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地理信息系统及应用范文1
【关键词】GIS简介规划资源 探讨 管理利用
一、地理信息系统（GIS）简介
地理信息系统在国际上称为GIS，即 Geograhpic Information system的缩写。在我国又称为资源与环境信息系统。在国际上虽然许多学者对GIS有不同的表述，但其基本概念是大体相同的。它通过对多要素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别是在地域资源开发、环境保护、资源利用、城市规划管理、灾情预测、人口控制、交通运输等方面发挥着积极的作用。
二.地理信息系统（GIS）一般分为三种类型：
1、全国性的综合系统。它是以一个国家为其研究和分析对象的系统，如日本的“国土信息系统”、加拿大的“国家地理信息系统”等，都是按全国统一标准、存贮包括自然地理和社会经济要素的全面信息，为全国提供咨询服务。
2、区域性的信息系统。它是以某个地区为其研究和分析对象的系统，如瑞典“斯德哥尔摩地区信息系统”。
3、专题性信息系统．它是以某个专业、问题或对象为主要内容的系统，也是发展最多、最为普遍的系统，如美国的地震分析系统、法国的地球物理信息系统等。
三、GIS的特点及功能
为了满足GIS对地球表面、空中和地下的若干要素空间分布和相互关系的研究，GIS都具有公共地理定位基础、标准化和数字化、多维结构的特点。此外，GIS还具有数据输入、存贮、编辑、查询、检索、显示输出的功能，能进行各种操作运算和应用分析，并易于更新维护。
四、地理信息系统（GIS）发展方向及问题分析
进入21 世纪以后,地理信息系统主要的基础理论和技术研究热点有了新的变化,代表了地理信息系统研究的新进展,主要归纳如下:
（1） 稳定、快速的GIS 数据采集和数据更新体系
GIS 数据的来源可以包括:野外数字化采集系统、地图扫描矢量化采集系统、局域和广域差分GPS 数据采集系统、遥感数据采集和更新系统、数字摄影测量数据采集系统等。对于每一种数据采集系统的研究都将设计许多具体内容,数据源采集和更新体系是GIS 理论和技术研究的首要问题。
（2）GIS 空间数据的质量与不确定性分析
数据和软件是GIS 走向产业化的前提,同时GIS 空间数据的质量直接影响GIS 的分析和应用,影响了GIS 的生存和发展。从空间位置数据质量研究到空间属性数据质量研究、从数据误差传播分析到数据误差模型的可视化、从模拟数据不确定性分析到批量数字产品生产的质量控制和抽样检验等的变化可看出GIS 数据质量不确定性研究的对象越来越广,内容越来越多。
（3）3D 地理信息系统(3DGIS) 的研究
在传统的二维(2D) GIS 中,通常是将垂直方向的信息抽象成一个属性值,如DTM 中的高程,然后进行空间操作和分析。如果在垂直方向上的采样多于一个,如:资源勘探中在一个钻孔中的多个采样,2DGIS 则难以处理。目前3DGIS 的数据模型研究有两个方向:第一是利用三维几何和CAD 领域的可视化, 构成3DGIS 中交互式的模型和可视化功能;第二是开发3DGIS 数据管理和空间分析功能,它从数据库方面进行考虑,这两个方面的结合以及迅速发展的虚拟现实技术将产生新的3DGIS 数据模型。
五 GIS 空间数据查询语言的研究
GIS 数据描述的是空间信息,一般包括位置、属性和时间三个方面。在GIS 应用中,使用最广泛的是空间数据的查询,有时查询某一个图形,有时是查询空间图形之间的相互关系。目前许多GIS 软件提供的是常用的关系数据库结构化查询语言(SQL) ,而关系数据库结构化查询语言有其固有的缺陷,例如:不支持空间概念特别是空间关系、空间对象的查询结果不能用空间图形的方式有效地显示给用户以及不支持元数据查询、知识查询、定性查询和基于图形对象的查询等。
当前对空间查询语言的研究包括: (1) 空间结构化查询语言( Spatial SQL) 。它是在关系型SQL 上发展起来的,不仅能完成空间数据的查询,而且能表达查询结果。其形式为: (空间数据库查询语言)SQL + (目标表示语言) GPL = Spatial SQL 。(2) 可视化查询语言。将查询语言的操作对象和过程及其空间关系等,用直观的图形或表格显示给用户,构成可视化查询语言。(3) 自然查询语言。引入自然语言的概念,使查询语言的描述更接近自然语言,另外用模糊数学方法将模糊概念量化为确定的范围,实现具有能理解模糊概念的查询。
六、GIS 空间数据共享和数据标准研究
现有GIS 软件与应用都有自己的数据格式和数据标准,不同GIS 软件之间还不能直接读取和操纵其他GIS 软件的数据,而必需经过数据转换。一方面国家和行业部门指定自己的外部交换数据标准,要求采用公共的数据格式,以解决不同 GIS软件之间空间数据的转换问题:另一方面指定空间数据相互操作协议(OGIS) ,指定一套大家能够接受的空间数据操作函数(API) ,软件开发商必须提供与这一API 函数一致的驱动程序,这样不同的软件就可以操作对方的数据。目前已有几个重要空间数
据转换标准:
DIGEST―――数字地理信息交换标准(Digital Geographic Information Exchange Standard) 由北大西洋公约组织NATO 的数字地理信息工程组DGI2WG制定,可以处理栅格、矩阵和矢量数据的转换(含拓扑结构) 。
STDS―――空间数据转换标准( Spatial Data Transfer Standard) 由美国地质测量协会USCS 制定,是一种不同计算机体系中空间数据的转换标准。
OGIS―――开放地理数据互操作规范(Open Geodata Inferoperdility Specification) 是通过各软件开发商提供的与其定义的API 函数一致的驱动来实现的,从而使得不同软件可操纵对象的数据。
七、结束语
（一）GIS 的发展应该从技术开发和理研究两个方面并重,不应过分的强调技术或过分的强调理论研究。当前主要的GIS 基础理论研究主要集中在一些高校和科研院所,同时很多企业与之合作,积极从事应用的开始。随着GIS技术的不断完善，我们坚信，基于GIS的数字规划资源管理与利用方式将被全国规划管理部门所接受和采纳。
【参考文献】
1、北京超图公司副总裁王康弘《中国的地理信息产业发展与超图实践》；
2、中国测绘科学研究院副院长程鹏飞《中国创新的地理信息技术》；
3、 中国测绘科学研究院创办的《影像与数据融合国际期刊》；
4、王振颖曹丽娜《基于GIS的辽宁省农田水利管理信息系统研究》---；
地理信息系统及应用范文2
关键词：地理信息系统原理；CDIO工程教育模式；教学资源；网络教学平台；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0134-03
《地理信息系统原理》是地理信息科学、遥感科学与技术、测绘工程三个专业学科基础核心课程。随着计算机和网络技术的发展，网络教学平台已成为国内外高校开展教学的必要技术设施。成都信息工程大学资源环境学院《地理信息系统原理》课程经过四川省级精品课程建设及省级共享课程建设，创设了多种教学资源，并通过网络教学平台开展了相关的教学活动，但仍存在教学资源有限，案例细化不够，网络教学平台的访问量低等情况。为此，本文将以CDIO[构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）]工程教育为理念，以课堂教学为主导、学生自主学习为原则，探讨新形式下《地理信息系统原理》课程在教学资源及网络教学平台建设方面的应用。
借鉴于CDIO工程教学模式，通过任务驱动、项目引导的教学方法，对课程进行一体化设计，整理并开发与课堂教育相配套、兼实用性、多样性于一体的课程教学资源，同时改进现有网络教学平台课程网站及精品课程网站，已达到良好的互动效果，使课程在网络教学平台上“活”起来，让网络教学资源和平台真正成为学生自主学习的第二课堂。通过对《地理信息系统原理》教学资源和网络教学平台建设的改革，以期能充分发挥网络教学平台巨大的潜能，更好的调动学生的积极性，培养其自主学习能力和实用专业素质，从而获得最优的教学效果，以期能对相关的学科基础课程和专业课程的教学改革起到引领、示范和带动作用。
一、《地理信息系统原理》课程教学现状
1.教学资源形式单一，内容不够丰富，缺乏吸引力。《地理信息系统原理》课程的教学任务是使学生掌握地理信息系统的基本原理、基本方法和应用领域，扩宽学生应用地理信息系统解决实际问题的思路，是一门实践性极强的学科。然而，目前该课程的教学资源主要是课堂上使用的教案、教材、参考资料、课程作业和以实习指导为主的资料库，资源形式较为单一，没有从整体上对教学资源进行一体化的教学设计。
随着计算机网络和新型教育模式的全面推广，《地理信息系统原理》课程在课堂教育教学上进行了大量的改革，比如在教学中加入问题引导的教学方法，以实践培养学生解决问题的能力和团队建设能力等，由此产生了相应的教学资源与新的教改明显不匹配的矛盾。目前已有的课程网络教学资源，也主要是包括课件PPT格式、文本格式、Word格式、PDF格式等几种形式，并未考虑根据不同专业学生学习该门课程的专业特点提供方向相关、丰富实用的教学材料，缺乏对教学资源本身实用性的考察，未能从根本上解决学生在课堂教育有限时间内学习知识和能力培养不足的问题。
2.网络教学平台交互性差，体验感有待加强。笔者切实考察所在院系已开设的《地理信息系统原理》课程网络教学平台，发现现有课程网站学习活动主要是“单向”的活动，即教师布置作业、任务、提供教案、课件、资料供学生下载学习，学生通过网站查看课程通知、课程大纲、提交作业和实验报告等，教师除了批改作业、批改实验报告外，很少通过网络与学生进行交流。这样的网络教学平台仅体现了其作为网络存储空间提供课程教学资源的“静态”网站作用，而未能充分发挥其网络教学和师生平等交流的“动态”互动平台作用。另外，由于现有网络教学平台缺乏对教学资源的分类设置以及对学生自主学习的引导，体验感不强，学生登录网络教学平台一般只为了完成教师布置的课程任务，很少主动去了解并使用平台上的其他功能，未能真正体现出网络教学平台的引导和互动作用。网站统计数据显示，教学平台从建设以来的访问累计量仅为1.6万人次。
3.教学理念在设计上与教学资源及网络教学平台不相匹配。目前的课程教学模式主要是以教师教学为中心，教师来安排和组织学习，学生的学习方式单向、被动。虽然在《地理信息系统原理》课程学习中加入了案例实践教学，增加了课堂互动性，但在课程整体设计上缺乏对学生的兴趣培养，未能真正提高其解决实际问题的能力。在课程教学的培养目标的设计上缺乏细化，对学生课外学习的引导明显不足，导致其学习形式层次单一；课程教学方法缺乏兴趣引导，未能充分调动学生学习的积极性，以致学生不能很好地使用相关的教学资源和网络教学平台来进行自主学习。
二、建设基于CDIO工程教育模式的多源《地理信息系统原理》教学资源
针对笔者所在院系目前《地理信息系统原理》教学存在的主要问题，课程组将借鉴CDIO工程教育模式，以任务驱动、项目引导的教学方法为理念，细化课程知识体系中每一部分的培养目标，通过具体项目来引导，以孕育、设计、实施、动作为一个完整的过程进行教学，从而提高学生的学习兴趣，引导学生充分利用教学资源及网络教学平台进行自主学习，培养学生的实际能手能力，提高其解决实际问题的能力。
其首要目标就是要构建多源的教学资源。对教学资源进行一体化教学设计，将各种教学资源相互配合、相互补充，注重教学资源的实用性，尽量提供优质的教学资源，发挥整体优势以满足学生需求。在网络教学平台的教学资源建设上，根据学生的具体需求，对课程网站的栏目划分和资源存储进行科学合理的归类，以方便学生检索、查询和学习。对课程网站中教学资源、教学材料和个人资源等部分进行细化，不仅仅按教学章节提供相关学习资料，而且增加以不同的专题内容为主、以不同层次和应用方向的工程项目为导向的知识模块，多层次、多角度构建学生的自主学习资源。
在继承传统教学资源的基础上，发展新型教学资源，细化课程每个章节的核心知识点、难点和重点，如空间数据抽象、空间数据模型、栅格数据叠加分析等知识点。采用微课方式，围绕某个知识点或教学环节开展简短、完整的教学活动，录制微课视频，让学生可以在空余时间对自己感兴趣的内容进行自主学习。发动学生积极参与教育教学资源的开发，在教学资源网站上开设“学生园区”，将他们制作的优秀课件、动画、视频、实践项目、3S竞赛项目等，分类整理为教学资源，以增加教学资源的活力。
此外，在课程资源的建设上，除了要以工程项目为导向，还应注重课程特色、专业特色、资源特色，通过不同的学习专题方式构建特色教学资源，把基本原理与具体特色应用结合起来。同时，还应注重对教师课程网站资源建设能力的培养，增强教师应用现代教育技术的主动性和自觉性，通过课程组教师之间的分工协作和相互交流，构建出丰富且适用性强的教学资源库。
三、建设交互性好、体验感强的网络教学平台
针对目前学生在课程网站上仅进行被动学习的现象，探索对网络教学平台建设的改革，通过多样化和多角度的学习方式以调动学生自主学习的热情。目前《地理信息系统原理》课程网站学习活动主要是“单向”的活动，除了课堂互动，教师很少通过网络与学生进行交流。针对这一现象，可通过增加网络平台交互环节，鼓励学生结合实际，恰当地表达自己对GIS基本知识的理解和运用，教师通过网络教学平台及时回复和平等交流。可以通过授课老师的引导、激励等方式培养同学自主学习的习惯，如根据专题学习情况、学习笔记、学习提的问题、回帖数量、质量等进行评分，计入课程平时成绩；增加交互性学习专题、作业等，利用向导式的学习方式，让学生必须通过回答问题才能进入下一步学习等方式，养成学生自主学习的习惯。在目前网络教学平台师生及时交互功能较弱的情况下，也可通过其他即时通讯软件，如QQ、MSN等方式，建立课程学习群或讨论组，搭建师生之间及时交流和沟通的渠道，并在各种交流对话中，通过资源网址链接方式引导学生通过网络教学平台进行交流和学习。
此外，还可在课程网站平台开设“课程讨论”和“问题答疑”专区，根据目前GIS技术热点、GIS应用热点、课堂讲授中的难点，或是师生自己关注的与课程相关的问题等发表新话题，让同学们积极参与，通过话题讨论、交流，达到深刻理解问题的目的，同时也培养自由、平等交流的学术氛围，调动学生学习积极性，增强师生在网络教学平台上的互动。通过网络教学平台可以灵活地对学生学习进行评价，充分肯定其在学习和解决实际问题过程中所表现出的能力，培养其创新精神和自主学习热情。通过开辟“课程问卷”专区和对网络平台的各种统计，及时评价课程网站的使用效果，分析不足，收集学生反馈意见或建议，更新和优化教学资源，不断完善课程网站平台。
通过对笔者所在院系《地理信息系统原理》网络教学平台的改进，每学期访问达到2.6万人次，提升了网络教学平台的吸引力。
四、设计与教学资源和网络教学平台相匹配的教学理念
由以教师教学为中心、教师来安排和组织学习，向以教师课堂教学与学生课下自主学习相结合的设计理念转变，借鉴CDIO工程教学模式，对课程教学模式进行一体化设计，以任务驱动、项目引导为教学方法，向学生提供多角度的学习方式，引导其利用多源的教学资源进行自主的兴趣学习。
课程学习开始，让学生明确本课程学习的要求、目标和考核标准，对于具体的知识点，以具体应用实例作为引导，剖析其实现的基本原理，引导学生培养分析和解决实际问题的能力。为课程学习布置具体实际项目，如地质灾害评估及预警、农业气候区划等具体应用课题，让学生明确项目最终目的，在理论知识点的学习后，将其应用到实际项目的相关部分；划分课程项目小组的时间项目任务并提交报告，以增强其实际动手能力和团队协作能力。针对学生水平的差异和兴趣方向的不同，对课程作业、任务以及课程项目设计划分不同的层次，提供多元且灵活的学习方式，如划分基础性作业、增强性作业、应用性作业和开发性作业等不同类型，让学生根据自身情况和要求选择完成，增强其自主学习的积极性和创新性。让整个教学模式都以项目设计为核心，对教学资源、网络教学平台和教学方法进行一体化设计，形成一个互相融合、互相影响的有机整体，从而制定出符合专业特色的工程教育模式。
五、结论
传统的教育资源和缺乏互动的教育模式，早已不能满足现代高等教育的教育要求。本文以CDIO工程教育模式理念为基础，从一体化的设计原则出发，针对《地理信息系统原理》课程教学资源的构建、网络教学平台的建设管理和与之相匹配的教学理念的设计三个方面，提出了教学改革的具体实施建议，期望能在相关的学科基础课程和专业课程的教学改革中起到了借鉴作用。具体的改革实施建议有待在后续的实际应用研究中检验和完善。
参考文献：
地理信息系统及应用范文3
关键词：地理信息系统；电力系统自动化；应用
中图分类号：TM76 文献标识码：A
目前状况下，我国的电力系统已经逐步完善，自动化程度越来越高，在发电、输电、变电、配电以及用电这五个方面都有了较大程度上的进步。而我国幅员辽阔，这五大资源的分布范围相对较广。因此，在地理空间区域之内分布的数据对于电力企业来说就显得十分重要，电力企业将其作为应用的主要核心对象，这样一来，就可以促使电力系统自动化的正常运行，并由此对其中的各项功能予以实现。地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用，主要表现在两个方面：其一，通过对地理信息系统技术进行有效的运用，可以为相关的电力企业提供一个管理及运用平台；其二，对于电力企业来说，可以使其电力系统自动化之中的各个系统得到有机的集成，主要有管理信息系统以及企业资源规划系统。由此可见，地理信息系统技术在电力系统自动化中的有效应用，有着十分重要的现实意义。
1 发展状况
近几年来，计算机技术发展迅速，尤其表现在硬件以及软件的发展之上。计算机用户数量逐渐增加，这为地理信息系统技术在电力系统自动化之中的应用提供了良好的环境。早期，地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用较为局限，仅仅是将地理信息系统作为相关的数据处理工具。但是，随着计算机技术的发展以及用户数量的逐年上升，新型的地理信息系统逐渐被建立起来，并且这一系统主要是基于客户、服务器之上。
2环境的配置原则
要想对地理信息系统技术在电力系统自动化中应用的有效性进行保证，就必须优化选择出适应程度高、针对性强的系统环境。所以，在确保电力系统自动化设计要求的前提下，应当尽量选择一个相对较好的系统环境，这就要求所选择的设备与软件具有较高的质量与较强的稳定性。一般情况下，系统的环境配置原则需要满足以下几个方面的条件：①保证系统运行的稳定性，同时，所选择的设备以及软件具有较高的性能，只有这样，才能使得系统运行保持在一个较高的效率至上；②具备较强的网络互联能力，能够与局域网以及广域网进行有效的联接；③所选择的设备以及软件兼容性较强，且在价格方面具备一定程度的优势；④具有较高的可扩展性，只有这样，才能使得相关设备在长时间运行的情况之下仍然保持高效率；⑤具有非常高的安全性能，这样一来，就可以为系统以及系统之中的相关数据提供一定程度上的保障。综上所述，在选择系统环境之时，一定要注意参考以上的几个条件，只有这样，才能保证地理信息系统技术在电力系统自动化中应用更为稳定、可靠、有效。
3硬件环境
一般情况下，用户的请求数量加多，且时间间隔较小，这就给服务器提出了更高的要求，要求服务器具有非常高的处理能力。因此，必须选择配置极高的计算机来作为系统的服务器。而从客户端的角度来看，它的工作较为简单，仅仅只需对一些简单的操作进行执行。所以，用于客户端的计算机并不需要十分高的配置，即使所配备的计算机性能相对较弱，也能完成其分内的任务。然而，对客户端而言，它主要是作为浏览器来进行使用，因此对于其显示器的选择必须十分重视，因为一个性能较高、适应程度较高的显示器将会在很大程度上提升浏览的效果。
4网络环境以及软件环境
软件环境的配置与硬件环境的配置同样重要，在整个环节之中也发挥了十分关键的作用。对于地理信息系统来说，它所访问的数据数量十分庞大，因为只有这样，才可以保证其功能顺利实现。这在空间的显示以及分析之上表现的尤为突出，因为在进行这一操作之时必须要访问数量非常庞大的数据，才能达到理想的效果。所以，系统的网络环境以及软件环境都必须具有较高的畅通性。
5功能模块
地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用主要存在着四个功能模块，分别是地图管理功能模块、辅助做图功能模块、设备管理功能模块以及电网分析功能模块。下面我们对这四个功能模块进行分别阐述。
5.1 地图管理功能模块
这一功能模块的主要作用是实现对于电子地图的有效编辑以及对庞大图库的有效管理。对于图库的管理来说，它所包含的内容十分广泛，主要有：①将相关的图件矢量化；②图片格式的转换，要保证转换的便捷性以及准确性；③地图、分析图的有效绘制，如果出现一定程度的误差，还要求这一功能模块具有误差矫正的功能；④图幅的无缝拼接以及投影变换。
5.2 辅助做图功能模块
这一功能模块的主要作用是对相应的电力网络进行可靠而有效的管理，通过这种管理，可以将电力网络进行直观的反映，且具有较高的及时性、便捷性以及形象性。同时，这一模块可以对网络元素进行一定程度上的分析，然后根据分析设计出一套与之相对应的属性数据库，并为用户提供各种各样的网络输入手段。这主要包含了两个方面：一方面，提供给用户手动输入的方式，且输入方式具有一定的便捷性；另一方面，在提供手动输入方式的同时，也采取了外挂数据库方式，通过这种方式可以实现对大量的数据进行批量的数据输入操作，极大的便利了用户以及电力企业。
5.3 设备管理功能模块
通过这一功能模块，运用各种辅助工具，对多种数据进行有效的管理，这些数据主要包括基本台帐数据、缺陷数据、检修数据以及故障数据等。在将数据有效的管理之后，这一功能模块对模糊地名进行一定程度上的定位，并在电力网络规定的范围内进行区域的划定，由此实现对相关设备类型的有效指定以及检修条件的构造。这样一来，一旦确定了指定的目标，就可以简单、方便、快速的进行目标寻找。
5.4 电网分析功能模块
这一功能模块的主要作用是进行辅助决策，在相应的系统之中，如果电网图已经存在，那么通过这一功能模块，就能够实现一系列的操作，主要有拉闸停电分析、阻抗计算、可靠性计算等。这样一来，系统就可以提供一定的依据，决策者通过对这些依据进行一定程度上的分析研究，进行科学决策，并最终确定方案。
结语
目前状况下，我国的电力工业取得了较大程度上的进步，自动化程度越来越高，有利于国民经济以及人民生活水平的提高。随着我国电力系统的逐渐完善，地理信息系统技术在电力系统自动化之中有了越来越广泛的应用，本文主要针对地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用问题进行一定程度的研究与分析，主要从发展状况、环境的配置原则、硬件环境、软件环境与网络环境以及功能模块五个方面来进行具体阐述。在功能模块之中，主要介绍了地图管理功能模块、辅助做图功能模块、设备管理功能模块以及电网分析功能模块。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。
参考文献
[1] 王宇，王东. 地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J]. 黑龙江电力， 2007（5） .
地理信息系统及应用范文4
关键词：基础地理信息；概念；作用；应急对应方案
中图分类号：B811文献标识码： A
基础地理信息系统应主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。建立一个以网络技术为支持的地理信息系统、要以数据库技术以及基础地理数据为基础,以便更好地为决策者针对突发事件提供辅助决策的信息系统。
一、基础地理信息系统的概念
基础地理信息系统将以基础地理信息中心作为网络中心，其它各技术部门、机关、管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、数字化仪等。
2、 数据库要求
数据库是系统的核心。一套成熟的基础地理信息系统的数据库部分包括：（1）管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、质量监督管理、技术管理等数据。（2）技术数据库：所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。（3）1/25万数据库：是全国1/25万数据库的分库，包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。（4）1/5万数据库。（5）1/1万数据库及基础数字地面高程模型。（6）1/5千数据库（重点地区）（7）数字正射影像库。（8）大地测量成果数据库。（9）境界数据库：包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。（10）其它专题数据库：如综合区情地理信息系统(9202)专题等。
3、空间数据库的维护
实现空间数据的入库、更新、管理、配置等功能,如基础地理信息数据的组织、数据入库、权限控制、图层管理、索引图配置、元数据录入、修改、检索、浏览和维护
4、技术标准体系
系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。
二基础地理信息在应急系统中的作用
基础地理信息在应急指挥系统中的应用主要有三种类型的数据:数字线划图(DL G) 、数字正射影像图(DOM) 、数字高程模型(DEM) 。数字线划图有拓扑关系与属性数据,可作为人口、资源、环境、交通、警情等定位基础、空间分析及各种查询。数字正射影像图具有直观性、可判读性和可测量性,可作为系统的背景数据参与分析。数字高程模型表示地面的起伏情况,在系统中可提供与高程有关的分析。
三基础地理信息在应急系统中的表现
提供丰富的多比例尺、多种类型、多时态的基础地理信息的可视化图形表现,提供多种数据类型的复合表现 ,提供丰富的GIS 查询工具,帮助系统决策者对所关心的空间区域的地理现状有一个全面完整的认识。具体功能如下: ①地图浏览:放大、缩小、漫游、缩放到全图范围、前一视图、后一视图、缩放到选择集。②图层控制:图层的分类控制(显示/ 隐藏) ,分别按专题、图层、当前可视图层,提供三种级别的图层控制操作。③定位:查询结果定位、鹰眼图定位、专题定位。④查询:关键字精确查询、关键字模糊查询、点击查询、单图层查询结果及简单列表窗口、多图层查询结果及层次列表窗口;查询模型可针对查询数据源、字段类型灵活定制。⑤选择:点选择、线选择、矩形选择、圆选择、多边形选择、清除选择集、清除图形元素、缩放到选择集等功能。⑥量测:距离量测、面积量测。
采用GIS 工具及建立的模型库,利用GIS 的分析功能,进行基础地理信息的综合统计、分析,提供应急应对方案。具体功能如下: ①综合热点分析:针对任何关注的区域,提取该区域相关的所有支持地理空间信息及相关的统计信息,以层次化结构进行展示,为辅助决策提供支持。②统计报表:查询结果输出到报表、用户自定义统计、统计结果输出到报表、用户自定义报表、报表打印输出。③地图输出:窗口范围地图打印输出,任意区域范围地图打印输出、打印预览、打印设置、地图整饰、地图输出到图片。④外部数据导入:按一定规则导入数据库,在客户端可以查看,并能与其他信息一起进行分析。⑤模型分析:根据专家库,建立各种选择产生结果模型。
地理信息系统及应用范文5
关键词多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型
现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计写作科技论文：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.
1多媒体数据的有效管理
通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.
1.1GIS数据库中多媒体数据的管理
1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.
有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.
要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.
关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.
关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即01(目标从无到有)；10(目标从有到无)；1N(目标从一个变成多个)；N1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.
1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.
目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.
对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.
1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成
多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中，边统计、分析运算，边生成结果数据——多媒体数据.
1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术［3］，因此，空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有：地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.
为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果，我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实［4］是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感.比如，可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果，使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等，使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.
1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有：统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析，通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析，以及主成分分析等.
为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.
2GIS应用系统中多媒体功能的实现
在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能
2.1空间数据库中多媒体数据的播放
由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.
下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.
如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.
2.2属性数据库中多媒体数据的应用
一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.
3多媒体技术在GIS中的应用前景
(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.
总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.
参考文献
1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996,(1):19～21
2杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京：电子工业出版社，1995.138～139
地理信息系统及应用范文6
根据国家退耕还林有关政策，积极治理现有坡耕地，对25度以上的坡耕地实行有计划地退耕还林还草，不但有利于中西部的环境保护，而且对调整农业结构、提高农民收入有积极意义。因此能否为各地、市、县准确提供辖区内各种坡度的土地分布以及土地坡向情况，是能否客观制定该区域农业规划和退耕还林还草计划的关键；然而传统的手工圈绘和主观的''''估计''''水份太多，实地丈量不但劳民伤财而且精度低下。
我区广大的测绘工作者多年来为广西的国民经济建设做了大量前期性、基础性的工作，他们测制的1：25万、1：5万、1：1万的基本地形图为解决这一难题提供了物资基础；特别是近年来GIS（地理信息系统）技术的发展，使得这些可贵的资料在数字化处理之后日见增值，为准确、快速、低成本地获取地表的各种统计数据提供可靠的依据。
广西基础地理信息中心在为区党委、区政府制作的《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之西部大开发专题中，使用美国ESRI公司生产的GIS软件――ARC/INFO软件为东兰、乐业县制作了数字地面模型，进行三维地形表面分析和坡度量算统计，取得了准确客观的成果。
2、工作流程
在ARC/INFO中，管理、组织、存储数据最基本的单位是图层（coverage），一个图层相当于一个专题图，包含了地物的空间位置信息和属性信息。利用ARC/INFO进行土地坡度坡向高程的分布统计的工作流程如下：
1、利用国土资源调查结果，提取耕地信息，在ARC/INFO中生成耕地图层，给不同耕地分类赋予不同的属性；
2、获取该地区的DEM数据（DEM即数字高程模型，就是在一个地区范围内，用规则格网点的平面坐标（x,y）及其高程（z）描述地貌形态的数据集）；
3、分别生成坡度分布图层、坡向分布图层和高程带分布图层；
4、将耕地图层与坡度图层、坡向图层、高程带图层分别叠加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程属性；
5、进行面积统计，叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图。
3、坡度、坡向和高层带分布图生成
坡度、坡向、高程带图层利用ARC/INFO的TIN模块，由DEM（数字高程模型）数据生成。
3.1DEM数据获取：
目前常用的获取DEM数据的方法有两种：
用航天、航空遥感影像立体像对提取DEM；
用现有地形图扫描数字化等高线，获取高程数据生成DEM。
用航天、航空遥感图像立体像对生成DEM，最大的优点是数据更新快，但购买影像费用高；用高程数据生成DEM，精度高于立体像对生成的DEM，但更新慢，周期长，仅对高程变化不大的地区适用。目前区测绘局具有的南宁市1：1000DEM数据由航空遥感影像立体像对生成；全区1：25万、1：5万DEM和部分地区的1：1万DEM数据则由高程数据生成。
用ARC/INFO生成DEM的方法是：数字化地形图，获取高程数据，包括高程点、等高线、软断线（如边界线等）、硬断线（如河流、山脊、陡崖线等），生成TIN（不规则空间三角网，一种描述地形表面的方法），再由TIN内插成DEM。ARC/INFO软件生成的TIN对点、软断线、硬断线有不同的插值处理方法。根据笔者对ARC/INFO和国产软件GEOTIN的对比试验，ARC/INFO软件生成的TIN在更大程度上拟合实际的地型，不足之处是加特征点的过程较为繁杂，生产时间较长。
3.2坡度图、坡向图、高层带图生成：
在ARC/INFO中，坡度、坡向是这样计算的：DEM上每个格网点的坡度由相邻8个格网点计算而成（图1）。高程的最大变化率即为该部分表面的坡度。坡向为用于计算坡度的那条线的方向。
图1DEM格网点坡度的计算
运用TIN模块的分析功能可计算坡度、坡向和高程带，使用命令的关键是建立好坡度、坡向、高程带的分级定义查找表（LOOKUP-TABLE）。以坡度查找表为例，根据坡度分类的要求定义如下：
DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905对应的坡度分类：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~25°）（25°以上）
图2为利用DEM生成的图形
4、图层叠加：
GIS强大的分析任务之一是将独立的特征类型合为一个新的特种类，代表了两个输入要素类的合并后的情况。图层叠加，是将土地利用图与坡度图、坡向图、高层分带图依次叠加，可研究它们之间的共同区域。运用OVERLAYEVENTS命令可进行叠加分析。
5、面积统计：
图层叠加后，根据各种分类条件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程带的分布图，利用ARC/INFO的面积计算功能进行面积统计。
精度情况：据清华大学人居环境研究中心党安容等人研究，经国家测绘局验收的1：25万的数字地图（高程精度为25米），在用于分县土地坡度分级计算时，最小误差是0.9%，最大误差为4.9%[1]，适合省级农业部门制定宏观规划。如果利用即将完成的全区1：5万DEM和已经完成的1：1万DEM（西江流域），将得到更高的精度，适合县一级及县以下农业部门制定本县、本乡的部门农业规划。
值得注意的是，在坡度较大的地区，平面面积与三维地形表面积相差较大，笔者利用1：25万高程数据生成的DEM计算东兰县平面面积为2438平方公里（国土部门公布的数据：2434平方公里[2]），曲面面积为3437平方公里，平面面积与曲面面积相差较大。东兰地处大石山区，山岭绵延，河谷深切，地形起伏较大，利用ARC/INFO的表面积计算功能统计面积应该更为合理。
6、输出专题图：
对生成的各种分布图按照需要叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图输出。笔者在《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之子系统建设中，利用WebGIS将退耕还林试点县东兰县、乐业县的坡度图制成网络电子地图（图3），可供局域网上浏览和查询。
图3东兰县1：25万坡度类型图
摘要耕地的坡度、坡向、高程是决定耕地质量的重要因素，及时准确地提供坡耕地的分布情况，对于退耕还林工作的规划是很有必要的。本文以ARC/INFO软件为例，着重就如何在地理信息技术条件下，通过建立数字地面模型，进行地形地表分析，解决土地坡度、坡向的分布统计进行讨论。
关键词ARC/INFODEM（数字地面模型）土地坡度面积统计
【参考文献】
1、党安容毛其智王晓栋.《遥感与地理信息系统在人居环境可持续发展研究中的应用》.ARC/INFO暨ERDAS中国用户大会论文集（2000）
