地理數據的概念范文

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篇1

（武漢科技大學城市學院信息工程學部 湖北 武漢 430083）

摘 要：數據倉庫與數據挖掘是大數據時代產生的一門新興交叉的課程。針對該課程的特點，將CDIO工程教學理念融合到教學過程，重新設置了教學目標與大綱、調整了教學內容、改進了教學方法，總結了數據挖掘課程教學實踐的一般流程并給出具體的實驗教學設計方案。

關鍵詞 ：教學改革；數據倉庫；數據挖掘；CDIO

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．09．040

收稿日期：2015－03－15

1 CDIO簡介

CDIO工程教育模式是基于項目的學習的一種模式。CDIO中，C（Conceive）構思，根據工程實踐，讓學生掌握專業知識的基本原理，確定未來發展方向；D（Design）設計，以產品設計與規劃為核心，解決具體問題；I（Implement）執行，以制造為核心，組織一體化的課程實踐，其中包括學生必須掌握的理論知識與實踐能力；O（Operate）運作，即產品應用的各個環節。它以產品的研發到運行的生命周期為載體，通過系統的產品設計讓學生以主動的、實踐的、課程有機聯系的方式學習。CDIO代表工程項目生命全周期，是產業轉型升級對創新人才需求的形勢。

CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為技術知識與推理、個人專業能力和素質、團隊合作與溝通能力、在企業和社會環境下CDIO系統四個層面，大綱要求以綜合的培養方式達到這四個層面的預定目標。其精髓在于：以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標的工程教育模式。

2 “數據倉庫與數據挖掘”課程概況

當今的大數據時代，人們處理數據的能力大大增強，快速增長的海量數據已經遠遠超出人們的理解能力，因此數據倉庫與數據挖掘技術得到了廣泛關注，有效地挖掘和運用海量數據，獲得有價值的知識和信息，從而幫助人們制定正確的決策。很多高校為工程類專業本科生開設這門專業課，研究如何將信息處理技術運用于企業管理決策的具體實際。

本工程課程涉及到數據倉庫的設計與構建技術、聯機分析處理OLAP技術、分類與預測、聚類、關聯規則算法、數據挖掘應用綜合項目技術等多方面的知識和技能。通過課程的學習，不僅要求學生掌握在數據倉庫與數據挖掘方面的知識，還要求培養學生的工程CDIO能力。

但是目前許多高校在工程教育采用的教學方式存在以下問題：培養目標不清楚，學術化傾向嚴重；人才培養模式單一，缺乏多樣性和適應性；工程性缺失和實踐環節薄弱；課程體系與產業結構調整不適應等。在教學過程中，強調教師的主導作用，卻忽視了學生的主體作用，忽視了學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力的培養。這與高校培養創新性應用型人才的目標相悖。因此，改革勢在必行。

3 “數據倉庫與數據挖掘”課程改革實踐

3．1 基于CDIO理念的教學目標與大綱

CDIO教育理念所提倡的工程畢業生的能力分為技術知識與推理、個人專業能力和素質、團隊合作與溝通能力、在企業和社會環境下CDIO系統四個層面，四個層面上進行綜合培養的教學模式。在CDIO能力培養目標方面，課程在四個能力層面上建立培養目標。

針對“數據倉庫與數據挖掘概述”內容，知識點是數據倉庫的含義與特征、數據挖掘的任務、多維數據模型。講授數據倉庫的概念、特點、構成以及數據挖掘和數據處理的基本知識，使學生有一個初步的理解。培養學生技術知識與推理能力。

針對“聯機分析處理OLAP”內容，知識點是數據倉庫的數據組織、數據預處理、數據存儲、基于多維數據模型的數據分析。本階段如果不結合直觀的舉例講解，學生就失去了興趣，因此筆者要布置一些思考題，教會學生自主學習，自己查閱教材、網絡等資源資料，從中提煉出結論。培養個人分析問題、解決問題的能力、所學知識的靈活應用能力；

針對“分類與預測、聚類、關聯規則”內容，知識點是數據采集、關聯規則算法的設計、結果分析。在這個階段經常會是“數據的堆砌”，講了很廣泛的算法知識卻沒有足夠的時間進行深入理解。因此應抓住關鍵的概念、能力，引導學生提出問題，并學會調查研究，為學生提供深層學習的機會，并把在第一層面所學的知識運用到對問題的解決之中去。這樣，學習的焦點就從“覆蓋”的方式過渡到以學生為中心的學習方式。培養數據獲取能力、程序設計能力、問題表達能力；

針對“數據挖掘應用綜合項目”內容，知識點是項目的準備、進度管理、文檔管理和項目設計和實現。實際工作牽涉到企業或者組織的各個部門多類人員，所有團隊成員之間協同、合作，會有分工、溝通、協調，甚至會有妥協，這就要求在運用實例的過程中一定要具有團隊合作精神。培養工程系統能力和人際團隊能力。

3．2 改革教學內容

在教學內容中安排了兩級項目：多種初級項目和一個高級項目。初級項目是將課程內容分成各種項目，數據主要來源于SQL Server 2008的示例數據倉庫Adventure Works DW，以項目實現促進理論學習；高級項目是綜合性項目：“卷煙產品銷售規律挖掘”，利用卷煙產品歷史銷售數據中蘊含的信息，采用數據挖掘技術對各個卷煙品種銷售的關聯關系進行分析并預測，以制定更加合理的卷煙產品營銷策略。具體項目設置如下：

項目一：基于SQL Server 2008的數據倉庫數據庫及多維數據模型設計。步驟如下：分析組織的業務狀況及數據源結構組織需求調研，收集分析需求采用信息包圖法設計數據倉庫的概念模型利用星型圖設計邏輯模型物理模型設計構建多維數據模型。本項目旨在個人能力的培養（分析問題、解決問題的能力、所學知識的靈活運用能力等）。

項目二：關聯規則挖掘。使用商業智能開發工具進行購物籃分析，以達到重新設計網站功能，提高產品的零售量。

項目三：潛在客戶分析即分類及預測。使用商業智能開發工具分析購買自行車的潛在客戶。

項目四：K－Means聚類分析。使用商業智能開發工具分析客戶購買自行車情況分析。

項目五：貝葉斯網絡應用。使用商業智能開發工具解決一個簡單的預測和診斷問題。

項目二至五旨在培養學生個人能力（數據獲取能力、程序設計能力等）和人際團隊能力（問題表達能力、人際交流能力），倡導學生樂于探究、勤于動手。

高級項目：數據挖掘應用綜合項目“卷煙產品銷售規律挖掘”。將一個相對獨立的項目交由學生自己處理，從信息的收集，方案的設計，到項目實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。通過綜合項目，學生完成了CDIO的四個階段，提升CDIO所提倡的四大能力，具體體現如表1所示。

3．3 改革教學方法

在課程教學方法是項目教學法為主，任務驅動法和案例教學法為輔的教學模式，起到很好的教學效果。

4 結語

CDIO工程教育模式由麻省理工學院和瑞典皇家工程學院提出，包括構思、設計、實現和運作四個環節，是國際流行的工程人才培養理念，強調對學生創新思維、實踐能力和團隊協作精神的培養。本文體現了CDIO理念的能力培養要求，將數據倉庫設計開發方法和數據挖掘技術融入具有較強工程背景與應用價值的項目設計與開發中，理論與實踐緊密結合，推動課程建設和課程教學改革。

參考文獻

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篇2

關鍵詞：地理信息系統；空間數據倉庫；數據倉庫；認知過程

0引言

進入21世紀后，對空間數據倉庫的研究方興未艾，在許多次的國際學術會議上都有相關[1~3]。例如在泰國召開的ISPRS第三屆動態與多維GIS會議暨CPGIS第十屆地理信息年會、北京召開的第20屆國際制圖協會國際學術會議、南非召開的第21屆國際制圖協會國際學術會議等。還有一些ESRI公司的白皮書、全球性用戶大會、SSD國際會議、數字地球國際會議、GIS國際會議等也開始討論空間數據倉庫問題[4~8]。將空間數據倉庫技術引入到我國大概是20世紀90年代末，文獻[9~14]的發表開創了我國空間數據倉庫理論與技術研究的新局面，此后又陸續出現了一些這方面的論文。

總體說來，上述工作對空間數據倉庫的理論和方法進行了初步研究，在概念、原理、結構、操作與算法等方面進行了初步論述，已取得了卓有成效的成績。但是到目前為止，空間數據倉庫的概念框架和認知過程等方面還是缺乏系統的論述，沒有形成一套比較完整的空間數據倉庫概念框架體系和認知過程體系。

1概念框架

空間數據倉庫是GIS技術和數據倉庫技術相結合的產物，其定義很多，但中心思想包含三方面內容：①空間數據倉庫是在網絡環境下，實現對異地、異質、異構不同源數據庫中地理空間數據、專題數據及時間數據的統一、整合、集成處理，形成用戶獲取數據的共享操作模式；②空間數據倉庫可根據需求對這些數據再進行測繪專業處理，提供多種空間數據產品，滿足用戶更高層次——對數據產品的需求；③基于空間數據產品，空間數據倉庫可從多維的角度進行空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析，提供綜合的、多維的、面向分析的空間輔助決策支持信息，滿足用戶空間決策分析的需求。

空間數據倉庫的概念框架分為外部結構、內部結構。外部結構主要描述空間數據倉庫與外部系統的關系；內部結構主要描述空間數據倉庫的內部功能模塊組成。

1．1外部結構

數據庫系統處于空間數據倉庫系統的最底層，管理著若干種不同的地理空間數據庫和專題數據庫，它們各自獨立，形成了各式各樣的異地異質異構的數據庫系統，它們主要為空間數據倉庫提供數據源。應用系統處于空間數據倉庫系統的最上層，它通過一個標準的接口從空間數據倉庫中提取地理空間數據、空間數據產品和空間輔助決策分析信息，為應用系統服務。其具體外部結構如圖1所示。



1．2內部結構

空間數據倉庫的內部組成應由八個獨立功能模塊構成，分層次實現空間數據倉庫系統。其中，第一層次的功能模塊是空間數據倉庫的基礎處理模塊，由多源空間數據抽取、多源空間數據整合、多源空間數據統一、空間數據倉庫元數據組成；第二層次的功能模塊是空間數據倉庫的服務模塊，由空間數據產品服務、空間數據立方體分析、空間數據挖掘分析組成；第三層次的功能模塊是空間數據倉庫的對外數據接口模塊，由對外數據交換格式組成。第一層次的功能模塊為第二層次的功能模塊服務，第二層次的功能模塊為第三層次的功能模塊服務。其具體內部結構圖如圖2所示。

當應用系統提出需求時：①多源空間數據抽取功能模塊從各源數據庫系統中抽取出相應地理范圍（矩形、多邊形、橢圓）的不同種類的地理空間數據、專題數據；②多源空間數據整合功能模塊對這些由圖幅范圍組織的地理空間數據進行相應地理范圍的裁剪、拼接、接邊、圖形編輯、拓撲重組等整合處理，形成裁剪拼接和接邊好的、具有完整拓撲關系的、物理上無縫的、按區域范圍組織的地理空間數據；③多源空間數據統一功能模塊對這些整合處理好的地理空間數據進行數學基礎、數據編碼、數據格式、數據精度等方面的統一處理，形成能相互疊加的地理空間數據；④將經抽取、整合、統一處理好的地理空間數據提交給空間數據產品服務功能模塊，經過集成、融合、派生和關聯等測繪專業算法處理，生成應用系統所需的各種空間數據產品；⑤基于已生成的空間數據產品，進行空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析，得到面向空間輔助決策分析的結果；⑥將這些空間數據產品和空間輔助決策分析結果，以對外數據交換格式的形式提交給應用系統使用。

2認知過程

2．1認知過程概念圖

空間數據倉庫是描述地理現象的一個重要分支，其認知過程應與地理空間信息的認知過程基本一致，不同之處在于其描述的內容和范圍大小的區別。因此，建立空間數據倉庫的認知過程，實際上是要經過一個地理現象認識、抽象、組織、分析和應用的過程。其具體的認知過程概念框圖如圖3所示。

2．2認知過程描述

這14個世界模型和13個轉換算子的組合構成了三個層次世界，即實體世界、目標世界和產品世界。其中，現實世界、地理現實世界、地理工程現實世界和地理工程概念世界這四個世界模型，以及命名、選擇、抽象這三個轉換算子，共同構成實體世界；地理工程尺度世界、地理要素分類世界、地理要素編碼世界、地理要素幾何世界和地理要素集合世界這五個世界模型，以及度量、分層、編碼、測量和聚集這五個轉換算子，共同構成目標世界；地理空間抽取世界、地理空間整合世界、地理空間統一世界、地理空間產品世界、地理空間決策世界這五個世界模型，以及提取、處理、變換、計算、分析這五個轉換算子，共同構成產品世界。

數據庫概念設計階段、地理空間數據庫實現階段和空間數據倉庫實現階段構成了空間數據倉庫系統實現過程的三個階段，這三個階段分別對應著三個層次世界，即實體世界、目標世界和產品世界。其中，前兩個階段是為地理空間數據庫的建立服務的，由它們實現實體世界向目標世界的轉換；后一個階段是為空間數據倉庫的建立服務的，由它們實現目標世界向產品世界的轉換。

由此可見，空間數據倉庫的認知過程主要就是這14個世界模型通過這13個轉換算子的轉換實現三個層次世界的過程。這個認知過程指導了空間數據倉庫的實現。

3認知的概念定義

3．1世界模型

實際上，這些世界模型主要是依靠具體的實體模型或數據模型描述來實現的。每個世界模型均有其描述的地理空間對象，因此這些世界模型描述的內容大不相同，必須定義出這些世界模型。

3．1．1現實世界模型

現實世界中，人們能看到一系列物質和現象，對于這些物質和現象，不管是否能叫上名字，它們都是客觀存在的，并且相互之間通過它們的關系組成了自然界的千差萬別。由此可見，能將現實世界中所有物質和現象集合以及它們之間的相互關系用一定的形式進行描述就是現實世界模型。

現實世界的物質和現象集合中，隱含著許多不同的地理現象類，如地質、礦產、石油、自然地理等地理現象類。地理現象類是現實世界的一個子集。由此可見，能將現實世界中所有地理現象類集合以及它們之間的相互關系用一定的形式進行描述就是地理現實世界模型。

本文原文

3．1．3地理工程現實世界模型

地理現實世界的地理現象類集合中，特指一個或若干個地理現象就是地理工程現實世界，如自然地理等。地理工程現實世界是地理現實世界的一個子集。由此可見，能將地理現實世界指的地理現象以及它們之間的相互關系用一定的形式進行描述就是地理工程現實世界模型。

3．1．4地理工程概念世界模型

要用計算機來描述地理工程現實世界中的地理現象，就必須對它們進行抽象描述，形成地理現象在人們頭腦中的反映，生成概念模型。由此可見，能將地理工程現實世界指的地理現象以及它們的內部關系用一定的形式進行抽象的概念描述就是地理工程概念世界模型。

3．1．5地理工程尺度世界模型

將地理現象抽象成概念模型，僅有這些還遠遠不夠，因為現實世界中的所有地理現象均是有度量的，所以用計算機描述這些地理現象時，也必須是可度量的。度量主要包括描述地理現象的歐幾里德幾何坐標系和數學單位尺度。由此可見，對地理工程概念世界中的抽象地理現象進行歐幾里德幾何坐標系和數學單位尺度描述就是地理工程尺度世界模型。

3．1．6地理要素分類世界模型

按照GIS理論，概念中的地理現象最終都是通過多種地理要素來表達的，因此如何對地理要素進行合理的設計和劃分就顯得十分重要。根據ARC/INFO的分層理論，只有將這些地理要素進行分類分級，才能高效地處理它們。由此可見，對地理工程尺度世界中具有尺度度量的地理現象進行地理要素的分類分級描述就是地理要素分類世界模型。

3．1．7地理要素編碼世界模型

要使計算機能識別和處理地理要素，就必須給這些地理要素進行分類分級編碼，即用一串數字來表示它們，該分類分級編碼就成為該地理要素在計算機中的唯一標志符，以便計算機能識別和處理。由此可見，對地理要素分類世界中具有明確分類分級定義的地理要素進行分類分級編碼描述就是地理要素編碼世界模型。

3．1．8地理要素幾何世界模型

為了便于計算機的存儲和管理，必須將地理要素細分為幾何目標。地理要素幾何目標包括基本目標和復合目標。基本目標按地理要素的空間特征劃分為點狀目標、線狀目標、面狀目標、體狀目標和表面狀目標等五種；復合目標由基本目標集合嵌套構成。由此可見，對地理要素編碼世界中具有明確分類分級編碼的地理要素進行幾何目標的劃分和描述就是地理要素幾何世界模型。

3．1．9地理要素集合世界模型

因為地理要素在一定的條件下由相同或不同的點、線、面、表面和體等五類空間目標組合而成，所以在實際使用中，必須通過計算機系統把數據庫中存儲的基本目標、復合目標還原成地理要素。由此可見，對地理要素幾何世界中具有基本目標、復合目標描述的地理要素進行數據庫的幾何目標集合操作就是地理要素集合世界模型。

定義9地理要素集合世界模型。設Con中地理要素點狀目標、線狀目標、面狀目標、體狀目標、表面目標集合分別表示為Po、Lo、Ao、To、So，Atr為地理要素的某一地理特征集合，則地理要素集合世界模型為Ent={e|(Po，Lo，Ao，To，So)∈Atr}。

3．1．10地理空間抽取世界模型

地理空間抽取的主要功能就是從源數據庫中按地理區域范圍（矩形、橢圓、多邊形等）抽取出滿足一定條件的不同種類的地理空間數據。由此可見，對地理要素集合世界中的地理空間數據按一定地理區域范圍和地理特征進行抽取的操作描述就是地理空間抽取世界模型。

3．1．11地理空間整合世界模型

數據庫中存儲的地理空間數據是以圖幅為單位組織的，但應用系統使用數據是無圖幅概念的，是以地理區域范圍為組織的。由此可見，對地理空間抽取世界中抽取出的地理空間數據進行圖形裁剪、圖形拼接、圖形接邊、圖形編輯和拓撲重組等整合處理，形成以地理區域范圍為組織的無縫數據集合操作就是地理空間整合世界模型。

定義11地理空間整合世界模型。設Con中圖形裁剪、圖形拼接、圖形編輯、圖形接邊、拓撲重組功能分別表示為Cut、Stitch、Meet、Edit和Topology，整合功能集合表示為Fun={Cut，Stitch，Meet，Edit，Topology}，則地理空間整合世界模型Pro={e|(e∈Ext，e∈Fun)}。

3．1．12地理空間統一世界模型

實現地理空間數據整合后，必須對來自不同源數據庫中的地理空間數據進行統一，因為地理空間數據存在著差異。這些差異表現在如下方面，即數學基礎差異、數據編碼差異和數據格式差異、數據精度差異。由此可見，對地理空間整合世界中的地理空間數據進行數學基礎、數據編碼、數據格式、數據精度的統一操作和描述就是地理空間統一世界模型。

3．1．13地理空間產品世界模型

隨著應用的深入，單純的地理空間數據已越來越不能滿足用戶的需求，用戶更加希望使用的是經過測繪專業處理的、經過二次加工處理的地理空間數據產品，后者在實際中具有更大的應用價值。由此可見，對地理空間統一世界中的地理空間數據進行測繪專業處理生成空間數據產品的操作就是地理空間產品世界模型。

定義13地理空間產品世界模型。設Con中單一、集成、融合、派生和關聯的功能分別表示為Single、Integrate、Fuse、Derive和Relate，測繪專業處理算法集合為Fru={Single，Integrate，Fuse，Derive，Relate}，則地理空間產品世界模型Pdu={e|(e∈Uni，e∈Fru}。

3．1．14地理空間決策世界模型

建立空間數據倉庫的最終目的是為空間決策支持服務，為用戶提供大量的具有空間決策支持的信息，這可通過空間數據倉庫中的空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析來實現。由此可見，對地理空間產品世界中的空間數據產品進行空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析，生成空間決策支持信息的操作和描述就是地理空間決策世界模型。

定義14地理空間決策世界模型。設Con中的空間數據立方體分析和空間數據挖掘分析分別表示為Scube、Smine，空間決策分析算法集合為Sdss={Scube，Smine}，則地理空間決策世界模型Dss={e|(e∈Pdu，e∈Sdss)}。

3．2轉換算子

在空間數據倉庫的認知過程中，14個世界模型的變換離不開13個轉換算子，即命名、選擇、抽象、度量、分層、編碼、測量、聚集、提取、處理、變換、計算和分析，由它們實現每兩個世界模型的轉換。這些轉換算子主要是依靠元數據來實現的，因為每個世界模型均有描述它的元數據，要實現兩個世界模型的轉換，通曉這兩個世界的元數據是轉換的前提。雖然這些轉換算子的具體定義不同，但它們都是實現每兩個世界模型的轉換，從數學的定義上說就是由某個世界模型通過函數轉換到另一個世界模型上，因此這些轉換算子的宏觀數學定義是一致的。

4結束語

目前，空間數據倉庫理論和技術研究才剛剛起步，其目標是支持數字地球發展、空間數據集成、空間決策支持發展的需求。因此應該抓住這個千載難逢的好機會，將我國的空間數據倉庫研究與建立邁上一個新臺階，以支持我國的空間數據基礎設施建設。本文對空間數據倉庫的概念框架和認知過程體系進行了一定程度的技術探討，希望能起到拋磚引玉的作用。

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篇3

關鍵詞：地理信息系統；測量工作；空間數據；無線管理

前言

地理信息系統是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統。利用地理信息技術為數據庫的建立提供必要的技術支持，方便信息的查詢，但是地理信息平臺不提供模擬決策分析和輔助決策功能，因此，要以地理空間數據庫為基礎，基于模型，提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統提供幫助。

一、地理信息系統的數據管理方式

（一）地理信息系統的含義

地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internte、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。地理信息系統應用到測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是測繪服務業的重大創新和革命。

（二）空間數據的描述方式和特征

測量工作的土要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X、Y、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關?？臻g數據主要具有以下幾個基本特征：

1. 每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征；

2. 非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統；

3. 空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性；

4. 分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象；

5. 海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。

（三）地理信息系統的數據管理方式

基于空間數據具有自身的上述特殊特征，國內外對空間數據的管理進行了大量研究和開發，長期以來，地理信息系統空間數據的管理方法主要有以下4種類型。

1. 文件與關系數據庫混合管理系統

由于空間數據具有其自身的上述特殊特征，這種關系數據庫管理系統難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統管理幾何圖形數據，用商用關系數據庫管理系統管理屬性數據，它們之間的聯系通過目標標識或者內部連接碼進行連接。

2. 全關系型空間數據庫管理系統

全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。

3. 對象――關系數據庫管理系統

由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。

4. 面向對象空間數據庫管理系統

目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。

二、空間數據的無線管理方式

現在的測量均是將測區按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區表現和瀏覽方面不直觀。地理信息系統可以管理多種測量數據之后，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在測繪工作中，使工作人員可以直觀的了解整個測區，以達到最為理想的工作效果。實現無縫空間數據庫有兩個不同的階段：

（一）在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數據庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數據庫。然而，它們仍然只是一種邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數據的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。

1. 優點：在用戶視點上，系統便于操作，在一定程度上解決了傳統地理空間數據庫的組織弱點。

2. 缺點：因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯處理使系統的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關聯涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護；數據分步管理等對“關聯機制”的“壓力”；插入或修改數據庫會使“關聯機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。

（二）在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數據庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數據無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數據庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上（物理結構）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。

1. 優點：從內到外統一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數據組織上的弱點問題。

2. 缺點：數據的入庫要求過于嚴格，在現實情況下有一定的難度；對己有GIS數據庫的改造工作量較大。

三、測量數據管理方式改變后的研究

地理信息系統的多種空間數據管理方式，雖然形式有多種，但主要是為了實現空間數據的管理。如果真正利用地理信息系統來管理測量數據，測量工作者的任務還很艱巨，這就要求測繪業同仁，認真學習，在實踐中不斷的探索并大膽實踐。地理信息系統也是在詳細分析了空間數據整體特征的基礎上，確定了具有規定性的空間數據描述特征（點、線、面）后開發的。也就是說測量數據要符合規定性的整體空間數據描述特征后，才可以被管理、再利用，這就要求測量人員要努力提高自身素質，把握新事物的內在規律，掌握新的管理方式的基本要求。另外，測量工作的目的已不再是單純的測圖，隨著測繪技術的不斷更新，作為基礎測繪的測量成果需要共享、需要分發，被其他行業利用，需要測量人員利用不斷更新的技術為社會提供更好的數字產品。

篇4

[關鍵詞]地理信息 GIS 發展 應用

[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-278-1

0引言

GIS的發展一方面使得計算機知識得到了推廣和應用，另一方面也提高了我國信息技術。對基于計算機技術的GIS 技術的發展趨勢進行探討，能夠有效指導GIS 研究工作的開展。

1地理信息系統概述

1.1地理信息系統的基本概念

地理信息系統（GIS腸eogarphiealIL-oflrmationSystem）是一種決策支持系統，具有信息系統的各種特點，一方面，它是一門介于地球科學與信息科學之間的交叉類學科，另一方面它是在計算機硬件和軟件系統的支持下對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的技術系統。綜合而言它是為區域和工程規劃、設計、管理決策服務的信息加工與管理技術的學科池是一種綜合性強、適用性廣的工具。

1.2地理信息系統的構成

地理信息系統（GSI）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。

1.3地理信息系統（GSI）的特征

地理信息系統具有以下三個方面的特征：1.具備采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力具有很強的空間性和動態性；2.以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態預測的能力，并能產生高層次的地理信息；3.由計算機系統支持進行空間地理數據管理。并由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析方法作用于空間數據，產生有用的信息并完成人類依靠傳統方法難以完成的任務。

2地理信息系統的基本功能

地理信息系統（GIS）的基本功能體現在6個方面：1.數據的采集與編輯，用于獲取數據，保證GIS數據庫中的數據在內容與空間上的完整性。2.數據轉換與處理，保證數據在入庫時內容上的完整性，邏輯上的一致性。3.數據的存儲和管理功能地理信息數據庫管理系統是數據存儲和管理的高新技術，包括數據庫定義、數據庫的建立與維護、數據庫操作、通訊功能等。4.制圖功能根據GIS的數據結構及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量化的地圖或柵格地圖?？梢詾橛脩糨敵鋈氐貓D，也可以根據用戶需要分層輸出各層的地圖。5.空間查詢與空間分析功能包括拓撲空間查詢、緩沖區分析、數字高程模型的建立、地形分析等等。6.二次開發和編程功能用戶可以在自己的編程環境中調用GIS的命令和函數，或者GIS系統將某些功能做成專門的控件供用戶開發使用。

3 GIS的發展

3.1 GIS軟硬件技術

隨著計算機技術的發展，讓GIS能夠將更為復雜、更為大量的計算任務完成，使其所處理的空間分析和圖形更加復雜等等優勢。此外，努力改善開發平臺能力能夠決定GIS技術的發展，并能將軟件的可移植性增強和其所應用的領域擴大化，在相關技術的輔助下，將GIS系統的集成度和用戶友好度提高。美國的ARC/INFO、MAPINFO，澳大利亞GENAMAP和加拿大的TITAN/GIS、PCI是目前較好的GIS開發平臺；而國內中國地質大學的MAP/GIS和北大遙感所的CITYSTAR軟件也比較好。這些都是較為強大的二次開發功能；但在各個領域的開發利用的重點不一樣，在數據結構、集成化和智能化都有所不同。

3.2 MGIS―多媒體GIS

多媒體技術能夠將聲、像、圖、文和通訊等集合到一體，通過最為直觀的方式和感知信息，以及形象可感的、甚至能夠聲控對話的人機界面對信息處理進行操縱。GIS的系統結構、系統功能及應用模式的設計深受多媒體技術的影響，多媒體技術能夠讓呈現更為豐富、靈活、友好的表現形式。多媒體地理信息系統（MGIS）實現了文字、圖形（圖像）、色彩、聲音、色彩、動畫等技術的融合，使得GIS應用的市場和領域更為廣闊。它一方面能夠將生動直觀、高效快捷的信息服務提供給社會經濟、文化教育、旅游、商業和決策管理等領域，另一方面能夠讓電腦技術真正滲入到人們生活當中。多媒體技術在GIS領域的應用以及具有良好集成能力的MGIS的出現，都是技術發展的必然結果。

3.3 WebGIS技術

基于Web的GIS系統綜合利用了信息處理、計算機圖形學、數據庫、Internet、地理信息系統（GIS）、軟件工程等先進技術，借助現代網絡通信設備，使各類數據能夠很方便的到網絡上。達到了由用戶自定義數據檢索方式、自定義圖形層結構、在網絡上直接處理數據，顯示各類圖形等目標。

4 GIS技術的應用

4.1 GIS在地理學中的應用

一般來說，地理學任何一門分支學科在具體的研究過程中，都必須收集前人的成果資料，并進行調研和分析測試，上述數據則是GIS信息管理分析的重要數據源之一，它和專題地圖提供的數據以及各種遙感數據構成了GIS的三大數據源。在地理學的研究工作中，不管研究對象、研究目的有何差異，三種類型的基本數據是利用GIS進行管理與分析的必要條件；然后針對具體問題采用各分支學科的研究方法，解決所要研究的問題；最后可以應用GIS進行專題地圖的編輯處理，或者應用GIS數據庫資料及相應的數據模型對研究對象的現狀或發展趨勢進行分析與預測。

4.2 GIS在環境科學領域的應用

隨著“數字地球”的概念的提出“，數字環?！钡母拍铍S之形成“。數字環?！笔窃贓MIS、DE、DE、GPS等技術的基礎上所衍生的大型系統工程。當前，引進地理信息系統（GIS）技術已經成為當前環境管理信息系統建設的一個熱點，GIS使EMIS的功能更加強大，可實現環境制圖、專題分析、統計分析表現、空間等值分析、模擬結果表現、信息查詢等功能。不僅把環境信息進行科學直觀化，將管理者置身于自然和社會環境中，而且使管理工作變得直觀、生動和全面。GIS除了在環境管理方向有重要的應用之外，在環境規劃、環境監測與評價以及環境影響評價等方面都有重要的應用。

5結束語

在當今這個信息化的社會中，唯有有效地利用自身資源，掌握更全面、更準確的信息，更快地作出科學的決策，才能在激烈的競爭中站穩腳跟，并同時給企業帶來更高的回報。GIS技術在我國取得了廣泛的應用，我們只有正確了解GIS技術發展動向，利用GIS最新技術開發產品，推廣應用，發展產業，才能立足于世界信息技術發展的潮流中。

參考文獻

[1]吳云豐，陳學輝.地理信息系統的應用及發展動態探析[J].硅谷，2014，15：8+5.

篇5

【關鍵詞】地理信息系統集成平臺框架結構GIS數據集成平臺GIS模型集成平臺可視化建模工具

1引言

近年來，隨著GIS應用的廣泛和深入建立了一大批地理信息系統。隨著網絡技術的發展和實際的需要，這些分散的系統要求集成運行，以實現信息共享，提高運行效率。在國家“八五”攻關中就開展了這方面的研究[1，2]，在“九五”攻關中對系統實用化和運行業務化提出了更高的要求。地理信息系統集成的重要性得到普遍的認識[3，4]。

地理信息系統集成可以分為兩個層次，一個是地理信息之間相互關系的概念層次集成，側重于地理信息的空間分析；另一個是不同數據和模型之間組織和管理的技術層次集成。本文所指的地理信息系統集成主要指后者意義上的集成。

在計算機集成制造（ComputerIntegratedManufactureSystem，CIMS）領域，集成基礎結構或集成平臺的概念得到廣泛的應用，集成平臺被認為是實現企業信息集成、功能集成所需的基本信息處理和通信公共服務的集合[5]。IBM公司基于系統使能器（Enabler）的集成平臺在企業應用中獲得極大成功[6]，中國在CIMS應用中也廣泛使用集成平臺技術[7]，收到巨大的經濟和社會效益。

文獻[8]中作者論述了地理信息系統集成的概念、內涵和必要性，地理信息系統集成平臺的功能和特點。本文借鑒CIMS的經驗，結合信息技術的新發展，提出了基于客戶/服務器的地理信息系統集成總體結構，基于元數據的地理信息系統數據集成平臺和基于關系數據庫的地理信息系統模型集成平臺和可視化構模工具方法。

2地理信息系統集成分析

回顧地理信息系統的發展過程，可以看出地理信息系統的集成在技術上可以分為如下幾種形式：

（1）同一GIS軟件系統不同模塊之間或不同系統之間采用Import/Export的文本文件交換形式。這是最簡單也是效率最低的一種方式，它適用于任意系統之間的數據和模型集成。

（2）大型商業GIS軟件如ARC/INFO具有一致的數據模型和數據結構，提供二次開發語言，構成軟件開發平臺。不同模塊之間可以采用二進制進行數據交換（如Arcedit和Arcplot），具有密切關系的不同GIS軟件系統之間也可以采用這種方式（如ARC/INFO和ERDAS）。在這種模式下用戶除了在操作系統的基礎上開發應用模型被宿主系統調用外，其它所有的操作只能建立在這個商業軟件平臺基礎上，不同的商業軟件平臺一般無法直接進行數據共享和功能互補。

（3）采用應用程序接口（API）的形式進行集成。如ARC/INFO提供RPC接口實現客戶端與服務器端的通訊，提供ARC/INFO與ARCVIEW的集成。同時用戶可以遵循RPC規范開發應用模塊以實現系統集成。ESRI提出的分布式計算環境（DistributedComputationEnvironment）也是基于API的思想。

（4）對象連接與嵌入（OLE）的自動化功能（Automation）提供了對象之間的互操作功能，一些最近開發的商業GIS軟件如Mapinfo公司的MaplnfoProfessional和GoldenSoft公司開發的Surfer，都提供OLEAutomation，用戶可以將該軟件作為一個對象嵌入自己的系統。

（5）最近發展起來的對象—關系數據庫技術（ORDBMS）將空間數據作為一種數據類型直接集成進入數據庫系統，用戶可以在這種平臺上直接管理矢量空間數據、遙感圖像數據和普通關系數據，可以利用這種數據庫平臺的API開發GIS應用系統。

（6）OPENGIS組織采用COBRA標準，了其簡單特征規范（SimpleFeaturesSpecification）1.0版本作為開放地理信息系統的基礎，這無疑是地理信息系統軟件向開放和互操作發展的重要方向之一，但這種方式需要從底層重新開發GIS軟件，在短期內很難直接應用于工程實踐。

在以上地理信息系統集成的各種形式中，都存在如下的問題需要解決。

（1）地理信息采集和應用的分布性特點決定了地理信息系統的分布性，地理信息系統集成需要一種分布式空間數據管理和分析模型的相互通訊機制。這種機制既可以適應在目前比較成熟的基于數據文件交換形式（如（1）和（2）），又可以為以后基于API（如（3）和（5））面向對象的地理系統集成（包括（4）—（6））提供發展余地。

（2）地理信息涉及不同的時間、空間和屬性，需要有一種有效的地理數據管理的機制，并提供數據融合的能力。

（3）地理分析模型與多種地理數據發生聯系，不同模型之間有復雜的串并聯關系，模型的組織與管理是需要解決的另一個重要問題。

基于以上的分析，本文提出了基于客戶/服務器機制的地理信息系統集成總體結構，基于元數據的數據庫集成平臺和基于關系數據庫管理系統的模型集成平臺，以及在系統總體結構和數據庫集成平臺、模型集成平臺的基礎上進行可視化建模以輔助空間決策的方法和技術。

3基于客戶/服務器的地理信息系統集成總體結構

近年來，客戶/服務器（Client/Sever，C/S）體系結構在分布式系統中得到了廣泛的應用。盡管這種模式至今還沒有一個完整的權威性定義，但人們對這個概念的基本看法是一致的。在C/S結構下，一個或更多個客戶機和一個或更多個服務器，以及下層的硬件網絡、操作系統和支撐平臺進程間通信系統，共同組成一個支持分布式計算、分析和表示的系統，在該模式下，應用分為前端的客戶部分和后端的服務器部分?？蛻舴桨l出請求，網絡通信服務系統將請求的內容傳到服務器，服務器根據請求完成預定的操作，然后把結果送回客戶。

地理信息系統集成平臺引入客戶/服務器機制后，可以將地理信息系統集成定義為兩層C/S結構（圖1）。前端用戶和數據庫集成平臺、模型庫集成平臺、應用模型構成第1層C/S結構，集成平臺和應用模型與商業軟件構成第2層C/S結構?？蛻舳素撠熞龑в脩糨斎霐祿?、功能要求和模型選擇，以及有關輸入輸出選擇項，將這些信息提交模型集成平臺服務器和數據集成平臺服務器。模型集成平臺服務器負責在模型庫中檢索符合用戶功能要求的模型，并支持模型的組合和建立新的模型，然后將這些模型（包括模型庫中已有的和通過宏語言或API新建的）對數據的要求提交數據集成平臺服務器，其功能請求轉化為RS服務器、GIS服務器、RDBMS服務器可以實現的基本操作并提交給這些服務器。數據集成平臺服務器、RS、GIS、RDBMS服務器操作結果將返回給模型集成平臺服務器，進而返回給客戶端。

當客戶端有特殊的顯示、制圖要求時，模型集成平臺服務器將負責根據用戶的要求調用其它服務器來實現；如果客戶端要求將模型運行的結果進入數據庫時，模型集成平臺將向數據集成平臺服務器發出請求，完成在數據庫中的注冊。數據集成平臺服務器除了接收模型集成平臺發出的請求外，還可以直接響應按照時間、空間和屬性信息數據查詢的要求，在空間框架的基礎上實現多元數據的融合，數據集成平臺的功能也是調用RS、GIS、RDBMS服務器的功能來實現的。模型與數據庫之間、模型與模型之間即可以采用IMPORT/EXPORT的文件交換形式（如ARC/INFO的E00格式等），也為將來全部過渡到API的內存交換形式（如DLL，OLE，ActiveX，COBRA等）提供可能。

這種設計使得系統只考慮軟件的功能而不會過分依賴于具體的軟件平臺，因此系統具有良好的可擴充性，無論采用商業軟件還是采用國產軟件，只要具有該項功能可以作為服務器，服務器軟件類型的變化都不會影響系統結構，便于將來采用國產軟件和系統的升級換代。

4基于元數據的地理信息系統數據集成平臺

篇6

關鍵詞： GIS；環境地理信息系統；空間數據庫

一、地理信息系統的概念

地理信息系統是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環境信息的計算機軟硬件系統。它是GIS 技術在環境領域的延伸。

地理信息系統在環境管理中的應用的主要功能有:

1、基本功能包括對空間和屬性數據的輸入、存儲、編輯，以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區劃圖、環境規劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節內容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區域的面積。

2、空間統計分析是指對空間數據庫中的專題數據進行統計分析。包括各種屬性數據的集征數、離散特征數及其分類分級統計等。

3、疊加分析功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區域僅顯示共同特征;統計疊加可以統計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息。

4、緩沖區分析是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區有危險品倉庫，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區分析，結合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數等等。

綜上所述,空間分析是地理信息系統軟件的核心,空間統計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為地理信息系統提供了強大的環境分析功能與廣闊的應用空間。隨著其功能的不斷完善和發展,地理信息系統將為環境各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。

二、地理信息系統在環境管理中的具體應用

由于地理信息系統具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現在兩個方面,一是它可以應用在環境管理的各個環節，如區域環境規劃、環境監督管理、區域環境監測及環境評價研究等；二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。

1、電子地圖使環境管理工作變得輕松直觀

由于采用空間數據和數據庫掛接,改變了傳統的信息管理方法,地圖由傳統的靜態紀錄變為信息豐富多樣的動態的電子地圖,實現了數據可視化。它使環境主管部門對各種環境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環境監測點位、污染源等的空間分布及其與環境敏感區域的空間關系等信息。可以對各種環境數據進行綜合的統計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現方式進行展示,為環境決策提供科學快捷的支持。

2、強大的環境規劃手段

區域環境規劃是EGIS 應用發展的重點領域之一,目前基于EGIS 的環境規劃模型還處于深化研究階段,將環境應用模型與GIS 集成為一體,可以為環境規劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設項目對環境的影響,因此在建設項目的環境評價中得到廣泛應用。

3、危險物運輸管理

借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉移運輸線路進行優化選擇,能避開人口集中居住區、飲用水源地等環境敏感區域制定運輸計劃。并可以通過GPS對危險物的運輸線路進行實時監控。

4、環境模型模擬分析

環境模型在環境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據。常用的模型主要有大氣擴散模型、1 維水污染擴散模型、2維水污染擴散模型等等,實現各種模型的模擬結果的生成、2維和3維的顯示等功能。　5、為數字環保提供技術平臺

數字環保是最近提出來的終極環境管理系統,它是繼數字地球概念提出以后,環保領域提出的新概念,它將是未來十年環保領域信息化建設的終極方向,EGIS 作為數字環保的基礎平臺,將能夠為用戶提供實時動態環境信息服務,也能夠為環境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環境狀況,提高人民生活水平。

三、發展環境地理信息系統的策略探討和建議

隨著國外EGIS 技術的逐漸成熟和數據采集技術的快速發展,建立環境地理信息系統的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發展GIS的重點領域，從GIS在我國近幾年的發展領域也可以看出這種趨勢。

發展EGIS 應當采用“統一規劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發、協調發展”的發展策略。

1、統一規劃。

為了降低空間數據資源采集和管理的成本,為了適應未來發展的需要,必須在多方部門的參與下,統一規劃和構建EGIS 的發展框架。

2、注重基礎。

在統一規劃的思路和明確的發展框架下,不斷加強基礎空間數據庫和基礎環境數據庫的積累與建設。

3、緊密跟進、高起點開發、協調發展。

在技術上緊密跟進國外先進的GIS 技術,高起點進行系統開發,與我國的信息產業發展速度相協調,共同發展適合我國國情的EGIS。

當前我國各地許多部門雖然已經開展了EGIS的研究與開發,但這些開發均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數據交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發展框架和數據標準,數據的通用性將成為影響EGIS 開發的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS 發展體系和框架標準的研究。

四、結束語

地理信息系統是近二十年來迅速發展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經從早期的礦產資源管理拓展到與空間地理相關聯的更廣泛的領域,特別是在環境領域,原有的多種環境信息處理技術(環境模型、環境規劃分析) 正在與地理信息系統融合,逐漸形成具有強大功能并具有環境特征的地理信息管理系統,即環境地理信息系統( EGIS) 。它將成為各個環境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統的信息處理方式?？梢哉f它是環境管理進入信息時代的標志。

參考文獻:

[1]張清宇、田偉利、沈旭，環境管理信息系統[M]，北京:化學工業出版社，2005

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關鍵詞：工作過程導向；課程整體設計；地理信息系統原理

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2012）12-0160-03

一、工作過程導向課程整體設計的背景

《教育部關于推進高等職業教育改革創新引領職業教育科學發展的若干意見》（[2011]12號）中將高等職業教育人才培養目標確定為適應社會需求的高端技能型專門人才，這個人才培養目標與普通高校、中等職業教育的人才培養目標是不同的。

專業人才培養方案是實現人才培養目標的總體設計，課程教學是實現人才培養目標的重要途徑。課程教學理念、方法的差異將直接導致人才培養質量的差異。

傳統的課程教學理念是以學科體系為導向、以掌握知識為目標、以教師講課為主體、以應試為考核基礎、以邏輯分析分載體。這種課程教學理念和模式在當前高職院校中體現的教學效果不甚理想，主要原因是高職院校生源知識學習、邏輯思考能力相對較差，傳統教學模式下培養的能力正好是他們的劣勢，使學生逐漸自我否定、自我放棄。導致的結果是學生極度厭學，老師滿腹委屈，培養出來的學生不適應企業工作需求。各種現實都在提示我們，傳統課程教學理念不適應高職院校學生、不適應市場人才需求，傳統的課程教學理念和方法必須改革。

近幾年，姜大源教授、戴士弘教授等許多知名職業教育研究領域的專家就高等職業教育課程體系構建、課程教學理念與方法等問題做了深入的研究，提出一個專業的課程體系構建應該是在充分解讀一個職業的工作過程的基礎上，提出典型工作崗位，針對典型工作崗位設置學習領域，并將該典型工作崗位的工作過程轉化為學習情境。將傳統的學科體系的人才培養方案解構，重構為依據職業崗位工作需求的行動體系人才培養方案，該人才培養方案就是由若干體現某一職業完整的工作過程的一系列串聯或并聯的學習情境（課程）構成的，即由一系列工作過程導向課程構成。因此，研究工作過程導向課程設計是完成職業教育改革的基礎，意義重大。

本文就高職專業地理信息與地圖制圖專業《地理信息系統原理》課程，做基于工作過程導向的課程整體設計研究。

二、基于工作過程導向的《地理信息系統原理》課程整體設計

課程目標設計課程內容的目標用能力來描述、內容用任務來表達、學時用“理、實”一體化的時間之和而不能分割計算。

（一）目標設計

1.原則。從實際工作（企業）需要和職業教育（學校）需要綜合考慮出發，在有序性、整體性、生成性的原則統籌下進行整體設計，設計思路必須有系統的邏輯路線。

2.總體目標。本課程的總體目標是：在學生的職業成長和學習認知兩大規律的指導下，通過項目（基于GIS技術的地形圖的生產與應用）的完整工作過程、成果驗收與成果展示等環節后，學生能應用GIS原理組織和管理空間數據庫、能生產空間和屬性數據、能進行地圖設計與出版、能進行不同數據格式的轉換與數據處理、能應用GIS數據進行輔助決策，并在此過程中體會與實踐自學意識、質量意識、安全意識、創新意識和團隊意識，實現學生知識、技能、素質目標的集成化培養。

3.能力目標。

（1）能正確判讀大比例地形圖。

（2）能依據地形圖內容合理構建GIS空間數據庫與屬性數據庫（含地物類型與地圖投影）。

（3）能使用GIS編輯工具生產、編輯（含拓撲編輯）各類符合國家標準的空間和屬性數據。

（4）能依據相關數據生產各類專題地圖、普通地圖，并能按國標設計版面和出版地圖。

（5）能處理不同來源、不同格式的數據，能輸出各類不同的數據格式。

（6）能應用相關數據生成DEM影像、地勢圖以及三維地形圖。

（7）能應用DEM影像進行各類空間分析，并可將結果應用于輔助決策。

4.知識目標：

（1）了解GIS技術在各行各業中的應用，以及學校歷屆畢業生主要從事的GIS方面的工作。

（2）掌握GIS的柵格數據結構的基本概念及數據層的概念。

（3）掌握GIS的矢量數據結構的基本概念、矢量數據類型，以及矢量數據實體間的拓撲關系的建立、維護與應用的方法。

（4）掌握我國常用的大地坐標系、地圖投影、基本比例尺、制圖綜合、地理信息編碼等GIS的地理基礎知識。

（5）掌握GIS的數據來源以及數據的規范化與標準化問題。

（6）掌握常用GIS空間分析（如緩沖分析、疊加分析、重分類、空間插值、網絡分析）的基本原理及其應用實例。

（7）掌握TIN和DEM的概念，以及基于DEM的地形分析。

5.素質目標：

（1）熟悉常用的GIS專業英語詞匯，能使用一款英文版的GIS軟件，培養學生的專業英語學習能力。

（2）能與同學相互合作完成模擬GIS項目，并將項目作業過程及成果邏輯、流暢、簡潔地展示、答辯與交流，培養學生的與人合作和與人交流的能力。

（3）能通過網絡、圖書館及專家咨詢等途徑解決工作過程中遇到的難題，并將這些問題的產生原因、重點難點和解決思路以邏輯、簡潔的書面語言形式表達出來，培養學生的解決問題、自我學習以及信息處理的能力。

（二）課程內容（學習情境）設計

《地理信息系統原理》課程教學內容設計以行動為導向、以項目為載體、以任務來驅動、以學生為主體、能力知識素質目標相互滲透，完美實現工學結合的教學模式。

在設置的工作情境下，要求學生完成5個項目，其中3個項目為A線項目，2個為B線項目。3個A線項目在課內進行，工作過程按照以下七個步驟循環推進。

B線項目為綜合性訓練項目，由學生課外完成。

（三）能力訓練項目設計

（四）考核方案設計

基于工作過程的《地理信息系統原理》課程考核應注重過程考核、能力考核、職業態度和職業習慣考核，不應以期末考試成績來一錘定音。成績組成：

1.過程表現成績30%（包括作品完成質量、上課出勤率、作品匯報及答辯情況）。

2.作品績效成績40%（包括學生自評、考評小組評價、小組互評、教師評價、B項項目）。

3.期末考試成績30%（包括理論考試和上機考核）。

參考文獻：

[1]姜大源.職業教育：課程與教材辨[J].中國職業技術教育，2008，（19）.

[2]趙昕.工作過程知識導向的職業教育課程開發[J].職業技術教育，2007，28（7）.

篇8

[關鍵字]土地管理 地理信息系統 應用研究

[中圖分類號] F301.2 [文獻碼] C [文章編號] 1000-405X（2013）-4-9-1

0 引言

隨著社會經濟的發展，土地使用越來越緊張，人們發覺自己的生存空間開始變得狹小。因此，國家對土地的管理越來越規范，如何推進土地管理的科學性也成為當務之急。只有對土地進行科學的規劃以及在土地的使用過程中嚴格按要求執行，土地的管理才能進入科學管理的進程之中。在這中背景下，地理信息系統在土地管理中的應用也是應運而生。

1 土地管理及地理信息系統的特點

土地管理不是一個單一概念，它包含的方面很多。生物、地貌、水文之類，在土地管理中都是不可或缺的。土地管理就是將這所有因素的變化都要考慮當中，并對這些做出精準的分析的管理。要對這樣的數據有確切的記錄，就應該使用地理信息系統。地理信息系簡稱3S，它的使用除了對土地使用有直觀的了解外，還可以對分析的結果有準確快速的記錄，讓土地管理者有一目了然的深度把握。

本節主要是對地理信息系統在土地管理中的一般功能加以簡單的介紹。GIS主要以地理空間數據庫為基礎，能夠適時提供多種空間的和動態的地理信息，用于決策服務。它的功能主要如下：

（1）信息社會的發展使GIS能夠有足夠有能力整理和分析數據，能夠做出很好的管理決策。地理信息系統要依靠電腦的發展和支持，這樣才能讓地理信息系統準確無誤地進行地理定位以及動態分析。當下，地理信息系統是具有地理圖形和空間定位的空間型數據管理系統[1]。

（2）立體性也是地理信息系統的另一個特點，全方位地掌握數據的的各種動向。GIS的目的是研究和決策地理有關知識。它又必須以地理模型這種方法作為策略，也能預測某個區域內數據方向。GIS的綜合能力強。

（3）GIS又能和其他的技術相結合，能夠對其他的多維信息及各種土地數據融合成新的文字圖片信息，簡單明了，很容易做出決定，最后運用到實際中。GIS也可以說是多種現代科技于一身，它包含有聲音、影像等等。因此GIS就比其他單一的工具更有優勢，比那些工具更全面、更方便、更實用，深受使用者的一致好評。

2 土地管理中地理信息系統的應用

上文主要是將土地管理和地理信息系統的概念和特點進行介紹。本節將用實例加以說明。

2.1GIS使用的主要步驟

首先，就是把要管理的土地進行計算，反復改正，將正確的數據輸入計算機中；然后，將數據和計算機中的方式圖建成一定的關系圖，與其他的進行對比；再次，把關系模型圖進行圖片的重疊，得到相應的數據圖；最后，就是將剛輸入計算機的原圖逐一與上步得到的數據圖進行比照，又可以得出新的數據[2]。這樣最后的結論就是GIS的效果圖。

2.2準確地輸入數據

GIS現在說來也還是一個比較新的土地管理技術手段，很多地方目前還是沒有統一標準。所以，在實際的操作過程中應盡可能按土地管理中的具體詳細的要求做，但不是說不要其他方面的借鑒。

2.3GIS的具體應用

目前，土地管理信息系統數據庫主要應用于如下幾方面：GIS自身能夠很好地記憶輸入數據的具體信息；能很快地進行數據的找尋工作；能夠將所有的數據信息融合匯總。圖文之間能夠很快地轉換，轉換之后的數據相應出現，不會有差別。GIS還能應用在生活的各個領域，比如，地區的人口密集度；森林資源的保護程度；城區的合理規劃；山區土地的利用是否合理等等這些都可以使用GIS。GIS功能的全方位性注定使用范圍的廣闊性。

3 地理信息系統應用的發展方向

新時期，技術的廣泛運用，GIS的發展也成為新時期討論的又一個焦點。這意味著GIS已經是土地管理中不可或缺的一部分。GIS的應用前景總結主要有以下五個方面：

3.1 GIS精確度研究

GIS得出的數據精準與否直接關系到土地管理結果是否得當，也關系到項目進程是否順利，更關系到GIS發展前景。GIS精準度中是有誤差的處理功能，這項功能主要有：建立誤差模型；跟蹤誤差出處，還要對誤差進行最后的解決方案。誤差雖不能避免，GIS精準度就是盡可能將誤差減到最小。

3.2 GIS多維關系研究

空間數據的查詢是GIS使用最頻繁的一項，很多時候在找尋某一個圖形的時候，就要建立多維關系模型。GIS的多維關系研究主要是以土地管理提供的信息標準作為基礎，使用多種手段才能有效。這項關系研究主要有定位模式，輸出模式，得出多維圖。這樣才能讓使用者很好運用到工作中。

3.3 GIS信息決定研究

GIS信息決定研究就是利用多維數據中心信息進行統一分析、處理、才能做出最好的應用。當前這項功能研究有：GIS和其他技術相互融合，這不僅能得到圖片的空間信息，還能夠做出圖片的時間信息；研究某地區受災情況的解決方案，更好幫助使用者解決方案的時效性；多維信息建立模型方案，滿足使用者多方面要求。

3.4 GIS對日常生活研究

GIS看似和個人的日常生活沒有什么關系，但其隱含的作用很多。GIS不僅僅是在土地管理有突出變現，在日常生活，如人口問題，也是可以使用GIS。首先將一個區域的人口數據圖輸入計算機，建立人口模型，進行人口圖片的比對，最后就可以得出這個區域內的人口管理信息數據。

3.5 GIS需法律法規的完善

GIS的正確使用，目前還有很多不完善的地方。如何讓其更好地為使用者服務，就需要現行的法律法規的正確指導。有了一個完好的使用環境，才能將其功能發揮到最大。

4 結束語

新時期是科技信息迅猛發展的時期，計算機的使用給地理信息系統提供了廣闊的平臺。地理信息系統在土地管理中勢必借助這樣的發展契機，發揮出自身更大更好的優勢為人們所用。我們使用者也要在科技更新的時代，時刻準備接受新事物，不能將科技拒之門外。當下，地理信息系統在土地管理中發揮著舉足輕重的作用，按這樣的良好發展狀態，GIS必將迎來輝煌的明天，成為科技的領頭羊。

參考文獻

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關鍵詞： 地理信息系統GIS空間數據

中圖分類號：C922 文獻標識碼：A 文章編號：

引言：

從上世紀60年代初的GIS萌芽，到網格GIS概念提出的今天，短短的四十年內，GIS從研究室走向生了產一線，從空間數據管理發展為空間信息服務，從技術升華為科學。它作為“數字地球”的基礎，“3S”的核心，已幾乎滲透到國民經濟的各個部門，影響和改變著我們的生產、生活和工作方式。80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。進入90年代以來，沿海、沿江經濟開發區的發展，土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統的發展。用于城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。

地理信息系統的基本概念

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、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。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。

二、我國地理信息系統的發展狀況

我國地理信息系統（GIS）市場的發展大致可以分為3個階段，第一階段從上世紀70年代后期到80年代末期，是理論研究和技術探索的階段。老一代科學家為發展GIS理論，培養人才，普及和傳播GIS技術，作出了很大的貢獻，為中國GIS市場的起步奠定了基礎。第二階段，從上世紀90年代初期到本世紀初，這是GIS商業市場開始出現，GIS普及大為提高的階段。在全國范圍，不少部門、機構和企業建立了專題GIS，GIS應用市場初步形成，實現了GIS從理論研究到實際應用的轉變。最近幾年進入第三階段，是中國GIS市場快速發展的階段。在這一階段，用戶數量迅速增長，應用領域更為廣泛，應用水平不斷提高，部門級的、集成化的應用系統開始出現，市場已具有一定的規模。國內GIS軟件產業開始出現。與十幾年前相比，國內GIS應用的廣度和深度都發生了很大變化，國家對空間信息服務市場的重視也越來越高，這與人們對GIS的認同有很大關系。從“九五”開始，國家就將空間信息領域列為重要發展領域之一，“十五”和“十一五”期間更是重中之重。

三、GIS的基本特點

GIS 數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路, 土地利用, 海拔)。 現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續的對象領域(如降雨量或海拔) 。這二種抽象體在GIS系統中存儲數據主要的二種方法為: 柵格（網格）和矢量。 柵格（網格）數據由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格（網格）圖像是類似的，除了使用合適的顏色之外，各個單元記錄的數值也可能是一個分類組，例如土地使用狀況，一個連續的值，或是降雨量，或是當數據不是可用時記錄的一個空值。柵格數據集的分辨率取決于地面單位的網格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區域， 但也可以用來代表其它形狀。柵格數據既可以用來代表一塊區域，也可以用來表示一個實物，實物被存儲為... 矢量數據利用了幾何圖形例如點，線（一系列點坐標），或是面（形狀決定于線）來表現客觀對象。例如，在住房細分中以多邊形來代表物產邊界，以點來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續變化性的領域。利用等高線和不規則三角網（TIN）來表示海拔或其他連續變化的值。TIN的記錄對于這些連接成一個由三角形構成的不規則網格的點進行評估。三角形所在的面代表地形表面。 利用柵格或矢量數據模型來表達現實既有優點也有缺點。柵格數據設置在面內所有的點上都記錄同一個值，而矢量格式只在需要的地方存儲數據，這就使得前者所需的存儲的空間大于后者。對于柵格數據可以很輕易地實現覆蓋的操作，而對于矢量數據來說要困難得多。矢量數據可以象在傳統地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來，而柵格數據在以圖象顯示時顯示對象的邊界將呈現模糊狀。 除了以幾何向量坐標或是柵格單元位置來表達的空間數據外，另外的非空間數據也可以被存儲。在矢量數據中，這些附加數據為客觀對象的屬性。例如，一個森林資源的多邊形可能包含一個標識符值及有關樹木種類的信息。在柵格數據中單元值可存儲屬性信息，但同樣可以作為與其他表格中記錄相關的標識符。

四、GIS與地理及測繪的關系

1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由若干個相互關聯的子系統構成，如數據采集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。

2、GIS的操作對象是空間數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別于其它類型信息系統的根本標志，也是其技術難點之所在。

3、GIS的技術優勢在于它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。

4、 GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依托。

有的學者斷言，“地理信息系統和信息地理學是地理科學第的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

五、GIS在我同測繪系統中的應用

經過多年的努力，中國分別于1994年、1998年、2006年分別建成了全國1:100萬、1:25萬和1：5萬基礎地理數據庫。其中1:25萬地形數據庫含819圖幅，包括水系、交通、境界、居民點、地形、植被等14層要素。1：5萬數據庫含22000多圖幅，地名數據庫共有520萬條地名,是迄今為止中國國家基礎地理信息系統中覆蓋國土范圍最大、內容最豐富的高精度、多數據類型的基礎地理信息數據庫。我國現有省級、副省級、地級和縣級城市共660 余個,其中大多數開展了基礎地理數據庫。浙江、江蘇等十多個省市完成了1：10000數據庫建設，上海、北京、深圳等許多大中城市建立了從1:2000到:500的大比例尺基礎地理數據庫。此外，部分省市正在建設基于統一共享平臺的服務體系。例如，北京市建成了超大規模北京市空間地理數據庫，對全市2001-2006年各年度的各種分辨率航空影像和衛星影像進行了統一存儲，與地址庫、政務電子地圖庫有機連接，實現了信息整合與共享服務。

經過國家測繪局等部門多年的不懈能力，建立了全國統一的天文大地網(1951-1978)、國家一、二等水準網(1951-1998，經歷了三次聯測)和國家重力網(1957/1985)，布設了國家高精度的GPS A級網(1992/1996，27個點，精度達10-8)和B級網(1991-1997，近800個點)，形成了具有厘米級精度的我國三維地心框架基礎及我國大陸大板塊間的速度場模型；建立了我國GPS連續運行基準站網(包括武漢、北京等8個站，衛星定軌精度達厘米級)，自1997年起我國GPS精密星歷；1998年開展了南海群島衛星定位網與全國天文大地網的聯測。2000年以后，完成了國家2000大地控制網的建設（其中包括大地控制網點2500點左右以及2000重力網30點等）；自2002年開始國家測繪局開展了分區域實現省市厘米級大地水準面的建設工作（目前已經完成了15個?。?，使我國平面坐標系統、高程系統和重力測量系統在規模、精度和統一性方面都位居世界先進行列。

“八五”、和“九五”期間，國家測繪局組織開展了自主研制開發數字化測圖技術的聯合攻關并取得一系列科研成果，并建立了7個數字化測繪生產示范基地和建成了全國1:100萬基礎地理信息數據庫等。“十五”期間，組織實施了國家基礎測繪設施項目”通過技術開發、裝備革新和系統集成，研究解決遙感數據處理技術、三維仿真等技術、地理空間數據庫系統異構平臺技術、海量空間信息存儲備份和管理技術和廣域連網數據傳輸應用等關鍵技術，建成航空航天遙感數據處理系統、基礎地理信息管理服務技術體系、基礎地理信息數據生產技術體系，建立國家基礎地理信息系統數據傳輸網絡。通過推進測繪生產組織結構的調整、技術改造以及測繪產品模式的變革，全面實現整個測繪行業從傳統模擬測繪技術體系向數字化測繪技術提醒的跨越，并通過數字化測繪成果的推廣應用，促進我國國民經濟和社會信息化。

參考文獻：

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關鍵詞：測繪 信息化 保障

隨著經濟的快速發展和社會的全面進步，各領域各方面對測繪不斷提出新的更高要求，測繪發展的機遇和挑戰并存。面對新的形勢和新的需求，必須堅持走信息化發展道路，加快信息化測繪體系建設，推進測繪信息化進程，為經濟社會發展提供可靠、適用、及時的測繪保障。目前，我國測繪地理信息發展正進入全面構建數字中國的關鍵期、測繪產品服務需求的旺盛期、地理信息產業發展的機遇期、加快建設測繪強國的攻堅期。

一、信息化測繪體系的基本概念和內涵

信息化測繪是我國測繪實現了由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段，它代表著我國測繪在進入新世紀后現代化建設總的戰略方向。

由于測繪可以理解為一項事業，也可以理解為一種業務行為，還可以理解為專業技術，因此，對信息化測繪體系的認識各有不同。如果信息化測繪體系中的測繪是指測繪事業，那么，信息化測繪體系是個大概念，是與測繪信息化發展相關聯的技術、信息、產品、網絡、裝備和設施、管理與服務等要素所構成的有機整體，是測繪信息化發展的綜合體現和測繪事業發展進步的整體性標志；如果信息化測繪體系中的測繪是指測繪業務行為，如地理信息的獲取、處理和服務等行為，那么，信息化測繪體系是測繪業務流程和手段現代化的具體體現，是個內涵適中的概念；如果把測繪僅僅理解為一項專業技術，則信息化測繪體系是測繪技術形態的具體體現，強調測繪技術的發展，等同于信息化測繪技術體系，是個小概念。

在實際工作中，既不能把信息化測繪體系作為大概念運用，解釋為整體的測繪事業體系，囊括測繪事業發展的全部內容，將數字中國地理空間框架、測繪公共服務等涵蓋其中，也不能將信息化測繪體系作為小概念運用，解釋為純粹的技術體系，而失去其真正涵義，弱化其本質內容。所以，信息化測繪體系應該解釋為測繪業務手段現代化的綜合體現和重要標志，主要強調地理信息獲取、處理、服務等過程和手段的信息化。

按照業務流程劃分，信息化測繪體系可以分為現代化的測繪基準體系、實時化的地理信息獲取體系、自動化的地理信息處理體系、網絡化的地理信息服務體系。按照主體功能劃分，信息化測繪體系主要由基準體系、技術體系、裝備體系、標準體系等組成，其中：技術體系是測繪信息化發展中技術形態變革的體現，是數字化測繪技術體系的升級和擴展，主要包括空間對地觀測技術和地理信息處理、管理、顯示、服務、應用等技術，核心是快速衛星導航定位技術、精確與定量遙感技術、網絡地理信息系統技術、虛擬現實技術、空間信息網格技術等；裝備體系是測繪信息化發展中基礎設施和裝備條件變革的體現，主要包括衛星導航定位系統平臺、現代測繪基準體系基礎設施、航空航天遙感影像快速獲取平臺、先進野外測繪技術裝備、地理信息數據處理技術裝備以及地理信息數據交換傳輸服務網絡等。

二、信息化測繪體系建設的總體思路

信息化測繪體系建設要堅持需求牽引、統籌規劃，政府主導、企業推進，依靠科技、創新機制，突出重點、協調發展的原則。要緊密圍繞黨和國家的中心工作，準確把握經濟建設、社會發展和人民生活對測繪的需求特點，統籌規劃信息化測繪體系建設全局。充分發揮政府測繪部門的主導作用，加大財政資金對信息化測繪體系建設的支持力度。充分發揮企業和競爭機制的重要作用，提升市場配置資源的效率。加強測繪科技進步與自主創新，著力解決測繪信息化發展中的重大關鍵技術問題，大力提高測繪生產力水平，推進測繪生產組織結構調整。要以加快測繪科技進步、提高測繪裝備和設施水平為重點，努力實現地理信息獲取、處理和服務各環節的協調發展。要著力制度建設和機制創新，為信息化測繪體系建設創造良好環境條件。

未來十年左右，信息化測繪體系建設要實現以下總體目標：測繪科技進步取得突出成效，測繪技術裝備和測繪基礎設施全面改善，測繪生產力水平顯著提高。構成信息化測繪體系的現代基準體系、技術體系、裝備體系、標準體系等較為完善，地理信息的獲取實時化、處理自動化、服務網絡化和應用社會化全面實現，測繪信息化整體水平顯著提高。測繪較好地滿足經濟社會發展的需要，對全面建設小康社會和構建社會主義和諧社會的保障能力和服務水平顯著提高。

三、信息化測繪體系建設的重點任務

建立適應信息社會要求的信息化測繪體系是測繪信息化建設的基本要求和重要途徑，也是一項重大的系統工程，需要政府、企業、事業單位等各方面共同推進，測繪及相關行業共同參與，尤其要注重發揮測繪相關企業的作用。要充分利用各方面力量，不斷提高測繪科技自主創新能力，提升信息化測繪基礎設施自主保障能力，全面推進測繪基準體系基礎設施、高分辨率立體測圖衛星以及測繪衛星應用系統建設，增強地理信息的快速獲取和更新能力，充實完善數字化測繪技術裝備，促進測繪生產技術及管理手段的優化升級，提高地理信息采集、處理和提供服務的整體實力。信息化測繪體系建設的重點任務包括以下幾個方面。

3.1現代化測繪基準體系建設

現代化測繪基準體系是地理信息獲取、處理和開發利用的基礎條件和基本保障。要利用現代測繪理論和高新技術手段，建立與維護覆蓋全國、陸海統一的新一代高精度、三維、動態、多功能測繪基準體系，形成較為完善的現代測繪基準體系基礎設施。重點是建設覆蓋全國的衛星定位連續運行基準站網和國家空間大地控制網，全面提高高程控制網和重力基本網的密度與精度。

3.2實時化地理信息獲取體系建設

實時化和空間化地理信息獲取體系是地理信息數據獲取手段的重大進步。要著力建設陸、海、空、天一體化的先進測繪基礎設施，不斷完善自主衛星導航定位系統，研制發射滿足測繪要求的高分辨率遙感衛星，發展地理信息數據的快速獲取技術手段，主要包括：高精度衛星導航定位系統、高分辨率衛星遙感系統、數字航空遙感系統、重力衛星系統和航空重力系統以及地面移動快速測量系統等。

3.3自動化地理信息處理體系建設

自動化和智能化地理信息處理體系是地理信息數據處理手段的重大變革。要充分利用信息技術、人工智能技術等高新技術，研制自動化、智能化的地理信息數據處理平臺，發展海量地理信息數據快速、精確處理和集成管理的技術手段，包括：自動化智能化的衛星導航定位、衛星遙感、航空遙感等對地觀測數據處理系統，地面測量數據快速處理系統以及地理信息數據管理、保密處理、產品制作等技術系統。

3.4網絡化地理信息服務體系建設