導(dǎo)語：如何才能寫好一篇地理信息系統(tǒng)原理與方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)開發(fā)目前以組件式開發(fā)為主流。[5]通過專業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺提供的可視化開發(fā)組件，可以快速便捷地搭建自己的GIS應(yīng)用程序，嵌入常見地理信息系統(tǒng)功能，為進(jìn)一步與應(yīng)用行業(yè)融合提供接口。目前，各高校GIS設(shè)計與開發(fā)大都采用組件開發(fā)，且一般選用ArcGis，SuperMap，Mapgis，Mapinfo的二次開發(fā)平臺。

GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)具有如下特征：1.實(shí)踐性強(qiáng)。GIS設(shè)計與開發(fā)以應(yīng)用開發(fā)為主，需要依靠大量項(xiàng)目實(shí)踐來培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。2.學(xué)科交叉性強(qiáng)。本課程融合了計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)科和具體應(yīng)用行業(yè)學(xué)科知識，學(xué)科交叉性強(qiáng)，需要學(xué)生具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、軟件開發(fā)能力和邏輯思維能力，這樣才能很好地將地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入行業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。3.教學(xué)方式靈活。GIS設(shè)計與開發(fā)是一門動手能力很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的以理論講授為主的教學(xué)方式難以滿足課程教學(xué)需要。GIS設(shè)計與開發(fā)常采用項(xiàng)目教學(xué)法[6]、分組教學(xué)法等，以增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性、趣味性、能動性。因此，GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)的重點(diǎn)不在于理論知識，而在于實(shí)踐教學(xué)。[7]以實(shí)踐操作深化理論知識，使得學(xué)生在不斷掌握軟件開發(fā)技能的同時，完成理論知識的頓悟。

二、GIS設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)優(yōu)化模式探討

（一）強(qiáng)化GIS設(shè)計與開發(fā)課程群設(shè)計

GIS設(shè)計與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門主干課程，需要配套一系列課程構(gòu)建GIS設(shè)計與開發(fā)課程群來輔助教學(xué)。其設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：1.理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)；2.因材施教，注重個性差異；3.堅持知識、能力、素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展與綜合提高原則[8]；4.注重系統(tǒng)性和完整性；5.以需求為導(dǎo)向，堅持課程可調(diào)整性原則。

基于當(dāng)前對GIS設(shè)計與開發(fā)人才的需求以及地方院校課程設(shè)計情況，GIS設(shè)計與開發(fā)課程群應(yīng)包括計算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫概論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、GIS算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、軟件工程、軟件設(shè)計模式、計算機(jī)圖形學(xué)、地理信息系統(tǒng)概論、地理信息系統(tǒng)工程、GIS軟件開發(fā)、WebGis開發(fā)等課程，囊括了GIS設(shè)計與開發(fā)過程中所需的大部分知識，全面反映了“概念—原理—方法—操作—應(yīng)用”五位一體的特征。

（二）多模式的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

目前，大部分GIS課程理論教學(xué)以教師講授為主，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程多采用學(xué)生被動學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)模式，即由教師進(jìn)行程序演示與操作，再由學(xué)生進(jìn)行模仿或根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編程重現(xiàn)。在此模仿過程中，學(xué)生往往更多的關(guān)注了代碼的書寫，而未能主動思考，不能激起學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，大大降低了程序運(yùn)行成果所獲得實(shí)踐成功的成就感。因此，應(yīng)該采取多種教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多角度培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，具體如圖1所示。

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圖1 GIS軟件設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)架構(gòu)示意圖

項(xiàng)目示范型。以教師科研成果作為典型案例，從項(xiàng)目的背景、需求、設(shè)計、編碼、測試進(jìn)行分析、講解、示范以及實(shí)踐，將學(xué)生帶入學(xué)科前沿和具體工程實(shí)踐中，加深學(xué)生對知識的理解，讓學(xué)生直觀地感受解決實(shí)際問題的快樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分展現(xiàn)“讀、想、練、用”的教學(xué)要素。

團(tuán)隊協(xié)作型。GIS設(shè)計與開發(fā)設(shè)計項(xiàng)目過程復(fù)雜，涉及面廣，需要發(fā)揮團(tuán)隊精神，互補(bǔ)互助，達(dá)到最大工作效率。在實(shí)踐教學(xué)中可以將全班學(xué)生分為幾個小組，根據(jù)教學(xué)知識點(diǎn)假設(shè)項(xiàng)目背景擬定題目，教師擔(dān)任指導(dǎo)，由學(xué)生分組自學(xué)、協(xié)作完成教學(xué)工作。小組中一人負(fù)責(zé)問題分析，擔(dān)任項(xiàng)目甲方，負(fù)責(zé)提出需求；一人負(fù)責(zé)與甲方溝通，建立規(guī)范化需求清單；兩人負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)原型快速構(gòu)建；一人負(fù)責(zé)項(xiàng)目測試；建立系統(tǒng)設(shè)計之后，全組分工協(xié)作完成系統(tǒng)開發(fā)工作。

開發(fā)競賽型。GIS開發(fā)大賽注重學(xué)生的知識綜合運(yùn)用以及解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)，從選題、需求分析、設(shè)計、編碼到最后的測試，周期長、任務(wù)多樣、難點(diǎn)多，能鍛增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作意識并磨煉學(xué)生意志，非常接近工作狀態(tài)，能使學(xué)生盡早接受社會競爭。目前，除ESRI和SuperMap每年均會舉辦一次全國性GIS大賽外，很多高校會舉辦一些校內(nèi)競賽，其中GIS設(shè)計與開發(fā)均是其重要的競賽項(xiàng)目，這為GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)提供了很好的實(shí)踐教學(xué)平臺。

校企合作型。通過與相關(guān)GIS軟件公司合作建立實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生參與具體的項(xiàng)目，為學(xué)生提供進(jìn)入社會和接觸實(shí)際項(xiàng)目鍛煉的機(jī)會，使學(xué)生在輔助完成項(xiàng)目的同時，熟悉項(xiàng)目流程、認(rèn)清重點(diǎn)和難點(diǎn)、提升開發(fā) 技能等。同時加強(qiáng)校企技術(shù)交流，邀請企業(yè)技術(shù)總監(jiān)、項(xiàng)目經(jīng)理舉辦不同類型的專題講座，增強(qiáng)學(xué)生項(xiàng)目閱讀能力。

軟件測試型。通過對GIS系統(tǒng)進(jìn)行黑白盒測試，發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)計與開發(fā)中的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)以及常見Bug分布情況，可加深學(xué)生對知識的認(rèn)知并提升軟件設(shè)計與開發(fā)能力，避免自己在設(shè)計與開發(fā)過程中犯同類錯誤。

就業(yè)引導(dǎo)型。按照學(xué)生興趣愛好以及就業(yè)意向進(jìn)行應(yīng)用行業(yè)分組，與相關(guān)行業(yè)企業(yè)、協(xié)會、就業(yè)指導(dǎo)中心建立聯(lián)系，舉辦企業(yè)專題、行業(yè)發(fā)展前沿、就業(yè)指導(dǎo)等講座以及到企業(yè)中參觀學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)流程、觀摩企業(yè)成果，擴(kuò)展學(xué)生學(xué)術(shù)視野與知識面，了解業(yè)界動態(tài)，建立行業(yè)發(fā)展與GIS應(yīng)用交集，縮短學(xué)生與社會、企業(yè)之間的距離。

（三）圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊

教學(xué)團(tuán)隊對教學(xué)質(zhì)量起決定性作用，是學(xué)科建設(shè)與發(fā)展最重要的基礎(chǔ)性資源。GIS設(shè)計與應(yīng)用課程群學(xué)科交叉廣泛，知識增長點(diǎn)眾多，發(fā)展迅速，這就需要教師不斷擴(kuò)展學(xué)科領(lǐng)域和提升知識結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化與提升整個教學(xué)團(tuán)隊。地方院校多數(shù)將學(xué)校定位為“教學(xué)為主型”，教研僅限同門或相似課程教師間的交流，根本談不上團(tuán)隊建設(shè)。學(xué)科人才，凸顯學(xué)科帶頭人與技術(shù)骨干的作用，能形成良好的傳幫帶氛圍，建立以點(diǎn)帶面形成合力的局面。在項(xiàng)目資助與帶動下，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合、知識結(jié)構(gòu)更新、人才交流，才能吸引高層次人才來校教學(xué)與研究，形成良性的“引進(jìn)、培養(yǎng)、鍛煉”長效發(fā)展機(jī)制。因此，可以有針對性的凝練研究方向，覆蓋GIS設(shè)計與開發(fā)課程群，在科學(xué)研究中建立教學(xué)團(tuán)隊。

三、結(jié)語

GIS設(shè)計與開發(fā)能力很大程度決定了GIS專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景，是GIS專業(yè)培養(yǎng)的主要目標(biāo)之一。GIS設(shè)計與開發(fā)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其能力的培養(yǎng)需要綜合性、系統(tǒng)性、多學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)體系支撐。從GIS設(shè)計與開發(fā)課程群設(shè)計以及圍繞課程群打造教學(xué)團(tuán)隊、多模式實(shí)踐教學(xué)三個方面可豐富GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動獲取轉(zhuǎn)變，優(yōu)化和提高教學(xué)質(zhì)量。同時，我們應(yīng)該認(rèn)識到，GIS設(shè)計與開發(fā)教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化提高是一個長期的過程，應(yīng)在教學(xué)工作中不斷摸索與總結(jié)，探索新的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)理論，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)固提升。

[ 注 釋 ]

[1] 邊馥苓.我國高等GIS教育：問題、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007（2）.

[2] 董雋.高等綜合院校地理信息系統(tǒng)教學(xué)問題探討[J].林區(qū)教學(xué)，2009（1）.

[3] 趙銀軍.高校地理信息系統(tǒng)人才培養(yǎng)探討[J].測繪與空間地理信息，2010（1）.

[4] 蔡菲，孫英君，單寶艷等.地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生GIS軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)[J].測繪通報，2008（6）.

[5] 鐘廣銳.基于SuperMap Objects的“GIS設(shè)計與開發(fā)”課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計[J].地理空間信息，2007（2）.

[6] 黃猛，李攀.項(xiàng)目教學(xué)法在地里信息系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].時代教育，2012（5）.

[7] 趙冠偉.地理信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)質(zhì)量優(yōu)化探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（4）.

篇2

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù) 公路交通環(huán)境設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀

中圖分類號： D035.37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)是運(yùn)用計算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對各種空間信息和空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。它由數(shù)據(jù)、軟硬件及網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)、人員、管理等五部分組成，是創(chuàng)建、管理和運(yùn)用地理知識以及編輯、制圖、空間分析和可視化的信息系統(tǒng)平臺。

地理信息系統(tǒng)有三個基本特點(diǎn)，同時也是它的主要優(yōu)點(diǎn)：

1. 空間可視化。對客觀世界空間的模擬，使人們對于各事物的狀態(tài)和空間關(guān)系有非常直觀的感受。

2. 空間導(dǎo)向。利用地理信息系統(tǒng)不僅可以縱覽全局研究區(qū)域，還可以利用GIS所提供的縮放和漫游等基本功能深入到更感興趣的局部區(qū)域去研究。

3. 空間聯(lián)結(jié)。地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫在存儲各地物空間描述信息的同時，還存儲了地物之間的空間關(guān)系，這一特點(diǎn)是進(jìn)行空間分析的基礎(chǔ)。

地理信息系統(tǒng)因其特點(diǎn)而得到推廣應(yīng)用，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范籌，各信息的關(guān)系也越趨明晰。然而建立健全的地理信息系統(tǒng)是一個漫長的過程，數(shù)據(jù)的采集、整理、儲存等工作量大。信息系統(tǒng)的維護(hù)、更新又是一系列繁瑣的工作，人力、物力須大量地、長期地投入。信息系統(tǒng)的創(chuàng)建、維護(hù)、更新，須由專業(yè)人員操作，目前還不能全民參與，其收錄的信息也必然有限。這是地理信息系統(tǒng)尚待改進(jìn)的方面。

二、我國研究狀況

2000年以來，在政府主導(dǎo)下大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)。大量政府部門開始應(yīng)用GIS，并在數(shù)字城市和城市信息化建設(shè)方面做了大量的工作。這期間，有120多個城市建設(shè)了城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，400多個城市建設(shè)了房產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，100多個城市建設(shè)了綜合或?qū)I(yè)管網(wǎng)管理系統(tǒng)，100多個城市正在建設(shè)空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。目前已有近40個城市提出了建設(shè)數(shù)字城市的目標(biāo)。2007年是數(shù)字化城市管理試點(diǎn)工作階段的最后一年，2008年——2010年為數(shù)字化城市管理全面推廣的階段。深圳市已于2006年率先通過建設(shè)部“數(shù)字化城市管理系統(tǒng)”驗(yàn)收。

三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

在資源的調(diào)查、評價與規(guī)劃的各個階段，環(huán)境的監(jiān)測、評價與規(guī)劃的各個階段，城市與區(qū)域規(guī)劃，輔助決策等管理中，地理信息系統(tǒng)技術(shù)成為不可或缺的工具。

公路與城市道路的建設(shè)、維護(hù)、管理，往往與國土、城市規(guī)劃、環(huán)境等信息密切相關(guān)，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用起著重要的作用。

1. 應(yīng)用于土地信息

通過GIS，結(jié)合土地信息進(jìn)行道路設(shè)計，能減少多次無效的選線定線工作，提高設(shè)計效率，同時能很好地協(xié)調(diào)道路與周邊用地的關(guān)系。

2. 應(yīng)用于城市規(guī)劃

通過GIS，結(jié)合城市規(guī)劃進(jìn)行道路設(shè)計，能很好地銜接相交、相接道路（包括現(xiàn)狀道路、待建道路）的空間關(guān)系，滿足控規(guī)劃要求。

3. 應(yīng)用于交通運(yùn)輸

通過GIS分析交通運(yùn)輸狀況，能獲得更合理的設(shè)計資料、數(shù)據(jù)，制定適合使用要求的設(shè)計指標(biāo)。

4. 應(yīng)用于環(huán)境資源

通過GIS，結(jié)合環(huán)境資源，能有效減少環(huán)境破壞，擬定道路建設(shè)材料的采集、運(yùn)輸方案。

四、應(yīng)用難題與解決方案

綜上所述，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用給道路設(shè)計帶來若干便利，但其應(yīng)用、普及、效果存在一定問題。

1.建庫困難

我國國土廣闊，南北跨度大，地形復(fù)雜，地理信息收集難度高。地區(qū)經(jīng)濟(jì)差異大，引起人力、技術(shù)資料分布不均，發(fā)達(dá)地區(qū)完成數(shù)字化城市的同時很多偏遠(yuǎn)地域仍處于信息盲點(diǎn)。改革開放以來，沿海城市和內(nèi)地發(fā)達(dá)城市發(fā)展迅速，土地開發(fā)加快，引起地形地貌日新月異，地理信息更新趕不上變化的步伐?！俺擎?zhèn)化”發(fā)展加速，而公共用地，如道路、廣場、公園等管理部門多，國土、城建、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門存檔的地理信息難以綜合，給地理信息系統(tǒng)收錄帶來極大的阻力。因此須加大信息收集的投入，完善的數(shù)據(jù)庫，是GIS應(yīng)用的首要條件。新研制的運(yùn)算速度達(dá)每秒10億億次的天河二號計算機(jī)，用于GIS信息處理也將提高GIS建庫效率。

2.普及困難

應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行道路設(shè)計和交通管理是發(fā)展趨勢，但GIS由地理信息管理部門存儲，大部分信息須高價購買。在設(shè)計收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)11年不調(diào)整的背景，GIS應(yīng)用將加大設(shè)計成本，因此GIS還不能普及應(yīng)用。再者，大多數(shù)項(xiàng)目也不因GIS的應(yīng)用而節(jié)約太多成本，因此也不優(yōu)先考慮GIS的投入。隨GIS的逐步完善，信息收錄技術(shù)提高，收錄工作減少，相應(yīng)收錄成本已降低，地理信息應(yīng)適度下調(diào)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，使之得到更進(jìn)一步普及，惠及于民。

3.預(yù)期難達(dá)

我國環(huán)保意識薄弱，土地開發(fā)、項(xiàng)目建設(shè)造成環(huán)境、生態(tài)平衡破環(huán)嚴(yán)重，環(huán)保部自稱四大尷尬部門之一，執(zhí)法力度不足，雖然受益于GIS技術(shù)，但是遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)引入GIS技術(shù)預(yù)期的效果。而道路建設(shè)常將經(jīng)濟(jì)放第一，環(huán)保置后，即使使用了GIS，也僅僅只能滿足于工程設(shè)計需要，達(dá)不到環(huán)保的目的。多年不變或空白的法律法規(guī)須作適當(dāng)調(diào)整，促使GIS應(yīng)用效果的實(shí)現(xiàn)。

五、結(jié)論與展望

地理信息系統(tǒng)是人類科技發(fā)展的成果，是人類智慧的結(jié)晶，它在軍事、工業(yè)、交通等的普及是時代的趨勢，提高各行各業(yè)的工作質(zhì)量和效率，是值得持續(xù)發(fā)展的一門科技。道路交通作為最早、最大的獲益專業(yè)之一，將地理信息系統(tǒng)納入其專業(yè)領(lǐng)域，有機(jī)地結(jié)合起來能促使其質(zhì)的飛躍。展望地理信息系統(tǒng)日趁完善，造福于民。

參考文獻(xiàn)：

《地理信息系統(tǒng)教程》許捍衛(wèi)、馬文波、趙相偉、徐艷杰、賀巧寧編著，2010年。

《城市地理信息系統(tǒng)——原理、應(yīng)用與項(xiàng)目管理》上海市信息化委員會張超主編，2008年。

《地理信息系統(tǒng)與管理和決策》高湋編著，2009年。

《空間信息導(dǎo)論》邊馥苓，2002年。

《地理系統(tǒng)科學(xué)》畢思文、許強(qiáng)，2002年。

篇3

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 功能 應(yīng)用

中圖分類號：TP274.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）03-0098-01

地理信息系統(tǒng)的外觀，表現(xiàn)為計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。其內(nèi)涵卻是由計算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型。當(dāng)具有一定地學(xué)知識的用戶使用地理信息系統(tǒng)時，所面對的數(shù)據(jù)不再是毫無意義的，而是把客觀世界抽象為模型化的空間數(shù)據(jù)。用戶可以按應(yīng)用的目的觀測這個現(xiàn)實(shí)世界模型的各個方面的內(nèi)容，將自然過程的分析和預(yù)測的信息，用于管理和決策，這就是地理信息系統(tǒng)的意義。地理信息系統(tǒng)通過軟硬件結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)大量的功能，并且得到了廣泛的應(yīng)用。

1 地理信息系統(tǒng)具有以下幾項(xiàng)基本功能

1.1 數(shù)據(jù)采集與輸入

數(shù)據(jù)采集與輸入，就是在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)便于處理的內(nèi)部格式的過程。數(shù)據(jù)輸入有多種方式，主要為圖形數(shù)據(jù)輸入，柵格數(shù)據(jù)輸入，測量數(shù)據(jù)輸入屬性數(shù)據(jù)輸入。

1.2 數(shù)據(jù)與管理

即將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機(jī)內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)上。其存儲方式與數(shù)據(jù)文件的組織密度相關(guān)，關(guān)鍵在于建立記錄的邏輯順序，即確定存儲的地址，以便提高數(shù)據(jù)存取的速度，屬性數(shù)據(jù)管理一般直接利用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)管理是GIS數(shù)據(jù)管理的核心[2]。

1.3 空間查詢與分析

空間查詢與分析是地理信息系統(tǒng)的核心，是最重要的功能，也是它有別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征。其主要包括數(shù)據(jù)操作運(yùn)算、數(shù)據(jù)查詢檢索與數(shù)據(jù)綜合分析。數(shù)據(jù)查詢檢索從數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫或存儲裝置中，查找和選取所需的數(shù)據(jù)。綜合分析功能可以提高系統(tǒng)評價、管理和決策的能力。

1.4 空間決策支持

空間決策支持是應(yīng)用空間分析的各種手段對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換，已提取出隱含于空間數(shù)據(jù)中的某些事實(shí)與關(guān)系，并以圖形和文字的形式直接地加以表達(dá)，為現(xiàn)實(shí)世界中的各種應(yīng)用提供科學(xué)合理的決策支持?？臻g決策支持克服了缺少對復(fù)雜空間問題決策的有效支持能力，擴(kuò)展了地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)獲取、存儲、查詢、分析、顯示、制圖、制表的功能。

2 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 資源清查

資源清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，其主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計并進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的快捷再現(xiàn)，為資源的合理利用、開發(fā)和科學(xué)管理提供依據(jù)。

2.2 城鄉(xiāng)規(guī)劃

城鄉(xiāng)規(guī)劃中要處理許多不同性質(zhì)和不同特點(diǎn)的問題，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息歸并到同一系統(tǒng)中，最后進(jìn)行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評價、環(huán)境質(zhì)量評價、道路交通規(guī)劃、公共設(shè)施配置及城市環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等[3]。這些規(guī)劃功能的實(shí)現(xiàn)，是以地理信息系統(tǒng)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的。這對于加快中心城市的規(guī)劃建設(shè)、加強(qiáng)城市建設(shè)決策科學(xué)化的要求，利用地理信息系統(tǒng)作為城市規(guī)劃管理和分析的工具，具有十分重要的意義"

2.3 土地調(diào)查

土地調(diào)查包括土地的調(diào)查、登記、統(tǒng)計、評價和使用等。土地調(diào)查的數(shù)據(jù)涉及土地的位置、房地界、名稱、面積、類型、權(quán)屬、地價、稅收、地理要素及其有關(guān)設(shè)施等內(nèi)容。借助地理信息系統(tǒng)可以進(jìn)行地籍?dāng)?shù)據(jù)有關(guān)操作，同時還可以為有關(guān)的用戶提供所需的信息，為土地的科學(xué)管理和合理利用提供依據(jù)。因此，它是地理信息系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

2.4 交通應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，目前主要體現(xiàn)在許多交通部門都應(yīng)用了交通地理信息系統(tǒng)，其基本功能包括編輯、制圖和顯示及測量等功能，主要用于對空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲、編輯及制圖和空間分析等。交通地理信息系統(tǒng)的功能還包括疊加、動態(tài)分段、地形分析、柵格顯示和路徑優(yōu)化等。其中，空間分析功能是地理信息系統(tǒng)軟件的核心，疊加分析、地形分析和最短路徑優(yōu)化分析等功能是為空間分析服務(wù)的。交通地理信息系統(tǒng)通過地理信息系統(tǒng)與多種交通信息分析和處理技術(shù)的集成，可以為交通規(guī)劃、交通控制、交通基礎(chǔ)設(shè)施管理、物流管理、貨物運(yùn)輸管理提供操作平臺。

2.5 通信業(yè)中的應(yīng)用

由于通信的各種資源和地理信息密切相連、不可分割，兩者必然要發(fā)生聯(lián)系。地理信息系統(tǒng)在通信中有諸多應(yīng)用。建立基于地理信息系統(tǒng)的通信資源管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃預(yù)算、工程設(shè)計、建設(shè)及施工管理、運(yùn)行維護(hù)、控等的計算機(jī)管理一體化的基礎(chǔ)；利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行市場分析和預(yù)測，降低成本，提高效益；為網(wǎng)絡(luò)滾動規(guī)劃提供大量的數(shù)據(jù)資源；地理信息系統(tǒng)還能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的建立提供資源分析，提高通信質(zhì)量。

3 結(jié)語

廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)提出了不同的要求，促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)技術(shù)的迅速發(fā)展。此外，計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)的工具和手段，許多計算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖像處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中，可為地理信息系統(tǒng)增加全新的更為智能、多元化的功能，其應(yīng)用范圍也會不斷擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李斌兵.移動地理信息系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.

篇4

關(guān)鍵詞：分布式計算；XML Web Service；SOAP、WSDL；UDDI

Abstract: with the development of geographic information system and the popularization, cannot be confined to a single geographic information system server mode, can only be updated by the server system. Distributed network geographic information system spatial data storage server can be in multiple sites, the server through the analysis of the client request, determining the user required data location, access to the corresponding data back to the client.

Key words: distributed computing; XML Web Service; SOAP, WSDL; UDDI

中圖分類號：TP338.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

地理信息系統(tǒng)是土地管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)。近年來，地理信息系統(tǒng)發(fā)展迅速，已經(jīng)不滿足于集中式計算模式，桌面系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享和信息交換的模式。需要更廣義的應(yīng)用模式來完善地理信息系統(tǒng)。

分布式計算是指在獨(dú)立的計算機(jī)的集合系統(tǒng)中通過網(wǎng)絡(luò)通信來開發(fā)、部署、管理和維護(hù)以資源共享和協(xié)同工作為主要應(yīng)用目標(biāo)的分布式應(yīng)用系統(tǒng)[9]。其目的在于改進(jìn)傳統(tǒng)的集中式計算模式。分布式計算在性價比、伸縮性、安全性等很多方面相對于集中式計算模式都有很大優(yōu)勢，比桌面系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享和信息交流方面也體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

分布式計算模式與網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，改善了用戶只能通過瀏覽器訪問單一的地理信息系統(tǒng)服務(wù)器的方式，可以將空間數(shù)據(jù)存儲在多個站點(diǎn)上，服務(wù)器通過分析客戶端請求，確定用戶需要的數(shù)據(jù)位置，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回給客戶端。分布式網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的服務(wù)器端必須是一個網(wǎng)絡(luò)，通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布特征和針對其中數(shù)據(jù)處理的計算特征而分類，其目的是實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)互操作和空間計算功能共享。

XML Web Service(eXtensible Markup Language Web Service，可擴(kuò)展標(biāo)記語言的Web服務(wù))是分布式計算模式的重大變革。XML為計算機(jī)之間和應(yīng)用程序之間提供了用于數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，XML Web Service是Internet級別分布式計算環(huán)境的基本程序模塊，其最大特點(diǎn)是基于標(biāo)準(zhǔn)開放網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行程序間的通訊和協(xié)作。由于XML Web Service是同構(gòu)/異構(gòu)應(yīng)用程序集成平臺，應(yīng)用程序可以集成多個不同來源的XML Web Service，這些服務(wù)協(xié)同工作，不需要知道XML Web Service的實(shí)現(xiàn)技術(shù)、運(yùn)行平臺和服務(wù)所處位的，就可以構(gòu)建一定業(yè)務(wù)操作的服務(wù)。XML Web Service的最大優(yōu)點(diǎn)是允許在不同的平臺上用不同語言編寫各種程序以實(shí)現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)的方式相互通信。

SOAP(Simple Object Access Protocol ，簡單對象訪問協(xié)議)是XML Web Service的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，用來規(guī)范XML格式，其規(guī)范的其他程序，比如將程序數(shù)據(jù)表示為XML，以及如何使用SOAP進(jìn)行遠(yuǎn)程過程調(diào)用，這些可選的規(guī)范部分用于實(shí)現(xiàn)RPC(Remote Procedure Call，遠(yuǎn)程過程調(diào)用)形式的應(yīng)用程序。SOAP規(guī)范的最后一個可選部分定義了包含SOAP消息的HTTP消息的樣式，該部分雖然可選，但幾乎所有的SOAP實(shí)現(xiàn)方案都支持HTTP綁定，它是SOAP的唯一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是Web的核心協(xié)議。HTTP的普及和SOAP的簡單性是XML Web Service的理想基礎(chǔ)。

WSDL(Web Service Description Language)是一個XML文檔，是XML Web Service的接口描述語言，用于說明一組SOAP消息以及如何交換這些消息，還定義了服務(wù)的位置以及使用什么通信協(xié)議與服務(wù)進(jìn)行通信。

UDDI(Universal Description，Discovery，and Intergration，統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)是Web服務(wù)的黃頁，UDDI目錄條目是介紹提供的業(yè)務(wù)和服務(wù)的XML文件，其服務(wù)的類型是通過一個成為類模型的UDDI文檔來完成的，多數(shù)情況下，類模型包括一個WSDL文件，用于說明訪問XML Web Service的SOAP接口，該模型非常靈活，可以用于說明幾乎所有類型的服務(wù)。UDDL還包括很多種方法，可用于搜索構(gòu)建應(yīng)用程序所需要的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄔倫，劉瑜，張晶等.地理信息系統(tǒng)原理方法和應(yīng)用[M].科學(xué)出版社.2007.

篇5

一、地理信息系統(tǒng)以及地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的基本信息

GIS技術(shù)是基于地質(zhì)信息而專門開發(fā)的一種具有行業(yè)性的系統(tǒng)?；驹硎且晕锫?lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過利用地質(zhì)信息勘查的各種傳感器，通過發(fā)射信號實(shí)現(xiàn)對信息的采集，再通過計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與分析，相關(guān)的專業(yè)人員，可以集合勘查工作的進(jìn)展或者是需要來選擇自己所需要的信息，也為后續(xù)的礦產(chǎn)開發(fā)進(jìn)行方案的設(shè)計提供數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，是為了獲取地質(zhì)中對于具有經(jīng)濟(jì)或者是科研價值的礦物質(zhì)進(jìn)行勘查的工作，其中勘查的重要內(nèi)容是對開采點(diǎn)進(jìn)行選擇。在傳統(tǒng)的勘查技術(shù)中，沒有深入應(yīng)用GIS技術(shù)，更多的是憑借金經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，沒有可靠的科學(xué)依據(jù)，同時在對于學(xué)術(shù)的交流也沒有可以以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來進(jìn)行廣泛的交流，行業(yè)的發(fā)展就得不到保障，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，讓地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查行業(yè)得到了科學(xué)技術(shù)的支持，發(fā)展速度有著明顯的提升。

二、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用原理

通常在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)主要是落實(shí)其估算礦產(chǎn)存儲量、數(shù)據(jù)模型建立、構(gòu)建數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫還有采集空間數(shù)據(jù)等功能。相較于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能來說，普通的信息測量系統(tǒng)準(zhǔn)確性稍顯不足，就現(xiàn)階段看來，地質(zhì)勘查工作還過于依賴地質(zhì)信息數(shù)據(jù)、地形版圖還有區(qū)域三維坐標(biāo)，所以應(yīng)當(dāng)要基于此來運(yùn)用信息處理技術(shù)以及綜合測量設(shè)備來實(shí)施勘查工作。將地理信息系統(tǒng)運(yùn)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，則能夠提供一個較為快速且高效的技術(shù)平臺，其能夠運(yùn)用空間數(shù)據(jù)采集功能來掌握作業(yè)區(qū)域的礦產(chǎn)資源變蝕情況，并且能夠合理評估與預(yù)測地質(zhì)勘查工作。此后地理信息系統(tǒng)能夠模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合相應(yīng)指標(biāo)來綜合評定礦產(chǎn)質(zhì)量。不過需要注意是因?yàn)楦鞯V產(chǎn)的礦期有所差別，因此在測量礦期過程中要求工作人員能夠采集綜合數(shù)據(jù)，通過運(yùn)用地理信息系統(tǒng)能夠直接獲得礦期參數(shù)，大大提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。對于地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫來說，構(gòu)建三維坐標(biāo)、參數(shù)的存儲與計算、測量數(shù)據(jù)信息是其重要的三項(xiàng)功能，此外圖形處理功能也是其一項(xiàng)主要功能，此項(xiàng)功能能夠?qū)?shí)際勘查區(qū)域的有關(guān)地貌圖片實(shí)施分級查詢、分類存儲、整理輸出、識別以及編輯圖片。通常是通過高清地質(zhì)掃描、數(shù)據(jù)動態(tài)轉(zhuǎn)換還有遠(yuǎn)程傳輸來實(shí)現(xiàn)高效采集圖片。

三、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用分析

（一）對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查資料匯總中的應(yīng)用

由于地質(zhì)礦產(chǎn)一般深處于地表下，人眼是無法通過表象進(jìn)行勘查的。地質(zhì)礦產(chǎn)發(fā)展的歷史悠久，但是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有發(fā)展之前，更多的是憑借經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行勘查，實(shí)際勘查的工作效率低下以及勘查的質(zhì)量差。而隨著感應(yīng)器以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中對于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來越深入，取得的效果也越來越明顯。地理信息系統(tǒng)，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用中，對于資料的匯總是其重要的作用，通過對勘查前需要準(zhǔn)備的資料例如：感應(yīng)器類型的選擇、地球化學(xué)的相關(guān)資料、勘查地區(qū)地質(zhì)的資料、礦區(qū)地球物理資料等內(nèi)容進(jìn)行篩選，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)人員對勘查方案的制定提供數(shù)據(jù)顯示。相關(guān)技術(shù)人員通過篩選的資料，利用計算機(jī)技術(shù)對需要形成的礦床、礦體、礦化帶信息進(jìn)行模型圖的制作，其中需要注意化探信息、遙感信息、以及物探信息中是否存在著異常的現(xiàn)象，如果存在，在模型圖構(gòu)建過程中就需要把這些信息的參數(shù)進(jìn)行滲入。在進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查過程中，需要特別注重的信息是：礦產(chǎn)類型、礦產(chǎn)成分、礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)分布、礦產(chǎn)開發(fā)難度、地質(zhì)點(diǎn)等基本信息。地理信息系統(tǒng)在礦產(chǎn)勘查資料匯總中的應(yīng)用還體現(xiàn)在起始資料以及結(jié)果資料的匯交上。對于早期以及完成勘查工作后都需要做好各種圖表以及信息圖，這就需要地理信息系統(tǒng)開展工作，例如對于地質(zhì)礦產(chǎn)圖、深槽平面圖等，通過地質(zhì)信息系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，也能夠進(jìn)行前后預(yù)估差異的對比。

（二）在地質(zhì)圖像繪制中的運(yùn)用

繪制地質(zhì)地圖是實(shí)施礦產(chǎn)資源勘查工作的一個詳見環(huán)節(jié)，工作人員能夠根據(jù)繪制所得地圖來對整體地形構(gòu)造有一個全方位、準(zhǔn)確的掌握，從而為后續(xù)勘查工作的高效推進(jìn)打好基礎(chǔ)。在實(shí)際勘查工作中合理應(yīng)用地理信息系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)準(zhǔn)確的找到礦產(chǎn)資源所處位置，而且利用系統(tǒng)中的繪制圖像功能能夠大大提升地理信息整理的效率與質(zhì)量，運(yùn)用該系統(tǒng)還能夠科學(xué)整合有關(guān)信息數(shù)據(jù)并形成地質(zhì)圖，以便于相關(guān)工作人員及時掌握實(shí)際礦產(chǎn)資源的位置。在運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行圖像繪制時，需要注重聯(lián)系起具體情況，確保能夠正確合理的繪制，并且還需要注重與信息處理功能相結(jié)合，確保圖像信息的真實(shí)、可靠與準(zhǔn)確，切實(shí)提高整體礦產(chǎn)勘查效率與質(zhì)量。

（三）在礦產(chǎn)區(qū)模型構(gòu)建中的應(yīng)用

在地礦礦產(chǎn)勘查中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⒌叵碌V產(chǎn)的分布以及開采情況監(jiān)測出來，并且可以通?？臻g疊加的方式來分析上述情況，進(jìn)而構(gòu)建出一個全面、合理的礦產(chǎn)區(qū)模型，為后續(xù)采礦工作的提供提供有效指導(dǎo)。

（四）對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的多元化方法分析中的應(yīng)用

多元化的綜合分析已經(jīng)成為各行各業(yè)的發(fā)展趨勢。對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查行業(yè)而言，為了能夠緊跟經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，多元方法綜合分析是其發(fā)展的趨勢。由于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的工作是極為復(fù)雜的，涉及到的專業(yè)知識面較多，所以進(jìn)行多元方法綜合分析是非常有必要的。傳統(tǒng)的勘查方法由于受到實(shí)踐以及區(qū)域的限制，所以對于資料的收集沒能第一時間進(jìn)行收集，勘查的方法較少。由于地質(zhì)勘查需要各種數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)多圖多表的對比，對于需要處理的數(shù)據(jù)能夠明顯生動的顯示出來，這也是物化遙信息綜合使用效率能高有效提升的技術(shù)保障。在進(jìn)行多元化勘查方法綜合分析過程中，可以通過地理信息系統(tǒng)，對化探異常、物探異常、遙感異常等信息分析方法相結(jié)合，通過多方面信息的對比，實(shí)現(xiàn)高精度的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。

（五）在探礦工程中的應(yīng)用

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，普遍的目的就是獲取礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)利益，或者是發(fā)掘其科研價值。為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)價值的利用，開展探礦工程是基本的前提條件。地理信息系統(tǒng)在探礦工程中的應(yīng)用應(yīng)用需要結(jié)合勘查工作的三大異常來進(jìn)行，通過對數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行對礦物質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，再進(jìn)一步確定探礦工程的方案。為了能夠更加生動的對礦產(chǎn)區(qū)域信息進(jìn)行表達(dá)，GIS技術(shù)能夠進(jìn)行對地質(zhì)3D進(jìn)行建模，通過對3D模型，可以直觀的表達(dá)出，礦產(chǎn)資源的實(shí)際分布。GIS在探礦工程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1、對于探槽工作編錄的應(yīng)用

探槽工作是探礦工程的重要組成部分，涉及到的內(nèi)容有探槽的形態(tài)及其規(guī)模大小地質(zhì)中的各類信息。在進(jìn)行探槽工作是，地理信息系統(tǒng)能夠有效的對樣品的采集區(qū)域、地質(zhì)界線位置、構(gòu)造界限的位置與礦化帶位置等信息進(jìn)行處理分析。對于后續(xù)估算礦物存儲量以及地表礦體的總體分布，通過信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的儲存與運(yùn)輸，對后期綜合分析有著良好的幫助。

2、對于鉆探工程的編錄的應(yīng)用

在實(shí)施鉆探過程施工時，需要明確其孔方位角、天頂角、以及孔的深度、地質(zhì)的界線、礦質(zhì)的深度等基本信息。利用地質(zhì)信息系統(tǒng)對后續(xù)存儲量與礦產(chǎn)分布所需要的圖表進(jìn)行制作，并分析礦產(chǎn)的形成條件以及其分布的影響條件，得出礦床形成的結(jié)論。

3、對于探礦工程施工方案設(shè)計的應(yīng)用

由于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的探礦工程需要結(jié)合礦產(chǎn)的分布以及地質(zhì)情況來制定施工的方案。地理信息系統(tǒng)對于探礦工程的布設(shè)有著良好的輔助作用，結(jié)合實(shí)際的探槽工程以及鉆探工程，通過系統(tǒng)對工程的布設(shè)進(jìn)行方案的確定，制度過程中可以使用相關(guān)的專業(yè)軟件進(jìn)行顏色以及圖號的區(qū)分。

（六）GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

現(xiàn)代地質(zhì)礦產(chǎn)勘查行業(yè)的發(fā)展，離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，而GIS是基于地質(zhì)信息而建設(shè)的系統(tǒng)。其不僅在礦產(chǎn)勘查中發(fā)揮著重要的作用，對于地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的管理也有著重要的貢獻(xiàn)。由于地質(zhì)礦產(chǎn)涉及到數(shù)據(jù)較多，行業(yè)間的交流需要有著良好的平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)信息系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)這一功能。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，地質(zhì)信息系統(tǒng)對于礦產(chǎn)勘查的數(shù)據(jù)進(jìn)行了良好得分類歸納，同時其圖表信息的整合也有根據(jù)礦產(chǎn)勘查工作而進(jìn)行專門的構(gòu)建。第二，對于礦產(chǎn)資源的各類信息進(jìn)行充分的表達(dá)，更加綜合。第三，為礦產(chǎn)勘查工作提供了良好的服務(wù)系統(tǒng)，提高了資料利用的效率。對于屬性的掛接應(yīng)用、圖層的分類建設(shè)以及成礦規(guī)律信息的應(yīng)用上也有著良好的表現(xiàn)。

篇6

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；地理信息系統(tǒng)；問題分析；應(yīng)用研究

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0019-02

以往學(xué)者對地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)方面的研究較多偏向整體方面的研究，較為缺乏對地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)在技術(shù)層次方面的探討。本研究從地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理方面的問題著手進(jìn)行研究，提出了基于大數(shù)據(jù)的MongoDB和Dremel的解決措施。

1 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的必要性

受當(dāng)時數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的限制，早期的地理信息系統(tǒng)主要采用RDBMS進(jìn)行管理，或者采用文件與RDBMS的方式進(jìn)行管理，如國產(chǎn)GIS軟件GeoStar就采用后者的方式予以實(shí)現(xiàn)，其屬性數(shù)據(jù)仍沿用RDBMS管理模式，圖形、影響和DEM則交由文件系統(tǒng)管理[1]。但GIS本身固有的空間數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)特征以及數(shù)據(jù)處理快速響應(yīng)的需求，決定了以RDBMS為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和以統(tǒng)計學(xué)和數(shù)據(jù)挖掘?yàn)榇淼膫鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)無法適應(yīng)GIS數(shù)據(jù)存儲及處理的發(fā)展需求。大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，帶給了地理信息系統(tǒng)新的變革。就整體而言，大數(shù)據(jù)處理方式與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式存在以下區(qū)別。

大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式存在諸多不同：首先，大數(shù)據(jù)沒有抽樣概念，其針對的是全部數(shù)據(jù)，即全樣本數(shù)據(jù)概念，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式無論是統(tǒng)計學(xué)還是數(shù)據(jù)挖掘，都是以在數(shù)據(jù)中抽取樣本研究的方式進(jìn)行；其次，傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)注重數(shù)據(jù)的因果關(guān)系分析，而大數(shù)據(jù)則完全無視數(shù)據(jù)的因果關(guān)系而在乎數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)信息；再次，傳統(tǒng)的RDBMS數(shù)據(jù)處理技術(shù)十分追求優(yōu)良的精確性、高度的一致性，使得其并不具備良好的可擴(kuò)展性，而大數(shù)據(jù)則因?yàn)槎鄻踊臄?shù)據(jù)類型需要必須具備良好的可拓展性，并不再盲目追求計算結(jié)果的精確性，雖然RDBMS數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)有了并行計算，但追求高度一致性和容錯性的特點(diǎn)使得其無法像MapReduce等大數(shù)據(jù)并行處理技術(shù)那樣具備“秒級定律”的可用性和可拓展性；最后，大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)類型也不同于以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，其數(shù)據(jù)處理對象包括了以數(shù)字、字符為代表的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、員工簡歷信息等為代表的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、音頻、視頻等為代表的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)這三大類型，在數(shù)據(jù)處理難度大為艱巨的同時，數(shù)據(jù)處理能力也得到了極大的提升[2]。

由以上四個方面的對比可以看出，大數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲及處理技術(shù)，無疑更能滿足地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理快速響應(yīng)的需求，因而地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)已成為時代的必然。

2 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的問題分析

2.1 數(shù)據(jù)存儲

地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)特點(diǎn)注定了其數(shù)據(jù)存儲具有明顯的非結(jié)構(gòu)化特征，其數(shù)據(jù)集呈現(xiàn)出典型的大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，即海量數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和動態(tài)的數(shù)據(jù)體系（Velocity）、多樣化的數(shù)據(jù)類型（Variety）、快速變化的數(shù)據(jù)模型（Vitality）和高價值低密度（Value），以及高復(fù)雜度（Complexity）的大數(shù)據(jù)5V+1C特性。我國巨大的地理信息系統(tǒng)市場需求，爆炸性增長的空間數(shù)據(jù)存儲、越來越快速的數(shù)據(jù)處理響應(yīng)以及越來越多樣化和清晰化的數(shù)據(jù)描述需求等等這些都對地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)提出了高要求。此外，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與保護(hù)、大量重復(fù)數(shù)據(jù)的處理也對其應(yīng)用大數(shù)據(jù)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

雖然地理信息系統(tǒng)目前已實(shí)現(xiàn)對海量空間數(shù)據(jù)通過多種途徑進(jìn)行匯總，但其對海量空間數(shù)據(jù)的組織、處理、加工和存儲技術(shù)仍是較為落后[3]。在數(shù)據(jù)處理技術(shù)方面主要呈現(xiàn)為非結(jié)構(gòu)化的海量空間數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)SQL數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不相兼容，致使對海量空間數(shù)據(jù)的管理、處理和加工效果仍是差強(qiáng)人意，以此為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)增值產(chǎn)品自然無法順利產(chǎn)生，這已成為制約我國地理信息系統(tǒng)市場進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。隨著市場競爭和用戶需求的現(xiàn)實(shí)需要，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)集的實(shí)時更新要求正不斷被提升，在客觀上需要不斷加強(qiáng)的計算能力及效率。這既是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的客觀需要，同時也是其海量空間數(shù)據(jù)順應(yīng)社會發(fā)展的必然要求。

3 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)研究

3.1 數(shù)據(jù)存儲

盡管GIS軟件已經(jīng)通過加入對象關(guān)系模型實(shí)現(xiàn)了對RDBMS的性能擴(kuò)展，使其能夠同時管理圖形、屬性數(shù)據(jù)、影響和DEM數(shù)據(jù)，并已實(shí)現(xiàn)了多比例尺空間數(shù)據(jù)的存儲，但該數(shù)據(jù)存儲模式已觸碰到既有技術(shù)發(fā)展的瓶頸，并且是導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)自動綜合能力與效率低下的重要原因。此外，以C/S架構(gòu)為基礎(chǔ)的GIS系統(tǒng)由于自身的封閉性導(dǎo)致了其自身的數(shù)據(jù)共享能力偏弱，對批量數(shù)據(jù)處理后的存儲與同步性更新能力與效率也仍是有待加強(qiáng)。有鑒于此，有必要采取大數(shù)據(jù)的存儲方式，對傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模式進(jìn)行革新。

大數(shù)據(jù)處理方式與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式的一大明顯區(qū)別是數(shù)據(jù)存儲形式的不同。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式在這一環(huán)節(jié)主要依靠RDBMS來實(shí)現(xiàn)。RDBMS尤其擅長結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲，但卻無法很好地存儲半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。而大數(shù)據(jù)處理方式均很擅長對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲。此外，大數(shù)據(jù)普遍采用分布式數(shù)據(jù)庫或分布式計算集群實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。其數(shù)據(jù)庫類型被人統(tǒng)稱為NoSQL，盡管傳統(tǒng)的RDBMS也有分布式數(shù)據(jù)庫，但它的存儲方式仍以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，并在高一致性、高精確度等方面進(jìn)行嚴(yán)格要求，因而無法實(shí)現(xiàn)良好的擴(kuò)展功能，而NoSQL則沒有這方面的嚴(yán)格限制。因此，NoSQL云存儲技術(shù)應(yīng)是未來地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的主流技術(shù)。

NoSQL摒棄了RDBMS的關(guān)系與連接特性，保證了在數(shù)據(jù)存儲上的極佳可拓展性。數(shù)據(jù)存儲模型的靈活多變，更是大大減少了其在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和更新操作時的系統(tǒng)開銷。以MongoDB為例，它為了實(shí)現(xiàn)對多樣化的數(shù)據(jù)存儲形式的兼容，采用了面向文檔的數(shù)據(jù)庫管理措施，使得其具備優(yōu)良的可拓展性。其原理就是將RDBMS中“行”的概念替換成“文檔”模型，因而能夠確保實(shí)際數(shù)據(jù)存儲時文檔或數(shù)組的嵌套，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜層次關(guān)系的單一記錄存儲[4]。它所存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分松散，保障了其數(shù)據(jù)存儲模型的靈活多變特性，并能夠有效支持復(fù)雜的屬性數(shù)據(jù)，在索引結(jié)構(gòu)方面也由于自身復(fù)雜層次關(guān)系的簡化和查詢索引技術(shù)的強(qiáng)大，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了對RDBMS查詢功能的完全支持。

由此可見，文檔型NoSQL存儲技術(shù)十分符合地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)存儲的要求，并且避免了地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲技術(shù)在存儲海量空間數(shù)據(jù)時耗費(fèi)的數(shù)據(jù)壓縮與轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)開銷，因而能夠通過對數(shù)據(jù)存儲方式的革新有效提升地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)讀取與更新時的效率。

3.2 數(shù)據(jù)處理

傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫都會建立多比例尺的空間數(shù)據(jù)庫，再根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要調(diào)動不同比例尺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，來增強(qiáng)地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理響應(yīng)速度的需求[1]。但就其實(shí)際操作而言仍無法較好地滿足地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理接近實(shí)時數(shù)據(jù)處理的要求，其矢量數(shù)據(jù)的自動綜合能力也是差強(qiáng)人意。但在大數(shù)據(jù)時代，該空間數(shù)據(jù)的處理方式完全可以用大數(shù)據(jù)的交互式數(shù)據(jù)處理方式來予以解決。

交互式數(shù)據(jù)處理，主要指通過人機(jī)交互來逐步實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，它能讓數(shù)據(jù)被及時地處理和修改，并讓處理結(jié)果立刻被用戶知悉和運(yùn)用。當(dāng)前交互式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有Spark和Dremel等。作為高效分布式計算系統(tǒng)，Spark在性能上要比Hadoop在數(shù)據(jù)處理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更為上層的API。Spark的代碼簡潔，Hadoop要實(shí)現(xiàn)與其相同功能的代碼往往需要數(shù)十倍或上百倍的長度。Dremel則通過組建規(guī)模上千的集群來實(shí)現(xiàn)PB級別海量數(shù)據(jù)的秒級處理。因?yàn)镚oogle專門設(shè)計Dremel用來彌補(bǔ)MapReduce的不足，因而Dremel在規(guī)模上、交互式查詢能力都要比后者優(yōu)越。

以Dremel為例，它通過嵌套式的數(shù)據(jù)模型來支持對半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的并行處理。通過用列式存儲方法來保存數(shù)據(jù)，進(jìn)而在數(shù)據(jù)處理和分析時只需要針對指定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因而減少了CPU和磁盤的訪問量。最后，Dremel結(jié)合了Web搜索和并行DBMS的技術(shù)，通過借鑒Web搜索的“查詢樹”概念，將復(fù)雜巨大化的查詢搜索分割成并發(fā)在大量節(jié)點(diǎn)上處理的較小簡單數(shù)據(jù)查詢。簡單而言，交互式數(shù)據(jù)處理方式就是通過對數(shù)據(jù)的分片存儲和對查詢功能的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速處理。

由此可見，地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)的多比例尺數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完全可以通過Dremel嵌套式數(shù)據(jù)模型的列式存儲方式進(jìn)行存儲，進(jìn)而在響應(yīng)實(shí)際數(shù)據(jù)處理需求時通過類似Web搜索的處理方法調(diào)出符合查詢要求的分片數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)處理的優(yōu)化，因?yàn)閿?shù)據(jù)搜索的系統(tǒng)開銷大為降低，因而大大提升地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理響應(yīng)速度。

4 結(jié)束語

經(jīng)過探討地理信息系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面的數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理問題，并針對性地給出基于大數(shù)據(jù)的解決措施，可以發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)在未來的地理信息系統(tǒng)具備廣闊的應(yīng)用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，大數(shù)據(jù)還有以MapReduce為代表的批量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、以Storm為代表的流式數(shù)據(jù)處理技術(shù)和以Neo4j為代表的圖數(shù)據(jù)處理技術(shù)，它們都在未來的地理信息系統(tǒng)發(fā)展中大有可為。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

基金項(xiàng)目：防災(zāi)科技學(xué)院第六批重點(diǎn)課程建設(shè)課程資助項(xiàng)目；防災(zāi)科技學(xué)院教學(xué)研究與教學(xué)改革項(xiàng)目（JY2014A02）

[摘要]《GIS原理及其應(yīng)用》是測繪工程專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課。本文對目前該課程在測繪專業(yè)教學(xué)中存在的諸多問題進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我院測繪工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革探討，加深學(xué)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(shí)踐的重要性，以期提高《GIS原理及其應(yīng)用》課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞]GIS原理及其應(yīng)用；教學(xué)；改革；實(shí)踐；考核

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

隨著測繪信息技術(shù)的飛速發(fā)展，測繪產(chǎn)品的獲取、處理、管理、分析、應(yīng)用等方面都跟GIS密切相關(guān)。理解GIS的基本原理和常用的空間分析方法，在此基礎(chǔ)上掌握GIS專業(yè)軟件的操作使用，這對測繪專業(yè)學(xué)生今后的就業(yè)和繼續(xù)深造具有很大的實(shí)際意義。《GIS原理及其應(yīng)用》作為測繪專業(yè)學(xué)生一門重要的專業(yè)必修課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，通過本門課的教學(xué)使學(xué)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(shù)據(jù)組織和管理常用方法，了解空間數(shù)據(jù)采集和輸入、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基本方法和內(nèi)容，了解地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代社會所處的地位、地理信息系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢、以及地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的重要應(yīng)用。因此，《GIS原理及其應(yīng)用》這門課程的學(xué)習(xí)對測繪專業(yè)學(xué)生影響深遠(yuǎn)。目前，在測繪工程專業(yè)的GIS教學(xué)中一直沿用GIS專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，由于前期課程安排和學(xué)時等方面與GIS專業(yè)有很大差別，這就造成了測繪專業(yè)學(xué)生對GIS的學(xué)習(xí)不能達(dá)到預(yù)期效果，為更好地完成本課程的教學(xué)目標(biāo)，有必要對《GIS原理及其應(yīng)用》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行思考、探討和改革。

1確定培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合我?！傲⒆愕卣鹦袠I(yè)，面向社會”的戰(zhàn)略目標(biāo)，我校培養(yǎng)的測繪學(xué)生是可在地震行業(yè)中立足，同時更主要的是面向社會的大眾化需求，因此培養(yǎng)的學(xué)生要具備扎實(shí)的測繪理論知識、掌握測繪工程專業(yè)技能、具備實(shí)施地形變形測量、變形監(jiān)測、精密工程測量等測繪工程的設(shè)計、實(shí)施及管理等能力，能在地震監(jiān)測預(yù)報、災(zāi)害防御、國家基礎(chǔ)測繪、國家資源調(diào)查、城市規(guī)劃與管理等部門從事設(shè)計、實(shí)施、管理等方面的厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐的應(yīng)用型人才。而隨著計算機(jī)技術(shù)、RS技術(shù)和GPS技術(shù)的發(fā)展，在掌握了基本測繪理論和方法的基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)測繪信息的有效集成和應(yīng)用，GIS成為其實(shí)現(xiàn)信息集成的首選工具。因此，《GIS原理及其應(yīng)用》作為測繪工程專業(yè)的必修課，是測繪專業(yè)學(xué)生在未來發(fā)展的必然需求。

2教學(xué)中存在的問題

2.1非GIS專業(yè)先修課程差異

地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而誕生的邊緣學(xué)科，因此它明顯地體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征；而測繪科學(xué)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(tài)及其空間位置關(guān)系的科學(xué)。兩個專業(yè)教學(xué)目標(biāo)有很大不同，但又有所交叉。測繪科學(xué)為地理信息系統(tǒng)提供高精度的空間數(shù)據(jù)，保證了空間數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量，以及地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)；地理信息系統(tǒng)為測繪科學(xué)成果的有效集成提供了良好的解決方案。由于專業(yè)特色的限制，GIS專業(yè)在前期的理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中開設(shè)關(guān)于計算機(jī)和地理學(xué)的課程，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、計算機(jī)圖形學(xué)、自然地理學(xué)、人文地理學(xué)等課程，這些課程的開設(shè)為接下來的GIS原理及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。計算機(jī)學(xué)提供了GIS學(xué)習(xí)的軟、硬件知識；地理學(xué)作為GIS的理論依托，為GIS提供引導(dǎo)空間分析的方法和觀點(diǎn)。而在測繪工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，《 GIS原理及其應(yīng)用》課程開設(shè)缺乏一定的前期理論支撐，這使得測繪專業(yè)的《GIS原理及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法并不適合沿用GIS專業(yè)所采用的教學(xué)內(nèi)容和方法，要根據(jù)測繪專業(yè)的特點(diǎn)調(diào)整其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以便更適應(yīng)于測繪專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。

2.2教學(xué)內(nèi)容多，實(shí)踐課時少

在現(xiàn)行的本科教學(xué)培養(yǎng)方案中，明確限制總學(xué)時數(shù)不超過2500學(xué)時，而在測繪專業(yè)基礎(chǔ)課等不被壓縮的前提下，測繪專業(yè)開設(shè)GIS課程的學(xué)習(xí)，其學(xué)時安排是48課時，還包含了不少于8課時的實(shí)踐課時，而GIS本科專業(yè)學(xué)習(xí)中，其學(xué)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(yīng)用》的教學(xué)，必須對現(xiàn)行教學(xué)內(nèi)容、方法和安排做出調(diào)整。由于GIS的學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐相結(jié)合的特點(diǎn)，調(diào)整后的GIS學(xué)習(xí)必須保證理論和實(shí)踐課時的飽滿，這樣才能保障學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

3、教學(xué)改革的措施

3.1側(cè)重學(xué)科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)

由于地理信息系統(tǒng)的多學(xué)科交叉特性，在測繪專業(yè)的GIS教學(xué)過程中，側(cè)重強(qiáng)調(diào)測繪專業(yè)與GIS的交叉性，突出GIS學(xué)習(xí)與測繪專業(yè)的緊密性，將GIS的學(xué)習(xí)定位到測繪專業(yè)體系內(nèi)。在教學(xué)過程中，注重講授GIS的基本理論、常用空間方法、應(yīng)用模型等內(nèi)容，這些是初次接觸GIS的學(xué)生必須了解和掌握的知識；在教學(xué)內(nèi)容的安排上，注重地學(xué)理論與工科技術(shù)的交叉，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生遇到問題時能夠以GIS的思維方式進(jìn)行問題的抽象與表達(dá)，并在后續(xù)工作中善于應(yīng)用所學(xué)和所知道的測繪技術(shù)、GIS理論進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示。這個過程既考察了學(xué)生對所學(xué)技術(shù)的掌握程度，又注重培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用GIS思維對空間數(shù)據(jù)集成的應(yīng)用，使學(xué)生能夠更加真實(shí)了解測繪與GIS集成在解決實(shí)際問題的優(yōu)勢，并在解決問題的過程中對所學(xué)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(xué)過程中突出GIS解決問題的思路，同時將涉及到的其他學(xué)科知識作為解決問題中的一個環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)意識，學(xué)會問題的分解與表達(dá)，構(gòu)建適合于地理信息分析和表達(dá)的應(yīng)用模型，以此達(dá)到解決問題的目的。

3.2合理安排課程，理論和實(shí)踐分層次實(shí)現(xiàn)

長期以來，高校普遍存在的一種教學(xué)模式就是任課老師講-學(xué)生聽，學(xué)生處于被動接受的地位，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在理論知識傳授的系統(tǒng)性和完整性方面有一定的優(yōu)勢，但其在實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科教學(xué)中的不足也顯而易見。首先，學(xué)生遇到問題，解決問題的積極性沒有被調(diào)動起來；其次，不能將理論知識和實(shí)踐操作很好的結(jié)合在一起；最后，沒有經(jīng)過學(xué)生思考和實(shí)踐過的理論是無法在工作中得到很好應(yīng)用的?；谶@些問題，首先在課程安排上做出調(diào)整，將《GIS原理及其應(yīng)用》安排在第五學(xué)期，在這門課的學(xué)習(xí)過程中，主要側(cè)重基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，如GIS的基本概念、基本構(gòu)成、基本功能、發(fā)展歷史、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間分析方法等。同時對涉及到的測繪專業(yè)知識給予重點(diǎn)提示，加深對測繪專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握，突出GIS多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。在安排的8課時實(shí)驗(yàn)中通過對Mapinfo9.5的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對GIS解決問題的基本思想有所認(rèn)識，即通過對現(xiàn)實(shí)世界的抽象，到計算機(jī)世界的存儲，對數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及存儲有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。這學(xué)期完成學(xué)習(xí)后，學(xué)生對GIS的基本理論知識、常用空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、以及空間數(shù)據(jù)獲取與測繪技術(shù)的結(jié)合已有一個清晰的認(rèn)識，即達(dá)到GIS理論教學(xué)目標(biāo)。 由于學(xué)時有限，但又強(qiáng)調(diào)GIS實(shí)踐應(yīng)用的重要性，在第六學(xué)期安排一門《GIS軟件應(yīng)用》，以ESRI公司的ArcGIS作為實(shí)踐平臺，彌補(bǔ)GIS理論學(xué)習(xí)中實(shí)踐不足的問題，在GIS軟件應(yīng)用這門課中，所有的實(shí)驗(yàn)以案例的方式提出，要求學(xué)生給出應(yīng)用到的相關(guān)理論知識和解決方案，并通過動手實(shí)驗(yàn)達(dá)到解決問題的目的。

3.3 鞏固理論知識，多種考核方式相結(jié)合

在考核方式上，《GIS 原理及其應(yīng)用》采用“平時成績（10%）+實(shí)驗(yàn)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(yè)和課堂表現(xiàn)獲得；實(shí)驗(yàn)報告是對學(xué)生動手能力的考察；期中考試主要是在課程中期對學(xué)生進(jìn)行測試，對學(xué)生起一個督促作用；期末考試則是對學(xué)生理論知識最終掌握情況的檢驗(yàn)。采用上述考核方式，能較好地反映學(xué)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(jié)論

《GIS原理及其應(yīng)用》是測繪工程專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，本課程學(xué)習(xí)對后續(xù)《GIS軟件應(yīng)用》的學(xué)習(xí)及學(xué)生今后的就業(yè)和深造影響深遠(yuǎn)。本文首先介紹了該課程在測繪工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的地位，并分析了現(xiàn)行教學(xué)中存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了教學(xué)改革的具體措施：1）側(cè)重學(xué)科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)；2）合理安排課程，理論和實(shí)踐分層次實(shí)現(xiàn)；3）鞏固理論知識，多種考核方式相結(jié)合。以此不斷提高教學(xué)水平，及時了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，掌握學(xué)生對專業(yè)知識的需求，從而及時對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整和完善。

參考文獻(xiàn)

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

篇8

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；用途；發(fā)展

Abstract: The geographic information plays an important role in human life and national economy, and its system has been developed very rapidly in recent years whith constantly changing connotation and extension. The original geographic information systems are some specific application systems, which can only be called a technique. In the next few decades, the geographic information system will remain a high speed development momentum and become the core in the field of high technology.

Keywords: geographic information systems; uses; development

中圖分類號：C931.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

一、地理信息系統(tǒng)的的概念

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System,GIS）是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理代碼，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中，現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象，這些地理特征至少由空間位置參考信息和非位置信息兩個組成部分。

地理信息系統(tǒng)是一門多技術(shù)交叉的空間信息科學(xué)，它依賴于地理學(xué)、測繪學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等基礎(chǔ)性學(xué)科，又取決于計算機(jī)硬件與軟件技術(shù)、航天技術(shù)、遙感技術(shù)和人工智能與專家系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步與成就。此外地理信息系統(tǒng)又是一門以應(yīng)用為目的的信息產(chǎn)業(yè)，它的應(yīng)用可深入到各行各業(yè)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。

二、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

GIS的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Systems，簡稱GIS） 是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)，是一項(xiàng)以計算機(jī)為基礎(chǔ)的管理和研究空間數(shù)據(jù)的新興技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)萌芽于20 世紀(jì)60 年代的加拿大和美國，1972 年世界上第一個運(yùn)行型的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng) （CGIS） 全面投入運(yùn)行與使用。地理信息系統(tǒng)本身并不是一個單獨(dú)的領(lǐng)域，而是信息處理和許多涉及空間分析技術(shù)的領(lǐng)域之間的一個共同基礎(chǔ)。

從目前GIS發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看，不但GIS技術(shù)本身可直接服務(wù)于規(guī)劃、管理工作，也可以和統(tǒng)計、分析，交通規(guī)劃，計算機(jī)輔助設(shè)計等方法結(jié)合起來使用，GIS和遙感的結(jié)合也是該項(xiàng)技術(shù)的一個重要分支。GIS確實(shí)有很大的應(yīng)用潛力，它的推廣可使規(guī)劃行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用提高到一個新的水平。單就技術(shù)而言，除了某些專門用途(如:三維空間模型、空間決策支持系統(tǒng))或?qū)IS和其他技術(shù)結(jié)合起來(如:空間統(tǒng)計、用地布局)還有一定難度外，要把這項(xiàng)技術(shù)用起來已沒有很大的障礙。但是，要大規(guī)模地應(yīng)用，并獲得明顯的效果，必然會遇到投資大、周期大、牽涉面廣、組織協(xié)調(diào)難等非技術(shù)問題的困擾，這些問題也是世界各國包括發(fā)達(dá)國家都曾遇到過的。

(二)GIS實(shí)施中的非技術(shù)問題

1．信息來源。計算機(jī)是一項(xiàng)自動化的技術(shù)，但信息系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)一般是以手工方式去收集、整理后才輸入到計算機(jī)里的，沒有數(shù)據(jù)來源的信息系統(tǒng)等于是無米之炊。沒有豐富的、全面的信息輸入到數(shù)據(jù)庫中，信息系統(tǒng)的功能再好也只能停留在演示階段。城市規(guī)劃所需的信息不少是分散在各個部門里，平時沒有固定的班子來從事信息的收集與整理，往往是結(jié)合某項(xiàng)任務(wù)來突擊性地開展這項(xiàng)工作，要消耗大量人力、物力，而且任務(wù)結(jié)束后臨時班子也就解散了，當(dāng)外界情況有了變化，很難及時更新信息，不能保持信息的現(xiàn)勢性。在發(fā)達(dá)國家，人們把GIS在硬件、軟件、數(shù)據(jù)三者的費(fèi)用關(guān)系喻為1:10∶100，雖然這一比例并不精確，但是它說明了數(shù)據(jù)收集、輸入的成本之高，以及隱藏在費(fèi)用之后的組織工作的難度之大。

2．信息的控制權(quán)。有了數(shù)據(jù)庫，有了分析工具就可以輔助管理、輔助決策，可以說誰掌握了信息，誰就掌握了決策的主動權(quán)。因此信息的控制權(quán)問題可能成為機(jī)構(gòu)、部門之間十分敏銳的問題。有人認(rèn)為，信息控制權(quán)的爭奪，會導(dǎo)致信息系統(tǒng)的失敗(Aronoff，1989)。若把信息的控制權(quán)交給高層領(lǐng)導(dǎo)來掌握，會因遠(yuǎn)離基層而降低信息的使用效率，也不容易調(diào)動基層單位收集、更新數(shù)據(jù)的積極性(盡管利用計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很容易做到，但在管理上則有困難)。反之把信息的控制權(quán)交給某個基層部門，則可能引起平級機(jī)構(gòu)之間的矛盾。

3．經(jīng)濟(jì)利益與效益。在發(fā)達(dá)國家，信息系統(tǒng)的歷史較長，已有了很多公開的數(shù)字化的地理信息服務(wù)，這種服務(wù)的深度、廣度與費(fèi)用、效益有密切關(guān)系。地理信息系統(tǒng)的效益主要是提高管理、決策的效率、質(zhì)量、水平，往往只有間接的經(jīng)濟(jì)效益。公開化的數(shù)據(jù)服務(wù)從理論上說可避免各個部門重復(fù)性地收集與輸入數(shù)據(jù)，大大降低費(fèi)用，獲得明顯社會效益，但是，這項(xiàng)工作是由政府包下來，還是靠企業(yè)之間的競爭來解決，在發(fā)達(dá)的資本主義國家也未有成熟的經(jīng)驗(yàn)。目前，在美國，小比例尺的數(shù)字化地圖、國情普查資料等均由政府包下來，服務(wù)收費(fèi)很低。而在英國雖然也靠官方來搞，但收費(fèi)很高，一般用戶較難承受。在中國，當(dāng)前的體制正在轉(zhuǎn)軌之中，很多機(jī)構(gòu)往往是一班人馬兩塊牌子或一塊牌子雙重體制，同時承擔(dān)政府和企業(yè)的職能，掌握數(shù)據(jù)的單位如何向外界提供服務(wù)，如何調(diào)動積極性，還需要一定時間的探索。

4．人才。即使硬件、軟件(包括二次開發(fā))、數(shù)據(jù)都可花大代價來解決，但信息系統(tǒng)的長期發(fā)展還要靠本機(jī)構(gòu)的內(nèi)部人才才能維持，這一問題在前面已提到，需要強(qiáng)調(diào)的是在當(dāng)前情況下，應(yīng)采取必要措施，鼓勵和吸引規(guī)劃、管理人員邊開發(fā)、邊學(xué)習(xí)，以此帶動應(yīng)用，帶動整個隊伍技術(shù)水平的提高。

三、地理信息系統(tǒng)用途

（1）更直觀、便捷地集成各種屬性數(shù)據(jù)。地物的空間位置具有客觀性，且地物本身又具有紛繁復(fù)雜的特性，除了具有自然特性以外，還具有社會經(jīng)濟(jì)特性。描述這些特性的屬性數(shù)據(jù)非常豐富，但都可以通過具有同一坐標(biāo)參考系統(tǒng)的空間位置進(jìn)行統(tǒng)一組織。GIS為各種數(shù)據(jù)的集成提供了統(tǒng)一的框架，在此基礎(chǔ)上可以直觀表達(dá)地物及其空間關(guān)系。

（2）高效管理信息資源。GIS是一個具有結(jié)構(gòu)和功能的系統(tǒng)，能獲取和輸入空間數(shù)據(jù)，并進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的處理和分析，并將結(jié)果按一定的方式輸出。通過這種方式，各個行業(yè)的信息資源都可以按各自的要求進(jìn)行處理，從而提高了信息資源的管理和利用效率。各個行業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)就是典型的例子，如地籍信息系統(tǒng)，自來水設(shè)施管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)、污染源管理信息系統(tǒng)、旅游資源管理信息系統(tǒng)等等。

（3）提供輔助決策。采用GIS的目的是輔助解決空間問題，其核心功能是空間分析，通過空間分析為各類用戶提供管理和商業(yè)上的輔助決策。如突發(fā)事件的監(jiān)測與預(yù)警、設(shè)施故障處理、企業(yè)選址、客戶分布管理等。

（4）制作地圖 。GIS是在計算機(jī)輔助制圖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門技術(shù)，是地圖制作的重要工具。采用GIS可以制作符號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種渲染，高效、高性能、高度自動化是GIS制圖的重要特點(diǎn)。

（5）提供與獲得空間位置相關(guān)的服務(wù)。人應(yīng)用GIS對地球表層人文經(jīng)濟(jì)和自然資源及環(huán)境等多種信息進(jìn)行管理和分析，以掌握城鄉(xiāng)和區(qū)域的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)地理要素的空間分布、空間結(jié)構(gòu)、空間聯(lián)系和空間過程的演變規(guī)律，使它成為國家宏觀決策和區(qū)域多目標(biāo)開發(fā)的依據(jù)，從而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

四、 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著社會技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)見GIS發(fā)展的趨勢是：

1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。支持GIS工作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化，提供GIS工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化；

2）系統(tǒng)集成化。GIS軟件部件的對象化，使IS軟件具有不同功能，可實(shí)現(xiàn)互操作和自我管理的軟件組件；

3）平臺網(wǎng)絡(luò)化。GIS的工作平臺將逐步從單機(jī)、局域網(wǎng)轉(zhuǎn)入互連網(wǎng)工作環(huán)境，使GIS可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上、瀏覽、下載，實(shí)現(xiàn)基于Web的GIS查詢和分析；

4）應(yīng)用社會化。GIS的應(yīng)用范圍將從以政府及單位應(yīng)用為主，最終走入千家萬戶。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市空間信息急劇增加,傳統(tǒng)方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代城市管理的需要,城市地理信息系統(tǒng)成為現(xiàn)代城市管理、規(guī)劃、科學(xué)決策的先進(jìn)工具。面對GIS充滿生機(jī)與活力的前景,我們應(yīng)該進(jìn)一步面向世界、抓住機(jī)遇、探索規(guī)律、創(chuàng)造性地促進(jìn)GIS技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］郭曉虹 淺談地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)2001年第2期:42-43.

篇9

關(guān)鍵詞：煤礦災(zāi)害 應(yīng)急救援系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)

一、引言

隨著煤礦開采深度的加深，地質(zhì)條件也將會愈加的復(fù)雜，各種事故會嚴(yán)重威脅著礦工的生命安全和煤炭生產(chǎn)的正常進(jìn)行。通過建立生產(chǎn)安全事故應(yīng)急救援預(yù)案，可以控制礦山發(fā)展并盡可能排除事故及礦井災(zāi)害，保護(hù)現(xiàn)場人員及場外人員的安全，將礦井災(zāi)害對人員、財產(chǎn)造成的損失降低到最小程度。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種基于計算機(jī)的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起，從而使大量抽象、枯燥的數(shù)據(jù)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(xué)性和準(zhǔn)確性。

二、地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢

地理信息系統(tǒng)是以地理空間和動態(tài)的地理信息為地理研究和地理決策服務(wù)的信息系統(tǒng)，已被廣泛用于資源管理、城市規(guī)劃、應(yīng)急救援等各個領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢有：

1、標(biāo)準(zhǔn)的信息存儲、查詢功能。GIS可以將各種不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成利于計算機(jī)存儲的內(nèi)部格式。GIS不但包括各種要素分布的空間位置，也包括其實(shí)體特征的屬性數(shù)據(jù)，同時還有明顯的時序特征，而且空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間是一種密切的對應(yīng)關(guān)系，空間信息和屬性信息形成一個有機(jī)的整體。通過檢索空間數(shù)據(jù)可查詢相應(yīng)屬性信息；通過檢索屬性數(shù)據(jù)也可以查詢相應(yīng)的空間信息。避免了圖形與相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)分離的現(xiàn)象，給企業(yè)資源的全面管理帶來了極大的方便。從圖形學(xué)的角度來看，GIS實(shí)質(zhì)上是一種便于計算機(jī)處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字化地圖或圖紙，可以方便地對空間數(shù)據(jù)進(jìn)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(tài)仿真技術(shù)對各種要素實(shí)現(xiàn)仿真模擬，構(gòu)造一個符合實(shí)際的模擬空間，展現(xiàn)各種地物之間復(fù)雜的時空關(guān)系。

2、便捷的的數(shù)據(jù)管理功能。一些數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)公司，如Oracle，Microsoft和SAS等，已擴(kuò)展了其產(chǎn)品容納空間數(shù)據(jù)管理功能。另一方面，許多GIS軟件也包含空間數(shù)據(jù)庫引擎數(shù)據(jù)模型，借助這一模型可將空間數(shù)據(jù)加入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中。這樣使得大規(guī)模的GIS系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)技術(shù)一體化成為可能，便于各種系統(tǒng)的集成和信息共享。

3、優(yōu)秀的空間分析功能。空間分析是地理信息系統(tǒng)最主要的特色。GIS系統(tǒng)可以利用其空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，結(jié)合高效的算法進(jìn)行空間分析。如對距離某一事故地點(diǎn)一定范圍內(nèi)各種空間要素的搜索，并對相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，為事故處理提供所需要的信息和應(yīng)急預(yù)案等。這種空間分析的功能是其他信息管理系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的。

三、煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援地理信息系統(tǒng)模塊功能設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)需求分析和開發(fā)目標(biāo)，煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)應(yīng)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(guān)的各種基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和地物屬性分布組成?；A(chǔ)信息包括礦井基本情況數(shù)據(jù)庫、井下主要設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫、安全設(shè)備數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)條件數(shù)據(jù)庫、主要災(zāi)害信息數(shù)據(jù)庫以及實(shí)時的采掘工作面分布等。它具有實(shí)時維護(hù)、更新和管理煤礦基礎(chǔ)信息所需的基本功能。？

2、應(yīng)急預(yù)案模塊。主要包括礦井災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急救援隊伍、救災(zāi)設(shè)備數(shù)據(jù)庫、救災(zāi)專家數(shù)據(jù)庫以及國家級礦山救援基地分布等內(nèi)容。在礦井災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案中可以查詢到通用的應(yīng)急救援預(yù)案，如國家局制定的礦山重特大生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案，也可以查詢到針對本礦井實(shí)際的自行制定的應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容。它具有維護(hù)和管理整個礦井災(zāi)害應(yīng)急救援的基本功能。

3、災(zāi)害處理模塊。囊括了礦井災(zāi)害從預(yù)測預(yù)報到控制處理的一般方法，主要包括礦井災(zāi)害預(yù)測方法、礦井災(zāi)害控制方法、礦井災(zāi)害處理方法。同時還提供了礦升災(zāi)害案例庫這一功能，方便查找相關(guān)的礦井災(zāi)害案例，以期達(dá)到學(xué)習(xí)借鑒的目的。

4、法律法規(guī)模塊。此模塊提供了礦井生產(chǎn)適用的各項(xiàng)法律法規(guī)和部門規(guī)章制度，包括國家級及省級煤礦安全規(guī)程。能夠按照目錄、索引和關(guān)鍵字進(jìn)行查詢、打印，同時預(yù)留了擴(kuò)展接口，用戶可以隨實(shí)際變化增減法律法規(guī)條文，有效地減少了檢索規(guī)章制度文件的時間，為領(lǐng)導(dǎo)者做出正確的決策提供法律依據(jù)。

四、煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

礦井災(zāi)害救援制約因素多、情況復(fù)雜多變，與其他行業(yè)的搶險救災(zāi)工作相比，具備更強(qiáng)的技術(shù)性、時效性和更大的危險性，要求反應(yīng)迅速、判斷準(zhǔn)確、應(yīng)變及時、措施有力，一旦事故發(fā)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(yīng)急救援系統(tǒng)的目的：一是發(fā)生事故后控制危險源，避免事故擴(kuò)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(chǎn)損失。因此，礦井災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)不僅要包括危險源空間布局、礦井環(huán)境狀況、關(guān)鍵設(shè)施狀況、應(yīng)急救援力量等實(shí)體空間，而且還應(yīng)涉及社會經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的非實(shí)體因素，如人員分布、財產(chǎn)分布等。？礦井應(yīng)急救援作為一個動態(tài)運(yùn)行的過程，其復(fù)雜的災(zāi)害生成機(jī)制需要強(qiáng)有力的信息分析工具的支持。地理信息系統(tǒng)是解決這一問題的有力工具。

本系統(tǒng)主要利用GIS開發(fā)軟件，將煤礦生產(chǎn)工作范圍內(nèi)的電子地圖、屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結(jié)合，構(gòu)成地理信息系統(tǒng)平臺，通過此平臺，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工作范圍內(nèi)井下巷道、采掘工作面和各種機(jī)械、安全設(shè)備數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的全面整合，達(dá)到數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和資源共享。同時在此基礎(chǔ)上提供災(zāi)害預(yù)測、控制和應(yīng)對方案，提高管理工作的科學(xué)性、規(guī)范性，以及災(zāi)害處理工作的及時性、準(zhǔn)確性。

五、結(jié)束語

該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對礦井基本情況、主要災(zāi)害信息、危險源分布及救災(zāi)力量等信息的查詢、圖形編輯、屬性更新，確定特定災(zāi)害的影響范圍，大致預(yù)測災(zāi)害損失。在災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)與快速救援指揮中顯示最佳避災(zāi)路線，調(diào)度與管理抗災(zāi)力量，對應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫進(jìn)行決策支持和數(shù)據(jù)更新，從而方便生產(chǎn)單位在災(zāi)害發(fā)生時及時啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，輔助領(lǐng)導(dǎo)全面掌握災(zāi)情并進(jìn)行救災(zāi)指揮決策，將災(zāi)害損失降到最低限度。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢娟娟.重大事故的應(yīng)急救援預(yù)案編制技術(shù)[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2004，14（1）：57-59

篇10

【關(guān)鍵詞】 GIS 自然地理學(xué) 應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)簡稱GIS（Geographical Information System），是60年展起來的地理學(xué)研究技術(shù)，是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)作為傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，為各門涉及空間數(shù)據(jù)分析的學(xué)科提供了新的技術(shù)方法，而這些學(xué)科又都不同程度地提供了一些構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的技術(shù)與方法。地理學(xué)為GIS提供了有關(guān)空間分析的基本觀點(diǎn)與方法，是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論依托。而GIS的發(fā)展也為地理問題的解決提供了全新的技術(shù)手段，并使地理學(xué)研究的數(shù)學(xué)傳統(tǒng)得到充分發(fā)揮。因此，GIS為地理學(xué)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐，而地理學(xué)為GIS技術(shù)的發(fā)展與完善提供了方法指導(dǎo)。

1 GIS與自然地理學(xué)的關(guān)系

自然地理學(xué)是研究地球表面的自然地理環(huán)境的科學(xué)。不管是部門自然地理學(xué)還是綜合自然地理學(xué)，學(xué)科的分科特點(diǎn)和研究對象，都決定了它與其它技術(shù)學(xué)科具有不可分割的聯(lián)系。

GIS也正是在計算機(jī)技術(shù)日新月異，遙感技術(shù)逐漸成熟，制圖手段更為先進(jìn)，管理科學(xué)逐步重視，地球科學(xué)迅速發(fā)展的形勢下發(fā)展起來的一門邊緣學(xué)科；從它的誕生之日起，它就與資源及環(huán)境的研究有著千絲萬縷的聯(lián)系，而資源與環(huán)境問題正是自然地理學(xué)研究的主要內(nèi)容。

目前，GIS在全球性研究中發(fā)揮著愈來愈大的作用，無論是全球變化，還是全球監(jiān)測，都不同程度地屬于自然地理學(xué)的研究范疇，這些問題的解決，有賴于GIS與RS等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，并通過建立信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模擬分析和動態(tài)研究自然地理學(xué)的發(fā)展離不開現(xiàn)代技術(shù)的支撐，而在現(xiàn)階段，GIS、RS及GPS等技術(shù)的發(fā)展，為自然地理學(xué)的研究提供了良好的手段，推動著自然地理學(xué)理論、方法、實(shí)踐等各個領(lǐng)域的變，收革，特別是信息的應(yīng)用，在GIS技術(shù)中得以極大的體現(xiàn)，勢必影響著人們對一系列自然地理環(huán)境問題的認(rèn)識。歸根到一點(diǎn)，GIS為自然地理學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的分析手段及工具，自然地理學(xué)各個領(lǐng)域的研究，又為GIS提供了必要的數(shù)據(jù)源及研究對象，兩者相互結(jié)合，并將開拓出新的應(yīng)用領(lǐng)域，同時，也孕育著新學(xué)科領(lǐng)域的誕生。

2 GIS在自然地理學(xué)中的應(yīng)用與方向

目前，GIS軟件的開發(fā)十分活躍，操作系統(tǒng)靈活，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)多樣化，而且專業(yè)化程度也在不斷地增強(qiáng)，針對某個行業(yè)，某個專題研究的地理信息系統(tǒng)近年來不斷地被開發(fā)了出來，并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。自然地理學(xué)所研究的自然地理環(huán)境是一種開放式的系統(tǒng)，對自然地理環(huán)境每一問題的研究，必須建立在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用理論及應(yīng)用技術(shù)之上，才能從更深層次上去認(rèn)識它。所以今后GIS在自然地理學(xué)的應(yīng)用將會更專業(yè)、更有深度、更具體。

2.1 資源清查

按多種邊界和屬性條件，將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計額覆蓋分析功能，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計并進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)。為資源單位合理利用、開發(fā)和科學(xué)管理提供依據(jù)。

2.2 災(zāi)害預(yù)測

借助遙感遙測數(shù)據(jù)，利用地理信息系統(tǒng)，可以有效地對森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報、洪水災(zāi)情預(yù)測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。如據(jù)大興安嶺地區(qū)的研究，通過普查分析森林火災(zāi)實(shí)況，統(tǒng)計分析十幾萬個氣象數(shù)據(jù)，從中篩選出氣溫、風(fēng)速、降水、溫度等氣象要素，春秋兩季植被生長情況和積雪覆蓋程度等14個因子，用模糊數(shù)學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型，建立微機(jī)信息系統(tǒng)的多因子的綜合指標(biāo)森林火險預(yù)報方法，對火險等級進(jìn)行預(yù)報準(zhǔn)確率可達(dá)73%以上。

2.3 土地調(diào)查

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地籍管理工作的重要性正變得越來越明顯，土地調(diào)查的工作量變得越來遠(yuǎn)大，以往傳統(tǒng)的手工方法已經(jīng)不能勝任。借助地理信息系統(tǒng)可以進(jìn)行地籍?dāng)?shù)據(jù)的管理、更新、開展土地質(zhì)量評價和經(jīng)濟(jì)評價、輸出地籍圖，同時還可以為有關(guān)的用戶提供所需的信息，為土地的科學(xué)管理和合理利用提供依據(jù)。

2.4 環(huán)境管理

伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問題愈來愈受到人們的重視，環(huán)境污染、環(huán)境質(zhì)量退化已經(jīng)成為制約區(qū)域發(fā)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。環(huán)境管理涉及人類社會活動和經(jīng)濟(jì)活動的一切領(lǐng)域，傳統(tǒng)額環(huán)境管理方式已不斷受到挑戰(zhàn)，逐漸落后于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。為提高我國環(huán)境管理的現(xiàn)代化水平，很多新型的環(huán)境管理信息系統(tǒng)正不斷建設(shè)。一個環(huán)境管理信息系統(tǒng)具備以下功能：為環(huán)境部門提供數(shù)據(jù)和信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括環(huán)境背景數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫、污染源數(shù)據(jù)庫、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫、環(huán)境法規(guī)數(shù)據(jù)庫等。

提供環(huán)境現(xiàn)狀、環(huán)境影響、環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計、評價、預(yù)測、規(guī)劃模塊。為環(huán)境與經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、環(huán)境綜合治理提供決策支持。實(shí)現(xiàn)向污染源的污染控制管理提供支持，可實(shí)現(xiàn)排污收費(fèi)、排污許可證制度的管理，排污申報管理。提供環(huán)境管理的數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計、查詢、報表和圖形編制方法。提供環(huán)保部門辦公軟件。提供信息傳輸方法和手段。

2.5 實(shí)踐教學(xué)

自然地理的野外實(shí)習(xí)是地理學(xué)實(shí)踐教學(xué)的核心組成部分，在加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有重要作用。然而，傳統(tǒng)的野外考察式的實(shí)習(xí)方式，盡管一些學(xué)者從多個方面進(jìn)行了改進(jìn)，仍然是以理論驗(yàn)證型和認(rèn)知型實(shí)習(xí)為主，與以學(xué)生為本的實(shí)踐教學(xué)理念有一定距離。學(xué)生被動地參與整個實(shí)習(xí)過程，對學(xué)生野外實(shí)地分析解決問題的綜合應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力訓(xùn)練不夠，導(dǎo)致學(xué)生過分依賴指導(dǎo)教師，觀察和思維往往局限于教師所講的范圍之內(nèi)，一定程度上束縛了學(xué)生積極主動的思維過程。

為變革傳統(tǒng)的理論驗(yàn)證型和認(rèn)知型實(shí)習(xí)模式，更好地在自然地理學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)中貫徹以學(xué)生為本的教學(xué)理念，可以利用GIS技術(shù)開發(fā)探究式自然地理野外實(shí)習(xí)平臺系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)需求分析，并根據(jù)該需求對平臺系統(tǒng)框架和功能進(jìn)行設(shè)計，能夠提高實(shí)習(xí)質(zhì)量，提高學(xué)生實(shí)習(xí)的自主性和能動。

3 結(jié)語

GIS作為一種正在蓬勃發(fā)展的新技術(shù)手段，它與自然地理學(xué)及其它相關(guān)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，將以全新的工作方式，使人們更加開闊眼界，從而開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，助推全世界的和諧、綠色發(fā)展。21世紀(jì)的自然地理學(xué)，也將因蘊(yùn)含著GIS的新思想，而發(fā)生質(zhì)的飛躍，邁向更新、更高的層次，推動人類文明的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：