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地理信息系统行业现状范文1
[关键词] 基础地理;信息系统;安全;风险评估
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2015 . 21. 082
[中图分类号] TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2015)21- 0155- 03
1 引 言
风险是以一定的发生概率的潜在危机形式存在的可能性,而不是已经存在的客观结果或既定事实。风险管理是通过对风险的识别、衡量和控制,以最小的成本将风险导致的各种损失结果减少到最小的管理方法。随着信息化向纵深发展,基础地理信息系统被广泛应用,但信息安全方面的威胁也大大增加,具体到市县级基础地理信息系统中存在各类风险,这些风险有着自身的特点,对系统的影响也随着不同阶段而不同。其中信息安全风险是指系统本身的脆弱性在来自环境的威胁下而产生的风险,这些风险会对信息系统核心资产的安全性、完整性和可用性造成破坏。对测绘行业信息安全风险的评估是进行有效风险管理的基础,是对风险计划和风险控制过程的有力支撑,而如何识别和度量风险成为一个难题,目前测绘地理信息行业没有一个行业性安全评估类或者安全管理类规范标准,通用安全评估规范在很多方面对于测绘地理信息系统复杂性和行业特点缺乏适用性,往往较难落地,为此提出市县级国土资源基础地理信息系统安全风险评估规范研究。
2 国内外信息安全风险评估的研究现状
信息安全风险评估经历了很长一段的发展时期。风险评估的重点也由最初简单的漏洞扫描、人工审计、渗透性测试这种类型的纯技术操作,逐渐过渡到技术与管理相结合的科学方法。由于信息安全问题的突出重要性,以及发生安全问题的后果严重性,目前评估工作已经得到重视和开展。国内外很多学者都在积极投身于信息安全的研究,期望找到保护信息安全的盔甲。美国在信息安全风险管理领域的研究与应用独占鳌头,政府控管体制健全,己经形成了较为完整的风险分析、评估、监督、检查问责的工作机制。DOD作为风险评估的领路者,1970年就已对当时的大型机、远程终端作了第一次比较大规模的风险评估; 1999年,美国总审计局在总结实践的基础上,出版了相关文档,指导美国组织进行风险评估;2001年美国国家标准和技术协会(NIST)推出SP800系列的特别报告中也涉及到风险评估的内容;欧洲各国对信息安全风险一直采取“趋利避害”的安全策略,于2001-2003年完成了安全关键系统的风险分析平台项目CORAS,被誉为欧洲经典。我国信息安全评估起步较晚,2003年7月,国信办信息安全风险评估课题组启动了信息安全风险评估相关标准的编制工作;8月,信息安全评估课题组对我国信息安全工作的现状进行了调研,完成了相关的评估报告,总结了风险评估是信息安全的基础性工作;2004年3月国家《信息安全风险评估指南》与《信息安全风险管理指南》的征求意见稿;2005年2月至9月,开始了国家基础信息网络和重要信息系统的信息安全风险评估试点工作;2007年7月我国颁布了《信息安全技术信息安全风险评估规范》(GB/T 20984一2007)并于2007年11月1日实施;2008年4月22日,在国家信息中心召开了《信息系统风险评估实施指南》预制标准第二次研讨会,此次会议主要就标准工作组制定的《实施指南》目录框架进行了详细研究与讨论,《信息系统风险评估实施指南》作为GB/T 20984-2007《信息安全风险评估规范》和《信息安全风险管理规范》之后又一技术性研究课题,将充实信息安全风险评估和风险管理具体实施工作。
3 市县级基础地理信息系统安全风险评估规范研究方法和手段
3.1 市县级基础地理信息系统安全风险评估规范研究方法
市县级基础地理信息系统安全风险评估规范研究通过综合分析评估后的资产信息、威胁信息、脆弱性信息,最终生成风险信息。资产的评估主要从保密性、完整性、可用性三方面的安全属性进行影响分析,从资产的相对价值中体现了威胁的严重程度;威胁评估是对资产所受威胁发生可能性的评估;脆弱性的评估是对资产脆弱程度的评估;具体如下:
(1)资产评估。资产评估的主要工作就是对市、县、乡三级基础地理信息系统风险评估范围内的资产进行识别,确定所有的评估对象,然后根据评估的资产在业务和应用流程中的作用对资产进行分析,识别出其关键资产并进行重要程度赋值。根据资产评估报告的结果,可以清晰的分析出市、县、乡三级基础地理信息系统中各主要业务的重要性,以及各业务中各种类别的物理资产、软件资产和数据资产的重要程度,从而得出信息系统的安全等级。同时,可以明确各业务系统的关键资产,确定安全评估和保护的重点对象。
在此基础上,建立针对市、县、乡三级基础地理信息系统中的资产配置库,对资产的名称、类型、属性以及相互关系、安全级别、责任主体等信息进行描述。
(2)威胁评估。威胁是指可能对资产或组织造成损害事故的潜在原因。威胁识别的任务主要是识别可能的威胁主体(威胁源)、威胁途径和威胁方式,威胁主体是指可能会对信息资产造成威胁的主体对象,威胁方式是指威胁主体利用脆弱性的威胁形式,威胁主体会采用威胁方法利用资产存在的脆弱性对资产进行破坏。
在此基础上,充分调研,分析现有记录、安全事件、日志及各类告警信息,整理本行业信息系统在物理、网络、主机、应用和数据及管理方面面临的安全威胁,形成风险点列表。
(3)脆弱性评估。脆弱性是指资产或资产组中能被威胁所利用的弱点,它包括物理环境、组织机构、业务流程、人员、管理、硬件、软件及通讯设施等各个方面,这些都可能被各种安全威胁利用来侵害一个组织机构内的有关资产及这些资产所支持的业务系统。
通过研究,将建立本行业的涉及主要终端、服务器、网络设备、安全设备、数据库及应用等主要系统的基线库,从而为脆弱性检测在“安全配置”方面提供指标支撑。
(4)综合风险评估及计算方法。风险是指特定的威胁利用资产的一种或一组脆弱性,导致资产的丢失或损害的潜在可能性,即特定威胁事件发生的可能性与后果的结合。在风险评估模型中,主要包含信息资产、脆弱性、威胁和风险四个要素。每个要素有各自的属性,信息资产的属性是资产价值,脆弱性的属性是脆弱性被威胁利用后对资产带来的影响的严重程度,威胁的属性是威胁发生的可能性,风险的属性是风险发生的后果。
综合风险计算方法:根据风险计算公式R= f(A,V,T)=f(Ia,L(Va,T)),即:风险值=资产价值×威胁可能性×弱点严重性,下表是综合风险分析的举例:
注:R表示风险;A表示资产;V表示脆弱性;T表示威胁;Ia表示资产发生安全事件后对组织业务的影响(也称为资产的重要程度);Va表示某一资产本身的脆弱性,L表示威胁利用资产的脆弱性造成安全事件发生的可能性。
风险的级别划分为5级(见表1),等级越高,风险越高。
各信息系统风险值计算及总体风险计算则按照风险的不同级别和各级别风险的个数进行加权计算,具体的加权计算方法如下。
风险级别权重分配:
极高风险 30%
高风险 25%
中风险 20%
低风险 15%
很低风险 10%
各级别风险个数对应关系(即各级别风险相对于很低风险的个数换算):
极高风险 16
高风险 8
中风险 4
低风险 2
很低风险 1
风险计算公式R’=K(av,p,n)=av×p×n,其中,av代表各级别风险求平均后总和,p代表相应的风险级别权重,n代表相应的风险个数权重。
总体风险值=R’(极高)+ R’(高) + R’(中) + R’(低) + R’(很低)
3.2 市县级基础地理信息系统安全风险评估规范研究的手段
(1)专家分析。对于已有的安全管理制度和策略,由经验丰富的安全专家进行管理方面的风险分析,结合江苏省基础地理信息系统安全建设现状,指出当前安全规划和安全管理制度存在的不足,并给出安全建议。
(2)工具检测。采用成熟的扫描或检测工具,对于网络中的服务器、数据库系统、网络设备等进行扫描评估;为了充分了解各业务系统当前的网络安全现状及其安全威胁,因此需要利用基于各种评估侧面的评估工具对评估对象进行扫描评估,对象包括各类主机系统、网络设备等,扫描评估的结果将作为整个评估内容的一个重要参考依据。
(3)基线评估。采用基线风险评估,根据本行业的实际情况,对信息系统进行安全基线检查,拿现有的安全措施与安全基线规定的措施进行比较,找出其中的差距,得出基本的安全需求,通过选择并实施标准的安全措施来消减和控制风险。所谓的安全基线,是在诸多标准规范中规定的一组安全控制措施或者惯例,这些措施和惯例适用于特定环境下的所有系统,可以满足基本的安全需求,能使系统达到一定的安全防护水平。
(4)人工评估。工具扫描因为其固定的模板,适用的范围,特定的运行环境,以及它的缺乏智能性等诸多因素,因而有着很大的局限性;而人工评估与工具扫描相结合,可以完成许多工具所无法完成的事情,从而得出全面的、客观的评估结果。人工检测评估主要是依靠具有丰富经验的安全专家在各服务项目中通过针对不同的评估对象采用顾问访谈,业务流程了解等方式,对评估对象进行全面的评估。
(5)渗透测试。在整个风险评估的过程中,结合外部渗透测试的方式发现系统中可能面临的安全威胁和已经存在的系统脆弱性。
地理信息系统行业现状范文2
摘 要:随着GIS技术的不断发展,GIS已经成为与地理空间信息有关的各行各业的基本工具。本文在分析非GIS专业地理信息系统课程教学目标、专业学科背景等问题的基础上,对非GIS专业地理信息系统教学中从课程内容安排、教学方法、考试设置等方面进行了分析总结,并提出了对非GIS专业地理信息系统课程教学的一些建议。
关键词:非GIS专业;地理信息系统;课程教学
1、非GIS专业开设GIS课程的必要性
地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[1]。从上世纪60年代初开始兴起,经过50多年的发展,GIS已经渗透到与空间信息相关的各个行业,成为各个行业解决问题的基本工具,从而使得GIS专业人才的需求大量增加。由于GIS是一门集计算机科学、地理学、测绘、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科[2]。相对于GIS专业的学生,非GIS专业学生基础知识掌握不够,对GIS先行课程如计算机、地图学、地理学、测绘学、数据结构、数据库等知识不甚了解。导致非GIS专业的学生在学习该课程时抓不住重点,觉得理论性太强,学习很吃力,和本专业联系不大,不敢兴趣。所以非GIS专业的GIS课程设计与教学方法必须结合本专业的特点进行设置。
2、课程教学安排的探讨
非GIS课程的设计应紧密结合本专业,使学生掌握GIS的基本概念,熟悉数据的组织和管理常采用的方法,掌握空间数据的采集、输入和编辑等基本内容和方法,熟悉GIS空间分析的基本方法,能够以GIS软件为基本工具,解决自己所学专业领域实际问题。为了实现这个目标,必须根据专业需求制定教学大纲、教学计划和实纲,确定合理的课时、学分、授课方式、实验内容等,根据专业需求进行内容的筛选,在理论课和实验课之间进行合理课时分配,确定考核形式和要求。
2.1教学内容组织
地理信息系统是一门典型的交叉型边缘学科,其显著特点是多学科集成,涉及的知识面广,发展与内容更新的速度快,渗透性和空间抽象性强,研究对象的空间尺度变化大。对于非GIS专业而言,由于专业课程的限制,在基本知识缺乏的情况下,对地理信息系统课程教学内容组织和筛选就显得尤为重要。
因此,在编制非GIS专业的教学大纲时,应考虑非GIS专业学生的专业背景,让学生了解GIS的发展历史、现状及未来发展趋势,对GIS有基本的认识与了解。同时,让学生熟练掌握GIS的数据来源,利用GIS专业软件进行数据采集和编辑、空间分析以及GIS产品的制作与输出的方法。了解地理信息系统数据库、地理信息系统模型与建模等部分内容。培养非GIS专业学生利用GIS知识解决问题的基本意识,增强学生利用GIS处理本专业基本问题的能力。
2.2理论教学模式
非GIS专业的地理信息系统课程宜采用灵活多变的教学模式。理论课程采用多媒体进行教学,在教学行式上,采取讲解、演示、课堂讨论和案例分析等多种形式相结合,针对不同专业需求,选择相应的学习形式,突出重点、培养学生灵活的思维模式和学习方法,通过具体实例让学生了解GIS在实际生活中的应用。如对比学生熟悉的选课以及查询成绩的教学管理系统与地理信息系统,让其了解其他管理信息系统与“地理”信息系统两者之间的区别与联系,增加学生的学习兴趣与热情。非GIS专业开展GIS课程的目的是为其专业提供一个GIS分析手段,最终目的还是要用来解决其专业领域的问题。因此,在讲解GIS在本专业的具体应用时,采用案例分析的方式,使学生熟悉利用GIS解决实际问题的流程和空间分析的基本方法与特点。但是,在案例的选择非常重要,应选择学生所学专业领域相关的应用案例。
2.3实验教学内容的选择
上机实验是从理论到实际应用的重要环节,许多内容如数据采集、编辑、空间查询与分析、地图的编制与输出等都必须通过实验,才能够真正理解和掌握。同时激发同学们进一步学习的欲望。实验内容设计除与教学内容同步外,还应与相关专业紧密结合,最好是以学生所学专业问题为实验目标,选取适量的实验数据,通过GIS的不同专业软件操作,达到解决问题的目的。软件一般选择比较成熟的ESRI公司的ArcView软件和ArcGIS软件。从简到难,要求学生对这2款软件的界面、基本功能以及一般的空间分析功能能够熟练的操作。针对不同专业需求,实验的具体内容应尽可能地与其专业知识相结合。通过实验操作,使学生能够利用所学的GIS知识,与专业相结合来解决专业领域的问题。有助于提高学生的学习效果,加深学生对GIS理论知识和本专业之间的联系。通过这样的实验课程,不但加深了对GIS的基本功能的了解,而且能够利用GIS工具解决专业实际问题的方法,从而达到真正的学以致用。
2.4考核方式上选择
要想培养学生的创新性思维模式、拓宽在GIS领域的知识,就必须改变考试方法和考试内容,使考试方式灵活多样。要抛开传统的对课本内容死记硬背,出现高分低能现象的考试形式,针对非GIS专业地理信息系统的教学目标和课程本身的特点,可以采用如课后作业、实验成果、读书报告、设计、考试等多种方式相结合,成绩按一定比例分配的考核行式。这样使学生能抛开课本,养成随时查阅相关资料的习惯,并能分析研究问题,提出自己的见解。为了真实反映学生的学习效果,最后针对考试的内容要合理的选取:除了考查学生对基本知识掌握的程度,还需要考核学生与实验相关的软件操作能力和实际应用分析能力。通过这样的形式,改变学生临时抱佛脚的不良学习风气,能较好的体现教学效果,促进学生的学习积极性。
3.结束语
由于GIS本身的特点以及在各个行业的应用、以及GIS空间分析能力的不断提高,使得GIS被越来越多的专业所应用。然而针对不同专业和技术背景的人员,对GIS的理论及应用的掌握是有所不同的。非GIS专业教学过程中应采取与专业紧密结合的多样化教学方式,从多环节进行合理的设置和优化。另外,加强GIS授课者自身综合素质的培养,提高其相关专业水平,也是促进GIS教学质量提高的重要指标。
参考文献:
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[5] 贾泽露.非GIS专业地理信息系统课程教学思考[J].测绘科学,2008.33(5)230-232.
地理信息系统行业现状范文3
【关键词】 环境保护 地理信息系统 应用 探究
在当今全球性环境恶化日趋严重的背景下,人类社会共同面对的是解决人口和资源以及环境问题,人们对保护环境的重要性认识深刻。各界人士开始高度重视重大推动环境保护进程的信息技术。 但保护环境与采集和处理环境信息具有密切的关系,而空间位置将决定85%以上的环境信息,与有关,所以就环境保护工作而言,其有力的工具就是地理信息系统。研究者运用地理信息系统技术,对各种环境信息进行获取和存贮等,并可有效的监测和评价,以及分析和模拟环境,从而把信息服务和技术支持客观和及时,以及全面和准确的提供给环境保护。我国领土面积较大,存在着突出的环境问题,因此国家环境地理信息系统的建设和发展意义重大,而且必要性和迫切性极为突出。它将深刻的变化和影响到国家环境保护工作的观念等因素。然而,就建设和发展国家地理信息系统来看,才刚刚起步,需要研究的问题很多。
1 环境地理信息系统建设现状
我国由于过于注重经济的发展,而忽视环境的保护,致使出现环境污染严重,生态破坏严重的局面,在这种严峻的形势下,我国各级环保部门以环境保护这项艰巨繁杂的任务视为自己的职责,在实践中对环境信息的获取与处理达到及时和准确以及高效的重要性认识充分,并对信息技术应用达到广泛和灵活的重要性也认识深刻。积极的投身到环境地理信息系统的建设中。目前,地理信息系统平台软件被全国绝大部分环保部门使用,环境基础数据库在大部分省市完备的建立起来,并以GIS平台为基础,把城市环境地理信息系统等模块开发出来,应用GIS平台成效显著。
2 在环保领域应用GIS技术的情况
2.1 应用GIS图
运用GIS技术把各类环境专题图制作出来,并以专题图库的形式进行汇集,是应用该技术主要完成的任务。而传统手工制图技术具有较长的制作周期,更新内容慢的特征,两者相比,利用GIS技术对地图数据库进行构建,是“投入一次实现产出多次”的有效利用基础资源。同时,以各自不同的需求为导向,GIS地图数据库用户可把各类专题图输出来。
2.2 以GIS为基础的地理信息系统
系统管理和强大处理空间数据的采集和编辑以及整合能力是GIS出众的功能。 充分的运用好这一优点,将使地理信息系统的建立具有较强的综合性,而且具有完备的特征,例如使用GIS可以把污染源空间数据库等各种环境空间数据库建立起来。
2.3 在环境监测中应用GIS
利用GIS技术能够有效地实现存储和分析,以及显示和处理实时采集的数据,这将有利于辅助即时决策环境问题。如深流域水环境信息管理系统被广东省开发出来,该系统对水环境现状的显示和分析可以直接进行,对污染源的分布直观呈现,并能够实现即时评价水环境质量,还对污染物来源等具有追踪功能。但是就我国获取和处理环境信息水平来看,总体技术上还处于比较低的状态,普遍运用常规环境监测技术手段,连续动态监测环境污染和生态还达不到大面积 和全天候以及全天时。
2.4 在生态分析中应用GIS
分析生态现状还可用地理信息系统,如利用GIS可把水土流失范围和荒漠化面积比较精确地计算出来,也可以对生态破坏程度和波及范围实现客观评价,有利于辅助各级政府决策生态环境治理。原国家环保总局把GIS技术结合了遥感技术,调查了西部12个省的生态环境,把其空间分布和统计数据得出来。
2.5 GIS与环境应急预警
在环境应急预警预报等工作中也可以应用GIS。环境污染应急处置系统需要大量空间数据和模型信息等。因此,在建立和管理系统数据库工作中,关键的环节就是协同管理空间与属性数据。因此,GIS的数据管理功能的引入极为必要。快速存取和管理空间数据和相关属性数据;具有显示分层可视化功能;互动查询空间和属性数据;一体化统计分析空间和属性数据,空间决策多种功能等是GIS在应急处置环境事故系统的作用内容,此GIS还可结合环境污染分析预测模型使用,促进决策支持信息的有效化。由此可见,在环境事故应急处置系统中应用GIS技术,可使管理和处置环境事故应急水平层次上升,决策管理人员可利用可视化的图形和图像方式观看到环境基础和管理信息以及模型分析,使环境应急管理工作效率被提高。
3 结语
通过GIS应用在环境领域的反馈信息,我们得出结论:(1)GIS对空间和地理等具有高度集成特征,能把丰富的水文和地理以及气候数据提供给广大环境工作者,把GIS引入环境保护领域,有利于环境保护者把地理因素影响环境的状况考察得更为充分, 使环境决策者更能准确客观的决策环境管理方案。(2)在环境保护的各个领域应用GIS,把其对技术数据大量存储和更新功能利用好,将有利于环境决策人对各种环境信息的及时获得,对不同地区的污染变化情况进行掌握,从而使环境策略的调整更为及时。(3)GIS系统能够有效结合各种环境管理和分析系统进行使用。能够把各种预测和污染以及评价等数学模型编入系统中,进而以GIS对污染源位置的采集和在模型中输入的污染分布状况数据为依据,进行计算,则有效理论评估和决策方案将可以立即得到,这样重要的技术指导和建议将为环境工作者的工作带来更大的便利。
参考文献:
[1]杨浩,肖伟,谢学军,黄磊.基于地理信息技术的环境保护应急系统设计与开发[J].甘肃科技,2011(23).
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[3]王秉欣,王龙.浅析地理信息系统的应用与发展[J].科技创新与应用,2012(03).
地理信息系统行业现状范文4
【关键词】 城市地理信息系统 城市建设 城市规划
引言
随着现代城市管理水平的提高,城市管理手段和信息处理的方式日趋复杂,涉及的技术领域越来越广,传统的城市规划和城市管理方式发生了深刻的变革。经济与科技的发展,推动了社会的进步,加速了人类的城市化进程。城市信息量急剧增加,处理与传递信息的速度明显加快,处理信息的方式方法复杂多样,导致了城市规划与管理日益复杂,从而对城市规划和管理提出了更高的要求。
目前,我国的城市规划正发生着四个方面的变化;由静态规划( static planning) 向动态规划(dynamic planning) 发展,从物质规划转向社会经济发展规划,由专家审查到公众参与(resident participation) 城市规划,规划的实施由行政管理向法制化管理转变。与此同时,现代城市规划与管理正面临着大量信息的收集与处理。一方面,做好城市规划与管理工作,需要越来越大量和复杂的信息;另一方面,规划师、建筑师、工程师以及城市建设和规划管理者必须有能力迅速处理大量的信息,并做出正确的规划决策和专业判断。
如何有效利用有限的城市空间资源和信息资源产生最佳的经济、社会、文化效益,是目前城市规划与管理所面临的最大挑战。因此,规划与管理的方式方法也正发生着根本性的变化。针对城市的空间结构,可以认为城市不应在被视为各类建筑物、构筑物等简单的空间组合体,而应被视为人与空间的有机结合体,在计算机网络、电子智能技术下生存活动着的复杂生命系统。其中,UGIS 扮演着神经中枢的重要角色。
1. 城市地理信息系统( UGIS) 概述
以数据处理、分析与管理为主要特征的现代城市规划信息技术主要包括计算机辅助设计(CAD ,Computer Aided Design) 、遥感技术(RS ,Romote Sensing) 、地理信息系统( GIS , Geographical Information System) 和网络技术(Network) 四个方面。城市地理信息系统(Urban Geographic Information System,简称UGIS) 是专业化的地理信息系统,是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。具体地讲,它是一种利用计算机技术及信息工程技术等实现对城市各种数据和信息进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统。UGIS 作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市列为一项重要的基础设施来进行建设,它担负着整个城市综合信息的存储、分析、交换和服务的功能,为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及为城市地理信息进行快速查询和分析提供了先进的技术手段和方法,并为决策提供辅助支持,成为未来数字城市(Digital City) 不可缺少的工具。其主要特点有:
1.1基础空间数据全面,数据类型多样,数据更新方便,且能长期保留各时期城市空间状况,便于分析城市的发展规律、变迁过程和特点。
1.2数据库中的数据可进行多用户、多目的的重复使用,实现数据共享。
1.3便于利用现代数学方法加以模拟和评价,如回归分析、层次分析、系统动力分析、聚类分析等,提供定量信息。
1.4便于与其他数据综合利用,提供综合信息。
1.5定量描述规划方案及城市发展战略。
1.6提高了城市规划空间布局的准确性。
1.7可视化、动态的表现方法使得城市现状及规划方案更为直观和易于理解,并能提供标准、美观的文档及各类报表。
1.8有利于城市复杂信息和数据管理的规范化( standardization) 、智能化(Intelligentized) 和可视化(Visualization) 。
一个完善的UGIS系统包含了从数据录入到数据(图形、报表) 输出等各个阶段的工作。它具有良好的交互界面、顺畅的输入系统、完整的数据库(包括空间数据和属性数据) 、完备的应用子系统、详尽的城市规划知识库、智能的辅助决策支持系统、完美的输出系统等。如图1 所示:
在城市规划与管理中,依据使用目的的不同,UGIS子系统可分为城市规划信息系统(Urban Planning Information System ,简称UPIS) 和城市管理信息系统(Urban Management Information System,简称UMIS) 。
2. UGIS在我国的应用
2.1应用水平的发展
我国UGIS 发展至今,经历了四个发展阶段,其应用的层次、涉及行业领域的广度都有明显的差别。开创阶段以遥感技术研究与调查应用为主;以管理信息系统为主体结合GIS(地理信息系统) 的静态发展阶段,其应用则以城市规划管理信息子系统的开发和建设为主;以UGIS为主体结合办公自动化的动态规划阶段,应用的重点以建立各种专题数据库为主;在面向城市可持续发展的“数字城市”发展阶段,应用层面已经转向辅助决策、城市问题分析、监测调度与调控等方面。
2.2现阶段的应用状况
目前,我国已迈入UGIS面向城市规划管理、城市监测和评价分析实法性应用阶段,大多数省市区城市规划、建设与管理的数字化工程基本处于UGIS 与办公自动化结合的阶段。总体上,我国UGIS 的应用领域逐步拓展延伸至以下领域:
2.2.1地理空间数据管理领域。即对各种空间数据进行数据库管理、更新、维护、快速查询与检索,用多种方式输入决策所需的空间信息。如北京市建立的类管线(供水、污水、电力、通讯、燃气、工程、管线) 以及测量控制网、规划道路等基础测绘信息,形成测绘数据的城市地下管线系统。
2.2.2建立专题信息及区域。如“数字上海”项目中建立了浦东公交地理、浦江两岸重大工程开发、地籍管理、房产管理、建设管理等地理信息系统等五个子系统。
2.2.3地图制图领域。利用GIS 建立地理空间数据库,输出全要素地图、城市各类专题图等,并制作出城市三维景观实体。
2.2.4空间查询和空间分析领域。对空间数据进行叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间几何分析等。
2.2.5与遥感图像处理系统结合。遥感数据是城市地理信息的重要信息源,应将城市正射影像叠加到数字地图上,以进行更逼真、更准确的空间分析外,还运用于制作城市的虚拟景观模型。
3. UGIS 发展的对策与建议
UGIS 经过多年的发展,从构建系统、制订标准、人员培训到城市管理与应用积累了丰富的经验。以“数字上海”、“数字南京”、“数字北京”为代表的UGIS 系统工程都在紧锣密鼓地实施中。此外,各地中小城市也在扬鞭策马建立区域管理系统。UGIS的发展加速了城市管理方式与方法深刻变革的步伐。在快速发展的过程中,呈现区域不平衡,如东、中、西部的不均衡及南北经济发展及空间差异使得UGIS 在人力、物力、资金投入、建设与应用、系统的功能等方面都存在显著的差异。UGIS 的建设与应用兴起于香港、广州、珠海、深圳、中山、北海等城市。1996 年北海市就建立了城市管理信息中心,长江三角洲区域建立了以上海、南京为中心的系统,经过多年探索实践,UGIS 已成为上海城市管理与建设、市政府决策的重要工具之一,与中西部城市形成了明显的对比。深圳、广州等城市UGIS 建设,已进入城市管理和规划业务应用阶段。香港特别行政区建成了一个综合型的包括基本制图、专题信息、城市规划信息和地理信息检索等子系统, 满足了香港政府和公众服务的要求。另外,UGIS 的硬件设备及框架结构易实现,但数据的获取特别是卫星遥感数据的获取、数据标准化、规范化、数据共享、与办公系统、MIS 的结合还有待完善,这是UGIS 建设成功与否的关键。笔者认为UGIS 的发展应注意以下方面:
3.1建立良好基础数据获取的机制
UGIS 的建设与应用,是社会性公益事业,需要自统计、环保、交通、市政、公安、绿化、政府、社会保障等部门提供的数据、数字地形图、数字遥感图、数字化城市基本地理统计单元信息、人口统计信息等。只有政府以及有关部门的大力支持与协力配合,才能将这些“血肉”与“骨架”有机整合,以加速系统有效运转,各方受益。
3.2以统一的标准进行数据提交与使用
数据的获取、处理成本占地理信息系统工程投资的30 % -50 %以上。所以,政府部门应尽快制定相关标准,保证依照标准和规范提供自己的基础数据和统计信息,从而为系统建设节省资金与时间成本。为此,上海市出台了相应的标准和规范,为“数字上海”成为一个供各方共享数据的基础平台。
3.3讲实效 全方位
UGIS 应面向城市社会、经济、生活综合服务,不能为系统而建系统,盲目攀比,或仅仅建立一些内部使用的GIS系统。如上海市建立的浦东新区公交地理信息系统,对目前路网的公交流量、线路进行最快速的调整,已成为交通部门科学规划不可或缺的工具。
3.4培养高素质的UGIS 专业人才
UGIS 所需数据来源极为广泛,数据格式很复杂,为确保建立的系统畅通使用,保证系统始终处于最佳运行状态,使系统在运营后顺畅、安全、稳定,高效地发挥功能,培养一批具备GIS 专业素质的人员乃是当务之急。
3.5总揽全局,规范管理
由政府部门总揽全局UGIS,疏通各个渠道,协调机制建立面向城市管理和城市建设及城市社会、经济、生活服务的综合系统工程,避免重复、盲目建设,监督职能部门科学制定规划、政策与规范、行业标准及实施科学规范管理。总之,我国UGIS 经过近20 年的发展,在城市规划、建设与管理行业的应用积累了较雄厚的技术和人才、经验和物质基础,展示了巨大的发展潜力,具备向产业化迈进的初步条件。UGIS 高新技术产业,将在国标化都市、大中城市、小城镇建设与管理及重大工程建设中得到更广泛应用,将彻底改变传统城市规划、建设与管理方式落后的局面,进一步推进我国城市现代化的步伐。
结语
城市规划与管理的基本目标始终是保障城市的健康发展,为人们创造优美宜人的生存环境。而迅猛发展的UGIS 技术,已成为数字化和信息化多源城市空间信息的统一载体,为城市规划与管理提供了方便、快捷的技术手段,提高了规划、管理与决策的效率和质量。如何充分利用和挖掘UGIS 潜力,使之与城市规划与管理更好地结合在一起,造福于全社会,是目前亟待解决的问题。因此,应充分认识到目前我国UGIS目前的发展状况,加快相关行业技术标准与规范的制定,加快相关技术的研究与开发,跟上“信息化、数字化”时代的步伐。
参考文献:
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地理信息系统行业现状范文5
【关键词】地理信息系统 无线网络规划 应用 研究
【中图分类号】U475 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0082-01
无线网络规划和优化是一项循序渐进、不断深化的持续性系统工程。网络优化包含覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰信号分析以及资金优化使用等一系列优化方式,各种优化方式的综合形成了网络的整体优化,并贯穿于网络发展的全过程。综合分析移动通信网络建设的业务层面,G1S技术在移动通信网络规划和优化中的应用可归纳为以下五个范畴,可视化管理、模型化预测、定量化分析、智能化诊断、科学化决策。
1 G1S技术在移动通信网络规划中的应用
网络发展滚动规划是通过对市场需求的预测、网络现状以及通信技术发展情况的分析,对企业近几年内网络发展、建设的规划,对企业的长期发展具有重要的意义。但是规划所需基础数据的收集工作量巨大,网络滚动规划工作的第一个步骤就是收集网络各个专业的原始数据,对网络现状进行分析。在以往的滚动规划工作中,需要各个专业的人员对网络现状进行手工统计,不仅工作量大,而且数据准确性也无法保证。滚动规划编制初稿一般需要较长的时间完成,而基础数据的收集、整理、核对占用了大半的时间。在建立资源管理系统后,充分利用资源管理系统的资源优势,通过增加资源管理系统的功能,可以迅速准确地提供滚动规划所需的数据,大大减少数据统计的工作量,提高工作效率,集中精力对网络发展趋势进行认真的研究。
1.1可视化管理
GIS技术所提供的空间定位基准,可以有效组织专题数字地图、网络资源位置、邻小区关系、话务量分布、信号覆盖范围等信息,客观地再现基站、小区等网络资源的实际分布,充分体现整个无线网络的拓扑结构和资源配置。同时又可以提供友好灵活的人机交互接口,即以专题数字地图作为操作背景,显示出无线网络规划和优化后所得到的覆盖图、干扰图等结果数据,实现专题数字地图、网络资源分布以及分析结果数据的可视化管理。
1.2模型化预测
GIS技术可以对真实自然的地理环境精确建模。以夺间数据模型为信息载体,按照无线电波沿距离和时间的衰减规律,以及受地形地物因素影响的传导损耗,快速建立无线电波传播模型。结合大量实测数据和当地的具体情况,可以进一步调整预测模式,找到适合实际的参数因子,帮助修正预测模型算法,使得预测模型更为灵活和精确。
1.3定量化分析
借助于GIS技术的无线网络覆盖预测模型以及专题数字地图,并结合基站选择、天线方位和射频场强等相关参数设置,可以计算出各点位电波经干扰与衰减后的信号场强。运用无线网络规划和优化设计方法,依据预测精确计算结果,可以进行定量的总体覆盖分析、网络干扰分析、邻小区分析、指定小区场强覆盖分析、最佳服务区域分析、次佳服务区域分析和切换区域分析等。
1.4智能化诊断
根据移动通信网络的动态监测和实际路测,结合基于GIS技术的定量化分析,可以确定无线网络的运行状况,发现无线网络存在的客观问题。针对测试区域无线网络的实时信号场强、通话质量、时间提前量以及干扰情况等测试数据,依靠GIS技术进行智能型无线网络优化和分析诊断,建立与基站和小区数据的自动关联,从而对无线网络进行测试、分析和评估。指出发生严重话务拥塞和掉话区域,快速定位问题基站,发现网络存在的问题区域和影响网络运行质量的直接原因,并自动生成规定格式的详细诊断报告。
1.5科学化决策
综合数据仓库、知识库技术和无线网络的数据资源,GIS技术可以将综合分析评价结果作用于数字地图上,直观地用图形界面予以表达。辅以设置网络参数和调整设备配置等技术手段,能够及时模拟网络参数指标调整后的发展情况,定量预测未来变化趋势,从而得出解决问题的可能方案。
2 基于GIS的无线网络规划具体内容
2.1传播模型的校正
传播模型是移动通信网小区规划的基础,传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。因此,根据基站类型、地形地貌数据等,结合路测数据,校正传播模型,建立合适有效的传播模型,并直观地显示给网优人员。
2.2基于地理信息的通信网场强覆盖分析
基于GIS技术的通信规划软件所使用的地图数据是数据地图,把影响到电磁波传播的地形地貌地物等转化为可视化属性,将必要的信息通过地图显示出来,如基站、天线类型及天线方向等,通过传播模式计算不同边界场强的覆盖半径,并用不同的颜色来充色不同场强的覆盖区域,直观演示场强覆盖的优劣。
2.3基于地物地貌性质和电磁波传播特性的仿真分析
移动通信是以电磁波传播的方式进行通信的。电磁波的传播特性是移动通信的基础。由发射机发射的电磁波在到达接收机(手机等)之前不仅存在和其它大气层传播所遇到的相当严重的传播路径损耗,而且还受到地面传播路径损耗的影响。地面传播路径损耗受地形地貌、建筑物、水域、移动物体和植被等环境因素的影响,从而产生多径衰落和时延扩散等。仿真分析还设计到了传播模型的设计,对于特定的环境要选定适合自己的传播模型。
3 结束语
近年来,地理信息系统技术发展迅速,另一方面,计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段都为地理信息系统的发展提供了良好的契机。实践证明,GIS在各行各业中的应用,都带来了不同的社会效益和经济效益,在信息通信行业也不会例外。数字地图为网络规划提供了基础的平台,地理信息系统中的空间分析功能则为链路预算、覆盖预测提供了有效的方法和手段。未来的信息通信领域,GIS都将成为一种有效的管理手段,尤其随着第三代移动通信网络的发展,无线网络规划对于地理信息系统的需求会越来越迫切。相信很快,GIS将会成为人们办公和社会生活中不可缺少的一种手段。
参考文献
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地理信息系统行业现状范文6
【关键词】WebGIS;数字校园;地理信息系统
1 地理信息系统的发展
1.1 地理信息系统
地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成,它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析和统计。地理信息系统是融计算机图形学与数据库技术于一体,将图形与数据有机地结合在一起,存储和处理空间信息的高新技术。它把地理位置与相关属性有机地结合起来,根据实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户,满足系统建设、管理以及系统对空间信息的要求,并实现了数据的可视化,同时借助于地理信息系统独有的空间分析功能和可视化表达,可对系统进行各种辅助分析决策。
随着计算机技术的飞速发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进,GIS技术日臻成熟,GIS的应用领域不断扩大,成为一门重要的自然科学分支,地理信息系统已深入到生活的方方面面。
1.2 WEBGIS
WebGIS(也称为Internet GIS)就是利用互联网技术,在Web上实现空间数据的存储、显示、空间分析及输出,并能回答用户提出的问题,进行决策支持的系统,它是地理信息系统在万维网上的实现。目前信息技术以及Internet的飞速发展与广泛应用,人们对分布式应用研究以及共享信息和知识需求不断增长,从而对GIS的研究也发生了根本变化。随着“数字地球”概念的提出,推动了全球的信息化,这是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重视和认识。实现“数字地球”离不开网络化GIS的支持,国际互联网的迅猛发展使其必将成为GIS软件的运行环境,基于Web的GIS应用已越来越成为广大GIS用户新的迫切需求,而对这方面的研究已成为GIS发展的必然趋势。WebGIS在信息的快速,数据的及时更新、使用的简单灵活等方面具有传统地理信息系统无法比拟的优点。随着国家信息基础设施、国家空间基础设施的逐渐完善,以及在“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”“数字行业”等工程的推动下,WebGIS在各行各业中得到广泛的应用。
2 高校校园信息管理现状
随着我国城市建设日新月异的发展,高等院校已作为城市的重要组成部分,近几年来,国家对高等教育投入的逐年增加,尤其是随着高校的扩招和合并,高校规模越来越大。我国高等学校校园面积大、建筑物多、设备多,功能齐全,各种管网、供电和通信线路交叉分布,这些信息用常规的管理方法难以实现有效的管理。高等院校的校园信息化管理建设越来越受到重视,但目前这方面的工作存在不少问题:
1)为适应教育和社会发展需要,各个高校都在加大改革力度,表现在从校园的建设与绿化、师资力量、教学方法、专业设置和招生数量等方面都进行了不同程度的改革与变化,使管理工作日趋复杂;
2)很多高校为了适应现代化教学的需要和招生人数的增加,对校园面积进行了扩增,采取学校资源合并或建立新校区,无论是合并的还是新建的校区,大都不在一处,规划管理工作自成体系,各自为政;原有的管理信息系统互不兼容,信息的管理和操作不统一,不规范;规划管理信息资料整体上不够完整,不够准确;
3)部分高校尽管已开展信息管理“数字化”的工作,但整个规划管理过程高度抽象、不直观、费时费力;信息加工的时间周期长,信息量不丰富;在实际操作中,仍然采用传统的手工、分散的作业方式,造成工作效率没有得到实质的提高;
4)当前各高校都需要扩大招生,在对外交流和宣传中对校园建设和硬件环境缺乏合理形象地表现,在校园中对各种建筑及资源没有做到直观的表达。
以上情况均对校园规划及信息化管理工作带来许多不便与困难,传统的管理模式已远远不能满足高校的发展需要。过去校园管理模式可视为一种静态模式,无论是数据的更新还是信息的展示远远不能满足当前处于动态变化中的校园发展需要。而GIS作为一种能科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,能对规划、管理、决策和研究提供所需信息的综合性技术系统,是有效解决校园信息与管理问题的先进技术工具。
3 数字校园地理信息系统的研究意义
作为现代城市重要组成部分的高等院校,其校园的科学管理和合理规划越来越引起社会的重视。随着校园信息化建设的发展,“数字校园”技术应运而生,“数字校园”是指学校在开展教学、科研和管理及对外通讯过程中运用宽带、交互性和专业性的局域网实现学校办学的数字化、信息化和智能化,是“数字地球”的微观表现形式在校园区域的具体体现。
校园地理信息系统(Campus Geographic Information System)具有城市地理信息系统的特点和功能,它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素,用户可以图文并茂的查询校园信息获得最为直观的效果,就如同置身于校园中一般。并利用系统的数据管理及分析功能对校园各类信息资源进行统一的、科学的组织与管理,从而实现信息资源的共享,为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。
4 数字校园地理信息系统的研究内容
数字校园地理信息系统主要立足于应用,即满足学校的需要为主要目标,为加快校园信息化步伐,提高工作效率,强化信息管理,有必要把校园地理信息可视化和系统化。
1)为了快速、准确获取校园的地理信息,以及为校园的管理、规划、设计提供准确而详细的数据,作为校园数字化的一个重要组成,要建立相应的校园电子地图。它是基于Web的一种新型数字地图,能为用户提供在空间上连续的信息描述,提供空间信息的查询、检索等功能。
2)由于地理信息系统的内容可以无限细化,且学校的建设长期处于一种动态的变化之中,学校内的信息与人员永远处于变化的过程中,所以建立一个“完整”“全面”的校园地理信息需要一定的周期。
3)利用WebGIS技术研究数字校园系统的解决方案,用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素,把用户从以往的文字查询中解脱出来,获取图文并茂而且最为直接的交互效果,提供各种统计操作、空间分析、专题要素输出等功能。
5 数字校园地理信息系统的功能
校园地理信息系统是一个空间型的信息系统,存储着高校各种资源的大量数据。为了方便地输入信息快捷地提取数据,并且能够进行多信息源支持下辅助决策与模拟,该系统应具有查询功能,输入、输出功能,数据管理功能以及空间分析功能等。
1)基本功能:包括GIS所拥有的数据采集、数据变换、数据库管理、信息输出图形、图像显示以及信息查询等功能,该功能为用户提供输入数据、浏览数据、输出数据的基本操作。
(1)数据采集:在系统软硬件环境的基础上,通过数字化、数据录入、数字图像处理等方法获得,并装入可容错数据。
(2)数据变换:将多源数据转换成在系统设计时定义的通用格式,包括数据重构、空间变换以及数据集成三个方面。
(3)数据库管理:包括图形库管理和属性库管理功能,能完成对数据库的基本操作,并且能和其它属性数据库联接,使系统更加灵活,具有开放性。
(4)信息输出:对于所需属性数据及图件资料可以直接输出,并有制图功能。
(5)查询:用户在系统中可对自己感兴趣的某项内容进行定位查询,标题关键字查询,所查询的内容以图形、图像、文字等形式予以显示,以便全方位,多层次地提取信息。
(6)图形显示:该功能为用户提供了开窗,关闭、缩小、放大、漫游、刷新、鹰眼等高效的图形操作功能。
2)数据管理功能
这部分主要面向管理员,管理员可以在自己的权限内管理和维护地图分类以及相应的属性数据,添加和验证相应的数据。
3)多媒体功能
校园信息系统所使用的图形符号和地理数据大多是抽象的,利用多媒体手段,将抽象的点、线、面等图符配以照片、图表、文字等,这样可以多角度,多层次地再现环境信息,并可对某个区域的环境变化进行三维动态模拟。
4)空间分析功能
包括拓扑空间分析,线性网络分析、地形模型分析、空间叠加分析及其它功能,只要按其要求装入数据,设定参数,便可获得分析结果,这些功能是构建模型库的基础。
6 结论
建立基于WebGIS的数字校园地理信息系统,是高校管理自动化、科学化、网络化和智能化的一种趋势。对数字校园地理信息系统的研究开发不仅可以为广大师生提供各种校园的空间查询信息服务,也可以为学校管理部门进行校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供依据,同时提高高校对外的知名度,为学校创造客观的社会效应。
【参考文献】
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