地理信息系統原理及應用范文

導語：如何才能寫好一篇地理信息系統原理及應用，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。

篇1

關鍵詞：煤礦災害 應急救援系統 地理信息系統

一、引言

隨著煤礦開采深度的加深，地質條件也將會愈加的復雜，各種事故會嚴重威脅著礦工的生命安全和煤炭生產的正常進行。通過建立生產安全事故應急救援預案，可以控制礦山發展并盡可能排除事故及礦井災害，保護現場人員及場外人員的安全，將礦井災害對人員、財產造成的損失降低到最小程度。

地理信息系統（GIS）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西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，從而使大量抽象、枯燥的數據變得生動、直觀和易于理解，提高工作效率和管理工作的科學性和準確性。

二、地理信息系統的特點及優勢

地理信息系統是以地理空間和動態的地理信息為地理研究和地理決策服務的信息系統，已被廣泛用于資源管理、城市規劃、應急救援等各個領域。地理信息系統的主要特點和優勢有：

1、標準的信息存儲、查詢功能。GIS可以將各種不同的數據轉化成利于計算機存儲的內部格式。GIS不但包括各種要素分布的空間位置，也包括其實體特征的屬性數據，同時還有明顯的時序特征，而且空間數據和屬性數據之間是一種密切的對應關系，空間信息和屬性信息形成一個有機的整體。通過檢索空間數據可查詢相應屬性信息；通過檢索屬性數據也可以查詢相應的空間信息。避免了圖形與相應的屬性數據分離的現象，給企業資源的全面管理帶來了極大的方便。從圖形學的角度來看，GIS實質上是一種便于計算機處理和網絡傳輸的數字化地圖或圖紙，可以方便地對空間數據進行輸入、編輯、顯示、查詢、空間分析和輸出打印，也可以利用三維動態仿真技術對各種要素實現仿真模擬，構造一個符合實際的模擬空間，展現各種地物之間復雜的時空關系。

2、便捷的的數據管理功能。一些數據庫和應用系統公司，如Oracle，Microsoft和SAS等，已擴展了其產品容納空間數據管理功能。另一方面，許多GIS軟件也包含空間數據庫引擎數據模型，借助這一模型可將空間數據加入到關系數據庫管理系統中。這樣使得大規模的GIS系統與空間數據技術一體化成為可能，便于各種系統的集成和信息共享。

3、優秀的空間分析功能。空間分析是地理信息系統最主要的特色。GIS系統可以利用其空間數據庫和屬性數據庫，結合高效的算法進行空間分析。如對距離某一事故地點一定范圍內各種空間要素的搜索，并對相關信息進行統計分析，為事故處理提供所需要的信息和應急預案等。這種空間分析的功能是其他信息管理系統無法實現的。

三、煤礦災害應急救援地理信息系統模塊功能設計

根據系統需求分析和開發目標，煤礦災害應急救援系統應主要包括以下幾個模塊：

1、信息管理模塊。該模塊主要由礦井相關的各種基礎信息數據庫和地物屬性分布組成。基礎信息包括礦井基本情況數據庫、井下主要設備信息數據庫、安全設備數據庫、地質條件數據庫、主要災害信息數據庫以及實時的采掘工作面分布等。它具有實時維護、更新和管理煤礦基礎信息所需的基本功能。？

2、應急預案模塊。主要包括礦井災害應急預案、應急救援隊伍、救災設備數據庫、救災專家數據庫以及國家級礦山救援基地分布等內容。在礦井災害應急預案中可以查詢到通用的應急救援預案，如國家局制定的礦山重特大生產安全事故應急預案，也可以查詢到針對本礦井實際的自行制定的應急預案內容。它具有維護和管理整個礦井災害應急救援的基本功能。

3、災害處理模塊。囊括了礦井災害從預測預報到控制處理的一般方法，主要包括礦井災害預測方法、礦井災害控制方法、礦井災害處理方法。同時還提供了礦升災害案例庫這一功能，方便查找相關的礦井災害案例，以期達到學習借鑒的目的。

4、法律法規模塊。此模塊提供了礦井生產適用的各項法律法規和部門規章制度，包括國家級及省級煤礦安全規程。能夠按照目錄、索引和關鍵字進行查詢、打印，同時預留了擴展接口，用戶可以隨實際變化增減法律法規條文，有效地減少了檢索規章制度文件的時間，為領導者做出正確的決策提供法律依據。

四、煤礦災害應急救援地理信息系統的實現與應用

礦井災害救援制約因素多、情況復雜多變，與其他行業的搶險救災工作相比，具備更強的技術性、時效性和更大的危險性，要求反應迅速、判斷準確、應變及時、措施有力，一旦事故發生，需要多支救援隊伍密切配合、集中指揮展開救援工作。

建立礦井應急救援系統的目的：一是發生事故后控制危險源，避免事故擴大，在可能的情況下予以消除；二是盡可能減少事故所造成的人員和財產損失。因此，礦井災害應急救援系統不僅要包括危險源空間布局、礦井環境狀況、關鍵設施狀況、應急救援力量等實體空間，而且還應涉及社會經濟領域的非實體因素，如人員分布、財產分布等。？礦井應急救援作為一個動態運行的過程，其復雜的災害生成機制需要強有力的信息分析工具的支持。地理信息系統是解決這一問題的有力工具。

本系統主要利用GIS開發軟件，將煤礦生產工作范圍內的電子地圖、屬性數據以及統計數據相結合，構成地理信息系統平臺，通過此平臺，實現生產工作范圍內井下巷道、采掘工作面和各種機械、安全設備數據及其他數據的全面整合，達到數據統一管理和資源共享。同時在此基礎上提供災害預測、控制和應對方案，提高管理工作的科學性、規范性，以及災害處理工作的及時性、準確性。

五、結束語

該系統可以實現對礦井基本情況、主要災害信息、危險源分布及救災力量等信息的查詢、圖形編輯、屬性更新，確定特定災害的影響范圍，大致預測災害損失。在災害應急響應與快速救援指揮中顯示最佳避災路線，調度與管理抗災力量，對應急預案數據庫進行決策支持和數據更新，從而方便生產單位在災害發生時及時啟動相應的應急預案，輔助領導全面掌握災情并進行救災指揮決策，將災害損失降到最低限度。

參考文獻：

[1]邢娟娟.重大事故的應急救援預案編制技術[J].中國安全科學學報，2004，14（1）：57-59

篇2

關鍵詞：礦產資源；定量評價；地理信息系統

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A

前言

在眾多的自然資源當中，礦產資源是其中比較重要的一種，對工業發展的影響十分明顯。對礦產資源進行評價就顯得尤為重要，這也成了近幾十年來的研究熱點。應用地質理論和方法，基于對成礦理論、條件及規律各種數據的提取、整理和分析，定量進行預測評價的研究方法，稱為礦產資源評價。

1 GIS技術在礦產資源評價應用中的研究與發展

對于礦產資源的評價方法，主要有區域價值法、德爾菲概率法和礦床模型法等六種基本預測方法。早在二十世紀70年代，GIS技術就已經應用于勘查研究工作；美國地調系統在80年代初期利用計算機技術和GIS技術展開了CUSMAP計劃；隨后，加拿大、澳大利亞和英國相繼開展了相同的研究工作。不僅如此，在發展中國家的應用也同樣受到了肯定：南非地學委員會、開普敦地調所、巴西等國家都紛紛開展了基于GIS的礦產資源評價。

我國從20世紀80年代初開始才開展礦產資源評價工作，但在90年代中期才開始將GIS技術使用于礦產資源評價，并被廣泛應用。1998年，在云南元江地區，應用GIS進行了銅礦床的預測。1999年，同樣是通過GIS的空間分析功能完成了云南謀取的找鉛鋅礦工作。2000年，肖克炎等、陳石羨分別定量的預測了金礦、銅礦和鐵礦資源。此后，國土資源部制定了一系列的以GIS技術為基礎的開發、探測礦產資源評價的規范標準，并構建了信息量非常大的礦區、地質等的數據庫，從此，GIS技術正式成為礦產資源評價生產階段的主要研究方法。

2 應用GIS技術的主要優勢

GIS技術自身有著十分突出的特點，因此，應用在礦產資源定量評價中有很大的優勢：

（1）數據格式的多元性。礦產資源信息有多個來源，所得到的數據格式也不盡相同。GIS軟件可以讀取表格數據、矢量數據以及柵格數據，有著強大的數據處理功能。不僅可以進行數據的提取與整理，還可以對圖像數據進行分層分析。

（2）先進的空間分析功能。GIS技術的一個典型優勢特點，就是具有十分先進的空間分析功能。可以建立不同空間的不同屬性，并對多個信息進行疊加、去除等處理，還可以進行空間的幾何計算與統計。

（3）可視化的人機交互功能。可以利用特定的計算機語言，通過特定的界面，對數據的各種處理都可以通過圖形化的操作界面呈現出來。

（4）強大的模擬功能。GIS技術可以進行二維、三維以及四維的模擬。

3 礦產資源定量評價中GIS技術的應用

3.1 數據庫的建立

在建立數據庫時，以ArcGIS軟件為例，最重要的環節就是地理定位和屬性數據。

將矢量或者柵格格式的空間數據導入ArcGIS軟件，含有的信息主要包括基礎地理圖層、基礎地質圖層和專題圖層等等，然后建立對應的數據屬性集，利用強大的數據編輯和制圖功能，編輯、整理數據。

3.2 礦產資源定量評價中GIS技術的應用

開展礦產資源評價的基礎理論是地質理論、成礦條件以及成礦規律。評價方法主要有兩種，一種是經驗型，即對已知的礦床通過對含有豐富數據的地區進行數據處理的經驗方法；一種是理論型，是利用GIS技術對未知的礦床進行遙感數據處理的方法。礦產資源評價的流程如圖1所示。具體步驟如下：

（1）明確各數據的獲取標準并分類，然后選擇合適的標志和預測模型，并確定各因子權重的計算方法；

（2）對搜集到的研究區內相關的各種數據（如表格數據、矢量數據、柵格數據等）進行預處理，然后建立數據庫；

（3）利用GIS技術對數據進行處理，提取所需信息后進行空間信息分析；

（4）根據成礦理論、成礦模式以及地址理論，對空間分析所獲取的數據構建并運行預測模型，通過不同因子的權重計算，模型運行結果進行分析及定量評價；

（5）對礦產資源定量評價的預測結果進行分析與輸出。

4 研究展望及發展趨勢

雖然GIS技術擁有較多的優點，但在礦產資源評價中，仍然存在一定的不足，比如通過GIS獲取的數據在精度上有時不夠準確，由于周圍環境變化會引起的多種新的空間因子等。因此，對于以上存在的問題，需要在評價方法、系統研究和模型建立等方面不斷更新，不斷發展。

參考文獻

[1]劉波，鄒時林，谷珊.GIS在礦產資源評價中的應用[J].金屬礦山，2010（02）：128-132.

篇3

近年來，城市建設的各個領域都有對GIS技術的需求，在城市管理、城市規劃、市政工程、交通設施、公共服務、動態監測等城市建設方面都廣泛地應用了GIS技術，效果顯著，GIS在城市建設中為政府提供了強有力的管理規劃和決策工具。主要以面向建設行業和城鎮化建設為鮮明特色的城建類高校應以培養應用型、高素質人才為根本，對學生要求實踐能力強，實踐是衡量是否培養出適應社會發展的人才的重要標準，提高實踐教學水平是城建類院校的當務之急。天津城建大學立足天津、面向全國，服務我國城鎮化和城市現代化建設，構建了城市規劃與建筑、城市建設、城市生態與環境、城市經濟與管理、數字城市、城市文化等6個學科群。天津城建大學從2008年開始招收地理信息科學專業本科生，每年招收兩個班，到2013年7月，已培養了兩屆畢業生，共108名，其中有18名同學考取了研究生。目前天津城建大學已經初步形成較完善的教學體系，培養滿足社會需求的地理信息科學人才，但是在很多方面還有待深層次的改革與完善，另外還要積極拓展就業渠道。目前，天津城建大學地理信息科學專業建設中存在一些問題：人才培養目標定位不準，人才培養目標與企業需求脫節；課程體系過于龐雜，主次關系不明確，難以使學生掌握系統性的專業知識；地理信息科學專業實驗室的建設遠遠滯后，實踐教學環節的開展往往跟不上理論教學，造成理論與實踐相對脫節。同時專業實驗課程內容簡單孤立、系統性差、連貫性缺乏，多以驗證性實驗為主，學生的綜合能力沒有得到全面培養。為了緊跟時代步伐和適應形勢發展的需求，地理信息科學專業的人才培養目標定位應適應社會對地理信息科學人才新的需求。根據天津城建大學性質和專業特點，確定符合本校實際的地理信息科學人才培養目標。通過本課題的研究，促進天津城建大學地理信息科學專業的教學改革和發展；進一步更新教育觀念，修訂培養目標，改革教學內容、課程體系和教學方法，尤其重視應用能力的培養，以適應科學發展觀的指導要求，培養能與社會多元化人才需要結構相適應的畢業生，真正實現為地方經濟社會發展服務的目的。

二、研究方法

1)文獻研究法：文獻研究法作為一種單獨的研究方法，通過對文獻的分析，獲得對事物及現象的正確認識。目前，對人才的培養目標定位已有了研究成果，課題組檢索相關的國內外文獻資料，合理利用已有的著作、論文，通過對資料的系統分析、梳理和歸納，并進行文獻綜述，分析和研究應用型人才的培養目標定位，總結并借鑒國內外先進的人才培養經驗。

2)調查研究法：對天津城建大學地理信息科學專業畢業生的情況進行調查問卷，掌握第一手資料；到相關院校實地走訪，結合他人的經驗，進行深入的分析。通過調研，收集有關地理信息科學人才培養現狀的信息和數據，進行相應的數據統計和處理，對人才培養質量以及實踐過程中存在的問題和困難進行分析。

三、城建類高校地理信息科學專業人才培養目標定位

3.1確定地理信息科學人才培養方向與要求

通過到其它高校和就業單位調研，全面了解目前社會對高校地理信息科學專業教學中學生培養目標以及對學生實踐能力的需求，同時全面掌握全國高校地理信息科學專業教學中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大學地理信息科學人才的培養方向：培養具備地理信息系統、遙感技術、衛星定位技術、數字測圖、計算機應用技術的基礎理論、基本知識、基本技能及其在專業領域內的具體應用本領能夠在城建、地理國情監測、測繪、資源環境、交通、土地管理等領域從事與地理信息科學相關的應用研究、技術開發、生產管理等工作的應用型人才。本專業學生主要學習并掌握地理信息系統、遙感技術、衛星定位技術、地理學、計算機應用技術方面的基本理論和基本知識，受到應用基礎研究思維和科學實驗訓練，具有較好的科學素養，具有地理信息系統研究、設計的基本技能及初步的教學、研究、開發和管理能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：掌握地理信息科學、地理學基本理論基本技能；掌握地理信息系統空間分析方法與應用軟件、遙感圖像處理和地學信息提取技術、GPS定位原理與應用，具有空間分析的基本能力；了解地理信息系統與遙感領域研究發展前沿，能熟練地運用地理信息系統、遙感與GPS定位系統技術解決地理學中的信息采集、分析處理和決策支持等相關問題；④掌握一門外語和計算機應用技能；⑤具有創新意識和協同攻關能力，具備一定的地理信息系統設計、開發或具體應用能力。

3.2專業培養方式

1)課堂教學：通過課堂教學使學生充分掌握GIS基礎理論和基本知識。在課堂教學方面注重優化教學內容,增大課堂知識量，提高課堂教學效率，完善教學評價體系，充分調動教師和學生的積極性和主動性，注重采用啟發式、提問式、研討式等教學方法，實現教與學的良性循環。

2)課內實驗教學：通過課內GIS基本實驗技能訓練，培養學生的動手操作能力和科學研究能力。天津城建大學四門課開設了課內實驗，如地理信息系統原理實驗、GIS設計與開發實驗、GIS空間分析原理與方法實驗、GIS軟件應用實驗。任課教師確定實驗內容，在指導教師的幫助下，由學生獨立完成，培養學生發現問題、思考問題和解決問題的能力。

3)實習教學：目的是鞏固學生地理信息科學的基本理論，使學生系統掌握地理信息的理論技術和應用的基本技能。使學生能從事地理信息系統軟件開發和地理信息工程的設計、建立與應用工作。適應經濟建設人才要求，為國民經濟建設培養具有創新能力、厚基礎、寬口徑、高素質、一專多能的應用性專門人才。既培養學生上機操作的實踐能力，更好地掌握應用主要商用地理信息系統軟件，同時又培養利用常用地理信息系統軟件解決實際問題的能力和創新精神，從而達到通過上機實驗鞏固和拓展理論知識的目的。遙感實習進一步加深對相關專業理論知識的學習和理解；掌握遙感影像處理的一般流程；熟悉專業軟件的使用方法；培養一絲不茍的工作態度和團隊合作精神。培養學生進行遙感技術應用的實際操作能力，要求理解遙感圖像目視解譯，了解遙感影像的幾何校正、增強處理和計算機分類。熟悉遙感影像獲取原理，理解從遙感影像中獲取各種信息的處理流程和方法，并熟練掌握一種或幾種專業應用軟件。GIS程序設計主要包括GIS軟件設計和空間數據庫設計兩部分的內容，分為需求分析、項目管理方案設計、系統總體設計以及系統詳細設計、系統部署、運行和維護等階段。空間數據庫系統是GIS軟件設計的核心內容之一，進行空間數據庫系統設計的主要任務是確定空間數據庫的數據模型以及數據結構，并提出空間數據庫相關功能的實現方案。空間數據庫系統實現的主要任務是將設計的空間數據庫系統的結構體系進行編碼實現，并將采集的空間數據入庫，建立空間數據庫管理系統。

4)畢業實習：是地理信息科學專業本科生教學的必要環節，是畢業生走向工作崗位之前的一次綜合性實習，是對所學理論知識的一次初步的綜合考核。通過畢業實習，使學生進一步理解和領會所學的基本理論，了解地理信息系統技術的發展及應用，較為系統地掌握地理信息系統的基本技能，把所學知識與解決實際問題相聯系，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而提高學生從事實際工作的能力。同時，通過畢業實習，為畢業設計收集必要的資料，做好技術、知識、資料的準備工作。5)其他方式：通過天津城建大學學生科技活動資助項目和天津城建大學國家級大學生創新創業訓練計劃項目管理辦法提高學生解決實際問題的能力，增強學生的創新能力和在創新基礎上的創業能力，培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才。讓學生積極參加教師的科研項目，鼓勵學生參加各種GIS競賽活動，如MapGIS二次開發大賽、ESRI杯中國大學生GIS軟件開發大賽、SuperMap杯全國高校GIS大賽等，通過競賽能夠培養學生的專業興趣，激發學生的創新熱情。

3.3理論課程體系研究

1)公共基礎課主要包括大學英語、大學計算機基礎、高級程序設計語言C、高等數學、大學物理等課程。這些課程是為提高人才基本素質需要而設置的專業通修課平臺，為培養學生的二次開發能力做好鋪墊。

2)學科基礎課包括工程圖學、線性代數、概率與數理統計、數據庫技術與應用、計算機圖形學、數據結構、數字測圖原理與方法、C#程序設計等。主要為學生奠定好專業基礎，

3)專業基礎課主要包括經濟地理學、攝影測量學、遙感技術與應用、衛星定位原理與應用、地圖學與地圖設計。這些課程為專業課學習奠定必要基礎，是學生掌握專業知識技能必修的重要課程。

4)專業課主要包括地理信息系統原理、GIS設計與開發、GIS空間分析原理與方法、GIS軟件應用和空間數據庫等。這些專業知識和專門技能的課程使學生掌握必要的專業基本理論、專業知識和專業技能，了解地理信息科學專業的前沿科學技術和發展趨勢，培養分析解決地理信息科學專業范圍內一般實際問題的能力。

5)選修課包括專業選修課和公共選修課，開設了城市GIS技術與方法、數字城市、城市遙感、城市規劃原理。通過這些課程的學習，使學生了解遙感和GIS技術在城市擴張、城市空間基礎設施管理、城市規劃制定與實施、城市管理功能、土地利用/覆蓋、城市環境遙感監測等方面的應用。專業選修課在學生掌握了必備的專業知識的基礎上，為了提高學生的專業水平、拓展專業素質、了解專業前沿和交叉學科新知識、新技術、新方法等而設置的。公共選修課是學生根據個人興趣和實際需要而選擇修讀課程，該課程有利于提高學生的素質修養、開發學生的創新意識、拓寬學生的知識領域。

3.4實踐教學研究

實踐教學是深化理論課程知識，培養學生應用能力的有效途徑[12]。地理信息科學是一門偏重于技術與實踐的學科，應在注重學生理論素質培養的同時，加強應用能力和實踐創新意識的培養。實習主要包括三個方面的內容：GIS基礎與開發方面、遙感方面和測量方面。實踐開設形式包括課內實驗教學、實習兩個模塊。對于課內實驗，目前開設了地理信息系統原理實驗、GIS設計與開發實驗、GIS空間分析原理與方法實驗、GIS軟件應用實驗、數據庫技術與應用等。對于實習，目前開設了地理信息系統基礎實習、地理信息系統應用實習、遙感實習、GIS程序設計實習、數字地形圖測繪實習、衛星定位原理與應用實習、畢業實習和畢業設計。加強實驗室環境的建設，加強校企合作。培養學生從數據采集、數據編輯到數據庫管理、空間分析再到系統開發的動手能力，熟練操作常用地理信息科學軟件，并面向工程應用前沿與前沿領域開展科學研究和工程實踐，拓寬應用領域。鼓勵學生參與大學生科研立項，參加GIS大賽，并積極參與老師所研究的項目。完善實踐教學體系，強化實習基地建設。

四、結束語

篇4

小編為大家整理了測繪與地理信息技術專業的相關介紹，讓同學們更加了解測繪與地理信息技術專業，供考生參考選擇，趕快來看一下吧!

測繪與地理信息技術專業介紹一、專業概述

測繪與地理信息技術專業培養德、智、體、美全面發展的測繪與地理信息專門人才，以培養學生應用能力為主線，堅持工學結合，產學合作、工學交替，要求學生具備一定的測繪基礎理論知識和扎實的空間信息技術知識，同時具備熟練應用地理信息軟件、解決具體問題的應用能力。培養從事測繪、地質、礦山、水利水電、建筑、鐵路和公路建設、土地管理、地理信息相關企事業的工程測量、地理信息應用與維護的高級應用型人才。

測繪與地理信息技術專業介紹二、培養目標

測繪與地理信息技術專業培養具有地理信息系統、測繪學和地圖學的基本理論、基本知識、基本技能，主要從事地理信息系統中基礎數據的生產、整理、更新和應用等方面研究，以及GIS軟件技術開發、生產管理、地理信息系統設計的應用創新型高級專門人才。

測繪與地理信息技術專業介紹三、培養要求

測繪與地理信息技術專業掌握測繪、地理信息方面的基礎理論和專業知識;具有熟練應用計算機進行測繪、GIS軟件應用、地理信息采集、存儲、加工處理、管理的能力;具有計算機操作、先進測量儀器使用等技能。文章來源于吉林財經大學繼續教育學院網ccutu.com 轉載請注明出處

測繪與地理信息技術專業介紹四、主要課程

地圖學與地圖制圖、測量學、AUTOCAD、全球定位系統原理與應用、控制測量學、誤差理論與平差基礎、地理信息系統導論、遙感導論、工程測量學、數字測圖原理與方法、地籍與房產測量、GIS軟件操作與GIS數據庫建設、GIS工程設計與開發、遙感圖像處理與專題信息提取、GIS空間分析與應用。

測繪與地理信息技術專業介紹五、就業方向

測繪與地理信息技術專業在地理信息系統企業從事地理空間數據的采集、處理、分析、制圖與建庫工作;在國土資源、房地產部門從事地籍測量與地籍數據庫建設、管理及房地產信息管理工作;在測繪部門從事工程勘測、設計、施工、管理階段的各項常規測繪工作;在城鄉規劃、城市建設部門從事地理信息系統的建設和管理工作;在農田水利部門從事工程測量和環境監測、土地資源調查與利用等工作;在政府機關從事與空間位置信息有關的信息交流、環境信息管理等工作。

篇5

摘要: 地理信息系統，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數據庫技術來采集，分析數據，從而為測繪制圖服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統，為社會提供更好的數字產品。本文從測繪制圖的角度出發，對地理信息系統的優缺點進行了分析。 關鍵詞:地理信息系統 測繪制圖1. 概述 地理信息系統是對地球空間信息進行采集、存儲、檢索、分析、評價、建模和輸出的計算機系統。近幾年來,地理信息系統廣泛應用于測繪遙感、環境治理、災害預測、地質填圖、城市規劃、土地管理、礦產資源評價和測繪制圖等各個領域,已起到了不可估量的作用。 2. 地理信息系統的優點 地理信息系統主要由數字化子系統、圖形編輯子系統、拓撲結構處理子系統、數字高程模型子系統、地圖建邊建庫子系統、專定屬性定義及管理子系統、數據庫管理子系統、空間分析子系統、圖像分析子系統、圖形輸出交換子系統等功能模塊構成。各系統之間既互相獨立， 具有各自功能，又共享其數據信息，可實現綜合查詢和信息分析。其主要特點是：一是在結構上該系統采用了矢量數據和柵格數據的混合結構，并完善了國內外大多數地理信息系統所采用單一數據結構或側重某一種數據。結構的局限性，以滿足不同問題對矢量、柵格數據的不同需求，而且兩種數據庫結構的信息可以有效方便地互相轉換和準確套合；二是在應用上該系統分為輸入、編輯、庫管理、空間分析和輸出五大部分組成。

2.1輸入手段：具有掃描儀輸入、數字化儀輸入、GPS輸入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等數據庫的數據，并且具有完備的錯誤、誤差等校正方法。 2.2編輯功能：具有直觀實用的屬性動態定義編輯功能和多媒體數據，具多重數據結構的屬性管理能力。 2.3地圖庫管理：具有較強的地圖拼接、管理、顯示、漫游和靈活方便的跨圖幅檢索能力，可管理達數千幅地圖。 2.4空間分析：具有功能齊全，性能良好，并且具有拓撲空間查詢和三維實體疊加的分析能力。 2.5輸出功能：具有齊全的外設驅動能力和國際標準頁面描述語言的Postscript接口，可輸出符合任何公開出版質量要求的數字化產品圖件，并具有能自定義的靈活性報表輸出功能。

3. 地理信息系統的缺點分析 3.1格式轉換問題 目前大多數的地理信息系統是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發的，它們采用完全不同的空間數據模型，對地理數據的組織也有很大的差異。據統計，現在的地理信息系統空間數據格式超過了 100種，而目前還沒有軟件可以實現100種以上數據格式之間的相互轉換，這使得在不同地理信息系統軟件上開發的數據交換存在困難，采用數據轉換標準也只能部分解決問題。限制了地理信息系統處理技術的發展潛力。地理信息系統是一套應用廣泛的地理信息系統軟件，它采用矢量數據和柵格數據混合結構，將不同來源、不同類型的數據和信息進行有機結合，實現了數據信息的共享。由于地理信息系統的編輯系統只能調入輸出自己的標準格式文件，所以地理信息系統本身提供了數據轉換模塊，支持當前主流地理信息系統數據格式的轉換。但由于地理信息系統是一個相對通用的平臺，不可能完全滿足各個應用領域的所有要求，這樣在實際應用中就會存在一些數據轉換問題。 3.2誤差問題 3.2.1測繪圖件數據信息載體介質不同產生的誤差。 原始圖件數據信息載體介質分為紙介質,透明薄膜介質及刻圖薄膜介質3種。在3種信息載體中,紙介質變形最大,其次與其它制圖軟件數據轉換問題為透明薄膜介質變形較小,刻圖薄膜介質變形最小。紙介質變形產生誤差的主要原因是折疊、褶皺、氣候影響,變形誤差一般在1-2mm。薄膜介質產生變形的主要原因:在使用和保存過程中產生褶皺,薄膜受溫度影響等,圖形數字化輸入方式的不同產生的誤差。 圖形數字化方法分為手扶跟蹤數字化儀輸入和圖形光柵化掃描矢量化方式輸入兩種。數字化儀的基本原理是將地圖上的位置信息通過數字化儀的定位器以數字信號的方式傳送給計算機,使計算機記錄每個點、線、面的位置,形成相應的數據文件。在數字化過程中,產生誤差的主要原因是人為因素。在數字化過程中手扶游標不穩左右擺動,或者數字化板晃動,從而造成采集點位不準確。其次是一幅圖未完成,關閉數字化儀后,重新開機,造成定位系統坐標與上次不同而形成誤差。圖形掃描矢量化形成的誤差主要有:掃描儀精度不高,掃描的光柵圖像變形產生的誤差;光柵圖像沒有配準就矢量化圖形，形成的誤差；在矢量點，線過程中圖像放大倍數小形成的誤差。 3.2.2子圖庫，線型庫定位點(定位線)不精確形成的誤差。 地理信息系統制圖系統庫包括子圖庫、線型庫、色庫、圖案庫。子圖庫是各類基礎地理及專題要素的符號庫。線型庫是各類地物界線及專題要素界線的符號庫。地圖符號是地圖的語言,在地圖上用來表示實地物體與現象的特點圖解記號,它是地圖的主要表現形式,也是地理信息得以傳輸的媒體。地圖符號按地面物體和符號的比例關系分為依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符號。在傳統制圖理論中,任何符號都有它的定位點和定位線。符號的定位點和定位線都有嚴格的規定,它決定了地物在空間的分布位置和相互關系。符號庫(子圖庫,線形庫)形成誤差的主要原因是符號的定位點和定位線不在規定的位置上。制圖人員在數字化制圖過程中往往把符號移動到與原圖相同的位置,當坐標點可見時,符號的定位點(定位線)和符號的坐標可見點不在同一點上,其誤差在0。1-0。5mm之間,圖件比例尺越小其誤差變形越大。 4. 地理信息系統對測繪地圖的優化作用測繪制圖是測繪工作的有機組成部分,在開展多學科、多途徑的測繪科研研究中,自始至終都要運用測繪地圖來表現研究成果。在傳統的測繪制圖過程中,要經歷若干個成圖步驟。地理信息系統測繪制圖過程主要分為資料準備、圖形輸入、圖形編輯、顏色設計和圖形輸出等幾個階段地理信息系統提供了兩種圖形輸入方法:一種是數字化輸入,即采用數字化儀人工手扶游標跟蹤,將原圖資料轉化為圖形數據;另一種是掃描矢量化,通過掃描儀掃描原圖,以柵格形式存貯于圖象文件中,并經過矢量轉換為矢量數據。以上功能可用地理信息系統的輸入編輯子系統來完成。數據輸入計算機后,就要進入圖形編輯數據校正、圖形的整飾、誤差的消除、坐標的變換等工作,由地理信息系統圖形編輯子系統、誤差校正、圖形裁剪屬性庫管理等系統來完成上述各項功能。顏色是測繪地圖表現的一種重要要素,它直接影響測繪地圖的表現力和圖面效果。因此,測繪圖對顏色的要求是非常嚴格的。地理信息系統對測繪制圖作了顏色的要求,在分析了測繪地圖印刷特點的基礎上,設計了一套靈活、方便、精確的顏色定義和色標系統。圖形輸出是地理信息系統地質制圖的最后一道工序,通常是把顯示出的圖形數據,經過以上步驟,在基本符合要求后,由地理信息系統的輸出系統將編輯好的圖形顯示到屏幕或指定的設備上。經以上處理過的數據,可以實現測繪圖件的數字化,并建立圖形和屬性數據相結合的數據庫。測繪信息數據全部存儲于計算機中,可以將具有同一特性的圖形要素放在同一層中,即是將圖形數據分幅錄入這樣易于管理和查詢,而且可靈活地進行分幅檢索、添加圖幅、刪除圖幅。 5. 結語

總之,測繪制圖是一項需要不斷完善,不斷改進的技術,也大有潛力可挖,同時也存在著無窮的技巧和樂趣,只要我們在測繪制圖中，充分利用地理信息系統的優勢互補，進一步優化數字化生產的工藝流程，降低誤差，同時結合本專業特點不斷總結經驗,測繪工作一定會更上一層樓。 參考文獻 [1]譙章明. 地質圖繪制[M]。北京:測繪出版社。 [2]吳信才. 地理信息系統原理、方法及應用[M]。武漢:中國地質大學出版社。

篇6

關鍵詞：GIS；地理信息系統；空間可視化；標準化

中圖分類號：X87文獻標識碼：A

近年來，隨著地理信息系統的快速發展，目前已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，研究地理信息系統的應用與發展勢在必行。

1、地理信息系統的概念

地理信息系統（Geographic Information System，GIS）是在1963年由加拿大測量學家湯姆林遜（RogerF.Tomlinson）首次提出的，并建立了世界上第一個GIS――加拿大地理信息系統（CGIS）。

在國內有時又稱為“地學信息系統”或者“資源環境信息系統”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統（SpatialInformation System），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。這里的“地理”二字是指地理坐標參照系統，也即按地理坐標來組織空間數據。關于地理信息系統的定義又可以認為是由兩個方面組成的。一方面，地理信息系統是一門科學，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學科；另一方面，地理信息系統是一個處理地理空間數據的技術系統。

地理信息系統主要由計算機硬件系統，計算機軟件系統，系統開發，管理和使用人員以及空間數據這四個部分組成的。

2、地理信息系統的應用

GIS的應用范圍十分廣泛，憑借其博才取勝和運籌帷幄的優勢，它已成為國家宏觀決策和區域多目標開發的重要技術工具，在資源管理、規劃設計、災害監測、醫療衛生、國防以及軍事上都有應用。

2.1．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。如美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為蛀牙目的的多用途、專用的土地GIS。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。

2.2．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（通過分析土地利用圖、地形圖以及現有道路網等多種空間數據，定出公路最終線向）、道路管理，主要是指動態分段管理（在數據庫中記錄道路的每種屬性的起點到道路原點的距離，并不是真將道路切斷存儲，適合于動態的分析）、流量和路徑分析（包括道路網絡分析和最短路徑尋找等）。

2.3．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（回歸分析、模糊加權評價、各種規劃模型、系統動力學模型等）加以保證。如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據，在此基礎上綜合疊加地下及地面的類管線（包括上水、污水、通訊、燃氣等管線）以及測量控制網，規劃道路等基礎測繪信息，形成一個機遇測繪數據的城市地下管線信息系統。

2.4．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。如在汶川大地震中，我們可以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。

2.5．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。

2.6．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。

3、地理信息系統發展的熱點問題

3.1．GIS設計與實現的方法學問題

由于缺乏嚴格的工程管理和好的分析設計方法支持，GIS軟件系統的可靠性和可維護性差。這是一個長期以來人們一直在盡力解決但還未解決的問題。

3.2．GIS的功能問題

當前以數據的采集、存儲、管理和查詢檢索功能為主的GIS，還不能完全滿足社會和區域可持續發展在空間分析、預測預報、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的應用效益和生命力。

3.3．GIS地理信息的深加工問題

目前，GIS還遠未發揮它提供結論性專題地圖和數據集方面的作用，這涉及對GIS地理信息進行深加工的問題。這種深加工的結果可以是結論性的專題地圖，也可以是結論性的專題數據集。

3.4．空間信息可視化技和虛擬現實技術（VR）

GIS可視化主要研究以下幾個方面：運用動畫技術制作動態地圖，可用于涉及時空變換的現象或概念的可視化分析；運用VR 技術進行地形環境仿真，真實再現地景；運用圖形顯示技術進行空間數據的不確定性和可靠性的檢查，把抽象數據可視化，由此發現規律；可視化技術用于視覺感受及空間認知理論的研究。

4、地理信息系統的發展趨勢

4.1．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。

4.2．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。

4.3．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。

4.4．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。

4.5．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。

4.6．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。

參考文獻

[1]鄔倫，劉瑜，張晶，馬修軍，韋中亞，田園．地理信息系統―原理、方法和應用[M]．科學出版社，2001．

篇7

關鍵詞： 地理信息系統 空間信息數據 數學模型

Abstract: the Geographic Information System as acquisition, storage, geographical spatial data analysis and management of the important tools, techniques and discipline, to map, graphics, or the data form said the result of the treatment, in national economic and national defense construction are playing a significant role.

Key words: the geographic information system space information data mathematical model

中圖分類號： P208 文獻標識碼：A 文章編號：

1地理信息系統應用現狀

地理信息系統,簡稱GIS(Geographic Informa-tion System),是融合計算機圖形和數據庫于一體,用來存儲和處理空間信息的高新技術。其研究應用主要有以下兩個方面。一是利用GIS系統來處理用戶的數據；二是在GIS的基礎上，利用它的開發函數庫二次開發出用戶的專用地理信息系統軟件。GIS把地理位置和相關屬性信息有機結合起來,滿足城市建設、企業管理、居民生活對空間信息的要求,并借助其獨有的空間分析功能和可視化表達功能,為土地利用、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輔助決策，在國民經濟和國防建設等方面發揮著重大的作用，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2地理信息系統的主要功能

GIS是將地面的實體圖形數據和描述它的屬性數據輸入到數據中，即數據采集和編輯修改，最終建立空間地理信息數據庫。

2.2制圖功能

建立地理信息系統首先是將地面上的實體圖形數據和描述它的屬性數據輸出到數據庫中并能編制出用戶所需要的各種圖件。GIS不僅可以為用戶輸出全要素地圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題地圖，

2.3查詢管理功能

地理對象通過數據采集與編輯后，形成龐大的地理數據集，通過數據庫管理系統來進行空間數據屬性的查詢，同時可以看到地圖上表示的查詢結果。

地理信息系統大多采用關系數據庫管理系統，屬性數據庫管理模塊的主要功能是用戶定義各類地物的屬性數據結構，可以通過建立數學模型分析空間數據進行制定規劃和決策。

3 地理信息系統應用實例

3.1地理空間數據管理

主要是對以多種方式錄入的地理數據進行有效的數據庫管理、更新、維護、進行快速查詢檢索，以多種方式輸出決策所需的地理空間信息。為城市規劃、市政工程設計、城市交通等部門提供測繪保障服務。

3.2綜合分析評價與模擬預測

GIS不僅可以對地理空間數據進行編碼、存儲和提取，還可以將對現實世界各個側面的思維進行評價，得到綜合分析評價結果；也可以將自然過程、決策和傾向的發展結果以命令、函數和分析模擬程序作用上這些數據上，模擬這些過程的發展，對未來的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特殊傾向可能產生的后果，以作出最優決策。

3.3空間分析和查詢功能

地理信息系統的空間分析功能包括空間特征的幾何分析、數字地面模型分析、網絡分析、數字影象分析和地理變量的多元分析。這些分析功能為分用戶提供了解決多種問題的有效手段，是地理信息系統的重要組成部分。根據地理對象的圖形查詢相應屬性信息；按照屬性信息的特點，查詢對應的地理目標。空間分析的目的是解決某類與地理空間有關的問題，通常涉及多種空間分析操作的組合。

3.4地圖制圖功能

地理信息系統的發展是從地圖制圖開始的，因而GIS的主要功能之一用于地圖制圖，建立地圖數據庫。地理信息系統不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題，更重要的是由于GIS是一種空間信息系統，它所制作的圖也能夠反映一種空間關系，可以制作多種立體圖形，而制作立體圖形的數據基礎就是數字高程模型。

3.5建立專題信息系統和區域信息系統

專題信息系統具有有限目標和專業特點，系統數據項的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務。這類信息系統主要以區域綜合研究和全面的信息服務為目標，可以有不同的規模，其特點是數據項多，功能齊全，通常具有較強的開放性。

3.6地理信息系統與遙感圖像處理系統的結合的應用

遙感數據是地理信息系統重要信息源。目前大多數GIS系統已揉進圖像處理功能，并把它作為其中一個子模塊。通過使用自動影像匹配和自動目標識別技術，處理衛星和航空飛機實時獲得數字影像，可以將正影影像疊加到數字地圖上，提供現勢性很強的地形數據。

3.7屬性數據的綜合及融合

現有的GIS中，屬性數據只是用于檢索和查詢或進行簡單的統計。在眾多項的屬性數據中，有時將幾個屬性項的屬性數值加以綜合，構成具有某領域特定意義的新屬性項的新屬性值，這種綜合是經過某領域研究人員深思熟慮的綜合分析，用數量表示某領域問題的綜合概念和結果特征。因此在數據融合前，必須把定性數據定量化，然后篩選出獨立、有用的變量，選擇相應的數學模型和模型單元，確定地質異常臨界值大小，根據它對未知單元進行異常圈定和異常評價，最后利用GIS其顯示結果。

4 結束語

隨著科學技術的發展，地理信息系統將向著數據標準化，系統集成化，平臺網絡化和應用社會化方向發展，GIS的應用范圍將不斷發展不斷拓寬，在國防與經濟建設中發揮更加重要的作用。

參考文獻：

[1] 馬建文，閹積惠.地理信息系統及資源信息綜合 地質出版社，1993

篇8

【關鍵詞】地理信息系統；教改；理論實踐一體化

1 引言

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計用來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。隨著社會的發展，GIS已從一門技術發展為一門科學，從研究層面向服務層面轉移。1997年， 我國教育部設立了GIS專業，目前全國已有100余所院校設立了GIS專業[1]。GIS是一門實踐性很強的學科，特別注重培養學生的動手能力和實踐操作能力，對于以培養職業技術型人才的高職院校來說更是如此。

2 教學現狀

桂林理工大學南寧分校的地理信息系統與地圖制圖技術專業創辦于2011年，以測繪為基礎興辦而起。本校基于高職教育的定位，借鑒其他高校GIS專業的教學經驗，將作為專業必修課的《地理信息系統》安排在大一下學期，總共68學時，理論教學和實踐教學各占34學時。在大一上學期安排有基礎知識課程：《高等數學》、《工程制圖》和《測量學》；在學習《地理信息系統》的同時，安排有基礎技術課程：《地圖制圖學》、《AutoCAD制圖》；之后還安排《GPS原理與應用》、《數字化測量》、《GIS軟件應用》和《ArcGIS軟件操作》等專業技術課程。

3 教學存在的問題

本校開設GIS專業只有5年，GIS專業建設有待完善，課程教學也存在一些問題，總結如下：

3.1 理論教學與實踐教學分離

雖然教學計劃中《地理信息系統》的理論教學和實踐教學各占一半學時，但實際教學是在多媒體教室進行，一些涉及實踐的知識，如空間分析，只能教師操作示范，學生觀看而沒有實際動手操作的機會，這種感官式的學習模式非常不利于學生掌握抽象難懂的GIS知識。由于在多媒體教室教學，教師更偏重理論知識的講解，在教授學生理論知識時沒能培養學生的實際動手能力。

3.2 教材不合適，教學方法單一

我國的地理信息系統教材相對較少，且基本上都基于本科教學編寫，偏重理論知識。GIS理論本就抽象深W，本科教材的深度和廣度都不適于高職教學。個別教師教學方法單一，教學內容局限于課本知識，講解不形象、透徹，導致學生對GIS知識一知半解，缺乏學習動力和學習興趣。

3.3 教學計劃有待改善

地理信息系統是多種學科交叉的產物[2]，在學習《地理信息系統》之前，應讓學生學習相關基礎知識，如攝影測量、遙感等，而目前的教學計劃把一些相關課程安排在《地理信息系統》程之后。實踐課程如《ArcGIS軟件操作》也安排在大二下學期，與《地理信息系統》課程的教學缺少有效連接。

4 教學改革方案

根據本校兩屆GIS專業畢業生的就業情況來看，就業方向主要集中在測繪和GIS應用，這兩個方向都要求畢業生有較強的動手能力，能運用所學的知識解決工作中遇到的實際問題。結合GIS專業注重動手能力的培養目標，針對上述GIS教學中存在的問題，提出以下教學改革方案，以期提升《地理信息系統》課程的教學效果，提高學生的專業素質。

4.1 強化實踐教學，理論實踐一體化

實踐教學是高職教育的重要環節，結合《地理信息系統》課程的特點，教學地點最好安排在專業的GIS實驗室，至少實踐教學應該在裝有GIS軟件的機房。在學習空間分析等實踐內容時，教師講解示范，學生邊學邊練，親自動手操作，既能加深學生對專業知識的理解，又能鍛煉動手能力。

為了調動學生的學習興趣，培養學生的實踐能力、自主能力，可借鑒其他高校的教學方法，如寧夏大學《ArcGIS軟件應用》課程的專題應用教學模式[3]或中國環境管理干部學院《環境規劃與評價GIS技術》課程的項目教學法[4]，將理論知識融于項目、專題的分析和操作中，使抽象的理論知識變得形象易懂，實現理論實踐一體化。

4.2 加強教材建設，豐富教學內容

GIS是一門迅速發展中的學科，高職的地理信息系統教材應符合高職教育的特點，既要難度適中，又要實踐性強，實現理論實踐一體化，還應體現GIS的最新發展狀況。加強高職的地理信息系統教材建設勢在必行，國外有許多優秀的GIS教材可供我們引進和學習。

根據本校畢業生的就業方向，本課程將地理信息系統限制在技術層面，從系統的角度進行GIS基本理論和技術方法的闡述，重點培養學生在空間數據獲取、空間數據處理、空間分析、GIS產品輸出和GIS應用方面的綜合能力。另外，可根據國內外GIS產業發展動態和社會對GIS專業人才的需求，適當調整教學內容，并引入一些典型實際案例，增強教學內容的實用性和豐富性。

4.3 完善教學計劃

教學計劃是課程設置的整體規劃，完善的課程設置既有層次性又有系統性， 各課程在教學內容上不交叉重復。建議調整課程的開設順序，把《ArcGIS軟件操作》與《地理信息系統》安排在同一學期，因為大部分地理信息系統教材在介紹空間分析等實踐內容時，都以ArcGIS軟件為平臺。上這兩門課的教師應溝通好，做到上課內容不重復，理論知識與實踐有效連接。遙感對GIS的重要性不言而喻，在學習ENVI等遙感軟件前，應讓學生學習一些核心的遙感理論知識。現行教學計劃中沒有遙感理論知識的課程，建議增加此課程。

4.4 加強師資建設，提高教學水平

師資力量直接影響著教學水平。GIS在不斷發展，GIS專業軟件也在更新換代，教師也應不斷學習，掌握前沿的專業知識，提高教學水平。學校可組織教師參與各大GIS軟件公司的GIS專業技能培訓，如ERSI公司在全國開展的ArcGIS培訓、ERDAS培訓、ENVI培訓，超圖公司開展的SuperMap培訓。教師也應積極申報課題、項目，或組織、指導學生參加各大GIS軟件開發商承辦的GIS技能比賽，如全國高校GIS技能大賽、SuperMap杯等，通過多種途徑來提升自身專業技能和教學水平。

4.5 完善專業GIS實驗室建設

GIS是一門實踐性很強的學科，完善的實驗教學平臺對培養學生的實踐能力意義重大。本校雖有GIS實驗室，但還需完善建設，使其滿足以下教學需求：能運行專業GIS軟件的高性能計算機、常用的GIS軟件及實驗數據，實驗教學中所需的掃描儀、繪圖儀，觀察遙感影像所需的立體眼鏡等設備。建議學校與GIS應用部門聯系，建立校企合作機制，建立校外實習基地，讓學生可以在現實的GIS應用實踐中得到鍛煉，為學生步入社會、走上工作崗位打下堅實基礎[5]。

5 結語

地理信息系統改變了我們的生活，社會對地理信息系統專業人才的需求也越來越大。在地理信息系統的教學中，應將抽象的理論知識融入實踐項目、專題中，使學生在實踐過程中學習專業知識，在應用GIS技術解決實際問題的過程中深化對GIS理論知識的理解，將GIS的基本理論融會貫通，從而達到培養GIS專業人才的目的。

參考文獻：

[1]羅志軍.農業院校GIS專業人才培養模式與課程體系建設[J].地理空間信息，2011，（1）：143-145.

[2]鄔倫，劉瑜等.地理信息系統原理、方法和應用[M].北京：科學出版社，2001.

[3]石云.GIS課程實踐教學改革[J].教育教學論壇，2015，（20）：103-104.

[4]吳玉紅.高職GIS應用類課程項目化教學改革與實踐――以《環境規劃與評價GIS技術》為例[J].中國環境管理干部學院學報，2013，23，（3）：80-83.

[5]王新闖，張合兵等.“GIS原理與應用”教學改革初探[J].中國電力教育，2011， （35）：139-140.

篇9

【關鍵詞】測繪 地理信息 系統 建設 應用

1、前言

GIS簡言之，是基于地理空間數據的一種計算機信息系統，這里所說的地理空間數據主要包含空間特征數據和屬性數據。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標、形狀（長、寬、高及面積、體積等）、空間關系（如距離），所以具備空間特征數據。屬性數據是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數據，例如一個城鎮具有的人口、資源、產值和環境等信息數據。GIS 數據從何而來？主要源于地圖數據、遙感數據、實測數據、統計資料、文本資料（法律文件、行業規范、技術標準、邊界條約等）、多媒體數據、現有系統數據等。可見，GIS 與測繪有著密切的關系，因為地圖數據、遙感數據、實測數據都來自測繪成果，而利用GIS 平臺開展測繪活動也將如虎添翼、事半功倍。GIS 用于測繪工程具以下優勢：節省時間、效率高、時效性強、減少失誤率及測繪成果精確易于使用。鑒此，本文對GIS 在測繪工程中的應用進行分析和闡述。

2、2GIS 數據庫的建立

2.1 GIS 工作原理

在討論GIS 數據庫建立之前，先說明一下GIS 工作原理。GIS 主要由計算機軟、硬件系統及地理數據所組成。硬件系統由計算機、輸入設備、輸出設備和存儲設備等組成。其中輸入設備包括鍵盤、掃描儀、數字化儀、媒體設備等，也包括由網絡輸入。輸出設備包括顯示器、繪圖儀、打印機和媒體設備等，還包括通過網絡輸出。存儲設備包括硬盤、U 盤和光盤等，亦包括網絡服務器等。軟件系統除了計算機操作系統、辦公軟件、數據庫軟件和其他一些通用軟件以外，還包括圖形軟件（如AutoCAD）、GIS專用軟件（如Arc/Info、MapInfo）等。地理數據前面已介紹過了，需要指出的是除了數據采集，一些數據還必須經過轉換才能入庫，這往往要耗費大量的人力和財力，一般建庫初期的支出占整個系統費用的70～80%。

2.2 GIS 數據庫的建立

下面以外業采集數據導入GIS 數據庫為例介紹一下建庫的方法。

首先，將數據匯總，然后導入到AutoCAD 中，并對圖形進行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓撲關系是否符合要求，若沒有問題則可導入到Arc/Info 中設置數據結構。Arc/Info 軟件能夠對拓撲關系和圖層進行檢查，如果發現有問題，就需要返回到Auto CAD 中重新修改和編輯，沒有問題后再導入Arc/Info。通常需要在Auto CAD 與Arc/Info 之間經過多次的修改，最終實現拓撲關系和數據正確。然后對屬性進行賦值和配置，導出SHP 格式文件。再將SHP 文件導入到GIS 中，就完成了建庫程序。在數據庫中，每一個圖形要素及點、線、面分屬不同的層，每層對應一個地理信息表，另外還包括索引表與元數據表。通過建庫，可以完善數據結構，避免許多重復采集工作，實際上也減少了大量的測繪工作量。

3、GIS 的應用

3.1 GIS 的主要功能

一個完備的GIS 至少提供三方面的功能：①制作各種專題地圖，由于GIS 將空間數據與屬性數據結合起來，各行各業都可以提取本行業所需的屬性數據和空間數據，生成所需要的地圖供打印、瀏覽；②查詢功能，查詢與地理位置有關的數據，比如查詢某條街道的酒店，利用GIS 可以輕易找到這條街道上的所有酒店，如想入住3 星級酒店，也會看到所有3 星級酒店；③空間分析，可以利用數學模型或邏輯模型分析空間數據。

3.2 應急測繪保障體系

應急測繪保障體系是為應急測繪任務提供保障服務的，包括應急預案、組織機構、管理措施等，當然還需要具備開展應急工作的數據庫、應用系統，也就是借助GIS 信息平臺有效開展應急測繪服務。應急測繪保障體系的應用有以下幾個方面：①通過GIS 基本圖形的操作，可以清晰地展示災害發生地點的自然環境、社會屬性等特征，從而可更快更有針對性地制定應急預案；②通過GIS 空間分析，確定災害位置、影響范圍（受災面積）、預估損失等，從而為應急預案提供更為準確的信息；③利用GIS 專題分析功能，可以提取某項或多項專題性數據，將其與地圖組合，形成災害專題性地圖，如密度分析圖，從而可更合理地確定應急疏散方案；④為應急測繪工作提供所需的數據資料，利用災害或事故發生區域實景拍攝形成的三維圖像，可以更直接地了解現場實際情況，而測繪工作者通過修測技術保證相關數據的有效性；⑤利用GIS 網絡平臺和自動更新機制，確保災害信息的時效性。

3.3 資源管理

目前，資源清查、分析和管理是GIS 應用最為廣泛的領域之一，包括土地資源潛力評價、野生動植物資源保護、森林與水資源普查、礦產資源管理等多個領域。GIS 可以將不同來源的數據和信息匯集在一起，利用統計和涵蓋分析功能，按照各種組合條件進行資源分析，從而為資源的合理開發和決策利用提供依據。以土地資源管理為例進行說明，我國西南地區國土資源信息系統收集存儲了超過1500 項300 萬個以上的資源數據，通過該系統提供的資源分析評價模型、資源預測預報模型及資源開發利用配置模型，可生成礦產資源分布圖、草場資源分布圖、農作物產量圖、各地產值圖、交通規劃圖等各種專業圖。

4、地理信息系統在測繪工作中的未來趨勢

由于地理信息系統在測繪工作中的優勢，使得其未來將得到迅猛的發展。在未來的測繪工作中，地理信息系統一定可以成為廣泛應用的測繪方法，以適應不斷發展的中國數字科技需求。我國未來的發展趨勢是構建數字中國和數字地球，因此需要大量的測繪工作參與其中，

地理信息系統作為其中的得力助手，也將與測繪工作一起，進一步實現發展、創新與變革。在未來的發展過程中，地理信息系統必定與其他先進的技術結合，形成新的測繪方法。例如，可以與通信技術、衛星、遙感系統等結合，進一步的提升測繪工作的精細程度，使我國的測繪工作達到新的高度。

5、結語

隨著我國科學技術的發展，越來越多的新技術將運用到測繪工作中，給測繪工作帶來創新和變革。地理信息系統一經誕生，即以其高效、精確和時效性好而廣受歡迎，GIS 也成為許多國家、行業和部門必備的工具和技術。目前，GIS 的應用正從以政府部門、大公司為主走向“平民化”，GIS 已滲入到人們的日常工作、生活中，人們購物、出行、休閑娛樂因為有了GIS 而變得更加便利，可以預計GIS 的未來將會更加精彩。

參考文獻

[1]唐昊.測繪數據的GIS 建庫和應用[J].信息系統工程，2013（3）：93-94.

篇10

基金項目：防災科技學院第六批重點課程建設課程資助項目；防災科技學院教學研究與教學改革項目（JY2014A02）

[摘要]《GIS原理及其應用》是測繪工程專業一門重要的專業必修課。本文對目前該課程在測繪專業教學中存在的諸多問題進行了深入分析，在此基礎上，結合我院測繪工程專業的培養目標，對該課程在教學內容、教學方法、考核方式等方面進行了改革探討，加深學生對GIS的基本理論、基本方法和基本技能的理解，特別突出GIS實踐的重要性，以期提高《GIS原理及其應用》課程的教學效果和教學質量，培養適應社會經濟發展，具有創新精神和實踐能力的高素質專業人才。

[關鍵詞]GIS原理及其應用；教學；改革；實踐；考核

中圖分類號： G642. 0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

隨著測繪信息技術的飛速發展，測繪產品的獲取、處理、管理、分析、應用等方面都跟GIS密切相關。理解GIS的基本原理和常用的空間分析方法，在此基礎上掌握GIS專業軟件的操作使用，這對測繪專業學生今后的就業和繼續深造具有很大的實際意義。《GIS原理及其應用》作為測繪專業學生一門重要的專業必修課，具有較強的理論性和實踐性，通過本門課的教學使學生掌握GIS的基本原理及其常用的空間分析方法，熟悉空間數據組織和管理常用方法，了解空間數據采集和輸入、數據質量分析的基本方法和內容，了解地理信息系統在現代社會所處的地位、地理信息系統發展與應用的趨勢、以及地理信息系統在測繪工程中的重要應用。因此，《GIS原理及其應用》這門課程的學習對測繪專業學生影響深遠。目前，在測繪工程專業的GIS教學中一直沿用GIS專業的教學內容和教學方法，由于前期課程安排和學時等方面與GIS專業有很大差別，這就造成了測繪專業學生對GIS的學習不能達到預期效果，為更好地完成本課程的教學目標，有必要對《GIS原理及其應用》教學內容和教學方法進行思考、探討和改革。

1確定培養目標

結合我校“立足地震行業，面向社會”的戰略目標，我校培養的測繪學生是可在地震行業中立足，同時更主要的是面向社會的大眾化需求，因此培養的學生要具備扎實的測繪理論知識、掌握測繪工程專業技能、具備實施地形變形測量、變形監測、精密工程測量等測繪工程的設計、實施及管理等能力，能在地震監測預報、災害防御、國家基礎測繪、國家資源調查、城市規劃與管理等部門從事設計、實施、管理等方面的厚基礎、重實踐的應用型人才。而隨著計算機技術、RS技術和GPS技術的發展，在掌握了基本測繪理論和方法的基礎上，如何實現測繪信息的有效集成和應用，GIS成為其實現信息集成的首選工具。因此，《GIS原理及其應用》作為測繪工程專業的必修課，是測繪專業學生在未來發展的必然需求。

2教學中存在的問題

2.1非GIS專業先修課程差異

地理信息系統是傳統科學與現代技術相結合而誕生的邊緣學科，因此它明顯地體現出多學科交叉的特征；而測繪科學是一門研究如何確定地球的形狀和大小及地面、地下和空間各種物體的幾何形態及其空間位置關系的科學。兩個專業教學目標有很大不同，但又有所交叉。測繪科學為地理信息系統提供高精度的空間數據，保證了空間數據的精度和質量，以及地理信息系統產品的開發；地理信息系統為測繪科學成果的有效集成提供了良好的解決方案。由于專業特色的限制，GIS專業在前期的理論基礎學習中開設關于計算機和地理學的課程，如數據庫系統概論、計算機圖形學、自然地理學、人文地理學等課程，這些課程的開設為接下來的GIS原理及其應用的學習奠定了理論基礎。計算機學提供了GIS學習的軟、硬件知識；地理學作為GIS的理論依托，為GIS提供引導空間分析的方法和觀點。而在測繪工程專業的人才培養方案中，《 GIS原理及其應用》課程開設缺乏一定的前期理論支撐，這使得測繪專業的《GIS原理及其應用》的教學內容與教學方法并不適合沿用GIS專業所采用的教學內容和方法，要根據測繪專業的特點調整其教學內容和教學方法，以便更適應于測繪專業學生的學習和掌握。

2.2教學內容多，實踐課時少

在現行的本科教學培養方案中，明確限制總學時數不超過2500學時，而在測繪專業基礎課等不被壓縮的前提下，測繪專業開設GIS課程的學習，其學時安排是48課時，還包含了不少于8課時的實踐課時，而GIS本科專業學習中，其學時的安排一般為64課時。在課時明顯壓縮的前提下，要想較好地完成《GIS原理及其應用》的教學，必須對現行教學內容、方法和安排做出調整。由于GIS的學習具有較強的理論和實踐相結合的特點，調整后的GIS學習必須保證理論和實踐課時的飽滿，這樣才能保障學生學習的效果。

3、教學改革的措施

3.1側重學科交叉，注重GIS思維的培養

由于地理信息系統的多學科交叉特性，在測繪專業的GIS教學過程中，側重強調測繪專業與GIS的交叉性，突出GIS學習與測繪專業的緊密性，將GIS的學習定位到測繪專業體系內。在教學過程中，注重講授GIS的基本理論、常用空間方法、應用模型等內容，這些是初次接觸GIS的學生必須了解和掌握的知識；在教學內容的安排上，注重地學理論與工科技術的交叉，培養學生獨立解決實際問題的能力，使學生遇到問題時能夠以GIS的思維方式進行問題的抽象與表達，并在后續工作中善于應用所學和所知道的測繪技術、GIS理論進行數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示。這個過程既考察了學生對所學技術的掌握程度，又注重培養了學生運用GIS思維對空間數據集成的應用，使學生能夠更加真實了解測繪與GIS集成在解決實際問題的優勢，并在解決問題的過程中對所學理論與方法有更深刻的理解。

GIS作為一個輔助決策工具，教學過程中突出GIS解決問題的思路，同時將涉及到的其他學科知識作為解決問題中的一個環節，加強學生自學意識，學會問題的分解與表達，構建適合于地理信息分析和表達的應用模型，以此達到解決問題的目的。

3.2合理安排課程，理論和實踐分層次實現

長期以來，高校普遍存在的一種教學模式就是任課老師講-學生聽，學生處于被動接受的地位，這種傳統的教學模式，在理論知識傳授的系統性和完整性方面有一定的優勢，但其在實踐性較強的學科教學中的不足也顯而易見。首先，學生遇到問題，解決問題的積極性沒有被調動起來；其次，不能將理論知識和實踐操作很好的結合在一起；最后，沒有經過學生思考和實踐過的理論是無法在工作中得到很好應用的。基于這些問題，首先在課程安排上做出調整，將《GIS原理及其應用》安排在第五學期，在這門課的學習過程中，主要側重基礎理論的學習，如GIS的基本概念、基本構成、基本功能、發展歷史、數據結構、空間分析方法等。同時對涉及到的測繪專業知識給予重點提示，加深對測繪專業基礎知識的掌握，突出GIS多學科交叉的特點。在安排的8課時實驗中通過對Mapinfo9.5的學習，讓學生對GIS解決問題的基本思想有所認識，即通過對現實世界的抽象，到計算機世界的存儲，對數據空間數據結構以及存儲有一個系統的認識。這學期完成學習后，學生對GIS的基本理論知識、常用空間數據結構、以及空間數據獲取與測繪技術的結合已有一個清晰的認識，即達到GIS理論教學目標。 由于學時有限，但又強調GIS實踐應用的重要性，在第六學期安排一門《GIS軟件應用》，以ESRI公司的ArcGIS作為實踐平臺，彌補GIS理論學習中實踐不足的問題，在GIS軟件應用這門課中，所有的實驗以案例的方式提出，要求學生給出應用到的相關理論知識和解決方案，并通過動手實驗達到解決問題的目的。

3.3 鞏固理論知識，多種考核方式相結合

在考核方式上，《GIS 原理及其應用》采用“平時成績（10%）+實驗報告（20%）+期中考試成績（20%）+期末考試成績（50%）”的方式。平時成績主要是通過作業和課堂表現獲得；實驗報告是對學生動手能力的考察；期中考試主要是在課程中期對學生進行測試，對學生起一個督促作用；期末考試則是對學生理論知識最終掌握情況的檢驗。采用上述考核方式，能較好地反映學生對知識的掌握情況，以及在分析問題、解決問題等方面的能力。

4結論

《GIS原理及其應用》是測繪工程專業的一門必修基礎課，本課程學習對后續《GIS軟件應用》的學習及學生今后的就業和深造影響深遠。本文首先介紹了該課程在測繪工程專業培養目標中的地位，并分析了現行教學中存在的問題，在此基礎上提出了教學改革的具體措施：1）側重學科交叉，注重GIS思維的培養；2）合理安排課程，理論和實踐分層次實現；3）鞏固理論知識，多種考核方式相結合。以此不斷提高教學水平，及時了解學科發展動態，掌握學生對專業知識的需求，從而及時對教學內容和教學方式進行調整和完善。

參考文獻

[1] 黃杏元，馬勁松.地理信息系統概論[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 宋小冬，鈕心毅.地理信息系統實習教程[M].北京：科學出版社，2013.

[3] 周文國，郝延錦.工程測量[M].測繪出版社，2011年9月.

[4] 劉小陽，孫廣通.《工程測量》課程教學改革探索[J].科技信息，2011（11）：480.

[5] 孫廣通，宋萍，劉小陽.《普通測量學》課程教學改革探討[J].科技信息，2013（36）：26.