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地理信息的基本概念范文1
关键词：农林院校；GIS原理课程；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0133-02
地理信息系统简称GIS，是20世纪60年代中期开始发展起来的新技术。其是指在计算机软硬件支持下，把地理数据以一定的格式输入、编辑、存储、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。地理信息系统具有强大的处理空间数据的能力，如图形数字化、地理数据的空间分析、地形数据的三维模拟、虚拟场景、地图输出等[1]。自1963年加拿大测量学家R.F Tomlinson提出了地理信息系统这一术语以来，由于计算机技术及网络技术的发展，使地理数据的编辑、存储及传输效率得到了极大的提高，在社会的各行各业得到了广泛的应用，特别是从简单的基础信息管理转向更复杂城乡规划与管理及城市交通、水力水电等的实际应用，逐渐成为人们解决复杂空间辅助决策的工具，促进了地理信息产业的形成并得到了长足的发展。随着GIS向产业化方向深入和发展，GIS技术已经渗透到包括农业在内的许多领域。在县域的资源环境的管理和调查中，地籍管理、城市的管网建设与维护、自然资源调查、流域管理、生态环境的建设与管理等方面都得到了广泛的应用。GIS技术发展的起源就是要解决林业资源清查、农业土地调查等任务而提出的，这就需要了解或掌握农业领域的相差知识与理论，高等农业院校在这方面有着得天独厚的优势。GIS技术在农业领域的应用水平也反映出该地区农业管理与发展的水平，中国又是一个农业大国，农业的发展迫切需要一大批掌握农业知识或理论的GIS应用型人才来实现。近年来随着GIS技术发展和应用，其在解决农业领域的一系列问题具有很强的优势。农业院校许多专业的研究领域都与地理空间有关，如：农作物估产、精确农业、景观生态学、水土流失治理、土地管理、地籍调查与管理、环境管理、资源环境与城乡规划、农业区划等，取得了非常丰硕的成果。因此GIS技术作为现代高新科学技术，在农业及林业领域将得到普遍应用和迅猛发展。
一、农林院校GIS课程内容体系
1.GIS理论教学体系。由地理信息系统基础知识、地理数据结构及文件组织、空间数据的采集与处理、空间数据库、空间分析、地理信息系统产品输出、地理信息系统设计与建立和地理信息系统在各专业领域的应用8部分构成。①地理信息系统基础知识：包括地理信息系统的基本概念，基本构成，地理信息系统的形成与发展，GIS技术的应用。②地理数据结构及文件组织：包括空间信息的概念及描述方法，空间数据的拓扑关系，栅格和矢量数据编码方法及其相互转换和空间数据库的特点、结构以及数据库模型。以ArcGIS10.0软件为例，利用coverage数据格式与shape数据格式的农业相关数据进行比较，如土壤数据、土地数据以及农作物信息数据等，剖析数据结构及文件的组织形式。③空间数据的采集与处理：包括空间数据的采集方式，空间数据的压缩处理方法，空间数据质量及元数据。以农业领域中的空间数据采集与处理的特点与方法为例，如土壤信息，作物信息等加以详细介绍与举例。重点讲述已有图形的录入和CAD、MAPGIS及MAPINFO等数据的转入。④空间数据库的建立：重点介绍面向对象的数据模型和常用平台软件采用的数据模型。⑤空间分析：包括GIS中模型的概念，空间查询与量算的方法，空间分析原理及方法。⑥GIS产品输出：包括空间决策支持与专家系统，地理信息系统产品输出，电子地图的特点及制作过程。主要以作物施肥专家系统、耕地评价信息系统等为例加以介绍。⑦GIS设计与建立：GIS系统定义、系统总体设计、系统详细设计、系统实施、系统测试及维护等的方法、步骤、工具以及GIS设计项目管理与质量保证的相关理论方法。⑧GIS应用：GIS在区域规划管理、农业信息管理、环境监测、道路交通管理、地震灾害和损失估计以及军事等方面的应用。
2.GIS课程实践教学体系。地理信息系统是一门理论性、实践性都很强的课程，GIS教学不仅仅是让学生了解一些理论和发展趋势，更重要的是让学生通过更多的实践学习，培养自己利用现代高科技技术手段获取地理信息、运用地理信息、处理地理信息的能力，为今后的工作和研究做技术上的准备。从学生知识结构和学习规律出发，在地理信息系统课程中，强调理论与实践相结合，因而在本课程的实践教学中注重学生设备操作能力、软件应用能力、程序设计能力和分析解决专业问题能力的培养，要求学生进行空间数据的输入、处理，设计空间查询、分析量算及统计程序，掌握各种空间分析的原理、步骤、插值处理及空间信息分类的方法，空间数据的输出等。
二、GIS课程教学方法改革
地理信息的基本概念范文2
关键词：环境科学；地理信息系统；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0236-03
一、引言
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS，下同）是以计算机软件、硬件为基础，实现地理信息采集、管理、分析和表现地理空间数据的系统，已经成为地理信息科学的核心[1]，广泛应用于土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、城市规划、经济建设等领域。特别是与遥感技术相结合，GIS正深入解决全球性问题：厄尔尼诺现象与酸雨、核扩散与核废料以及全球气候与环境的变化监测。可以说，GIS已经深入社会生产和生活的各个领域，成为很多领域中新的工作手段和方法[2]。
作为注重学科交叉与渗透的环境科学专业而言，开设GIS课程教学具有一定的前瞻性。将环境科学专业与地理学有机融合，更加凸显环境科学的“大环境”特征，也更能符合全球环境的研究趋势[3]。GIS与环境科学在研究对象和研究方法上具有一定的相似性和互补性，在环境问题愈来愈突出的今天，设计和开发服务于环境应用系统的辅助决策支持工具GIS，将具有极大的发展潜力。目前，我国开设GIS专业的高校和开设GIS课程的专业非常多，开设GIS课程的非专业的数量也在逐渐增加[4]。鉴于GIS课程的学科与技术并重的特点，非GIS专业学生知识结构不完整，如计算机、地图学、地理学、测绘学、程序设计和数据库等知识，导致非GIS专业的学生在学习该课程时抓不住重点，反感理论性知识，缺乏主观能动性[5]。重庆三峡学院化学与环境工程学院经过20多年的发展，环境科学与工程专业建设为重庆市重点学科，并于2013年顺利获批硕士学位授予权。目前学院环境科学专业已经开设了GIS课程，但是从我院目前的课程建设情况来看，该课程的建设仍处于起步阶段，从教学体系、实践模式方面仍面临着前述问题。因此开展课程建设，进行教学研究，顺应学校提出“向应用型科技大学转型”的办学理念以及“培养具有创新精神和实践能力的应用型高级人才”的办学宗旨，已成紧迫的任务。
二、环境科学专业GIS课程教学要求
一般而言，GIS技能主要分为三个层次：基本应用型；综合分析型；开发管理型[6]。其中基本应用型侧重于将GIS作为工具，掌握GIS基本概念，并能够使用l～2种GIS软件进行简单的数据输入、分析和制图工作。环境科学专业作为非地理信息系统专业开设GIS课程，其技能要求定位为基本应用型，即立足环境科学专业基础课程，强调GIS的技术性，侧重于实践教学，针对本专业相关的环境管理、环境规划、环境监测以及环境影响评价等与空间信息相关的问题，掌握GIS工具空间分析操作技能，解决专业相关的问题。因此，实验教学更显重要，通过加强学生实践能力的培养，进而提高学生的自主创新能力。符合应用型人才培养的要求[7]。
根据设定的基本应用型目标，笔者对环境科学专业的GIS课程体系进行了部分的教学改革实验，以探索适合于本专业GIS课程教学的模式。
三、教学改革实验
针对环境科学专业的知识结构特点，紧扣能力目标的基本应用型要求，将教学分为三个梯次，梯次一：要求了解GIS是什么，掌握GIS的基本原理，主要在课堂教学中精细化课程内容；梯次二：掌握GIS主流软件的操作方法和应用，主要结合课程项目的设计完成该梯次的教学设计；梯次三：应用阶段，在环境科学专业范围内，基于GIS基本功能解决实际问题。主要在实验实践环节提升学生的应用能力。基于上述三个梯次的教学总体设计，教学的各个环节改革与优化介绍如下。
1.梯次一：理论课程内容与学时精细化设计。梯次一为课程引入与理论了解阶段，考虑GIS具有综合性强、多学科集成，知识点多，学科与技术统一性，且发展与内容更新速度快，渗透性和空间抽象性强等特点[8]，针对环境科学专业学生的知识结构体系，注重理论与实践相结合，梳理GIS课程体系，选择兼具概念与实践并重的教材《地理信息系统原理、方法和应用》（邬伦主编，科学出版社），该书详细划分了理论基础讲解、GIS功能介绍与应用技术，有助于教学内容的自由选择。考虑环境科学专业学生的背景，将GIS的基本概念、组成、功能及其应用领域、空间数据结构（矢量和栅格数据结构）、空间数据采集、空间数据处理与分析、GIS空间分析原理与方法及GIS产品制作与输出作为重点内容讲解。让学生由浅入深，了解GIS具体功能，数据的来源与特点，如何将现实世界数据化、信息化，如何利用GIS解决身边的问题（如公园选址、交通管理、城市拆迁与洪水分析等），增强利用GIS作为辅助决策工具的兴趣和学习自主性。
针对梯次一的基本要求和课程内容选择，笔者理论教学课时精简为32个学时。具体安排：（1）导论，4个学时，主要讲述GIS的基本概念、组成、演变历史和发展趋势、基本功能、与相关学科的关系以及GIS主流软件的认识。（2）GIS空间数据结构，8个学时，主要讲述空间参照系统、地图投影、空间数据采集、空间数据模型、栅格和矢量数据结构、编码方法等。（3）空间数据处理，6个学时，主要讲述空间数据变换、数据融合、空间插值与拓扑关系编辑。（4）空间分析，8个学时，主要讲述空间查询与量算、空间叠加分析、缓冲区分析与网络分析等。（5）GIS产品可视化与输出，4个学时，主要讲述地图制作与输出、专题地图设计。
2.梯次二：理论教学与专业实例设计。为了加强教学过程理论与专业实际的联系，笔者提出将“农业点源大气污染可视化分析”课题作为专业实例设计，贯穿整个GIS课程教学过程中，以提高学生主观能动性。
国家环保部2012年公布的《环境空气质量标准》（GB3095-2012），首次将PM2.5（年均和日均浓度限值分别为定为0.035mg/m3和0.075 mg/m3）、O3纳入常规空气质量评价，并收紧了PM10、氮氧化物等标准限值，以期“十二五”期间使我国大气PM2.5污染得到缓解，区域大气复合污染得到有效遏制，大气环境质量得到持续改善。选择农业点源大气污染可视化分析，整个课题既贴近现实，又属于环境专业关注的热点问题。这个课题设计内容主要涉及农业点源大气污染源调查、农业区空间分布、人口分布、污染源季节特征、大气污染扩散模式等，结合缓冲区分析得到农业点源大气污染时空分布与影响区域划分。根据这一课题的设计，在课堂教学上提出问题，引导学生总体规划设计，以原有专业知识在解决问题上遇到的瓶颈，自然引导利用GIS技术解决此类问题。将各部分内容分版块划分，贯穿到各章节授课内容中。如导论中以谷歌地球、寻找本拉登实例作为开始，让学生了解实例以及GIS的基本功能，并指出谷歌地球是数据来源之一；空间数据结构与处理讲解中引导学生如何采集与处理农业点源大气污染的相关各类型数据，指出相关的数据转换可在GIS中实现，实验环节就可以亲自操作；空间分析讲解中指出缓冲区分析和空间插值可解决污染影响区域划分和时空分布，在实验环节可以设计操作。
通过上述的专业实例贯穿，可以有效引起学生的自主学习能力和兴趣，感觉GIS就在身边，又产生“技痒”，促进梯次三的实践教学。
3.梯次三：实践教学课题化设计。上机实验是环境科学专业GIS学习的重要环节，依据所设计的课题，在实验过程中得以实现和解决，将大大加强对GIS课程的理论理解与掌握，激发进一步深入学习的动力。具体实验教学内容安排如表1所示。实验学时与教学学时1∶2配套。
三个专业实例化实验设计，基本包含了GIS基本操作技能，在让学生亲自了解GIS的强大功能的同时，更真正体会到了在GIS中的具体操作过程。
四、结语
环境科学专业与地理学有机融合，更加凸显环境科学的“大环境”特征，也更能符合全球环境的研究趋势。加强环境专业GIS教学与改革是顺应我国新时期高等教育“造就一批创新能力强、适应企业发展需要的优秀工程师”的要求。笔者提出GIS教学过程中贯穿专业实例课程化的改革方式，旨在激发学生的学习热情，在实践中增强学生的动手与解决问题的能力，达到基础应用型的技能要求，实现学以致用。
参考文献：
[1]程结海，李伟，贾泽露.面向市场需求的GIS专业本科教学探讨[J].地理空间信息，2010，8（1）：154-156.
[2]李旭祥，沈振兴，刘萍萍，张凡.地理信息系统在环境科学中的应用[M].北京：清华大学出版社，2008：94-95.
[3]游珍，方淑荣.地理科学与环境科学专业的学科渗透与融合[J].高教论坛，2010，（5）：55-57，60.
[4]黄木易.非GIS专业地理信息系统课程教学改革及优化实践[J].现代农业科技，2011，（10）：11-12，16.
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[8]汤国安，周卫.“地理信息系统课程”的设计与实现[J].地球信息科学，2005，7（2）：65-69.
地理信息的基本概念范文3
环境科学专业的培养目标是让学生掌握环境科学的基本理论、基本知识和基本技能，了解学科发展的现状和动态，培育具有创造性思维、理论联系实际、独立从事科学研究和实际应用能力的人才。
随着信息化技术的发展， 越来越多的国家和地区在监测系统中将3S(3S具体指地理信息系统-GIS、全球定位系统-GPS、遥感-RS) 等信息技术与传统监测技术方法联合运用，扩展了获取环境质量信息和污染源排放信息的手段。日本在全国各地建立了包括水质、大气、噪音、振动、地表沉降等项目的自动观测网络， 在各种观测数据的基础之上建立了基于GIS 的环境信息系统，从而可以完成各种监测统计表格、监测统计图形及污染源分布图的输出， 同时还具有环境预测和管理决策的各种功能。
美国应用遥感与GIS 技术对密西西比河流域的地形、岩性、土壤类型、气候条件、植被类型、城市布局、两岸工厂和排污口分布等多种因素进行分析，根据环境模型可以计算出流域的水质变化， 进而判断出密西西比河的水质受流域自然环境背景和人工排污量影响的程度。
信息技术在环境科学的相关领域如环境监测、科学研究、决策制订、环境规划与预测等各个领域发挥了重要的作用，在环境科学以及环境决策与管理方面扮演着越来越重要的角色。
一 信息技术在环境科学领域的具体应用
1.环境信息挖掘
环境科学所涉及的大量环境信息具有时间性和动态性特点，另外还具有空间分布的特点。信息系统的最大特点在于把社会生活中的各种信息都能落实在地理位置中，并可根据用户需要对这些信息进行分析，与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起。
随着经济社会的发展及人口的增加， 环境污染问题日益突出，迫切要求大范围、经常性和连续地监测环境参数。如何科学合理并有效地利用这些数据就显得尤为重要。多种途径得到的数据自身有一定的相关性，而且分布上有独特的空间差异，由观测到的环境变量衍生出新的环境数据是环境信息挖掘的重要方面。信息系统可以对环境实况数据采集与分析，结合强大的空间分析功能，对获取的环境信息进行深入的信息挖掘，对数据进行环境参数的定量、定性分析及环境动态变化的预测分析。
2.环境信息监测
环境科学是研究人类所处的自然环境的一门学科，而自然环境是由大气、水体、土壤等组成的复杂系统，信息技术中以遥感为代表的检测技术具有大范围、多时相、高分辨率、多光谱的特点，因此遥感信息技术在全球气候变化、局地水体监测、大气臭氧耗损监测以及多尺度范围的环境变化等全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。大范围的环境演变的周期较长，规律不容易被发现，但是由于其特殊性，一旦失衡，就难以复原。
因此，综合应用信息技术监测环境的变化规律、模拟环境演化，做到防患于未然就具有非常现实的意义。通过地理信息系统技术对多时相、多数据源的遥感数据分析，可以对全球的环境演变进行动态的监测。通过对多源、多时相遥感图像的分析，能对过去一段时间的环境变化过程进行反演与模拟，并可以根据模拟的结果对未来一段时间内的环境演变进行仿真的模拟和演示。
3.环境信息建模
环境模型是进行环境评价和环境预测的有力手段，是环境学研究中较为成熟的一个领域。由于许多环境问题和环境过程都具有非线性、空间分布特性、随机性以及随机变化特性，因此环境模型大都比较复杂，而信息系统如地理信息系统是专门针对地理数据及相关数据进行采集、存储管理、分析处理与实时显现的操作系统。
在地理信息系统中，基本概念是时空分布的拓扑关系，而研究的主题内容被抽象成点、线、面的空间实体及其相关属性。而在环境模型中，基本概念是物质、能量及其运动转化，而这些基本研究对象诸如水的扩展、土壤有机质层次结构、大气运动、污染源在区域的分布等明显具有空间分布特性的环境要素。地理信息系统的属性结构和环境模型在概念和研究对象上具有很好的耦合性，这使得二者的结合是自然、合理又具有潜力的。
传统的环境模型空间数据的操作尤其是在结果显示方面仍捉襟见肘。而空间分析和空间数据管理正是信息技术的优势，GIS 可以为环境模型提供一整套基于地理信息系统逻辑原理的空间科学范式，用以反映具有空间分布特性的环境模型研究对象的在地理空间上的移动、扩散，以及在时间范围内的动态变化及相互作用。环境模型对各种环境问题和环境过程描述准确、算法精练，能够体现环境问题的空间特性，比如现在常用的水质模型、大气扩散模型、污染物在地下水中运移模型等都可以在二维和三维中得到很好的应用。
二 强化信息技术在环境科学专业应用的意义
信息技术是对各类信息系统的分析、设计和应用。在环境领域也存在并需要各种各样的信息系统，环境信息就是通过加工的、能够用于环境保护工作的数据和符号，它反映了环境系统各个环节的时间、空间和状态特征，因而掌握这些基础知识十分必要。人类进入21世纪后，环境与人的关系得到了前所未有的重视，在我国亦是如此，特别是在发展中的典型区域环境与发展之间的矛盾日益突出。信息技术手段是近年来在各学科都得到长足发展的新生力量。
随着现代化技术手段的发展，人类对于环境科学的认识不断提高，传统意义的技术手段已不能满足人类对于环境的科学探索，因此需要强化信息技术在环境科学中的应用，所以在环境科学专业培养方案的制订中，应突出强调信息技术在环境科学中的重要作用。
对于信息技术在环境科学应用中的研究，可以对学校环境科学专业以后的教学相关内容做尝试性的分析。重点分析信息技术在环境科学中的具体应用;学校的环境科学专业在信息技术应用方面的理论课程和实验课程如何开设;为适应就业市场对人才的特殊需求，如何强化学校环境科学在信息技术应用方面的技术特长，为学校环境科学专业的发展壮大提供依据。
三 强化信息技术在环境科学专业中的应用途径
通过环境信息技术应用理论课程的设置以及实验平台的建设，让学生掌握信息技术在环境科学中的具体应用。利用所学的地理信息系统、环境遥感、数据库、管理信息系统进行环境保护系统的开发，拓展应用技能。通过学习掌握环境科学的基础知识，了解环境污染控制和管理的各种手段和方法，了解环境信息系统的结构和开发过程，熟练掌握环境信息系统的概念、作用及应用。通过对地理信息系统的特征、内容和基本结构及一些常用软件的运用和分析，掌握地理信息系统组成、数据结构和环境信息的空间分析，并学会如何用地理信息系统这门空间数据科学来解决环境科学中的一些管理、规划等问题。
通过信息技术的学习，能够对遥感技术和全球定位系统概念、应用及图像处理技术有所掌握，对环境信息系统数据的来源和收集方式有一定了解，并能掌握环境信息技术在环境监测和环境评价中的实际应用。所研究的内容主要集中在以下几个方面：
1.对环境科学专业信息技术课程开设的可行性论证 信息技术已经在环境科学中得到了广泛的应用，但是不同学校的课程设置与本学校的学科背景以及师资状况有着密切的联系。培养什么样的人才及如何培养在一定程度上决定了开设课程的性质。根据重庆工商大学的软硬件情况，构建环境科学专业信息技术应用教学的相关课程。
2.分析实验平台建设的现状及不足
信息技术平台由于自身的特征使得对庞杂的空间数据进行定量分析处理和信息的综合评价、预测成为可能，从而为环境科学研究与规划管理走向自动化、定量化和科学化开辟了广阔前景。我们学校已经在信息化教学方面特别是经济学相关专业建立了相对完备的技术平台和计算机信息中心，与经济信息教学有着密切的联系也有着明显的区别，该研究将在对现有的实验平台分析的基础之上，分析学校加强环境信息技术应用方面的优势与不足。
3.师资共享的联合机制探索
每个学校在专业设置和院系组合方面都有自己的优势，不同的专业之间有着较强的联系和互补。如何有效利用现有的师资，促进环境科学专业的建设则成为环境科学快速健康发展的必由之路。
四 结语
近年来，环境问题特别是经济发展过程中由人类活动而引起的环境问题较为突出，已成为制约经济和社会可持续发展的重要因素。环境科学是一个复杂的学科体系，涉及人口、资源与环境的各个方面。随着现代化技术手段的发展，社会对环境科学专业人才在环境信息处理能力方面有较高要求。
当前状况下，如何系统地构建学科体系、利用现有的软硬件设施强化信息教学、让学生掌握信息处理能力、优化学科脉络，是环境科学专业需突破的重要方面。以学校现有的师资状况、基础实验环境为基础，采用理论分析、实验模拟、高校走访、问卷调查等形式进行环境信息技术理论课程和实验课程设置的可行性论证，为环境科学专业的健康快速发展服务。
从粗放型的发展到集约节约型的可持续发展思路的转变，使得环境科学的相关学科得到了长足发展。各级部门和组织对环境问题尤为重视，围绕着环境问题开展了一系列的科学研究和实验观测，积累了大量的科学数据。环境信息技术是目前计算机技术应用方面继人工智能、信息系统、预测系统后，管理信息系统中最活跃的研究领域。因此，信息技术对环境数据信息的设计、开发和应用等工作也就显得格外迫切。
地理信息的基本概念范文4
关键词：地理信息系统；虚拟现实；国土资源管理；三维地理信息系统
1 引言
在国土资源管理领域中，二维地理信息系统的大量应用取得了可喜的成果，有了充实的数据基础，但也存在着二维地学特征无法表述的信息，这是传统地理信息系统无法逾越的瓶颈，例如：在进行土地、矿产规划以及在研究和计算地下矿产资源储量的过程中，传统的二维地理信息系统显得力不从心。
通过地理信息技术以及三维虚拟现实技术的结合应用，这些问题就迎刃而解了。使用地理信息系统建立地理信息数据库，对重点区域目标进行采样，运用虚拟现实技术建立三维模型成为了一种很好的解决问题手段。这里就对这两种技术在国土资源管理中的具体应用谈一下看法，希望与大家共同交流和探讨，并得到指正。
2 地理信息系统简介
在我国，地理信息系统（GIS）于60年代中期开始形成并逐渐发展起来。地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有存贮、分析和显示地理信息的功能。
地理信息系统主要由地理信息数据、软件环境、硬件环境组成。
现在，很难将地理信息系统作为单一独立的系统提出，现在的地理信息技术具有如下的特征：地理信息系统、遥感、以及全球定位系统三者结合应用日益紧密；空间数据的表达更加趋向复杂，更加趋向于三维化；要求更为智能化的专家辅助决策系统；系统功能的开发应用以及组件式开发应用；地理信息系统应用更加趋向于网络化，更加强调与用户进行交互的功能。
现在地理信息系统的应用已经朝着多元化的方向发展，可以说这种技术已经成为了时下最为热门的边缘交叉学科，应用前景很广阔。
3 虚拟现实技术简介
虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体，是当今前景最好的计算机技术之一。它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比，其主要特征是：操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。
“人工现实”、“遥在”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等都是虚拟现实的不同表述形式。
利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这种系统的特点是结构简单、价格低廉，组成灵活，易于普及推广，是一套经济实用的系统。
4 地理信息系统与虚拟现实结合应用技术
(1) 虚拟地理环境（VGE）
虚拟环境是虚拟现实系统的核心。“沉浸感（Immersion）”是虚拟现实系统区别于其他计算机应用系统的典型特征。
(2) 三维地理信息系统（3D-GIS）
3D-GIS即基于地理信息系统的虚拟现实技术，这项技术已经在数字虚拟城市等方面得到应用。GIS技术的发展成熟，及其可视化的发展趋势，使得基于GIS技术的虚拟现实在越来越多的方面得到重视，并在越来越多的领域得到初步的应用。
目前，该项技术已经在国土相关领域开展应用，发展前景相当乐观。
(3) 3D-GIS系统开发简介
目前基于GIS的虚拟现实技术的主要开发工具包括三大方面：
传统的GIS系统开发工具：包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等；
专门的3DGIS软件,如国内灵图公司的VRMap,美国Alberta大学开发的 MR等；
专业的3D游戏开发工具，如OpenGL、Direct等。
5 应用简介
(1) 在国土规划工作中的应用
国土规划是对虚拟现实技术需求最为迫切的领域之一，政府规划部门、工程技术人员和各界人士可以通过使用虚拟现实技术，从不同的角度，实时互动真实地看到规划效果，获得前所未有的直观感受，这是传统的表现手段沙盘、效果图、平面图等所不能达到的。而且打破了专业人士和非专业人士之间沟通的障碍，使得各部门能通过统一的仿真环境进行交流，能更快地找到问题、达成共识和解决一些设计中存在的缺陷。
应用虚拟现实技术，将三维地面模型（DTM）、正射影像（DOM）和地理信息矢量数据及建立成功的三维立体模型融合在一起，再现城市建筑及城市模型，用户在计算机屏幕前可以很直观地看到生动逼真的城市街道景观，可以进行查询、量测、漫游、飞行浏览等一系列图形及地理信息系统相关的操作，满足国土资源管理由二维GIS向三维虚拟现实的可视化发展需要，为规划设计工作提供可视化空间地理信息服务。在国土规划中系统应用效果图如图所示。
该系统的设计采用了目前流行的GIS软件，采用Direct技术构建三维虚拟环境，采用专门的软件对真实物体进行切片等仿真处理，达到了身临其境的真实演示应用效果。
(2) 在矿产资源储量管理工作中的应用
矿产资源储量管理工作是国土资源领域中另外一个迫切需要虚拟现实技术的应用要求。
以往在矿产资源储量计算的过程中，进行了大量的物探及化探工作，收集了大量的地质相关图纸，专家们根据这些资料和一些科学公式及多年经验，对一矿区进行储量的核算。这种测算的方式显然已经不能满足管理部门的要求了，采用地理信息系统技术、虚拟现实技术设计并表示矿体特征，根据国际公认的储量计算模型计算矿产资源储量是一个很不错的解决方案，我们在实际工作过程中使用这些技术进行了矿产资源储量的计算，达到了满意的效果。在实际工作过程中，我们采用了一款三维分析性能良好的软件，下图是软件应用的具体显现。
6 结束语
地理信息系统是一门已经广泛应用的交叉学科，其发展成熟，可对应用及管理工作提供有效的支持。
虚拟现实是一门新兴的技术，国内对这项技术尚属于研究阶段，但现在已经有可喜的进展了，一些公司已经开发出了采用虚拟现实技术的应用系统，甚至已经开展了广泛的应用。它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。有朝一日，虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人们进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。
在国土资源管理领域中，应用功能强大的地理信息系统技术和更加真实表现的虚拟现实技术，一定会带来更大的应用收益。
参考文献
[1]王炜,包卫东,张茂军,等.《虚拟仿真系统导论》.国防科技大学出版社.
地理信息的基本概念范文5
摘 要 地理信息的微观经济学分析主要利用经济学的基本原理，按照地理信息的实际情况，研究如何利用和配置社会资源进行地理信息的生产、将产品分配到社会各需要的阶层并实现社会福利的最大化，研究地理信息市场的组织、结构等，促进地理信息市场的良性运作。
关键词 地理信息 微观经济学 经济地理
客观世界是一个庞大的信息源，随着现代科学技术的发展，特别是借助近代数学，空间科学和计算机科学，人们已能够迅速地采集到地理空间的几何信息，物理信息和人文信息，并适时适地的识别、转换、存储、传输、显示及应用这些信息，使地理信息逐渐成为对信息社会进行服务的一项主要内容。随着卫星导航技术的应用、基于位置的服务、数字城市等地理信息服务范围和服务领域的变化，社会化的应用客户日益增加，以地理空间位置为基础平台的社会经济数据加工和产品服务已成为现代信息服务产业中不可或缺的部分，地理内容便作为一种经济要素进入社会经济活动中。
一、地理信息与微观经济
1．什么是地理信息
地理信息是指与空间地理分布有关的信息，它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图形、图像等的总称；是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
2．微观经济学的基本概念
微观经济是指个量经济活动，即单个经济单位的经济活动，是指个别企业、经营单位及其经济活动，如个别企业的生产、供销、个别交换的价格等。主要研究单个经济单位的各种经济行为以及相应的经济变量。在微观经济分析中，一个社会的经济资源通常是给定的，因此实际上要解决的主要是既定的经济资源应该如何配置的问题。
3．地理信息与微观经济分析
地理信息微观经济分析是在微观经济学理论的支持下，研究家庭、企业采用地理学基本原理和信息方法描述现实世界以及通过消费地理信息来支持经济博弈的微观经济模式的一种理论探讨。
当前大量的地理世界的描述和经济分析的工作基本以宏观为主，对个人、单个企业的描述方法则较为简单，现代信息技术的进步有可能使一个社会个体的信息得到满足，也使在地理平台上的信息描述和规律分析开始遇到极微小尺度上信息内容分析的挑战，同时以信息、数据方式表现的地理内容也开始需要分析供给和需求问题，微观经济领域内容开始以从未有过的挑战方式进入地理信息领域。
地理信息微观经济分析不仅仅是描述信息技术支持下微观尺度世界的特征，更重要的是研究信息技术反应地理世界的方法，从事地理信息工作的企业如何能够在经济活动中生存、成长等问题。地理信息微观经济分析领域研究地理信息生产和加工销售的厂商行为和经济学特点，以及应用地理信息在经济活动中的企业行为、地理信息消费者效用等。
二、地理信息微观经济与经济地理的区别
1．经济地理的研究内容
经济地理学是研究经济活动区位、空间组织及其与地理环境相互关系的学科，研究的经济活动的地理环境包括自然环境、社会文化环境、经济环境等。这些环境与经济发展关系密切，包括微观上的企业区位与环境关系，中观尺度上的区域经济可持续发展，宏观尺度上的经济全球化与环境条件利用等都是其研究的对象。
2．区别分析
为了更好的研究地理信息的发展与微观经济学的关系，必须将其与经济地理学这一地理科学系统中最为发达的分支学科的研究内容加以区分。经济地理学所研究的经济活动的地域系统，包括各经济部门在地域上的布局，也包括各地区经济部门的结构、规模和发展，以及地域布局和部门结构的相互联系，其经济活动必然发生在一定的地域内，与一定的地理环境相关，所以经济地理学具有明显的地域性。因此，地理信息微观经济分析与经济地理学是有差别的，地理信息微观经济分析是直接将地理信息作为一种经济要素进行研究，探讨的是它在要素和商品市场的表现与行为。
三、结语
地理信息产业是一个有着巨大潜力的新兴信息产业，其产业成果已经在我国广泛应用并在国民经济的重大领域发挥着日益重要的作用。面对着激烈的国外市场竞争，解决我国地理信息产业发展中的现实问题，是必要且迫切的。
在地理信息微观经济分析中研究的重要内容之一便是企业的行为，这是长期以来地理信息行业研究十分薄弱的部分，企业加工微观地理信息的成本和收益将直接描述地理信息的市场和价格。
在经济全球化和技术迅猛发展的背景下，今后的地理信息产业领域的国际竞争将日益激烈，美国和欧洲相继降低地理信息产品的价格，这为我国的地理信息建设提供了更多可选择的、质量更好、价格更低的数据资源和产品，同时又给我国的地理信息产业带来了更大的市场竞争压力。为此，我国应加强对地理信息微观经济的研究分析，加速有自主产权的空间地理信息资源建设，促进地理信息产品在国民经济建设中的应用，从而增强我国地理信息产业的国际竞争实力。
参考文献：
[1]陆守一.地理信息系统实用教程.北京:中国林业出版社.2000.
[2]蒋殿春,黄有光.高级微观经济学.北京:北京大学出版社.2006.8.
[3]李旭旦.人文地理学.北京:中国大百科全书出版社.1984.
地理信息的基本概念范文6
一、调动和运用知识的能力
这一能力是形成解题思路的关键环节，熟练迁移运用基本主干知识、地理基本技能的前提。而且有时调动和运用自主学习过程的相关地理信息也有助于解决新材料、新题型、新问题，从而把握命题意图，迅速形成思路。
（一）调动和运用基本主干知识
基本主干知识包括了地理基本概念的内涵和外延，地理基本原理和规律，地理事物的分布和特征等。这需要我们在高三一轮复习的全过程中紧抓基础，深入理解各个知识点的内涵、外延和联系，形成完整的知识网络。
（二）调动和运用地理基本技能
地理基本技能既是审题的技巧，也是知识的迁移和运用的能力。除了一些基本的技能，其中的一个更重要技巧是：在遇到新材料，新情景的时候，能够找到题目在教材中的影子。因为无论高考题型如何变化，材料如何新颖都不会脱离教材。所以，认真研读教材，挖掘教材的显性知识和隐性知识也是形成地理基本技能的有效途径。
（三）调动和运用自主学习过程中的相关地理知识
地理知识渗透于生活的方方面面，考察“与生活有用的地理”成为近年来高考命题的一大特点。从地理学科角度关注生活的热点问题或热点地区，有利于学以致用。这在课堂上一般只是简单地联系一下，而更重要的是培养学生自主学习的自觉性和深入性。这就要求我们给他们的自主学习提供科学的指导，引导他们通过报纸杂志去研究问题，增强对教材知识的理解和运用，以培养他们多角度、多层次分析问题的地理头脑。
二、 描述和阐释地理事物的能力
描述类问题要求能够用简洁的文字语言、图形语言或其他表达方式描述地理概念、地理事物的特征、地理事物的分布和发展变化；阐释类问题要求能够运用所学的地理知识和相关学科的知识，通过比较、判断、分析，阐释地理基本原理与规律。
三、论证和探讨地理问题的能力
