些内容,虽然只是在一幅图上出现了,但深挖教材,里面有很多隐藏的知识。所以打实基础知识教育,研究新课标,深挖教材,尤其是某些地理图片的分析,是非常重要的。
二、补充信息技术教材内容要适度
在实际教学当中,干巴巴地学点课本知识,由于基础知识储备较少,学生在做某些题目的时候,无论理解能力还是做题灵活度上都会受到限制。适当补充一些内容是有必要的,但补充的内容和量要适度。那就是在研究课标、研究教材、研究一些题目这三个“研究”的基础上,进行适当的取舍。其标准是围绕课标,有利于地理信息系统“3S”三部分内容个体上有些纵深发展,整体上有利于三部分内容有机结合,因为在实际应用当中,“3S”很少单独使用,常常是彼此结合在一起,发挥个自的优点,共同来完成特定的任务。
三、精编关于地理信息技术的练习题
关于地理信息技术的练习题照本宣科的一些题目不易过多,应注重实际应用的题目,应精编关于地理信息技术的练习题,让学生学着用“3S”来解决实际问题。提高实际应用地理信息技术的能力。
四、加强地理课件的制作和多媒体的应用
由于地理教具较少,而学生对地理信息技术的内容又非常陌生,为了增加学生对“3S”系统的感性认识,可以利网上资源,把一些图片、动画、视频等做成课件在课堂上展示,提高学生学习的兴趣,让学生熟悉“3s”的出现、应用和未来的发展。会收到意想不到的效果。
五、合理地评价地理信息技术应用的形式
一谈到使用地理信息技术,地理教师往往会觉得有很大的压力,地理教师容易把应用地理信息技术变成一件很“重”的事情,一般会很在意听课者的评价,能做到将地理信息技术应用的“了无痕迹”,的确是很困难的事。实际上,地理信息技术的使用并非一定是个“大规模”“统一化”的过程,地理信息技术应用的方式、时间、地点可以有多种:上课用、课后用;教师用、学生用;上课用、备课用;全体用、个别用;集中用、分散用都算是应用了地理信息技术,这样才能使地理信息技术成为一种“自然”的工具。当然,这种应用需要建筑在对课堂教学新的认识基础之上,其中最核心的东西应该是“多元化”或“多样化”,应该是“因事制宜”,灵活运用地理信息技术。
地理信息概述范文2
【关键词】数据结构 地理信息科学专业 教学内容改革
一、前言
数据结构是计算机专业的一门综合性专业基础课,算法和数据结构是计算机科学的两大支柱。地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件系统支持下,对地理空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。作为计算机专业核心课程的数据结构是GIS专业的核心课程。然而,计算机专业和GIS专业学生专业背景不同,学习重点也不同。因此,在GIS专业数据结构教学过程中,根据本专业的需求,并结合专业特点,设计合理的教学内容是十分必要的。
二、GIS专业数据结构课程教学存在问题
通过数据结构的学习,要求学生掌握:数据的各种逻辑结构和物理结构,包括线性表、栈、队列、串、树、图等;基于各种数据结构的各种运算,如插入、删除、检索等;基于各种数据结构的算法,例如基于图的最短路径分析、查找算法等;分析算法的效率,主要指算法的时间和空间复杂度[1]。
GIS专业是一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的新型专业。GIS专业的学生不仅要有深厚的计算机功底,而且还应该具有较强的空间思维能力,能够处理和分析二维/三维的地理空间数据。然而教师在当前的数据结构教学过程中,普遍重视非空间数据的处理,较少涉及空间数据的组织和管理。同时,学生对于数据结构与GIS专业的关系非常疑惑,特别是常规的教学内容与方法,不能与专业相结合,学习起来就比较困难。
通过近几年的教学研究,笔者在数据结构教学过程引入空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析等与GIS专业关系密切的教学内容,使得学生对数据结构有了更好的理解,对GIS的学习也有了很好的促进作用。
三、GIS专业的数据结构教学内容改革实践
(一)数据结构用于空间数据存储和运算
数据结构研究内容包括线性表、栈、队列、串、树、图等结构。它们不仅能够对非空间数据进行表达,也能够对空间数据进行表达。在数据结构教学过程中,对数据结构存储的内容进行扩展,数据结构中存储的不再是整型、浮点型、字符型等简单类型,还可以是各种各样的空间数据。
在数据结构课程教学中,要求学生能够独立设计点、线和面等不同维度的矢量和栅格空间数据、影像空间数据的结构体(或类),并实现线性表、栈、队列、串、树、图等结构的定义和运算,使数据结构能够处理各种类型的空间数据。
(二)树结构用于空间数据管理
在数据结构课程教学中,要求学生能够利用树结构,设计典型的空间数据索引。空间数据的一个非常重要的特性是其海量特征。海量的空间数据管理,需要设计相应的空间索引。作为一种辅的空间数据结构,空间索引介于空间操作算法和空间对象之间,它通过筛选作用,排除大量与特定空间操作无关的空间对象,从而提高空间操作的速度和效率。比较有代表性的空间索引有格网索引、四叉树索引、R树和R+树索引、CELL树索引。
空间索引的设计需要树结构的支持。例如,四叉树空间索引的构建可以用树结构进行描述。通过建立树结构表示,表达地理空间对象,能够实现对空间数据的快速检索。
(三)图结构用于空间关系表示
GIS不仅关心空间目标自身的几何特征及属性,还必须能够处理其与所处环境间的关系。因此,在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间关系的基本理论并设计相应的图结构,使图数据结构能够对各种空间关系进行计算机表达。
空间关系是GIS的核心研究内容之一,主要包含拓扑、方位和度量空间关系。拓扑关系描述了空间对象在拓扑变换下的拓扑不变量;方位关系描述了空间对象之间的相对位置信息;度量空间关系是用某种度量空间中的度量来描述对象间的关系。因此,数据结构支持空间关系的计算机表达,也是数据结构教学过程中的重点。
空间关系可以通过图数据结构来表达。图G是由集合V(G)和E(G)组成,记为G=(V,E),其中V(G)是顶点的非空有限集合,E(G)是边的有限集合,边是点的无序对或有序对。在空间关系的表达过程中,采用顶点表示地理空间对象,边表示地理空间对象之间的空间关系。V(G)表示地理空间对象集合,E(G)表示地理空间对象关系的集合。然而,地理空间对象之间存在多种空间关系,例如,地理空间对象A和B之间的拓扑关系为相离、方位关系为东、度量关系为10米。这就需要定义多种子图,分别表达不同的空间关系,然后将各种子图进行合并,形成一更高级别的图集合。可以定义图的集合:,其中,表示图的集合,分别表示各种子图。
(四)数据结构应用于空间分析
GIS包含很多空间分析方法,如叠置分析、网络分析、地形分析等。其中,网络分析通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况,对网络结构及其资源的优化问题进行研究。在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间分析的基本理论并设计相应的图结构和改进的Dijkstra算法进行路径选择、资源分配和网流量分析。
网络分析可以通过图数据结构实现。例如,基于图数据结构和改进的Dijkstra算法能够进行网络分析。进行网络分析,能够选取一条最优的路径,也可以选择合理的资源配置中心,同样可以选择最佳的布局中心。
四、结论和展望
空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析是GIS专业的核心研究内容。教师结合GIS专业特色,对数据结构课程内容进行适当调整,强调数据结构在GIS方面的应用,使教学内容更具有针对性,既有利于增强GIS专业学生学习数据结构的兴趣,又有利于GIS专业人才培养。
【参考文献】
[1]严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].北京:清华大学出版社,1997.
[2]胡学钢,张晶,周红鹃,等.数据结构实践教学体系设计[J].吉林大学学报(信息科学版),2005,23(S2):138-141.
[3]姜跃.《数据结构》课程的教改与实践探索[J].云南师范大学学报(自然科学版),2011,31(03): 71-73.
地理信息概述范文3
关键词:WEBGIS;数据整合;测绘成果管理系统;地理信息管理系统
中图分类号:P23 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)08-0025-02
1 概述
随着互联网技术的发展,Internet网络与WWW万维网相结合,在地理信息系统上应用范围的逐步扩大,逐渐产生了基于WEBGIS的地理信息管理系统,这种新型的管理模式不仅仅使得地理测绘信息走入了千家万户,因为只要有一台能够联网的电脑就可以实现对WEBGIS地理信息系统的访问;更重要的是,借助于网络技术,对基于WEBGIS实现的地理测绘系统的地理信息能够很方便地实现数据整合与更新,这为地理信息管理系统的后期数据管理和信息维护提供了极大的便利。因此,目前对地理信息系统的设计,主要集中在如何实现地理信息数据的整合,这成为当前地理信息管理系统设计的一个必然趋势。
本论文主要结合基于数据整合模式下的地理测绘成果信息的管理系统设计与研究,以期能够从中找到合适的面向数据整合功能的地理测绘成果管理系统的应用模式,并以此和广大同行分享。
2 地理信息管理技术概述
WEBGIS是互联网WEB技术应用于地理信息系统GIS上的产物,是实现地理信息管理系统走向大众化普及应用的一项技术。基于WEBGIS实现的地理信息管理系统,有着传统地理信息管理系统所无法比拟的优势,主要表现在以下三个方面:
2.1 应用全球化
互联网的最大特点就是将全世界连接在了一起,因此基于互联网技术诞生的WEBGIS地理信息管理系统,其应用范围也能够轻易实现全球化,这使得很多企业能够整合全球范围内的地理信息资源为社会、民众提供相关服务。
2.2 良好的可扩展性
基于WEBGIS实现的地理信息系统,其优势之一便是具备了良好的可扩展性,能够对传统的地理数据信息进行扩展,例如增加矢量属性、图像属性等,从而极大地丰富了地理信息管理系统的数据信息量。
2.3 访问终端具有独立性
由于基于WEBGIS实现的地理信息系统的访问需要借助于一台能够联网的电脑即可实现,这使得地理信息系统的访问终端具有相对独立性,而相对独立的访问终端客观上也能够降低地理信息系统的负载量,提高系统自身的健壮性。
3 基于数据整合的测绘成果管理系统设计研究
3.1 系统结构设计
3.1.1 系统结构模式。基于互联网技术实现的信息管理系统,目前普遍有B/S和C/S两种应用模式。B/S俗称浏览器/服务器模式,在该模式中,服务器主要负责实现对数据信息的存储与管理,访问数据只需要浏览器即可实现,系统结构简单,后期维护便利;C/S模式俗称客户端/服务器模式,在该模式下,需要为客户端针对性地开发专用程序,才能够实现对服务器中数据的访问与管理,减轻服务器的负担,但是系统成本较高,同时也不利于后期系统扩展升级与维护。鉴于此,基于WEBGIS的测绘成果信息管理系统选用B/S模式进行系统结构的开发设计与应用。
3.1.2 系统结构设计。基于WEBGIS实现的测绘成果管理系统,从系统结构上来说,主要分为以下三个层次:
(1)测绘成果输入层。测绘成果输入层主要为人机交互提供了可操作的接口,用户可以通过键盘、摄像头、扫描仪等录入设备,将相关测绘成果直接转变为数字文档进入到地理信息管理系统中。
(2)测绘成果数据信息管理层。测绘成果数据信息管理层主要是指系统中的服务器,而这一类服务器主要是数据库服务器,其主要职责是对海量的地理信息数据进行分类、分层存储与管理,采用构建数据库系统的方式实现测绘成果与地理信息系统的无缝集成。
(3)访问终端层。访问终端层主要是由能够联网的计算机即可实现,通过计算机内的浏览器输入固定地址访问测绘成果管理系统,能够对服务器内的数据信息进行访问,在一定的权限下还能够对数据信息进行修改、更新、维护等数据管理操作。
3.2 系统功能设计
基于数据整合的测绘成果管理系统,其系统主要功能主要表现在以下三个方面:
3.2.1 数据访问。数据访问是系统的主要功能,也是其价值体现的核心功能。用户通过互联网,在任何一个地方都能够实现对该系统中地理测绘成果或者相关数据信息的访问。除了能够访问地理数据信息外,还能够实现对相关地理数据信息的三维显示、地理数据接口转换等操作。
3.2.2 数据管理。数据管理主要是面向管理员实现的系统内测绘成果或者地理信息系统的维护管理功能。管理员应当定期对系统内的数据进行整合、更新、维护等管理操作,以实现系统内测绘成果的高度集成应用。
3.2.3 系统扩展。考虑到系统应用的将来,应当为系统预留出一定的扩展升级能力,主要表现在系统的数据接口升级、系统数据能力升级以及系统的安全等级升级等。
3.3 数据整合应用
在基于WEBGIS的测绘成果管理系统中,数据整合是指将具有相同属性的地理测绘信息或者同一地理数据主体的不同属性数据进行整合,以达到提高数据利用率、提升系统数据管理效率的目的。
在本系统中,采用WEBGIS数据管理中“层”的概念进行数据整合,采用图层的方式来组织地理空间数据可以表达地理空间数据的分布性和空间数据类型(即点、线或面),而空间数据分层处理,每个图层数据存储在四个文件中,一般情况下都是按照点、线、面来组织空间数据以形成点图层、线图层和面图层。对于同一个地理主体的多个数据信息,建立关键数据节点,其他非关键数据信息作为附属的属性数据进行关联,从而由一个关键数据节点牵出其他属性数据,实现关联性整合;在服务器上的数据保存同样也由关键数据层牵出其他属性数据所在数据层,从而实现数据的整合联动管理。
地理信息概述范文4
关键词:Mapinfo; 人口地理信息系统
中图分类号: P208 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)10-179-002
一、系统概述
1.系统概述
人口地理信息系统是近年来迅速发展起来的处理与地理信息有关的人口数据的一门新技术,具有对图形和数据进行存储、更新、编辑,对属性数据与空间数据一起进行分析和模拟等功能,能按索引数据项进行地图及其上面信息的查询,对同一地图进行分层显示,将各类统计信息逐层叠加在同一地图的不同层(如行政区划、河流、公路、建筑物等)上,并能将分析结果以地图、表格、图形或统计报告等形式输出。
在对人口地理信息系统的应用中,人与真实世界的交互,通过地图的数字化,以及跨平台集成方法,让人能够很容易了解人口的密集度,掌握人口的信息。
系统开发环境:Visual Basic 6.0 可视化软件开发环境、Microsoft WindowsXP 操作系统。
数据制作环境:Photoshop等图形设计软件、MapInfo地理信息系统软件、Microsoft Access桌面数据库软件。
系统应用平台:Visual Basic 6.0;MapInfo 7.0。
2.数字中的地图
数字地图凭借计算机高效、准确的处理功能来表示传统在纸质地图上用图形、符号、颜色、注记等表示的空间信息,进而产生各种满足不同需求的新的产品模式,表现为存贮介质、显示设备和内容三个方面的差别。
数字地图在内容上主要表现在三维信息和时态信息的引入,还使地图与影像、不同比例尺地图、不同类型地图的纵向连接与集成,以及城市、省、国家及世界范围的地图横向“无缝”连接成为可能。对许多数字地图应用(如导航、监控、指挥等系统)来说,动态化、实时化成为应用最重要的指标。
所谓地图数字化就是将地图转换为计算机系统能够识别的数据文件,这种数据文件符合一定的数据格式,有特别的比例尺和精度,包括各空间要素在某一坐标系统中的位置和属性,它们可以通过接收其格式的软件系统来管理、提取、分析和编辑制图。地图数字化是建立地理信息系统的基础,是地理信息系统的关键技术。
3.地理信息系统的概述
地理信息系统是以采集、存储、管理、描述和分析与地球表面及空间地理分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数据库为基础,在计算机硬件、软件环境支持下,观看空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究、统合评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。
从学术和技术的角度看,地理信息系统是结合计算机、系统工程、经济管理等多学科的知识,属跨学科的技术系统。按其内容可分为:专题信息系统(Thematic Information),如灾害监测信息系统等;区域信息系统(Regional Information System)如加拿大国家信息系统、我国黄河流域信息系统等。事实上,许多实际的地理信息系统是介于上述二者之间的区域性专题信息系统,如北京市水土流失信息系统等。
一般来说,一个完整的地理信息系统通常由四个部分组成,它们是计算机硬件环境、软件环境、地理空间数据、系统维护和使用人员。
4.人口分类系统
人口统计信息系统是地理信息系统按职能不同的分类。
人口地理信息系统就是为了满足城市人口空间分析而设计的,是具有面向非计算机用户的实用信息系统。它建立在地理信息系统平台上,具有人口管理信息系统与基础地理信息系统的综合功能,可进行常规人口统计、人口时间序列预测、人口地理空间分析、空间查询与人口动态空间预测、人口地理分布与流动模型建立,是人口地理分析与辅助决策的重要工具。
在本系统中,是利用Visual Basic 的编程语言的可嵌入式特点,再加上MapInfo的本身有查询、图形、数据库等功能,充分实现了与真实世界的交流。
所谓人口分类在本文中,就是将人口信息通过使用计算机将人口信息结合地理信息开发出来的应用系统。
系统功能:地理信息与人口信息查询显示;电子地图的缩小、放大、漫游、鹰眼;按地区查询相关的人口信息;显示各个年龄段的人口信息。
二、系统设计
建立一个完善的大型应用系统,应对各种不同平台博采众长,利用其他平台能够调用MapInfo环境下的数据、图形等。在Windows环境下,可以通过MapBasic之外的其他编程语言控制MapInfo,例如,可以将MapInfo的地图窗口集成到用Visual Basic编程语言开发的应用程序中。另外,C、Visual Basic或Delphi等,可以集成MapInfo窗口到非MapBasic应用程序中。特别是在原有成熟的应用系统中,增加地理信息管理功能,这种方法是简捷有效的。
生成一个集成地图的应用程序,不仅可以采用一种非MapBasic语言,还可以采用多语言混合编程。常用的是C和Visual Basic两种语言。在这里选用的是Visual Basic语言。
1.系统逻辑结构设计
2.系统功能模块设计
3.地图数据
背景数字地图数据包括几何图形数据和索引数据。几何图形数据以矢量化数据存在,地图的显示需要从大量索引中检索出相关的几何图形数据。
由于MapInfo可以同时含有图形表与信息表的文件,所以当在建立数据时,可以在MapInfo中同时生成数据库文件。
数据库由数据库管理系统统一管理,数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。
根据数据库的要求,按照MapInfo的格式,进行将数据库的分层与结构设计,设计出数据库的E-R图。
4.系统查询设计
系统对信息的查询,是针对地图来显示记录位置以及信息的。可以查到记录在地图上位置,并直观的显示出来。
5.系统物理结构设计
在地图数据库技术中,对数据库的一切操作都要落实到对文件的存取,因此文件组织是整个系统的基础。文件是由记录组成的,结构组织的复杂程度取决于文件的使用方式。文件有逻辑文件和物理文件之分。逻辑文件指的是用户眼中的文件,只涉及各个记录的内容而不考虑他们在存贮器上是如何存贮的。物理文件则涉及到记录在存贮器上的物理组织方法。
三、系统实现
1.系统中应用程序间的访问
VB与MapInfo都支持OLE Automation方式。OLE Automation方式,实际是一种编程接口,通过它应用程序可以访问在另一个应用程序中实现的对象,提供编程对象给其他应用程序的称“服务器”,访问这些对象的应用程序称“客户机”。这里利用OLE Automation方式,在VB应用程序中将MapInfo作为一个对象来使用,编程调用MapInfo对象,实现对人口信息的集成。
VB与MapInfo的接口:在VB应用程序里实现对另一个应用程序(MapInfo)的访问,利用前面所提到的OLE Automation技术,把MapInfo作为服务器,VB应用程序作为客户机,可以无缝地实现集成MapInfo对象于VB应用程序中。
2.系统功能模块实现
3.2.1界面
3.2.2预览图形显示模块
3.2.3选择图形模块
3.2.4数据查询模块的实现
四、结束语
地理信息和发展必将进入一个全新的时代,制图者将成为“信息结构设计师”。
由于现在人口流动频繁,人口管理不便,所以人口地理信息系统的进一步开发迫在眉睫。
参考文献:
[1]网冠科技.Visual Basic 6.0程序开发触类旁通百例,北京:机械工业出版社,2005.8
地理信息概述范文5
关键词:GIS 数据采集;数字化测绘;空间数据;属性数据;精度要求;数据管理
中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:
为地理信息系统采集地理信息或数据的工作统称为地理信息调查,又称为 GIS 数据采集,例如,目前广泛开展的城市部件调查、城镇地籍调查、电信资源调查和土地调查等都属于地理信息调查业务。
受传统测绘业务和惯性思维的影响,很多测绘专业技术人员都把 GIS 数据采集视为数字化测绘,尤其是为各种城市地理信息系统采集数据的工作。例如城镇地籍调查和城市部件调查等都是典型的GIS 数据采集项目,却都被视为数字化测绘业务,结果出现了很多诸如数据不符合相应地理信息系统要求等不应该出现的问题。本文在总结笔者长期从事地理信息工程和测绘工程经验的基础上,深入探讨了 GIS 数据采集与数字化测绘之间的异同之处。
1 GIS与数字化测绘概述
1.1GIS概述
GIS(Geographical Information System)地理信息系统,是一门以地理信息为核心,以计算机技术作支持,集空间科学、环境科学、遥感科学、地理学、地图学、信息学管理学于一体建立起来的综合技术与学科。自上个世纪60年代兴起以来,得到广泛关注和迅猛发展,目前已成为许多学科领域获取、存储、查询、分析、管理地理空间信息重要工具。GIS的核心是基于实测数据的数据库,除具有优良的数据库管理功能外,还具有超强的数字化制图系统,以及通过空间查询和空间分析后的辅助决策功能。空间分析功能是GIS的出发点和目标,GIS通过对原有信息的处理得到对决策具有指导和启发意义的新信息。例如,美国三里岛核扩散事件中,利用GIS系统在24小时内作出了各种可能扩散范围和损失的估计。全球大面积小麦估产,火山爆发预测,全球天气周期性分析等都是在GIS系统下进行的。2006年2月我国GIS系统--国家基础地理信息系统1:50000数据库通过验收,这是我国目前比例尺最大精度最高的GIS系统,目前该数据库已在国土规划、农林水电、交通国防等部门使用,产生了良好的经济效益和社会效益。
1.2数字化测绘概述
我国的测绘事业经过近几十年的快速发展,已经实现了从手工、模拟测绘到解析测绘,再到数字测绘的过渡。从古埃及的土地丈量到今天的航天遥感遥测,从传统的手描笔绘到现代的电脑编辑激光喷绘,反映的正是测绘生产的数字化发展进程。数字化测绘主要体现在测绘生产过程的数字化、测绘产品的数字化(包括大地网、坐标系、影像产品、地图产品)和测绘保障的数字化。
( 一) 测图自动化。传统测图方式依靠手工作业进行,在外业测量中人员需要通过手工的方式记录测量数据,绘制地形图,计算坐标、面积等数据。数字测绘技术实现了野外测量的自动化,不仅能够自动记录信息,并且可以自动解算、自动处理数据,使整个测图工作实现了自动化,大大提高了测图的工作效率和工作质量。另外,数字测绘技术还可以为用图者提供便于携带、存取的数字地形图软盘。
( 二) 图形自动化。数字测绘技术生成的数字地形图,不仅存储了符号、数字等数据信息,而且便于传输、使用。数字地图能够自动提取方位、面积、坐标等信息,并可供计算机辅助设计和地理信息系统使用。
( 三) 测图精度高。传统的测绘方式由于测定、展绘及视距等误差的存在,精度普遍不高,1: 1000 比例尺会存在 ±0.5mm 的误差,其中视距、刺点是主要的误差源。即便是使用经纬仪视距高程法在平坦地区测定高程,也存在较大的地形点高程误差,当倾角增大时误差也会进一步增加。数字测绘技术在野外采集数据时不存在精度损失,也不会因比例尺的关系而影响精度,因此数字测绘技术因其精度高的优势在地籍、管网、房产等测量中得到了广泛的应用。
( 四) 便于更新。传统的测绘方式在遇到实地有变化时,需要进行重新测量,否则将存在较大的误差,而数字测绘技术在面对这种问题时,仅仅需要输入新的坐标、代码等数据,再通过相关软件的编辑处理,便可以将成果进行更新,从而保证成果的现势性,可谓是一劳永逸的好办法。
( 五) 耐保存。传统的测绘方式将地图信息记载到图纸上,随着时间的推移,图纸难免会在使用、保存过程中出现变形,从而使地图信息产生误差。然而数字测绘技术不需要考虑这一因素,由于采用数字化的保存方式,不会受图纸变形的影响。
( 六) 输出形式多样化。由于数字测绘技术的成果由数字化媒介保存,可以通过计算机、打印机等设备将成果以多种方式进行输出,能够根据用户的实际需要调整输出的方式,为其实际使用提供了诸多方便。
( 七) 便于加工利用。由于数字测图采用分层存放的方式不受图面的限制,测绘成果的进一步加工利用十分方便,有利于测绘服务的拓宽。例如在 CASS 软件中能够定义许多层,可以根据需要定义房屋、道路、电力线等层,关闭、打开层便能方便地提取信息。
( 八) 为 GIS 提供信息。GIS 在数据采集方面的工作量最大,数字测绘技术可以将测绘成果转换为 GIS 数据库接纳的格式,使其得到补充和更新,从而保证 GIS 功能的充分发挥。
2 GIS 数据采集与数字化测绘的相同之处
GIS 数据采集与数字化测绘是 2 项性质不同的业务,但它们之间也有很多相同之处,具体说来包括以下 2 个方面。
2.1 对象相同
GIS 数据采集与数字化测绘的对象都是地球表面上的地理实体,虽然二者的侧重点不同( 前者侧重于某一行业或某种专题地理实体,后者则侧重于全部的地理实体) ,甚至有时对同一个客观实体的命名也不同,但二者都需要测量地理实体的空间位置和几何形状。
例如,在城市部件调查中,把各种井盖、路灯、电杆和绿地等地理实体统称为城市部件,测量这些地理实体的位置和形状,而在大比例尺数字化测图中,却把这些地理实体统称为地物,也需要测量它们的位置和形状。又例如,在城镇地籍调查中,把作为权属界线的各种围墙、栅栏、铁丝网和建筑物等线状地物的拐点统称为界址点,对它们进行测量定位,而在大比例尺数字化测图工作中,则把上述拐点统称为地物特征点,对它们进行测量定位。
2.2 技术相同
GIS 数据采集与数字化测绘都使用全站仪、GPS等测绘仪器,都采用解析法等测量和定位方法,都是在某一空间参考基准或坐标系统下开展工作,可以说 GIS 数据采集与数字化测绘采用相同的测量或定位技术。
例如,在城市部件调查中,需要在与调查底图同一个空间参考基准下开展城市部件空间数据的采集工作,而城市部件的空间位置与几何形状的采集既可以用全站仪采集,也可以用 GPS 接收机采集,且大都用解析法采集。同样,在城镇地籍调查中,界址点测量是城镇地籍调查采集宗地空间数据的基本工作,通常也都用全站仪和 GPS 接收机,也都采用解析法测量。
3GIS 数据采集与数字化测绘的不同之处
GIS 数据采集与数字化测绘虽有以上相同之处,但二者在工作目的、工作内容、选取和抽象的原则、工作难点、精度要求以及数据组织与管理的方法等方面有着明显的区别。
3.1 工作目的不同
GIS 数据采集与数字化测绘都需要采集与地理实体定位和形状等几何特征有关的空间数据,但前者是为了管理地理实体,后者则是为了在地图上表达地理实体。
GIS 数据采集是为地理信息系统采集数据的工作,地理实体作为地理信息系统管理的对象具有明显的空间分布特征,其定位和形状方面的信息是重要的地理信息,因此,需要采集地理实体定位和形状方面的数据,作为地理信息系统管理的重要内容。而数字化测绘则是测量和表达地理信息的技术,它测量地理实体特征点的位置,并将这些数据可视化,绘制成地图,其目的在于反映和表达地理信息。
例如,在城市部件调查中,城市部件的空间位置是其重要的地理信息,是城市部件出现问题后确定其位置的重要依据,在数字化城市管理系统中具有重要的作用。在城镇地籍调查中,界址点的空间位置决定了宗地的位置和面积,具有重要的法律效力,因此是城镇地籍信息系统重要的管理内容。
3.2 工作内容不同
GIS 数据采集的地理信息不仅包括空间数据,也包括属性数据。数字化测绘仅仅采集地理实体的空间数据。
例如,在城市部件调查中,不仅要采集城市部件的空间数据,还需要调查其管理部门、权属部门、维护部门和状态等属性信息。在城镇地籍调查中,除了要测量界址点的坐标来确定宗地的空间位置和面积外,还需要调查宗地的权利人、权属性质、土地利用类型和四至等属性信息。
3.3 选取和抽象的原则不同
测绘地图,尤其是测绘大比例尺地形图时,选取地物的原则: 一是地物的空间大小,二是地物的重要程度。通常情况下,比较大的和比较重要的地物都会被选取并绘制到地图上,而抽象的原则则完全是根据地物的空间大小与地图的比例尺来确定的,即空间尺寸大于比例尺精度的地物通常都会被依比例尺表达,而空间尺寸小于比例尺精度的地物通常都会被不依比例尺或半依比例尺表达为点状符号或线状符号。
采集 GIS 数据时,地理对象的选取原则完全取决于该地理对象是否是系统管理的对象,地理对象的抽象原则完全取决于系统管理的需要,而不管它的空间尺寸和重要程度。例如,在数字化城市管理系统中,建筑工地再大也被抽象为点,而绿地再小也被抽象为面。
3.4 工作难点不同
GIS 数据采集的难点是属性调查,而数字化测绘的难点是地物和地形的抽象及表达。地理实体的属性信息不像其空间特征那么直观,需要到相关的部门查阅资料和询问相关的人员,而且要保证调查得到的信息必须完整和准确。例如,在城市部件调查中,由于城市基础设施和公用设施建设的不规范或多样化,许多城市部件很难界定其名称,这样就更难以调查其他属性信息了。
在有些城市,即使是同一种城市部件,在不同的区域其管理部门、权属部门和维护部门等属性信息也不相同,给调查增加了难度。在城镇地籍调查中,权属界线的调查与核实是调查工作中最难的事情,既要确定权属界线的位置,又要求界线两侧的权利人认可并签字,有时由于土地权属纠纷的主观原因和找不到权利人的客观原因,调查工作就更困难了。
在数字化测绘工作中,地物和地形本身的形状就很复杂,从现实中抽象出其空间形状和特征点并测量其坐标就是一件困难的事情,而更困难的就是在地图上根据其特征点用地图符号将其表达出来,尤其是复杂地形的表达,以及复杂的综合地物的表达。例如,在城市大比例尺地形图测绘工作中,由于建筑和道路设计的多样化,许多建筑物和道路设施不仅难以抽象测量,更难以在图上用符号表达。
3.5 精度要求不同
GIS 数据采集和数字化测绘对地理实体定位测量的精度要求通常是不同的,与同一比例尺地形图测绘精度相比较,有些 GIS 数据采集精度要求较高,有些则很低。
在城市部件调查中,数字化城市管理系统对城市部件空间数据的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,是非常低的。例如,城市部件调查对空间位置或边界明确的部件,如井盖、灯等点状部件的点位中误差的要求为不大于 ±0.5 m,而其调查底图 1∶500 地形图对点状地物的点位中误差的要求则为不大于 ±0.25 m。
在城镇地籍调查中,城镇地籍信息系统对界址点的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,则是比较高的。城镇地籍测量对界址点测量的点位中误差的要求为不大于 ± 0.05 m,是其调查底图1∶500 地形图对地物特征点点位中误差要求的五分之一。
3.6 数据组织和管理方法不同
地图数据与 GIS 数据是 2 个相近的概念,地图数据强调对地理信息的描述或地理实体的表达,是以制作地图为目标的;而 GIS 数据则强调对地理信息或地理实体的管理,是以建立管理系统为目标的。虽然二者的空间数据都是几何数据,且生产方式相同,有时把地图数据与 GIS 数据都称为空间数据,但其组织方式和管理方法却不完全相同,前者通常采用面条数据或实体数据结构,而后者通常则使用拓扑数据结构,以便对地理实体的空间位置关系进行分析。
地图主要是用地图符号表达地理实体特征的,所以,地图数据主要表达地理信息的各类地图符号数据,其最大特点是只有几何数据( 或只有几何数据及其属性编码) ,没有属性数据,是用地图符号表达地理实体属性特征的。而 GIS 则是用属性信息表达地理实体的属性特征,所以,GIS 数据由 2部分组成,一部分是描述地理实体几何特征的几何数据,另一部分则是反映地理实体属性信息的属性数据。GIS 数据可以根据其属性数据将几何数据符号化后转换为地图数据,只是丰富了 GIS 数据,但它仍与地图数据有明显的差别。空间数据和属性数据因为特性不同,其管理方式也不相同,空间数据通常都是用文件方式进行管理的,而属性数据则是用数据库方式管理的。
结 语
地理信息系统由地理数据、GIS 软件、计算机硬件和用户 4 部分组成,其中地理数据犹如人体中的血液和汽车中的汽油,在地理信息系统中具有非常重要的基础作用。所以,地理信息调查或 GIS 数据采集是地理信息工程中一项重要的工作,是大部分地理信息工程中工程量最大的子工程。虽然为地理信息系统采集数据和数字化测绘都采用相同的测量或定位技术,但 GIS 数据采集并不等同于数字化测绘。所以在 GIS 数据采集工作中,应从管理地理对象或地理信息的角度抽象和测量地理实体,并组织和管理其数据。总之,深入探讨二者的相同之处和不同之处,对于当前广泛开展的地理信息工程,尤其是 GIS 数据采集工作具有重要的指导作用。
参考文献
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[2]郭 岚. 基于 AUTO CAD 的数字地籍测量方法[J].测绘技术装备,2002( 2)
[3]杨永崇,赵淑媛. 数字地图的分辨率[J].测绘科学,2007,32( 4)
地理信息概述范文6
关键词:数字城市;信息化测绘;关系;作用与对策
0 引言
在信息化发展的今天,数字城市是城市发展的必然趋势,要想全面开展数字城市的建设工作,首先就需要掌握并控制城市的所有地理信息数据,而掌握这些地理信息数据也就需要信息化测绘来完成,由此看来,在熟悉城市建设过程中,信息化测绘占据着非常重要的地位,如果在数字城市建设过程中没有合理的运用信息化测绘,那么就会导致城市并不能够向数字化方向发展。因此,作为城市测绘部门的工作人员,首先需要明确自己的职责,充分发挥自己的优势,深入研究数字化城市,从而促进城市地理信息产业的较快发展。
一、数字城市的概述
1、数字城市的含义
数字城市是指综合运用地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS等关键技术以及可视化虚拟现实技术、卫星对地观测技术、卫星通讯技术、数据库技术、计算机和互联网技术等,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区,实现城市经济信息化、城市综合信息的数字化、智能化、可视化,城市管理、决策、工作、学习、娱乐的数字化、网络化,实现城市资源在空间上的优化配置,在时间上的合理利用,以达到城市的可持续发展目标。
2、数字城市建设的主要内容
总体来说,数字城市的建设也就是采用各种先进的技术来提高社会、人口、资源、环境等多方面的管理工作,以此促进城市智能化的发展。数字城市的建设实际上是一项极为复杂的系统工程,其主要包括以下几个方面的内容:1)数字化。数字城市在建设过程中需要按照相关的规范标准,然后建设一个健全的数字化数据库,从而对城市各个基础设施各项产业进行优化管理。2)网络化。在一定的规定要求下,需要将各种网络相互连接,并在其中建立起一个相应的信息平台,以此对其进行严格的管理。3)智能化。在数字城市建设过程中,交通、资源实现智能化是数字城市建设的基础。
二、信息化测绘概述
1、信息化测绘的特点
信息化测绘的最本质特征也就是为城市提供及时有效的地理信息数据,从而实现其综合。信息化测绘体系与数字化测绘体系不同的是,信息化测绘体系是在信息化社会的基础上实现的一种信息服务的能力建设目标。根据总结,它具有以下几点特征:1)能够及时获取地理信息数据。通过信息化测绘,将地理信息数据建设从静态转变为动态,从而有利于管理人员对其进行实时更新与检测。2)能够拓展信息网络。通过信息化测绘,可以将信息网络从局域转变到广域,也就是说,在互联网开往的网络环境之下,数字化测绘一般是以局域网为主而工作的,但是信息化测绘必须要通过广域网来进行交流、工作,实现了信息交互的网络化。3)使基础设施公用化。通过信息化测绘体系,其中包括测绘地理信息数据库的使用等,使其从专业部门使用转变为公用人员施工,从而彻底实现了测绘基础设施的公用化。4)保证技术向数字化方向发展。信息化测绘是建立在数字化测绘的基础上的,从技术的角度来说,信息化测绘与数字化测绘并无太大的区别,信息化测绘的技术基础与数字化测绘的基础基础都是数字化,但是信息化测绘却能给社会提供能高层次的地理信息数据,从而对其进行合理的管理并提供综合服务。
2、信息化测绘的核心技术
信息化测绘是在数字化测绘的基础上不断发展而来,因此,它具有多重特征:实时化、动态化、数字化、智能化等。通过该技术能够对获取的信息进行加工处理,从而为人们所用。信息化测绘技术主要包括:全球卫星定位系统(GPS)技术,航空航天遥感技术(RS),基础地理信息系统(GIS)技术,数字测图技术,信息高速公路和计算机网络技术、虚拟现实技术,网络通信技术,信息技术,精密工程测量智能化技术,地下管网探测自动化技术,变形与形变自动监测技术,地籍与房产数字化测量技术以及多种技术集成等。
三、信息化测绘在数字城市建设中的对策
1、加快基础地理信息资源建设,完善信息共享机制
按照统一设计、分级负责的原则,加快各级基础地理信息数据库建设,建立面向全社会的数据服务平台,满足数字城市建设的数据需求,提供权威数据服务。建立健全基础地理信息数据的定期更新和动态更新相结合的更新机制,切实提高基础地理信息的现势性,实现基础地理信息资源数量增加、质量提高和结构优化。
构建基础地理信息公共平台,进一步完善推进地理信息资源共建共享。加强空间数据生产及使用的协调和管理,加强资源整合,制定和完善地理信息资源共建共享机制,明确共建共享的内容、方式和责任,充分利用现有和规划建设的国家信息化设施,避免重复建设,建设全国测绘成果网络化分发服务系统,及时测绘成果目录,提供丰富的地理信息服务,为数字城市建设提供科学、准确、及时的基础地理信息和测绘服务。
2、积极推进测绘信息化建设
现代测绘科学以空间科学、信息科学、计算机技术、网络通信技术等为基础,既充分利用了信息技术,又进一步发展了信息技术的行业。随着测绘科学的不断发展和进步,测绘业已从传统行业逐步向信息化产业转化,从单一提供模拟测绘数据和服务向提供多形式、多尺度的信息化测绘产品转化,测绘产业应借助数字城市建设的东风,积极推动测绘技术数字化、信息化的建设,逐步实现测绘生产自动化,测绘产品信息化以及测绘服务社会化、网络化,为数字城市建设提供高质量、高精度的信息化空间基础地理数据和测绘服务。测绘生产自动化就是通过GPS技术、全野外数字化测图技术、全数字航空航天遥感技术等测绘新技术,实现从地理信息获取、处理到服务的测绘生产全过程的数字化及快速化。应建立地理信息数据采集自动化、数据处理智能化、生产管理及办公自动化、测绘服务网络化为特征的测绘生产体系,包括地理信息的数据采集及更新实现自动化,数据处理及分析智能化,数据管理及更新实现实时化和动态化,生产管理和指挥调度自动化,成果应用和服务实现网络化和社会化。
四、结束语
事实上,数字城市的建设是一项极为复杂的系统工程,测绘技术的发展是建设数字城市的基本条件,也是其关键环节,在数字城市建设中具有非常重要的作用,所以在实际工作中,城市测绘部门必须要对数字城市建设的各个因素进行深入分析,采用现代化先进的技术来获取更多有用的地理信息数据,然后采用有效的措施来发挥信息化测绘的作用,以此加快数字城市建设的速度,为国家的发展做出贡献。
参考文献