地理信息系統(tǒng)定義精選(九篇)

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第1篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

摘要: 地理信息系統(tǒng)，它能把各種信息用地理和相關(guān)的視圖結(jié)合起來，利用計算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集，分析數(shù)據(jù)，從而為測繪制圖服務(wù)。作為基礎(chǔ)測繪測量，需要不斷地學(xué)習(xí)，不斷地更新技術(shù)，學(xué)好用好地理信息系統(tǒng)，為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。本文從測繪制圖的角度出發(fā)，對地理信息系統(tǒng)的優(yōu)缺點進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng) 測繪制圖1. 概述 地理信息系統(tǒng)是對地球空間信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、分析、評價、建模和輸出的計算機(jī)系統(tǒng)。近幾年來,地理信息系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于測繪遙感、環(huán)境治理、災(zāi)害預(yù)測、地質(zhì)填圖、城市規(guī)劃、土地管理、礦產(chǎn)資源評價和測繪制圖等各個領(lǐng)域,已起到了不可估量的作用。 2. 地理信息系統(tǒng)的優(yōu)點 地理信息系統(tǒng)主要由數(shù)字化子系統(tǒng)、圖形編輯子系統(tǒng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)處理子系統(tǒng)、數(shù)字高程模型子系統(tǒng)、地圖建邊建庫子系統(tǒng)、專定屬性定義及管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖形輸出交換子系統(tǒng)等功能模塊構(gòu)成。各系統(tǒng)之間既互相獨立， 具有各自功能，又共享其數(shù)據(jù)信息，可實現(xiàn)綜合查詢和信息分析。其主要特點是：一是在結(jié)構(gòu)上該系統(tǒng)采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的混合結(jié)構(gòu)，并完善了國內(nèi)外大多數(shù)地理信息系統(tǒng)所采用單一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或側(cè)重某一種數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)的局限性，以滿足不同問題對矢量、柵格數(shù)據(jù)的不同需求，而且兩種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的信息可以有效方便地互相轉(zhuǎn)換和準(zhǔn)確套合；二是在應(yīng)用上該系統(tǒng)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(shù)字化儀輸入、GPS輸入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，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(tài)定義編輯功能和多媒體數(shù)據(jù)，具多重數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性管理能力。 2.3地圖庫管理：具有較強(qiáng)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(dá)數(shù)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?fù)淇臻g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(shè)驅(qū)動能力和國際標(biāo)準(zhǔn)頁面描述語言的Postscript接口，可輸出符合任何公開出版質(zhì)量要求的數(shù)字化產(chǎn)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(tǒng)的缺點分析 3.1格式轉(zhuǎn)換問題 目前大多數(shù)的地理信息系統(tǒng)是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發(fā)的，它們采用完全不同的空間數(shù)據(jù)模型，對地理數(shù)據(jù)的組織也有很大的差異。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在的地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)格式超過了 100種，而目前還沒有軟件可以實現(xiàn)100種以上數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換，這使得在不同地理信息系統(tǒng)軟件上開發(fā)的數(shù)據(jù)交換存在困難，采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)也只能部分解決問題。限制了地理信息系統(tǒng)處理技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Α５乩硇畔⑾到y(tǒng)是一套應(yīng)用廣泛的地理信息系統(tǒng)軟件，它采用矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu)，將不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享。由于地理信息系統(tǒng)的編輯系統(tǒng)只能調(diào)入輸出自己的標(biāo)準(zhǔn)格式文件，所以地理信息系統(tǒng)本身提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，支持當(dāng)前主流地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。但由于地理信息系統(tǒng)是一個相對通用的平臺，不可能完全滿足各個應(yīng)用領(lǐng)域的所有要求，這樣在實際應(yīng)用中就會存在一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。 3.2誤差問題 3.2.1測繪圖件數(shù)據(jù)信息載體介質(zhì)不同產(chǎn)生的誤差。 原始圖件數(shù)據(jù)信息載體介質(zhì)分為紙介質(zhì),透明薄膜介質(zhì)及刻圖薄膜介質(zhì)3種。在3種信息載體中,紙介質(zhì)變形最大,其次與其它制圖軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題為透明薄膜介質(zhì)變形較小,刻圖薄膜介質(zhì)變形最小。紙介質(zhì)變形產(chǎn)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(zhì)產(chǎn)生變形的主要原因:在使用和保存過程中產(chǎn)生褶皺,薄膜受溫度影響等,圖形數(shù)字化輸入方式的不同產(chǎn)生的誤差。 圖形數(shù)字化方法分為手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入和圖形光柵化掃描矢量化方式輸入兩種。數(shù)字化儀的基本原理是將地圖上的位置信息通過數(shù)字化儀的定位器以數(shù)字信號的方式傳送給計算機(jī),使計算機(jī)記錄每個點、線、面的位置,形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。在數(shù)字化過程中,產(chǎn)生誤差的主要原因是人為因素。在數(shù)字化過程中手扶游標(biāo)不穩(wěn)左右擺動,或者數(shù)字化板晃動,從而造成采集點位不準(zhǔn)確。其次是一幅圖未完成,關(guān)閉數(shù)字化儀后,重新開機(jī),造成定位系統(tǒng)坐標(biāo)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(chǎn)生的誤差;光柵圖像沒有配準(zhǔn)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(shù)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(tǒng)制圖系統(tǒng)庫包括子圖庫、線型庫、色庫、圖案庫。子圖庫是各類基礎(chǔ)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(xiàn)象的特點圖解記號,它是地圖的主要表現(xiàn)形式,也是地理信息得以傳輸?shù)拿襟w。地圖符號按地面物體和符號的比例關(guān)系分為依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符號。在傳統(tǒng)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(yán)格的規(guī)定,它決定了地物在空間的分布位置和相互關(guān)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(guī)定的位置上。制圖人員在數(shù)字化制圖過程中往往把符號移動到與原圖相同的位置,當(dāng)坐標(biāo)點可見時,符號的定位點(定位線)和符號的坐標(biāo)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(tǒng)對測繪地圖的優(yōu)化作用測繪制圖是測繪工作的有機(jī)組成部分,在開展多學(xué)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(xiàn)研究成果。在傳統(tǒng)的測繪制圖過程中,要經(jīng)歷若干個成圖步驟。地理信息系統(tǒng)測繪制圖過程主要分為資料準(zhǔn)備、圖形輸入、圖形編輯、顏色設(shè)計和圖形輸出等幾個階段地理信息系統(tǒng)提供了兩種圖形輸入方法:一種是數(shù)字化輸入,即采用數(shù)字化儀人工手扶游標(biāo)跟蹤,將原圖資料轉(zhuǎn)化為圖形數(shù)據(jù);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(jīng)過矢量轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。以上功能可用地理信息系統(tǒng)的輸入編輯子系統(tǒng)來完成。數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)后,就要進(jìn)入圖形編輯數(shù)據(jù)校正、圖形的整飾、誤差的消除、坐標(biāo)的變換等工作,由地理信息系統(tǒng)圖形編輯子系統(tǒng)、誤差校正、圖形裁剪屬性庫管理等系統(tǒng)來完成上述各項功能。顏色是測繪地圖表現(xiàn)的一種重要要素,它直接影響測繪地圖的表現(xiàn)力和圖面效果。因此,測繪圖對顏色的要求是非常嚴(yán)格的。地理信息系統(tǒng)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(chǔ)上,設(shè)計了一套靈活、方便、精確的顏色定義和色標(biāo)系統(tǒng)。圖形輸出是地理信息系統(tǒng)地質(zhì)制圖的最后一道工序,通常是把顯示出的圖形數(shù)據(jù),經(jīng)過以上步驟,在基本符合要求后,由地理信息系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)將編輯好的圖形顯示到屏幕或指定的設(shè)備上。經(jīng)以上處理過的數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)測繪圖件的數(shù)字化,并建立圖形和屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫。測繪信息數(shù)據(jù)全部存儲于計算機(jī)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(shù)據(jù)分幅錄入這樣易于管理和查詢,而且可靈活地進(jìn)行分幅檢索、添加圖幅、刪除圖幅。 5. 結(jié)語

總之,測繪制圖是一項需要不斷完善,不斷改進(jìn)的技術(shù),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(tǒng)的優(yōu)勢互補(bǔ)，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字化生產(chǎn)的工藝流程，降低誤差，同時結(jié)合本專業(yè)特點不斷總結(jié)經(jīng)驗,測繪工作一定會更上一層樓。 參考文獻(xiàn) [1]譙章明. 地質(zhì)圖繪制[M]。北京:測繪出版社。 [2]吳信才. 地理信息系統(tǒng)原理、方法及應(yīng)用[M]。武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社。

第2篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞： 地理信息系統(tǒng) 高中地理課堂教學(xué) 案例 困難

1.GIS的概論

1.1 GIS的內(nèi)涵

針對不同的部門和不同的應(yīng)用目的，地理信息系統(tǒng)的定義也不盡相同。美國學(xué)者Parker認(rèn)為“GIS是一種存儲、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術(shù)”。加拿大的Roger Tomlinson認(rèn)為“GIS是全方位分析和操作地理數(shù)據(jù)的數(shù)字系統(tǒng)”。俄羅斯學(xué)者把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。這些定義，有的側(cè)重于GIS的技術(shù)內(nèi)涵，有的則強(qiáng)調(diào)GIS的應(yīng)用功能。美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會（FIC-CDC）關(guān)于GIS的定義較為全面具體。該定義認(rèn)為“GIS”是由計算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。[1]

1.2 GIS的功能

由計算機(jī)技術(shù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合而產(chǎn)生的GIS這一高新技術(shù)，它包含了處理地理信息的各種高級功能。GIS具有四項基本功能：

1.2.1輸入功能

利用數(shù)字化儀或掃描儀把地圖、圖像（如航空照片）和規(guī)劃圖輸入計算機(jī)中，然后進(jìn)行編輯處理（修改、增補(bǔ)等）。

1.2.2輸出功能

把經(jīng)過分析而得出的圖形、圖表或文字報告顯示在熒光屏上，也可以通過繪圖儀或打印機(jī)打印出來。

1.2.3查詢、分析功能

通過空間查詢和空間分析而得出決策結(jié)論是GIS的出發(fā)點和歸宿。這是一個復(fù)雜的處理過程，需要應(yīng)用目標(biāo)之間的內(nèi)在空間聯(lián)系并結(jié)合各自的數(shù)學(xué)模型和理論制訂規(guī)劃和決策。典型的空間分析包括最佳路徑分析、疊加分析、鄰域分析、網(wǎng)絡(luò)分析、通視分析及填挖方計算和表面積計算等，可用在污染源流分析、農(nóng)業(yè)布局合理性分析、城市布局合理性分析、道路選線分析等工作中。

1.2.4空間數(shù)據(jù)庫管理功能

地理對象是龐大的地理數(shù)據(jù)集，對此需要利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來進(jìn)行管理[2]。

GIS依托這些基本功能，通過利用空間分析技術(shù)、模型分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集成技術(shù)等，演繹出豐富多彩的系統(tǒng)應(yīng)用功能，滿足社會和用戶的廣泛需求。

2. GIS走進(jìn)高中地理課程

著名的地圖與信息系統(tǒng)專家陳述彭院士認(rèn)為，定性描述是地理學(xué)的第一代語言，地圖是地理學(xué)的第二代語言，地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)的第三代語言。這也是廣大地理教師的共識，充分體現(xiàn)出GIS技術(shù)的重要性與價值所在[3]。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了地理課程的基本理念，其中之一是強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。在新一輪的地理課程改革中，地理信息系統(tǒng)成為地理選修模塊之一，作為新的重要的教學(xué)內(nèi)容。

2.1 GIS技術(shù)進(jìn)入高中地理的必要性

2.1.1 “GIS技術(shù)”是地理科學(xué)發(fā)展與社會信息化的重要內(nèi)容

當(dāng)今時代，信息技術(shù)飛速發(fā)展，地理信息技術(shù)對資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會進(jìn)步的巨大作用日益顯著。地理信息技術(shù)應(yīng)用的具體形式，大到地球村、數(shù)字國家，小到數(shù)字居民區(qū)、數(shù)字家庭。隨著工業(yè)化和信息化水平的進(jìn)一步發(fā)展，世界城市化成為文明進(jìn)步的標(biāo)志。城市帶來了富足、繁榮，也帶來人口擁擠、交通緊張、資源短缺、用地緊張等一系列城市問題，這為地理信息技術(shù)提供了大顯身手的機(jī)會。世界各國的城市，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和發(fā)展水平較高的城市，數(shù)字城市研究日益成熟，信息化管理成為熱門研究領(lǐng)域，利用地理信息技術(shù)進(jìn)行社會、經(jīng)濟(jì)、文化、基礎(chǔ)設(shè)施、交通通訊、城市規(guī)劃等數(shù)字管理，成為構(gòu)筑新世紀(jì)人類生存環(huán)境的新模式。

地理信息技術(shù)是“數(shù)字化地球”、“信息化地球”的基礎(chǔ)，信息化發(fā)展需要大量的具有地理信息技術(shù)基本素養(yǎng)的人才。從國家戰(zhàn)略的高度來講，基礎(chǔ)教育階段的地理信息技術(shù)素養(yǎng)教育很必要也很迫切。

地理信息技術(shù)作為地理科學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容，加之其在社會生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用和價值，在高中階段，將其納入地理課程體系，意義重大。

2.1.2設(shè)置“地理信息技術(shù)應(yīng)用”模塊有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)

信息科技時代，教育目的不應(yīng)僅是教給學(xué)生知識，更應(yīng)以學(xué)生的發(fā)展為根本，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，使學(xué)生身心得到發(fā)展，發(fā)掘?qū)W生的外在和內(nèi)在潛力，促使他們得到全面發(fā)展。地理信息技術(shù)在信息社會有著舉足輕重的地位和作用，設(shè)置地理信息技術(shù)課程是普及地理信息技術(shù)基礎(chǔ)知識的有效途徑。對學(xué)生進(jìn)行地理信息技術(shù)教育，可以培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和分析能力，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，符合《高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》的設(shè)計理念，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的基本途徑。

當(dāng)前，基礎(chǔ)教育強(qiáng)調(diào)全面的素質(zhì)教育，地理教育也應(yīng)如此。在對各種地理知識（信息）掌握的基礎(chǔ)上，地理教育重視學(xué)生能力的提高及地理思維方式的培養(yǎng)，要求學(xué)生既具備地理知識素質(zhì)，又具備地理能力素質(zhì)。要求學(xué)生運用地理知識處理和解決地里問題。要求學(xué)生主動地吸收、掌握各種地理信息，并將信息分析、重組、應(yīng)用。

2.1.3“地理信息技術(shù)”是一種重要的教學(xué)技術(shù)手段

地理信息技術(shù)作為教學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于地理教學(xué)中也是《地理信息技術(shù)應(yīng)用》模塊重要的價值取向之一。地理信息技術(shù)教育對學(xué)生信息技術(shù)的掌握、地理研究技術(shù)的了解與應(yīng)用、地理區(qū)域系統(tǒng)思想的建立和地理空間思維能力的培養(yǎng)，以及地理問題的分析與處理能力的培養(yǎng)等具有不可替代的獨特功能[4]。

一方面，以GIS為例，GIS具有對地圖處理與操作的強(qiáng)大功能，地圖是地理教育的重要媒介，利用GIS的地圖疊加、地圖漫游、地圖縮放和地圖要素的增減等進(jìn)行輔助教學(xué)，效果是一般教學(xué)手段不可比擬的。另一方面，GIS技術(shù)是一種解決實際問題，提供地理數(shù)據(jù)處理功能的技術(shù)和方法。GIS的數(shù)據(jù)輸入、處理與分析功能，能很好地完成地理課程在能力培養(yǎng)方面的要求。例如，利用GIS實現(xiàn)對地理事物的分布特征、分布規(guī)律的輔助教學(xué)，教師可以應(yīng)用GIS在空間上顯示符合某一條件的地理要素的特征，幫助學(xué)生認(rèn)識地理空間概念；利用GIS實現(xiàn)地理事物環(huán)境分析輔助教學(xué)，GIS技術(shù)可以確定某地理要素在一定范圍內(nèi)對于其他地理要素的分布；利用GIS實現(xiàn)地理事物變化趨勢的輔助教學(xué)，GIS能顯示地理事物在不同時段的地理信息的空間分布，能展示其各階段的特征，有助于學(xué)生認(rèn)識地理事物的發(fā)展過程；利用GIS實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與地理直觀的輔助教學(xué)，GIS可以進(jìn)行數(shù)據(jù)排列顯示、專題地圖制作圖、地形圖、行政區(qū)劃圖、旅游規(guī)劃圖等；利用網(wǎng)絡(luò)GIS、多媒體GIS的輔助教學(xué)等[5]。

2.2高中地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)案例

地理信息技術(shù)是一門新興的課程，開設(shè)這門課程的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)。

下面以GIS在道路選線中的應(yīng)用作為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析。

傳統(tǒng)的道路選線方法是選線人員通過收集和分析線路區(qū)域內(nèi)有關(guān)設(shè)計資料，在大比例尺地形圖上選出幾個可能的路線方案。然后在紙上定線的基礎(chǔ)上，選線人員到實地勘測，經(jīng)過反復(fù)比較確定一個較為經(jīng)濟(jì)、合理的路線方案。它在很大程度上取決于選線人員的實際經(jīng)驗和技術(shù)水平，而且費時費力，因此已不能滿足現(xiàn)代公路設(shè)計的需要。隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及空間信息軟件平臺的不斷開發(fā)，設(shè)計人員不但能考慮傳統(tǒng)的選線因素，對于地質(zhì)、水文等空間屬性也能納入考慮范圍，這不管是從質(zhì)量上還是從效率上都得到了較大提高。目前常用的空間軟件有ArcInfo、MapInfo、Geo系列軟件、TITANGIS等。

2.2.1地理數(shù)據(jù)的采集和處理

根據(jù)道路的設(shè)計功能和設(shè)計要求，需要收集道路沿線所有的基礎(chǔ)資料，包括沿線各類比例尺地形圖、地質(zhì)圖、水文、氣象、交通流量等。具備了這些基本資料之后，利用GIS功能對各種資料進(jìn)行分類處理。

數(shù)字化資料包括地形圖、地質(zhì)圖、規(guī)劃設(shè)計圖、文字說明等多種信息資源。圖形數(shù)字化過程中需要進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過掃描、糾正、跟蹤、附屬性、建立拓?fù)潢P(guān)系等步驟，最終形成各類數(shù)據(jù)文件。目前，常用的數(shù)據(jù)格式有：Tiff、Arc/InfoE00、Arc/InfoCoverage、MapInfo、DXF等。在地形圖進(jìn)行數(shù)字化的過程中，需對各類影響線路的空間要素進(jìn)行分層空間數(shù)據(jù)管理，為以后的空間分析做好準(zhǔn)備。沿線主要的空間數(shù)據(jù)層有：地形層、地質(zhì)圖層、城市層、鄉(xiāng)村層、植被層、沿線水系層、水利設(shè)施層、鐵路層等。對空間數(shù)據(jù)層的分類應(yīng)盡可能詳細(xì)，避免遺漏。同時，使用的資料應(yīng)為最新資料，保證空間數(shù)據(jù)的時效性及其準(zhǔn)確性。

2.2.2地理數(shù)據(jù)的空間分析

根據(jù)道路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和使用要求，利用GeoStar軟件對各類數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析是采用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行道路選線的核心。GeoStar軟件的空間分析功能主要有地形分析、緩沖分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，這能幫助設(shè)計人員宏觀地認(rèn)識設(shè)計區(qū)域。在數(shù)據(jù)處理過程中，應(yīng)盡可能準(zhǔn)確規(guī)范，這對于以后建立數(shù)字地面模型DEM、地面正射影像圖DOM等數(shù)據(jù)具有重要作用。

2.2.3建立數(shù)字地面模型DEM

數(shù)字地面模型可為道路選線提供直觀圖形并可以與GIS的空間分析結(jié)果進(jìn)行疊加分析。同時可為今后的道路最佳路徑分析、縱橫斷面設(shè)計、填挖方量的計算提供快捷成果。

2.2.4疊加分析

利用GeoStar軟件，將矢量數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫和DEM數(shù)據(jù)庫三庫疊加，生成三維景觀再現(xiàn)。在計算機(jī)疊加分析的結(jié)果里，確定道路控制點的樁號及線路的大致走向，接著根據(jù)設(shè)計規(guī)范和要求，在三維景觀里進(jìn)行路線設(shè)計，確定道路變坡點位置、交點位置、坡度、曲線半徑等要素，這樣設(shè)計人員能隨時根據(jù)地形來進(jìn)行設(shè)計，非常方便。

2.2.5線路的比選

根據(jù)要求一般設(shè)計兩到三條線路，然后利用GeoStar的空間分析功能進(jìn)行比選，考慮的因素主要有土地、水文、路線長度、地質(zhì)條件、政治因素、經(jīng)濟(jì)狀況、氣象等。如，在設(shè)計中，道路應(yīng)盡量避免穿過農(nóng)田、森林，并且線路通過地段的地質(zhì)水文狀況應(yīng)滿足工程設(shè)計要求，以此作為選線條件。此時可以從空間數(shù)據(jù)層中分別提取鄉(xiāng)村層、植被層、地質(zhì)層、沿線水系層的相應(yīng)數(shù)據(jù)，將它們的數(shù)據(jù)繪以不同顏色的圖形，根據(jù)選線人員給定的選線條件和范圍分別與地形圖形拓?fù)浏B加，此時在計算機(jī)上就可以分別顯示出滿足要求的范圍。根據(jù)這些范圍，選線人員再進(jìn)行綜合修改，重新制定設(shè)計條件，在計算機(jī)上反復(fù)進(jìn)行疊加拓?fù)浞治霁@取最終結(jié)果。這種選線過程非常直觀明了，結(jié)果也可隨時以圖形、表格、數(shù)字的形式打印輸出[6]。

2.3高中開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程存在的困難

在當(dāng)今的高中地理教學(xué)中，開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程遇到了比較大的困難，學(xué)生的地理信息素養(yǎng)也普遍比較薄弱。

2.3.1教育觀念滯后

由于教育觀念滯后，即使是在教育較為先進(jìn)的地區(qū)，地理信息系統(tǒng)課程開設(shè)仍困難重重。學(xué)校固守舊觀念，認(rèn)為培養(yǎng)信息素養(yǎng)對于學(xué)生高考分?jǐn)?shù)提高目前還沒有實質(zhì)性作用，往往以各種理由拒絕開設(shè)地理信息類課程。

2.3.2經(jīng)濟(jì)支持不足

地理信息系統(tǒng)課程開設(shè)需要一定物質(zhì)基礎(chǔ)作為保證，例如計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、配套的課程軟件等。經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的一些學(xué)校硬件、軟件設(shè)施都不齊全，尤其像GPS這種儀器市場價一般在2000元左右，作為教具幾乎是不可能購買的，3S技術(shù)的培養(yǎng)成為“紙上談兵”。

2.3.3教師素質(zhì)有待提高

地理信息系統(tǒng)是一門新興的技術(shù)，因此，當(dāng)今高中里能夠熟練掌握信息技術(shù)的地理教師比較匱乏。此外，目前高師所開設(shè)的地理信息系統(tǒng)課程，多數(shù)只是簡單地移植綜合性大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程的基本內(nèi)容，而真正適合師范生實際操作應(yīng)用技能訓(xùn)練較少，并沒有培養(yǎng)出真正適應(yīng)高中地理教學(xué)的合格的地理教師。

因此，高校在培養(yǎng)地理教師的過程中應(yīng)重視師范生的地理信息技術(shù)學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，提高動手操作能力。同時，各地教育部門應(yīng)完善教師的職后培訓(xùn)，為在職地理教師提供更多的進(jìn)修機(jī)會和渠道。各地教研部門要為地理教師提供學(xué)術(shù)和業(yè)務(wù)的支持，例如通過舉辦培訓(xùn)班，組織教學(xué)經(jīng)驗交流，推動校本教研，開發(fā)課程資源等方式幫助地理教師開展地理信息技術(shù)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)。

3.結(jié)語

鑒于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及GIS技術(shù)強(qiáng)大的功能，GIS將在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來越重要的作用。高中地理課程應(yīng)緊跟時代潮流，反映時代需求。GIS進(jìn)入高中地理課程是培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備地理素養(yǎng)的必要舉措。盡管現(xiàn)在地理信息技術(shù)課程在高中的開設(shè)仍遇到一些困難，但困難是暫時的，地理信息技術(shù)最終將順利進(jìn)入高中校園，成為一門培養(yǎng)學(xué)生基本地理信息素養(yǎng)的必要課程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李智等.地理信息系統(tǒng)概述.甘肅科技，2004年11月.

[3]李佩武等.GIS技術(shù)及其在地理教學(xué)中的應(yīng)用分析.天津教育，2005年第六期.

[4]陳澄等.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）解讀.南京：江蘇教育出版社，2004.3.

第3篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測繪；擴(kuò)展應(yīng)用

中圖分類號：TP39.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0053-02

地理信息系統(tǒng)（GIS）可以簡單定義為是一種采集、存儲、管理、分析、顯示和應(yīng)用地理信息的計算機(jī)系統(tǒng)。GIS是地理學(xué)和信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它為解決各種與空間位置相關(guān)的問題提供了新的技術(shù)方法。經(jīng)過近50年的發(fā)展，隨著計算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)和現(xiàn)代信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

1 我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

我國地理信息系統(tǒng)方面的工作起步稍晚于國際水平，但發(fā)展迅速，形勢喜人。20世紀(jì)70年代初期，我國開始推廣電子計算機(jī)在測量、制圖和遙感領(lǐng)域中的應(yīng)用。環(huán)境遙感資源調(diào)查的需求帶動，以及航空攝影測量和地形測圖的發(fā)展，為GIS的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代起，1980年中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標(biāo)志著我國地理信息系統(tǒng)方面的工作開始展開。20世紀(jì)90年代起，地理信息系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。地理信息系統(tǒng)從初步發(fā)展時期的研究實驗、局部應(yīng)用走向?qū)嵱没蜕a(chǎn)化，為國民經(jīng)濟(jì)重大問題提供分析和決策依據(jù)。中國地理信息系統(tǒng)事業(yè)經(jīng)過近40年的發(fā)展，取得了重大的進(jìn)展。地理地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用已走向了產(chǎn)業(yè)化。

2 地理信息系統(tǒng)在測繪中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)源

數(shù)據(jù)對于測繪而言是至關(guān)重要的，數(shù)據(jù)采集功能是地理信息系統(tǒng)（GIS）的一個重要功能。從數(shù)據(jù)來源的類型上看，地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)可以大致分為原始數(shù)據(jù)（第一手?jǐn)?shù)據(jù)）或處理加工后的數(shù)據(jù)（第二手?jǐn)?shù)據(jù)），另外也可將數(shù)據(jù)源分為非電子數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)兩類。

第一手?jǐn)?shù)據(jù)是指直接采集的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的繪圖野外數(shù)據(jù)采集工具主要包括三腳架、標(biāo)尺、羅盤、平板儀、坡度儀、皮尺等，數(shù)據(jù)采集的結(jié)果往往需要記錄在紙上，而地理信息系統(tǒng)（GIS）采用的是以全球定位儀、激光測距儀、全站儀等為代表的現(xiàn)代測量儀器，這些儀器正逐步取代這些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集手段。全球定位儀和激光測距儀、全站儀等可直接與數(shù)據(jù)記錄儀連接，將所測得的大量位置、距離和方位數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)記錄儀內(nèi)，也可直接存儲在便攜計算機(jī)的硬盤上，這使第一手?jǐn)?shù)據(jù)的獲取大大簡化。第一手?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)解譯、編輯和處理后，就變成第二手?jǐn)?shù)據(jù)。大多數(shù)地理信息系統(tǒng)（GIS）中的數(shù)據(jù)是第二手?jǐn)?shù)據(jù)，它主要包括地圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表和影像圖等形式。

2.2 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)測繪任務(wù)的需要，將各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件可以識別的格式并加以利用的過程稱為數(shù)據(jù)采集。地圖數(shù)字化是許多地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)都采用的數(shù)據(jù)采集手段之一。對于大型的測繪項目，現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)可以通過掃描技術(shù)來使這個過程全部自動化，對于較小的測繪項目，需要手工數(shù)字化（如使用數(shù)字化板）。屬性數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)（GIS）中地理數(shù)據(jù)的重要組成部分，可以通過鍵盤來直接輸入屬性數(shù)據(jù)。在地理信息系統(tǒng)（GIS）中，通常用專業(yè)的數(shù)據(jù)軟件單獨管理屬性數(shù)據(jù)，包括屬性數(shù)據(jù)的采集。為了充分利用現(xiàn)有的各種數(shù)字形式的數(shù)據(jù)資源，從其他各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中轉(zhuǎn)人或轉(zhuǎn)出屬性數(shù)據(jù)，將是獲取地理信息系統(tǒng)（GIS）屬性數(shù)據(jù)非常重要和必需的手段。

我們知道，地理信息系統(tǒng)（GIS）通常對繪圖所需要的地理要素進(jìn)行分類存儲和管理，要素的分類通常體現(xiàn)在對要素屬性數(shù)據(jù)的分類和編碼上。對屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和編碼，還非常有利于數(shù)據(jù)交換和共享。

繪圖采集后的地理數(shù)據(jù)經(jīng)常需要進(jìn)行編輯和處理，這是因為：一、數(shù)據(jù)中可能存在的錯誤；二、為了便于地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行查詢和分析，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如生成拓?fù)潢P(guān)系和新的屬性數(shù)據(jù)等；三、有些數(shù)據(jù)本身就是動態(tài)變化的，需要不斷進(jìn)行更新；四、對于有些特殊的應(yīng)用或來源于其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，有可能需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等。現(xiàn)代的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)提供了許多工具來編輯和處理地理數(shù)據(jù)。

2.4 空間數(shù)據(jù)管理

地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件有多種方式管理空間數(shù)據(jù)。早期的地理信息系統(tǒng)（GIS）是基于文件來管理空間數(shù)據(jù)，特點是針對不同的數(shù)據(jù)模型開發(fā)設(shè)計不同格式的文件系統(tǒng)，這種管理模式比較靈活，所以一直還在使用。其缺點是不能管理巨量的數(shù)據(jù)，且針對屬性的查詢與管理功能比專業(yè)的DBMS弱得多。

對于小型地理信息系統(tǒng)（GIS）項目，把地理信息以簡單的文件方式存儲就足夠了。但是，當(dāng)數(shù)據(jù)量很大而且是多個用戶同時使用數(shù)據(jù)時，最好使用一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）來幫助存儲、組織和管理空間數(shù)據(jù)。

2.5 空間數(shù)據(jù)分析

在經(jīng)過之前四個階段的測繪制圖預(yù)處理之后，地理信息系統(tǒng)（GIS）便對預(yù)處理的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析計算，通過空間位置和空間物體聯(lián)系定量描述和研究空間事物。地理信息系統(tǒng)（GIS）中最復(fù)雜、最主要的功能就是空間分析功能，空間分析功能是結(jié)合了地球物理學(xué)、地理學(xué)、區(qū)域科學(xué)等眾多學(xué)科，在分析和描述空間構(gòu)成時要綜合運用空間統(tǒng)計學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)等學(xué)科。當(dāng)前，空間分析技術(shù)尚未完全成熟，現(xiàn)有主要的空間分析方法主要是空間模擬分析，空間模擬分析主要是通過專業(yè)化模型對空間實體和關(guān)系進(jìn)行化和抽象，為系統(tǒng)進(jìn)一步分析操作埋下伏筆。

3 地理信息系統(tǒng)（GIS）在測繪中的發(fā)展展望

相比傳統(tǒng)測繪方式，地理信息系統(tǒng)（GIS）有著很多的有點，可以更好的的為測繪工作，但是考慮到未來測繪工作的復(fù)雜和難度的增加，地理信息系統(tǒng)（GIS）除了要不斷提高自身的綜合數(shù)據(jù)、模擬和分析數(shù)據(jù)的能力，還要提高地理信息系統(tǒng)（GIS）處理地理空間過程演化和預(yù)測的能力，以便能夠獲取較難的數(shù)據(jù)，可以從整體上保障測繪工作的順利完成。

不僅如此，地理信息系統(tǒng)（GIS）在未來的發(fā)展中應(yīng)朝著一體化的方向完善，地理信息系統(tǒng)（GIS）的空間定位搜索能力以及空間分析能力得到不斷提高，在獲取數(shù)據(jù)后能夠更有效的提煉信息，達(dá)到空間決策支持和空間模擬的目的。

在未來地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠?qū)⒉煌I(lǐng)域的空間模型整合到一起，形成一個系統(tǒng)的體系，通過有效的組織、調(diào)度以及通信、執(zhí)行職能體系行為。地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)更加有效的結(jié)合在一起，并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面，實現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4 結(jié) 語

隨著社會和科技的發(fā)展，測繪領(lǐng)域要求的不斷提高。傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)今的要求，傳統(tǒng)測繪方式是一項耗資巨大的工程，需要大量的人力、物力和財務(wù)，耗資巨大且效率和精度不高。地理信息系統(tǒng)（GIS）對于提高測繪工作的準(zhǔn)確性和效率有著極大的作用，地理信息系統(tǒng)（GIS）不僅僅為測繪工作提供各種精確數(shù)據(jù)，而且還能利用其算法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)化，最終完成測繪目的。地理信息系統(tǒng)（GIS）對于測繪領(lǐng)域是一場變革。所以大力發(fā)展地理信息系統(tǒng)（GIS）在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用有著十分重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚玉蓮.淺談地理信息系統(tǒng)在測繪中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代物業(yè)，2011，（7）.

第4篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

論文摘要：地理信息系統(tǒng)，它能把各種信息用地理和相關(guān)的視圖結(jié)合起來，利用計算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集，分析數(shù)據(jù)，從而為土地利用，城市規(guī)劃以及政府部門管理提供新知識為工程設(shè)計和規(guī)劃，管理決策服務(wù)。作為基礎(chǔ)測繪測量，需要不斷地學(xué)習(xí)，不斷地更新技術(shù)，學(xué)好用好地理信息系統(tǒng)，為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在中國的出現(xiàn)和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了近20年的歷程，國內(nèi)外著名的地理信息系統(tǒng)軟件在中國的各個行業(yè)均得到了廣泛應(yīng)用，在所有利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)中，地理信息系統(tǒng)的一個最基本職能就是管理數(shù)字地形圖，讓用戶能夠輕松地利用它快速地檢索所需要地區(qū)的地形數(shù)據(jù)，并按照用戶需要的格式進(jìn)行輸出。我們目前接觸過的地理信息系統(tǒng)有多種，但對其數(shù)據(jù)管理方式有所了解的并不多。

1、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

1 .1地理信息系統(tǒng)定義

地理信息系統(tǒng)是近十幾年來發(fā)展起來的一門綜合應(yīng)用系統(tǒng)，它能把各種信息同地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來，并把地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對象、CAD技術(shù)、遙感、GPS技術(shù)、Internte、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等融為一體，利用計算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)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(shù)據(jù)，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設(shè)計和規(guī)劃、管理決策服務(wù)。此多種應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用到地質(zhì)測繪業(yè)，就可以產(chǎn)生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質(zhì)量管理水平，同時也是地質(zhì)測繪服務(wù)業(yè)的重大創(chuàng)新和革命。

1.2空間數(shù)據(jù)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(guān)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(xiàn)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(xiàn)的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F(xiàn)在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數(shù)據(jù)的主要表達(dá)方式之一，矢量數(shù)據(jù)庫的管理方法與空間數(shù)據(jù)的特征密切相關(guān)。空間數(shù)據(jù)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(biāo)，即空間對象隱含了空間分布特征;

(2)非結(jié)構(gòu)化特征使它不滿足關(guān)系數(shù)據(jù)模型的范式要求，因而空間圖形數(shù)據(jù)難以直接采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);

(3)空間關(guān)系特征要求記錄拓?fù)湫畔⒁员磉_(dá)多種空間關(guān)系，因而增加了問題的復(fù)雜性;

(4)分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象;

(5)海量數(shù)據(jù)特征等都對矢量數(shù)據(jù)的管理方法大大增加了難度。

1.3地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

基于空間數(shù)據(jù)具有自身的上述特殊特征，國內(nèi)外對空間數(shù)據(jù)的管理進(jìn)行了大量研究和開發(fā)，長期以來，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的管理方法主要有以下4種類型。

(1)文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理系統(tǒng)

由于空間數(shù)據(jù)具有其自身的上述特殊特征，這種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)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(tǒng)管理幾何圖形數(shù)據(jù)，用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系通過目標(biāo)標(biāo)識或者內(nèi)部連接碼進(jìn)行連接。

(2)全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指圖形和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件不作任何擴(kuò)展，由CIS軟件在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，使之不僅能管理結(jié)構(gòu)化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非結(jié)構(gòu)化的圖形數(shù)據(jù)。

(3)對象——關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

由于直接采用通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的效率不高，而非結(jié)構(gòu)化空間數(shù)據(jù)對GIS來說又十分重要，所以人們在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中進(jìn)行擴(kuò)展，通過定義操縱各種空間對象的API函數(shù)，使之能直接存儲和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)。

(4)面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

目前，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是最適應(yīng)于空間數(shù)據(jù)的表達(dá)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?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它的操作。因而可以將空間對象根據(jù)GIS的需求，定義出合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一組操作。

2、空間數(shù)據(jù)的無線管理

現(xiàn)在的測量均是將測區(qū)按某種比例尺劃分成若干圖幅進(jìn)行，在測區(qū)表現(xiàn)和瀏覽方面不直觀。地理信息系統(tǒng)可以管理多種測量數(shù)據(jù)之后，通過地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)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，在地質(zhì)測繪的工作中，使我們可以直觀的了解整個測區(qū)，以達(dá)到最為理想的工作效果。

實現(xiàn)無縫空間數(shù)據(jù)庫有兩個不同的階段:

一是在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領(lǐng)上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數(shù)據(jù)庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計思想，并建立了一個“無縫”GIS數(shù)據(jù)庫。然而，它們?nèi)匀恢皇且环N邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進(jìn)行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標(biāo)識和同一地物標(biāo)識間進(jìn)行后臺關(guān)聯(lián)處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。

優(yōu)點:在用戶視點上，系統(tǒng)便于操作，在一定程度上解決了傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)庫的組織弱點。

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(jī)制依舊，通過多個幾何標(biāo)識進(jìn)行后臺關(guān)聯(lián)處理使系統(tǒng)的靈活性降低;查詢檢索依然不便(通過關(guān)聯(lián)涉及多圖幅或多專題):地理實體的完整性與一致性維護(hù);數(shù)據(jù)分步管理等對“關(guān)聯(lián)機(jī)制”的“壓力”;插入或修改數(shù)據(jù)庫會使“關(guān)聯(lián)機(jī)制”不得不作相應(yīng)的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質(zhì)上依然沒有解決問題。

二是在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數(shù)據(jù)庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數(shù)據(jù)無縫組織是從底層、從設(shè)計者的視角解決了傳統(tǒng)GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數(shù)據(jù)庫中以唯一的幾何和物理標(biāo)識被記錄，這樣從本質(zhì)上(物理結(jié)構(gòu))使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機(jī)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(shè)計者視角看，其物理地層結(jié)構(gòu)也是無縫的。

優(yōu)點:從內(nèi)到外統(tǒng)一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質(zhì)上解決了GIS數(shù)據(jù)組織上的弱點問題。

缺點:數(shù)據(jù)的入庫要求過于嚴(yán)格，在現(xiàn)實情況下有一定的難度;對己有GIS數(shù)據(jù)庫的改造工作量較大。

第5篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；公路；地質(zhì)災(zāi)害；防治

中圖分類號：X734文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1、地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic，Information，System）是一門綜合性學(xué)科，是介于信息科學(xué)、空間科學(xué)、地理科學(xué)之間的交叉學(xué)科，是計算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、信息工程、現(xiàn)代地理學(xué)理論和方法的結(jié)合體。一般情況下，我們將地理信息系統(tǒng)定義為是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機(jī)系統(tǒng)，在處理數(shù)據(jù)的時候，得結(jié)合地理學(xué)和地圖學(xué)，在不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。具體功能包括獲取、存儲、檢索、處理、分析、顯示，以及輸出數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、更新，并多角度地對其動態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測，進(jìn)而為決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

按照內(nèi)容分類，地理信息系統(tǒng)一般分為三種類型，一是專題信息系統(tǒng)，二是區(qū)域信息系統(tǒng)，三是地理信息系統(tǒng)工具。每一種類型有著不同的內(nèi)容和功能，專題信息系統(tǒng)只為特定的專門目的而服務(wù)，因而其有著目標(biāo)有限、業(yè)務(wù)專業(yè)等特點，如水土流失信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源系統(tǒng)等都屬于專題信息系統(tǒng)；區(qū)域信息系統(tǒng)，以服務(wù)于區(qū)域綜合研究和區(qū)域的信息為主要目標(biāo)。由于屬于區(qū)域信息系統(tǒng)，為一定區(qū)域而服務(wù)，因此規(guī)?？纱罂尚?，如我國的黃河流域信息系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)工具，是一種具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出多種地理信息系統(tǒng)的軟件包，簡單而言，就是一種處理地理信息的工具，既可以對人類工程活動，也可以對自然資源信息進(jìn)行綜合分析和管理。

2、地理信息系統(tǒng)的主要功能

通過GIS系統(tǒng)可以宏觀展現(xiàn)庫區(qū)公路現(xiàn)狀：技術(shù)等級、路面技術(shù)狀態(tài)、路基技術(shù)狀態(tài)、主要構(gòu)造物技術(shù)狀態(tài)、沿線設(shè)施、路面病害、路面等級、路面結(jié)構(gòu)、路面類型、路面現(xiàn)狀等各種公路災(zāi)害業(yè)務(wù)信息與GIS地理位置數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并加載到地圖上統(tǒng)一查看和分析。

使用GIS系統(tǒng)可分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律：將采集的以往地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理后，集成到GIS系統(tǒng)中，可對原本抽象的位置信息進(jìn)行直觀的分析。結(jié)合通過建立邊坡坡面、滑面、圓心、水位線、荷載及邊坡加固的物理模型，利用費蘭紐斯法、簡化畢曉普法等計算出邊坡安全系數(shù)及輸入條塊物理模型。

運用GIS系統(tǒng)評估災(zāi)害治理工程規(guī)模：通過GIS周邊分析和緩沖分析方法，可對每一關(guān)鍵點位的周邊位置信息進(jìn)行計算。災(zāi)害治理工程的規(guī)模除去建設(shè)精確范圍，其地域影響面也不同，可使用GIS，緩沖分析建立緩沖區(qū)，進(jìn)行工程規(guī)模模擬計算。

3、地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)災(zāi)害之中的應(yīng)用

雖然GIS是一門多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科，但其核心是計算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析。GIS已經(jīng)應(yīng)用于公路地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)、公路地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性分析和公路地質(zhì)預(yù)警預(yù)報等等的災(zāi)害防治工作之中。

3.1、公路地質(zhì)災(zāi)害評價和管理

對于公路地質(zhì)災(zāi)害的評價與管理，是介于地球科學(xué)、空間科學(xué)以及信息科學(xué)之間的交叉性科學(xué)。它就是將現(xiàn)代地學(xué)理論與方法、信息工程、遙感技術(shù)以及計算機(jī)科學(xué)有機(jī)的結(jié)合在一起，充分的利用地理信息系統(tǒng)的各種功能。建立地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)，管理地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料。顯示并查詢地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征信息。評價地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，分析地質(zhì)災(zāi)害和影響因素之間的關(guān)系，地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機(jī)系統(tǒng)。處理的數(shù)據(jù)是具有地理特征和表征地學(xué)現(xiàn)象之間空間關(guān)系的屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的主要功能有：采集、存儲、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)與更新、區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測等。提出減輕和防治地質(zhì)災(zāi)害的措施，對將來可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測。

3.2、對公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)

在公路地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃中應(yīng)用GIS技術(shù)，是利用其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)庫管理與空間分析模型方面的功能，對公路地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查所獲取的信息進(jìn)行處理，實現(xiàn)公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)計算機(jī)自動化。首先確定致災(zāi)因子，對致災(zāi)因子進(jìn)行易發(fā)程度分區(qū)賦值，再求出致災(zāi)因子的敏感系數(shù)，將各致災(zāi)因子圖層進(jìn)行基于GIS空間分析的圖層疊加，最后將疊加后的圖層屬性進(jìn)行加權(quán)綜合，得出綜合易發(fā)程度值，進(jìn)行易發(fā)程度計算機(jī)自動化分區(qū)。

目前，對公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)主要采用襲擾系數(shù)法和專家打分法。通過對比分析，GIS空間分析法較之襲擾指數(shù)法顯得簡潔明了，避免了繁瑣的手工統(tǒng)計計算，保證了計算結(jié)果的精度。GIS空間分析法所得出的公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖不僅反映了公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的現(xiàn)勢規(guī)律，而且實現(xiàn)了對公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的空間預(yù)測。

3.3、對公路地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性分析

對于公路地質(zhì)災(zāi)害的危險性分析，國內(nèi)外研究的較多，理論上也比較成熟，形成了許多被廣泛應(yīng)用的專業(yè)分析模型，如信息量模型、多元統(tǒng)計分析模型、模糊綜合評判模型、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法等的模型。其中，將GIS技術(shù)與信息量模型結(jié)合起來是進(jìn)行公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險性分析的最有效方法。

3.4、公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)

公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)包括公路地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情模擬評價、預(yù)測預(yù)報和防治問題及地理空間數(shù)據(jù)庫的建立和空間定位及空間分析工作。在公路地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情模擬預(yù)報中，以能夠存儲、處理、分析、計算和成圖顯示空間數(shù)據(jù)而著稱的地理信息系統(tǒng)具有得天獨厚的優(yōu)勢。在進(jìn)行多因子定量模擬分析和對因子間相互定量關(guān)系研究方面，地理信息系統(tǒng)的多源地學(xué)專題信息復(fù)合疊加處理功能(Overlay)和FILTER功能等顯示出了明顯的優(yōu)勢和極高的效率，對受控于多種因素影響和作用的地質(zhì)災(zāi)害的定量仿真模擬和預(yù)測預(yù)報具有十分重要的理論指導(dǎo)意義和實用價值。

4、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的意義與作用

由于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性、資料數(shù)據(jù)的全面性，通過地理信息系統(tǒng)可以了解庫區(qū)公路的宏觀現(xiàn)狀，包括公路基礎(chǔ)狀態(tài)、路面狀態(tài)、技術(shù)等級、病害、危害等級、公路沿線設(shè)施等方面的內(nèi)容。不僅如此，更為重要的一點是利用這些宏觀現(xiàn)狀可以構(gòu)建庫區(qū)公路地質(zhì)基礎(chǔ)信息系統(tǒng)，以便進(jìn)行相關(guān)評價與分析工作。除此之外，通過地理信息系統(tǒng)可以分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的基本規(guī)律，這對于研究地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，制定地質(zhì)災(zāi)害防治措施都有著重要的意義和價值。最重要的一點，就是利用地理信息系統(tǒng)可以預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害防治工程的規(guī)模，預(yù)先對治理范圍內(nèi)可能遭受影響的構(gòu)建物制定相應(yīng)的保護(hù)措施，最大程度地確保治理工程的有效性。

總之，地理信息系統(tǒng)技術(shù)能將原本比較抽象的公路地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，通過信息技術(shù)直觀地在地圖上展示出來，為地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)提供了處理平臺，進(jìn)一步為防治措施的可靠性提供了保障。鑒于地理信息系統(tǒng)技術(shù)在公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的重大作用，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)使用與推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]何輝.地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用[J].信息通信，2013，02:92-93.

[2]向華，劉引.地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢(決策管理)，2009，04:53.

第6篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測量工作；空間數(shù)據(jù)；無線管理

前言

地理信息系統(tǒng)是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。利用地理信息技術(shù)為數(shù)據(jù)庫的建立提供必要的技術(shù)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(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，基于模型，提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)提供幫助。

一、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

（一）地理信息系統(tǒng)的含義

地理信息系統(tǒng)是近十幾年來發(fā)展起來的一門綜合應(yīng)用系統(tǒng)，它能把各種信息同地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來，并把地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對象、CAD技術(shù)、遙感、GPS技術(shù)、Internte、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等融為一體，利用計算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)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(shù)據(jù)，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設(shè)計和規(guī)劃、管理決策服務(wù)。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用到測繪業(yè)，就可以產(chǎn)生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質(zhì)量管理水平，同時也是測繪服務(wù)業(yè)的重大創(chuàng)新和革命。

（二）空間數(shù)據(jù)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(guān)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(xiàn)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(xiàn)的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F(xiàn)在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數(shù)據(jù)的主要表達(dá)方式之一，矢量數(shù)據(jù)庫的管理方法與空間數(shù)據(jù)的特征密切相關(guān)?？臻g數(shù)據(jù)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(biāo)，即空間對象隱含了空間分布特征；

2. 非結(jié)構(gòu)化特征使它不滿足關(guān)系數(shù)據(jù)模型的范式要求，因而空間圖形數(shù)據(jù)難以直接采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；

3. 空間關(guān)系特征要求記錄拓?fù)湫畔⒁员磉_(dá)多種空間關(guān)系，因而增加了問題的復(fù)雜性；

4. 分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象；

5. 海量數(shù)據(jù)特征等都對矢量數(shù)據(jù)的管理方法大大增加了難度。

（三）地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式

基于空間數(shù)據(jù)具有自身的上述特殊特征，國內(nèi)外對空間數(shù)據(jù)的管理進(jìn)行了大量研究和開發(fā)，長期以來，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的管理方法主要有以下4種類型。

1. 文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理系統(tǒng)

由于空間數(shù)據(jù)具有其自身的上述特殊特征，這種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)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(tǒng)管理幾何圖形數(shù)據(jù)，用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系通過目標(biāo)標(biāo)識或者內(nèi)部連接碼進(jìn)行連接。

2. 全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指圖形和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件不作任何擴(kuò)展，由CIS軟件在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，使之不僅能管理結(jié)構(gòu)化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非結(jié)構(gòu)化的圖形數(shù)據(jù)。

3. 對象――關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

由于直接采用通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的效率不高，而非結(jié)構(gòu)化空間數(shù)據(jù)對GIS來說又十分重要，所以人們在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中進(jìn)行擴(kuò)展，通過定義操縱各種空間對象的API函數(shù)，使之能直接存儲和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)。

4. 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

目前，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是最適應(yīng)于空間數(shù)據(jù)的表達(dá)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?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它的操作。因而可以將空間對象根據(jù)GIS的需求，定義出合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一組操作。

二、空間數(shù)據(jù)的無線管理方式

現(xiàn)在的測量均是將測區(qū)按某種比例尺劃分成若干圖幅進(jìn)行，在測區(qū)表現(xiàn)和瀏覽方面不直觀。地理信息系統(tǒng)可以管理多種測量數(shù)據(jù)之后，通過地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)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(qū)，以達(dá)到最為理想的工作效果。實現(xiàn)無縫空間數(shù)據(jù)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(lǐng)上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數(shù)據(jù)庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計思想，并建立了一個“無縫”GIS數(shù)據(jù)庫。然而，它們?nèi)匀恢皇且环N邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進(jìn)行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標(biāo)識和同一地物標(biāo)識間進(jìn)行后臺關(guān)聯(lián)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(yōu)點：在用戶視點上，系統(tǒng)便于操作，在一定程度上解決了傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)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(jī)制依舊，通過多個幾何標(biāo)識進(jìn)行后臺關(guān)聯(lián)處理使系統(tǒng)的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關(guān)聯(lián)涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護(hù)；數(shù)據(jù)分步管理等對“關(guān)聯(lián)機(jī)制”的“壓力”；插入或修改數(shù)據(jù)庫會使“關(guān)聯(lián)機(jī)制”不得不作相應(yīng)的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質(zhì)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(shù)據(jù)庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數(shù)據(jù)無縫組織是從底層、從設(shè)計者的視角解決了傳統(tǒng)GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數(shù)據(jù)庫中以唯一的幾何和物理標(biāo)識被記錄，這樣從本質(zhì)上（物理結(jié)構(gòu)）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機(jī)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(shè)計者視角看，其物理地層結(jié)構(gòu)也是無縫的。

1. 優(yōu)點：從內(nèi)到外統(tǒng)一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質(zhì)上解決了GIS數(shù)據(jù)組織上的弱點問題。

2. 缺點：數(shù)據(jù)的入庫要求過于嚴(yán)格，在現(xiàn)實情況下有一定的難度；對己有GIS數(shù)據(jù)庫的改造工作量較大。

三、測量數(shù)據(jù)管理方式改變后的研究

地理信息系統(tǒng)的多種空間數(shù)據(jù)管理方式，雖然形式有多種，但主要是為了實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的管理。如果真正利用地理信息系統(tǒng)來管理測量數(shù)據(jù)，測量工作者的任務(wù)還很艱巨，這就要求測繪業(yè)同仁，認(rèn)真學(xué)習(xí)，在實踐中不斷的探索并大膽實踐。地理信息系統(tǒng)也是在詳細(xì)分析了空間數(shù)據(jù)整體特征的基礎(chǔ)上，確定了具有規(guī)定性的空間數(shù)據(jù)描述特征（點、線、面）后開發(fā)的。也就是說測量數(shù)據(jù)要符合規(guī)定性的整體空間數(shù)據(jù)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(zhì)，把握新事物的內(nèi)在規(guī)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(shù)的不斷更新，作為基礎(chǔ)測繪的測量成果需要共享、需要分發(fā)，被其他行業(yè)利用，需要測量人員利用不斷更新的技術(shù)為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。

第7篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞:GIS的二次開發(fā)、獨立應(yīng)用程序、Geodatabase

中圖分類號：P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

地理信息系統(tǒng)是建立在系統(tǒng)論、信息論與控制論這些現(xiàn)代科學(xué)理論方法的基礎(chǔ)上，面向當(dāng)今世界人口、資源與環(huán)境三大科學(xué)問題，發(fā)揮理論、技術(shù)與應(yīng)用三結(jié)合的優(yōu)勢，逐步形成新興的綜合性科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。因此GIS是一種技術(shù)學(xué)科:地理信息系統(tǒng)是一個采集、存儲、管理、分析、顯示和應(yīng)用地理信息的計算機(jī)系統(tǒng)，是處理、分析和應(yīng)用海量地理數(shù)據(jù)的交叉學(xué)科。它包括若干的軟件工具，用于輸人、編輯、分析、顯示、輸出空間和非空間地理數(shù)據(jù)，并采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database ManagementSystem, DBMS)有效地存儲和管理大量的地理信息，同時它作為一種信息并提供許多模型工具支持空間分析與決策分析及制定。

地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)有很大差別，首先，地理信息系統(tǒng)在分析、處理問題中使用了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(非空間數(shù)據(jù))，并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將二者聯(lián)系起來，從而提供了認(rèn)識地理現(xiàn)象的一種新思維方法。第二，地理信息系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)空間分析，通過利用空間解析、模型算法來分析空間數(shù)據(jù)。第三，地理信息系統(tǒng)的成功應(yīng)用不僅取決于技術(shù)體系，而且依靠一定的組織體系(包括實施組織、系統(tǒng)管理者、系統(tǒng)操作者、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計人員等)。它的應(yīng)用已經(jīng)超出了純技術(shù)范疇。從學(xué)科角度看，地理信息系統(tǒng)所處理問題的廣度和深度都超過現(xiàn)有的地理學(xué)、空間統(tǒng)計、遙感、地圖學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的范疇，需要各相關(guān)學(xué)科的知識、理論和方法的支持，因此，它也是一門綜合性的交叉學(xué)科。

1.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展階段

從上世紀(jì)60年代建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)----CGIS(加拿大地理信息系統(tǒng))以來，GIS的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個階段:

1)功能模塊階段

在GIS發(fā)展的早期階段，由于受到理論和技術(shù)的限制，GIS軟件往往是只能滿足于某些功能要求的一般模塊，沒有形成完整的系統(tǒng)。

2)集成式軟件階段

隨著技術(shù)和理論的發(fā)展，各種GIS模塊走向集成，逐步形成大型的GIS軟件包，其優(yōu)點在于集成了GIS各項功能，形成獨立完整的系統(tǒng)，缺點在于系統(tǒng)復(fù)雜、龐大，成本高，并且難于與其它系統(tǒng)集成。

3)模塊化軟件階段.

模塊化GIS是把GIS按功能劃分為一系列模塊，運行于統(tǒng)一的基礎(chǔ)環(huán)境之上，用戶可以根據(jù)需要選擇所需的模塊，但它還難于與其它系統(tǒng)和應(yīng)用模型集成。

4)核心式GIS階段

核心式GIS被設(shè)計為操作系統(tǒng)的基本擴(kuò)展，給用戶提供更大的靈活性。對數(shù)據(jù)庫管理要求是用戶可以選擇獨立的開發(fā)工具來構(gòu)造管理信息系統(tǒng)(MIS，為GIS與MIS的集成提供了全新的解決思路。

5)組件式GIS階段

組件式G工S基于標(biāo)準(zhǔn)的組件式平臺(Microsoft的COM[ComponentObject Model，即組件對象模型]/DCOM[Distributed Component ObjectModel，分布式組件對象模型]、OMGCORBA[Common Object Request BrokerArchitecture公共對象請求體系結(jié)構(gòu)，各個組件之間不僅可以進(jìn)行自由靈活的重組，而且具有可視化界面和使用方便的標(biāo)準(zhǔn)接口，代表著當(dāng)今GIS發(fā)展的潮流。

6)WebG工S階段

萬維網(wǎng)G工S(即WebG I S是與組件式GIS同時出現(xiàn)的發(fā)展方向。它也是采用組件式方式進(jìn)行開發(fā)的，是INTERNET技術(shù)與GIS相結(jié)合的產(chǎn)物。GIS通過WWW功能得以擴(kuò)展，真正成為一種大眾使用的工具。組件式GIS與WebGIS只是應(yīng)用方式上有差別。

從GIS的發(fā)展階段可以看出GIS從以前的鳳毛麟角、高不可攀走到了普通用戶的面前，從獨立、單一功能模塊發(fā)展到開放式、組件式和網(wǎng)絡(luò)化，GIS還將繼續(xù)向三維G工S、時序GIS方向發(fā)展。但是，無論GIS發(fā)展到那一階段，它都是由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理組成的。

2.GIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

GIS的軟件主要由兩部分組成:一是操作系統(tǒng)，二是GIS應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)是GIS操作、運行的平臺，只要與GIS軟件相適應(yīng)，滿足它和用戶的需求即可。GIS應(yīng)用軟件有許多，國外有代表性的有ArcGIS,

MAPINFO, IGDS/MRS, T工GR工S, GENAMAP, S工CAD, SYSTEM 9等;國內(nèi)具代表性的有GEOSTAR, MAPG工S，方正智繪等。無論是那種GIS軟件，作為地理信息自動處理與分析系統(tǒng)都要具有數(shù)據(jù)采集、分析、決策應(yīng)用等全部過程。由于地理信息系統(tǒng)發(fā)展的多源性、可擴(kuò)充性以及應(yīng)用的廣泛性，很難有一個全面的框架體系和功能清單。概括地說，GIS系統(tǒng)都具有五大結(jié)構(gòu)

和功能:數(shù)據(jù)輸人子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲和管理子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)和輸出子系統(tǒng)。(圖1)

3.本文選題的依據(jù)和研究的意義

地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、國土資源調(diào)查與管理、環(huán)境監(jiān)測與分析、公安消防預(yù)警、交通與安全管理、配電網(wǎng)管理等方面。

國內(nèi)外的各種GIS軟件在提供了強(qiáng)大的處理和分析空間數(shù)據(jù)的功能的同時，還涉及復(fù)雜的GIS算法和數(shù)據(jù)模型。普通用戶除了要熟悉自己的業(yè)務(wù)外，還必須為這些復(fù)雜的操作所煩惱，這給GIS的普及帶來很大的難度。GIS技術(shù)的二次開發(fā)就是解決這一艱巨任務(wù)的途徑。

采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的GIS軟件，其二次開發(fā)可以利用可視化開發(fā)工具的高效方便的編程功能，結(jié)合GIS系統(tǒng)完備的空間數(shù)據(jù)的分析處理功能，采用COM技術(shù)進(jìn)行組件式二次開發(fā)，提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，使GIS系統(tǒng)面向?qū)ο?，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復(fù)雜的GIS概念和操作，這也是當(dāng)今地理信息系統(tǒng)的一個新的研究領(lǐng)域。

目前，地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)工具較多，如:工ntergraph的GeoMedia,ESRI的MapObjects,ArcObjects,Arc工MS以及MapInfo的MapX等，國內(nèi)武測的GeoMap等。其中ESR工的ArcObjects提供了全面、完善的二次開發(fā)功能，但是它的應(yīng)用還處于起步階段，并且主要集中在部門管理系統(tǒng)，很少有全面、綜合的系統(tǒng)應(yīng)用。因此，應(yīng)用ArcObjects建立綜合的校園管理信息系統(tǒng)，不僅能為公眾和管理者提供查詢檢索、分析及輔助決策等服務(wù)，而且用同樣的技術(shù)和方法可以推廣到建立社區(qū)地理信息系統(tǒng)、企業(yè)地理信息系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等，對擴(kuò)大地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域具有現(xiàn)實意義。

4、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)

計算機(jī)硬件性能的提高、軟件技術(shù)的演進(jìn)，計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷變化，都促進(jìn)了更為強(qiáng)大、成熟和更為復(fù)雜的GIS軟件系統(tǒng)的出現(xiàn)。早期的軟件往往都是一些較小的單獨的成果，很少有互相的協(xié)調(diào)和交流。當(dāng)需要組織大批人員進(jìn)行項目開發(fā)時，產(chǎn)生了一些規(guī)范化的方法和經(jīng)驗，這些方法和經(jīng)驗在開發(fā)組織中，要求所有的成員共同遵守，就形成了一種業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在已有成熟的、成功的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，并且還提供了很多工具。

4.1地理信息系統(tǒng)開發(fā)方法

4.1.1線形順序模型

線形順序模型，也稱為傳統(tǒng)的生命周期法、瀑布法等，是指在開發(fā)過程從一個階段的輸出流向下一階段的線形的、順序的方法。整個軟件過程歷經(jīng)系統(tǒng)調(diào)查、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、測試和維護(hù)等階段。

這種方法的最大問題是用戶只有在系統(tǒng)幾乎全部開發(fā)完畢時才能使用。因此，如果用戶開始時難以清楚的給出所有要求或開發(fā)人員對用戶需求的理解有偏差，那么對已經(jīng)成型的系統(tǒng)的任何改動將要付出很大的代價。另一個問題是開發(fā)人員常常因為某個階段發(fā)生問題而阻礙其后階段的正常進(jìn)行。

4.1.2原型法

當(dāng)用戶只定義了系統(tǒng)的一般性目標(biāo)，不能給出詳細(xì)的輸人、輸出、反饋等需求時，可以先建立系統(tǒng)的一個初級版本提供給用戶試用，經(jīng)用戶反饋，進(jìn)行改進(jìn)成第二代、第三代版本，直到系統(tǒng)最終完成。創(chuàng)建原型法的方法有兩種，一是先完成系統(tǒng)的核心部分，再逐步增加其它的功能組件;另一種是先完成所有的功能組件的主要部分，再逐步增加次要部分的功能。后一種開發(fā)方法的反饋過程相對少一些。原型法的優(yōu)點在于它能夠很快完成可操作原型并提供給用戶，這樣用戶會變得更積極主動，容易及時發(fā)現(xiàn)問題并判斷是否滿足需求。

4.1.3面向?qū)ο蟮姆椒?/p>

面向?qū)ο笾傅氖鞘褂妹嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言開發(fā)應(yīng)用軟件的一種軟件開發(fā)方法。面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ且环N模型化世界的抽象方法，它按照人類認(rèn)識世界的思維方式來解決問題。它有很多內(nèi)在的優(yōu)點:一是對象重用技術(shù)，這樣可以進(jìn)行快速的軟件開發(fā);二是面向?qū)ο蟮能浖子诰S護(hù)和擴(kuò)展。面向?qū)ο蠹夹g(shù)包含完整的軟件工程觀點。它包括面向?qū)ο蠓治?ooA ),面向?qū)ο笤O(shè)計(OOD)和面向?qū)ο笥嬎銠C(jī)輔助軟件工程(OOCASE)等方法和工具。面向?qū)ο蠹夹g(shù)及面向?qū)ο蟮能浖こ桃呀?jīng)被很多軟件，特別是信息系統(tǒng)軟件所采用。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)衍生出許多面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，比較著名的有Booch方法(重視操作和行為，對類和繼承的概念也值得借鑒)、Rumbaugh方法(重視數(shù)據(jù)和對象的建模)、Jacobson方法(面向用例)和Code/Yourdon方法(一種簡單明了的方法)等。這些方法都引入了項目的系統(tǒng)分析過程，都有自己的建模語言。1995年， Grady Booch, Jim Rumbaugh和Ivar

Jacobson這三個世界著名的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家推出了統(tǒng)一建模語言(UML,Unified Modeling Language)，并很快成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1998年UML的設(shè)計者基于UML語言，推出了一種命名為“統(tǒng)一軟件開發(fā)過程”( USDP,Unified Software Development Process)的軟件開發(fā)方法。統(tǒng)一軟件開發(fā)過程是一個基于組件式開發(fā)技術(shù)和UML語言的通用的軟件項目開發(fā)方法，適用于各種各樣的軟件系統(tǒng)、應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)組織?；诮M件式面向

對象技術(shù)具有的可重用性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性等諸多優(yōu)點，以及Visual

C++、Visual Basic、Visual Fox Pro, Borland C++、Delphi、C++Builder、

Power Builde等眾多的開發(fā)環(huán)境，使其被廣泛的應(yīng)用到GIS軟件的開發(fā)

當(dāng)中，成為目前開發(fā)的主流方法。(圖1-1 )

隨著地理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，應(yīng)用型 GIS的開發(fā)顯得日益重要。如何針對不同的應(yīng)用目標(biāo)高效地開發(fā)出既合乎需要，又具有方便、美觀、豐富的界面形式的GIS應(yīng)用程序是開發(fā)者和用戶都非常關(guān)心的問題。擴(kuò)展GIS的應(yīng)用領(lǐng)域的一個艱巨的任務(wù)就是如何對GIS軟件進(jìn)行再次開發(fā)，即GIS技術(shù)的二次開發(fā)問題。

5.地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)方法

早期許多商用GIS軟件是以解釋語言方式執(zhí)行的，基本上都提供了自己的二次開發(fā)方法和語言(如Arcview的Avenue, MGE的MDL, MapInfo的MapBasic等以及動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)一DDE, OLE自動化等)，它們的二次開發(fā)環(huán)境具有明顯的不足:(趙波1998 )

1)功能單一、綜合處理功能差

隨著GIS應(yīng)用層次的提高，不僅要求應(yīng)用程序能進(jìn)行圖形交互，同時也應(yīng)具備與操作系統(tǒng)交互的能力，甚至要求 GIS的應(yīng)用程序可以訪問處于分布環(huán)境的數(shù)據(jù)。

2)解釋執(zhí)行、程序運行速度慢

早期的GIS開發(fā)環(huán)境著眼于交互操作，對于速度并無太多的要求。隨著GIS應(yīng)用的提高，要求提高軟件處理的自動化程度，這就要求GIS下的應(yīng)用程序能處理較大的數(shù)據(jù)量;集成化需求的發(fā)展，要求GIS下的應(yīng)用程序不僅要能處理交互任務(wù)，同時也要能處理相關(guān)的設(shè)計與計算。

3)缺乏好的保護(hù)機(jī)制，軟件質(zhì)量不易保證

目前許多GIS的二次開發(fā)語言都是解釋的，程序的合法性只有在運行時才能驗證，而靠測試是難以窮盡程序的每一個分支途徑的，因此要減少程序的邏輯錯誤、提高軟件質(zhì)量的重要方面就是要求程序員有足夠的細(xì)致和耐心。

4)語言規(guī)則千差萬別，不易學(xué)習(xí)和掌握

每種GIS軟件，都按自己的習(xí)慣和自定義的語法規(guī)則提供二次開發(fā)環(huán)境，對于已熟悉一種開發(fā)環(huán)境的人來說，要重新學(xué)習(xí)新的開發(fā)環(huán)境的困難較大。

5)不易保護(hù)軟件成果

一個好的GIS應(yīng)用軟件系統(tǒng)，要進(jìn)行大量的二次開發(fā)工作，其中包括了程序員的艱辛勞動，但以解釋形式運行的程序很難進(jìn)行軟件的保護(hù)。

GIS次開發(fā)的實現(xiàn)方式主要有單純二次開發(fā)、繼承式二次開發(fā)和組件式二次開發(fā)(劉光，2003 ).

1)單純二次開發(fā)指完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)語言的宏語言，如ArcView提供的Avenue語言、MapInfo Professional提供的MapBasic語言等。用戶可以利用這些宏語言以原GIS工具軟件為開發(fā)平臺，開發(fā)出針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。但是這些進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言功能較弱，開發(fā)的應(yīng)用程序不盡如人意。

2)集成式二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件(如ArcView,Mapinfo等)，實現(xiàn)GIS的基本功能，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如。elphi, Visual Basic, Visual C++, Power Builder等為開發(fā)平臺，進(jìn)行二者的集成開發(fā)。集成開發(fā)主要有兩種方式: ?OLE/DDE

開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應(yīng)用程序，應(yīng)用。LE (Object Linking andEmbedding，對象鏈接與嵌人)自動化技術(shù)或利用DDE技術(shù)方式啟動GIS工具軟件在后臺執(zhí)行，利用回調(diào)(Callback)技術(shù)動態(tài)獲取其返回信息，實現(xiàn)應(yīng)用程序中的地理信息處理功能。

.GIS組件

利用GIS工具軟件生產(chǎn)商提供的建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能組件(如ESR工的MapObjects, Mapinfo的MapX等)，在傭等編程工具編制的應(yīng)用程序中直接將GIS功能嵌入其中，實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能。

這種開發(fā)方法是目前的主流方法。

6、二次開發(fā)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目的是確定在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)和檢索數(shù)據(jù)的基本方法。

6.1普通文件方式

普通文件管理方式要求開發(fā)者提供基本的文件處理和分類檢索能力，這種方法將所有的數(shù)據(jù)都存放在一個或多個文件中。其優(yōu)點是靈活，開發(fā)者可以任意定義自己的文件格式、管理各種數(shù)據(jù);缺點是增加了數(shù)據(jù)管理的開發(fā)量，同時不利于數(shù)據(jù)共享。

6.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立在關(guān)系理論的基礎(chǔ)上，采用多個表來管理數(shù)據(jù)，每個表的結(jié)構(gòu)遵循一系列“范式”進(jìn)行規(guī)范化，以減少數(shù)據(jù)冗余。目前大多數(shù)GIS軟件都采用這種數(shù)據(jù)管理方案。這種方法采用文件方式存儲數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別存儲在不同的文件中，它們之間通過建立關(guān)系表連接起來。其優(yōu)點是數(shù)據(jù)量小，缺點是文件路徑常常會因為文

件的刪除、移動操作而變的不可靠。

6.3面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(00-DBMS)

面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫是一種正在成熟的技術(shù)，它通過增加抽象數(shù)據(jù)類型和繼承特性以及一些用來創(chuàng)建和操作類和對象服務(wù)實現(xiàn)對象的持續(xù)存儲。ESRI公司開發(fā)的Geodatabase是一種新型的面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)儲存與管理系統(tǒng)，具有其它空間數(shù)據(jù)庫前所未有的優(yōu)越性。

無論采用那種方法，在GIS軟件中需要管理的數(shù)據(jù)主要包括:空間幾何體數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化的非空間屬性數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化的描述數(shù)據(jù)。

7、組件式地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)’

7.1組件技術(shù)的發(fā)展

幾年以前，當(dāng)微軟公司首先使用OLE(Object Linking&Embedding,對象鏈接與嵌人技術(shù))的時候，其初衷是為了增強(qiáng)軟件的互操作性。在使用過程中，人們逐漸認(rèn)識到這一技術(shù)背后的實質(zhì)性內(nèi)容在軟件開發(fā)中扮演的重要角色。組件技術(shù)以前所未有的方式提高了軟件產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。組件技術(shù)使近20年來興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)人到成熟的實用化階段。組件間的接口通過一種與平臺無關(guān)的語言工DL(Interface Define Language)來定義，它是二進(jìn)制兼容的，使用者可以在各種開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境中直接調(diào)用執(zhí)行模塊來獲得對象提供的服務(wù)。

7.2COM,ActiveX與ActiveX控件

組件式對象模型(COM)是OLE(Object Linking&Embedding)和ActiveX共同的基礎(chǔ)。COM不是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，而是一種二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)，其作用是使各種軟件組件和應(yīng)用軟件能夠用一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行交互。COM所建立的是一個軟件模塊與另一個軟件模塊之間的鏈接，當(dāng)建立這種鏈接后，模塊之間就可以通過稱之為“接口”的機(jī)制來進(jìn)行通信。接口是一組語義相關(guān)的成員函數(shù)，并且同函數(shù)的實體相分離。接口與實現(xiàn)相互獨立，這使用戶對一個特定的實現(xiàn)方案更換或修改代碼時無須改變對象本身。COM中一個組件可以采用多個接口，在實際應(yīng)用中接口的定義多采用COM工DL(接口描述語言)來描述。COM本質(zhì)上是客戶/服務(wù)器模式。客戶(通常是應(yīng)用程序)請求創(chuàng)建COM對象并通過COM對象的接口操縱COM對象。服務(wù)器根據(jù)客戶的請求創(chuàng)建并管理COM對象?？蛻艉头?wù)器這兩種角色并不是絕對的，一個CAM對象既可以是客戶，又可以是另一個對象的服務(wù)器，還可以既做服務(wù)器又做客戶。COM的好處是顯而易見的，由于接口的定義和功能保持不變，COM組件開發(fā)者可以改變接口功能、為對象增加新功能、用更好的對象來代替原有對象，而建立在組件基礎(chǔ)上的應(yīng)

用程序幾乎不用修改，大大提高了代碼的應(yīng)用性。

ActiveX是一套基于CCM的可以使軟件組件在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行互操作而不管該組件是用何種語言創(chuàng)建的技術(shù)，實際上是。LE的新版本。它使OLE接口加強(qiáng)了對數(shù)據(jù)和特性的管理，效率更高，被廣泛應(yīng)用于web服務(wù)器以及客戶端的各個方面。同時，它也被用于創(chuàng)建普通的桌面應(yīng)用程序。作為ActiveX的重要內(nèi)容，ActiveX控件是一種可編程、可重用的基于COM的對象和OLE與ActiveX技術(shù)的自定義控件。它是基于與應(yīng)用程序無關(guān)的思想設(shè)計的，其目標(biāo)是提供一種面向?qū)ο?、與操作系統(tǒng)無關(guān)、與機(jī)器平臺無關(guān)、可以在應(yīng)用程序之間互相訪問對象的機(jī)制。ActiveX控件提供給用戶應(yīng)用接口，發(fā)送相應(yīng)的事件，開發(fā)者可以截取這些事件，執(zhí)行相應(yīng)的功能。ActiveX控件的開發(fā)端和使用端是完全獨立的，可用于不同語言、不同開發(fā)平臺、不同的系統(tǒng)環(huán)境中。一個或多個ActiveX控件保存在一個動態(tài)鏈接庫中，但它是一種特殊的動態(tài)鏈接庫，其擴(kuò)展名是OCX。

COM, ActiveX與ActiveX控件通過屬性、事件、方法等接口與用戶、應(yīng)用程序進(jìn)行交互。

1)屬性(Properties):指描述控間或?qū)ο笮再|(zhì)(Attributes)的數(shù)據(jù)，如:BackColor(地圖背景顏色)、GPS工con(用于GPS動態(tài)目標(biāo)跟蹤顯示的圖標(biāo))等?？梢酝ㄟ^重新指定這些屬性的值來改變控間和對象性質(zhì)。在控件內(nèi)部，屬性通常對應(yīng)于變量(Variables)。

2)方法(Methods):指對象的動作(Actions)，如:Show(顯示)、AddLayer(增加圖層)、Open(打開)、Close(關(guān)閉)等。通過調(diào)用這些方法可以讓控件執(zhí)行諸如打開地圖文件、顯示地圖之類的動作。在控件內(nèi)部，方法通常對應(yīng)于函數(shù)(Functions)。

3)事件(E}rent s ):指對象的響應(yīng)(Responses)。當(dāng)對象進(jìn)行某些動作時(可以是執(zhí)行動作之前、動作進(jìn)行過程中或者是動作完成后)，可能會激發(fā)一個事件，以便客戶程序介人并響應(yīng)這個事件。比如用鼠標(biāo)在地圖窗口內(nèi)單擊(Mouse Down)并選擇了一個地圖要素，控件產(chǎn)生選中事件(如Item Picked)通知客戶程序有地圖要素被選中，并傳回描述選中對象的個數(shù)、所需圖層等信息的參數(shù)。

屬性、方法、事件是控件的通用標(biāo)準(zhǔn)接口，適用于任何可以作為COM和ActiveX容器的開發(fā)語言，具有很強(qiáng)的通用性。支持COM, ActiveX組件開發(fā)的程序設(shè)計語言都可以用來進(jìn)行開發(fā)，如目前比較流行的Visual C++、Borland C++、Visual Basic, Delphi等。

7.3組件技術(shù)與GIS

組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之問，可以方便地通過可視化軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS應(yīng)用。控件如同一堆各式各樣的積木，它們分別實現(xiàn)不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的“積木”搭建起來，構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。一些GIS軟件公司紛紛推出了基于COM技術(shù)，由一系列ActiveX控件組成的GIS二次開發(fā)軟件環(huán)境。這些軟件具有以下主要優(yōu)點:

1)小巧靈活、價格便宜

組件化的GIS平臺提供靈活的方式與空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接，小巧靈活。在組件模型下，各組件都集中地實現(xiàn)與自己緊密相關(guān)的系統(tǒng)功能，同其它信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及Interne七等方面能進(jìn)行有效的藕合，用戶可以根據(jù)實際需要選擇所需控件，最大限度地降低經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2)無須專門的GIS開發(fā)語言

組件式GIS有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，不需要額外的二次開發(fā)語言，只需要利用GIS的基本功能函數(shù)，按照微軟的控件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)，可減輕開發(fā)者的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)GIS軟件的擴(kuò)展性。開發(fā)者只要熟悉通用的集成開發(fā)環(huán)境(如Visual Basic, Visual C++, Delphi, Visual)++等)，以及GIS軟件提供的各個控件的屬性、事件和方法，就可以完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。

3)強(qiáng)大的GIS功能

利用GIS系統(tǒng)軟件組件提供的拼接、裁剪、疊加、緩沖等完備的空間數(shù)據(jù)的處理功能和查詢分析功能，提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，使GIS系統(tǒng)面向?qū)ο?，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復(fù)雜的GIS概念和操作，即可實現(xiàn)GIS強(qiáng)大的系統(tǒng)功能。

4)面向大眾，擴(kuò)展領(lǐng)域

用戶可以像使用其它ActiveX控件一樣使用G工S控件，使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成GIS應(yīng)用系統(tǒng)。它同時打破了以往GIS軟件的壟斷局面，使小的研究機(jī)構(gòu)和公司也有機(jī)會提供GIS應(yīng)用軟件，也擴(kuò)大了GIS的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍，對GIS的應(yīng)用前景產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

雖然對GIS采用組件式二次開發(fā)有許多優(yōu)勢，但是不可避免地也存在一些功能上的欠缺和技術(shù)上的不成熟，主要表現(xiàn)在如下幾方面:

1)二次開發(fā)的結(jié)果與經(jīng)典的GIS軟件相比不可避免地帶來效率上的相對低下，這在訪問大型空間數(shù)據(jù)時由為明顯。

2)支持的空間數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)類型有限

3)支持的功能有限，由于是組件，只覆蓋了GIS系統(tǒng)的部分功能，對于一些特殊領(lǐng)域、特殊問題就顯得無能為力。

4)系統(tǒng)的可靠性、容錯性有待提高。

8基于Arc Objects的地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)

1 .Arc GIS和Arc Objects

Arc GIS是開放的地理信息處理平臺，具有強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)管理、編輯、顯示、分析等功能。它主要有Arc Map, Arc Catalog, Arc Toolbox,Arc Scene(Desktop一桌面系統(tǒng)冷14個功能子系統(tǒng)。組成Desktop Arc GIS的Arc Map ,Arc Catalog和Arc Scene的基礎(chǔ)是微軟的組件對象模型(COM)。由于Arc GIS完全COM化，對于需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)定制和功能擴(kuò)展以及獨立程序開發(fā)的高級應(yīng)用來說具有非常大的吸引力，并提供了前所未有的靈活性。

ESRI的Arc Objects是Arc GIS的功能核心，是Arc Map, Arc Catalog ,Arc Scene等Desktop應(yīng)用程序的開發(fā)平臺。Arc Object:是一種集成的面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型的軟件組件庫，提供了Arc GIS中全部的功能，是開發(fā)GIS應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。開發(fā)人員可以利用Arc Objects框架進(jìn)行編程，以提高Arc GIS的性能或擴(kuò)展其應(yīng)用。它是以完整有序的對象組件的集合形式的。Arc Objects不是一種獨立的商業(yè)軟件，它包含在Arc GIS產(chǎn)品中。Arc Objects提供的組件為用戶提供了進(jìn)行二次開發(fā)和功能擴(kuò)展的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)Arc GIS的所有功能?；贏rc Objects開發(fā)的應(yīng)用軟件也必須要有Arc GIS的License才能運行。

構(gòu)成Arc Map, Arc Catalo。和Arc Scene等的Arc Object:的組件具有層次關(guān)系:(圖2-1 )o Application處于Arc Objects框架的最高層，擁有Display(顯示)、Document(文檔)、Extension(擴(kuò)展功能)三個組成部分;Document位于稍低的一個層次，但它可同時擁有幾個下一級的Map

對象，每個Map對象又可以擁有多個Layer對象。Arc Objects提供的Map control控件和Scene viewer control控件位于Map(Scene)層。各級的各個對象(類)都有其自身的接口、屬性、方法。

2.Arc Objects中的基本編碼技術(shù)

2 .1使用esriCore .olb對象庫

Arc Objects使用的類都包含在esriCore.olb對象庫中。對象庫是包含有關(guān)Arc Map和Arc Catalog的接口、組件、組件對象類、屬性、方法、事件的描述的文件。

無論所用的開發(fā)環(huán)境如何，將對象聲明為對象的有效類可以提高代碼運行速度，同時開發(fā)環(huán)境的智能化代碼執(zhí)行特征在編寫代碼時可以檢測到程序錯誤、校正語法并匹配對象庫中的對象類型。為了查看運行用的智能化代碼，可以聲明變量是esriCore庫的組成部分，然后再添加庫名。對象庫中的COM類提供了一個或多個接口的代碼，把所有的功能完整地封裝在類里面。兩個類可以有相同的接口，但是實現(xiàn)的代碼不同，通過這種方式COM類就有了多態(tài)行為。COM不支持多重繼承。COM類有三種:抽象類(Abstract Class)、組件類(CoClass)和類(Class)。抽象類是不能被創(chuàng)建的，它只能作為其它類的父類。類是不能被創(chuàng)建的，但是該類的對象能被其它類創(chuàng)建，并作為該類的一個屬性，或者是被其它類的對象實例化。組件類即可以被創(chuàng)建，也可以顯式地創(chuàng)建。

2.2使用esriCore.olb對象庫中的對象’

esriCore.olb對象庫中的大部分對象將IUnknown。作為它們的缺省接口，但有幾個是例外，如Ar cCatalog和Arc Map中的Application對象的缺省接口就設(shè)為工application。重要的是工Unknown擁有的三個方法(AddRef, Release, Query interface)不能在祀中調(diào)用。

在使用對象時必須得到相關(guān)的對象支持接口的參考，然后調(diào)用該接口的方法。例如:

Dim pPt as ipoint，定義對象支持的接口相關(guān)變量

Set pPt=New Point’建立組件對象類和實例

PutCoods 100,100‘激活方法，使點pPt具有了實際位置含義

1)使用ThisDocument對象

每個工程都有“ThisDocument”模塊，與ArcGIS其它對象不同，ThisDocument對象不可設(shè)置相關(guān)信息，只能操縱其相關(guān)屬性、相關(guān)文檔。

Dim pDoc as ImxDocument

Set pDoc=ThisDocument

MsgBox pDoc .FocusMap(0).Name

2)使用屬性

一些屬性參考ESRI對象庫中指定的對象，其它屬性有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型值，如字符型、整型、浮點型、邏輯型等。對于對象參考，用聲明對象變量和Set語句把對象參考指向?qū)傩?對于其它的值，可以聲明具有明確數(shù)據(jù)類型的變量或使用VB變量數(shù)據(jù)類型，之后用簡單的指定語句來指定變量的值。

Dim pDoc As IDocument

Set pDoc二Application.Document?特殊類型對象使用Set

Dim pTitle As String

pTitle二pDoc.Title?標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型不使用Set

屬性有只讀、只寫和讀寫三種狀態(tài)，具體使用時查看esriCore幫助文件。

3)使用方法

方法用來執(zhí)行一些操作，可以返回值，也可以不返回。在一些實例中方法返回對象的值。在其它方法實例中，返回一個反映操作成功與否的布爾值，或把數(shù)據(jù)寫入?yún)?shù)。

Dim pApp As IApplication

Dim pEditor As IEditor

Dim pEnumFeat As IenumFeature

Dim pID As New UID

pID='esriCore .Editor'

Set pApp=Application

Set pEdifor=pApp.FindExtensionByCLS ID(pID)

Set pEnumFeat=pEditor.EditSelection

4)使用事件

事件讓你知道什么時候發(fā)生了事情，你可以添加代碼響應(yīng)事件。VB和UBA允許用With Event關(guān)鍵字聲明變量，With Event告訴開發(fā)者對象變量響應(yīng)對象事件的環(huán)境。聲明必須在模塊或窗體中進(jìn)行。如，DimWithEvent pviewEvents as Map

9.使用ArcObjects進(jìn)行二次開發(fā)的層次

通過ArcObjects在從數(shù)據(jù)對象到菜單、工具以及系統(tǒng)功能等方面的應(yīng)用，可以在以下三級水平進(jìn)行開發(fā):

1)通過定制或客戶化進(jìn)行ArcMap, ArcCatalog和ArcScene等的界面定制(對于簡單用戶，無須編程):使用菜單驅(qū)動客戶化是最簡單的操作，只需對菜單、工具等控件進(jìn)行開關(guān)、移位或增刪就可以完成。

2)采用VB和內(nèi)置的VBA語言進(jìn)行界面制作和功能擴(kuò)充(滿足大多數(shù)用戶需要，應(yīng)用編程)進(jìn)行嵌人式開發(fā):使用系統(tǒng)內(nèi)置的VBA腳本編程能力，在ArcMap和ArcCatalog中能很容易地加人各種窗體和控件，修改系統(tǒng)界面、增刪各種功能，是進(jìn)行應(yīng)用的快速定制以及集成現(xiàn)有的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的手選開發(fā)技術(shù)。

3)使用編程語言和工具軟件調(diào)用Arc Objects的控件和各種功能組件，開發(fā)獨立的應(yīng)用程序，開發(fā)獨立應(yīng)用程序(高級開發(fā)需求):使用支持COM的編程語言(如Visual Basic, VisualC十+，Delphi, Visual)++等)將Arc Objects所提供的1800多個組件、幾百個接口和數(shù)千個方法嵌人到應(yīng)用中，開發(fā)出獨立完整的應(yīng)用程序。

用戶應(yīng)用Arc Map, Arc Catalog, Arc Scene中內(nèi)置的VBA語言方式進(jìn)行開發(fā)，可以充分利用管理對象集合的Application對象。以Arc Map為例，它包括MxDocument, AppDisplay, SelectionEnvironment對象和其它任意注冊的擴(kuò)展功能(如Editor等)，同時還管理使用著StatusBar,Templates, Paper和Printer等對象。以Application為起點并被創(chuàng)建之后，其它ArcObjects的低層組件都能由其依次獲得，這是一種由高到低的應(yīng)用開發(fā)模式。

獨立應(yīng)用程序的開發(fā)方式由于脫離了ArcGIS軟件環(huán)境，不能使用Application對象組件，因此由Application對象組件所建立的應(yīng)用程序框架及其管理的對象都不能使用。只能使用Mapcontrol控件和Sceneviewercontrol控件和它們所支持的下層組件，并且是下層組件對象實現(xiàn)以后，已創(chuàng)建的上層組件對象才能使用。因此，這是一種由低到高的開發(fā)模式，開發(fā)難度較大。

9 .1定制開發(fā)ESRI應(yīng)用程序

Arc GIS對象模型定制框架包含多個對象，用戶可以修改內(nèi)置的工具條或編程進(jìn)行定制。定制框架包括的對象有應(yīng)用程序?qū)ο?、模板對象、狀態(tài)條(Status Bar)、文檔對象、快捷鍵(Accelerator)、命令條(CommandBar)、命令項(Command Item)、COM命令、宏、UIControls等。

結(jié)束語

總之，通過建立校園管理信息系統(tǒng)獲得的實踐經(jīng)驗和對開發(fā)方法的研究，對于擴(kuò)展Arc Objects開發(fā)的應(yīng)用有一定的推動作用。使用同樣的方法，我們可以建立社區(qū)地理信息系統(tǒng)、企業(yè)地理信息系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等，同時也可以擴(kuò)大地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1].宋關(guān)福鐘耳順組件式地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)中國圖象圖形學(xué)報1998年第4期

第8篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展動態(tài)

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）15-0008-01

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是以計算機(jī)為核心的信息處理技術(shù)，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中正在發(fā)揮著極大的作用，它推動了社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，也是世界各國激烈競爭的高科技之一。

1 地理信息系統(tǒng)的基本功能

地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本功能體現(xiàn)在6個方面：1）數(shù)據(jù)的采集與編輯，用于獲取數(shù)據(jù)，保證GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容與空間上的完整性。2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理，保證數(shù)據(jù)在入庫時內(nèi)容上的完整性，邏輯上的一致性。3）數(shù)據(jù)的存儲和管理功能地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)存儲和管理的高新技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫定義、數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)、數(shù)據(jù)庫操作、通訊功能等。4）制圖功能根據(jù)GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jù)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?fù)淇臻g查詢、緩沖區(qū)分析、數(shù)字高程模型的建立、地形分析等等。6）二次開發(fā)和編程功能用戶可以在自己的編程環(huán)境中調(diào)用GIS的命令和函數(shù)，或者GIS系統(tǒng)將某些功能做成專門的控件供用戶開發(fā)使用。

2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源、環(huán)境、土地、交通、教育、災(zāi)害研究、軍事、自動制圖等幾乎所有領(lǐng)域。

在這些領(lǐng)域中其都能夠發(fā)揮其獨特的作用，在資源的清查、管理及分析是GIS應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，如：解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域中的土地、森林、草場的分布、統(tǒng)計、制圖等若干問題。在交通方面，由于GIS有制圖及空間查詢分析功能，交通工作人員把它與相應(yīng)的城市交通地圖相結(jié)合，將城市交通地理圖數(shù)字化，建立規(guī)定比例的可視數(shù)字地圖和相應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù)庫來來對交通道路進(jìn)行管理工作。如上海市就建立起一套交通道路信息管理系統(tǒng)，可以讓駕駛者了解道路交通狀況，選擇合適路線行駛或其他業(yè)務(wù)。在教育上，它已引入中學(xué)地理教學(xué)中，開發(fā)學(xué)生“探究式”學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生更高層次的地理素質(zhì)，同時GIS也成為高校的新專業(yè)，到2006年底為止，全國已有80所院校設(shè)立了GIS系，180所大學(xué)開辦該專業(yè)，招收本科生、研究生、碩士生、博士生。GIS已成為科學(xué)研究的熱點。在其他輔助決策等方面，GIS利用自己所擁有的數(shù)據(jù)庫及其互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)等，可實現(xiàn)電子商貿(mào)的革命，滿足很多企業(yè)決策多維性的需求，在當(dāng)下全球的商業(yè)協(xié)作過程中，有90%以上的企業(yè)的許多的決策都與其所擁有的地理數(shù)據(jù)有關(guān)。

3 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

3.1 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

我國GIS研究工作開始于20世紀(jì)80年代開始步入正式發(fā)展階段，中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立，它是我國第一個地理信息系統(tǒng)研究室，我國開始探討計算機(jī)在測量、地圖制圖和遙感領(lǐng)域的應(yīng)用。幾年間就在理論探索、局部系統(tǒng)建立、技術(shù)隊伍培養(yǎng)等方面取得較大進(jìn)步和豐富經(jīng)驗；到90年代，GIS研究作為政府行為，列入國家公關(guān)計劃，GIS快速發(fā)展，有了一批專業(yè)的科研隊伍，不同規(guī)模的實驗室開發(fā)了一系列空間信息處理和繪圖軟件，并積極開展國際合作等； 到1996年以來，GIS被原國家科委作為獨立課題“重中之重”科技攻關(guān)計劃，GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)得到全面加強(qiáng)，出現(xiàn)有自的GIS軟件，我國GIS產(chǎn)業(yè)化已形成。

3.2 當(dāng)代GIS發(fā)展動態(tài)

隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS的社會需求量增大，其應(yīng)用日趨廣泛，甚至進(jìn)入千家萬戶。它也已從一門技術(shù)發(fā)展為一門獨立的新興學(xué)科。當(dāng)前GIS正在研究發(fā)展：1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，其目的是推動GIS互操作，是數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用模塊能夠在各種計算機(jī)平臺上移植，實現(xiàn)互操作、可升縮能夠有一個通用的環(huán)境，用戶可以減少學(xué)習(xí)彎路提高效率，美國在1990年把空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)注定為SDTS，其廣泛的在國際上引發(fā)關(guān)注，澳大利亞等過擬參照之，在1994年國際標(biāo)注化組織地理信息技術(shù)委員會（ISO/TC211）在挪威成立，我國在1997年則成立了全國地理信息標(biāo)注化技術(shù)委員會（CSBTS/TC230），負(fù)責(zé)我國地理信息的標(biāo)準(zhǔn)化。要想實現(xiàn)描述三維實體的幾何特征和屬性特征，發(fā)展三維GIS應(yīng)用成為熱點。2）系統(tǒng)集成化，使數(shù)據(jù)不僅能在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)流動還能在系統(tǒng)間流動，運用范圍更廣闊。3）Internet與GIS的結(jié)合，GIS在以Internet技術(shù)為平臺的基礎(chǔ)上得到迅速發(fā)展與普及，這是GIS發(fā)展應(yīng)用的新機(jī)遇，使GIS從單機(jī)的工作到局域網(wǎng)在轉(zhuǎn)入互聯(lián)網(wǎng)的工作環(huán)境，地理信息數(shù)據(jù)在獲取、傳輸、等諸多的過程中，Internet已發(fā)揮出重要的作用。InternetGIS具有跨平臺的特性，可以大規(guī)模降低系統(tǒng)成本，普通GIS用戶不需要在配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，這樣就不會造成極大的浪費，InternetGIS只需使用Wed瀏覽器，便可得到相應(yīng)的需要，操作也更加簡單，便于推廣，使一般的用戶更能接受，結(jié)束了只局限在受過專業(yè)培訓(xùn)的少數(shù)專業(yè)用戶操作的狀況，降低了對系統(tǒng)的操作的要求，同時也可實現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)資源的共享、、下載等諸多的功能，國內(nèi)外一些商用GIS公司和機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始率先推出了其各自的Internet GIS系統(tǒng)。這些系統(tǒng)大致能反映出當(dāng)前的Internet GIS的技術(shù)發(fā)展水平，由于Internet本生存在網(wǎng)絡(luò)速率的限制及相應(yīng)的安全性問題，目前Internet GIS發(fā)展空間巨大。4）GIS應(yīng)用社會化，隨著GIS的蓬勃發(fā)展，GIS越來越融入到人們生活的方方面面了。過去GIS是以一種比較專業(yè)、高深的概念出現(xiàn)在人們的視野中的，但是隨著Google Earth的出現(xiàn)。人們突然明白，GIS的意義。于是政府相關(guān)部門下精力、時間和血本進(jìn)行構(gòu)建GIS服務(wù)平臺，慢慢地GIS就在社會生活的方方面面普及了，從而不同層次的人群對GIS都有了相應(yīng)的認(rèn)識。使得GIS在人們生活中扮演了越來越重要的角色，對人們的服務(wù)也涉及越來越廣，同時隨著其服務(wù)范圍之廣，對GIS的發(fā)展也起到了促進(jìn)作用。GIS的社會化應(yīng)用隨之而生了。

4 結(jié)論

地理信息系統(tǒng)作為傳統(tǒng)地學(xué)學(xué)科和現(xiàn)代科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，目前以發(fā)展成為集遙感、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集于一身的綜合集成化技術(shù)系統(tǒng)，吸引著廣大地學(xué)、信息技術(shù)工作者的研究和關(guān)注，而且廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)之中，與人類的生活密不可分，相信它能更好地為人類管理和保護(hù)賴以生存的地球服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡鵬，黃杏元，華一新.地理信息系統(tǒng)教程武漢大學(xué)出版社，2011.

第9篇：地理信息系統(tǒng)定義范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS）；3S系統(tǒng)集成技術(shù)；數(shù)字地理空間框架；數(shù)字城市

中圖分類號：F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展簡史

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)是以采集、存儲、管理、描述地球表面及空間和地理信息的計算機(jī)系統(tǒng)，也是一種分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。

20世紀(jì)60年代初，加拿大測量學(xué)家Roger F．Tomlinson首先提出地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語，并成功地建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)，用于資源與環(huán)境的管理和規(guī)劃；稍后，北美和西歐成立了許多與GIS有關(guān)的組織與機(jī)構(gòu)，如美國城市與區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會(URISA)、國際地理聯(lián)合會(IGU)地理數(shù)據(jù)收集和處理委員會(CGDPS)等等，這些組織與機(jī)構(gòu)的建立極大地促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)知識與技術(shù)的傳播和推廣應(yīng)用。

7O年代以后，由于計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及大型商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立與使用，地理信息系統(tǒng)對地理空間數(shù)據(jù)的處理速度與能力取得突破性進(jìn)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)大，從資源管理、環(huán)境規(guī)劃到應(yīng)急響應(yīng)，從商業(yè)服務(wù)、區(qū)域劃分到政治選取分區(qū)等，涉及到了許多不同的學(xué)科和領(lǐng)域。與此同時，世界上很多國家也相應(yīng)制訂了一些適用于本國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，并成立了一批政府性、學(xué)術(shù)性的機(jī)構(gòu)來研究和發(fā)展地理信息系統(tǒng)．這段時間是地理信息系統(tǒng)全面發(fā)展的階段。

進(jìn)人9O年代，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)信息化的不斷推進(jìn)， GIS開始逐步向網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)方向轉(zhuǎn)化。WebGIS是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)二者有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)大范圍傳輸?shù)膬?yōu)勢，來擴(kuò)展地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用性能和服務(wù)空間。一個普通的地理信息系統(tǒng)用戶只要熟悉網(wǎng)絡(luò)，就可從Internet的任一節(jié)點上瀏覽WebGIS站點中的各種地理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行地理空間分析，并通過Internet實現(xiàn)地圖和數(shù)據(jù)等資料的交互傳輸。

二、數(shù)字地球與數(shù)字城市

數(shù)字地球（Digital Earth）是近年來空間信息化發(fā)展過程中的重要概念，其定義為通過信息網(wǎng)絡(luò)，人們能夠任意造訪地球上的某一地區(qū)，鏈接、調(diào)用大量的地理信息，使整個地球處于信息網(wǎng)之中。將地球上的信息數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，成為人們可以共享的數(shù)據(jù)庫。數(shù)字地球的概念最先由美國副總統(tǒng)戈爾于1998年在美國加利福尼亞科學(xué)中心演講時提出，其實質(zhì)是以地球為對象，以地理坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨率、海量和多種數(shù)據(jù)的融合，具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化特征的虛擬地球，是由計算機(jī)、數(shù)據(jù)庫和通訊應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理的應(yīng)用系統(tǒng)。

“數(shù)字地球”是全球最大的信息化發(fā)展戰(zhàn)略，很多國家和地區(qū)提出了具體的數(shù)字化戰(zhàn)略?！皵?shù)字城市”戰(zhàn)略成為我國城市現(xiàn)代化發(fā)展過程中一個非常重要的計劃。所謂數(shù)字城市，是充分利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將城市的信息資源加以整合利用。數(shù)字城市是物質(zhì)城市在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)空間的再現(xiàn)和反映。數(shù)字城市具有全面模擬和仿真物質(zhì)城市、以及網(wǎng)絡(luò)化、智能化、互動等超越物質(zhì)城市的特征。

三、 3S系統(tǒng)集成技術(shù)

3S是GPS(全球定位系統(tǒng))、RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）的統(tǒng)稱。GPS是Global Positionning System 的縮寫，即全球定位系統(tǒng)。國際上普遍使用的是由美國政府所主導(dǎo)運用的衛(wèi)星測位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由距離地面20,200公里的24顆衛(wèi)星組成測地網(wǎng)絡(luò),對地表面任何一點、線、多邊形都可以進(jìn)行全天候、高精度的定位、定性和定時。定位是通過三維坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的。在定位的同時，通過地面的GPS信號接收器，記載物體的基本屬性和測量時間，進(jìn)行定性和定時，并且將其和位置信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字式信息進(jìn)行存儲和輸出。

遙感技術(shù)利用物體具有的發(fā)射、反射與吸收電磁波的特性探測物體的質(zhì)地和空間形狀。早期的遙感探測主要是通過航空攝影來探測物體，二十世紀(jì)六十年代后，隨著人造衛(wèi)星技術(shù)的迅速發(fā)展，用于遙感探測的電磁波波段范圍不斷擴(kuò)大，即從原來較單調(diào)的寬波段向微波、多波段擴(kuò)展。遙感技術(shù)已經(jīng)具備全天候?qū)Φ貙崟r高精度監(jiān)測的功能。與GPS相互結(jié)合可以更加全面準(zhǔn)確地把握地表景觀的狀態(tài)，并且為地理信息系統(tǒng)提供信息源。

GIS作為空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能夠保存、管理從GPS、RS以及其它渠道獲得的景觀物質(zhì)客體的空間與屬性數(shù)據(jù)(空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù))，通過疊加、鄰近、網(wǎng)絡(luò)分析認(rèn)識和評價客體景觀狀態(tài)和景觀作用過程的規(guī)律，預(yù)測景觀發(fā)展變化和影響，數(shù)字模擬和展示虛擬現(xiàn)實。

四、數(shù)字地理空間框架的建設(shè)

國際上遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)迅猛發(fā)展，我國國民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)進(jìn)程的加快和電子政務(wù)建設(shè)的全面鋪開，對測繪保障能力和服務(wù)質(zhì)量提出了新的要求，以區(qū)域地理空間框架為基礎(chǔ)的“數(shù)字城市”地理信息共享平臺的建設(shè)，為測繪事業(yè)迎來了一個難得的發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇。在數(shù)字地理空間框架建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過實行新的科學(xué)管理方法，使城市管理的區(qū)域達(dá)到精細(xì)化、管理部件的內(nèi)容數(shù)字化，管理事件的處置精確化。實現(xiàn)城市管理由粗放型到集約型的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而全面提高城市管理的效率、質(zhì)量和水平。

數(shù)字城市以地理空間框架為定位基準(zhǔn)，集成城市自然、社會、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等綜合信息，基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)城市信息的廣泛共享。數(shù)字城市地理空間框架既是一城市的空間基礎(chǔ)信息平臺，也是國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的基本組成部分。

“數(shù)字北海地理空間框架建設(shè)”項目于2007年獲得國家測繪局批準(zhǔn)納入“國家測繪局?jǐn)?shù)字區(qū)域地理空間框架建設(shè)示范工程”計劃的第二批試點城市，完成了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、地理信息公共平臺、三維城市系統(tǒng)等建設(shè)，于2011年9月通過國家級驗收?！皵?shù)字北海地理空間框架建設(shè)”，建成多尺度、多數(shù)據(jù)源、海量空間數(shù)據(jù)存儲的數(shù)字北?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了從基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫到地理信息公共平臺數(shù)據(jù)提取、加工、實體化處理以及電子地圖制作的技術(shù)流程，完成了版、政務(wù)版、公眾版地理信息公共平臺數(shù)據(jù)的制作。實現(xiàn)了在線調(diào)用、零碼組裝、在線服務(wù)、二三維聯(lián)動、二次開發(fā)和運維管理等服務(wù)方式，通過政務(wù)網(wǎng)為市政府和各部門提供地理信息服務(wù)。完成了三維數(shù)字城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)，建立了基于市國土資源局電子政務(wù)的國土資源應(yīng)用示范平臺、北海市旅游信息管理應(yīng)用示范平臺，搭建了公眾服務(wù)示范平臺，實現(xiàn)了面向政府、部門與公眾的地理信息服務(wù)。該項目的建成，形成北海市唯一、權(quán)威、通用的地理信息公共平臺。

五、未來地理信息系統(tǒng)發(fā)展前景的展望

1.空間數(shù)據(jù)庫的全面更新

GIS的空間數(shù)據(jù)分為圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩種，一般的系統(tǒng)中都是將二者分開存儲，即用矢量數(shù)據(jù)或柵格數(shù)據(jù)存儲圖形數(shù)據(jù)，而用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲屬性數(shù)據(jù)，最后通過統(tǒng)一的標(biāo)識碼將二者連接起來，這樣做雖然在數(shù)據(jù)的完整性、并發(fā)控制、完全恢復(fù)機(jī)制等方面具有一定的優(yōu)勢，但是無法實現(xiàn)圖形與屬性之間的雙向查詢。目前，一種利用擴(kuò)展關(guān)系可以同時存儲圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫Oracle Spatial正在研究當(dāng)中，預(yù)計不久的將來，就可以實現(xiàn)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫及統(tǒng)一的用戶界面下進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢索統(tǒng)計與分析的功能，來進(jìn)一步加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)整體的結(jié)合，從而帶來空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全面更新。

2.高速率、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的普及

對于WebGIS來說，由于涉及到大容量圖形數(shù)據(jù)的傳輸，過慢的網(wǎng)速將嚴(yán)重地限制其發(fā)展，增加帶寬、提高網(wǎng)速成了WebGIS向前發(fā)展的一個亟待解決的問題。目前，在局域網(wǎng)方面，已經(jīng)有一些高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被研制出來并投入使用，其中一個典型的例子就是新的ATM技術(shù)。它是在舊有的ATM技術(shù)經(jīng)過改進(jìn)之后，應(yīng)用到WebGIS中，這項技術(shù)不僅可以為WebGIS提供高達(dá)622 Mb/s的傳輸速率，而且還可以根據(jù)用戶的需要來分配帶寬，因此特別適合于多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。此外，F(xiàn)DDI技術(shù)的不斷完善，不但可以支持從PC機(jī)到超級計算機(jī)范圍的聯(lián)網(wǎng)，而且在容錯性和穩(wěn)定性方面也具有了明顯優(yōu)勢。在廣域網(wǎng)方面，相關(guān)的技術(shù)也在不斷地更新。