地理信息系統(tǒng)原理和方法精選(九篇)
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第1篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
【關鍵詞】“3S”技術；地理信息技術；考點詮釋
地理信息技術指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現代技術的總稱，主要包括遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）等。近年考試考查中，該考點呈現材料的方式比較新，并與學科知識聯(lián)系較為緊密；考查角度比較新，側重考查考生的比較辨析能力?？碱}更加重視知識點的縱深，所以想僅從題面上就能看到考點并不容易。筆者認為應引導學生學會分析和挖掘考點，在平時復習中要多讀圖看圖，運用圖解法將提供新材料、新情境的文字式選擇題進行遷移突破，化難為易；運用圖圖互變、文圖互變、圖表互變轉換思維角度，推導地理規(guī)律和原理。目前現代地理信息技術的應用不僅僅是一種單一技術的應用，常常是兩種或多種技術的綜合應用，其中地理信息系統(tǒng)是必不可少的，如遙感和地理信息系統(tǒng)在自然災害監(jiān)測中的應用，本文就該考點作詳盡具體的詮釋。
一、遙感（RS）
1.定義：是人們在航空器（如飛機、高空氣球）或航天器（如人造衛(wèi)星）上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。
2.組成：有遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等。
3.遙感的優(yōu)越性：（1）提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，提高效率；（2）遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉化和發(fā)展，提供了條件。
4.應用：區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息，在區(qū)域地理環(huán)境研究中，遙感廣泛應用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測等領域。遙感技術的應用范圍很廣。除了森林火災、洪水監(jiān)測外，還廣泛應用于農業(yè)、地質、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測等許多方面。而且我國的遙感技術也已經在世界上具領先地位。具體應用分析如下：
二、全球定位系統(tǒng)（GPS）
利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行導航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS。
1.組成：GPS包括三個部分：空間部分―GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分―地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設備部分―GPS信號接收機。地面上任何一點、任何時刻的上空至少有4顆GPS衛(wèi)星。用他們提供的星歷參數和時間信息算出地面點的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息（GPS衛(wèi)星定位的基本原理）；用戶設備部分――GPS信號接收機。
2.特點：全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性
3.應用：（1）為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間；（2）在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用：如野外調查是區(qū)域地理環(huán)境研究常用的方法之一，全球定位系統(tǒng)可以幫助野外考察人員確定考察點的地理位置（經度和緯度）、高程（海拔），從而可在野外調查中獲得更為精準的數據；（3）在日常生活中應用――GPS導航。無論是在何時何地，只要擁有GPS信號接收機，就能知道自己前進的方向和所處的地理坐標。目前GPS廣泛的應用于交通、郵電、地礦、建筑、農業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)。
三、地理信息系統(tǒng)（GIS）
專門處理地理空間數據的汁算機系統(tǒng)，稱為“地理信息系統(tǒng)”，簡稱“GIS”。
1.地理信息系統(tǒng)的簡要程序：其工作流程由地理空間數據的輸入、管理、分析和表達等過程構成，即“信息源――數據處理――數據庫――空間分析――表達”。
2.應用的領域相當廣泛：凡是用到地圖或需要處理地理空間數據的領域都可用到；（1）在區(qū)域地理環(huán)境研究中，地理信息系統(tǒng)可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息；（2）利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢檢索、空間分析等功能，可對區(qū)域內的地理要素進行精確的分析、評價；（3）運用地理信息系統(tǒng)對環(huán)境和自然災害進行動態(tài)監(jiān)測及評估預測；（4）地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應用已得到推廣。在城市管理中的具體應用如下：
四、地理信息技術與數字地球
1.“3S”技術的聯(lián)系和區(qū)別：（1）遙感技術主要用于地理信息數據的獲取，全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位，地理信息系統(tǒng)主要用來對地理信息數據的管理、更新、空間分析和應用評價等；（2）遙感技術為地理信息系統(tǒng)提供信息數據，加快了地理信息數據庫系統(tǒng)的更新，保證了地理信息系統(tǒng)的時效性，全球定位系統(tǒng)為遙感信息數據地面定位目標選擇、野外驗證、圖像分類等提供了必要的數據信息，為更好地利用遙感技術解決實際問題提供支持。既互為獨立發(fā)展又相互促進。
第2篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
【關鍵詞】地理信息系統(tǒng) 測繪 精度
地理信息系統(tǒng)是能夠以數據庫的管理系統(tǒng)為基礎來分析和管理地理信息的相關數據的系統(tǒng)，對于地理信息數據的采集以及輸入來建立初步的數據庫，而且要長期對數據進行存儲，進而對于以后會應用到的數據進行相關的整理和分析。隨著信息社會的發(fā)展和數字化時代的到來，地理信息系統(tǒng)的運用也越來越廣泛，為人們生產生活做出了巨大的貢獻。在理論上，地理信息系統(tǒng)能夠運用到現階段的所有工作和領域之中。
1地理信息系統(tǒng)的概論
1.1地理信息系統(tǒng)的不同角度分析
首先在學科的角度上來分析，地理信息系統(tǒng)是在地圖學、地理學、測量學、計算機科學以及統(tǒng)計學等學科的基礎上發(fā)展起來的比較新的學科，這個學科具有很強的有邏輯獨立性以及完整的學科體系；其次在應用和技術的方向去分析，地理信息系統(tǒng)能夠解決空間上的地理問題。并且具有獨特的技術手段和方法；再次，在功能上來分析，地理信息系統(tǒng)具有對于地理信息數據進行存儲、顯示、獲取、分析、輸出等處理功能；除此之外，如果在地理信息系統(tǒng)的結構上來分析，地理信息系統(tǒng)具有完整的空間數據庫結構，有著很多普通系統(tǒng)不能具備的系統(tǒng)特征。
1.2地理信息系統(tǒng)的進展
地理信息系統(tǒng)是一個比較新的技術和科學手段，它發(fā)展到現階段也僅僅經過了40年的時間，在地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，科學技術的進步使得人們對于信息的精確度的要求越來越高。目前，地理信息系統(tǒng)正在不斷的完善，并且能夠在各個領域內部的應用越來越廣泛，相信在不久的未來，地理信息系統(tǒng)會不斷的完善和更廣泛的應用。
2地理信息系統(tǒng)在測繪之中的使用優(yōu)勢
2.1測繪工作的工作特點
測繪技術是通過一些手段將信息數據和地表的特征來進行測量和采集，進而形成能夠反應這個地表的具體特征數據的數據資料和圖形，然后用來指導行政的規(guī)劃和工程的建設，其實，測繪的工作性質是對于規(guī)定地理位置的地理位置來采集以及整理數據并分析，然后測繪的結果就是能夠得到一些直觀的圖表和數字信息，而測繪的最終目標就是能夠正確的指導管理和規(guī)劃工程。
2.2傳統(tǒng)的測繪方式的缺點
（1）一些傳統(tǒng)的測繪方式非常費時費力，因為是采用人工的方式來對數據進行采集、分析。所以肯定要消耗很多的人力和物力，而且，在測繪完畢之后還要在所測的地點返回到工作的地點，非常耗時間。
（2）傳統(tǒng)的測繪方式的誤差比較大，很容易出現失誤，而且原因可能會來自測繪工作中的每一個環(huán)節(jié)，這種失誤可能會出現在采集的過程之中，也可能會出現在分析數據的過程中，在制作測繪的結果時候出現失誤的概率更大，但是這種誤差只能盡量減少，卻不能避免。除了這兩個缺點之外傳統(tǒng)的測繪方式還有效率低、測繪的信息很難采集、測繪的結果專業(yè)性太強等等。
2.3地理信息系統(tǒng)的運用優(yōu)勢
（1）地理信息系統(tǒng)大大的節(jié)省了測繪過程中的精力和時間消耗，因為其擁有它自己的工作方式以及流程，而這種流程主要還是依賴于計算機的系統(tǒng)，計算機的操作系統(tǒng)和人工操作相比，消耗的精力和時間更少、效率更高，所以在很大的程度上能夠減少測繪工作的流程和時間。
（2）具有較強的時效性，地理信息系統(tǒng)在測繪工程中，如果設定了具體的系統(tǒng)行動的規(guī)則，就能夠根據地理環(huán)境的變化來調整和分析結果，地理信息系統(tǒng)是輔助于衛(wèi)星和即時監(jiān)控等等一些新的科技手段，來完成對于特定的區(qū)域的監(jiān)控，并且能夠根據暗送秋波的地理環(huán)境的改變來將這些變化對于測繪工作的影像及時的分析出來。
（3）能夠較少失誤發(fā)生率，使得測繪結果更加準確，因為地理信息系統(tǒng)的測繪工作是依賴于計算機系統(tǒng)的預先設定的程序來進行的，那么所有的輸入、采集、分析整理等等工作都是通過計算機系統(tǒng)來自動完成的，所以可以避免在工作流程之中發(fā)生的失誤，使得測繪的結果更加精準，也越來越有利于測繪結果對于指導行政管理和工程規(guī)劃的作用。
3地理信息系統(tǒng)在測繪之中的應用
3.1地理信息系統(tǒng)在測繪中的技術應用
（1）GIS的系統(tǒng)工作的原理
GIS系統(tǒng)主要是要通過對于數據的分析，然后根據各種參數來確定實物的坐標位置，對于儀器的測繪和測量的數據結果進行圖形的繪制進而形成數據資料，其應用為測繪工程提高員工效率，縮短工作時間來得到更加準確和真實的數據資料。GIS系統(tǒng)的測繪過程主要是對于數據采集，然后在對其進行轉換處理，通過測得各個參數進行空間的分析和屬性處理，然后形成具體的影像。GIS空間的分析過程是GIS系統(tǒng)之中最重要也是最關鍵的環(huán)節(jié)，因為會涉及到很多學科理論，所以空間分析處理實際上會發(fā)生非常復雜的變換過程，空間的分析處理主要描述的是現實的空間過程，并且獲取空間數據，然后對于空間做進一步的預測。
（2）GIS在系統(tǒng)的主要功能和應用
首先GIS系統(tǒng)不僅要儲存和提取地理信息，還要根據不同的地形或者地貌的情況來對于相對應的信息模式進行建立。評價結果主要是以命令的方式來預測未來結果；再次就是GIS既具有空間的分析和空間的查詢功能，對于GIS的數據庫系統(tǒng)的建立，一般是采用構建的模式，通過輸入原始圖到系統(tǒng)之中，對于系統(tǒng)的查詢和分析也能夠被表現出來，在空間定位的方面，能夠保證原圖和已經處理過的圖片能夠保持一致，采用不同的算法對于其的測繪過程主要是對于數據采集，然后在對其進行轉換處理，通過測得各個參數進行空間的分析和屬性處理，然后形成具體的影像。這種空間的變換可以包括拓撲空間進行查詢、分析重置、分析空集合等等；GIS的另外功能就是輸出，可以利用這個功能來輸出一些數字化的地圖，并且能夠建立相關的地圖數據庫。這樣不僅能夠提高其工作效率，且降低計算機的制圖的成本。
3.2 CIS在測繪中的具體應用
（1）采集數據
數據的采集是通過對于測量儀器在外業(yè)之中的實物位置，并且通過GIS之中的儲存方式把數據信息存儲到其自身的數據庫之內，然后柵格中的數據由數據的儲存單元的相對應的行和列來組成，點、面、線的矢量表達方式來表達客觀存在的對象，隨著GIS的科研成果的刷新，更加依賴于GPS的儀器，隨著GIS的科研成果的不斷探索，誤差目前在毫米以上，測量實物的坐標，并且通過GIS來進行數據的采集工作。
（2）空間的分析處理能力
空間的分析是通過數據的采集和轉換發(fā)生的數據系統(tǒng)信息的操作過程，通過GIS系統(tǒng)來得到數據，并且進行空間數據的分析，通過一些圖形數據的計算，對于空間的實物也要進行相應的定量的描述，GIS空間的分析過程是GIS系統(tǒng)之中最重要也是最關鍵的環(huán)節(jié)，因為會涉及到很多學科理論，所以空間分析處理實際上會發(fā)生非常復雜的變換過程，空間的分析處理主要描述的是現實的空間過程，并且獲取空間數據，然后對于空間做進一步的預測。
（3）數據之間的轉換和處理
在對數據進行處理時，GIS是通過對各種屬性條件或者數字化的空間關系來進行識別，并且對于實物進行空間的鏈接和對數據的參數進行綜合分析。連接GIS時候，要對數據拓擴建模，為數據分析的高效進行而創(chuàng)造一定的條件。同時，在GIS系統(tǒng)對數據進行轉換時候，會出現一些影響到精度的因素，這種問題要選擇性的刪除或者處理。
3.3地理信息系統(tǒng)在測繪中的實際的技術應用
（1）相關的技術應用方面
隨著科學的進步，人們對于世界的認識已經非常便捷，只要通過網絡就能夠看到你想了解的地方的具體的地貌特征，這些都是測繪的貢獻，而且測繪在測量之中能夠形成比較抽象的一些影像資料，GIS系統(tǒng)也發(fā)揮著重要的作用，和一般的系統(tǒng)相比較，GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢不僅體現在全面性、專業(yè)性還體現在精確性上，所以不可以用來科學的調研、規(guī)劃設計、繪制圖形還能夠進行財產的管理。
（2）相關的專業(yè)應用方面
在專業(yè)角度上來講，GIS系統(tǒng)其自身所具有的獨特的定位搜查和空間分析能力，能夠為人們帶來非?？旖莸男畔?，對于地理信息系統(tǒng)的管理和應用，可以更加快捷和簡便的解決某個地理區(qū)域之內的對象分布，并且對其進行非常合理的數據處理，并且通過計算機的系統(tǒng)進行有效、合理的綜合和描述。至于這樣的數據轉換功能，能夠獲取常規(guī)中很難得到的有效信息和真實的地形地貌。
（3）生活導航方面的應用
隨著國家越來越城市化的腳步，經濟的發(fā)展、道路的逐漸復雜化以及城市的擴建等使得人們經常會在城市中迷失方向，如果是開車族，安裝了定位導航就能夠解決出行困難的問題，而且還能夠節(jié)省大量的時間，GIS就是結合了GPS的定位系統(tǒng)，為開車族設計的具有很多功能的導航系統(tǒng)，隨著科研人員的繼續(xù)研究和實驗，GIS的應用范圍會越來越廣，甚至能夠和其它的系統(tǒng)進行完美的結合，進而真實化虛擬的技術，使得使用過程更加清新，精準度更加高。
4結束語
GIS的發(fā)展迅速，正在和GPS（全球的定位系統(tǒng)）、DPS（數字攝影測量系統(tǒng)）、RS（遙感系統(tǒng)）、ES（專家系統(tǒng)）以及多媒體的技術逐漸融合，只要能夠解決地圖信息的自動采集問題，進而加強空間的技術研究，并且把空間的數據庫和方法庫以及知識庫互相連接起來，使得GIS走向集成化和智能化的方向，，對于測繪學科來說，GIS、RS、GPS的結合能夠從根本上改善傳統(tǒng)測繪學科的缺陷，使得測繪將原來的只是提供信息的工作轉變成為能夠參與規(guī)劃設計與決策管理的重要部分，將進一步的推動測繪管理的更加嚴格、決策更加科學以及規(guī)劃更加合理化。
隨著處理和獲取遙感數字的圖像在明顯的進步，預計在未來的幾年時間之后，多光譜航空、數字化、航天遙感在質量、費用以及信息量上都會有所提升。所以，應該將遙感信息作為地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，盡量要采用一些影像圖來作為一些規(guī)劃成果的背景圖片，并且通過對于GIS的空間信息的相關查詢、應用以及分析，能夠增加設計規(guī)劃的廣度和深度。地理信息系統(tǒng)憑借其很強大的信息處理和輸出能力，對于測繪的意義不斷加大，而測繪結果逐漸多維化以及信息不斷多元化是現代測繪的主要發(fā)展趨勢。進而表現出測繪工作在國民的經濟建設過程中的重要性，測繪系統(tǒng)將會更多的和一些尖端的科技進行結合。在GIS的利用方面，我們要大膽的創(chuàng)新和借鑒，與時俱進，相信一定能夠推動測繪技術邁上更有水平大發(fā)展平臺。
參考文獻：
[1]宋小東，葉嘉安.地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃與管理中的應用[M].北京.科學出版社，1998.
[2]譚玉蓮.淺談地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用[J].現代物業(yè)，2011（7）.
[3]吳炳方，張明金，李新功.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展[J].地理學報，2008（4）.
[4]吳秀芹.ArcGIS9地理信息系統(tǒng)應用與實踐[M].北京：清華大學出版社，2007.6
第3篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；課程實驗；要點分析
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2014）001016702
作者簡介作者簡介：徐兵（1979-）男 ，碩士，廣東海洋大學信息學院講師，研究方向為圖像處理、GIS。
0 引言
地理信息系統(tǒng)通常簡稱為GIS（Geographic Information System），它是用于描述地理空間信息的計算機系統(tǒng)，融合了地圖學、地理學、測繪、計算機等多學科知識，并被廣泛地應用于城市規(guī)劃、國防軍事、防災減災、資源調查等領域[1]。本文所述《地理信息系統(tǒng)》是面向農學、資源環(huán)境等非地學專業(yè)學生的一門必修課程，為學生講授地理信息系統(tǒng)的基本原理和方法，使學生掌握常用的GIS工具軟件，熟悉基本的地學空間分析方法，能夠對已有地理數據熟練地進行采集、繪圖、建庫、空間分析、可視化等操作，并對各類空間數據進行統(tǒng)一管理[2]。由于課程是面向非地學專業(yè)學生開設，這些學生普遍缺少地理學、程序設計、數據庫、測繪信息等方面的知識儲備，在學習GIS軟件工具的過程中，很多學生對一些重要概念和空間分析操作往往不能很好地理解，造成實驗教學效果大打折扣[3]。因此，本文結合課程實驗教學實踐，總結出該課程的實驗教學要點，通過對要點進行分析歸納，有針對性地應用到以后的實驗教學中，以期提高課程實驗教學效果。
1 實驗教學目標
本文面向環(huán)境科學專業(yè)開設的《地理信息系統(tǒng)》課程安排了32學時理論教學、16學時的實驗教學以及32學時的學期末課程實習。在實踐教學環(huán)節(jié)，16學時實驗與理論教學同步，這些實驗主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系統(tǒng)軟件的操作學習，其主要任務是使學生在對地理信息獲得感性認識的基礎上，接受常用GIS軟件進行制圖技術的基本訓練，培養(yǎng)學生獨立制圖、建立數據庫和屬性庫，學會基本空間分析的能力。而32學時的課程實習主要以實際應用案例為基礎，要求學生利用所學的GIS基本理論和空間分析方法，對實際應用案例進行分析、提出解決方案。通過課程實習一方面促使學生繼續(xù)深入掌握GIS基本工具軟件的使用；另一方面加強學生對GIS空間分析原理與方法的理解，并能夠學會運用GIS工具進行初步的空間分析應用，同時結合基本程序框架實現GIS應用的可視化表達，并提交實驗結果和分析報告。
2 實驗課程設置
2.1 基本實驗
該課程安排了8次共16個學時的基本實驗操作，主要包括：①地理信息系統(tǒng)軟件的基本操作；②數據文件與空間數據庫；③地圖數字化與專題制圖；④地圖查詢與統(tǒng)計分析；⑤GIS空間分析；⑥初步建立3D GIS；⑦GIS二次開發(fā)；⑧3S集成及其初步應用。這些實驗的設置與理論教學基本同步，在設置過程中由淺入深、由簡到難，基本覆蓋了GIS軟件操作的大部分內容。
2.2 課程實習
學期末的課程實習以地理信息系統(tǒng)工程的分析和開發(fā)案例為基礎，通過實際的項目開發(fā)完成課程實習報告，檢驗學生對GIS軟件以及對GIS軟件開發(fā)的掌握情況。在具體實習環(huán)節(jié)中，設置了多個實際應用案例，以“城市公交系統(tǒng)的優(yōu)化及空間分析”為例進行說明。該實習題目的基本要求是：①以某個城市（比如湛江或廣州的某個區(qū)）的公交系統(tǒng)運行情況為基本背景，調查該區(qū)域現有的公交線路運行設置情況；②通過資料查找的方式獲得研究區(qū)域的城市交通圖，借助于ARCGIS或MapInfo軟件對該地圖進行數字化處理，按照地理信息系統(tǒng)工程應用的基本要求，對地圖進行配準、矢量化等處理；③以所學的地理空間分析基本原理和方法為依據，設計出城市公交系統(tǒng)線路優(yōu)化、公交換乘、最短路徑等方案，可以選擇其中一個作為重點進行設計，并以選擇的功能為基礎，對地圖矢量化進行調整和優(yōu)化；④運用所學的地學空間分析方法，對研究區(qū)域的公交系統(tǒng)進行線路優(yōu)化、公交換乘、最短路徑等方案進行空間分析，得出空間分析結果，并對結果進行優(yōu)化和評價；⑤以報告形式將上述過程完整記錄，并總結本次實習工作，提交最終報告和實習過程中的各類數據。
3 實驗教學要點分析
3.1 空間數據結構
空間數據結構是地理信息系統(tǒng)的一個重要基礎，在GIS系統(tǒng)開發(fā)中通過構建空間數據模型并定義各空間數據之間的關系，實現地理信息與屬性信息的關聯(lián)。在實驗教學中，學生對地圖分層、圖層控制、空間數據與屬性數據關系等概念往往理解不清晰，由于缺少數據庫相關知識，在建立空間數據時經常出現差錯、導致圖層分層不清晰，后續(xù)應用開發(fā)無法使用地圖的問題。因此，該知識點需要教師在實驗教學中給予足夠重視，通過理論講解與實際操作相結合的方式向學生解釋空間數據、屬性數據、空間數據庫構建等概念。一般來說，在GIS開發(fā)中，用戶可以根據自己的實際需求對整張電子地圖中的各類空間實體進行有序的分層處理，通過圖形分層方法將一張地圖分成不同圖層，相同的圖層代表用戶定義的特定的空間實體類。采用這樣的分層方法可以提高電子地圖中各類實體要素的檢索效率，便于后期GIS開發(fā)中調用各類圖層[4]。醫(yī)療衛(wèi)生機構地理分布的空間分層結構如圖1所示。
圖1 空間數據結構
3.2 空間數據關聯(lián)
在GIS二次開發(fā)過程中涉及的數據包括圖形矢量數據、空間屬性數據和工程管理數據，不同的GIS二次開發(fā)平臺對數據格式、存儲標準等均有所差別。以MapInfo軟件為例，矢量化的圖層數據文件以標準格式存儲在目錄文件中，在圖層文件.TAB中通過設置每個地物對象的唯一編號（通常用地物ID號表示）來建立相應的空間索引。由于MapInfo自帶的數據表存儲容量有限，因此，通過.TAB文件的ID號與屬性數據表中地物的ID號進行關聯(lián)，建立起空間數據與屬性數據的索引機制，將更多的屬性信息通過空間索引機制存貯在關系數據庫系統(tǒng)中。通過地物對象屬性信息的ID號實現空間數據與屬性數據的對應關系[5]，以醫(yī)療機構的地理分布為例，其圖形文件與屬性數據表的關聯(lián)如圖2所示。
圖2 空間數據與屬性數據的關聯(lián)關系
3.3 空間分析
空間分析是GIS的主要功能之一，這也是課程教學中的重點內容。在講授空間分析問題時，經常會提到最短路徑問題，它是網絡分析中經常遇到的一個技術難點，在實驗教學中要求學生能夠掌握基本的最短路徑方法和應用。最短路徑不僅包括物理意義上的距離最短，還包括了如時間、費用、流量等其它多參數融合的度量，這實際上涉及到了學生運用最優(yōu)化理論解決實際空間分析問題的能力。比如，在課程實習中要求學生分析城市公交換乘及其優(yōu)化問題，在具體分析之前，會將相關的算法介紹給學生，其中，Dijkstra算法是在實驗教學中向學生介紹的最短路徑算法之一。學生在掌握基本的原理和方法后，開始設計整個公交換乘的算法、程序流程、空間表現結果等，在這一過程中可以重點考查學生的空間數據結構設計以及空間分析能力。在公交換乘算法中需要存儲一些地理信息，譬如節(jié)點、道路等信息，這就要求有一個較好的空間數據結構。此外，對于一個大型的城市公交網絡而言，Dijkstra算法的效率顯得尤為重要，這時需要重點考慮如何進行算法優(yōu)化提高Dijkstra算法的計算速度（如基于cache的緩存計算方式）。通過這些實驗內容的優(yōu)化設置能夠有效地鍛煉學生自主分析和解決問題的能力。
4 結語
實驗教學歷來是理工科類課程的重要組成部分，地理信息系統(tǒng)作為一門交叉綜合性課程，其實驗教學的重要性不言而喻。通過任課教師對課程實驗教學內容的優(yōu)化設置、對實驗教學要點的深入分析，能夠幫助學生更好地掌握GIS基本原理與方法，并將所學理論融入到實際的GIS開發(fā)中。本文通過對實驗教學中的主要知識要點進行分析，為后續(xù)教學活動提供有益參考，有助于教師更準確地把握學生實驗中存在的問題，對加強實驗教學效果、提高實驗教學質量有一定的促進作用。
參考文獻參考文獻：
[1] 田雨，盧秀山，姜巖，等.GIS專業(yè)實驗教學建設與實踐[J].理工高教研究，2009，28（1）：116118.
[2] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社，2007.
[3] 李朝奎，王利東.不同專業(yè)背景下GIS專業(yè)建設探討[J].當代教育理論與實踐，2011，3（4）：9395.
第4篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
[關鍵詞]地理信息系統(tǒng) 發(fā)展概況 發(fā)展前景
引言：
地理信息系統(tǒng)是一個技術性的決策支持系統(tǒng)，是以地理空間數據庫為基礎，采用適當的地理模型和分析方法，適時的提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究、評價、管理、定量分析和決策服務而建立的一類計算機應用系統(tǒng)。
1 GIS的發(fā)展
1.1 G18發(fā)展簡史
20世紀60年代，為GIS的開拓期。加拿大測量學家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系統(tǒng)的概念，把地圖變成數字形式的地圖，并領導建立了世界第一個地理信息系統(tǒng)――CGIS，它具有覆蓋，測量，資料數字化掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標系統(tǒng)，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的“弧”，并且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中，以實現專題地圖的疊加、面積量算等。
20世紀70年代，為GIS的發(fā)展期。隨著計算機軟硬件技術飛速發(fā)展，GIS技術朝實用化方向發(fā)展。世界上先后出現了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型各具特色的GIS。如美國地質調查局研發(fā)了50多種地理信息系統(tǒng)用于獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息；法國建立了地理數據庫GITAN系統(tǒng)和深部地球物理信息系統(tǒng)：瑞典的區(qū)域統(tǒng)計數據庫、土地測量信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。
20世紀80年代，為G18的突破期，注重于空間決策支持分析。隨著計算機技術的普及及計算機網絡的建立，地理信息的處理效率和傳輸時效，尤其在柵格掃描輸入的數據處理方面得到極大的提高。地理信息系統(tǒng)逐漸走向成熟，并進入多學科領域，從比較簡單的、功能單一的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向智能化發(fā)展，新型的GIS將運用專家系統(tǒng)知識進行分析、預報和決策。
20世紀90年代以來，為GIS的普及期。隨著地理信息產業(yè)的建立和數字化信息產品在全世界的普及，GIS由單機、靜態(tài)、二維向網絡、動態(tài)、多維的方向發(fā)展，為滿足了不同人群的需求建立了事務處理系統(tǒng)(TPS)、管理信息系統(tǒng)(MIC)、決策支持系統(tǒng)(DSS)、人工智能和專家系統(tǒng)(EC)。GIS進入各行各業(yè)，成為許多機構的必備系統(tǒng)，成為現代化最基本的服務系統(tǒng)。
1.2 我國的GIS發(fā)展概況
1980年，中科院遙感應用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標志著我國的G18研究工作的起航，雖然起步較晚但發(fā)展迅速。世界的G18技術已經趨于成熟，為我國快速發(fā)展G18技術創(chuàng)造了條件。我國以改革開放為契機，加強了與國外的學術和技術的交流，并進行了一系列的理論探索和區(qū)域性研究，為我國GIS的研制和應用做了技術和理論上的準備。
1985年以來，GIS作為政府行為，正式被列入了國家科技攻關計劃，籌建了一個新型的開放性研究實驗室――國家資源與環(huán)境系統(tǒng)實驗室，并完成了技術引進，數據規(guī)范和標準的研究、空間數據庫的建立、數據處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了1：100×104國土基礎信息系統(tǒng)和全國土地系統(tǒng)；1：400×104全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)；1：250×104水土保持信息系統(tǒng)。
21世紀人類社會全面進入信息時代，GIS作為一門多技術交叉的信息空間科學，不斷地用新的技術和方法來裝備自己。在我國，全國開發(fā)了一系列空間信息軟件和制圖軟件，建立大量數據庫和一些具有分析和應用深度的地理模型和基礎性的專家系統(tǒng)，完成了一批綜合性、區(qū)域性和專題性的系統(tǒng)，如中國科學院的中國國土基礎信息系統(tǒng)、資源開發(fā)模型工具庫系統(tǒng)、黃河下游洪水險情預警信息系統(tǒng)等。GIS的研究逐步與國民經濟建設和社會需求相結合，并取得了重要進展和實際應用效益。
2.GIS的發(fā)展前景
2.1 地理信息系統(tǒng)與數字地球
數字地球是地理信息系統(tǒng)的延伸，是“3S”(全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)G18和遙感Rs，簡稱“3S”)技術發(fā)展的必然產物。數字地球是一種可以嵌入海量地理數據、多分辨率和三維的地球表示，即在全球范圍內建立一個以空間位置為主線，按地理坐標整理構建一個全球信息模型，描述地球上每一點的全部信息，使地理信息可隨時隨地的為任何人任何事服務。數字地球在當前的工農業(yè)建設中的重大作用已初見端倪，它必將在林業(yè)、水產、交通、地礦、通信、教育、資源、環(huán)境、人口、軍事、新聞媒體、城市建設等眾多領域產生巨大的社會和經濟效益。
2.2 GIS在抗災減災中的應用
近年來，全球的自然災害頻發(fā)，給人類社會帶來了巨大的生命和財產損失，我國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，因而我國的自然災害防范應對形勢更加嚴峻，亟需建立更加有效的自然災害管理系統(tǒng)。G18技術可為其提供空間數據和相關屬性數據的快速存取和管理及分層可視化功能；提供空間、屬性數據一體化分析和多種空間決策功能，并可與災害分析預測模型相結合，快速生成有效的決策支持信息。在1991年江淮等地發(fā)生的重大洪澇災害中，我國綜合應用遙感、通信和G18技術建立的國家防洪遙感信息系統(tǒng)發(fā)揮了重大作用。隨著綜合減災研究的進行，GIS技術將會更加廣泛的應用于災害的監(jiān)測和預報，自然災害評估，災害應急救助救援，災害保險與恢復等領域。
3.結語
在高度信息化的時代，地球數字化、網絡化的信息科學技術的時代，G18技術將更加受到重視，在全球享受GIS技術帶來巨大便利的同時，GIS技術的研究與應用必將進一步深化，GIS必將在經濟建設、資源管理、環(huán)境工程等各個領域發(fā)揮越來越大的作用。
參考文獻：
[1]吳信才等.地理信息系統(tǒng)原理、方法及應用.[M].武漢：中國地質大學信息工程學院，1998.8
第5篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；特點；安全機制
Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism
中圖分類號：F512.99 文獻標識碼：A
1、地理信息系統(tǒng)的內容概述 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用系統(tǒng)，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經濟建設、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規(guī)劃、管理決策服務。此多種應用系統(tǒng)應用到地質測繪業(yè)，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是地質測繪服務業(yè)的重大創(chuàng)新和革命。 1.2 空間數據的描述方式和特征：測量工作的主要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X.、Y.、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關?？臻g數據主要具有以下幾個基本特征： ①每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征； ②非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統(tǒng)； ③空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性； ④分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象； ⑤海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。
2、地理信息系統(tǒng)的特點
與獨立主機結構的GIS相比，地理信息系統(tǒng)的出現使GIS大眾化及空間數據的共享成為可能，這主要是因為地理信息系統(tǒng)具有傳統(tǒng)GIS無法比擬的優(yōu)點。具體表現在：2.1 大規(guī)模降低成本，全面取代GIS桌面系統(tǒng)。無論是以何種機構來組織開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，它都是一個多用戶的空間信息系統(tǒng)。用戶無需擁有自主版權的GIS軟件系統(tǒng)就可以通過網絡使用GIS功能。2.2 使企業(yè)的事務與GIS專業(yè)有機結合。地理信息系統(tǒng)的出現可以使企業(yè)成員的交流合作與GIS專業(yè)操作有機結合，構成企業(yè)群體生產力。2.3 地理信息系統(tǒng)中的WebGIS采用網頁操作取代傳統(tǒng)GIS的窗口操作，簡單易用，降低了操作難度。2.4 GIS處理能力大為提高。由于地理信息系統(tǒng)是一個任務分布處理系統(tǒng)，可以充分利用網絡資源，采用分布式協(xié)同計算來完成復雜、計算量大的地理空間計算任務。這是一種比較理想的全局優(yōu)化模式。2.5 地理信息系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)，可以根據用戶的請求隨時向用戶動態(tài)提供其所需的空間信息服務，為用戶提供個性化空間信息服務。2.6 跨平臺性好。地理信息系統(tǒng)的分布性、多用戶特點決定了地理信息系統(tǒng)必須具有較強的跨平臺性能，即能夠適用于異構系統(tǒng)。2.7 互操作能力強。2.8 利用地理信息系統(tǒng)容易實現大范圍的數據分發(fā)?？傊?，與傳統(tǒng)GIS相比，地理信息系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，這也使得地理信息系統(tǒng)能夠得到廣泛應用和迅速發(fā)展。
3、地理信息系統(tǒng)的安全機制分析
共享數據不等于無限制地隨意使用數據，惡意的個人或團體有可能在沒有得到授權的情況下非法復制、傳播版權保護的內容。因此，需要對具有版權的數據實施有效保護，否則將會挫傷數據生產者的積極性，導致所能獲得的共享數據越來越少。有效的版權保護是空間信息共享中需要考慮的一個重要問題。一般認為，空間信息的安全主要包括空間信息的訪問安全、空間信息的傳輸安全和機密空間信息的隱藏等幾個方面。3.1 空間信息的訪問安全對于版權保護的地理空間數據，安全保護的一般方法是在服務器端控制不同用戶對地理空間信息源的訪問，對版權保護的地理空間數據，只提供給授權用戶訪問以防止非法信息的獲取。權限的控制可以在操作系統(tǒng)級，也可以在網絡防火墻或數據庫層次進行授權?？傊?，版權保護就是在服務器端通過某種措施，控制不同用戶對數據的訪問權限。3.2 空間信息的傳輸安全地理空間信息的傳輸安全措施主要是防止空間信息在網絡中傳輸被非法截獲、復制和修改，保證地理空間數據網上傳輸的安全性與保密性。由于密碼技術是保護信息安全的主要手段之一，因此使用密碼技術不僅可以保護空間信息的機密性，而且可以保護信息的完整性和確定性，防止信息被篡改、偽造和假冒。網絡加密常用的技術有鏈路加密、節(jié)點加密和端到端加密三種。數據的加密是由各種加密算法具體實現的，這些算法的目的是以盡可能小的代價提供盡可能高的安全保護能力。在多數情況下，數據加密是保證信息傳輸中機密性的最有效的方法。到目前為止已經公布發(fā)表的各種加密算法多達百種。3.3 機密空間信息的隱藏信息隱藏是將一個消息隱藏在另一個消息中。有些空間信息，如軍事基地，也許只希望部分授權用戶可以看到，或者說對普通用戶來說需要保密，這時候就要將空間信息中的這些機密信息隱藏起來，并且同時不影響隱藏了機密信息后的空間信息的使用價值，這也是空間信息安全中需要重點解決的問題。①從隱藏機密信息的偽遙感影像中提取嵌入機密信息的影像塊，然后利用JPEG標準量化表對該影像塊進行量化，以提取機密信息；②用相同的密鑰生成二值混沌序列對提取的機密信號進行解密；③進行十進制編碼與解壓縮，可提取出機密子影像；④將機密信息子影像與隱藏機密信息的偽遙感影像進行綜合，即可恢復遙感影像原貌。
第6篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
[關鍵詞]GIS 電信管線資源管理
一、概述
GIS即地理信息系統(tǒng),是一種獲取、存儲、檢索、操作、分析和顯示地球空間數據的計算機系統(tǒng)。與一般CAD系統(tǒng)和MIS相比較,GIS具有不可替代的技術優(yōu)勢,其主要體現在:空間定位與屬性要素的有效結合:空間實體及相互關系、拓撲關系的定義與空間分析能力。
隨著“數字地球”這一概念的提出和加深,從二維向多維動態(tài)以及網絡方向發(fā)展是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。在技術發(fā)展方面,一個發(fā)展是基于Client/Server結構。另一個發(fā)展是通過互聯(lián)網絡發(fā)展Internet GIS或Web-GIS,可以實現遠程尋找所需要的各種地理空間數據,包括圖形和圖像,而且可以進行各種地理空間分析。目前,GIS的應用遍及環(huán)境、資源、石油、電力、鐵路、地籍、公安、急救、市政管理、城市規(guī)劃、經濟咨詢、災害損失預測等行業(yè)。
近十幾年來中國通信業(yè)務地飛速發(fā)展,通信網絡資源的規(guī)模不斷擴大,網絡資源維護管理的要求越來越高。由于電信管線網絡具有很強的地域性和空間性,而且有復雜的空間拓撲關系。將GIS技術應用于電信光纖網絡的管理,不僅可以實現基本的光纖網絡的空間及屬性數據的管理,還能夠對相關數據進行綜合分析處理,為網絡規(guī)劃設計和維護管理提供輔助決策支持。
二、系統(tǒng)的構架與實現
1. 系統(tǒng)總體結構
如圖2-1所示意,系統(tǒng)從整體上可以分為數據服務器、應用終端以及系統(tǒng)維護三大部分。系統(tǒng)整體結構上為客戶機/服務器結構(C/S結構),客戶服務中心座席員、其他部門以及客戶都可以通過B/S結構和系統(tǒng)關聯(lián),根據登錄權限實現對網點信息進行查詢檢索;客戶服務中心的系統(tǒng)維護人員可以通過桌面處理軟件,根據權限實現對服務器上的相關數據的管理和更新。
2. 系統(tǒng)軟件開發(fā)結構設計
系統(tǒng)總體軟件結構可以如圖2-2所示。系統(tǒng)所有的空間數據和非空間數據都集中存放在關系數據庫SQL server 2000中,系統(tǒng)通過應用服務器和C/S結構連接,通過Internet Information Server與Web GIS Server和B/S結構連接。
Client/Server結構主要是實現數據更新等相關功能。該部分通過桌面地理信息系統(tǒng)軟件SuperMap Deskpro來實現空間數據管理。Browser/Server結構是本系統(tǒng)的主體部分,其提供瀏覽、查詢等功能,供遠程用戶通過登錄到Internet上使用。該部分一般是采用Web GIS軟件和其他Internet工具一起開發(fā)。
3. 系統(tǒng)數據組織設計
系統(tǒng)采用1:2.5萬拉薩地圖數據作為基礎底圖,用于作為瀏覽、索引查找具體光纜干線支線的底圖。
光纜分布及專網客戶分布空間數據以及資源設備屬性數據屬于業(yè)務緊密型數據,需要甲方提供全部數據或可經過簡單轉換即可使用的數據格式。比如CAD數據和業(yè)務表結構?；A地理信息數據有開發(fā)單位進行采購,并進行二次加工處理后方可應用于本系統(tǒng)。
名稱 數字配線單元
廠商 北京市朝陽區(qū)三里屯路甲三號
型號 MPX286-2DF1
規(guī)格 DDF
… …
三、系統(tǒng)的主要功能
1. 機房管理
系統(tǒng)以直觀圖形的方式表現機房所在物理位置的設置,機房內機架/機柜的布局設置。機架/機柜的以添加的方式加入機房,并通過編號的形式標識其在機房布局的物理位置,以貼標簽的形式規(guī)范機房內的機架/機柜。圖3-1簡單展示了機房布局情況。
2. 外線資源管理
對配線設備的出局線纜進行支列線纜分配,指定外線線纜基本信息包含:線纜對/芯數、線纜類型、起始位置、分散/終點位置等。對外線資源分布的地圖式顯示,以及支列線纜、主干線纜、分支線纜的占用情況進行展示。
3. 客戶信息管理
客戶信息的錄入、修改、刪除。并將客戶與支線線纜資源進行關聯(lián)綁定。在客戶基礎下添加其下屬的業(yè)務號碼,進行配線設置,及將號碼與配線設備上的出局端口進行關聯(lián)綁定。
四、結束語
綜上所述,G I S的光纖網絡資源管理系統(tǒng)可以為電信系統(tǒng)實現高效的資源管理,及時的資源故障響應,規(guī)范的作業(yè)記錄文檔等一系列能有效提高資源管控,隨著它的不斷發(fā)展,必將在更多行業(yè)得到更加廣泛的應用。
參考文獻:
[1]吳信才.地理信息系統(tǒng)原理與方法[M].北京:電子工業(yè)出版社, 2002
[2]毛志紅.地理信息系統(tǒng)(GIS)發(fā)展趨勢綜述[J].城市勘測,2002(1):15-20
[3]謝榕.地理信息系統(tǒng)中空間數據庫建立的關鍵技術[J].北京測繪,2004(4):2-5
第7篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
基金項目：防災科技學院第六批重點課程建設課程資助項目；防災科技學院教學研究與教學改革項目（JY2014A02）
[摘要]《GIS原理及其應用》是測繪工程專業(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)教學中存在的諸多問題進行了深入分析，在此基礎上，結合我院測繪工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，對該課程在教學內容、教學方法、考核方式等方面進行了改革探討，加深學生對GIS的基本理論、基本方法和基本技能的理解，特別突出GIS實踐的重要性，以期提高《GIS原理及其應用》課程的教學效果和教學質量，培養(yǎng)適應社會經濟發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質專業(yè)人才。
[關鍵詞]GIS原理及其應用；教學；改革；實踐；考核
中圖分類號： G642. 0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
隨著測繪信息技術的飛速發(fā)展，測繪產品的獲取、處理、管理、分析、應用等方面都跟GIS密切相關。理解GIS的基本原理和常用的空間分析方法，在此基礎上掌握GIS專業(yè)軟件的操作使用，這對測繪專業(yè)學生今后的就業(yè)和繼續(xù)深造具有很大的實際意義?！禛IS原理及其應用》作為測繪專業(yè)學生一門重要的專業(yè)必修課，具有較強的理論性和實踐性，通過本門課的教學使學生掌握GIS的基本原理及其常用的空間分析方法，熟悉空間數據組織和管理常用方法，了解空間數據采集和輸入、數據質量分析的基本方法和內容，了解地理信息系統(tǒng)在現代社會所處的地位、地理信息系統(tǒng)發(fā)展與應用的趨勢、以及地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的重要應用。因此，《GIS原理及其應用》這門課程的學習對測繪專業(yè)學生影響深遠。目前，在測繪工程專業(yè)的GIS教學中一直沿用GIS專業(yè)的教學內容和教學方法，由于前期課程安排和學時等方面與GIS專業(yè)有很大差別，這就造成了測繪專業(yè)學生對GIS的學習不能達到預期效果，為更好地完成本課程的教學目標，有必要對《GIS原理及其應用》教學內容和教學方法進行思考、探討和改革。
1確定培養(yǎng)目標
結合我?！傲⒆愕卣鹦袠I(yè)，面向社會”的戰(zhàn)略目標，我校培養(yǎng)的測繪學生是可在地震行業(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)的學生要具備扎實的測繪理論知識、掌握測繪工程專業(yè)技能、具備實施地形變形測量、變形監(jiān)測、精密工程測量等測繪工程的設計、實施及管理等能力，能在地震監(jiān)測預報、災害防御、國家基礎測繪、國家資源調查、城市規(guī)劃與管理等部門從事設計、實施、管理等方面的厚基礎、重實踐的應用型人才。而隨著計算機技術、RS技術和GPS技術的發(fā)展，在掌握了基本測繪理論和方法的基礎上，如何實現測繪信息的有效集成和應用，GIS成為其實現信息集成的首選工具。因此，《GIS原理及其應用》作為測繪工程專業(yè)的必修課，是測繪專業(yè)學生在未來發(fā)展的必然需求。
2教學中存在的問題
2.1非GIS專業(yè)先修課程差異
地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學與現代技術相結合而誕生的邊緣學科，因此它明顯地體現出多學科交叉的特征；而測繪科學是一門研究如何確定地球的形狀和大小及地面、地下和空間各種物體的幾何形態(tài)及其空間位置關系的科學。兩個專業(yè)教學目標有很大不同，但又有所交叉。測繪科學為地理信息系統(tǒng)提供高精度的空間數據，保證了空間數據的精度和質量，以及地理信息系統(tǒng)產品的開發(fā)；地理信息系統(tǒng)為測繪科學成果的有效集成提供了良好的解決方案。由于專業(yè)特色的限制，GIS專業(yè)在前期的理論基礎學習中開設關于計算機和地理學的課程，如數據庫系統(tǒng)概論、計算機圖形學、自然地理學、人文地理學等課程，這些課程的開設為接下來的GIS原理及其應用的學習奠定了理論基礎。計算機學提供了GIS學習的軟、硬件知識；地理學作為GIS的理論依托，為GIS提供引導空間分析的方法和觀點。而在測繪工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，《 GIS原理及其應用》課程開設缺乏一定的前期理論支撐，這使得測繪專業(yè)的《GIS原理及其應用》的教學內容與教學方法并不適合沿用GIS專業(yè)所采用的教學內容和方法，要根據測繪專業(yè)的特點調整其教學內容和教學方法，以便更適應于測繪專業(yè)學生的學習和掌握。
2.2教學內容多，實踐課時少
在現行的本科教學培養(yǎng)方案中，明確限制總學時數不超過2500學時，而在測繪專業(yè)基礎課等不被壓縮的前提下，測繪專業(yè)開設GIS課程的學習，其學時安排是48課時，還包含了不少于8課時的實踐課時，而GIS本科專業(yè)學習中，其學時的安排一般為64課時。在課時明顯壓縮的前提下，要想較好地完成《GIS原理及其應用》的教學，必須對現行教學內容、方法和安排做出調整。由于GIS的學習具有較強的理論和實踐相結合的特點，調整后的GIS學習必須保證理論和實踐課時的飽滿，這樣才能保障學生學習的效果。
3、教學改革的措施
3.1側重學科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)
由于地理信息系統(tǒng)的多學科交叉特性，在測繪專業(yè)的GIS教學過程中，側重強調測繪專業(yè)與GIS的交叉性，突出GIS學習與測繪專業(yè)的緊密性，將GIS的學習定位到測繪專業(yè)體系內。在教學過程中，注重講授GIS的基本理論、常用空間方法、應用模型等內容，這些是初次接觸GIS的學生必須了解和掌握的知識；在教學內容的安排上，注重地學理論與工科技術的交叉，培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的能力，使學生遇到問題時能夠以GIS的思維方式進行問題的抽象與表達，并在后續(xù)工作中善于應用所學和所知道的測繪技術、GIS理論進行數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示。這個過程既考察了學生對所學技術的掌握程度，又注重培養(yǎng)了學生運用GIS思維對空間數據集成的應用，使學生能夠更加真實了解測繪與GIS集成在解決實際問題的優(yōu)勢，并在解決問題的過程中對所學理論與方法有更深刻的理解。
GIS作為一個輔助決策工具，教學過程中突出GIS解決問題的思路，同時將涉及到的其他學科知識作為解決問題中的一個環(huán)節(jié)，加強學生自學意識，學會問題的分解與表達，構建適合于地理信息分析和表達的應用模型，以此達到解決問題的目的。
3.2合理安排課程，理論和實踐分層次實現
長期以來，高校普遍存在的一種教學模式就是任課老師講-學生聽，學生處于被動接受的地位，這種傳統(tǒng)的教學模式，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，但其在實踐性較強的學科教學中的不足也顯而易見。首先，學生遇到問題，解決問題的積極性沒有被調動起來；其次，不能將理論知識和實踐操作很好的結合在一起；最后，沒有經過學生思考和實踐過的理論是無法在工作中得到很好應用的?；谶@些問題，首先在課程安排上做出調整，將《GIS原理及其應用》安排在第五學期，在這門課的學習過程中，主要側重基礎理論的學習，如GIS的基本概念、基本構成、基本功能、發(fā)展歷史、數據結構、空間分析方法等。同時對涉及到的測繪專業(yè)知識給予重點提示，加深對測繪專業(yè)基礎知識的掌握，突出GIS多學科交叉的特點。在安排的8課時實驗中通過對Mapinfo9.5的學習，讓學生對GIS解決問題的基本思想有所認識，即通過對現實世界的抽象，到計算機世界的存儲，對數據空間數據結構以及存儲有一個系統(tǒng)的認識。這學期完成學習后，學生對GIS的基本理論知識、常用空間數據結構、以及空間數據獲取與測繪技術的結合已有一個清晰的認識，即達到GIS理論教學目標。 由于學時有限，但又強調GIS實踐應用的重要性，在第六學期安排一門《GIS軟件應用》，以ESRI公司的ArcGIS作為實踐平臺，彌補GIS理論學習中實踐不足的問題，在GIS軟件應用這門課中，所有的實驗以案例的方式提出，要求學生給出應用到的相關理論知識和解決方案，并通過動手實驗達到解決問題的目的。
3.3 鞏固理論知識，多種考核方式相結合
在考核方式上，《GIS 原理及其應用》采用“平時成績（10%）+實驗報告（20%）+期中考試成績（20%）+期末考試成績（50%）”的方式。平時成績主要是通過作業(yè)和課堂表現獲得；實驗報告是對學生動手能力的考察；期中考試主要是在課程中期對學生進行測試，對學生起一個督促作用；期末考試則是對學生理論知識最終掌握情況的檢驗。采用上述考核方式，能較好地反映學生對知識的掌握情況，以及在分析問題、解決問題等方面的能力。
4結論
《GIS原理及其應用》是測繪工程專業(yè)的一門必修基礎課，本課程學習對后續(xù)《GIS軟件應用》的學習及學生今后的就業(yè)和深造影響深遠。本文首先介紹了該課程在測繪工程專業(yè)培養(yǎng)目標中的地位，并分析了現行教學中存在的問題，在此基礎上提出了教學改革的具體措施：1）側重學科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)；2）合理安排課程，理論和實踐分層次實現；3）鞏固理論知識，多種考核方式相結合。以此不斷提高教學水平，及時了解學科發(fā)展動態(tài)，掌握學生對專業(yè)知識的需求，從而及時對教學內容和教學方式進行調整和完善。
參考文獻
[1] 黃杏元，馬勁松.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2] 宋小冬，鈕心毅.地理信息系統(tǒng)實習教程[M].北京：科學出版社，2013.
[3] 周文國，郝延錦.工程測量[M].測繪出版社，2011年9月.
[4] 劉小陽，孫廣通.《工程測量》課程教學改革探索[J].科技信息，2011（11）：480.
[5] 孫廣通，宋萍，劉小陽.《普通測量學》課程教學改革探討[J].科技信息，2013（36）：26.
第8篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
關鍵詞：數據庫建設；地理信息系統(tǒng)；思索
中圖分類號：G250.74 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
伴隨著數字城市的快速運用和發(fā)展，城市地理空間構造和地理信息數據庫的建設也開始逐漸發(fā)展起來。地理信息系統(tǒng)是依靠地理空間數據庫為根基的，從基本的模型為基礎，提供了許多的空間的和動態(tài)的地理信息，更好的為地理探究和地理決策服務的計算機技術系統(tǒng)提供服務，是一種決策支持系統(tǒng)。數字城市就是基于地理信息系統(tǒng)而運用的，為各個單位和行業(yè)提供地理信息參考數據，查看和提取地理信息，運用在各種類型的專題項目當中。。
地理信息系統(tǒng)的構成
地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機軟硬件系統(tǒng)，而是基礎測繪管理工作的重要內容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，地理信息系統(tǒng)主要由計算機硬件及網絡環(huán)境、軟件環(huán)境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
計算機硬件及網絡環(huán)境
地理信息系統(tǒng)將以地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節(jié)點，構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
軟件環(huán)境
應用軟件(數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等)宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統(tǒng)、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分應用軟件自己開發(fā)，但要避免低水平的重復開發(fā)現象。
技術標準體系
系統(tǒng)應具有統(tǒng)一完整的技術體系，如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業(yè)標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統(tǒng)的支撐。
管理體系
嚴格地說，地理信息系統(tǒng)是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統(tǒng)，因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業(yè)管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
二.地理信息數據庫
由于目前地理信息數據庫建設依舊不能完全脫離現有關系型數據庫，故本文結合關系型數據庫Oracle，探討了利用地理信息應用軟件ArcGIS與Oracle之間的中問件ArcSDE進行地理信息數據庫的建設的方法，以便為行業(yè)的發(fā)展提供參考。
1.地理信息數據庫數據組成
地理信息數據庫的建設包括國家、省區(qū)和市縣級，它由地理數據、管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境組成，當然數據是核心，有5個基本分庫為大地測量數據庫、數字線劃圖數據庫、數字正射影像數據庫、數字高程模型數據庫和數字柵格地圖數據庫;管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境是數據的存儲、管理和運行維護的軟硬件和網絡條件。
地理信息數據庫的組成，主要包括以下幾種：
1)大地測量數據.
這里大地測量數據包括市級GPSD、E級點和一二級控制點成果。
2)4D產品數據
4D包括數字線劃圖數據、數字正射影像數據、數字高程模型數據、數字柵格地圖數據。
3)其它數據
主要有地形地籍數據、地名數據和元數據等。將上述的數據準備好以后，就可以進入系統(tǒng)進行初始數據采集與系統(tǒng)建庫。對于地形地籍數據，可以采用武漢大學開發(fā)的數字測圖軟件SCZT采集外業(yè)數據，經過檢查合格轉換成南方CASS數據，再經過檢查合格后轉出.shp數據，導入CMS地籍入庫管理軟件進行屬性填寫、拓撲檢查修改，進行數據入庫管理得到的城市地形地籍數據。
2.ArcSDE中間件的應用
本次試驗通過ArcSDE進行存儲數據到關系型數據庫，并進行管理。它是ESRI公司提供的一個基于關系型數據庫基礎上的地理數據庫服務器，可以提供空間和非空間數據進行高效率操作的數據庫服務，符合地理信息數據庫建設的要求，所以選用它作為中間件。
3.數據庫的建設方案
3.1軟件配置
本次試驗基于Oraclel0g、ArcSDE、ArcGIS。先安裝Oracle，創(chuàng)建數據庫sdeorcl;安裝ArcGIS，安裝ArcSDE，postinstallation安裝設置連接數據庫，連接測試數據庫sdeorcl，見圖2。
3.2數據庫的組成與分級
1)組成
地理信息數據是地理信息數據庫的核心，如前文所述，按類型分為大地測量數據、數字線劃圖數據、數字正射影像數據、數字高程模型數據和數字柵格地圖數據5個分庫，分庫又可以根據比例尺和分辨率的變化細分為子庫，子庫又可以根據要素分成若干層。
2)分級
針對本次試驗考慮，市縣級地理信息庫的數據尺度包括1：500，1：1000和1：2000。
3.3數據庫數據圖層結構設計
取地籍調查數據為例，根據相關標準，通過SDE建立數據集土地權屬“TDQS”，對照數據庫結構設計，建立要素地類宗地一ZD、宗地注記一ZDZJ、界址線一JZX、界址線注記一JZXZJ、界址點一JZD、界址點注記一JZDZJ、房屋一Fw、房屋注記一FWZJ層。其中，宗地一ZD層根據宗地屬性結構描述表設置表結構，見表2。
3.4數據的導入
依據外業(yè)測量，內業(yè)處理得出數據，例宗地層，通過ArcSDE導入。根據表結構設計，編輯sde@ZGB02.sde下SDE.TDQS要素集的要素圖層SDE.ZD的數據結構，使之與設計相符。并通過對照數據結構，一一對應設計和數據源的數據結構，導人數據，確認數據導入成功。
結束語：
為了能夠使得地理信息數據庫建設更加豐富，在接下來的成果數據查看、大量數據的入庫經管、每一種比例尺數據的管理、數據的定時更新、數據庫的移植上進行深入的探索，這樣方便能夠為同行業(yè)的地理信息提供更完善的服務。
第9篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文
關鍵詞： 行動導向 GIS技術應用 課程標準
傳統(tǒng)教學模式按照教材編排順序教學，不利于高職學生掌握基本知識和技能，而且理論與實際應用難以結合。而行動導向課程教學模式將抽象的理論知識融于具體學習情境中，通過完成學習項目中的各個任務提高學生知識和技能。本文以國土資源調查專業(yè)《GIS技術應用》課程為例進行行動導向課程標準建設與開發(fā)。
《GIS技術應用》是國土資源調查專業(yè)的核心課程。通過對數據庫原理與應用、測繪CAD和數字地籍測量的學習，為數字圖像處理和攝影測量與遙感等后續(xù)課程奠定基礎。
通過本課程學習，要求學生掌握地理信息系統(tǒng)基本知識，能熟練使用MAPGIS軟件對數字、文字、地圖、遙感圖像、航片、GPS實時數據等多源地學數據進行有效采集、編輯成圖、一體化管理、綜合空間分析和可視化表示。
1.課程目標
1.1課程總目標
GIS技術是一門實踐很強的課程，著重對學生測繪核心能力“測、算、繪”中“繪”能力的培養(yǎng)，在學習中專業(yè)理論以“必須、夠用”為度，注重實際操作能力培養(yǎng)。通過本課程學習，應掌握地理信息系統(tǒng)基本原理和方法，具備利用MAPGIS 軟件進行數據采集和處理的能力，具備編輯成圖能力和數據入庫能力，具備空間數據和屬性數據一體化管理能力，能進行綜合空間分析和數據可視化表示；同時養(yǎng)成認真、耐心、細致等良好職業(yè)道德；培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展能力，為專業(yè)培養(yǎng)目標提供重要支撐作用。
1.2課程的具體目標
1.2.1知識目標
通過對MAPGIS地理信息系統(tǒng)主要功能的講授，使學生認識地理信息系統(tǒng)的基本概念和原理，對已獲得的地理信息數據熟練采集、繪制成圖、建立數據庫和屬性庫，并對其進行綜合分析與統(tǒng)一管理，給出最終決策。
1.2.2技能目標
能根據相關規(guī)范熟練掌握和應用地理信息系統(tǒng)軟件實時對地理數據進行有效采集、編輯成圖、一體化管理、綜合空間分析和可視化表示。
1.2.3態(tài)度目標
具有勤于思考的習慣和樂觀的生活態(tài)度，具有積極主動精神；具有合作精神和管理協(xié)調能力，善于溝通，豁達、誠信、團結、樂于助人；有求真務實、一絲不茍的工作精神。
1.2.4拓展能力目標
自學能力、獲取信息的能力、思考能力、分析與解決問題的能力和創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力。
2.課程內容組織及安排
2.1課程內容組織
本課程以“強化能力、重在應用”為指導思想，以崗位技能需求為目標，以任務驅動確定教學內容，統(tǒng)籌考慮增加實踐教學學時，培養(yǎng)學生工程實踐能力。
2.1.1遵循學生職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，按照工作崗位需求和工作過程和任務，整合、序化教學內容，積極探索“教、學、做”一體化課程教學體系。
2.1.2課程大部分內容在校內實訓中心完成，教師通過采取演示法、任務驅動法、案例分析法等教學方法，調動學生主動學習積極性，培養(yǎng)學生動手能力、溝通能力、評判性思維能力等。
2.2課程安排
基于行動導向的教學理念將本課程分為五個項目，總上課課時88課時。分別是GIS基本概念分析與軟件平臺認識（10課時）、GIS數據采集（24課時）、GIS數據分析（18課時）、GIS數據入庫（12課時）、地形圖制作（24課時）等（見下表）。
3.課程實施建議
3.1教學方法建議
行動導向教學理念“項目引領，任務驅動”教學方法。在校企合作平臺之上，充分利用系部數字化機房、GIS制圖實訓室，融入生產項目，教師在分配任務時“做中教”，學生分組完成任務時“做中學”。最終培養(yǎng)學生GIS數據管理與分析、綜合制圖等能力及團隊協(xié)作、吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新、求真務實等職業(yè)素養(yǎng)。
3.2學習方法的建議
演示法，利用模型掛圖演示，教學生識圖辨圖；實習法，學生動手操作；模擬法，將項目過程引進教學；情境法，野外現場情境教學，如野外GPS數據的采集等。
3.3教材選用或編寫建議
本課程選用高職高專規(guī)劃教材，學校出版的GIS實訓指導教材，并配合使用MAPGIS地理信息系統(tǒng)軟件操作說明，配合使用手機的實訓數據資料，緊跟行業(yè)發(fā)展，與學院特色貼近。
3.4基本教學設施要求
為滿足本課程教學實施必須配備各種不同數據源，更新GIS軟件、多媒體教室、機房和網絡資源。
3.5課程資源的開發(fā)與利用建議
已經申請院級優(yōu)質資源共享課程。課程基本資源包括：課程介紹、課程標準或教學大綱、教學團隊、教學日歷、教案或演示文稿、重點難點指導、作業(yè)試卷、參考資源目錄、學習指南。課程拓展資源包括：案例庫、專題講座庫、素材資源庫、試卷庫、課程教學、教學互動、教學錄像等。
3.6師資條件建議
本課程團隊均為研究生以上學歷，大都為雙師型教師，技術職稱包括教授、高級工程師、講師，均有多年生產一線工作經驗，雙師型教師占80%以上。
4.課程考核要求
4.1課程考核基本要求
構建以能力考核為中心，以過程考核為基礎的考核評價體系。由企業(yè)和課程團隊共同制定考核標準，以工作崗位能力為考核依據，每個子項目均要求學生提交成果，根據學生在學習過程中每個子項目的知識和技能掌握情況及完成質量綜合考慮總成績。
4.2課程考核方式
課程考核方式：平時上課到課情況、回答問題情況及完成任務情況，占30%；期末上機考試，主要考核學生的綜合制圖能力，占40%；期末試卷考試，主要考核學生對基本概念、基本知識的掌握與理解，占30%。
參考文獻：
[1]蔡永超.“項目引導、任務驅動”教學法在《電工基礎》課中的開發(fā)[J].職業(yè)技術，2010，1：142.
[2]吳仕榮，梅瑩.淺談“項目引領、任務驅動”教學模式在中職計算機網絡技術專業(yè)中的應用[J].科學咨詢（科技.管理），2014，12：9-2.94.
[3]王麗敏，，計小輩，朱良.《模具設計與制造》行動導向課程設計與實踐[J].邢臺職業(yè)技術學院學報，2012-6-29（3）.
[4]肖清華，晏涵，鄭平.“項目引領、任務驅動”《構造地質分析》課程標準的開發(fā)[J].亞太教育，2016.
[5]徐國慶.職業(yè)教育項目課程開發(fā)指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.
