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地理信息系统的基本内涵范文1
关键词 ：地理信息系统 发展 应用
1.地理信息系统的定义与发展目标
地理信息系统（GIS， Geographic Information System）是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值[1]。
国家测绘地理信息局日前印发了《测绘地理信息发展“十二五”总体规划纲要》，目标是到2015年，建成数字中国地理空间框架和信息化测绘体系。规划还提出，争取把地理信息产业纳入国家战略性新兴产业规划。统计显示，截至“十一五”末，我国地理信息产业总值突破1000亿元；而到“十二五”末，这一数字有望突破2000亿元。倍增的规模将给地理信息产业链上下游企业带来巨大的市场空间。
2.地理信息系统的构成
地理信息系统主要有五个部分构成，及硬件系统、软件系统、地理空间数据库、空间分析模型和系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员。其中，核心部分是硬件、软件系统[2]。
2.1 硬件系统
计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称。是构成GIS的物理外壳。根据句构成GIS规模的不同，分为基本设备和扩展部分两大部分。基本部分包括计算机主机、存储部分、数据输入设备、数据输出设备。扩展设备部分包括解析测图仪、图像处理系统、多媒体系统、虚拟现实与仿真系统、各类测绘仪器、GPS、数据通信端口、计算机网络设备等。它们用于配置GIS的单机系统、网络系统等不同规模模式。以及以此为基础的一半GIS应用系统、导航GPS系统和能够与传感设备联动的GIS。
（1）GIS单机系统模式。GIS单机系统是一台计算机为核心，由存储设备、输入设备和输出设备共同组成的GIS硬件系统，提供单用户操作。
（2）GIS企业内部网系统模式。GIS企业内部网系统模式是有计算机企业网、服务器群、客户机群、磁盘存储系统（磁盘阵列）、输入设备、输出设备等支持客户/服务器（C/S）模式的GIS系统，提供一个机构内的多用户操作。
（3）GIS因特网系统模式。GIS因特网系统模式是有因特网、服务器群、客户机群、磁盘存储系统（磁盘阵列）、输入设备、输出设备等支持浏览器/服务器（B/S）模式的GIS系统，提供因特网上许可用户的多用户操作。一般是由企业内部网和外部网共同组成的客户/服务器，浏览器/服务器的混合模式。
2.2 软件系统
GIS的软件系统构成了GIS的核心，关系到GIS的功能。GIS软件系统的层次结构按照从高到低分为，GIS与用户的接口、通信软件（用户界面、通信软件）；
GIS应用功能（二次开发系统）；GIS基本功能软件（商业化的GIS工作平台）；
标准软件（图形图像处理、数据库系统、系统库、程序设计等）；网络管理软件、工具软件；操作系统。
GIS基本功能软件是由GIS软件商开发的，提供GIS基本功能和开发环境的商
业软件。多数GIS工程应用首先是基于这个商业平台，经过二次开发来完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占据GIS市场的主导地位。当前，GIS软件可运行于Unix，WindowsXP、等操作系统，多数软件都提供不同的操作系统的软件版本。
根据GIS概念和功能，GIS基本软件由六大子系统组成，即空间数据输入与格式转换子系统、图形与属性编辑子系统、数据存储与管理子系统、空间数据处理与空间分析子系统、空间输出与表示子系统和用户接口。
3.地理信息系统的应用
地理信息系统按照应用模式可以分为两类[3]：一是，科学研究工具。对于科学计算结果的获得和分析，把GIS作为科学研究的辅助手段。它主要应用于有关地学领域的科研项目研究中。它不仅需要用到GIS通用软件所提供的功能，还要用到各种专业分析模型。二是，办公服务系统。办公服务系统应用于涉及空间数据的政府部门以及企业，以提高管理效率、制定好的决策和实现组织目标。
3.1 农业气候区划
根据农作物生长发育过程中对气候条件的要求和气候资源的地理分布特征来进行分区划片的，在某种农作物的气候可种植区内还有不同的地物类型，不同的农作物要求不同的地理环境。
3.2 城市大气污染模拟
基于GIS建立大气污染扩散模型，1）模拟污染物的空间分布，评价不同区域的环境质量；2）将污染物空间分布与人口密度空间进行复合分析，确定受污染影响的人口数目；3）预测在给定气象条件下污染物的空间分布；4）确定不同点源对整个研究区污染总量的贡献；5）为污染整治，如降低排放量、甚至关闭某些污染源，提供决策依据；6）如果要增加污染点源，可以比较不同的方案（如烟囱的位置，高度等），从中选择最优方案；7）在城市规划时，作为确定不同用地（居住、工业、商业等）的分布。
4.结束语
地理信息系统是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科，主要培养具备地理信息系统与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、灾害、基础设施和规划管理等领域的政府部门、金融机构、公司、高校、规划设计院所，从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
参考文献：
[1] 杨开忠，沈体雁.试论地理信息科学[J].地理研究.1999（03）
[2] 张青锁.地理信息系统介绍[J].河南地质.2000（D3）
[3] 马蔼乃.论地理科学的发展[J].北京大学学报（自然科学版）.1996（01）
地理信息系统的基本内涵范文2
[关键词]地理信息系统 地质工程勘察 应用
一、地理信息系统的概念
地理信息系统（GIS）在计算机硬件和软件系统的支持下，可以对整个或者部分地球表层中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述。地理信息系统可以分成人员、数据、硬件、软件、过程这五个部分，人员是地理信息系统中最重要的部分，首先开发人员要定义地理信息系统中需要执行的每个任务，然后进行处理程序的开发，开发人员要具备熟练的操作水平，才能克服地理信息系统中出现的问题。精确的数据会影响到查询和分析的准确度。硬件的性能可以影响到软件处理数据的速度。软件除了地理信息系统，还包含绘图、数据库、影像处理、统计等其他程序。
二、地理信息系统的功能特征
地理信息系统亦称之为GIS，是基于地理空间数据库，并借助计算机软硬件，对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理，在地质学中的应用，可提供地质管理、决策等重要信息。其系统功能特征表现为以下几点：（1）数据输入。地理信息系统在收集相应地质信息资料之后，以图形数据、图像数据和属性数据的形式，将数据输入到系统当中，为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图等，提供科学合理的数据。（2）检索查询。地理信息系统提供交互式查询检索、影像库查询检索、图形库查询检索、属性库查询检索等检索查询功能，可供系统应用时快速找到所需的数据资料。（3）统计分析。针对地质学中的空间分析、模型分析预测、专业统计分析、常规统计分析等统计分析需求，在经过一系列信息筛选后，分析输出地质灾害、环境地质研究等所需的信息。
三、地理信息系统在地质勘察中的应用现状
在当前我国社会经济发展的过程中，其国土资源的利用有着十分重要的意义，它是人们日常生活、社会生产的基础内容之一。因此为了提升国土资源的利用率，我们就将地理信息系统技术应用到其中，从而对相关的空问数据信息进程采集，进而满足现代化地质信息化建设的相关要求。近年来，在我国地质勘测工作中，人们为了使得资源可以得到充分的利用，人们在制定了相关的规范制度和文献规则，来对其进行相应的优化管理，促进我国国民经济建设。
地质工程勘察的场区地下空间由很多地层组成。经过抽象归纳，对其特征进行分析，主要表现为以下几方面内容：其一，地层具备一定的地质成因、岩土性能、地质年代等特征，在空间中连续分布，并且相同的地层具备共同的特征；其二，不同的地层依照一定顺序呈纵向叠加规律，横向分布的地质结构同外部作用有着密切的关联。
当前，地质勘察的数据信息其处理方法主要是进行人工管理，借用Microsoft Office表格、Auto CAD绘图软件及土木岩石专业的工程计算软件进行辅助，制作勘察报告及图表。因此，经常出现数据输入错误、重复、信息凌乱，管理能力差等问题，对资料的准确性及处理效率都造成影响。以地理信息系统为基础，对地质勘察信息进行处理，可以更好的保证工作效率，处理上述问题。
四、地理信息系统在地质勘察中的应用
1、创建模型
勘察对象的地形较为复杂，其包含了各种各样的自然地质及人工设施。因此，应依据地质情况的不同建立三维模型。依照的原则为：结构描述清晰、关系明确、具备一定的空间精度，从而为后续的信息分析及处理提供方便。
2、可视化管理的数据库
数据库的管理工作是进行地质勘察的基础。尽管应用以往的数据库能够对记录进行管理，但是其工作效率相对较低。应用可视化的管理数据能够对三维空间进行各项操作。地理信息的主要功能就在于其可视化，同时也是对空间数据库进行观测的基本方法。伴随着三维技术及可视化的不断发展，3D、Direct3D被广泛应用到地质的可视化技术中，并发挥着极为关键的功效。同时，在Windows操作系统中，应用3D函数，不仅可以创造良好的立体效果，同时还可以减小软件研制的繁复性，进而对可视化软件同三S数据模型接口间的问题进行处理。
3、地理信息系统在勘察安全中的应用
伴随着水资源的不断开发，环境情况逐渐恶劣，勘察工作的安全问题也日益突显，事故频发，灾害经常出现，不仅影响了经济发展的速率，同时还对人们的生命财产安全造成危害。所以，地质勘察信息系统在灾害预防方面有着极为重要的作用。应用地理信息系统技术可以为灾害预防提供强有力的数据保障。灾害的分析工作是一项极为繁复的工作，需要大量的数据，耗时较长，并且很容易出现问题，应用地理信息系统技术建立数据库，对灾情可以更直观地进行反映，让决策人员犹如身在现场，对各种救灾工作更快速地调动，减少决策的错误出现几率，同现实问题相吻合。
4、地质勘察中其他工程的应用
在勘察中，有很多项目工程，其都同勘察的信息之间存在密切的关联。应用地理信息系统技术，同模型相结合，可以对项目进行仔细规划，具备鲜明的优越性。同时，对信息的分析、对比等操作能够对未来的项目趋势进行预测，为决策人员提供参考。
地理信息系统的基本内涵范文3
[关键词]地理信息系统；城市规划；应用
中图分类号：TU984；P208 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0325-01
一、地理信息系统概念
GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统简称GIS，又被称为资源与环境信息系统或地学信息系统，是一种在计算机软硬件系统的支持下，对部分或整个地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布的数据进行采集、分析、显示、运算、管理、储存和描述的技术系统。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
城市地理信息系统是地理信息技术及其他相关信息技术在城市的管理与决策及市民社会生活中的应用系统，是随着信息社会发展的客观需要兴起的。城市地理信息系统由五大要素构成：数据、软硬件和网络、规范标准、技术队伍以及组织管理，其中数据是最重要的，它是建立城市地理信息系统的基础，数据可概括为基础数据和专题数据两类。地理信息系统发展到现在地理信息系统已经具备了数据输入、数据的存储与管理、数据传输与表达、图文编辑、空间分析与查询、构建空间模型等多种功能。
二、地理信息系统的基本特征
不同学科和不同的应用领域对GIS的理解和定义不尽相同。美国联邦数字地图协调委员会（FICCDS）对GIS的定义是：“GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示的功能，并可解决复杂的规划和管理问题。”不难看出，GIS具有以下特征：？
（1）GIS是计算机化的技术系统，它由良好的硬件环境、多功能的软件模块、描述地理实体的空间数据和良好的用户界面所组成，具有结构、功能和应用效益高度统一的特征。
（2）GIS的处理对象主要是附有地理坐标的空间数据，也就是指点、线、面或三维要素等地理实体的地理坐标及相关的属性数据和拓扑数据。这正是地理信息系统与其它统计信息系统的根本区别。
（3）GIS的核心在于它的数据综合、地理模型和空间分析能力，在于它集空间数据的获取、管理、处理、分析、建模和显示于一体的数据流程。根据数据的来源不同，城市地理信息系统的数据分为空间数据和非空间数据，空间数据主要描述事物的空间位置，以及它和其它要素在几何上的关系（即拓扑关系），主要有矢量和栅格两种数据形式。非空间数据主要是描述事物属性的属性数据，主要以数据库或文本形式存在。空间数据和属性数据是不可分割的，用来描述复杂的空间关系和地理关联。GIS通过地理编码驱动技术解决空间数据与属性数据的连接问题。GIS中的各种数据主要以“层”来分别存贮和组织，根据使用方便来组成“层”或者根据数据代表的专题性质来组成“层”。按“层”组织的数据，有利于信息查询检索和分析叠加。
三、地理信息系统（GIS）在城市规划中的功能
数据库管理可视化，空间分析和空间建模是GIS在规划中应用的主要功能。城市规划的功能可以划分成一般管理阶段、发展控制、规划制定和战略规划等几类。前两者是相关的日常的规划活动，后两者则是规划发展的趋势所在。规划目标的确定；规划方案的提出；规划方案的选择；规划方案的实现；规划方案的评价，城市规划的不同功能和阶段，分别使用不同的GIS功能。
数据管理可视化和空间分析常用于城市规划的常规工作中。空间建模用于战略规划中。一般管理多用于数据管理和可视化功能。最后，发展控制规划更多地使用GIS的可视化和空间分析功能。
3.1 数据管理和可视化。
对空间属性数据进行管理，并以不同载体表达是GIS最常用的功能。近年来，建德市规划部门以建德市统计部门提供的社会、经济数据，结合郊区的经济发展空间状态进行分析，对近年来的人口、土地、产业特征进行归纳总结，得出以下结论：
1）建德郊区大部分劳动力不从事农业，城市化进程不断扩大，郊区逐步向城区过渡。。
2）乡镇工业水平不断提高，但地均产出率低，土地消耗大。
3）耕地面积不断减少，企业不断发展同土地供应不足形成瓶颈。
4）城区规模不断扩大，人口逐步增加，但建德城区城市化程度不够高。
3.2 空间分析和空间建模。
近年来，随着土地制度的改革、土地的级差效益成为房地产开发的主要动力，更加有效地开发好、管理好各种用地，特别是商业用地成为规划管理部门一个重要工作，所以，可以通过纸上的规划方案，建立空间建模、空间叠合和属性数据库集成，（如计算机电子沙盘等形式或者是三维动态演示）对各个规划方案进行空间分析和评价，从而得到最优效果。
四、地理信息系统在城市规划中的应用
4.1 GIS为城市规划提供直观和理性的工具
在地理信息系统的结构中，我们可以看出它包含有基本比例尺的地形图、各种正射影像图和航空照片、卫星照片，以及各种文本资料、图片资料、声频信息、统计数据等社会信息。通过各种资料的分层叠加，城市规划设计人员对各种客观实际信息，以及对各模型模拟产生的预测数据一目了然，能较好的做到科学高效的规划设计。常用的CAD软件往往是图形能力强而相对属性数据的管理能力较弱，所以CAD一般只能作为绘图软件。而GIS由于其对空间数据和属性数据的分析能力，弥补了原来城市规划纯图形或纯文字的缺陷，使得空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的工具。
4.2 GIS对规划数据的存储与管理
GIS不同于一般的数据库，它具有数据量特别大，空间数据与属性数据之间不可分割的联系，数据应用面广等特点。GIS的数据库能做到数据集中管理，数据冗余度小，数据与应用程序相互独立，使得规划数据得到很好的存储及管理。随着计算机技术和地理信息技术的发展，我们可以利用计算机具有高速运算和极强的逻辑判断功能以及较为详实的数据资料，应用GIS技术在较短时间内提供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性和科学性；自动生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库易于更新、修改等优点，还可以实现对城市规划的动态监控和动态设计管理。
4.3 GIS在规划决策中的作用
地理信息系统的基本内涵范文4
关键词：地理信息系统技术；城市规划；应用
Abstract:Geographic information system and city planning business closely together, for the city to provide decision support.Nowadays the society is developing rapidly, the geographic information system technology in all aspects of the application has been improved, the author of the article analyzes the main functions of geographic information system, and discusses the geographic information system in city planning application, for reference
Key words:Geographic information system; city planning; application
中图分类号：TU984文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
前言
随着信息技术的日益发展和深入应用，信息化工程在整个社会中的地位日益突显，特别是作为国民经济和社会发展关键环节的城市信息化工程更是成为一项战略工作。在整个城市的信息化工程中，城市规划与管理的信息化建设又是重中之重，对城市规划与管理起着举足轻重的作用。地理信息系统结合了地理空间分析技术和计算机信息技术并引起各行业广泛关注。
一、地理信息系统的概念分析
GIS 即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
二、地理信息系统的主要功能
数据采集与编辑功能是指将各实体要素对应代码坐标输入计算机当中。
属性数据比较规范，所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统。除文件管理功能外，属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构。
2.3 制图功能
GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。
2.4 空间数据库的管理
有效数据采集和编辑后，形成了地理数据集。对此可以利用数据库管理系统来进行管理。
2.5 空间分析功能
通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。典型的空间分析有：
2.5.1 拓扑和叠加
通过特征叠加实现检索、图形剪裁、模型分析等功能。将存在共同特点的多边形要素的数据文件进行叠置，根据多边形边界的交点来建立具有多重属性特征的统计分析。
2.5.2 缓冲区分析
缓冲区分析是根据点、线、面的实体，自动创建其周围一定宽度范围的缓冲区多边形，它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。
2.5.3 空间集合分析
是按照两个逻辑子集给定的条件来进行逻辑运算。
2.5.4 地学分析
地理信息系统还提供一些专业性较强的应用分析模块可以应用于不同领域，根据每一模块的特点来进行分析。
2.6 数字高程模型的建立
数字高程模型有三种主要的形式，包括格网 DEM、不规则三角网（TIN），以及由两者混合组成的DEM。
三、城市规划对信息处理的新要求
新时期，随着观念的转变，社会的发展，城市规划领域对规划与管理信息的处理有了新要求。
3.1 类型数据处理的综合性
城市规划与管理涉及地理要素和资源环境 社会经济等多种类型的数据 这些数据在时相上是多相的 结构上是多层次的，性质上又有 空间定位 与 属性 之分，既有以图形为主的矢量数据，又有以遥感图像为源的栅格数据，还有关系型统计数据，并且随着城市社会的发展，数据之间的关系将变得更为复杂，这就要求对统计数据与现状图件进行综合分析。
3.2 服务对象的多层次
现今，规划与管理信息的使用对象，不仅有政府主管部门 专业部门和公众的查询需要，还有管理 评价分析和规划预测的不同用户的需求 由于服务对象的多层次性，这对规划设计与管理信息处理提出了很高的要求。
3.3 时间上的现势性
随着城市化进程的加快，城市规划必须加快其更新速度，以适用城市的加速发展 此外，由于弹性规划 滚动规划模式的倡导，规划的制定与修编周期大大缩短 这些变化对规划与管理信息提出了 逐日更新 的要求，以确保信息在时间上的良好现势性。
3 4 空间上的精确性
由于现代规划与规划管理结合的更加紧密，规划设计正从总体规划到详细规划层层深入 互相衔接，最终必须落实到地上 这在空间上，要求提高规划布局图空间定位的精确性。
3 5 信息管理的规范化 智能化和可视化
从规划编制到规划实施的过程中，产生了大量的数据，包括现状的和规划的，而在规划实施后又有了新的现状数据 因而，规划信息管理任务日趋繁重 如何将规划数据规范化，并进行科学的组织与管理是现代城乡规划的重要任务之一 同时，如何与办公自动化实现一体化，并对信息产品进行可视化处理，以便用户简单 明了地进行使用，也将是未来城乡规划信息技术研究的重要方向。
四、地理信息系统在城市规划中的主要应用
4.1 资源管理及配置(Resource Management Configuration)
主要应用的领域包括农业、林业、矿藏等领域，解决各种资源分布、分级、统计、制图等问题。解决更重能源及资源上的配置，保证资源合理和发挥最大效益。
4.2 城市规划和管理(Urban Planning and Management)
空间规划是地理信息系统重要应用领域之一，利用地理信息系统来对城市规划和管理具有深远意义。主要是解决城市资源配置等诸多问题。
4.3 应急响应(Emergency Response)
在发生重大灾害时，可以解决例如如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施等问题。
4.4 地学研究与应用(Application in GeoScience)
对地形地貌分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间数据统计分析、制图显示等都可以借助地理信息系统工具完成。
4.5 商业与市场(Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力及诸多商业问题，地理信息系统的空间分析和数据库功能可以有效解决这些问题。
4.6 分布式地理信息应用(Distributed Geographic Informa-tion Application)
机遇网络时代的地理信息系统可以通过网络来实现地理信息的分布式存储和真正意义上的信息资源共享。
4.7 城市规划管理(Urban Planning and Management)
利用地理信息系统技术进行城市规划建设的辅助设计、进行城市管理的辅助决策、规划控制等工作。
4.8 国土及地籍管理(Land Information System and Cadas-tral Applicaiton)
GIS 利用现有的遥感数据，可以有效的对土地利用动态变化进行分析评估研究，包括土地和地籍管理涉及土地使用性质的改变、地籍权属关系变化、地块轮廓的变化、等许多内容，都可以通过GIS来高效、高质量地完成这些工作。
4.9 生态、环境管理与模拟(Environmental Management andModeling)
实现对区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环境保护等设施的管理、环境规划等。
4.10 基础设施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基础设施（电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等）广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征，无论是进行管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以很大程度的提高工作效率。
4.11 选址分析(Site Selecting Analysis)
不同的区域地理环境有所不同，可以根据不同的特点，综合考虑资源配置、市场的发展潜力、交通是否便利的条件、地貌地形特征、环境影响等因素，在一定的区域范围内选择最佳位置，这也是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的对空间的分析功能。
4.12 网络分析(Network System Analysis)
通过建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，使用GIS来研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件的应急处理。
4.13 可视化应用(Visualization Application)
以数字地形模型为基础，可以建立一定区域区域等三维可视化模型，实现多角度浏览。
五、结束语
总之，GIS 技术的发展，为社会诸多行业领域的发展带来了机遇。目前 GIS 技术推广到城GIS系统以处理和分析空间数据功能，为城市的规划提供了准确的依据，并演绎出丰富多彩的系统应用冠能，满足用户的广泛需求。
参考文献
[1]宋小冬.叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.北京：科学出版社.1995
[2]龚健雅.地理信息系统基础.北京：科学出版社.2001
地理信息系统的基本内涵范文5
关键词:地理信息系统;实验;原则
地理信息系统原理课程有较强的理论性和技术性，其理论抽象，技术复杂，难以理解，不便掌握，成为课程教学的难点。因此通过科学的实验项目与内容设计，让理论与实践结合，是不二之选，而实验设计的原则与方法则是首先要考虑的。
1课程性质
地理信息系统学科是融地理科学、计算机、遥感和地图学于一体的边缘学科，是“用于回答地理学问题的艺术、科学、工程和技术”的统称[1]。它首先是一个信息系统，只是数据管理的难度高于一般系统；它既是一门多学科交叉学科，还是一门技术性很强的学科，虽外观表现为计算机软硬件，内涵却是数据的流动；兼具工具、资源和学科三大属性，它有以空间操作和分析专业提供空间问题答案的工具属性，以整合多源数据与资源体现资源性，而学科属性则是指其相对独特的研究对象和技术体系，并正在逐步地发展为关于地理空间信息处理的专门技术、服务和科学等。地理信息系统原理课程是地理信息科学、测绘科学与技术、遥感科学与技术及相关专业的入门课程，也是学生的第一门专业主干核心课程，担负学科导论的作用。故课程具有理论性、技术性、实践性、综合性、先导性，它是确定教学目标、教学内容和教学方式的前提。
2实验教学要求
2.1总体教学目标
作为入门基础课程，旨在通过本课程的学习，让学生树立正确的空间认知观，了解数据采集规范，掌握数据输入、处理技术，熟悉基本空间分析和建模分析方法，明确GIS技术与专业应用的结合手段，提高解决实际问题的能力，学会平台软件的使用。具体教学内容可划分为基本理论、系统技术和应用方法三大模块。基本理论包括基本概念、信息传播理论、空间定位基础、空间分析理论及学科发展等，技术系统涵盖系统配置、数据结构、输入输出系统、空间数据管理、用户界面和支撑软件操作等，应用方法涉及专题分析模型、系统设计、各类技术手段及实际问题与技术的结合方法等，它们以知识的逻辑结构，形成相对固定的教学顺序。而伴随着地理信息科学的推广，将有更多创新的理论、思路、技术和实用模型被充实进来。课程教学目标可分为了解、理解、掌握三个层次，而课程学习中需深入理解和掌握的内容较多。概念多而严密，须加以深刻理解，并区分与日常生活和相关学科概念的内涵异同；其理论是学科的支撑，是地理信息科学的基石，恰恰是陌生的；技术系统———功能实现，杂乱、抽象、技术性强；应用方法，缺少思路，难以捉摸，难与具体决策结合；即使于了解层面，也需了然于胸，否则影响后续教学。既要求宏观体系的把握，又要细节的理会。综上所述，本课程教学具有任务重、类型多样、涉猎面广、知识点丰富、知识体系庞杂等特点，构成大一统的内容体系。教学过程表现出内容“虚”，理解难，基础内容多，要求学生基础全面、学习能力强，成为了教学的难点。化解以上问题，常辅以阅读材料、使用相关教学法和实验等手段。
2.2实验设置问题
有学者通过社会需求、教与学三个方面的分析，对理工科的教学方法进行研究，提出引导高校理工科学生“应用创新”的授课方法和手段，从而将教学落实到“实处”，成为有影响的教改思想。也有学者提出立体化教学方法、问题教学法等，皆为多手段并用，让学生充分参与，亲自动手。而随着地理信息科学的出现，有研究者提出针对地理信息科学方法论的教学机制，建立了地理信息本体论、科学方法、技术方法及创新机制与策略的教学体系，同样强调创新。前述方法中最突出的要求就是理论与实践结合。在教学过程中设立课程实验，这已是通行的方法。实验所用软件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它们虽有所差异，但都是成熟的支撑平台，均能满足课程需要。但现有实验存在针对软件功能而设置的问题[2-3]，如设立初识软件、数字化、数据库管理、数据操作、空间分析、制图等实验，重心是软件操作和功能实现，其实是一种验证实验，虽然对理解教学内容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，与理论教学和知识体系结合不紧密，并非针对课程，无法达到以实验巩固、化解知识的目标，突显教学目标和实验设计的矛盾。因此实验设置的目标就必须针对课程内容、教学目标和实验存在的问题展开，以此探讨设计原则。
3实验设计的原则
3.1一般原则
这是所有实验设置必须遵守的共同原则。首先是科学可行性原则。原理、方法、材料和结果要满足科学性，符合客观规律，不违背基本知识、基本原理，逻辑正确。做到实验目的明确、原理正确、手段恰当。其次是对照性原则。通过对照实验的设计消除无关变量影响，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响。再次是可重复性原则。实验都必须能够重复，这是可靠性的标志，也就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验，避免偶然性，提高试验可靠程度，要求控制实验条件、实验变量下重复实验，消除无关条件的干扰。还有就是最经济原则。不论什么实验，都有它的最优选择方案，这包括在资源的使用及时间的损耗上，可用产出和投入的比值来衡量，不可超越所拥有的实验条件。此外还有随机性原则。即研究样本可以从总体中任意抽取[4]。而平衡原则、弹性原则也是需要遵循的。
3.2专有原则
除通用原则外，结合课程特点还应该有需要遵守的专门原则。理论性原则。这是针对课程全新晦涩的理论和易混的概念，要求实验服务于理论，实验结论落实于理论、原理，而非别处，以实验加深对理论的理解。操作性原则。服务于技术操作功能，突出系统的基本功能和应用功能，便于学生对知识体系的把握。应用性原则。服务于应用，与方法结合，锻炼学生解决实际问题的能力。融合性原则。基于边缘交叉的学科性质，适当扩充，顾及其他，让学生扩大知识面。总之要服务于教学目标。实验内容设置应包含训练、综合、分析和验证多类别。具体的实验设计涉及实验目的、实验内容、方案设计等，宜展开后续研究。
4总结
地理信息系统的基本内涵范文6
关键词:地理信息系统;GIS;空间数据库;计算机应用;地理
中图分类号:TP391 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)08(c)-0103-01
地理信息系统是60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术,是一门介于信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学和管理科学为一体的新兴学科。由于涉及面广,不同行业给出的GIS定义也不同,在地学领域一般认为,GIS的核心是计算机科学,基本技术是数据库地图的可视化及空间的分析。可以这样定义:它是在计算机软、硬件支持下,以一定的格式采集、存储、管理、分析、模拟、显示和应用部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。从外部来看表现为计算机软、硬件系统,其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型,是一个逻辑缩小的高度信息化的地理系统。GIS作为一种专门用于管理地理分布数据的计算机系统,具有强大的模拟现实功能。强大之处在于将空间信息的处理与属性信息完美结合起来,可以快速地获取所需要的信息,能以图形或文字报告等形式表示处理的结果。地理空间数据是地理信息系统的血液。整个GIS都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。从目前来说,数据采集特别是空间数据的采集是建立GIS的主要瓶颈。经验表明,数据库的建库费用,在系统总投资中占较大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍。可见空间数据在地理信息系统中的地位。
一、空间数据库的特点:GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。
二、空间数据库分类:空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。
三、空间数据库的建立与应用:本文已经从概念上对空间数据库进行了分析。为了进一步对它的应用有深入的了解,本文以一个空间数据库的实例展开研究。GSI技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等各方面都是得到了广泛的应用的,本文以某区土地资源GIS的空间的应用为例。1.数据采集与处理。对某区96年l:1万分幅土地利用现状变更图(清绘薄膜)进行扫描并进行几何纠正;利用MPagiS平台对分幅扫描图进行点线数据分层采集。输出分幅线划图,供外业进行线状地物变更调查,将线状地物及其属性变更到2007年度。将变更的线状地物补充到采集的点线数据文件中。进行图幅误差校正、投影变换、建立地图库、图幅接边处理、拓扑处理生成图斑。然后输出彩色分幅图,供外业变更地类图斑,将地类图斑及其属性变更到2007年度。将变更的地类图斑及相关的点线地物补充到相应的点线区数据文件中,更新点线区数据文件。2.建立图幅的索引。这是指这个地区的标准分幅土地利用现状图的表,记录了每个图幅的图名、图号、经度、纬度等信息,也是标准图幅输出的依据。3.建立系统的数据字典。数据字典设计是数据库设计的重要内容,它描述了数据库中的属性字段的属性与组成,规范数据库的数据描述,减少数据冗余。其中包含有土地利用现状分类(地类)字典、行政代码字典、权属性质字典等,它们都是按现行的各种技术规程和国家标准进行设计的。4.数据的入库:数据入库即建立土地利用数据库工程的过程。引入数据字典、接图表和管理文件。把辖区各层数据文件加入项目,再把图面配置文件加入到项目。进行各项逻辑检查、数据综合处理以及输出数据预处理等数据处理工作。对系统编辑、实时变更处理、数据汇总统计、图件输出、报表输出、数据库格式与国家格式的转换等功能的运行。通过运行情况,可看出良好稳定,无差错、死机现象。
四、总结与展望:由于GIS应用于地学领域目前尚处于探索和发展阶段,加之在建立基于GIS的空间数据库并不是很多,在数据库的建立方面,还需进一步补充和完善,在确定多层区域的方法方面,有待更深入地探讨和研究。
作者单位:中国地质大学信息工程学院
参考文献:
[1]宋关福,钟耳顺,刘纪远等.多源空间数据库无缝集成研究[J].地理科学进展,2007,19(2)
