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如何理解地理信息系统的概念范文1
关键词：景观生态学，地理信息系统，生态适宜性分析，生态敏感性分析
1. 地理信息系统与景观生态学概述
1.1 地理信息系统功能及特征
地理信息系统(GIS)作为一种由计算机硬件、软件以及规则组成的系统，能够支持空间数据的获取、管理、操作、分析、模拟及显示，并解决复杂的计划及管理问题。地理信息系统区别于其它信息系统的关键之处是，地理信息系统强调空间实体及其关系，注重空间分析与模拟操作。从技术角度而言，地理信息系统能够有效利用地理学的原理来组织和综合各种不同时序的空间数据集的能力。具体表现在两个方面：其一，地理信息系统具有强大的对空间数据的处理和对现实世界的模拟能力；其二，地理信息系统也可以通过时空模型构建，分析地理要素发展的时空变化,为咨询、规划与决策提供技术支持。
地理信息系统的应用领域包括资源管理、资源配置、城市规划和管理、土地信息系统和地籍管理、生态环境管理与模拟、应急响应、地学研究与应用、商业与市场、基础设施管理、网络分析和可视化应用等与地理空间信息相关的各个领域。地理信息系统之所以普遍运用，与其自身的特征优势是分不开的，具体表现为：一是具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力，具有空间性和动态性；二是以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息；三是由计算机系统支持进行空间数据管理，并由计算机程序模拟，获得专门数据的地学分析方法或模型，作用于空间数据产生有用信息，快速准确地提供科学决策依据。
1.2 景观生态学研究特点
景观生态学的概念由德国著名植物学家特罗尔于1939年提出后，引起了越来越多学者的重视并广泛应用于各个领域。
景观生态学是以景观为对象，通过能量流、物质流、物种流及信息流在地球表层的交换，研究景观的空间结构、内部功能、时间与空间的相互关系以及时空模型的建立。景观生态学把地理学研究空间相互作用的水平方向与生态学研究功能相互作用的垂直方向结合起来，并探讨空间异质性的发展和动态及其对生物和非生物过程的影响以及空间异质性的管理。
目前，景观生态学的研究焦点是在较大的空间和时间尺度上生态系统的空间格局和生态过程，强调空间格局，生态学过程和尺度之间的相互作用。这也就决定了景观生态学研究的一个重要方向就是在一个相对较大的区域尺度上，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、景观的空间格局、优化结构，从而达到合理利用和保护景观的目的。
从上述景观生态学的研究特点可以看出，景观生态学研究是建立在大尺度上，空间显性地研究景观格局功能及其动态，这就要求研究者能够处理大规模变化着的空间数据景观生态学这种要求使之必然选择地理信息系统作为研究工具。
2.生态适宜性评价原理及实证研究
景观生态学在对区域大尺度上对一系列的生态系统的空间性质及其相互关系的进行研究，也决定了其必然需要获取对大量的不同时序的空间数据来进行分析和处理，地理信息系统技术在很大程度上解决了景观生态学研究所面临的这一关键问题，并逐渐成为景观生态学研究的重要特征之一。
地理信息系统技术在景观生态学中的应用主要是利用地理信息系统软件的强大的空间数据存储、分析和处理特性，并结合景观生态学方面的基本原理，已达到优化景观空间格局，合理利用和保护生态景观的目的。
2.1分析原理
生态适宜性分析涵义比较广泛，既可以指区域土地的生态现状及开发条件，也可以指区域或特定的空间其生态环境条件的最适生态利用方向，还可以是规划区内确定的土地利用方式对生态因素的影响程度（生态因素对给定的土地利用方式的适宜状况和程度）。它是土地开发利用适宜程度的依据。
在进行适宜性分析评价时需要考虑的影响因子有很多，生态方面的，经济发展方面的等等都有，不过通常情况下，适宜性分析主要考虑的是生态方面的限制性因素，如与水源，生态敏感地的距离，坡度高程等因素，所以通常意义上的适宜性评价可以狭义的理解为是生态适宜性评价。
2.2 分析方法
生态适宜性分析多采用叠加分析法，其分析过程（如图1）可以归纳如下：
第一，明确与适宜性分析相关的因子（一般由参考他人研究凭经验获得因子，也可以由相关领域的专家来确定，即德尔菲法确定），确定各个因子之间的关系及相对重要性，并对每个因子赋以权重；
第二，根据单个因子在空间上的分布状况，针对适宜性评价的目标进行分级，形成单因子的生态适宜性评价图；
第三，按照每个因子的权重对单个因子的生态适宜性结果进行叠加，获得多因子生态适宜性分析结果；
第四，对叠加分析生成的多音字适宜性分析结果进行分析，得到生态适宜性分析结果。
2.3 实证研究
在对某湿地公园的生态适宜分析研究过程中，充分分析和总结国内外湿地公园生态适宜性分析案例，选取了生态价值因子、地形因子以及人为干扰因子进行评估，并采用专家打分法，获得三个因子的相对重要性，并赋以权重分别为0.5,0.3，0.2；以湿地公园用地的生态适宜性分析作为目标，对生态价值、地形以及人为干扰三个因子单独进行分级打分（如表1），并利用地理信息系统在空间上形成单因子的生态适宜性评价图（如图1）；利用地理信息系统的空间分析模块，对三个因子的各自的生态适宜性分析结果按照相应的权重值进行空间叠加分析，生成多因子生态适宜性分析结果（如图1）。
3.讨论
如何理解地理信息系统的概念范文2
【关键词】地理信息系统 案例教学 实践课程 教学改革
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0215-02
引言
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是集计算机科学、地理学、测绘科学等为一体的一门交叉性学科。在计算机软硬件的支持下，它为采集、存储、查询、空间分析、表达、输出和应用空间数据提供了技术方法[1]。GIS专业开设“地理信息系统”课程实践的目的，是为了让学生能够在已掌握的专业课程的基础上，利用 GIS工具，主要是GIS软件， 解决与本专业相关的经济、社会、文化等与空间信息相关的问题[2]。各大高校的教学方案中虽然开设了大量的GIS实践课程，往往由于教学方法不合理、教学内容没有很好的衔接或者实验实施不足等原因，没有取得很好的效果。因此，为适应GIS学科发展需要，提高GIS人才培养质量，GIS专业实践课程体系整体优化与教学方法设计的研究对提高学生的整体能力具有重要意义。
针对“地理信息系统”课程实践教学中的不足，本文从GIS课程的特点出发，结合教学实践，把GIS知识点和实际问题相互结合，在GIS课程实践教学中引入基于网络平台的软件案例教学法[3]。
1.案例设计与规划
案例的设计结合了GIS的基本概念和基本操作，以GIS的功能为主线、辅以GIS原理的各个知识点[4]。基本案例和综合案例组成了整个实践课程的案例库，每个案例不仅具有完善的功能，能够覆盖重要知识点，并以实际应用为目标，便于学生理解和操作。
根据课程内容，按照GIS基本功能、涉及的GIS原理知识点、基本案例和综合案例的顺序，由浅入深、从基本到综合的原则，建立了涵盖GIS课程理论体系的教学模式。GIS基本功能包括：GIS的概述、数据获取、数据存储、数据查询、数据分析、数据表达、数据输出。首先设计地图与属性信息交互的案例从宏观上了解GIS；在地图数字化理论基础上，设计地图投影等案例；在数据结构和数据编辑理论的基础上，设计要素编辑等案例；在空间数据库理论的基础上，设计要素闪烁等案例；在空间数据分析理论的基础上，设计缓冲区分析等案例；在空间数据可视化表达理论的基础上，设计专题图制作等案例；在地图输出理论的基础上，设计图幅整饰等案例。基本案例设计界面如图1。
综合案例是以实际问题为驱动，涵盖了基本案例以及GIS课程所涉及的知识点，需要学生具有一定的GIS软件操作基础，包括：自动拓扑造区、最短路径分析等案例。综合案例的设计一方面可以对GIS理论知识点的巩固，另一方面可以模拟实际工作过程中GIS软件的操作流程。以实验室选址为例说明。首先，根据需求分析，将实验所用的数据利用MapGIS Server Manager到软件案例教学平台上，涉及多源地图加载、地图基本操作等基本案例；在充分考虑影响实验室选址的因素的基础上，利用缓冲区分析功能确定河流等因素所影响的范围，涉及缓冲区分析案例；利用叠加分析功能进行相减、相交等操作，涉及叠加分析案例；利用查询分析功能查询满足条件的候选地址，涉及查询分析案例；最后根据缓冲区分析结果，结合土地的预计价格，利用地图制图功能将合适的候选地址突出显示出来，涉及地图输出案例。
案例的设计通过“总-分-总”式过程实现，即首先使学生对地理信息系统形成总体概念和基本理解； 然后使学生熟练掌握GIS的基本案例，具备各单项GIS软件操作的应用能力；最后能够对GIS综合案例灵活运用，针对具体问题制定出可行的解决方案。这些案例不仅可以提高学生学习GIS软件的效率，而且还能引发他们对应用GIS理论、技术解决现实问题的思考。各个GIS功能、知识点、基本案例、综合案例之间具有一定的关联性，如图2。
2.案例教学平台构建
软件案例教学平台主要通过建设网站实现，在主页内实现教学案例、相关软件、参考书目等资源的上传和更新[5]。该平台是以国产GIS软件MapGIS的应用实训为基础，从辅助资料、案例资源、实验教学、综合测评、网上交流5个模块为师生提供了开放式的学习交流平台。平台构成如图3。
在软件案例教学平台设计中，各个模块相辅相成。1）辅助资料模块向学生提供了丰富的学习资源。2）案例资源模块整合了大量的GIS案例，将案例设计为基本案例、综合案例，以满足分层次教学的需要。根据GIS的功能和实践课程的内容，将GIS的基本功能分解制作成若干个基本案例；综合案例是把GIS基本概念和基本操作融合形成一个循序渐进、种类多样的基本案例资源。3）在各种辅助资料的帮助下，学生对案例的实现过程进行研究探索，通过教师的讲解对案例所涉及的GIS理论作进一步的了解，在教师的指导下，学生通过实际操作来掌握软件的功能和特性。学生可以通过该模块进行自动演播模式学习，让学生在每个操作步骤都可以自助得到指导。4）通过综合测评模块教师可以掌握学生的学习程度和学习效果，及时调整教学进度。5）网上交流模块为师生、生生之间的互动与交流提供了便利。教师对学生的在线咨询、留言等疑难问题进行反馈，学生之间可以针对感兴趣的问题进行交流和学习。另外，通过该模块组织学生以不记名形式进行评教，根据评教数据分析结果，对课程做出相应的调整，提高教学效率，提升个性化互动教学水平。
软件案例教学平台改变了传统的课堂教学模式，学生不仅可以从课堂上获取教师讲解的知识，而且可以在网络平台上获得全面详细的资源，方便学生自主学习[6]。
3.案例教学实施与考核
GIS软件案例教学的主要目标有：理解并掌握GIS的基本原理，熟悉GIS软件的结构、功能、熟练掌握GIS软件的操作方法，达到知识向能力的熟练转化[7]。本文利用软件案例教学平台，应用典型案例引导学生，开展案例教学；按照“准备-实施-调查-结束”循环迭代的过程进行教学实践；采用“分散的、阶段式”的考核方式进行教学评估。
3.1案例的实施
在教学过程中，以教师为主导、学生为主体、紧密结合案例实施教学过程。按照“准备-实施-调查-结束”循环迭代的过程进行软件案例的实施，其具体流程如图4。
在准备阶段由教师通过讲解GIS理论逐渐引入基本案例以及综合案例所应用的知识点，让学生对GIS原理、知识点有整体的认识。
在实施阶段根据教学目标，教师通过案例讲解对教学内容、学习方法、学习重点进行介绍，使学生理解教学目标，逐步接受教学情境。然后由教师辅导学生开展案例教学活动，学生在教师的指导下进行基本案例的实训，教师根据学生掌握情况，改造拓宽案例。最后教师将综合案例分析分解为多个基本案例后，学生在若干个子问题模式下，由教师引导，逐步完成整个综合案例的实训。
在调查阶段学生对案例实训情况进行总结，教师对学生在案例操作过程中普遍存在的问题以及所用的各种解决方案进行总结与归纳，并对学生的实训情况进行评估，及时掌握学生对GIS软件的应用情况。
结束阶段学生对案例的实训情况进行匿名留言，反映案例设计情况，教师根据调查情况发现问题、改进策略，优化案例。
在“地理信息系统”课程实践中实施软件案例教学法，可以根据学生课堂实训反映、课后网上讨论等途径获取学生对案例的掌握情况。系列案例的实训可使学生对GIS概念有全面的认识，掌握GIS诸多功能，找到快速学习GIS软件的方法。
3.2案例的考核
传统的一张纸质试卷定成绩的考核方式，只注重基础知识的掌握，忽视了学生的应用能力，没有调动学生的学习兴趣。由于GIS实践课程的概念多、实践性强的特点，本文采用分散的、阶段式的案例考核方式[8]。
课堂考核方式呈现多样化，包括：1）课堂提交实训成果：将考核评价与课堂案例教学相互融合，按照教学内容和计划，分阶段地考核学生对各个案例知识点的掌握程度。2）综合案例考查：在学期初由教师根据GIS课程实践的内容，布置学生在学期末提交的一个综合案例成果，为了避免抄袭，案例主题、数据、问题设计等尽量不同。这个综合案例将贯穿整个实践课程，不仅杜绝了学生考试突击等情况，也锻炼了学生综合运用GIS的能力和案例整合能力。3）优秀作品展示：将优秀的作品在网络平台上展示，不仅是对优秀学生的鼓励，而且能让其他学生有很好的观摩学习机会，共同进步。4）上机考试：考核内容包括相关概念定义题、简答题、分析题和案例设计题，这种考核方式，既考查了学生对理论知识掌握情况，也强调了学生的实际动手能力。
无论是课堂提交成果还是贯穿整个学期的综合案例制作的考核方式，都将考核点分散到整个学期中，分阶段的、循序渐进的使学生在实践课程中掌握软件的使用方法。这种考核方式既能及时理解学生对软件的掌握情况，又能确保学生在实践课程的每个阶段都保持着积极的学习态度。
结束语
本文将案例教学法应用于GIS课程实践教学中，突出了学生思维能力、动手能力培养的教学思想理念。案例教学平台提供的辅助资料和网上交流模块为案例教学的顺利实施奠定了基础；通过设计案例库，使学生在实践中掌握GIS理论，把单纯的操作训练与实际问题结合起来，培养学生利用GIS分析、解决问题的能力；在案例的实施过程中突出学生为主体，教师引导学生，组织案例教学，充分发挥学生的主观能动性；案例考核充分调动了学生在整个实践课程学习中的积极性。
软件案例教学是以GIS功能为主线，具体问题为驱动，案例实训为重点，交流、考核为辅助。随着基本案例到综合案例的实训，所选案例内容的综合性、软件操作的复杂性逐步增强，可以使学生由浅入深、循序渐进地将所学知识和技术运用到实际问题中，在解决问题的过程中逐步提高学生对理论知识的理解和应用技术解决问题的能力。总之，案例教学法可以有效地改善GIS教学现状，促进学生GIS知识结构的完善，GIS应用能力的提高，提高学生学习的学习兴趣，提升教学效果。
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作者简介：
孙斌（1959-），男，汉族，湖北武汉人，中国地质大学（武汉）副教授，博士，研究方向：GIS研发与应用，空间数据库。
如何理解地理信息系统的概念范文3
关键词： 地理信息系统; 行业特色; 教学改革; 矿业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）01-52-03
Research on practice teaching system of GIS oriented at mining industry
Wang Xingfeng
（School of Environment and Spatial Informatics， China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu 221116， China）
Abstract： With the rapid development of GIS technology， GIS specialization education is demanded in different applications domains. Considering the professional background of China University of Mining and Technology， an idea to build the supporting platform of the innovative environment of GIS is proposed. Based on the original experimental resources， the reform is transformed， extended and constructed. The ideas of construction of specialty and discipline integration in GISare carried out. The merging of teaching practice and research is advocated. The traditional function of the practice environment is expanded and enhanced. The school and enterprise are combined and the support platform of innovative environment is explored boldly. The result shows this model can accelerate a favorable atmosphere for innovation training in classroom teaching process and improve the classroom instruction quality.
Key words： geographic information system; industry specialty; teaching reform; mining industry
0 引言
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是学科与技术的统一体，学科的发展促进了GIS理论体系的形成，技术的进步则拓宽了GIS的应用范围[1-2]。随着GIS的逐渐成熟，各具特色的行业专题GIS也不断涌现，用人单位对GIS人才具备一定的行业背景的需求也日益明显[3]。因此在传授GIS理论和培养GIS技能的基础上，面向行业，从“千家一面”过渡到“一家一世界”的培养模式已成为GIS教学单位的认同[4-5]。
中国矿业大学是国内外著名的矿业最高学府，经过多年的发展，已成为在矿业、能源和资源领域有重要影响、特色鲜明的多科性研究型大学。每年GIS毕业生约有50%～70%到与矿业行业相关的单位中就业。因此，我们在多年的GIS教学活动中，依托我校行业背景，对面向矿业行业的GIS实践教学体系进行了有益的探讨。
1 实践教学内容体系构建原则
GIS是一门实践性很强的课程，因此加强GIS实践教学是提高教学效果的重要手段[6-8]。面向矿业行业的具体需求，结合GIS专业的培养目标的实践教学体系构建原则我们认为有以下几点。
⑴ 面向行业，贯彻“学科-专业-行业”一体化建设理念，将学科建设、科研工作与人才培养紧密结合，加强面向行业应用的实践教学环节，以适应面向矿山就业的需求。
⑵ 根据专业特点和行业需求，凝炼行业特色，重组教学内容，建立适应行业需求、以能力培养为目标、面向个性化培养的多模块实践教学体系。
⑶ 以教学与科研的结合为突破口，探索科研融入教学的实施途径。在教学中，改变传统的教学方法[9]，将科研项目、科研热点、科研成果引入教学，促进科研资源向教学资源的转化。同时在课程教学中适当地安排课外讲座、科研报告，通过邀请专家讲学、专业教师科研报告等途径引导学生走向科研创新。
⑷ 改变传统的“教师演示，学生练习”教学方式，充分利用课堂和网络两个平台，改进多媒体教学手段，积极探索“问题驱动”和项目主导的教学方法。
⑸ 坚持以能力培养为核心的实践教学观念。在处理好教学内容的基础与应用的关系的同时，强化学生基本思维和基本能力的培养，增加实践教学的柔性，由课内拓展到课外，培养学生的综合能力和创新能力。
2 实践教学内容组织
为了有效贯彻创新教育、实践教育和素质教育理念，我校根据GIS专业的特点和矿业行业的需求，对GIS专业的实践教学内容从理论基础、技术方法、应用系统三个视角进行了设计和优化。在保证基本知识、基本技能掌握的前提下，整合和提升前期课程内容，重组实践教学内容，进行行业拓展，增加面向行业应用的实践模块，实现实践教学内容模块化，所构建的面向矿山行业的GIS课程实践教学体系见表1。
表1 地理信息系统实践教学内容体系
[类型＼&模块＼&说明＼&基本
技能＼&通用
基础＼&①影像配准;②地理空间数据建库;③空间数据编辑;④空间查询;⑤缓冲区;⑥叠置分析;⑦网络分析;⑧DEM分析;⑨三维分析;⑩地图制图。＼&通过熟悉GIS软件操作，进行GIS基本技能的训练，帮助学生掌握GIS基本原理，具备完整的地理数据采集、处理、数据库建设与系统维护及信息服务等能力。＼&行业
拓展＼&①矿图矢量化处理;②钻孔储量计算;③矿体缓冲区处理;④矿体产状图制作、地质图自动编录。＼&综合
能力＼&通用
基础＼&①市区道路拓宽工程;②购房、择房;③学校选址;④高速公路停车场的选择;⑤水土流失建模。＼&以地理信息处理与服务的业务流程为基础，面向具体问题的GIS集成应用，使学生加深对GIS基本原理的理解，培养综合技能。＼&行业
拓展＼&①矿井生产三维建模;②二三维矿体自动圈定与交互处理;③一井定向解算;④通风网络分析。＼&创新
技能＼&面向
行业
领域＼&①掌握编程语言，基于组件（AE、SuperMap等）进行应用系统的设计、需求和初步开发;②矿山地测采信息系统分析、设计和实现;③其它行业GIS应用系统（根据需要选择）。＼&以不同领域GIS应用要求为基点，通过参与教师科研课题，鼓励学生参与国内GIS大赛，培养学生GIS建模、系统研发、集成应用等技能，使其具备一定的创新能力和应用领域拓展能力。＼&]
3 构建实践教学科技创新和社会实践平台
构建完整的、科学合理的实践教学体系是实现人才培养目标的根本保证[10]。我校从GIS专业特点和行业需要出发，依托学校教学实验中心、实验室及各研究系所，构建了“专业基础实验平台、项目化技能与工程实训平台、社会实践活动平台、科研科技创新协作平台”四位一体的学生科技创新与社会实践平台（图1）。
[科技创新与社会实践平台][专业基础
实验平台][项目化技能与
工程实训平台][社会实践
活动平台][科研科技创
新协作平台]
图1 实践教学科技创新和社会实践平台
3.1 专业基础实验平台
专业基础实验平台以GIS基本概念为基础，重视对原理方法的验证和基本技能的培养。专业基础实验平台提供的实验主要包括验证型和原理型实验，包含了课内必选实验项目和课外自选实验项目。学院教学实验室负责学生必选实验项目的完成，在此基础上学生也可以自主选择实验项目，甚至可以自立课题，在教师指导下设计实验方案，经申请进入实验室开展实验和科研活动。
3.2 项目化技能与工程实训平台
产学结合是工程教育改革的一大战略[11]。对于应用技术极强的GIS来说，学生掌握的不仅是技术技能水平，还应该包括一定的项目管理和运营能力。结合项目加大设计型、综合型和创新型实验的开发，构建“独立-实践-校企-就业”链接式的毕业设计和课程设计的实践环节，加强校企联合培养实践训练基地、同行业的校外实习基地的建设。通过面向项目的训练，学生可以实现知识的互补，达到学科结合、互利共赢的教学效果。
3.3 社会实践活动平台
毕业实习、假期社会实践是提高学生动手能力的重要安排，为了更好地贯彻落实学校有关毕业实习和社会实践的各项要求，进一步保障GIS专业学生实践工作的顺利开展。学校提倡开展多模式的实习教学，实现集中实习和分散实习相结合、校内实习与校外实习相结合、走出去和请进来相结合、专业实习与就业实习相结合、专业实习与参加科技竞赛相结合、专业实习与教师科研相结合等。介入企业的生产和经营活动，极大地调动了学生自主学习的积极性，使其专业技能与综合素质明显提升，受到企业的广泛好评。
3.4 科研科技创新协作平台
借鉴我校其他特色专业卓越工程师的培养模式[12]，探索与科研院所、企业协同培养GIS专业人才的渠道，创新设计培养方案和教学课程，积极引进消化吸收先进的培养方案和教学理念，探索基础理论和科研素质培养训练的有效途径并完善相关配套管理措施，以协同创新中心为载体，建立产学研协同培养行业优秀专门人才的基地。具体的方法和措施有以下。
⑴ 为学生提供科技创新试验平台。依托学校学院的科研机构单位，如结合我院“国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室”、“江苏省资源环境信息工程重点实验室”、“教育部矿山生态修复工程研究中心”、“江苏省3S与国土信息研究中心”、“中德能源与矿区生态环境研究中心矿山生态环境研究所”等国家级、省部级重点实验室和工程中心，鼓励高年级学生进入实验室/工程中心进行科学研究及创新实践，实验室所有仪器设备对学生开放。在这些措施的保障下，学生能充分利用高精尖仪器设备，进行各类试验和分析计算，极大地提高了学生分析问题、解决问题和科学研究的能力。
⑵ 构建了教师科学研究与学生科技创新相结合的科技创新平台。每年有一大批教师，包括长江学者、国家杰青获得者、中国青年科技奖获得者、全国优秀教师、全国百篇博士论文获得者等，都面向大学生做科研报告，介绍自己的研究方向和研究成果，提供科研、实验条件及经费支持，吸引学生参加科研项目。同时，在进行毕业设计、毕业论文选题时，80%以上结合教师科研项目和生产实际问题，让学生参与科研项目和解决生产实际中的关键问题，提高了学生创新能力和解决实际生产问题的能力。
⑶ 借助各种大学生科技创新训练计划，引导学生开展学科前沿科学研究。针对本科生创新训练计划，我校设有国际级、省级和校级创新项目，学生在指导教师的指导下，申请各类创新项目，进行学科前沿的研究，提高创新能力和实际应用能力。
4 实践教学考核方式改革
课程考核是反映教学效果的重要手段，是教学过程的关键环节之一。GIS是理论与技能并重的课程，完全采用笔试难以准确反映学生专业技能掌握情况及对GIS技术手段的掌握、分析和应用能力。因此，为了适应面向矿业行业的GIS人才的培养需求，我校对GIS课程的考核方式进行了改革，建立了将课程考试与学习过程相结合的全过程考核成绩评定体系，引导教师开展研究性教学，促进教学改革和教学质量的提高。
全过程考核在考试内容上保证学生对基本概念和基本技能理解和掌握的基础上，注重知识测试与能力测试的结合。考试形式上实施分阶段考核，避免一考定成绩，考核形式可选择考察、测验、作业、课堂讨论、课程设计、读书报告、小论文、操作实践、实验报告、中期考试和结业考试等环节，保证学生的每一次参与都有收获。全过程考核使学生逐渐淡化了考试紧张感，不再需要“临时抱佛脚”，激发了学习兴趣，调动了学生学习的积极性和主动性，在专业认识、理解和接受上也发生了较大的转变，课堂形式变得更加丰富，气氛更加活跃，初步实现了教学由知识的传授向能力培养的转换。
5 结束语
GIS专业是一个技能要求高、实践性强的专业。我校GIS专业面向行业，坚持理论的实践性，通过了解用人单位的需求，结合我校实际面向矿山行业，进行了基于应用技能的GIS实践教学改革。实践教学结果表明，所采取的实践教学措施有效地提高了学生的动手能力，促进了GIS专业建设。在就业形式严峻的情形下，我校GIS专业的就业率始终保持在前列，毕业生就业后能迅速胜任工作，这宣传了我校的专业品牌，进一步促进了学生就业。但面向行业的GIS专业课程实践教学改革是一项涉及面广，技术性和学术性较强的系统工程。因此，如何把GIS专业学生培养成为具有工程实践能力的高素质人才，使学生具备一定的解决工矿企业实际问题的能力，仍然需要我们不断探索教学内容、教学方法和教学手段的改革。
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如何理解地理信息系统的概念范文4
关键词：GIS技术；基础地理教育；应用
中图分类号：G633.5 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-03
引言
随着信息技术的突飞猛进，人类社会已步入信息时代，各种信息技术已经悄然的影响着人类的生活方式，工作思维。当前的教育观念也在发生着重大改变。传统的地理教学中往往依靠教材的图表分析来调动学生的积极性，然而，这种单一的教学方式已不能实现培养信息社会型人才的要求。随着地理信息系统的广泛应用，打开了中学地理教学的新视野。地理信息系统是一个拥有强大功能的工具，近年来，备受广大中学地理教师的青睐。
一、地理信息系统的涵义及其在基础地理教育中的重要性
1.什么是地理信息系统
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代中期开始逐渐发展起来的一门新的技术，它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，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。GIS与其他信息系统相比，主要特点在于它能将空间和属性信息有机的结合起来，从空间和属性两个方面对现实对象进行查询，检索和分析，并将结果以各种直观的形式准确，形象的表达出来。其次，可以将空间数据和属性数据结合起来，以降低数据结构的复杂性，使数据存储，管理一体化。
利用GIS技术可以将复杂的地理景观甚至抽象的地理概念用三维的，动态的方式直观的表现出来，还可以制作虚拟的场景来展现地理教学中不容易掌握的内容，这不但提升了教学效果，还可以提高学生学习的兴趣和积极性。
2.GIS在基础地理教育中的重要性
GIS技术在地理教学，尤其是基础地理教学中起着重要的作用。根据现代地理教学理论，现代信息技术教学理论，无论是从适应现代地理学的发展还是从培养新型人才的要求来看，中学地理教学都应该引入GIS技术。通过GIS技术可以对跨地域的资源数据进行观察、探索，揭示其中隐含的模式，发现内在的联系和发展趋势，特别是GIS能将空间和属性信息结合带来数据的可视化，这为地理教学中使用好地理图像、地理图表提供了一种新的方法。
GIS技术在中学地理教学中的应用，为推动以教师为中心的教学模式向以学生为中心的教学模式的转移打下了坚实的基础；激活了地理教学内容，突出了地理学习的探究性，促进了教学氛围的轻松活泼，激发了学生学习地理科学的热情，加速了教育手段的现代化；对于促进教学模式，教学方法的改革和提高学生的创造力发面起着较大作用。结合当前信息技术与学科课程整合改革，GIS定将在地理教学活动中占有重要地位。综上所述，将GIS技术应用于地理教学中是完全有必要的。
二、中学地理教学中引入GIS技术分析
1.GIS技术在中学地理教学方法中的运用
GIS技术用于地理教学须以教育理论与信息理论为指导，以GIS与其他辅助开发软件为主要支撑工具，将理论与实践相结合，GIS技术与传统教育方法相结合。传统的教学手段和教学方式注重文字的推理和记忆，至多运用挂图、课本插图或投影片来进行授课，在一定程度上可以加深学生对于知识的理解，但由于这些都是静态的显示，在视觉上也无法即时对比感知，而且使用起来也不太方便。GIS技术的出现，可以帮助教师用简捷的手法形象地展现思维重组、理性升华的认知过程，这无疑会使课堂结构的优化上升到一个新层次，也使教师对教材结构的开发重组进入一个新境界，将抽象的理论和地理现象直观化，形象化。从培养学生创造性思维及快乐学习的角度出发，从而使学生认知水平的再提高成为可能。下面以中学地理的部分重要内容为例来进行应用分析：
案例1：行政区划
例如讲到中国的行政区划时，利用GIS软件可以将34个省级行政单位的名称、分布及范围逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予属性，可以即时查询每个省级行政区的面积、人口、社会经济情况等内容。这样教师在授课时辅助教学可以使学生有直观的了解，使学生一目了然。
案例2：地貌演变
高中地理第一册“地壳的变动与地表形态”这一节内容，地貌的演变是中学地理地貌教学的较难理解的内容，尤其是褶皱和断层的形成过程较抽象，传统的平静静态教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力分布及相关地貌的形成过程与结果：如岩石受到强的压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，上升的一侧地貌表现为断裂山或高地，而相对下沉的地貌则表现为裂谷或低地；如受内力作用的影响，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱，受外力作用的影响，背斜中心的岩石易被侵蚀形成谷地，而向斜中心岩石坚固不易被侵蚀，则形成山脉。这样一个漫长复杂的地貌演变过程，动态模拟功能可以在瞬间完成。让学生对所学的知识有比较深刻形象透彻的理解。
案例3：地形分析
在地形分析中，传统的平面地图缺乏对山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等概念的直观形象的可视化表达，不易学生观察理解。利用GIS技术的数字高程模型创建模块，通过先绘制二维等高线并赋予高程值，再创建三角网，进而建立数字高程模型，并进行可视化表达处理，便可展示出一座山体，直观地观察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多种地形。
案例4：天体运动
在天体运动教学中，一般的教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运行规律。通过GIS技术的二次开发系统，可用其三维动画制作工具，建立场景，制作太阳、地球与月球的彩色三维表现以及地球和月球的运动轨迹，并指定月球轨迹与地球的链接，进而完成天体的运动制作。这种方式进行教学，不仅能具体鲜活的模拟出抽象的天体运动，而且可以调动学生的积极性，使学生产生强烈的求知欲，那么在教师进行讲解时，学生就会集中注意力，主动学习，更好的掌握天体的运动规律。
用GIS技术制作相应的课件进行教学，图片比投影片更准确，比挂图更清晰；图形呈现的方式也灵活多样。不但可以充实教学内容，还能培养学生的积极性，活跃课堂气氛。
2.将GIS技术引入到教学内容中
据调查显示，目前学生对地理普遍不喜欢，在七门学科中，地理仅排在物理之后，位居第二位，属于比较难学的课程。造成这样一种结果的主要原因：一方面是多数教材在知识内容上不同程度的存在着“繁、难、多、旧”的情况；另一方面，地理课堂教学不够生动，很多教师注重结论性的知识而忽视了灌输知识的过程，再加上对于地理了解不深，导致学生为了应付考试而死记硬背，最终导致学生对于地理学习缺乏兴趣。因此提高中学地理教学质量水平是当务之急，应从根本入手，变抽象为具体，变静态为动态，化繁杂为简单，引起学生主动学习的兴趣。
将GIS应用于教学内容中，大大改善了传统教学手段存在的弊端。运用GIS技术制作教学数字地图，信息容量大，知识精度高，集图、文、声、像信号于一体，以动静结合和可触可感的方式，把教学内容立体地呈现在学生的面前，为学生提供多样的外部刺激，使学生获得的信息更全面、更深刻。通过鼠标点击自由地在不同知识点之间进行转换，在较短的时间内接受大量的信息，使教学容量大为增加，也拓宽了学生的知识面。例如上面提到的在地形分析中，利用GIS技术创建数字高程模型（DEM），便可三维立体的显示出一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。还可以让学生亲自上机操作，并通过旋转动态技术，使山峰的方向任意旋转，或变换颜色以突出某种山体。这种教学明显调动了学生的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解。让学生有身临其境的感觉，这是利用平面地图进行教学不能达到的效果。
GIS技术为主动式的学习提供了交互、开放的环境，可操作性强，在这一工具的辅助下，学生通过问题-数据-分析的学习过程获得探究问题的能力，全方位地调动学生学习的积极性，在心身悦愉的学习过程中，获得分析问题的技能。从而使有限的学习素材，通过GIS和学生的大脑，成为无限的学习天地；学生的智力在这种学习环境下将得到充分发挥。例如，在高中地理第二章，讲到全球多雨带、少雨带分布与实际干湿地区的分布关系时，往往从全球气压带、风带分布入手，通过投影、板图或计算机动画演示，标示出三圈环流的存在，再从近地面垂直气流上升、下降状况得出多雨带、少雨带的分布。这一过程老师讲述，学生思考仍感困难。GIS可以制作专题图显示和布局设计，可以根据需要制作多种专题地图：个别值地图、范围图、分级符号图、点密度图、柱状图、饼状图、二元主题专题图等。这样教师在授课时辅助教学可以使学生对雨带的分布和变化有直观的了解，使学生一目了然。在这一过程中，学生是主体，教材和地理信息系统构成学习的客体，教师是主导。而教师在整个学习过程中充分尊重学生，考虑学生们的选择与意见，并与他们进行平等的合作与探索，服务、帮助、引导学生取得最佳学习效果。例如，让学生自己动手，应用地理信息系统软件及图形处理软件制作教学挂图、矢量图，在此基础上，制作地理模型。通过从理论到实践，从感性认识上升到理性认识，往往能使学生体验到巨大的成就感。这不仅更符合教学规律，而且有利于学生智力的发展和创新思维的培养。
3.适度引入GIS知识培养学生地理素养
地理素质教育是中学生全面素质教育的重要组成部分，是知识经济时代地理教育的必然变革。地理空间是地理学永恒的主题，地理信息与其他信息的本质区别在于地理信息具有空间位置特征。现代地理学将空间分布与时间过程相结合，探求地理实体的空间分布格局及其成因和发展规律。这一系统思想在中学地理教学内容中应更多地体现，特别是在人文地理、经济地理的某些章节中。如高中地理下册，有关工业、农业、人口和城市等内容，学生在分析这些地理事物的空间分布特征、时间变化规律时，可以适当接受现代地理信息系统知识中的有关知识，认识到地理信息、地理数据的特殊性，以及人们对这些信息、数据进行各种综合处理、仿真模拟的意义等。从1994年开始，美国就召开了首届GIS在教育上的应用会议，会后便开始了Mapping Our City计划，该计划试图利用GIS技术，使美国城市的中学生将地理课教学内容与所在城市的社会、环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，借助GIS技术将这些问题可视化并寻找解决方案，最终达到在青少年中普及GIS知识，同时提高中学生科学素质的双重目的。
GIS技术作为一门高科技应用技术，发展非常迅速，对地理学界乃至整个社会产生深刻的影响，利用GIS培养学生的地理素养，提高学生的综合素质，已经成为中学地理教学的一项新任务。新一轮高中地理课程改革即将实施，其中把培养未来公民所具备的地理素养作为首要目标，强调信息技术在地理学习中的应用，只有把GIS纳入教学系统，地理教育才能适应知识经济时代的要求。新课程在地理“比修3”的第三节介绍了地理信息技术的应用，在选修模块7中专门安排了GIS的相关知识。但是，目前GIS在中学地理教学中的推广非常缓慢，面临的困难很多。只有教师转变观念，积极适应信息时代的要求，主动学习，选择有效地方法和途径，GIS教育就一定能受到学生的普遍欢迎，产生良好的效果。总之，GIS在信息社会具有举足轻重的地位，在中学地理教育中渗透GIS知识，培养学生的地理信息素养已经成为中学地理教师的当务之急。
三、中学地理教学中GIS应用技术的思考
GIS这一新的地理信息工具，在我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，事实上由于教育决策者与地理教育者的认识不够，GIS技术运用于地理教学并没有引起足够的重视。即使有中学开始重视利用GIS进行教学，但由于教师和学生对信息技术的掌握程度，对教学效果有着直接影响。笔者在2009年12月在南充市六中、九中等和雅安市二中随机取样调查了四所中学的30位地理老师，他们对GIS的认知程度，结果如表1.
虽然这次调查的范围较小，但是也能基本反映西部地区大部分中学地理教育者对于GIS认识的现状。GIS给我们的启发就是：改革目前的中学地理教育，包括从考试大纲、教材到练习，从实际教学到最终的考试评价，我们应该更多的追求培养学生的地理技能目标，而不是追求去机械识记没有用的地理数据和现成结论。在新的国家基础教育课程改革中，充分借鉴了世界上先进归家的教育理念，其中地理课程标准对中学地理教育提出了适应未来人才竞争和发展要求变革，特别是提出了要构建基于现代信息技术的地理课程，这正是我们翘首以待的。
GIS是一个功能强大的地理使用工具，GIS的地理观念也在逐渐改变着地理教育者的地理思维方式；作为地理空间信息处理的基本手段之一，GIS必将成为中学地理教学的重要内容和必要工具。GIS技术应用于地理教学有很大的前景。将GIS技术引入中学地理教育具有前沿性的尝试，广泛的应用必然推动中学地理教育的改革与发展，提高GIS在中学地理教学中的应用发展水平，并逐步缩小与发达国家中学地理教育的差距。
四、结语
借用中科院院士著名的地图与信息系统专家陈述彭老师的观点“定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代语言，地理信息系统是地理学的第三代语言”。其实这也是广大地理教师的共识，也充分体现出GIS技术的重要性与价值所在，现在，以GIS为核心的3S（GIS、遥感系统RS、全球定位系统GPS）集成已写入中学地理课本作为新的重要的教学内容，这要求中学教师不仅要学习什么是GIS技术？更需要用GIS技术进行中学地理教学，中学地理教学强调对学生的全面素质教育，要求在对各种地理知识的掌握基础上重视学生能力的培养及地理思维方式的培养，优化教学信息环境，这就需要在地理教学中引入GIS技术。可以说，GIS技术已逐渐成为基础地理教学的高新手段。
总之，随着现代教育技术的高速发展，越来越多的教学手段和教学工具被逐步引入到中学的教学中，较PowerPoint，Author ware等教学辅助软件而言，操作GIS平台一般需要计算机专业知识，对于中学地理教师来说还存在很大的困难，更何况要将GIS应用在地理教学中。因此如何掌握GIS技术？基于GIS的教学模式有哪些？GIS应用于教学对学生心理发展有何影响？这些问题都值得地理老师继续学习与研究的。因此每个中学地理教师都应具备“终生学习”的教育理念。
参考文献
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作者简介：谌 柯（1966-）男，四川三台人，高级实验师，西华师范大学法学院学士，主要从事地理教育和3S技术研究工作。
张道川（1969-）男，四川广安人，中教一级，主要从事中学地理教育。
如何理解地理信息系统的概念范文5
近几年，GIS平台在各个领域的应用范围正变得越来越广，应用拓展的数量也越来越多，并继续迅速、深入地发展。在国内，学术界正积极把GIS推荐给智慧城市、安防安全、供热管网、文物管理等多个领域;政府机构致力于进一步加快制订地理信息产业发展政策，积极完善资质管理、地理信息使用、地图审核等制度;越来越多的地理信息企业则在积极争取测绘资质、地图牌照等实现行业准入;国外厂商也不甘心在中国市场丢失份额，仍对诸多中国厂商占据优势份额的领域虎视眈眈。
总之，GIS平台已引领整个地理信息产业从最初的概念与知识的理解期过渡到用户与市场的教育期，再过渡到更广泛的行业深度应用转折期。
如今，地理信息产业的应用不再只是地理信息数据获取、测绘技术服务等这些底层的应用，而是在尝试与互联网、大数据等新兴技术相结合后，如何创造出更多的新型商业模式和服务模式，为企业和社会带来更大的价值。在本期特别关注中，《中国计算机报》希望以GIS平台为中心，与读者共同讨论，在“互联网+”新形态来临、新兴技术崛起、社会发展对地理信息资源和技术需求快速增长、信息安全面临新形势等背景下，GIS将如何巩固其在整个地理信息产业链中的地位，如何实现与各个领域的跨界融合，如何开辟新的市场空间，面向新的未来。
借势“互联网+”
在今年“两会”后，“互联网+”成为了热词。GIS平台的发展同样也受到了“互联网+”的影响，其中最大的变化是，从前高高在上的一些GIS高端技术正逐渐“走下神坛”，转换为能为大众所接受的各种应用，并能直接为社会生产、生活提供“看得见、摸得着”的服务。
“互联网+”实际上指的是一种新的社会形态，即充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各领域之中，提升全社会的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。
在“互联网+”新形态下，GIS平台的发展需要从以下几个层面进行深度优化，包括：需要支持更多的终端设备，尤其是移动终端，并能与移动互联网技术相结合实现深层、同步的协同;GIS平台产品要能随时、随地、随需地为用户服务，并能及时与用户沟通，对用户提出的新想法、新发现、新分享做到及时反馈;引入智能技术协助甚至替代原来人工承担的工作模块。虽然业内对于“下一代GIS”未有一个统一的、标准的定义，但以上层面基本能够体现出新一代GIS在满足进一步提升地理信息利用效率、释放地理信息价值需求时预计可行的发展趋势。
实际上，如何正确、有效地利用互联网，是地理信息产业一直在思考的问题。
在超图软件看来，不断融合云计算、大数据新技术创新GIS，再借助GIS的新创新提升应用价值，这既是一种互联网思维，也是必须坚持的发展路线。比如，超图软件目前正在研发下一代完全公有云化的GIS平台SuperMap iCloud。原来独立使用SuperMap各个软件的用户都可以在“端”上通过SuperMap iCloud连接在一起。这些“端”可以便捷地访问到大量iCloud云上的在线资源，各种“端”也可以完全按照云的方式实现在线开发，以及将应用托管到公有云平台上。
为了探索地理信息的云服务模式，超图软件组建了企业云事业部，从企业应用入手探索地理信息云服务应用模式，目前已经为海尔、宅急送、美的等企业成功提供了地理信息云服务应用。同时，超图软件也在积极与拥有行业数据的合作伙伴深入合作，将行业数据与地理空间数据结合，利用GIS云服务和大数据手段探索地理商业智能。
此外，超图软件还借助地理信息云服务模式建立了大众化的地图汇平台。借助地图汇，普通网友可以轻松将自己的表格数据转化为专题地图;可以在自己标记和绘制的地图的基础上通过发出任务邀请的方式，邀请其他网友一起采取众包方式共同完成地图绘制任务;可以将自己制作的地图分享出去，与其他网友互动点评等。今后，基于云端一体化的GIS平台软件，超图软件还将继续与广大合作伙伴一起持续推动智慧城市等行业的深入应用，同时借助新技术将GIS应用到更多的行业中去。
“互联网+”是互联网思维进一步实践的成果。同样，互联网思维也可以为GIS平台的发展起到一定的指导作用，助力GIS发展打破传统思维。比如，一家互联网公司，会因为提供了本属于其他行业领域的产品而成功地被打上某个行业的标签。这种运营模式或者说思维模式，能够帮助GIS厂商快速突破现有商业模式局限、固化的运营思维，以及行业壁垒。
中地数码集团副总裁张利峰也认为，谁能够更快地利用和挖掘互联网的大数据资源，打造出好的产品，用互联网适合的商业业态模式来满足用户的需求，谁就掌握了“互联网+”的本质，谁就会获得巨大的成功。
结合互联网思维，中地数码开发出了MapGIS 10这款最新的云平台产品。MapGIS 10的云平台开发软件有四个突出的特性：纵生、漂移、聚合、重构。“纵生，软件采用了微内核的开发模式，使软件开发更简单、更容易，对于小而精的系统，开发起来更便捷。漂移，软件采用悬浮式的开发架构，使我们的软件更符合自然语言的特性，也符合目前大数据和云计算的需求。聚合，模块与模块之间，采用松耦合的结构，使我们的模块可以方便地组合和拆分。重构，功能与数据分离，快速方便地重构成新的应用系统，这就是MapGIS 10的四个技术创新特色。”张利峰解释称。
当然，除了技术研发、产品打造、运营模式等方面外，因为互联网与生俱来的传媒属性，互联网思维也能被用来助力GIS教育用户和市场， 以及渗透到GIS厂商们一步步的转型过程中。
倾斜摄影成三维GIS转折点
在地理信息产业里，三维GIS已经不是什么新鲜玩意儿了，但却一直是炙手可热的话题。不新鲜，是因为三维GIS的诞生至少有六七年了。而炙手可热，是因为三维GIS无论对于厂商、用户来说想象空间都极大。如今，我们也可以在很多展会、论坛等路演活动中看到一些三维GIS产品，包括国产的、进口的、单机版的、能支持云的等，这些三维GIS产品都拥有一个共同的特征，那就是都用“体”来代替原来点、线、面去抽象现实世界。但热归热，一直以来，业内对于三维GIS产品的实际应用始终存有争议。
首先是成本高昂。长期以来，厂商在打造三维GIS产品时一直在使用3DMax、MAYA之类的三维建模软件进行手工方式的三维场景制作，一需要精通并熟练三维建模软件操作的人员，二需要现场拍摄纹理图片，三需要后期的美工处理与设计，这都导致了生产成本一直居高不下。
其次是生产周期长。与机械化自动生产相比，人工制作的周期是一个重大局限。比如，一个10人左右的建模团队完成50～80平方公里的城区的三维场景建模约需要三个月的生产周期，还只能实现临街楼体的精细建模，如此漫长的生产周期严重影响了手工建模三维场景的更新速度。
再次是精确度难以保障。以楼体为例，手工建模生产过程中楼体的高度是估算出来的，比如要量一栋楼的高度，先是数一下这个楼有多少层，再按每层的高度乘以层数来估算，所以手工建模三维场景的精确度是难以保障的。
最后是不真实。手工建模的成果来源于建模人员的肉眼观察并重现，受限于视角，所建模型往往与实际场景有较大出入，尤其是高层及楼顶。
而倾斜摄影技术的出现为测绘领域带来了颠覆性的变化，并使得三维建模的成本大幅降低。
倾斜摄影技术是近年来发展起来的一项新测绘技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，可以同时从多个角度采集影像。利用该技术可通过无人机在低空以45度角对地面进行摄影测量，可以获得近地高分辨率航测影像。它克服了正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，可获得5个或更多角度的倾斜摄影影像，大大提升了数据采集的速度和效率。
更重要的是，倾斜摄影也能够有力推动三维GIS厂商实现数据采集自动化、数据处理多元化、数据应用移动化，实现三维GIS在更多行业应用。
去年，由国家测绘地理信息局经济管理科学研究所等多家单位发起正式成立了倾斜摄影技术联盟。在该联盟的官方网站上记者看到，很多国内的研发机构、企业都在积极响应，包括立得空间、北京红鹏天绘科技、辽宁省地理信息院、超图软件等多家机构和企业都成为了该联盟的成员单位。
这些成员单位不但能够共同商讨、研究如何促进倾斜摄影和实景真三维技术在地理信息产业领域得到更多应用，在独立发展中也能够围绕倾斜摄影提出具有各自特色的技术和解决方案。
更重要的是，倾斜摄影技术联盟的单位之间的互补性很强，很容易形成完整的作业链条。例如，北京红鹏天绘科技有限责任公司提供飞机和飞行服务，武汉天际航信息科技股份有限公司提供基于倾斜摄影数据制作单体化三维模型和生产各种测绘数字产品的工具软件，空客防务与空间提供自动建模的软件等。
助力不动产登记
我国《不动产登记暂行条例》自2015年3月1日起正式实施，自此不动产登记进入实质推进阶段。根据国土资源部公开的数据，截止到3月底，全国300多个地市州盟、2800多个县市区旗中，只有50个地市、101个县完成了不动产登记职责整合，占比分别不到16%和4%。而即使是已经完成职责整合的市县，大多数也尚未将相应的登记机构进行整合。
今年2月，国土资源部确定四川泸州市、江苏徐州等15个地市作为国土资源部首批不动产示范城市，泸州市在3月1日《不动产登记条例》实施当日便成功颁出了全国首批不动产权证书，这在业内被誉为“泸州经验”。“泸州经验”的一大亮点即是把数据标准库建在了前面，但虽说是“亮点”，难点也在于此，即不动产登记的数据标准库和信息化的建设。
GIS在此时帮了大忙。
在不动产登记所涉及的数据中，土地和房产数据是占比较重的部分。据业内人士介绍，整个过程中要实现从原有房地数据记录中抽取房地各自的数据，比对不动产数据库建库标准，再统一登记，逐一分析，构建楼幢信息与土地登记信息之间、房屋登记信息与楼盘信息之间、房地数据之间的关联，实现房地关联后的不动产数据库。
所以简单总结就是，不动产登记在实际执行的过程中，关键在“统一”而非登记过程。
要构建不动产登记信息管理平台，会涉及国家、省、市、县四级，覆盖了土地、房屋、草原、林地、海域五大不动产领域，更要实现土地、房屋、草原、林地、海域海岛等审批、交易和登记信息实时互通共享，做到实现统一登记交易、统一交易签证、统一信息、统一收费标准、统一监督管理、统一平台建设。通过一站式服务，方便群众申请登记和相关部门的管理监督，切实保证不动产交易安全，为监管不动产登记信息动态、产权变动情况、交易情况和有关价格数据提供信息支持，而GIS恰能为这些基本的需求提供保障。
张利峰也认为，GIS平台厂商在不动产登记中最重要的竞争力有两点，一是拥有自主知识产权的国产GIS平台，二是丰富的行业应用积累，而这两点都是GIS平台厂商在多年发展中的深厚底蕴，同样也是影响不动产登记工作的重要因素。
如今，一批国内GIS平台厂商正积极参与不动产登记的工作，如超图软件、中地数码、武大吉奥和中天博地等。
中地数码的MapGIS不动产登记管理信息平台是基于MapGIS“国土云”体系构建而成，而MapGIS“国土云”就是对国土资源部以“国土资源云” 统领国土资源信息化建设的具体实践。据中地数码官方网站资料，MapGIS不动产登记信息管理平台总体框架以信息化标准规范体系和数据交换体系为体系结构，以国土、房产、林业、草原、海域等数据等各类的登记、空间、档案数据库为基础，将地理信息服务（图形浏览、定位查询、空间分析等）、属性查询与统计分析、专题图件等GIS服务加以封装，通过不动产登记基础平台提供的各类服务和接口支撑，建立面向不动产登记的登记信息管理系统和信息公示系统。
泸州不动产登记系统就是采用了超图软件的SuperMapGIS做支撑。超图软件的SuperMap不动产登记信息管理平台结合“国土云”总体框架进行平台架构，基于RESTful API的系统开发和集成技术，能够实现省、市、县各级与国土资源部接入系统的对接，以及数据在线实时推送上报、共享。同时，基于OpenAPI的架构模式采用组合加密方式实现数据加密传输，确保数据安全。实际上早在20年前，超图软件就已经开始帮助国内各级房产管理机构承建房产信息化项目，并参与了行业标准《房地产市场信息系统技术规范》的编写工作。如今，超图软件的数字房产信息系统已经形成了省、市、县区一体的行业解决方案，并对三维房产管理服务系统和个人住房信息系统省市、市县联网做了大量技术研究，取得了实际应用成果。
江苏徐州的不动产统一登记系统，是由地理信息企业武大吉奥和中天博地共同开发的GIS管理平台，实现了不同用户之间的信息共享，实现交互和协同应用，也使房地登记数据的整合更加高效、准确。未来，该平台将实现登记信息与其他相关部门的互连共享，发挥登记信息对宏观调控、市场监管和社会化服务之用。
专家观点 改变地理信息领域的三大技术趋势
1.物联网延展地理信息触角
物联网对数据获取的影响以传感器为主，不仅体现在信息获取手段上，还体现在获取信息种类的丰富程度方面。传统意义上的地理信息数据获取手段，主要是航空航天遥感技术，如数字航摄仪、航空数码相机、机载雷达系统、低空无人飞行器航空摄影系统等。在物联网飞速发展的今天，各种类别的传感器和带定位功能的智能终端越来越普及，地理信息的采集变得更加便捷。在移动环境中，卫星导航、运营商基站等都能实现高精度定位，丰富了位置信息获取手段。现代信息技术的发展不仅丰富了地理信息数据获取手段，还带动了各类传感器技术的发展，如遥感传感器等。信息技术和传感器技术的飞速发展使遥感数据源极大丰富起来，每天都有海量的不同分辨率的遥感信息从各种传感器上接收下来。可编程的遥感传感器不仅可以按设定的方式进行扫描，而且可以根据具体要求由地面进行控制编程，使用户可以获得多角度、时间间隔短的数据。随着物联网的应用推广，各种类型的传感器被大量铺设，包括温度、湿度、热敏、重力、压力、位移传感器等。这些传感器都具有位置信息，它们获取的数据如果跟位置信息相结合，将大大延展地理信息的触角。当物的位置信息以点状存在时，它只能表现一个单点位置，而如果位置信息随大量的传感器被采集，呈现网状时，就能对相同空间范围内各种物之间的内在关系进行发掘和分析，得到更多其他信息。物联网对地理信息产生的更重要作用就在于让位置与位置之间因网络发生更多关系。
2.大数据提升数据分析能力
大数据（Big data）是非结构化和半结构化的数据，大数据与普通数据有两个明显区别，一是海量，二是响应速度。大数据利用传统工具往往需要数月时间才能完成分析，而应用大数据工具后，几秒钟就可以获取同样结果。在地理信息领域，随着高分辨率遥感卫星、雷达航测技术等的应用不断深入，会产生大量的影像数据和分析处理数据。一方面，海量的地理信息数据给数据的存储、管理、分析和应用带来困难;另一方面，大数据本身所提供的各类信息与地理信息相融合，可挖掘出更多有价值的信息。由于地理信息融汇于许多关联业务应用中，大数据时代的地理信息分析将是一个巨大的挑战。近年来，地理信息数据量呈现出了指数级的增长，不管是数据量还是数据的种类都跟以前不可同日而语但这些数据的利用率却并不高。地理信息的存储平台需要大容量、高扩展性、强兼容性，且能够同时管理结构化和非结构化的数据，提供高效的检索索引。大数据时代必将驱动数据的深度挖掘与分析，而信息之间往往具有位置关联性，地理信息系统承载与关联的数据，来自不同渠道，有互联网上的社交数据，有政府部门的社会管理数据，还有自然气象数据等，只有把一种数据与其他相关数据结合在一起进行深度挖掘，才更有价值。这些数据叠加于一个固定的位置点上时，综合价值就显现出来了。例如，将天气状况的数据加入到客户数据中，并结合客户位置信息和商场地理信息，进一步分析发现不同的天气状况，客户的采购模式及活动区间是怎样变化的。
3.互联网拓展地理信息应用范围
如何理解地理信息系统的概念范文6
关键词：GIS；RS；GPS；中学；地理教学；应用
引言
“3S”技术是英文遥感（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称，这三者之间紧密联系在一起，遥感技术是信息采集（提取）的主力[1]；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；地理信息系统是信息的“大管家”，为3S技术的核心[2]。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此，《普通高中地理课程标准》要求：新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识，这是课程内容本身的要求[3]。
另一方面，3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前，中学生普遍不喜欢地理课，《普通高中新课程试验监测报告》显示：在七门学科当中，地理仅排在物理之后，居于第二难学课程，造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后，在中学地理教学过程中，大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆，其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具，学生感到枯燥无味，因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化，将信息技术引入地理教学，是改革教学方法和教学模式的重要途径之一，结合地理学科的特点，将信息技术中的高端3S技术用于地理教学，是地理教学发展的必然[4]。下面以一些具体实例说用3S技术在地理教学中的应用。
1.GIS技术及其在地理教学中的应用
地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术，至今已40多年，始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同，所给出的定义也不尽相同，例如，美国学者Parker认为“GIS是一种存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”；加拿大的Roger Tomlinson博士认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”；我国著名GIS专家陈述彭院士认为“GIS是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按空间分布或地理坐标，以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统”。虽然这些学者对GIS的定义不尽相同，但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前，GIS广泛应用于国民经济的各行各业，如环境评估、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。
在中学地理教学中，GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来，将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现，提高教学效果，下面以地貌演变、地形分析和天体运动这三个教学内容为例进行应用分析。
地貌教学是中学地理教学的基础内容，在地貌教学中，褶皱和断裂的形成是比较抽象的内容，传统的平面、静态的教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力及相关地貌的形成过程与结果，如岩石受到强大压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，相对上升一侧地貌表现为断裂山或高地，相对下沉的岩石地貌表现为裂谷或低地。受内力作用，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱；受外力作用，背斜中心岩石易被侵蚀形成谷地，向斜中心岩石坚固不易被侵蚀形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的过程。GIS技术把漫长的地貌历史演变过程在瞬间完成，使学生对所学知识有较形象的理解。
在地形分析中，平面地图缺乏对山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直观形象的可视化表达，利用GIS的数字高程模型（DEM）模块来创建数字高程模型，这样便可三维立体显示一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。并通过旋转动态技术，让学生自己上机操作，使山峰的方向任意旋转，或移走山体，或变换颜色以突出某种地形，在此基础上，将影像数据与矢量数据再镶嵌在数字高程模型上，进行数据的融合，实现三库一体，则山体表现得更加形象逼真，使人感到浑然天成，这种教学明显调动了学生学习的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解，让学生有身临其境的感觉。
在天体运动的教学中，一般教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运动规律，通过GIS的二次开发子系统，建立场景，制作太阳、地球、月球以及地球及月球的运动轨迹，指定月球和地球的链接，进而完成天体的运动制作与飞行漫游，从而具体地模拟出天体的运动规律。在此基础上，教师进行讲解，调动学生观察思考的积极性，使学生产生强烈的求知欲望，收到事半功倍的效果。
转贴于 2.RS技术及其在地理教学中的应用
遥感是20世纪60年展起来的对地观测的综合性技术，它是指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等各个领域。在中学地理教学中，RS技术可广泛地应用于辅助教学，提高教学效果，下面以利用遥感辅助讲授全球变化、环境生态问题为例进行应用分析。
通过遥感监测案例及其影像，帮助学生对地球环境进行立体观察，帮助认识全球环境的整体性与变化过程。例如，利用遥感影像帮助学生了解全球温度变化、温室效应。美国宇航局（NASA）以遥感手段获得全球臭氧的分布，每年在网络上南极臭氧浓度分布合成图，这些材料是辅助讲授全球臭氧分布及异常变化等全球变化的极好素材。另外，利用遥感在全球植被覆盖变化监测、地球大气监测等应用案例与影像，可以辅助讲授环境变化；利用遥感在城市环境问题、城市水体污染、城市大气污染等监测的案例与影像辅助讲授环境问题。
在讲授城市、区域或全球生态环境问题中，可以借助遥感影像帮助学生了解植被分布、土地利用及分布，提高学生宏观观察、分析能力。例如利用遥感在毁林过程监测、全球森林分布变化监测等方面的实例及影像，辅助讲授全球植被覆盖变化；利用遥感在土地利用普查中的实例和影像，辅助讲授土地利用和农作物分布；利用遥感在城市生态监测、绿化率调查的实例和影像，辅助讲授城市环境与生态等。
地表许多灾害从影像区域来说，可能涉及一个很大的区域，遥感的大范围观测的特征提供了监测灾害的可能，相关的遥感影像有助于在教学过程中帮助学生理解这些区域性过程。例如，利用遥感在草原和森林火灾监测、沙尘暴灾害监测、海洋污染监测、火山喷发和地震等监测的案例和影响，辅助讲授自然灾害的发生、发展过程，进行灾害影响分析。例如，遥感在森林火灾监测中的应用案例，可以帮助学生认识现代技术对森林防灾救灾中的意义。
3.GPS技术及其在地理教学中的应用
全球定位系统(GPS)是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的，于20世纪70年代初开始设计、研制，1993年6月建成。GPS主要由空间星座、地面监控系统和用户接收机三大部分组成，空间星座包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在6个等间隔的轨道面上，每个轨道面上分布4颗卫星，卫星轨道接近圆形，运行周期为11小时58分，地面上每个观测站上每天出现的卫星分布图相同，这样的布局保证了在地球上和近地空间任意一点、任意时刻均可至少同时观测到4颗GPS卫星。GPS具有全球地面连续覆盖、功能多、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强、全天作业、操作简便等优点，目前在精确导航和精确定位方面得到了广泛应用。在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，下面仅以借助GPS辅助讲授制图、交通、气象等为例说明其在教学中的应用。
具体地说，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展（例如，GPS在“精细农业”中的应用）；辅助讲授现代交通的发展（例如，GPS在智能交通中的自动导航作用）；辅助讲授天气与气候（例如，GPS在大气物理观测中的应用）；辅助讲授地球研究进展（例如，GPS在地球勘探、变形监测中的应用）；辅助讲授海洋地理（例如，GPS在远洋航线设定与监测、船只调度与导航、海洋救援、海平面升降监测等的应用）；辅助讲授宇宙、太空知识（例如，GPS在飞机导航、航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用）等。
参考文献
[1]梅安新，彭望琭．遥感导论[M]．北京：高等教育出版社，2004：1-30．
[2]陈述彭．地理信息系统导论[M]．北京：科学出版社，2000：1-13．
[3]教育部．普通高中地理课程标准（实验）[M]．北京：人民教育出版社，2003：12-45．
