對地理信息系統的認識范文

導語：如何才能寫好一篇對地理信息系統的認識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】地理信息系統 高中地理 教學

隨著人類步入信息社會，地理學與計算機科學、航天技術等現代科學技術結合，孵化出地理學的一門新型技術——地理信息系統。地理信息系統是一門綜合性的學科，結合地理學和地圖學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，而它作為現代科學技術的基礎和核心，把它引進高中地理課堂將會成為一種必然趨勢，地理信息系統作為一項具有廣闊發展前景的信息技術將會對高中地理教學起到推波助瀾的作用。

一、高中地理教學中存在的問題

現代教學論認為：“掌握知識的最終目的是要到實踐中去應用。學生獲得的知識只有回到實踐中去才有生命力。如果只會機械的背誦概念、記住一些定義、原理和公式、而一遇到實際問題就感到束手無策，那么所學知識就是毫無意義的?！倍趥鹘y的地理教學中，大多數教師因為輔助工具的約束性，偏重于如何加強學生的記憶，導致學生只是依靠死記硬背去記地名、背物產、記地形、背氣候等地理知識，或者通過機械訓練獲得一些地理技能，缺乏較高層次的地理學科能力。學生學會了如何應付考卷上的試題，卻沒有學會如何解決實際問題，不能靈活正確的應用所學到的地理知識，在實際問題或者實踐面前只能束手無措。

二、高中地理教學中引進地理信息系統的必要性

隨著科學技術的發展和經濟的蓬勃發展，當今時代已然成為一個信息時代，而在這個時代的到來給地理教學提供了各種各樣的信息和資料，豐富了地理教學。然而面對這個龐大的信息庫，傳統的教學輔助工具，例如地圖、多媒體計算機等往往不能夠很好的處理這些信息。而地理信息系統作為信息收集與分析的一個重要載體，能為改變落后的教學方法提供了契機，同時地理信息系統在地理課堂中應用體現出的互動性和可視性等特點更能加強學生對地理學習的興趣，從而豐富地理教學，提高教學質量。一位叫楊根平的老師曾經說過：“擁有正確的教育思想，高素質的教師隊伍，現代化的教具，科學教法的地理基礎教育，必將為全民素質的提高做出更大的貢獻。”由此可以看出在高中地理教學中引進地理信息系統不但是信息時代對地理教學的要求，還是實行素質教育的要求。

三、關于在高中地理教學中應用地理信息系統的幾點思考

1.轉變傳統的教學觀念，優化教學結構。我國著名教育心理學家曾經說過：“觀念是行動的先導，行動可以促進觀念的轉變?！庇捎谑軅鹘y教育教學思維模式和應試教育的影響，傳統教材和教學方式僅僅注重文字的推理和記憶，而這種教學模式與素質教育的要求和新課程教學觀念相悖。所以要將地理信息系統更好的應用于高中的地理課堂，首先就要改變教師傳統的教學觀念，讓教師認識到現階段地理課堂中存在的問題以及地理信息系統在地理課堂中應用的必要性。地理信息系統在地理課堂中的應用，能夠幫助教師用簡捷的方法形象的展現各種思維重組，幫助學生理性的升華認知過程。

2.在教學內容上適度引入地理信息系統。當今時代是一個知識日新月異的時代，在這個時代的地理課堂中，學生的第一學習目標不應該是對地理知識的掌握，而應該是對學生的地理自學能力的培養，這樣做不僅能夠順應信息時代的潮流，還能體現素質教育的要求。與傳統的學習方式相比，應用地理信息系統輔助教學，強調個性化學習，教師可以指定一個課題，讓學生利用網絡上的地理信息系統的數據庫、地圖庫進行自主性研究學習，這樣可以讓學生在學到一定的地理知識的同時，還掌握了如何應用地理信息系統自主學習的能力。

3.將地理信息系統引入高中地理教學的方案設計中。地理現象的多樣性經常讓學生不能對地理知識有非常直觀的認知，在這個時候，就需要教師將地理信息系統引入到高中地理教學的方案設計中。例如中國地理上有一條很重要的界限——秦淮線，在傳統的教學方式中，教師通常只是籠統的告訴學生這條界限是根據氣溫、天氣、降水等地帶性問題確定的，但是如果將地理信息系統引入到地理教學中，應用地理信息系統的軟件圖層疊加功能，將中國地形圖、中國積溫圖、年降水量分布圖、年均溫分布圖等在地理信息系統中進行疊加，這樣就可以讓學生自己得出結論，秦淮線并不是一條線，而是一條帶，在地理知識的傳授中達到事半功倍的作用。

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【關鍵詞】地理信息系統；輔助；地理教學

地理信息技術是地理課程獨特的輔助教學技術，它能擴展傳統媒體和計算機多媒體的功能，充分發揮地理空間性、綜合性和地理“理性”的特征。地理信息技術輔助教學是地理教學方法改革、輔助教學理論與實踐的重要內容。將地理信息技術的功能用于課堂教學，并與地理教學目標、內容、過程、方法相融合，實現教學內容的呈現方式、教師的教學方式、學生的學習方式的變革。

當前地理信息系統對于中學地理教師而言已經很是熟悉，但是理解不夠深刻，至少還沒有真正的將地理信息系統應用起來，他們對于地理信息系統的理解還停留在中學地理課本中，中學地理教學內容中有現代地理學研究新技術手段3S技術，即地理信息系統、遙感技術、全球定位技術，這些技術近些年來發展迅猛，在日常生活中我們會經常接觸到，已經成為常規技術，應用于各行各業。在現代地理教學中我們也應該借助地理信息系統的直觀表現效果輔助地理教學，加深學生學習了解的印像，幫助學生理解自然現象。

1 地理信息技術概況

地理信息系統與計算機及遙感技術結合,提供地理空間數據的采集、儲存、檢查、操作與分析。最新的地理信息技術已經發展到對地理空間信息進行可視化的動態分析,在三維圖形中對信息進行交互操作,并結合網絡、多媒體和立體視覺給人創造個虛擬的數字地球和數字城市，其對于空間數據強大的管理處理和分析能力已經在農業、林業、空頁、國土、規劃等等行業部門中得到應用，因為人類的行為大部分與位置和空間分布有關,所以應用非常廣泛。地理信息系統的廣泛應用創造了巨大的經濟效益和社會效益?，F代地理信息技術正深刻改變著人們的生活和工作,同時也沖擊著傳統的思維方式和教育觀念。

2 共享地理信息系統輔助地理教學

可以應用的共享地理信息系統很多，最為常見的有城市電子地圖、交通信息系統、旅游地理信息系統、E都市、Google earth、Visual map、Mapabc、Mapbar等等。大眾最為熟悉了解的地理信息系統當屬google earth，網絡支持的google earth在我們的日常生活中應用普遍，人們出行前在google earth上可以方便目的地的相關自然、人文情況，給人們的生活帶來很大的便利。

在地理教學中使用google earth會有更好的使用效果，可以觀賞全球任何地區的地貌。點擊塔里木盆地，只見一條條排列整齊的沙壟橫亙在盆地內部；點擊珠穆朗瑪峰，依次操作鼠標左鍵、右鍵可從高空鳥瞰、近景觀看過渡到側面觀賞，旋轉屏幕右上角的指北方向，可以繞山峰一周進行觀賞，使人真正體驗其雄偉和高大。調節觀看的高度、方向和傾角，可以進行高低、遠近以及縮放欣賞，地球上任一地區的大地貌和小地貌都能一覽無余。如果操作左鍵、右鍵(或改變鼠標上面輪子的轉動方向)可以分別放大和縮小所觀賞區域的范圍及其地表細微的形態和景觀。這些基本功能的應用對于學生了解地球地形地貌基本情況是最為直觀、高效的教學手段。Google earth中豐富的街景圖片，建筑的三維模型等等都將成為人文地理教學很好的展示工具。

3 專業地理信息系統輔助地理教學

地理信息系統能回答地理事物在哪里、有怎樣的空間分布趨勢、各地理事物之間空間關系如何等問題。其次，它也能進行直觀的模擬演示、數據統計輸出等。

3.1 直觀的表現地理事物的分布特征、分布規律:

教學中，教師可以應用地理信息系統在空間上顯示符合某一條件的地理要素的特性，幫助學生認識地理空間概念。例如，利用地理信息系統對地理事物的空間分布、查詢、顯示功能，輔助講授自然與人文要素的分布，也可對各地理要素之間的空間關系進行分析，幫助學生掌握地理要素的分布特征、空間分布規律，提高學生分析地理問題、解決地理問題的能力。

3.2 直觀的表現事物地理環境狀況:

利用地理信息系統技術，可確定某地理要素在一定范圍內對于其他地理要素的分布。例如，確定離某條河流100千米內人口大于20萬的城市分布，從而為內河運輸、灌溉發電、洪災預防等各種人類活動提供環境分析與決策，這有助于學生形成理性分析地理問題的能力。另外，也可以借助地理信息系統查詢功能，例如，查詢某城市一個地點到另一個地點的線段，或較大區域內一個城鎮到另一個城鎮的線路，地理信息系統可以提供多條線路，也可能給出最佳路徑，這些功能對于培養學生的空間分析、空間判斷和決策能力都有好處。

3.3 能夠反映地理事物變化情況:

利用地理信息系統能顯示地理事物在不同時段的地理信息的空間分布，能展現其各階段的特征，有助于學生認識地理事物的發展過程。例如，在講授城市化或土地利用變化等問題時，利用地理信息系統直觀顯示不同時段的城市擴展或土地利用變化信息，能幫助學生對城市化過程或土地利用變遷有深刻的了解。另外，地理信息系統能靈活添加圖層要素，例如，疊加城市交通、城市商業網點等信息，使教學過程靈活多變，能培養學生科學、客觀地分析問題的能力。

3.4 實現數據統計分析與地理情況的真實模擬:無論是地理科學本身，還是地理教學，直觀性是一個重要的特性。地理信息系統能實現統計分析、圖表直觀顯示。具體來說 專題地圖制作(地理信息系統軟件可以繪制交通圖、地形圖、行政區劃圖、旅游規劃圖等各類專題圖)等。

3.5 現代廣泛行業應用的地理信息系統能夠反映諸多人文地理:在“數字北京”“數字深圳”系統中，能夠進行三維漫游，實現從“街區”進入房屋內部的漫游。同時，還可以通過各種屬性庫鏈接查詢感興趣的信息，包括各類多媒體信息。這對學生提高學習興趣，學習新課程中的城市地理、城鄉規劃等知識非常有好處。

4 結論

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關鍵詞：地理信息系統；測繪；應用

中圖分類號：C922 文獻標識碼：A 文章編號：

一、地理信息系統的特點及其能提供的功能

1.地理信息系統的特點。

地理信息系統是傳統科學與現代技術相結合而產生的邊緣科學,它具有多學科交叉的特征,地理信息系統又是計算機化的信息系統,需要得到計算機硬件和軟件系統的支持。

地理信息系統處理的對象為地理空間信息,地理信息系統用于處理自然界特定空間內各種地理現象的信息,地理信息系統的核心組成是地理數據庫和空間數據庫,包括屬性數據庫、圖形數據庫和遙感影像數據庫等,地理信息系統能夠在同一的平臺內綜合處理這些信息,這是地理信息系統不同于其他信息系統的重要一點,并且包含的內容是豐富的和廣泛的。地理信息系統可以根據實際需要設計生產各種地圖,它通過圖表、文字、色彩等信息形象的表現出來,地理信息系統具有強大的制圖功能,完全可以代替傳統制圖和一般意義上的機助制圖技術。地理信息系統具有空間分析功能,從而使地理信息系統區別于機助制圖系統,也正是空間分析功能賦予地理信息系統以強大的生命力。空間模擬地理信息系統是整個地球或部分區域的資源、環境在計算機中的縮影。地理信息系統可以依據系統應用模型,快速模擬自然過程的演變和過程,取得地理預測和實驗的結果。

在各行各業中,通過地理信息系統選擇優化方案,避免不合理的決策,并且解決資源、環境、社會、經濟和人口有關的實際應用課題,在經濟社會中有助于決策支持系統。地理信息系統除了具有信息的一般特性還具有以下獨特特性:①空間分布性。它具有先定位后定性以及在區域上的分布特點,屬性的表現形式是多層次的。②數據量大。因為它具有空間特征和屬性特征還隨時間的變化而變化,所以數據量很大。③地理信息系統具有載體的多樣性,除物體的物質和能量本身外,還通過文字、數字、影像、符號、磁帶、光盤等等來描述地理實體。

2.地理信息系統能夠提供的功能。

（1）地理空間數據管理。地理信息系統能夠通過多種方式對地理數據信息進行錄入，并且還可以對數據庫進行有效地管理和維護。最為重要的是地理信息可以快速準確的對所需要的數據進行查詢和檢索，進而提供給決策者所需要的各種地理空間信息。通過地理信息系統能夠有效地實現現代化的信息管理。

（2）輸出功能。地理信息系統可以應用到地形圖的繪制中，這是地理信息的輸出功能賦予系統的一種能力。可以說繪制地形圖是地理信息系統發展的起源，這樣便能夠理解為何該系統具備這一功能。而該功能的最終目標是為建立地形圖數據庫提供基礎保障，同時與手工制圖相比地理信息的產出效率要比其高出數倍以上。

（3）遙感圖像處理。遙感數據可以說是地理信息系統的一個重要信息來源，現階段大部分地理信息系統都具備圖像處理功能，并且這部分功能常作為系統中的一個子模塊存在，利用自動影像匹配等技術可完成相關處理工作。

二、地理信息系統的應用

從地理信息系統和其他系統的區別與聯系以及地理信息系統特征和地理信息系統的分類中不難看出,地理信息系統的發展前景廣闊,表現在網絡化、標準化、數據商業化、系統的專門化、企業化、全球化、大眾化和智能化。地理信息系統是一種對自然與人類應用非常廣泛的系統工具,它的博才取勝和運籌帷幄的優勢,使它成為能夠影響人們生活的各個方面、有關各行各業經濟技術發展的基本工具。它的應用分為兩種情況,一種是利用地理信息系統來處理用戶的數據,在地理信息系統的基礎上,利用它的開發函數庫二次開發出用戶的地理信息系統軟件,并且在測繪與地圖制圖、資源管理、城鄉規劃、災情監測、環境保護、國防、宏觀決策支持等一百多個領域,取得了良好的社會經濟效益,下面結合例子來論述地理信息系統的廣泛應用。

地理信息系統在綜合分析評價與模擬預測中的應用,它不僅對地理空間數據進行編碼、存儲和提取,而且通過世界模擬,得到綜合評價,并且用這些數據以命令、函數和分析模擬程序對未來結果作出定量的和趨勢預測,對比不同決策方案的效果以及產生的后果,做出最優決策,避免和預防災難發生。例如,通過對大興安嶺火災的研究、普查和分析,應用系統對十幾萬個數據進行分析篩選出氣溫、風速、降水等氣候要素,以及植被生長情況、積雪覆蓋程度,用模糊數學方法建立數學模型,并且建立微機系統多因子的綜合指標來預防災情發生。

三、地理測繪系統在測繪中的具體應用

1.數據的采集。

在數據收集時，傳統做法是通過聚酷薄膜地圖上或者紙上現有的數據，經過掃描或者數字化來產生數字數據。現在比較理想的做法是借助于GPS全球定位系統，得到相應的位置坐標，然后直接輸入到地理信息中進行相應的處理，也可以通過遙感技術來完成數據的采集工作。

2.數據處理。

地理數據一般具有三個基本特征：屬性特征（非定位數據）、空間特征（地位數據）和時間特征（時間尺度）。在測繪中，涉及到的主要設施有城市建筑物、城市道路、據和屬性數據，屬性數據又可以分為客觀和主觀兩類，客觀屬性數據如城市道路的名稱、交叉口的形狀等，主觀屬性數據如城市道路與交叉口的交通量等。地理特征的專題屬性信息可以直接存儲于FAT表中，也可以存儲在其他數據表中，后者通過對象標志碼與FAT產生聯系。從空間信息檢索專題屬性信息，或從專題屬性信息檢索空間信息的實現就依賴干地理信息系統所建立起來的次種聯系。

3.數據管理。

在測繪中，主要涉及到用點來表示的實物信息有城市道路路段上的橋、城市道路交叉口等；主要涉及到用線來表示的實物信息有城市道路中線、城市道路邊線、通訊線的走向等；主要涉及到用面來表示問候的實物信息有道路周邊的建筑物（比如企事業單位、學校、醫院、公園等）?？梢园焉鲜鏊嘘P于點、線、多邊形相關的實物合理地分層組織如下：首先建立一個地理數據庫，在地理數據庫中建立測繪要素集，其中包括的特征類有城市道路中線、城市道路交叉口、橋、城市道路周邊建筑物等；同樣在相同的地理數據庫中建立一個管線要素集，其中包括的特征類有路邊線、電力設備、電力線、通訊線等。

4.數據顯示。

一般來說，地圖特征的圖形表達有以下幾種方式：單一的符號、單一值地圖、用類似于人口的字段屬性來表達數量（顏色分級、符號分級和密集度分級）、相關多種屬性的表達。用單一的符號展示數據于地圖可以從圖形上得知特征分布的密集程度，從而可以清晰地表達出分布情況。在測繪中，可以用點表示城市不同區的居民居住情況，這樣就可以用點的密集程度來直觀表達居民居住的分布密集程度；同樣，道路可以用線的特征來表示在區域內道路網密集程度。對于上述每個區的居民密集程度的表示，也可以先統計每個區的居民人數，然后按照一定的標準劃分，用不同的顏色來表示每個區的居民居住情況，并且還可以用符號本身的大小來表示居民分布情況。同樣的，城市道路交通也可以通過交通量的統計之后，依據交通量的范圍分類對城市道路進行等級顏色分類。

四、結束語

以上是筆者對地理信息系統的粗略認識及在測繪中應用的介紹,地理信息系統已成為國民經濟發展的必備工具,并且深入到各個領域,相信它的不斷成熟與完善將為社會的進步與發展做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]莫梅，彭萬欽.淺析在測繪中地理信息系統的應用[J].中國科技縱橫，2010（11）.

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關鍵詞：地理信息；礦山測量；應用

中圖分類號：TD171文獻標識碼： A

地理信息系統

地理信息系統簡稱 GIS，主要是通過計算機來對地理信息進行存儲和處理的

一種技術與工具，是一種依靠計算機軟和硬件的支撐，按空間把各種資源信息和環境參數或地理坐標進行分布，以其固定的格式和分類編碼輸入、處理、存儲、輸出，從而來滿足應用需要的人機交互信息系統的要求。

2、地理信息系統的主要特點和基本功能分析

通過分析可得 ，地理信息系統主要有以下幾個特點：

（1）地理信息系統具有多源性。因為地理信息系統中的數據所涉及到的領域比較多，載體多，而且來源也十分豐富，因此，地理信息系統具有多源性的特點。

（2）地理信息系統具有多時相。多時相性主要指的是在礦山生產和建設的每一個階段，礦山測量中的信息都包含其中。

（3）地理信息系統的時空特性突出。鑒于要考慮地理信息系統的幾何屬性和時空緯度特性，在具體的系統運行當中，它的數據在不斷的進行交換。

（4）地理信息系統的不確定性。在數據庫領域中，支持數據庫技術發展的重要理論就是不確定理論，然而在礦山測量中，地理信息系統需要依據所測量的數據來對數據庫進行構建，因此，地理信息系統因為所包含的測量數據比較豐富而具有不確定的特點，對于這一特性，必須正確理解。

除了以上所闡述的特點，地理信息系統還具有以下幾方面的功能：

（1）地理信息系統能夠及時并且有效的檢測礦區的環境狀況及其演變狀況。

（2）地理信息系統可以對礦區的數據進行采集、分析、加工處理和采集，同時還能夠對圍繞礦區的其他周邊因素進行確切的分析。

（3）地理信息系統可以為礦井的開采和設計提供有力的支撐，并且能夠對礦井的生產過程進行有效的管理，還能能夠為礦山的災害預防和治理提供一定的技術支撐。

（4）地理信息系統能夠輕而易舉的實現人和機器的協同操作，可以準確判斷礦區的整個開采狀況和發展規劃，從而使整個礦山的數據分析和處理能力得到很大的提升。

（5）當前，地理信息系統已經具備了3D 建模功能和可視化功能，這兩種功能可以很好的運用在礦山的模擬開采中，與此同時，還能夠研究礦山開采對環境所造成的影響。

地理信息系統在礦山測量中應用的重要意義

地理信息系統（GIS）是測繪技術中很重要的一部分，當前，在很多領域已經

得到了十分廣泛的應用，如城市交通、電力傳輸、通訊建設等領域，地理信息系統都已經成了不可或缺的部分。然而，應用的最廣發、效果最好的還是礦山測量領域。地理信息系統在礦山測量中應用的主要意義表現在三個方面：

地理信息系統在礦山測量中的應用，使其整體測量效果得到了提升。

地理信息系統在礦山測量中的應用，是礦山測量技術未來發展的必然趨勢，地理信息系統依靠自身獨特的優點使得礦山測量的整體效果得到了提升，滿足了礦山測量的實際需求。

第二，地理信息系統在礦山測量中的應用，使其礦山測量方法更加豐富。從目前已有的礦山測量方法來看，地理信息系統已經成為了礦山測量中的重要方法，并且發揮著很重要的作用，它在確保了礦山測量方法的同時，也保障了礦山測量的準確性。

第三，地理信息系統在礦山測量中的應用，使礦山測量的有效性得到了提升。在礦山測量的整個過程中，地理信息系統的廣泛應用在提高測量的準確性的同時，還降低了其測量難度，使得整個礦山測量過程的實效性更為優良。

4、GIS 在礦山測量中的應用

GIS 在礦山測量中的應用方向大體上可以分為五種：

（1）基于 GIS 技術建立多源數據找礦模型。單一的信息源常常局限于信息的片面性, 無法對地質體、地質現象和某些特征做出準確的反映，這就要求對多而復雜的其他相關內容進行更加深入和透徹的了解。而 GIS 技術具備多源數據綜合分析能力和管理功能, 可以給具有空間屬性的異源數據提供良好的融合平臺，從而建立起多源的數據找礦模型。

（2）礦山管理信息系統。礦山管理主要有礦山設計、礦產開采、巷道開挖、沉降監測和環境評價等內容。礦山管理信息系統內容復雜而且龐大，功能比較齊全。當前大部分學者已經對礦山的地質災害、礦區生態環境評價、礦山機電的安全管理、礦區土地利用、礦井通風信息系統、煤礦災害事故、井下可視化管理系統、煤礦瓦斯管理信息系統、煤礦安全管理礦山開采沉降可視化、救援信息系統等方面進行了深入的研究與探討

（3）三維礦山。當前，三維礦山模擬已經成了當代的科技熱點。它主要是建立在 GIS、可視化技術和地質信息計算機模擬技術的基礎上的礦山客觀實體模型。三維礦山的建立，對于地質和礦業界的人員十分有利，它可以更加直觀和精確地對礦體邊界進行圈定，從而對不同礦體分布的三維形態進行了解，方便了地下地質體的準確解讀，為礦產開發和找礦預測提供了十分有利的指導。

（4）礦產資源規劃管理。運用 GIS 方法有效管理礦產資源規劃管理中的大量圖形、文檔和指標數據，對于其標準和規范化的處理十分有利，建立統一的礦產資源數據庫?？梢酝ㄟ^運行客戶機、服務器的模式，經由大型數據庫和 GIS 空間數據引擎，把圖形和文檔數據吸收到數據管理平臺，進而有效實現對圖形、文檔和指標這三種數據的管理和分析。同時，還能夠對項目的規進行遠程管理。

（5）數字礦山。數字礦山（DM）是 1999 年提出的。數字礦山是多維數字化、網絡化和可視化的技術系統，主要是運用多媒體和模擬仿真技術數字化的再現了真實礦山。當前，國內已經逐漸開始運用三維地學模擬、采礦機器人、礦山虛擬等技術對礦山的開發與應用進行研究。比如，煤礦地質測量 3D 模型的構建與可視化對于提高工作人員對煤礦生產各個環節的直觀認識很有幫助。然而，因為采集數據有很大的難度，而且其生成算法又比較復雜，所以數字礦山全景式真三維建模這一功能目前還處于開發探索階段。GIS運用平行或基本平行的剖面數據建立起三維空間任意復雜形狀物體的真三維實體模型，并以此為基礎提供特定的服務，主要應用在露天采礦、井下采礦、建立巷道模型、礦體模型方面。

5、礦山地理信息系統

5.1、礦山地理信息系統概述

礦山地理信息系統 (MGIS) 是將 GIS 應用于礦山的區域性 GIS，是為礦山生產、設計、規劃等提供支持的系統。它主要以計算機為基礎，應用攝影測量與遙感等技術來對信息進行采集，發揮 GIS 的強大地學分析和輔助決策功能，通過制圖和圖像處理手段，結合礦山資源特征構建起來的地理信息系統。礦山地理信息系統的工能十分強大，它具備了對信息的采集、加工處理、存儲、建立礦區數據庫及軟件系統，實現對信息的查詢檢索、綜合分析、動態預測和評價、信息輸出等功能。這一強大的系統可以為礦區的環境監測和評價以及礦產資源的開發管理提供科學保障。礦山地理信息系統是礦山現代化管理、決策的重要標志，是為滿足礦山生產發展的需求而研發出來的一種現代化的信息管理系統。

5.2、在我國礦山測量中的應用現狀

5.2.1、應用領域

（1）礦床地質勘探及礦山設計。礦山地理信息系統能夠對大量的礦山地理信息數據進行存儲，并運用GIS 的強大功能進行勘探設計、地質施工、報告編制及礦山設計，在很大程度上提高了工作效率，并且降低了誤差，使得設計成果得到了進一步的優化。

（2）編制生產計劃。礦山地理信息系統能夠制定出生產計劃，并通過實時的分析其空間關系，制定出建立在客觀、科學、合理、有效的生產計劃，通過模擬，還能夠更好地對生產計劃的科學合理性和可操作性進行檢驗。

（3）日常生產管理。在日常生產過程中，礦山會遇到各種各樣的問題，許多地質現象也會日益凸顯，而這些新的資料要及時地輸入到礦山地理信息系統中，運用其特有的分析能力，對生產計劃進行及時、科學、有效的調整，使生產計劃的實施效率得到提高。與此同時，還能夠準確的統計出各種生產數據，為領導實施決策提供一定的參考。

（4）經濟評價及預測。在礦山中能夠使用礦山地理信息系統對礦山進行經濟評價，預測未來的生產經營狀況等。礦山經營的各個方面都能偶運用礦山地理信息系統，這樣不但能顧節約成產成本，還能夠提高工作效率。

5.2.2、應用中存在的問題

（1）可視化數據結構的有效表達問題。借助計算機的原型模擬加工可有效表達地面和地下地形地貌三維可視化，然而隱伏礦體在表達上卻存在一定的局限性。因為隱伏礦體的內部結構比較特殊，再加上礦體暴露，它所要表達的內容就會產生不確定性，對于隱伏礦體的可視化表非常不利，給其正常工作也帶來了很大影響，所以，必須盡快建立一種有效的可視化數據結構表達方式。

（2）巷道的空間拓展表達。因為巷道是不斷發展和延伸的，它所表達的線對象與地質的截然不同，所以，還得不斷加強怎樣針對在空間不斷拓展的特點實現礦山地理信息系統的三維可視化表達，建立適合礦山地理信息系統的可視化手段的研究。

5.2.3、GIS 在礦山測量中應用前景

（1）多元集成趨勢。多元集成主要指的是三大系統的集成，即礦山信息源的集成、礦山管理系統的集成、多種應用技術的集成。GIS 技術在未來的發展中必須使得遙感、水文、測量、物探、鉆井、地震等資料實現集成可視化，從而實現信息的融合和共享，為主管部門對網絡化的系統管理提供方便。GIS 將地理學、地理信息科學、計算機技術、遙感技術、全球定位技術等多種學科交叉滲透，具有非常好的實用性。所以，實現 GIS 的可持續發展，一定要將上述學科很好的結合起來，促進其共同發展，這樣才能使GIS 系統得以高效的應用。

（2）礦山生產過程一體化。未來 GIS 的發展趨勢將是實現從礦山設計到開采生產的過程一體化。其利用三維可視化、地質及礦床模型、虛擬現實等技術為基礎，同時又結合了其它信息，對其甲乙數字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采計劃編制、地下礦巷道標準斷面設計、采礦方法設計、爆破設計、露天開采爆破設計、儲量動態監測、災情應變預案等工作。運用可視化技術，實現露天采場、礦井的生產調度與自動監測，邊坡、排土場、尾礦壩的穩定性監測、評價和預報，地下礦井地壓、礦震監測與預報，通風、粉塵、地下水監測等。

（3）礦山決策支持系統。因為當前 GIS 在礦產資源方面對知識的處理和推理能力比較欠缺。而礦山決策支持系統將會為礦山環境保護、礦山環境治理、礦山環境評價提供支持。決策系統還將向智能化方向發展，為各種智能生產經營提供決策，并提高決策的實效性和科學性。

結語

通過本文的分析可知，在目前的礦山測量中，地理信息系統作為主要的測量手段得到了重要的應用，其應用領域主要表現在礦床地質勘探及礦山設計中、礦山的生產計劃編制中、礦山日常生產管理的開展中和礦山的安全生產領域。通過應用地理信息系統，礦山無論是在勘測還是再生產中都得到了有效保障。因此，對于地理信息系統在礦山測量中的應用我們要有全新的認識，不但要認識到其應用的重要意義，還要對其具體應用過程有足夠的了解，滿足礦山生產的實際需要。

參考文獻：

[1]李國釗. 地理信息系統在礦山測量中的應用[J]. 地理空間信息,2013,04:38-39+45+186.

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1、地理信息系統（GIS）又稱為“地學信息系統”。是一種特定的空間信息系統。在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

2、位置與地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置于特定的地理信息中，代表為某個地點、標志、方位后，才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之后，還需要了解所處的地理環境，查詢和分析環境信息，從而為用戶活動提供信息支持與服務。

3、地理信息系統（GIS）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，隨著GIS的發展，也有稱GIS為“地理信息科學”，近年來，也有稱GIS為“地理信息服務”。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。

（來源：文章屋網 ）

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【關鍵詞】GIS簡介規劃資源 探討 管理利用

一、地理信息系統（GIS）簡介

地理信息系統在國際上稱為GIS，即 Geograhpic Information system的縮寫。在我國又稱為資源與環境信息系統。在國際上雖然許多學者對GIS有不同的表述，但其基本概念是大體相同的。它通過對多要素數據的操作和綜合分析，方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數字等多種形式輸出，滿足各應用領域或研究工作的需要。地理信息系統在國民經濟建設中得到了廣泛運用，特別是在地域資源開發、環境保護、資源利用、城市規劃管理、災情預測、人口控制、交通運輸等方面發揮著積極的作用。

二.地理信息系統（GIS）一般分為三種類型：

1、全國性的綜合系統。它是以一個國家為其研究和分析對象的系統，如日本的“國土信息系統”、加拿大的“國家地理信息系統”等，都是按全國統一標準、存貯包括自然地理和社會經濟要素的全面信息，為全國提供咨詢服務。

2、區域性的信息系統。它是以某個地區為其研究和分析對象的系統，如瑞典“斯德哥爾摩地區信息系統”。

3、專題性信息系統．它是以某個專業、問題或對象為主要內容的系統，也是發展最多、最為普遍的系統，如美國的地震分析系統、法國的地球物理信息系統等。

三、GIS的特點及功能

為了滿足GIS對地球表面、空中和地下的若干要素空間分布和相互關系的研究，GIS都具有公共地理定位基礎、標準化和數字化、多維結構的特點。此外，GIS還具有數據輸入、存貯、編輯、查詢、檢索、顯示輸出的功能，能進行各種操作運算和應用分析，并易于更新維護。

四、地理信息系統（GIS）發展方向及問題分析

進入21 世紀以后,地理信息系統主要的基礎理論和技術研究熱點有了新的變化,代表了地理信息系統研究的新進展,主要歸納如下:

（1） 穩定、快速的GIS 數據采集和數據更新體系

GIS 數據的來源可以包括:野外數字化采集系統、地圖掃描矢量化采集系統、局域和廣域差分GPS 數據采集系統、遙感數據采集和更新系統、數字攝影測量數據采集系統等。對于每一種數據采集系統的研究都將設計許多具體內容,數據源采集和更新體系是GIS 理論和技術研究的首要問題。

（2）GIS 空間數據的質量與不確定性分析

數據和軟件是GIS 走向產業化的前提,同時GIS 空間數據的質量直接影響GIS 的分析和應用,影響了GIS 的生存和發展。從空間位置數據質量研究到空間屬性數據質量研究、從數據誤差傳播分析到數據誤差模型的可視化、從模擬數據不確定性分析到批量數字產品生產的質量控制和抽樣檢驗等的變化可看出GIS 數據質量不確定性研究的對象越來越廣,內容越來越多。

（3）3D 地理信息系統(3DGIS) 的研究

在傳統的二維(2D) GIS 中,通常是將垂直方向的信息抽象成一個屬性值,如DTM 中的高程,然后進行空間操作和分析。如果在垂直方向上的采樣多于一個,如:資源勘探中在一個鉆孔中的多個采樣,2DGIS 則難以處理。目前3DGIS 的數據模型研究有兩個方向:第一是利用三維幾何和CAD 領域的可視化, 構成3DGIS 中交互式的模型和可視化功能;第二是開發3DGIS 數據管理和空間分析功能,它從數據庫方面進行考慮,這兩個方面的結合以及迅速發展的虛擬現實技術將產生新的3DGIS 數據模型。

五 GIS 空間數據查詢語言的研究

GIS 數據描述的是空間信息,一般包括位置、屬性和時間三個方面。在GIS 應用中,使用最廣泛的是空間數據的查詢,有時查詢某一個圖形,有時是查詢空間圖形之間的相互關系。目前許多GIS 軟件提供的是常用的關系數據庫結構化查詢語言(SQL) ,而關系數據庫結構化查詢語言有其固有的缺陷,例如:不支持空間概念特別是空間關系、空間對象的查詢結果不能用空間圖形的方式有效地顯示給用戶以及不支持元數據查詢、知識查詢、定性查詢和基于圖形對象的查詢等。

當前對空間查詢語言的研究包括: (1) 空間結構化查詢語言( Spatial SQL) 。它是在關系型SQL 上發展起來的,不僅能完成空間數據的查詢,而且能表達查詢結果。其形式為: (空間數據庫查詢語言)SQL + (目標表示語言) GPL = Spatial SQL 。(2) 可視化查詢語言。將查詢語言的操作對象和過程及其空間關系等,用直觀的圖形或表格顯示給用戶,構成可視化查詢語言。(3) 自然查詢語言。引入自然語言的概念,使查詢語言的描述更接近自然語言,另外用模糊數學方法將模糊概念量化為確定的范圍,實現具有能理解模糊概念的查詢。

六、GIS 空間數據共享和數據標準研究

現有GIS 軟件與應用都有自己的數據格式和數據標準,不同GIS 軟件之間還不能直接讀取和操縱其他GIS 軟件的數據,而必需經過數據轉換。一方面國家和行業部門指定自己的外部交換數據標準,要求采用公共的數據格式,以解決不同 GIS軟件之間空間數據的轉換問題:另一方面指定空間數據相互操作協議(OGIS) ,指定一套大家能夠接受的空間數據操作函數(API) ,軟件開發商必須提供與這一API 函數一致的驅動程序,這樣不同的軟件就可以操作對方的數據。目前已有幾個重要空間數

據轉換標準:

DIGEST―――數字地理信息交換標準(Digital Geographic Information Exchange Standard) 由北大西洋公約組織NATO 的數字地理信息工程組DGI2WG制定,可以處理柵格、矩陣和矢量數據的轉換(含拓撲結構) 。

STDS―――空間數據轉換標準( Spatial Data Transfer Standard) 由美國地質測量協會USCS 制定,是一種不同計算機體系中空間數據的轉換標準。

OGIS―――開放地理數據互操作規范(Open Geodata Inferoperdility Specification) 是通過各軟件開發商提供的與其定義的API 函數一致的驅動來實現的,從而使得不同軟件可操縱對象的數據。

七、結束語

（一）GIS 的發展應該從技術開發和理研究兩個方面并重,不應過分的強調技術或過分的強調理論研究。當前主要的GIS 基礎理論研究主要集中在一些高校和科研院所,同時很多企業與之合作,積極從事應用的開始。隨著GIS技術的不斷完善，我們堅信，基于GIS的數字規劃資源管理與利用方式將被全國規劃管理部門所接受和采納。

【參考文獻】

1、北京超圖公司副總裁王康弘《中國的地理信息產業發展與超圖實踐》；

2、中國測繪科學研究院副院長程鵬飛《中國創新的地理信息技術》；

3、 中國測繪科學研究院創辦的《影像與數據融合國際期刊》；

4、王振穎曹麗娜《基于GIS的遼寧省農田水利管理信息系統研究》---；

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關鍵詞：地理信息系統；課程實驗；要點分析

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2014）001016702

作者簡介作者簡介：徐兵（1979-）男 ，碩士，廣東海洋大學信息學院講師，研究方向為圖像處理、GIS。

0 引言

地理信息系統通常簡稱為GIS（Geographic Information System），它是用于描述地理空間信息的計算機系統，融合了地圖學、地理學、測繪、計算機等多學科知識，并被廣泛地應用于城市規劃、國防軍事、防災減災、資源調查等領域[1]。本文所述《地理信息系統》是面向農學、資源環境等非地學專業學生的一門必修課程，為學生講授地理信息系統的基本原理和方法，使學生掌握常用的GIS工具軟件，熟悉基本的地學空間分析方法，能夠對已有地理數據熟練地進行采集、繪圖、建庫、空間分析、可視化等操作，并對各類空間數據進行統一管理[2]。由于課程是面向非地學專業學生開設，這些學生普遍缺少地理學、程序設計、數據庫、測繪信息等方面的知識儲備，在學習GIS軟件工具的過程中，很多學生對一些重要概念和空間分析操作往往不能很好地理解，造成實驗教學效果大打折扣[3]。因此，本文結合課程實驗教學實踐，總結出該課程的實驗教學要點，通過對要點進行分析歸納，有針對性地應用到以后的實驗教學中，以期提高課程實驗教學效果。

1 實驗教學目標

本文面向環境科學專業開設的《地理信息系統》課程安排了32學時理論教學、16學時的實驗教學以及32學時的學期末課程實習。在實踐教學環節，16學時實驗與理論教學同步，這些實驗主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系統軟件的操作學習，其主要任務是使學生在對地理信息獲得感性認識的基礎上，接受常用GIS軟件進行制圖技術的基本訓練，培養學生獨立制圖、建立數據庫和屬性庫，學會基本空間分析的能力。而32學時的課程實習主要以實際應用案例為基礎，要求學生利用所學的GIS基本理論和空間分析方法，對實際應用案例進行分析、提出解決方案。通過課程實習一方面促使學生繼續深入掌握GIS基本工具軟件的使用；另一方面加強學生對GIS空間分析原理與方法的理解，并能夠學會運用GIS工具進行初步的空間分析應用，同時結合基本程序框架實現GIS應用的可視化表達，并提交實驗結果和分析報告。

2 實驗課程設置

2.1 基本實驗

該課程安排了8次共16個學時的基本實驗操作，主要包括：①地理信息系統軟件的基本操作；②數據文件與空間數據庫；③地圖數字化與專題制圖；④地圖查詢與統計分析；⑤GIS空間分析；⑥初步建立3D GIS；⑦GIS二次開發；⑧3S集成及其初步應用。這些實驗的設置與理論教學基本同步，在設置過程中由淺入深、由簡到難，基本覆蓋了GIS軟件操作的大部分內容。

2.2 課程實習

學期末的課程實習以地理信息系統工程的分析和開發案例為基礎，通過實際的項目開發完成課程實習報告，檢驗學生對GIS軟件以及對GIS軟件開發的掌握情況。在具體實習環節中，設置了多個實際應用案例，以“城市公交系統的優化及空間分析”為例進行說明。該實習題目的基本要求是：①以某個城市（比如湛江或廣州的某個區）的公交系統運行情況為基本背景，調查該區域現有的公交線路運行設置情況；②通過資料查找的方式獲得研究區域的城市交通圖，借助于ARCGIS或MapInfo軟件對該地圖進行數字化處理，按照地理信息系統工程應用的基本要求，對地圖進行配準、矢量化等處理；③以所學的地理空間分析基本原理和方法為依據，設計出城市公交系統線路優化、公交換乘、最短路徑等方案，可以選擇其中一個作為重點進行設計，并以選擇的功能為基礎，對地圖矢量化進行調整和優化；④運用所學的地學空間分析方法，對研究區域的公交系統進行線路優化、公交換乘、最短路徑等方案進行空間分析，得出空間分析結果，并對結果進行優化和評價；⑤以報告形式將上述過程完整記錄，并總結本次實習工作，提交最終報告和實習過程中的各類數據。

3 實驗教學要點分析

3.1 空間數據結構

空間數據結構是地理信息系統的一個重要基礎，在GIS系統開發中通過構建空間數據模型并定義各空間數據之間的關系，實現地理信息與屬性信息的關聯。在實驗教學中，學生對地圖分層、圖層控制、空間數據與屬性數據關系等概念往往理解不清晰，由于缺少數據庫相關知識，在建立空間數據時經常出現差錯、導致圖層分層不清晰，后續應用開發無法使用地圖的問題。因此，該知識點需要教師在實驗教學中給予足夠重視，通過理論講解與實際操作相結合的方式向學生解釋空間數據、屬性數據、空間數據庫構建等概念。一般來說，在GIS開發中，用戶可以根據自己的實際需求對整張電子地圖中的各類空間實體進行有序的分層處理，通過圖形分層方法將一張地圖分成不同圖層，相同的圖層代表用戶定義的特定的空間實體類。采用這樣的分層方法可以提高電子地圖中各類實體要素的檢索效率，便于后期GIS開發中調用各類圖層[4]。醫療衛生機構地理分布的空間分層結構如圖1所示。

圖1 空間數據結構

3.2 空間數據關聯

在GIS二次開發過程中涉及的數據包括圖形矢量數據、空間屬性數據和工程管理數據，不同的GIS二次開發平臺對數據格式、存儲標準等均有所差別。以MapInfo軟件為例，矢量化的圖層數據文件以標準格式存儲在目錄文件中，在圖層文件.TAB中通過設置每個地物對象的唯一編號（通常用地物ID號表示）來建立相應的空間索引。由于MapInfo自帶的數據表存儲容量有限，因此，通過.TAB文件的ID號與屬性數據表中地物的ID號進行關聯，建立起空間數據與屬性數據的索引機制，將更多的屬性信息通過空間索引機制存貯在關系數據庫系統中。通過地物對象屬性信息的ID號實現空間數據與屬性數據的對應關系[5]，以醫療機構的地理分布為例，其圖形文件與屬性數據表的關聯如圖2所示。

圖2 空間數據與屬性數據的關聯關系

3.3 空間分析

空間分析是GIS的主要功能之一，這也是課程教學中的重點內容。在講授空間分析問題時，經常會提到最短路徑問題，它是網絡分析中經常遇到的一個技術難點，在實驗教學中要求學生能夠掌握基本的最短路徑方法和應用。最短路徑不僅包括物理意義上的距離最短，還包括了如時間、費用、流量等其它多參數融合的度量，這實際上涉及到了學生運用最優化理論解決實際空間分析問題的能力。比如，在課程實習中要求學生分析城市公交換乘及其優化問題，在具體分析之前，會將相關的算法介紹給學生，其中，Dijkstra算法是在實驗教學中向學生介紹的最短路徑算法之一。學生在掌握基本的原理和方法后，開始設計整個公交換乘的算法、程序流程、空間表現結果等，在這一過程中可以重點考查學生的空間數據結構設計以及空間分析能力。在公交換乘算法中需要存儲一些地理信息，譬如節點、道路等信息，這就要求有一個較好的空間數據結構。此外，對于一個大型的城市公交網絡而言，Dijkstra算法的效率顯得尤為重要，這時需要重點考慮如何進行算法優化提高Dijkstra算法的計算速度（如基于cache的緩存計算方式）。通過這些實驗內容的優化設置能夠有效地鍛煉學生自主分析和解決問題的能力。

4 結語

實驗教學歷來是理工科類課程的重要組成部分，地理信息系統作為一門交叉綜合性課程，其實驗教學的重要性不言而喻。通過任課教師對課程實驗教學內容的優化設置、對實驗教學要點的深入分析，能夠幫助學生更好地掌握GIS基本原理與方法，并將所學理論融入到實際的GIS開發中。本文通過對實驗教學中的主要知識要點進行分析，為后續教學活動提供有益參考，有助于教師更準確地把握學生實驗中存在的問題，對加強實驗教學效果、提高實驗教學質量有一定的促進作用。

參考文獻參考文獻：

[1] 田雨，盧秀山，姜巖，等.GIS專業實驗教學建設與實踐[J].理工高教研究，2009，28（1）：116118.

[2] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社，2007.

[3] 李朝奎，王利東.不同專業背景下GIS專業建設探討[J].當代教育理論與實踐，2011，3（4）：9395.

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關鍵詞：GIS RS 空間信息技術 實踐教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0176-02

地理信息系統是一個新興的交叉學科，在我國學科設置中，地理學一級學科、測繪科學一級學科、計算機一級學科都設有地理信息系統的二級學科。我國已有近200多所大學設立了地理信息系統專業，我校資源環境與旅游學院也于2002年建立了地理學一級學科下的地理信息系統專業，目前，在教育部新修訂的專業目錄中，已改為地理信息科學專業。遙感科學與技術是測繪科學一級學科下設立的新專業，我校于2011年正式開始招生。地理信息系統學科和遙感科學與技術的設置也表明了該學科的交叉性，盡管兩個專業的側重點不同，但都涉及到地理學、測繪學、圖形圖像學、計算機科學等專業相關的各種專業知識。為貫徹“厚基礎，寬口徑”的教育理念，切實做到理論聯系實際。我們向大一新生開設了“空間信息技術基礎”這門課，開設這門課的目的是對新生系統全面地介紹空間信息技術的全貌、各分支學科的主要內容及其之間的關系，闡述空間信息技術的發展歷程，并將其經典基礎理論與現代應用信息技術有機結合。通過該課程，一方面激發新生對空間信息技術產生濃厚的學習興趣，建立學習本專業的信心，使學生提高對空間信息技術的整體認識，熱愛地理信息系統和遙感專業，而且也為通識教育夯實基礎。我校地理信息系統和遙感專業主要向全國十多個省市招收理科生，主要存在學生計算機水平與知識不平衡，理科生地理不作為高考引起的地理基礎不牢，網絡條件下信息服務參與度差別大等特點，而作為交叉學科的空間信息技術涉及到計算機科學、網絡技術、地理學、圖形圖像學等。因此，在大一進行空間信息技術課程的講授不同于其他專業課重點在專業技能和專業素質的提高，如何在起點不同、網絡信息服務逐步深入學生學習生活的同時開展空間信息技術基礎的教法研究是一個重要的課題。

1 網絡信息服務中的空間信息技術實踐教學

我校地理信息系統和遙感科學兩個專業招收的都是理科生，在現行高考體制下，理科綜合中只包含物理、化學和生物，沒有地理學科。同時，不同省份和不同家庭條件的學生中計算機水平和對信息技術的了解水平分異較大，這些都成為空間信息技術基礎這門課教學有效開展的障礙。通過與多屆學生的教學互動以及與大學一年級新生的深入交流，學生主要有以下一些特點：一是地理知識和功底相對比較薄弱，主要原因是在高考指揮棒下理科生學習地理知識的課時和精力相對較少，特別是在農村地區；二是計算機應用和相關知識分異較大，一些農村地區在高中以前沒有使用或者很少使用計算機與網絡，而北京城區的學生計算機和網絡使用水平相對較高；三是計算機軟硬件和網絡條件較好，學生使用計算機和網絡興趣濃厚，受考上大學的影響，大部分學生都擁有計算機，同時學校提供的網絡上網條件較好，基本能夠實現教學區和休息區的全覆蓋，使用網絡信息服務來引導空間信息教學條件較好。實踐教學是加深感性認識、提高課程興趣的重要手段。通過本課程的積極引導，讓網絡信息服務不僅成為生活娛樂的工具，也成為專業學習的工具。通過與日常生活相關的實踐教學提升學生的專業鑒賞能力。針對以上條件，在實際空間信息技術教學中主要采用以下一些方法與手段來充分利用網絡信息服務來進行空間信息技術基礎的教學工作。

（1）通過分組的方式，利用課堂和課下互動來分享空間信息技術帶來的不同的網絡體驗，提升專業興趣。在充分了解學生各項基本知識和基本功能后，通過老師引導和學生自愿分組的方式，將學生分成3～5人的一個小組，小組完成以下諸如課堂討論、課下互助的方式開展各項學習過程，在分組時應注意到學生的地域、計算機基礎等的差異。如在第一堂課后，會讓學生學會使用googleearth，并在googleearth上找到自己的家，并向第二堂課上向全班介紹自己學習使用googleearth的過程、對它的認識，以及找到家鄉的過程。通過幾輪的課堂教學效果來看，學生在沒有老師引導的情況對空間分布、影像尺度等相關專業知識和思想有了樸素的認識，在課堂介紹階段通過提問、討論、點評等方式，能夠將樸素的感性認識轉化為專業知識和認知能力。在整個課程的教學過程中，設計了諸如家鄉、著名自然旅游景點、熱點事件的熱點區域等多個課下實踐和課上交流的過程，在空間信息網絡服務的支持下從不同的知識側面引導學生從單一的講授學習到課下實踐-課堂交流的互動和主動學習。在此過程中，各小組組員組成的合理性，各個課下實踐-課堂交流主題的有趣性，以及選擇各小組課堂交流的順序都成為該方法手段能夠順利高效進行的關鍵因素。第一次選擇小組完成任務的優秀程度可能直接決定了以后幾次該方法手段的優秀程度。

（2）通過不同網絡服務形式比較，加深學生重點基礎知識和重要地學思想的理解。在空間信息技術基礎教學過程中，需要學生通過地理對象抽象形成地理數據模型，通過數據模型的抽象形成數據結構，通過對數據結構的實體化形成地理信息等三個步驟，而在空間信息技術的發展過程，對地理對象的抽象、數據模型的類別、數據結構的多樣性以及實體數據的海量性等都有不同的認知。在這些過程中，既有豐富的具體形象的對象，也有抽象的模型、數據等，借助網絡信息服務下一些具體事例，方便學生更好的加深理解。如我們通過讓學生觀察自己的校園，并研讀百度地圖、虛擬城市等不同的網絡信息服務工具下的矢量地圖、影像地圖、三維地圖和地勢圖等不同的地圖表現形式，通過比較、討論、點評等多種方式，對空間信息技術中的矢量、柵格等不同數據格式和結構。

（3）引導學生將學習、生活與網絡信息服務中的空間信息技術結合起來，應用專業知識來分析和理解。空間信息技術在當今社會各個領域的部門應用越來越廣泛，一些空間信息技術中較為專業的名詞簡稱或者縮寫如GPS等經常出現在同學們的身邊，教學過程中教師理應通過這些有利的條件引導學生學習、理解和深入探討相關。我們可以通過比較新聞聯播后的天氣預報中的氣象衛星遙感影像和資源衛星影像來引導學生分析不同對地觀測衛星的用途與特點，可以通過googleearth上不同影像分辨率的變化來引導學生理解空間分辨率與地理空間尺度的概念，可以通過矢量地圖、影像地圖等常用的地圖服務引導學生分析兩種地圖格式的異同等等。教學互動的過程覆蓋到了同學的學習與生活的過程，我們在課堂上也積極引導學生將日常生活中觀察到空間信息技術的應用與同學們分享，如在事件過程，同學們了解到了利用無人機獲取影像的內容，在討論過程中，學生和老師共同討論了各種遙感平臺、不同遙感影像、獲取國家基礎地理信息的手段等多種主題，教學效果良好。

2 結語與討論

空間信息技術已經從專業化的應用向網絡信息社會服務方向轉化，應用這些基本的素材和網絡信息服務的便利，可以有效的提升空間信息技術基礎教學手段的效用。在空間信息網絡信息服務的支持下通過課堂-課下教學互動能夠幫助學生較好的形成空間信息技術的基本框架，提高學生學習興趣和學習能力，形成良好的專業鑒賞能力。

參考文獻

[1] 許捍衛，張友靜，張行南.21世紀高校GIS本科人才培養方案的研究[J].地理信息世界，2003，1（4）：27-30.

[2] 王玲，王月健，劉琳.地理信息系統課程實踐教學的改革與探索[J].兵團教育學院學報，2007，17（16）：55-57.

篇9

關鍵詞：地理信息三維可視化系統；遠程控制技術；計算機信息技術

中圖分類號：P208；TU990.3

這些年以來，計算機信息技術、遠程控制技術、攝像測量技術等一系列科學技術都有了突飛猛進的發展，這些發展變化將以最快的速度在最短的時間段內捕捉到空間信息，接著進行三維景觀的重組變得不再只是夢想。特別值得一提的是地理信息三維可視系統的問世以及進一步研究應用為人們更好地認識周圍環境提供了新的方法和角度。在與之相關的環境虛化體系里面，地理信息三維可視化體系也屬于一種起著關鍵性作用的構成成分。

1 三維可視化地理信息系統的發展

當下出現的三維GIS系統以三維數據作為基礎，能夠很客觀地將我們周圍真實存在的事物進行虛擬化地再現。該體系在現階段已經取得了很大的發展與進步，并能很好地處理大量數據漫游以及貼面修改等事務。不過在三維數據研究、建立模型以及數據整理等層面上還有不少不足之處需要改正。在當下，所能實現的只有在二維GIS的基礎上增加一些填補工作，輔助建成三維的景觀模型，而這樣做充其量也只是山寨的三維GIS。三維可視化地理信息系統本來是對周圍環境三維數據的儲備，處理以及能夠看見等不同技術的結合。但是就現在的技術水平而言，我們只能對山寨GIS進行利用，要是想要形成一個真正完整的三維GIS，我們必須處理好下面幾個點：巨大的數據總量；多種繁瑣的空間關系；數據儲備以及整理、查看、搜索等等[1]。

2 地理信息三維可視化系統的應用現狀

2.1 城市。中國的城市聚集著越來越多的人，越是繁榮人口密集的城市似乎越具有吸引更多的人群加入其中的魅力。人口的大量集中使得城市建設面臨著越來越多的問題，而地理信息三維可視化系統的問世與進步可以為城市的發展提供很大的方便。例如城市管理中的居民管理、大氣污染狀態監控管理、地下用水管理、地下線路管理等等。

2.2 環境。新世紀，隨著生態環境保護以及可持續發展觀念的深入人心，地理信息三維可視化系統可以對大氣環境、地表環境以及地下環境進行全方位的監控報告，能夠生動真實客觀地將我們周圍的環境狀況模擬出來，讓我們及時客觀地將周圍的環境發展狀況認識清楚，有利于更好地采取有效的措施進行治理和防護。

2.3 地質。地質是當下眾多行業與學科研究工作正常進行的基礎載體。地理信息三維可視系統能夠更好地將我們擁有的地質環境，結構組成清晰地模擬出來，客觀真實地再現在人們的面前，為各項研究工作，生產工作的正常進行，順利展開提供無窮無盡的便利。

2.4 礦山。在礦產這一行業，地理信息三維可視系統又能將礦物質的形態與組成結構清晰地表達出來。有利于礦產勘查工作者掌握巷道，礦場等的詳細地理信息，為礦產事業的發展提供詳細有用又準確的第一手資料。方便相關政策方針的制定。

2.5 海洋。新世紀又將是一個海洋的世界，對海洋展開的研究利用將是我國是實現可持續發展目標的一個重要的手段。在這一方面地理信息三維可視化系統能夠準確客觀地將海洋知識匯報給有關研究機構，進行海水鹽分、溫度、壓力以及水流方向等的研究，有利于我國對海洋的進一步開發。

2.6 氣象。還可以用來匯報高空大氣的情況，包括氣流、風向、氣壓、構成元素、成分變化等。綜上所述，地理信息三維可視化系統在我們的日常生活生產發展中涉及領域之廣不容忽視，隨著人類社會的進一步發展，它可以幫助我們解決各種各樣的問題，所以要予以高度重視和關注。

3 地理信息系統基礎平臺的選取

地理信息三維可視化系統想要獲得進一步全面的發展，不得不考慮地理信息系統平臺的正確選擇。在這一方面，一般使用的一個平臺就是美國MIS企業開發出來的一款軟件，Maplnfo，用它來作為地理信息三維可視化系統開發的平臺。該軟件具有功效超大、綜合性強、比較直觀等特點[2]。這款軟件可以將數據和圖像信息有效地組合在一起，對繁瑣的地理信息進行分析，而且其具有的可視化地理分析能力還能夠允許使用者將不一樣的數據聯系在一起，并將其展現出來，表達出數據中間存在的聯系，以及數據的形式。它的特點有：

3.1 代碼匹配。該系統能夠為前后輸入的圖像以及屬性數據進行自動的匹配工作，而且能夠對這一過程中產生的錯誤進行自動修復。同時該系統還能夠通過MapBasic語言對圖像與數據進行有效地連接。

3.2 查詢功能。Mapinfo允許對圖像進行的點查看，功用齊全的SQL查看，為地理表達提供支撐，也可以將圖形與數據連接在一起。搜素的成果能夠用圖形、表格等進行表達。

3.3 圖形編輯和顯示。允許對圖形上的事物進行隨意地刪除和增加，也可以將獨自的記錄與條件等進行修改。至于數據的展現完全可以通過三種不一樣的形式。

3.4 輸出功能?？梢詫D形的部分打印出來，也可講內部的數據變成AutoCAD能夠識別的另一種形式。內部格式的數據形式也可以進行轉變。

3.5 Mapinfo。不允許對象拓撲關系的構建?？臻g分析的作用需要通過最基本的對話框交互形式來完成。

4 三維可視化軟件的選取

在地理信息三維可視化系統中，對三維可視化問題的研究與分析是其關鍵的構成部分。其中處于最中心地位的一個工具是三維可視化工具，它是及逆行那個三維圖像研究制作，對地理信息三維可視化系統展開研究的關鍵性的一個步驟。在信息計算機起步之初，人類就已經展開了對計算機圖像的研究工作，一直到九十年代開始，人類開始認識到繁瑣的數字通過圖像來表達更加利于理解，所以自此開始，三維圖像以飛快的速度發展了起來。

5 地理信息三維可視化系統的進一步是實現

當下，在國內外，地理信息系統研究界，地理信息三維可視化系統的研究儼然已成業界的熱門話題，計算機信息技術還在進一步發展中，所以地理信息三維可視化系統的發展還需要進一步的研究。

5.1 在數據層面，地理信息三維可視化系統數據主要由四個構成成分組成：圖像的幾何位置、屬性信息、高度以及拓撲聯系。在這些構成中缺少的是數據的Metadata，alsomeans元數據。該項數據是用來對數據的出現、投影形式、坐標構成、使用時間段、編碼計劃等作出記載，元數據有利于數據共享的實現。

5.2 應該形成一種三維可視化基礎數據的管理體系，也就是說用該體系來對數據的錄入錄出，以及數據庫的形成進行統一的管理控制。

5.3 該體系只保證了由二維地理信息系統轉變為三維地理信息系統的一個方向上的督查，但是一個完善的三維地理信息系統應該將二維地理信息系統和三維可視化系統進行查詢上的交換。

5.4 網絡技術正在經歷著飛速的發展變化，信息技術的更新換代，使得它在頁面制定、公布以及傳遞等方面起著十分重要的影響，網絡地理信息系統三維可視化系統能夠幫助其是實現大眾化的發展。

5.5 由于本系統還有針對高層領導的校園規劃、建設等方面的決策要求，故需要根據實際情況實現本系統的輔助決策支持功能。

6 結語

地理信息系統是以計算機為基礎的一項應用技術，它使與地理空間分布有關的信息得到更有效、更迅速的利用和傳播。但大多數地理信息系統及其應用是基于二維坐標系的，缺少管理、分析復雜三維物體的功能，難以滿足地理科學、大氣科學、海洋科學等研究三維空間特征的要求，地理信息三維可視化系統的研究與開發己成為地理信息系統研究領域的重要方面。

參考文獻：

[1]范江，汪嘉平.城市三維可視化地理信息系統初探[J].現代測繪，2005.

篇10

關鍵詞：地理信息；GIS；應用；發展

中圖分類號：C952文獻標識碼： A

引言

GIS以地理空間數據庫為基礎，交叉了地理學、測量學、計算機科學以及地圖學等多門學科，通過采用地理模型分析方法將多種空間的和動態的地理信息適時提供給工作人員，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統?，F階段，GIS的應用領域在不斷擴大，甚至已延伸到了企業信息化的過程中。

一、地理信息系統概述

GIS的全稱是地理信息系統，這是一種特定的十分重要的空間信息系統，它是一個在計算機硬件、軟件支持下，對整個或部分地球表層空間中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的系統，兼具“工具”、“資源”和“學科”三大屬性。其“工具”屬性是指為人們采用數字形式表示和分析現實空間世界提供了一系列空間操作和分析方法；“資源”屬性是指將單一分散的數據資料和科學積累集成起來，成為研究和解決空間問題所需的綜合信息資源。“學科”屬性是指其有著相對獨特的研究對象和技術體系，正在逐步地發展形成一門關于空間信息處理分析的科學技術。

經過了近半個世紀的發展，GIS理論與技術已經相當成熟，并且得到了廣泛的應用。在資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、交通運輸、水利電力、農林牧業等領域，GIS的作用和貢獻十分顯著。

二、地理信息系統的發展現狀

地理信息系統發展是從60年代的探索時期，70年代的發展時期，80年代趨于成熟，到90年代開始普及與應用，然后逐漸步入用戶時代。社會對GIS的認識普遍提高，需求大幅度增加，GIS已經成為許多機構(特別是政府決策部門)必備的工作系統。GIS理論和技術得到了迅速發展，尤其是GIS、RS(遙感)和GPS(全球定位系統)結合的3S技術，有力地推動了GIS的發展。RS是GIS重要的數據源，GPS為GIS則提供了空間定位信息，GIS利用這些數據和信息完成管理和分析功能。

目前，GIS在我國逐漸得到了普及應用，服務領域不斷擴展，也獲得了廣泛的認可。但從技術實現方面看，大多數的GIS都是在現有的成熟技術上進行的開發，對新技術的追求力度還遠遠不夠。例如，GIS開發者大多關注于如何實現空間查詢，或者如何提高查詢效率，但是卻忽視了從查詢結果中用戶能得到什么樣的結果，對用戶有什么幫助，這時，GIS開發者是否可以借助智能專家系統來深入分析查詢結果，提供更有價值的信息。再者，從數據可視化方面看，GIS開發者可能更多地追求傳統的矢量和柵格數據的調度與展示，但是卻也忽視了多媒體、動畫、三維、虛擬現實等這些更現代的表現形式，以及多點觸控、光電感應和重力感應這些逐漸興起的操控方式。最后，從系統應用方面看，大多數GIS還不能夠真正做到面向市場的企業級GIS，功能實現上也往往是常規的大眾化的應用功能，沒有能夠從用戶角度出發來完成某一領域內的深層次開發。

三、地理信息系統的應用

1、GIS在資源環境管理中的應用

資源清查是地理信息系統最基本的職能。利用GIS的分析和統計功能，提供資源環境管理的各種基本信息，并通過對應用模型的建立，為政府的決策提供依據和幫助。該系統通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據信息，建立了潛在的威斯康星地區的土壤侵蝕模型，據此，探討了土壤惡化的激勵，提出了合理的改良方案，達到對土壤資源保護的目的。

2、GIS在道路交通管理中的應用

近年來，GIS在交通方面的應用得到了廣泛的重視，并形成了專門的交通地理信息系統GIS-T，以滿足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的應用主要有路廊設計、道路管理，主要是指動態分段管理、流量和路徑分析。

3、GIS在城市規劃中的應用

通過地理信息系統將城市數據信息歸并到一個統一的系統中，然后進行城市與區域的開發和規劃，包括城鎮總體規劃、城市建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置，以及城市環境的動態檢測等。這些功能的實現是以地理信息系統的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟件加以保證。

4、GIS在災害監測中的應用

利用地理信息系統，借助遙感遙測數據，可以有效地進行森林火災的預測預報、洪水災情監測和洪水淹沒損失的估算，為球在搶險和防洪決策提供及時準確的信息。如在地震災害中利用遙感遙測數據和實地統計數據，通過GIS技術建立災情系統，在疾病監測、重點基礎設施保護、應急指揮與管理、移動和車載制圖、資源跟蹤和管理、災害損失估計以及相關信息的等功能的實現，為抗震救災做出相應的貢獻。

5、GIS在醫療衛生中的應用

地理信息系統在醫療衛生中的應用主要包括兩個方面：一方面是GIS與流行病研究；另一方面是GIS與醫療設施分布。其中GIS與流行病研究主要是應用于對流行病的數據可視化、空間數據分析以及流行病模型的建立。GIS與醫療設施分布中，應用于醫療設施規劃，通過分析由調查統計獲得的數據，并對其進行社會經濟分類，然后建造合理的小社區診所。GIS在醫療衛生中的另一個重要應用就是將上述兩個方面結合起來，建立空間決策支持系統。該系統包括對流行病分布情況、醫療設施的分布情況進行可視化表達，以及對感染人群的流向等方面的控制，為流行病的防控提供決策支持。

6、GIS在軍事和國防中的應用

現代戰爭的一個基本特點就是與“3S”技術的緊密結合，從戰略構思到戰術安排各個環節。通過遙感遙測等手段獲得數據，然后利用地理信息系統對獲得的數據進行分析和處理，再結合全球定位系統對目標攻擊點進行定位。

四、地理信息系統的發展趨勢

1、GIS網絡化

對于GIS的發展，計算機網絡技術是起到質變作用的重要技術。萬維網的發展給GIS數據在更大范圍內的、出版、獲取和查詢提供了有效可行的途徑。網絡瀏覽器的使用從視覺上給提供和使用地理數據的人們帶來了方便。地理數據不僅可以按照地理位置、專題內容、生產機構、使用價格等進行搜索，甚至可以直接在網上進行數據的各類空間操作，使用網絡提供的各類模型進行模擬，直接產生新的數據結果，真正地實現“網絡就是計算機”這一新的概念模式。

2、GIS標準化

GIS發展到今天這個規模，能夠在各種領域得到使用，使人們不斷意識到軟件、硬件、數據等要素進行必要的標準化才能實現更有效、更廣泛地對GIS的使用。其中內容可能包括GIS的各個組成部分、各個操作過程、各種數據類型、軟件硬件系統等。標準化真正實現將使人們能在一個共同理解的基礎上共享信息和資源。

3、數據商業化

地理數據的開發、更新和維護既費時又費力，在GIS界曾經有認同結果，GIS硬件、軟件和數據的造價比是110100，所以如何更有效地生產和維護地理數據將會是GIS未來面對的主要挑戰之一。

4、系統專門化

目前，GIS軟件和系統還是作為一個整體獨立存在。許多軟件提供全面的GIS功能，可以在任何一種需要GIS的部門使用，沒有具體專業領域的限制；而從使用機構的角度來看，很多機構都只需要GIS軟件中的部分功能。軟件的部件見化是這個趨勢的前兆，也為GIS軟件的專業化做了必要的準備。將來的各類應用系統中，GIS可能會作為一個必備的部件存在。

5、GIS全球化

網絡技術的發展縮小了世界的空間，使人與人之間的距離也縮短了。在這個環境里，GIS越來越發展成為一種有效的工具來幫助人們了解他們所生存和依賴的自然條件狀況和社會變化狀況。GIS的標準化也將進一步促進它在國際范圍內的推廣和使用。

6、GIS大眾化

GIS不僅在國際舞臺上已經越來越受到人們重視，甚至在人們日常生活中也起到了越來越重要的作用。在GIS界有人曾經說過，全球80%的人都離不開GIS，所以GIS的大眾化是不可避免的。

結束語

近年來，隨著GIS(地理信息系統)理論與技術的不斷發展，GIS的應用日益廣泛，其在地學學科中大規模的應用和全面發展，同時也涉及到所有空間信息分析處理的領域中。因此，著重對地理信息系統的應用與發展進行研究是非常重要的。

參考文獻

[1]江彬,周榮福,許保瑞,徐海林,鄭睿博,吳向楠.地理信息系統的應用及發展趨勢[J].中國高新技術企業,2010(15):61-62.

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