对地理信息系统的认识范例6篇

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对地理信息系统的认识

对地理信息系统的认识范文1

【关键词】地理信息系统;高中地理;教学观念;教学方式

地理信息系统是一种多学科交叉的信息系统,可以以图形化、数字化的方式向用户提供所收集和处理后的地理要素信息。相较于传统的地图显示模式而言,使用地理信息系统可以更加直观形象的表达空间分析效能,增强学生对地理教学过程中所涉及的地理要素的识别与记忆能力,激发学生对理论学习的兴趣,促进学生地理关联能力、空间想象能力以及感知能力的培养。在高中地理教学中结合地理信息系统开展教学活动对于改进教学模式、培养学生自主学习、提升教学灵活性具有积极的推动意义。

一、地理信息系统的应用优势

1.改变学生信息获取方式,增强学生专业素养

地理信息系统中包含的内容丰富而全面,对实际问题的分析与解决具有十分显著的应用意义。在高中地理教学中应用地理信息系统辅助教学不仅可以让学生在学习过程中认识到地理要素之间的关联,帮助学生应用理论知识解决实际问题,还能够推动学生形成正确的、客观的态度和观念开展地理课程学习,不断提升学生的信息素养,拓展学生知识的获取来源和学习能力。

2.促进教师理论知识和教学技能的提升

应用地理信息系统开展教学活动可以将素质教育转化为具体的实践活动。教师在应用过程中会不断的提升自身理论知识储备,探寻适当的实现方式,以更加生动的方式将自己对地理信息技术的理解和认识传授给学生。

3.扩散学生的地理学思想

地理具有自身的学科特点和特殊性,即其具有自然学科与人文学科双重属性。为向学生展示这些属性,促进地理学思想的传承和发展,教师在教学活动中就必须结合现有资源,以最佳的方式向学生传达。

二、地理信息系统在高中地理教学中的引入方式

高中地理教学的重点在于让学生对地理事物、现象以及不同地区之间的时间、空间差异性形成一个全面的了解,并在此基础上构建自主的、系统性的、逻辑性的地理知识体系结构。传统的教学方式下,教学模式有限,课堂教学不可避免的会降低学生兴趣,增大学生的学习难度。而地理信息系统具有丰富的内容和资源、灵活的展现方式,可以有效帮助改善课堂氛围,激发学生的学习兴趣。具体来说,在应用地理信息系统开展高中地理教学时可以从以下三步出发逐渐深入。

1.基于地理信息系统的教学观念转变

传统教学方式下的地理学科教学处于一种简单的单向流动状态,学生的个体差异、思维差异以及知识积累差异需要没有得到足够的关注。这主要是因为教学活动中的互动性不足所造成的。

将地理信息系统引入到高中地理教学中,为其使用适当的、符合教学需求的教学观念,既能够解决传统教学方式中存在的问题,增强地理学科体系结构内的知识关联性,还能够将更加具体实际的地理问题引入到课堂教学中,培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。新的教学观念具体体现为教学与过程整合、师生互动提升、地理人才与地理知识储备有用等。上述观念下,教师可以在知识传授的基础上应用地理信息系统提升课堂教学灵活性,鼓励学生从自身情况出发运用所学知识解决实际问题,并参照地理信息系统进行对比分析,进一步拓展学生的知识应用方式和范围,满足学生差异化学习需求。

2.基于地理信息系统的教学手段转变

地理信息系统具有更强大的数据分析、信息处理以及结果显示等功能,将其作为教辅工具,可以替代传统高中地理教学中所使用的挂图、手册等工具,以更丰富多样的图表的方式集成更多地理要素之间的联系。同时,使用地理信息系统还能够依照教学需求开展快速绘图、专题制作、三维显示等操作内容,为地理教学内容的定量分析提供新的、高效的教学途径。

3.基于地理信息系统的教学内容引入

考虑到地理教学内容具有非常显著的时空特性、定量分析特性、空间分布特性等,在应用地理信息系统开展教学时可以事先对教学内容进行总结与归纳,然后再结合具体的教学内容引入地理信息相关技术开展地理问题解决活动。

三、实施策略

首先掌握学生的学习水平和学习能力范围,围绕教学材料和相关课题确定软件应用方式,如等高线教学、剖面图教学等;其次制定较为具体的时间和流程方案,并依照教学内容设计基于地理信息系统的解决方案;再次要充分调动学生的学习积极性,发挥学生的自主学习精神,让学生通过实际操作的方式从地理信息系统软件中获取关联教学内容;最后教师要及时总结归纳教学活动中的知识点、并开展针对性的、重点性的教师点评和学生自我评价活动。具体流程图如图1所示。

图1 基于GIS的高中地理教学

参考文献:

[1]牟琳.地理信息系统在高中地理合作学习中的实践与探索[D].成都:四川师范大学,2012

[2]段玉山.GIS基础教育理论与实践及BISPGIS开发研究[D].华东师范大学,2003

对地理信息系统的认识范文2

【关键词】地理信息系统 数字化地图 设计

一、引言

当前的地理信息系统软件是开发各种系统的工具和基础,具有以下的功能:数据输入、编辑、处理、查询分析、输出、二次开发、数据交换等。强大的二次开发功能是通过地理信息系统这个平台提供的,有的提供专用的编程环境;本文对地理信息系统和数字化地图在概念性认识的基础上对其进行分析,并对其设计予以研究。

二、地理信息系统

地理信息系统简称“GIS”,主要是用来处理空间信息与储存的高新技术,运用信息科学、管理科学、计算机图形学等手段。它渗透于社会生活的方方面面,成为现代社会发展进步必不可少的基础设施。它具有的特点在于:把相关属性和地理位置两者有机地结合起来,根据其独特的可视化表达和空间分析,进行各种辅助决策[1]。

地理信息系统的组成和应用。数据、软件、硬件、模型和人员是地理信息系统的五个主要因素。硬件是GIS所操作运用的计算机,GIS软件主要功能是为系统提具体的分析、存储以及地理信息,同样它可以在很多类型的硬件上运行。数据是地理信息系统中最重要的部件。GIS也应用于相关单位存储数据、管理资源方面,通过GIS可以把一些数据与其它数据源的数据相集合。主要应用在以下几个方面:

1.可以通过搜索GIS数据库得到需要查询和分析的地理信息。节省了百万计美元的经济成本。GIS还能做到把具体的数据信息相结合,做到资源共享。由于不同部门间可以通过共享的数据库在工作之中得到好处[2]。

2.制图。GIS的制图方法始于数据库的创建,运用相关的技术对纸张图片进行处理,计算机中兼容的信息也可以转换到地理信息系统之中。以任意的比例尺,任何的地点作为中心位置,使用强调相关信息的特殊字符显示所选择的信息。

二、面向GIS的数字地图技术

随着现代信息技术的不断发展,数字化地图应用层次也越来越大,在社会各界中对数字化地图的重视和关注也不断的提高。

数字地图技术:数字地图不同于其它地图,它是以数字化的形式来表达相关的内容,它的存在需要一定的介质作为载体,如:计算机硬盘、光盘等。在地图上显示的数字都是有它本身的实际意义的,且在数字地图上都有数据的数量和矢量的含义。GIS的数字地图是非常便捷地将一种或者是各种普通的地图或者是专题的地图进行操作和利用,满足人们的需要。这种地图还具有的功能为:对比例尺的任意的缩小、放大、绘图输出和裁切等。面向GIS的数字地图有其独特的灵活性:第一,对数字地图进行缩放编辑之后,可以形成各种比例尺的地图;第二,数字地图可以对图进行分层次编辑,把层作为基础,使文件的输出模式可以满足不同层次的需求。第三,地图检修方便、简洁、快速。第四,用户拿到的数字地图可以是充满大量数据的磁盘也可以是纸质图。

三、地理信息系统的城市数字化地图的设计

(一)地理信息系统的城市数字化地图的总体设计

1.开发平台

Mapinfo5.0是当前最强大的桌面地图信息系统,它能通过把复杂的信息以图文的方式展示给用户,使用户对其进行管理操作。在MapBasic的二次开发之下,能够对MaPInfo的功能予以扩展,使得程序的重复操作能够自动实现,还可以使得MapInfo与其它应用软件集成。

DDE是满足程序通信的机制,受到DelPhi的支持,完成对一些信息的操作处理,同时可以简化DDE程序,因此,可以考虑利用DelPhi完成像显示输出、查询这样的常规数据库中的数据处理[3]。

依据系统设计的要求,其编程环境为:

(1)要求在windows2000或者是Windows95/98系统环境下进行。

(2)为满足地理环境的需求,对版本做出要求。

(3)对存储的需要,必须要满足相应程序的使用。

(4)建立用户界面,方便客户使用。

2.系统功能

系统开发有其要求,系统实现的功能将从以下几个角度分析:

(1)地图对象介绍。运用文字和图片的结合,对院校、政府机构和景点等进行形象地描绘。

(2)飞机航班的管理。其中有航班的预定、查询、删除和退订。

(3)地图操作。对载入法人地图,进行放大、移动、缩小,从各个方位对城市进行把握。

(4)长途汽车管理。和飞机航班的管理差不多的功能。

(5)市公汽管理。包括修改车次、删除车次,对路线和站点的编辑等等。可以给出任意站点的最佳的乘车的方法。

(6)测量两点之间的距离。

(7)机车管理。如:车次的改变与查询等。

(8)可视化数据挖掘。

(9)地图对象定位查询功能。定位窗体中的地图对象。

(10)修改地图对象信息。对MaPInfo数据库表中的相关信息进行修改。

(11)系统帮助。对具体的操作系统予以了介绍,可以使用户便捷地使用这个系统。

地理信息系统的城市数字化地图的设计无论是平台上的分析研究还是到现实生活中的实际的功能运用,都巧妙而有效地展示了在地理信息系统之下的城市数字化地图设计的现实意义,理论运用到实践的社会生活之中,运用科学技术的平台来研究,带动数字化地图的发展。

参考文献:

[l]张新长、曾广鸿、张青年,城市地理信息系统,科学出版社,2011.

对地理信息系统的认识范文3

【关键词】地理信息系统应用现状发展趋势

中图分类号:B929 文献标识码:A 文章编号:

一、引言

地理信息系统,简称GIS(Geographic Information System),是融合计算机图形和数据库于一体,用来存储和处理空间信息的高新技术。它把地理位置和相关属性信息有机结合起来,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能,为土地利用、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供辅助决策。

二、国内GIS的发展现状

我国GIS的发展虽然较晚,经历了四个阶段,即起步 (1970—1980)、准备(1980—1985)、发展(1985—1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用,并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看,地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功(如GeoSTAR,Citystar,MapGlS等),一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科,一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外,还成立了“中国GIS协会”和“中国GPS技术应用协会”等。我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志,在几年的起步发展阶段中,我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步,积累了经验,为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。

地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府行为,正式列入国家科技攻关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地理信息系统(或数据库)实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育。

三、地理信息系统技术的发展趋势

1、数据标准化(interoperable GIS)

目前的地理信息系统大多是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的,它们采用不同的数据格式,对地理数据的组织也有很大的差异。这使得在不同软件上开发的系统之间的数据交换存在困难采用数据转换标准也只能部分地解决问题。另外,不同的应用部门对地理现象有不同的理解。对地理信息有不同的数据定义,这就阻碍了应用系统之间的数据共享,带来了领域间共同协作时信息共享和交流的障碍,限制了地理信息系统处理技术的发展。

地理数据的继承与共享、地理操作的分布与共享、GIS的社会化和大众化等客观需求,使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本以及实现地理数据的共享和互操作成为共识。互操作地理信息系统的出现就是为了解决传统GIS开发方式带来的数据语义表达上不可调和的矛盾,这是一个新的GIS系统集成平台,它实现了在异构地学下多个地理信息系统之间的互相通信和协作,以完成某一特定任务。

2、数据多维化(3D&4D&GIS)

三维GlS目前的研究重点集中在三维数据结构(如数字表面模型、断面、柱状实体等)的设计、优化与实现,以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。

另一方面,地理信息系统所描述的地理对象往往具有时间属性,即时态。随着时间的推移,地理对象的特征会发生变化,而这种变化可能是很大的,但目前大多数地理信息系统都不能很好地支持地理对象和组合事件时间维的处理。许多GIS应用领域的要求都是基于时间特征的,如区域人口的变化、平均年龄的变化、洪水最高水位的变化等。对这样的应用背景,仅采取作为属性数据库中的一个属性不能很好地解决问题,因此,如何设计并运用四维GIS来描述、处理地理对象的时态特征也是GIS的一个重要研究领域。

3、系统集成化(component GIS)

构件式软件技术成为了当今软件技术的潮流之一,它的出现改变了以往封闭、复杂、难以维护的软件开发模式。ComGIS便是顺应这一潮流的新一代地理信息系统,是面向对象技术和构件式软件技术在GIS软件开发中的应川。

ComGIS的基本思想是把GIS的功能模块划分为多个控件,每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间,以及GIS控件与其它非GIS控件之间可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木,可以分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来,就构成地理信息系统基础平台和应用系统。

组件软件的可编程和可重用的特点在为系统开发商提供有效的系统维护方法的同时,也为GJS最终用户提供了方便的二次开发手段。因此,ComGIS会在很大程度上推动GIS软件的系统集成化和应用大众化,同时也很好地适应了网络技术的发展,是一种WebGIS的解决方案。

4、平台网络化(WebGIS)

飞速发展的Internet和intranet己经成为GIS新的系统平台,利用Internst技术在web上空间数据供用户浏览和使用是GIS发展的必然趋势。从www的任一节点,Internet用户可以浏览协WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,进行各种空间检索和空间分析,这就是基于www的地理信息系统(WebGIS)。WebGIS显然要求支持Internet/intranet标准,具有分布式应用体系结构,它可以看作是由多主机、多数据库与多台终端通过Internet/intranet组成的网络。其网络Client端为GIS功能层和数据管理层,用以获得信息和各种应用网络Serve:端为数据维护层,提供数据信息和系统服务。

WebGIS系统可以分为四个部分: WebGIS浏览器,用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理,如查询和分析等; WebGIS信息,用以均衡网络负载,实现空间信息网络化; WebGIS服务器,用以满足浏览器的数据请求,完成后台空间数据库的管理; WebGIS编辑器,提供导入空间数据库数据的功能,形成完整的GIS对象、GIS模型和GIS数据结构的编辑和表现环境。

5、系统智能化(Cyber GIS)

赛博空间(Cyber space)目前在媒体中较多出现,它以计算机技术、现代通讯、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础,构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间,是一个人工世界。科学家预言未来的人们将在赛博空间里的信息海洋中生活,从一个节点到另一个节点,从一个信息源到另一个信息源进行信息交流和信息创造。世界各地的人们在全新的赛博空间中漫游,实现相互之间的通信、贸易和科教活动。

计算机软件技术发展经历了从软件的模块化到软件的对象化转变的过程目前,正在进一步向软件的智能化发展。软件智能体 (Agent)是软件设计进一步抽象的结果,是为适应广泛的分布式网络计算环境而发展起来的软件技术方向。麻省理工学院媒体实验室主任贝蒂·梅斯认为:软件智能体是“驻留在复杂动态环境中的计算机系统,它们自觉地感知环境并作用于环境,从而实现设定的目标或任务”。

在赛博空间中以这种空间智能体作为构成模块的GlS系统就是Cyber GIS,它自动地接受用户以高级语言描述的指令利用它能够感知并作用于所处的赛博空间的“本领”。通过与其他空间智能体的交互,为用户找到赛博空间中所需要的信息。

6、应用社会化(数字地球)

数字地球一词近来风靡全球,从哲学上说,数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化的重现与认识。从技术上说,数字地球是一人在全球范围内建立的一个以空间位置为主线,将信息组织起来的复杂系统,也就是全球范围的、以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。

数字地球在当前以工农业经济为主体的经济建设中的重大作用已初见端倪,它在农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、教育、环境、人口、城市建设等几十个领域都能产生巨大的经济效益和杜会效益,比如农作物监测和估产、土地覆盖物的识别和评价、地籍的管理和规划、灾害的模拟和预报以及监测和评佑等。

作为新的凝聚全人类梦想的目标数字地球提供了一种前所未有的认识地球的方式,它将对人类与自然的协调和平衡带来不可估量的推进作用。

结束语

随着地理信息产业建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS将深入到各行各业乃至千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手,它的用途将越来越广,因此,大力发展我国地理信息产业是一项既重要又紧迫的任务,掌握和运用GIS技术十分必要。

参考文献

[1]杨娜萍,乔德军.地理信息系统(GIS)技术的发展与挑战[J].大坝与安全. 2009(S1)

对地理信息系统的认识范文4

关键词:GIS;发展;演化

一、前言

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”,也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”,同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

二、GIS的提出和迅速发展

50年代,由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用,使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据,并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务,这样就导致了地理信息系统的问世。

1956年,奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库,随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统(LIS),用于地籍管理。1963年,加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语,并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。稍后,美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是,由于当时计算机技术水平不高,存储量小、磁带存取速度慢,使得GIS带有更多的机助制图色彩,地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图,进行地图数据的拓扑编辑,分幅数据的拼接,并发展了基于栅格的操作方法。

进入70年代以后,由于计算机硬件和软件技术的飞速发展,尤其是大容量存取设备—磁盘的使用,为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能,促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。

三、80年代的GIS—地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)

80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世,推出了第四代计算机,特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现,为计算机的普及应用创造了条件,加上计算机网络的建立,使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外,软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广,推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展,并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划(如道路、输电线等)转向更加复杂的区域开发问题。当时,GIS已跨越国界,在全世界范围内全面推广,应用领域不断扩大,并与卫星遥感技术结合,开始应用于全球性的问题(如全球变化、全球沙漠化监测等)。因此,国际著名的GIS专家,即前面提到的R.T.Tomlinson认为:“如果70年代是GIS发展的巩固时期,那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期,GIS还保留有地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)的含义和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科学(GeographicInformationScience,GIS)

地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力,而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究,并指出地球信息基础理论的实质内容:地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体,而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等;并认为:Geo-Informatics不同于Geomatics,在于这个Info还包括很多地学规律,其分析模型必须以地学为基础。

Goodchild于1992年提出地理信息科学(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题,如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求,它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询,而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的;它在注重地理信息技术发展的同时,还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题,如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见,地理信息科学在地理信息技术研究的同时,还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。世纪之交,由于地理信息系统的应用日益广泛,加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合,逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统,为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证;同时,这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广,掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝,于是时势造英雄,促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期,GIS己经渐变地含有地理信息科学(GeographicInformationScience,GIS)的含义和意思。

五、现在的GIS—地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)

近年来,随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用,GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期,社会对GIS的认识普遍提高,需求大幅度增加,地理信息系统已成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题,地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划,也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业,具备了走向产业化的条件。

近来,个人数字助理(PersonalDigitalAssistant,PDA)、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员,顾名思义,他们工作在远程位置,如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据,在远端使用这段数据,然后在每天工作结束的时候将改动更新(同步地)到主数据库上。这种场景的一个重要方面是:客户端保留有数据,并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势,这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统(GPS)的应用,可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置,并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会(OpenGISConsortium,OGC)提出了开放位置服务(OpenLocationService,OpenLS),希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定:所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的,追踪精度为125米。这样,一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念,与此同时,对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务(LocationBasedService,LBS)的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息,从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前,LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时,GIS已朝着地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)的方向发展。

六、结论

对地理信息系统的认识范文5

关键词:高师院校 GIS 教学

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-0-02

在现代,反映综合国力的显著标志之一就是该国的IT教育和科普水平。地理信息科学是信息技术的典型代表,是数字化的集中表现。1998年,教育部新颁布了高等教育目录。其中,在地理学和测量学这两个一级学科目录中,新设立地图学与地理信息系统、地图制图与地理信息系统两个本科专业,以期培养地理信息系统理论和工程应用人才。由于地理信息系统的广泛应用和普及,地理学科下其他专业,如地理科学专业,资源环境与城乡规划管理专业都开设了地理信息系统课程。它是新型强有力的地学研究工具,这对所有教学层次是十分必要的。在全球信息浪潮的推动下,2012年,教育部对1998年专业目录再次完善,把地理学中的地理信息系统专业更名为地理信息科学,由此可见对地理信息系统教学的重要程度。以人为本加强地理信息系统教育,大力培养创新型人才,是地方高师院校教学改革的重要课题。文章从多方面阐述地理信息系统课程的特征,分析了高师院校地理信息系统教学的存在问题并提出了发展对策。

1 地理信息系统课程特征

1.1 多学科交叉集成,知识广泛

地理信息系统(Geographic Information System,GIS)于20世纪60年代兴起,是一门年轻却异常活跃的学科。它是地理学、测绘学、统计学与计算机和信息科学等之间的交叉学科[1],已经渗透到各领域、各部门和各行业。GIS是数字地球的基础,是3S(GIS、RS、GPS)或5S(GIS、RS、GPS、ES、DPS)集成技术的核心,时刻影响和改变者人们的生产、生活、工作和思维方式。未来凡是与地理信息空间有关的社会、经济和人们生存、生活的98% 领域都将会应用到GIS技术。2007年,我国GIS产业规模达到500亿。据“中国地理信息产业协会”预测,到2015年,我国GIS产业规模将达到5000亿。

1.2 理论与技术应用并重

地理信息系统既是一门理论学科,又是一门应用性很强的技术型学科,全面反映“概念―原理―方法―操作―应用”五位一体的特征。学习GIS和学习游泳的道理相同,既要掌握理论知识,又要培养动手能力。理论与实践两面都要硬。没有实践的理论是纸上谈兵,没有理论的实践是瞎子摸象。教学中要注重理论的讲授,同时要加强实践能力的培养。

1.3 空间抽象和空间分析

空间分析的强大功能是GIS区别于其他信息系统的根本标志,也是GIS成熟发展与地理信息系科学发展的标志。空间实体的表达相对抽象,不易理解,可以借助PPT或一些实物,使之直观化、形象化,加强学生的感性认识。

1.4 更新快

GIS是地理学的第三代语言。发展了近50年的地理信息系统有着巨大的变化。从最初的GIS萌芽到现在的COMGIS、WEBGIS、VRGIS、时态GIS等,GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性巨型软科学。

2 高师院校GIS教学现状和存在问题

2.1 学时较少,兴趣不浓

地方高师院校开设的地理信息系统课程一般只有50学时左右,其中包括了理论课时和实践课时。这对于非GIS专业的教学来说是远远不够的。在我国,中学阶段对GIS的基础教育普及率不高。地理在高中阶段被分在文科类,地理科学专业和资环专业招生计划也受到影响,过多地招收了文科学生。尽管进行了高数、计算机技术和等级考试的学习,但数理基础薄弱,计算机知识缺乏,导致对GIS课程学习很吃力,并且兴趣不浓。

2.2 重理论轻实践

GIS实践性强,教学中需要安排大量的实践环节。但是由于高师院校地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业用于实践教学的软硬件设备配备不齐,并缺少必要的空间数据,只能偏重于理论教学,在动手能力培养上达不到要求[2],教师难讲,学生难学,使实践教学无法深入,得不到巩固,阻碍了GIS教育发展。

2.3 师资力量薄弱

建立一支高素质教师队伍是教育改革的根本。地方高师院校中从事GIS教学的教师大都是从地理科学专业转过来的。盐城师范学院不只有一位教地理信息系统课程的教师,但仅有一位地图学与地理信息系统专业毕业的教师,这不能满足GIS课程教学的需要,会影响GIS人才的培养。

3 GIS有效教学途径探讨

3.1 从大环境着手,创造有利条件服务教学

3.1.1 转变教学观念,加强对GIS的重视

国家新颁布的《普通高中地理课程标准》加入了“地理信息技术应用”教育模块,该标准提出了对GIS的教学要求。因此在高师院校地理科学专业纳入并重视GIS教育相当重要。资源环境与城乡规划管理专业与GIS更是息息相关。学校应从师资队伍建设、教学科研等方面加以长远考虑与准备,应积极申办地理信息系统专业。

3.1.2 加强GIS软硬件设施建设

地理信息系统包括四大要素:地理空间数据和信息、硬件、软件和人员。近年来,计算机硬件价格大幅度降低,许多师范院校的地理系有自己的机房,只要再添加些设备,如大型扫描仪、数字化仪和大型绘图仪等[3]。再购买安装相应的地理信息软件,如ERSI公司的ARCGIS,国内超图公司的SuperMap、中地公司的MAPGIS等,就可以把普通的机房变为GIS实验室。除此之外,还需要购买地理数据和信息。当然,GIS教学软硬件离不开不菲资金的支撑。地方高师院校可以采取软件公司与高校共建实验室,即校企合作的方式以较小的成本获取正版软件。

3.1.3 师资队伍的建设

根据地方高师院校GIS课程培养的目标和要求,提高教师的GIS教学水平,可以通过派送教师进行GIS专业深造或引进GIS专业的高层次人才。

3.2 教学注重GIS特色

3.2.1 加强实践教学环节

实践是硬道理,只有实践才能出技术和人才。师范学校若忽视,难于适应培养创新型人才的大潮。为了确保教学效果,开课时间的选择很重要,最好安排在大三年级开设。这个时间段学生已经具备了高数、计算机、测量学、地图学、遥感的基础,已经掌握了一些学习方法,能接受地相对容易些,并且有充足的课余时间来实践。在讲授GIS基本理论的同时必须辅以必要的同步实验,例如地图数字化、创建专题地图、空间查询与检索、地图版面设计等。

3.2.2 强调与专业或专业方向相结合,适当调整内容

教师在教学中不仅要传道、授业,还要解惑。这要求GIS教育要本着解决实际问题原则。教师应抓住GIS社会化的契机,在第一堂课上,对绪论的讲解尤为重要,不能照本宣科,讲解GIS课程的学科前沿以及与实际生活息息相关的方面。地理科学专业,利用GIS软件制作地图、数字化地图等。资源环境与城乡规划管理专业,强调空间分析,如城市规划及管理、园林管理、房地产管理、城市管网、城市交通、土地管理和地籍管理等。采用案例教学,做到有的放矢,提高学生学习兴趣。

3.2.3 改进考核方式

考试不是目的,而是检验学习效果的手段之一。教学中应积极倡导学生参与式学习,结合课堂讨论与交流心得体会,拓宽学生视野,巩固教学成果。在考试中,加大软件操作题的比例和相关应用题。积极引导学生脱离死记硬背,期末考前“抱佛脚”的换习惯,尝试口试答辩、软件操作方式的考试,提高学习的创造性,与培养创新型人才接轨。考试内容不能局限于教材,不能划范围定重点,从而破坏高师院校的学风和校风建设。

3.3 学生利用共享资源主观能动地学习

21世纪需要的是人才,教学要扬长补短,激发学生的主体性和创造性。要积极配合国家的教育体制改革,勇于探讨专业教学的新理念、新模式和新方法,因材施教,因人而异,因势利导,有意识、有重点的培养创新能力[4]。

同时,可以组建由学生自由协作和自主学习的应用研究性学习小组和创新团队,并制定专业教师担任辅导,鼓励和祖师学生积极参加ESRI、SuperMap等全国GIS应用开发大赛、挑战杯、开放实验项目、大学生科研项目、社会实践、科技文化展等,加强不同学科、专业的交叉。

只有让学生亲手操作、亲身实践,他们才能对GIS有更深刻的认识和技能上的更快提高。同学们要多写些GIS方面的小论文或毕业论文,体现新思路。一些专业的网站论坛,国内外高校的精品课程上,都可以下载关于GIS学习资料。

4 结语

地理信息科学(Geographic Information Science,GIS)是依靠地理信息软件(Geographic Information Software)支撑的地理信息系统(Geographic Information System),最终要为人类提供地理信息服务(Geographic Information Service)。地理系信息系统已经成为IT领域中产值最高的信息技术

之一。

参考文献

[1] 贾泽露,刘耀林,刘兴全.从市场需求看我国高校GIS教学改革[J].地理空间信息,2006,4(2):75-77.

[2] 李权国,张,康玲.师范院校地理科学专业GIS教育的问题与策略研究[J].福建教育学院学报,2010(2):62-64.

对地理信息系统的认识范文6

关键词:地理信息系统 矿山测量 技术 应用

中图分类号:G623.45 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(a)-0034-02

我国目前的矿山测量中,以地理信息系统为代表的测量技术得到了全面应用。地理信息系统简称GIS,目前的发展速度非常快。矿山测量是其重要的应用领域,除此之外,地理信息系统还在城市交通、通讯建设、电力传输中得到了重要应用。地理信息系统能够在矿山测量中得到全面应用,主要是其特点所决定的。综合来看,地理信息系统的特点主要表现在多源性、时空特性、多时相性、不确定性。正是这些特点,使地理信息系统能够在矿山测量中获得准确的地理数据和矿山整体框架信息,保证矿山测量取得积极效果。所以,有必要对地理信息系统在矿山测量中的应用进行深入研究。矿山测量是矿山工程的核心内容,主要是由地质、采矿、测量等学科技术共同融合而成的工程技术,当今,我国矿山生产趋于现代化,基于传统的测量生产技术,积极引入地理信息系统,提高工程设计的可行性,很大程度上提高生产效率,降低成本。该文将就该系统在矿山测量的应用问题进行具体分析如以下几点,并提出建议。

1 地理信息系统在矿山测量中的应用

随着信息技术以及测绘技术的不断发展,使得地理信息系统在矿山测量中的应用愈发广泛,目前,该技术的实际应用主要有以下几种:(1)利用该技术完成多方面数据的融合,从而建立更加有效、真实、准确的找矿模型。主要利用的是信息系统对多源信息的综合处理功能,能够将采集的各方面数据信息统筹处理,得到精准的找矿模型,避免出现片面性数据模型,影响矿山测量的准确性。(2)协助进行矿山的信息管理,矿山管理会涉及到设计、开采、监测等多个环节的信息数据管理、安全管理等,利用该系统能够很好对矿山的井下情况进行管控,可以为矿山生产测量提供可靠的数据支撑,目前,我国重视该系统在矿山利用、矿山生态、矿井安全等方面的应用研究。(3)有利于矿山三维立体模型的建立,随着计算机模拟技术的发展,地理信息系统能够利用自身功能来对数据进行分析,同时用直观的模型向工作人员展示矿山的实际情况,这有利于工作人员对矿山的了解,降低工程难度,为我国矿山事业的发展保驾护航。(4)协助进行矿产的资源规划管理,想要对矿山进行有序有效的开采,就需要加强对矿产资源的管理规划,利用地理信息系统对采集来的矿山资源图片、文字、文档等消息进行分类整理,录入信息数据库当中,以供矿山生产参考使用。(5)实现矿山的数字化,首先,数字化矿山指的是结合计算机模拟和多媒体显示技术将矿山开采可视化,这样能够提高工作人员对矿山矿井的认识和了解,有利于解决复杂的矿井情况,另外,随着科技的不断发展,矿山开采机器人已经处于研究开发阶段了,相信在不久的将来,矿山可以实现高度数字化与智能化。(6)可以利用该系统进行经济评价及预测,利用MGIS将信息数据等进行分析融合,基于原有矿山生产经营情况等,对测量矿山的生产经营状况进行精准预测,同时,由此可以发现其中的滞后因素,积极对相应问题进行调整,从而大幅度提高生产经营效率,减少不必要的经济损失。

2 在我国矿山测量中的应用现状

该系统目前在矿山测量领域起着十分重要的作用,得到了广泛应用,在进行矿山设计和开采之前,先要利用该系统设备进行地质勘察,以便制定矿山基本情况报告,从而为矿山工程设计提供有效依据,增强矿山生产设计的可行性,很大程度上提高生产开采效率。为生产计划的制定提供支撑,通过地理信息系统来对矿山的实际情况进行具体分析,并客观精准地显现出来,有利于有针对性地进行生产计划的编制,避免由于情况了解不透彻带来生产开采问题,另外还可以利用其强大的模拟仿真功能来检验生产计划,检测其可行性,降低生产失误的发生频率,减少不必要的损失。有效管理矿山信息,对矿山实际生产过程中遇到的一些经典问题进行记录,并将有效处理策略加以整理,统一录取到数据平台,为今后的矿山生产提供最可靠的生产经验,同时还可以帮助工程决策者做出正确指令。很大程度上可以提高矿山生产的生产效率。

当然,目前该系统在实际应用过程中仍然存在一定的问题,比方说地理信息系统的模拟仿真功能,通过对信息数据的可视化处理,来增加对矿山的情况了解,但是,矿山的地理环境十分复杂多变,使得该系统还无法将隐伏的问题完全表达出来,从而影响生产人员的判断。

因此,还应当有针对性加强对地理信息系统中可视化表达的研究,努力实现其在实际生产测量中的应用价值,早日建立起合适的可视化系统。另外,由于该系统结合了诸多技术,因此,会形成木桶效应,有可能出现由于某一项技术发展落后使得系统应用受限制的现象,比方说地质勘测技术和模拟仿真技术,两者都被系统所采用,但若是由于勘测技术精准度不够,会严重影响到模拟仿真技术的可视化呈现,从而影响整个系统在工程测量中的应用,因此,需要积极学习国内外先进技术,并引为己用,创新发展,尽量保证技术的同步。

3 地理信息系统在矿山测量中应用前景的分析

3.1 呈现多元集成的趋势

就目前来看,多元集成主要是就信息、管理、技术等方面来说的,矿山生产开采是一个极其复杂的工程,首先需要对多方面的信息进行分析融合,再对数据等进行规划和管理,最后专注于多元技术的结合,将勘测、测绘、开采有效结合,提高该系统的实用性,以及工程的可行性。在未来,该系统的发展务必会朝着实现多元集成可视化的方向发展,重视模拟仿真技术的研究开发,走可持续发展道路,相信可以取得更好发展。

3.2 实现矿山工程一体化

首先,矿山想要实现规范生产就必须做好对工程的每个生产环节的管控,争取实现工程一体化,利用地理信息系统对矿山进行勘测,收集相关地质信息和资源数据,对信息数据进行分析、融合,再利用3D模拟技术,将矿山客观显现出来进行最科学合理的生产设计;其次,加强对生产过程的监测,协调好矿山生产和环境等外界条件的关系,整个生产过程相互联系,相互协调,从而提高矿山生产效率,降低生产成本,规范生产流程,实现矿山工程生产高度一体化。

4 结语

随着我国经济的快速发展,和人们日益增长的需求,有必要对传统的矿山测量和生产技术进行改进和创新,积极发展多元集中可视化技术,努力实现矿山生产工程的一体化,加强地理信息系统在矿山测量中的应用研究,完善集地理、信息、测绘、模拟、管控等技术为一体的工程系统。在新时期,提高生产效率,降低工程成本,推动我国矿山事业更好更快发展。

参考文献

[1] 包世泰,余应刚,夏斌,等.GIS技术在工程地质制图中的应用[J].工程勘察,2005(2):102-103.

[2] 谢学梅,丁建勋.GIS在城市建设中的应用[J].地理空间信息,2004(5):152-153.

[3] 卜健,张琦.基于LBS应用的分布式移动GIS技术实现[J].重庆邮电学院学报:自然科学版,2004(1):145-146.

[4] 陈绍杰.计算机枝术与GIS关系的新进展[J].北京工业职业技术学院学报,2002(2):163-164.