地理信息系統導論精選(九篇)

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第1篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞：地理信息系統；經濟；產業(yè)

中圖分類號：F207 文獻標識碼：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2012.11.02 文章編號：1672-3309（2012）11-05-02

地理信息系統（GIS）是一種用于追蹤事件、活動和事物本身以及它們發(fā)生或存在的位置的一種專用系統[1]。它是在計算機硬件、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的空間信息系統。由于人類活動在一定的空間范圍內，社會活動也發(fā)生在一定的空間范圍內，因此，以處理、分析和描述地理信息為主要特征的地理信息系統就與人類的生活密切聯系在一起[2]。

一、地理信息系統是為社會服務的工具，其產生和發(fā)展與社會、經濟活動是分不開的

地理信息系統最早是與國土資源管理相結合而出現的，在20世紀60年代，加拿大聯邦政府和各省級政府為了確定國土資源的數量和存在形式，對土地潛力進行評價，對全國的土地進行了普查，對土地面積的精確量測工作促進了第一個地理信息系統的產生[3]。到20世紀60年代末，美國人口統計署設計了一個用于人口普查的工具，而這項技術又促進了70年代末哈佛大學計算機制圖與空間分析實驗室對滿足上述應用的GIS的開發(fā)。而現代GIS的迅速發(fā)展是在20世紀80年代初期，當時計算機硬件價格下降，能夠滿足大規(guī)模軟件的生產和應用開發(fā)，計算機的高性能能夠為GIS功能的實現提供支持。

二、地理信息系統產業(yè)推動區(qū)域經濟發(fā)展

地理信息系統具有科技含量高、增長潛力大、資源消耗少、環(huán)境污染少、吸納就業(yè)能力強、產業(yè)關聯度高等優(yōu)勢，發(fā)展地理信息系統產業(yè)既有利于數字國土、數字城市等領域的信息化建設，助力其他產業(yè)發(fā)展，也有利于進一步優(yōu)化產業(yè)結構，加快經濟發(fā)展方式轉變，實現地區(qū)經濟可持續(xù)發(fā)展。

在土地管理方面，比如長春市國土資源局的三維地籍管理系統，實現了對城市土地和地上建筑物立體化、多角度、多比例尺的全數字化可視管理；在立足于國土管理的基礎上，又提供了路徑漫游、光照分析和基礎地理信息查詢等公共服務功能，為城市規(guī)劃、房產管理、交通管理、公共安全等領域提供共享服務，一舉實現了土地經濟效益、社會效益和生態(tài)效益的三重保障[4]。

在森林管理方面，地理信息系統以森林資源數據為基礎，結合森林管理的需求，實現森林綜合數據查看、統計、查詢、人員管理、林班管理、濕地管理、野生動物及病蟲害管理功能，并可對各類數據進行添加、修改等維護操作，大大提高森林資源管理的效率，為地區(qū)森林資源儲備、開發(fā)進行有益的指導。

在市場分析方面，地理信息系統依托人口分布位置和人口流動規(guī)律，以專業(yè)方法進行分析，可以對潛在的客戶群體進行預測，對有價值的商業(yè)位置進行預測。美國在線公司（AOL）推出過一項基于網上地理信息系統的城市潛在市場預測服務，成功地帶動了所在城市的商業(yè)投資與商圈的發(fā)展。許多投資商正是通過在網上的地理信息系統平臺所提供的信息，對有商業(yè)價值的潛在商業(yè)點進行投資，進而獲得巨大的收益。

三、區(qū)域經濟發(fā)展帶動地理信息系統產業(yè)發(fā)展

近年，各地相繼開展建設“數字城市”，從一定程度上反映出各地經濟發(fā)展收益開始向地理信息系統產業(yè)傾斜，促進產業(yè)向技術含量更高、更加具有發(fā)展?jié)摿Φ臄底殖鞘心酥林腔鄢鞘邪l(fā)展。國家測繪地理信息局支持下的天地圖項目，致力于打造一個基礎地理信息系統公共服務平臺，為各行業(yè)部門提供地理信息服務，各地相繼開展天地圖項目建設，打造本地的天地圖地理信息服務平臺，這一平臺的出現，也是經濟發(fā)展對行業(yè)發(fā)展的有效例證。在數字城市建設上，測繪地理信息部門在全國300多個地級城市主導開展了數字城市建設，其中150個城市建成使用，成果已在60多個領域得到廣泛應用[5]，有力地促進了城市運行管理的科學化、精細化、協同化，為推動數字城市向智慧城市發(fā)展創(chuàng)造了最直接和強有力的條件。在數字城市建設中，測繪地理信息部門建立了城市地理空間基礎框架，其中包括現代化測繪基準建設、基礎地理信息數據庫建設、地理信息數據獲取系統建設、地理信息公共服務平臺建設、政策法規(guī)標準體系建設、技術支撐體系建設、組織機構和運行體系建設等。地理信息產業(yè)在區(qū)域經濟的帶動下，逐漸向科學化、規(guī)范化發(fā)展，也變得更加有活力。

結語

地理信息系統產業(yè)與區(qū)域經濟的發(fā)展存在著辯證統一的關系。一方面，地理信息系統產業(yè)的自身優(yōu)勢對區(qū)域經濟的發(fā)展有巨大的推動作用，另一方面，區(qū)域經濟的收益又會促進地理信息系統產業(yè)的完善和發(fā)展?？v觀這一規(guī)律，相信在未來的區(qū)域經濟發(fā)展上，地理信息產業(yè)將不僅是測繪地理信息領域的市場主體，而且也成為測繪地理信息科技創(chuàng)新的主體。為經濟可持續(xù)發(fā)展、轉變經濟發(fā)展方式，發(fā)揮了不可替代的作用。借助先進技術，地理信息系統產業(yè)將成為高新技術產業(yè)、戰(zhàn)略性新興產業(yè)和現代服務業(yè)的融合點，成為推動區(qū)域經濟增長的主要力量。

參考文獻：

[1] 隆里（美）等著.地理信息系統與科學（第2版） [M].機械工業(yè)出版社， 2007.

[2] 陳健飛、張筱林譯.地理信息系統導論[M].科學出版社，2010.

[3] 譚澤瓊.Web GIS綜述[J].今日湖北（下旬刊），2011，（07）.

第2篇：地理信息系統導論范文

【關鍵詞】 地理信息技術；GIS；上機實驗；高校教學

引言

1998年1月31日，美國副總統戈爾在美國加利福尼亞科學中心發(fā)表了題為《數字地球：二十一世紀認識地球的方式 （The Digital Earth：Understanding Our Planet in the 21st Century）》的講演，提出了“數字地球”（Digital Earth）的概念。戈爾在講演中指出：我們需要一個“數字地球”，一個可以嵌入海量地理數據的、多分辨率的、真實地球的三維表示［1］。戈爾關于“數字地球”的這些觀點引起了科技界的高度重視與響應。21世紀已進入數字化時代，谷歌地球（Google Earth）、數字城市、電子政府等詞匯與理念開始深入人心。2004年8月，地理信息技術與生物技術、納米技術被美國勞工部并列為三大最具前景的新興產業(yè)［2］。我國在這個世紀初以來，也注重地理信息技術專業(yè)人才的培養(yǎng)，各種地理信息技術相關的優(yōu)秀教材也不斷出現［2-4］。

筆者從2008年開始給本科生和研究生講授地理信息技術課程。其中本科生課《地理信息技術與數字地球》為跨專業(yè)全校性選修課，研究生則為全英文教學的海洋事務碩士生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》。從選修學生的專業(yè)背景知識來看，文理工兼具，層次也參差不齊。如何讓不同專業(yè)的學生能理解地理信息技術相關專業(yè)知識，課堂上機實驗的設計對于這兩門實用性很強的課程尤其重要。本文主要以這兩門與地理信息技術相關的課程為例，圍繞課程上機實驗的設計與探索，談些體會，以饗讀者。

1 知識背景與課程定位

據統計，地球上有超過80%的數據與空間相關，而地理信息技術是空間數據數字化的核心技術之一，是將地球上各種資源信息可視化表達、存貯、分析以方便人類生活、生產的重要技術支撐。地理信息技術是一種強有力的空間信息獲取、管理和分析的工具［5］。這里談及的地理信息技術主要為3“S”，即：地理信息系統（ GIS，Geographical Information System）、遙感（RS，Remote Sensing）、全球定位系統（ GPS，Global Positioning System）。其中，GIS 是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析和顯示，并采用模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)信息，為地理研究和決策服務而建立起來的計算機技術系統［6］。RS 與GPS 是兩種重要的空間信息采集工具，是GIS重要的數據源。

由以上可知，地理信息技術是與計算機、地理學等學科相關性很強的一門實用型技術，并與我們的日常生活息息相關，如：利用GPS導航定位、利用谷歌或百度上的電子地圖進行相關空間查詢等。事實上，地理信息技術的應用領域已不再僅僅是地理學，已被應用于衛(wèi)生、交通、林業(yè)、房地產、旅游、農業(yè)等各行各業(yè)中 ［7-8］。世界最大的GIS軟件公司環(huán)境系統研究所Environmental Systems Research Institute（ESRI）的創(chuàng)建者、總裁Jack Dangermond說過，GIS的應用僅受限于使用者的想象力。也因為這樣，從2008年開課以來，學生選修這門課的積極性較高，不論他們的專業(yè)背景是歷史、音樂、哲學、英語、或是化學、生物、建筑、機械自動化與計算機等。表1列出了2010－2011年開設的本科生全校性選修課和海洋事務碩士生選修課兩門課的選課學生的專業(yè)及人數構成情況。

表1 選課學生專業(yè)及人數構成

由表1可見，兩門選修課，無論是本科生還是研究生的課程，選課學生的專業(yè)背景五花八門，這給教學與上機實驗帶來了一定的挑戰(zhàn)。但無論是全校性本科生選修課，或是全英文授課研究生選修課，本課程的定位都是一致的，即結合自身的課題研究成果，如GIS在流域與海岸帶管理中的應用等，介紹地理信息技術的基本功能及其應用，讓學生了解地理信息技術、數字 地球與人類生產生活緊密相關，并初步掌握地理信息技術常用軟件的基本操作。

2 課程設計與上機實驗教學方案

圍繞上述課程開設的定位，進行了課程的整體安排與上機實驗教學的設計。表2為全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》課程的整體設計。由表2可見，涉及到GIS、RS軟件實際操作與課程作業(yè)的第4、7和8講，占整個課程課時（36課時）的近60%（22課時），這是出于該課程實用性較強，需有足夠時間保證上機的考慮。

表2 全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》之課程設計

基于同樣的思路，開展了海洋事務研究生選修課的課程設計，詳見表3。由表3可見，有關ArcGIS軟件學習的時間占用了20個學時，并進一步設計了兩個有關GIS軟件的課程實踐（作業(yè)），目的是保證學生有充分的時間上機練習及完成課程作業(yè)。

表3 海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》之課程設計

在保證讓學生在課堂上有時間能自己動手操作軟件的前提下，基于課程的定位，為了讓學生掌握一些基本的軟件功能，進一步設計一些能使不同專業(yè)背景的學生都能感興趣的上機內容。表4進一步給出了本科生選修課《地理信息技術與數字地球》第4講（表3）的上機實驗設計。需要強調的是，本科生教學所涉及到的GIS軟件為MapInfo和ArcView兩個較易上手，界面友好同時對機房的硬件要求不高的桌面式GIS軟件，主要的參考教材是《地理信息系統導論》（第一版）［3］。

表4 《地理信息技術與數字地球》之第4講上機實驗設計

通過上機操作，學生基本上掌握了空間數據采集（數字化）與編輯、屬性數據輸入與管理以及專題地圖制作等基本的GIS軟件操作，從課程難度上也較適合于這些跨專業(yè)（文理工兼具）的本科生。

對于海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》，表3所列的第2－10講“ArcGIS軟件學習”的上機內容進一步展開如表5所示。需要說明的是，由于是研究生課程及上機條件的改善，學習的GIS軟件為ArcGIS，主要的教材是《地理信息系統導論》（第三版）［2］。該教材有中文導讀，其它內容包括上機說明都是英文，是現有較適合作為GIS英文教學的教材。在實際授課中，針對每一講，采用“概念與原理介紹”與“上機實踐”兩部分相結合的形式，有效地保證了學生的上機時間。

表5 《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》第2－10講之上機實驗模式設計

由表5可見，盡量課時有限，但基于研究生具有一定的自學能力的考慮，通過這樣的上機實驗設計，學生較為系統地掌握了GIS軟件的基本功能如空間數據采集、編輯、制圖、簡單的緩沖區(qū)分析、空間疊置等空間分析，并學到了一些高級的空

間分析，如地形分析、水文分析等以及GIS模擬。

3 期末課程作業(yè)設計與課程教學效果評估

對于這兩門實踐性較強的選修課，如果在期末用閉卷考的形式，僅是要求學生掌握地理信息技術相關的原理、概念，則有悖于課程的定位。取而代之的是，通過結合實際情況的開放式課程作業(yè)的設計，來考核學生對課程掌握的情況，從學生提交的作品來評估教學效果。

對于全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》，通過2個期末作業(yè)來評估學生課程的表現。課程作業(yè)1是“數字化廈門大學本部地圖”。通過采集身邊的空間數據并進行制圖表達，讓學生進一步掌握MapInfo的空間數據采集，屬性數據錄入，數據編輯以及制圖等基本操作。學生較好地完成了作業(yè)，并建立了不同的空間圖層，如道路、林地、建筑用地、湖泊、草地等圖層（見圖1A）。課程作業(yè)2是專題地圖制作“中國人口分布圖”，通過該作業(yè)，評估學生應用ArcView進行專題地圖制作的能力。圖1是這兩個課程作業(yè)的學生作品。

圖1 本科生課程作業(yè)（A-作業(yè)1；B-作業(yè)2）

由圖1可見，學生基本掌握了對周邊地理事物進行數字化與制圖表達的能力。通過這樣的開放式的課程作業(yè)設計，聯系身邊的地理現象，讓學生學以致用（如廈大校園地圖制作），極大地激發(fā)了他們學習這門課程的自主性和積極性。

對于海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》，同樣采用課程作業(yè)來評估學生對課程的掌握情況。作業(yè)1是有關創(chuàng)建GIS數據庫及地理制圖。其中的制圖包括普通地圖與專題地制作。通過開放式分組（按學生所在國家）作業(yè)的完成，讓學生掌握從網上獲取各種相關空間數據的數據采集方式，并進一步編輯與地理制圖。作業(yè)2是利用GIS的空間分析功能并與模型結合估算流域尺度的水土流失量并表達其空間分異性（基于課題研究成果）。該作業(yè)涉及到表5中的第6、7、8、10講的內容，可讓學生進一步鞏固相關知識并通過GIS項目練習對GIS的空間分析與地理表達有進一步的認識。圖2和圖3分別是來自美國與喀麥隆的兩位學生完成的兩個作品。

圖2 研究生課程作業(yè)1之學生作品

圖3 研究生課程作業(yè)2之學生作品

從圖2－3可以看出，學生較好地掌握了地理信息技術的相關知識與軟件技能。值得強調的是，圖2作業(yè)是本科專業(yè)是生物學的美國學生自己從網上下載相關空間數據圖層，包括行政邊界、河流、道路、人口等并完成制圖的，來自韓國、喀麥隆等地的學生也完成了他們各自國家專題地圖制作，篇幅所限，這里無法一一列出他們的作品。顯然，通過這樣的課程作業(yè)設計會使他們產生能用所學的東西制作自己國家地圖的自豪感和成就感，學以致用。課后來自不同國家、學習層次不同的學生的普遍反映是該課程的實用性強，能學到一些“超出預期”的東西。

4 教學心得與體會

通過三年多的跨專業(yè)本科生、研究生地理信息技術相關課程的教學實踐與探索，總結如下教學心得與體會：

4.1 聯系實際并明確“學以致用”的課程定位。通過課題研究的成果展示并聯系身邊有關空間數據的事例，讓學生了解地理信息技術是解決研究問題并與日常生活緊密相關的常用工具，有效地減少了跨專業(yè)學生對這個從未曾接觸的軟件工具的陌生感。進一步地從實用性的角度進行課程、上機實驗設和課程作業(yè)設計，讓學生掌握地理信息技術常用軟件的基本操作。

4.2 “概念與原理介紹”與“上機實踐”兩部分相結合的授課形式對于地理信息技術這種實用型技術的教學是有效的。有關地理信息技術的原理與概念介紹很晦澀難懂，在簡要地對重點概念與原理介紹之后，通過給學生有具體操作步驟的上機練習，完成特定任務，在課堂上有成就感，這很重要。課程設計上要保證學生有較多的上機時間。

4.3 課程評估宜采用開放式的課程作業(yè)的形式，讓學生提交作品，而非閉卷考試。通過進一步的上機操作、復習相關內容并完成作品，可以進一步鞏固學生對這一實用型技術的基本功能的掌握。

參考文獻

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［2］ Chang K S著，陳健飛譯. 地理信息系統導論（第三版）. 科學出版社，2006

［3］ Chang K S著，陳健飛譯. 地理信息系統導論（第一版）. 科學出版社，2003

［4］ 湯國安，楊昕. ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程. 科學出版社，2006.

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［6］ 黃杏元，馬勁松，湯勤. 地理信息系統概論. 北京：高等教育出版社，2001

第3篇：地理信息系統導論范文

畢國棟（1990-），男，漢族，山東菏澤人，鄭州大學，水利與環(huán)境學院10級，水利水電工程

摘要：地理信息系統自20世紀60年代起步以來，至今已有了相當大的成就。并且隨著計算機技術的發(fā)展，地理信息系統正在呈社會化應用趨向，已成為科研、生產、生活、學習不可或缺的技術。本文介紹了地理信息系統的概念，并對其發(fā)展概況及其在部分領域（以城市和水利為例）的應用現狀進行論述。

關鍵詞：地理信息系統 發(fā)展概況 應用現狀

一、 概念

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）通常泛指用于獲取、存儲、查詢、綜合、處理、分析、顯示和應用地理空間數據及其與之相關信息的計算機系統。它把空間的邏輯思維延伸到了形象思維。[1]目前，人們對于GIS的理解逐漸加深，內涵也在不斷的豐富，從不同的角度看有不同的側重點。

1、從技術角度看。GIS是依靠計算機軟件和硬件的支持，管理、分析和顯示空間數據的技術系統。

2、從學科角度看。GIS是一門新興的交叉學科，它依賴于測繪學、地理學、統計學等基礎性學科，又取決于計算機硬件與軟件技術、遙感技術、航空航天技術和人工智能與專家系統技術的科研進步與成就。

3、從用途角度看。GIS是一個工具箱，其中包含有一套用于采集、存儲、管理、處理、分析和顯示地理數據的計算機軟件工具。[2-3]

二、 發(fā)展概況

我國地理信息系統的起步稍晚，但發(fā)展速度相當快，近三十年我國GIS已取得了很大的成就。大致可分為三個階段：

1、起步階段。20世紀70年代初期，我國開始嘗試將電子計算機應用于測量、制圖和遙感領域中。國家測繪局推出了一系列地形測量和航空攝影成圖，為建立地理信息系統數據庫打下了堅實基礎。在1976年陳述彭教授在國內一次會議上首次提及“地理信息系統”概念。1978年，ESRI總裁杰克受陳述彭教授邀請訪華，贈予中國科學院相關的GIS軟件和源代碼，并聯合開展GIS研究和人才培養(yǎng)。

2、試驗階段。進入80年代，在大力發(fā)展遙感應用的同時，GIS也進入了試驗階段。1980年中國科學院遙感應用研究所第五研究室的成立，標志著我國第一個從事GIS研究應用的專門機構建立。我國將數據規(guī)范和標準、空間數據庫建設、數據處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等作為典型試驗中主要的研究內容。在專題實驗和實際應用方面，探索地理信息系統的設計和應用，包括人口、經濟、資源和環(huán)境等。

3、全面發(fā)展階段。80年代末到90年代以來，隨著社會主義市場經濟的發(fā)展，我國的GIS走上了全面發(fā)展階段。由于沿海經濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展、土地的使用和外資的引進，GIS的應用就顯得迫在眉睫，從而有力地促進了地理信息系統的發(fā)展。后來GIS研究作為政府行為，正式列入國家科技攻關項目，此后GIS的理論研究和應用建設便有條不紊的開始進行。GIS技術在技術研究、成果應用、人才培養(yǎng)、軟件開發(fā)等方面進展十分迅速。大量的資金和人才投入也促進了GIS的全面發(fā)展。[4]

三、應用現狀

GIS的應用非常廣泛，已經應用于各行各業(yè)，形成了諸如資源與環(huán)境GIS，國土管理GIS，工商經營管理GIS，城市規(guī)劃GIS，農林牧副漁GIS，工礦生產管理GIS，災害監(jiān)測與防治GIS，及各部門辦公GIS等；其應用也滲透到人們的日常生活中，如掌上電腦PDA-GIS，電子地圖等。下面以GIS在城市和水利方面的應用進行介紹。

1、在城市規(guī)劃中的應用

1）概述

城市規(guī)劃數字化工程，也可以理解為“數字城市規(guī)劃”，城市規(guī)劃信息系統是由眾多規(guī)劃管理子系統構建成，該系統利用計算機技術對城市規(guī)劃信息進行獲取、處理、存儲、管理、分析及輔助決策。

2）基本信息

一般情況下該系統主要包括10個子系統，分別為總體和分區(qū)規(guī)劃系統、城市控制性詳細規(guī)劃系統、城市修建性詳細規(guī)劃系統、道路規(guī)劃系統、地下管線信息系統、規(guī)劃管理辦公自動化系統、輔助設計系統、城市規(guī)劃網上咨詢信息系統、即時通信&OA系統以及專項規(guī)劃管理系統。

每個城市規(guī)劃信息系統，其功能全面、完備，能夠高效、系統地服務于城市規(guī)劃管理工作的各個層次，其主要功能為：地形管理、規(guī)劃設計、城市規(guī)劃信息管理、規(guī)劃審批、網絡和系統管理等。[5]

3）現狀及問題

隨著經濟的高速發(fā)展，城市規(guī)劃面臨的挑戰(zhàn)也日趨嚴峻。在當今的城市中，城市空間信息已成為寶貴的資源。據不完全統計，我國已建立一定規(guī)模的城市GIS的城市及地區(qū)有：深圳、廈門、?？?、北京、天津、上海、北海、沙市、常州、洛陽、大亞灣經濟技術開發(fā)區(qū)等。

城市地理信息系統在預測城市空間擴張時，不僅要預測其擴張的量而且要考慮到在空間上的格局變化；到目前為止，大部分的城市管理系統是基于數據、過程驅動型的，即以數據為中心，利用現已存在的技術去模擬人工信息的處理過程，實現人工過程的自動化。[6]城市策略優(yōu)化仍然處于起步階段，真正的智能化還需要進一步的努力才可以實現。

2、 在水利行業(yè)的應用

1）概述

水利地理信息系統主要是利用GIS和RS實現水利信息化，將GIS技術應用于水利工程建設和管理中的開發(fā)、應用中。

2）主要信息

GIS在水利行業(yè)的應用又可以分為在以下幾方面的應用：防洪減災、水資源管理、水環(huán)境和水土保持以及水利水電工程建設和管理。

a.在防洪減災方面應用的主要作用是防汛決策支持和信息管理、災情評估及災后重建、洪澇災害風險分析與區(qū)劃，另外還可以具體應用于城市防洪。

b.水資源管理方面主要是數據管理和動態(tài)加載、基本信息查詢、時空統計、可視化表達信息及其水資源管理模式區(qū)劃等功能。

c.在水環(huán)境和水土保持方面的應用中主要功能為數據管理、水質參數的雙向查詢、統計某流域各等級水質的河段長、水質水量模擬與預測、污染排放管理與控制等等。

d.在水利水電工程建設和管理方面的主要功能為三維可視化顯示及貫穿飛行模擬、位置或線路的優(yōu)化、空間信息的疊加與分析、影響區(qū)的確定及開挖量剖面分析等。

3）現狀及前景

我國水資源短缺，而且分布極不均勻。同時由于社會經濟在高速發(fā)展的過程中忽視環(huán)境保護，因此同時出現了資源性缺水和水質性缺水。面對如此嚴峻的形勢，水資源的管理工作就顯得十分重要，而GIS恰能很好的滿足它的要求，所以水利地理信息系統的應用越來越廣泛，占據的地位也越來越重要。據不完全統計，已有很多城市開始應用水利GIS，主要有：沂沐泗流域、三峽庫區(qū)的區(qū)域、上海市、北京市、柳州市、江西省、黑龍江省、廣東省、山西省等部分城市。水利地理信息系統仍有很大的發(fā)展空間，例如可以將遙感更多的應用于水利GIS，或是將系統設計的更智能化。（作者單位：鄭州大學水利與環(huán)境學院）

參考文獻：

[1]張成才，水利地理信息系統，武漢大學出版社，2006，1，2-6.

[2]康玲，地理信息系統原理與應用，中國水利水電出版社，2009，2.

[3]朱選，劉素霞，地理信息系統原理與技術，華東師范大學出版社，2006，4.

[4]劉明皓，地理信息系統導論，重慶大學出版社，2010，15.

第4篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞：GIS；空間數據；系統應用

Abstract: the article discusses the geographic information system (GIS) function, characteristics and development, exploring the application of GIS in the urban construction and the development direction.

Keywords: GIS; The spatial data; System application

中圖分類號：G623.45文獻標識碼：A 文章編號：

測繪技術

0.引言

GIS（Geographic Information System），地理信息系統，是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發(fā)展而發(fā)展起來的一個新興技術，是采集、儲存、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的計算機系統。它的獨特之處就在于能夠把地理位置和相關屬性信息有機地結合起來，其操作對象是空間數據，在計算機軟硬件支持下，它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息，并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理結果。隨著GIS技術在國民經濟建設各領域、各部門的應用日益普及和深入，GIS的潛在價值正在不斷地發(fā)現和挖掘。GIS系統作為國民經濟重要基礎設施之一的重要性和不可替代性正在被廣泛認識和接受。GIS正在逐漸成為各種各樣基于IT的信息系統和應用系統的公共平臺。GIS需要發(fā)揮的已不僅僅是其傳統同時也是最基本的作為空間查詢檢索和專題制圖輔助工具的那些功能和作用，更重要地，GIS正在逐步成為一種與我們的工作、學習、生產和生活密不可分的重要因素。

1.地理信息系統在國內的研究應用。

雖然目前地理信息系統軟件很多，但對它的研究應用，歸納概括起來與兩種情況。一是利用GIS系統來處理用戶的數據；二是在GIS基礎上，利用它的開發(fā)功能進行二次開發(fā)，成為用戶的專用的地理信息系統軟件。目前已成功地應用到了包括資源管理、自動制圖、設施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領域。近年來，隨著我國經濟建設的迅速發(fā)展，加速了地理信息系統的應用進程，在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農業(yè)、制圖等領域發(fā)揮了重要作用，取得了良好的經濟效益和社會效益。

1.1 GIS的技術特點

GIS的數據輸入是將現有資料按照統一的參考坐標系統、統一的編碼輸入到數據庫中的過程。常規(guī)做法有地圖上手扶跟蹤數字化、圖形掃描等，目前GIS的輸入越來越多地借助非地圖形式，如利用RS（遙感技術）數據和GPS（全球定位系統）數據作為數據源；GIS的數據處理重要包括數據編輯、數據綜合、數據變換等，最終形成具有拓撲關系的空間數據庫。GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據，大多數GIS系統采用了分層技術，即根據地圖的某些特征，把它們分成若干圖層分別儲存，重要可以根據需要選定不同的圖層疊加以形成各種專題地圖。

在空間分析和統計方面GIS幫助確定地理要素之間新的關系，為用戶提供一個解決各類專門問題的工具。GIS的空間分析分為兩大類：矢量數據空間分析和柵格數據空間分析。矢量數據空間分析包括：空間數據查詢和屬性數據分析、緩沖區(qū)分析、網絡分析等。柵格空間數據分析包括：記錄分析、疊加分析、統計分析。

1.2 GIS系統與其它系統的區(qū)別

GIS有別于DBMS（數據庫管理系統）。GIS具有以某種選定的方式對空間數據進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數據管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢，沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DMBS。

GIS有別于MIS（管理信息系統）。GIS要對圖形數據庫和屬性數據庫共同管理、分析和應用。MIS則只有屬性數據庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文字形式管理，圖形要素不能分解、查詢，沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

GIS有別于地圖數據庫。地圖數據庫僅僅是將數字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數據庫和屬性數據進行深層次的空間分析和提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數據源。

GIS有別于CAD系統。二者雖然都有參考系統，都能描述圖形，但CAD系統只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。

2.GIS對城市發(fā)展的影響

2.1 GIS在城市建設的應用

空間規(guī)劃是GIS的一個重要應用領域，城市規(guī)劃和管理是其中主要內容。利用GIS技術可進行城市規(guī)劃的輔助設計、工程選址等工作，也可進行城市管理的規(guī)劃控制、輔助決策等工作。在大規(guī)模城市基礎設施建設中，根據區(qū)域地理環(huán)境特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內選擇最佳位置，充分體現了GIS的空間分析能力。

2.2 GIS在城市規(guī)劃中的作用

在GIS中，由于所獲取的地圖數據詳盡、可靠、準確，大大提高了城市規(guī)劃的科學性。同時，計算機的高速運算和具有極強的邏輯判斷功能，可在短時間內提供多方案比選，增加了規(guī)劃設計方案的合理性。而且，計算機可以自動地生成各種規(guī)劃用圖、表格和報告，利用數據庫又易于刪補、更新，因而還可以實現城市規(guī)劃的動態(tài)監(jiān)控和動態(tài)設計。通過對GIS的研究和使用，充分發(fā)揮數字地圖在城市規(guī)劃設計中的作用，使信息的獲取和使用臻于統一，促進城市規(guī)劃工作。

2.3對城市GIS的展望

隨著城市信息化進程的快速發(fā)展，城市GIS將會在政府宏觀決策、城市建設的各個領域中發(fā)揮出越來越重要的作用，城市GIS發(fā)展將面臨許多方面的挑戰(zhàn)。城市地理信息系統建立后，有條件進行小范圍的局部更新，要堅持通過竣工驗收的方式，進行竣工測量，保證地理信息數據的質量和觀勢性。同時，充分利用信息科學、計算機技術和網絡技術，不斷完善城市地信息處理數據系統，加強城市地理信息服務系統功能的開發(fā)和城市地理信息網絡交換系統的建設，從而實現地理信息的快速獲取與更新、智能化處理和一體化管理、網絡化生產管理與分發(fā)服務，相信城市GIS必將迎來一個迅速發(fā)展的嶄新階段。

3.結束語

地理信息系統是一個非常全面而又非常基礎的應用系統，優(yōu)秀的地信息系統可為許多專業(yè)領域提供基礎的信息情況，并通過多種計算機技術進行分析及輔助覺得，本套系統中實用功能按照人們日常生活、工作、出行的需求進行設計，以人們的最熟知的操作習慣入手，可為公眾提供更多更全面的服務。GIS的發(fā)展速度和規(guī)?？涨?。它正在與GPS（全球定位系統）、RS（遙感系統）、DPS（數字攝影測量系統）、ES（專家系統）和多媒體技術進一步融合，擴展其功能。一旦更全面地解決了數字地圖信息的自動采集問題，加強了空間技術的研究，將空間數據庫與方法庫、知識庫聯接起來，GIS又將向集成化、智能化方向發(fā)展。將有力地推動城市規(guī)劃管理的嚴格性，決策的科學性和設計的高效率。

參考文獻：

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[6]郭倫等.地理信息系統統一原理、方法與應用.北京:科學出版社,2001.

第5篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞：地理信息系統精確定位應用

中圖分類號： C931.6 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著現代測繪技術的飛速發(fā)展，測繪在經濟社會發(fā)展和人們的生活越來越密切，與我們的生活息息相關。例如，神舟六號的發(fā)射、回收，需要測繪的支持；國家“十二五”要制定各類和區(qū)域地域、空間有關系的規(guī)劃，需要測繪保障；在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流等地質、氣象的重大災害的應急救災和災后重建，需要測繪先行；各類大型工程的建設，需要測繪貫穿其中；老百姓要出去旅游、出行、探險，需要測繪的服務。因此，現代測繪技術和我們經濟社會發(fā)展，和老百姓的生活密切相關。

1.現代測繪技術簡介

測繪技術起源于社會的生產需求，有著悠久的歷史，并隨社會的進步而發(fā)展?，F代測繪就是以計算機技術、光電技術、網絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎，以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心，將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位子信息。

當前，我國測繪地理信息事業(yè)正處于轉型發(fā)展的重要時期?！笆濉睖y繪地理信息發(fā)展的總體戰(zhàn)略是“構建數字中國、監(jiān)測地理國情，發(fā)展壯大產業(yè)、建設測繪強國”。它要求積極促進地理信息應用社會化，大力發(fā)展衛(wèi)星導航、位置服務、現代測繪裝備制造、網上地圖服務以及經營性測繪等產業(yè)，測繪的應用更為廣泛。

2.測繪技術在精確定位與導航的應用

人們進入了使用電子地圖時代，隨著汽車技術的不斷進步，車載導航系統作為高附加值的電子產品在汽車里所占的比重越來越高。同時，互聯網基礎設施的完善，智能手機的普及，電子地圖、手機導航的需求量和使用量也越來越大，生活中，人們利用電子地圖尋找美食、店鋪等。測繪技術正逐漸滲透到我們生活的各個層面，為我們生活的便利、豐富添彩。

GPS即為全球定位系統，是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年全面建成的利用導航衛(wèi)星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。各種類型的GPS接收機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測。GPS已遍及國民經濟各種部門，并開始深入人們的日常生活。

由中國自主研制和建立的用于導航和定位的北斗衛(wèi)星導航系統，與美國GPS、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統并稱全球四大衛(wèi)星導航系統。目前，北斗衛(wèi)星導航系統開始正式向中國及周邊地區(qū)提供連續(xù)的導航定位和授時服務。

3.現代測繪技術在農業(yè)信息化方面的應用

進入21世紀后，測繪新技術應用到農業(yè)生產中，農業(yè)信息化成為了農業(yè)發(fā)展的重要標志，許多發(fā)達國家的信息農業(yè)已經進入了新的階段，出現了數字農業(yè)、智能農業(yè)、精細農業(yè)等來稱謂以信息為基礎的農業(yè)。農業(yè)信息化系統通過GIS與GPS、RS以及INTERNET的集成，實現農業(yè)相關資源信息的搜集、監(jiān)測和分析。我國的農業(yè)信息化工作起步較晚，自20世紀80年代以來，開展了數據庫與信息管理系統、遙感、地理信息系統等技術應用于農業(yè)，已取得一些階段性成就。當前，加強農業(yè)信息化建設是農業(yè)現代化建設的重中之重。

目前在農業(yè)生產實踐中應用較多的是地理信息系統技術（GIS），利用GIS技術建立農田土地管理、自然條件、作物產量的空間分布等的空間數據庫；對作物苗情、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。再利用GPS技術對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術（RS）技術獲取農田小區(qū)內作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；GPS、RS、GIS技術及自動化控制技術為支撐的精確農業(yè)將促進現代農業(yè)的發(fā)展。它能夠收集土地利用現狀、植被分布、農作物的生長情況、農作物的災情分布、土壤肥力等多種信息，將信息技術與農藝、農機有機地結合起來，最大限度地優(yōu)化各項農業(yè)資源與生產要素的合理分配，獲取高產量和最大經濟效益，同時又能有效地保護生態(tài)環(huán)境和農業(yè)自然資源，有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.現代測繪技術在綜合防災減災中的應用

現代測繪新技術實現了對災害過程的實時監(jiān)測，為各級領導、各級部門的指揮調度、快速響應、聯合行動提供著可靠依據。災害嚴重地威脅著人類的生存與發(fā)展。防災減災是一項系統工程，災害的監(jiān)測、預報、評估、恢復、管理等每一個過程都與地理空間信息密切相關，地理空間信息分析和處理已經成為防災減災的重要手段。尤其目前將“3S”（即是地理信息系統GIS、遙感RS、和全球定位系統GPS）集成使用，可以更好的預測預報災害，并為相關部門提供實時的決策參考。

例如，應用GPS技術可監(jiān)測活斷層的現今活動狀態(tài)和構造應力場狀態(tài)，利用測出的地殼變形資料等可對地震活動進行預測，也是對地震活動、地震危險性評價的依據；RS可進行對活斷層

遙感技術（RS）能對大江、大河和湖水水位進行及時監(jiān)測， RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。遙感技術還可調查地下水資源狀況，監(jiān)測水污染。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續(xù)的、精密的監(jiān)測?，F代測繪技術提供了連續(xù)、實時的安全運行監(jiān)控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，應用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設計工作，為開發(fā)利用水資源提供科學依據。目前，我國許多地方和部門建立了眾多的災情預報系統，它們將在防災、抗災、救災中發(fā)揮重大作用，為我們的生命和財產安全提供保障。

5.現代測繪技術推進數字城市建設

“十二五”期間，將在全國全面推進數字化城市建設，力爭完成全部333個地級市和部分有條件的縣級市的數字城市建設。

建設地理信息數字城市，所涉及到的幾乎所有的管理和運營對象都與地理空間位置有關。地理信息系統（GIS）是重要的基礎，它管理城市基礎地形數據、城市部件數據等空間數據，以及基于空間數據的分析和處理。城市管理本身也從單純的管理、執(zhí)法，向管理、執(zhí)法與服務相結合過渡。借助GIS這個平臺，城市管理能為市民提供更好的城市基礎功能和公共空間服務，使全體市民都能夠公平合理地分享。

結束語

測繪是社會發(fā)展的助推器，為城市經濟社會發(fā)展和信息化建設提供了有力支撐，為促進科學發(fā)展、構建和諧社會將作出更大的貢獻。

參考文獻

[1]廖克等. 地球信息科學導論[M]. 北京：科學出版社，2007.

第6篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞:地理信息系統;實驗;原則

地理信息系統原理課程有較強的理論性和技術性，其理論抽象，技術復雜，難以理解，不便掌握，成為課程教學的難點。因此通過科學的實驗項目與內容設計，讓理論與實踐結合，是不二之選，而實驗設計的原則與方法則是首先要考慮的。

1課程性質

地理信息系統學科是融地理科學、計算機、遙感和地圖學于一體的邊緣學科，是“用于回答地理學問題的藝術、科學、工程和技術”的統稱[1]。它首先是一個信息系統，只是數據管理的難度高于一般系統；它既是一門多學科交叉學科，還是一門技術性很強的學科，雖外觀表現為計算機軟硬件，內涵卻是數據的流動；兼具工具、資源和學科三大屬性，它有以空間操作和分析專業(yè)提供空間問題答案的工具屬性，以整合多源數據與資源體現資源性，而學科屬性則是指其相對獨特的研究對象和技術體系，并正在逐步地發(fā)展為關于地理空間信息處理的專門技術、服務和科學等。地理信息系統原理課程是地理信息科學、測繪科學與技術、遙感科學與技術及相關專業(yè)的入門課程，也是學生的第一門專業(yè)主干核心課程，擔負學科導論的作用。故課程具有理論性、技術性、實踐性、綜合性、先導性，它是確定教學目標、教學內容和教學方式的前提。

2實驗教學要求

2.1總體教學目標

作為入門基礎課程，旨在通過本課程的學習，讓學生樹立正確的空間認知觀，了解數據采集規(guī)范，掌握數據輸入、處理技術，熟悉基本空間分析和建模分析方法，明確GIS技術與專業(yè)應用的結合手段，提高解決實際問題的能力，學會平臺軟件的使用。具體教學內容可劃分為基本理論、系統技術和應用方法三大模塊?；纠碚摪ɑ靖拍?、信息傳播理論、空間定位基礎、空間分析理論及學科發(fā)展等，技術系統涵蓋系統配置、數據結構、輸入輸出系統、空間數據管理、用戶界面和支撐軟件操作等，應用方法涉及專題分析模型、系統設計、各類技術手段及實際問題與技術的結合方法等，它們以知識的邏輯結構，形成相對固定的教學順序。而伴隨著地理信息科學的推廣，將有更多創(chuàng)新的理論、思路、技術和實用模型被充實進來。課程教學目標可分為了解、理解、掌握三個層次，而課程學習中需深入理解和掌握的內容較多。概念多而嚴密，須加以深刻理解，并區(qū)分與日常生活和相關學科概念的內涵異同；其理論是學科的支撐，是地理信息科學的基石，恰恰是陌生的；技術系統———功能實現，雜亂、抽象、技術性強；應用方法，缺少思路，難以捉摸，難與具體決策結合；即使于了解層面，也需了然于胸，否則影響后續(xù)教學。既要求宏觀體系的把握，又要細節(jié)的理會。綜上所述，本課程教學具有任務重、類型多樣、涉獵面廣、知識點豐富、知識體系龐雜等特點，構成大一統的內容體系。教學過程表現出內容“虛”，理解難，基礎內容多，要求學生基礎全面、學習能力強，成為了教學的難點?；庖陨蠁栴}，常輔以閱讀材料、使用相關教學法和實驗等手段。

2.2實驗設置問題

有學者通過社會需求、教與學三個方面的分析，對理工科的教學方法進行研究，提出引導高校理工科學生“應用創(chuàng)新”的授課方法和手段，從而將教學落實到“實處”，成為有影響的教改思想。也有學者提出立體化教學方法、問題教學法等，皆為多手段并用，讓學生充分參與，親自動手。而隨著地理信息科學的出現，有研究者提出針對地理信息科學方法論的教學機制，建立了地理信息本體論、科學方法、技術方法及創(chuàng)新機制與策略的教學體系，同樣強調創(chuàng)新。前述方法中最突出的要求就是理論與實踐結合。在教學過程中設立課程實驗，這已是通行的方法。實驗所用軟件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它們雖有所差異，但都是成熟的支撐平臺，均能滿足課程需要。但現有實驗存在針對軟件功能而設置的問題[2-3]，如設立初識軟件、數字化、數據庫管理、數據操作、空間分析、制圖等實驗，重心是軟件操作和功能實現，其實是一種驗證實驗，雖然對理解教學內容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，與理論教學和知識體系結合不緊密，并非針對課程，無法達到以實驗鞏固、化解知識的目標，突顯教學目標和實驗設計的矛盾。因此實驗設置的目標就必須針對課程內容、教學目標和實驗存在的問題展開，以此探討設計原則。

3實驗設計的原則

3.1一般原則

這是所有實驗設置必須遵守的共同原則。首先是科學可行性原則。原理、方法、材料和結果要滿足科學性，符合客觀規(guī)律，不違背基本知識、基本原理，邏輯正確。做到實驗目的明確、原理正確、手段恰當。其次是對照性原則。通過對照實驗的設計消除無關變量影響，必須嚴格控制，要平衡和消除無關變量對實驗結果的影響。再次是可重復性原則。實驗都必須能夠重復，這是可靠性的標志，也就是在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗，避免偶然性，提高試驗可靠程度，要求控制實驗條件、實驗變量下重復實驗，消除無關條件的干擾。還有就是最經濟原則。不論什么實驗，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資源的使用及時間的損耗上，可用產出和投入的比值來衡量，不可超越所擁有的實驗條件。此外還有隨機性原則。即研究樣本可以從總體中任意抽取[4]。而平衡原則、彈性原則也是需要遵循的。

3.2專有原則

除通用原則外，結合課程特點還應該有需要遵守的專門原則。理論性原則。這是針對課程全新晦澀的理論和易混的概念，要求實驗服務于理論，實驗結論落實于理論、原理，而非別處，以實驗加深對理論的理解。操作性原則。服務于技術操作功能，突出系統的基本功能和應用功能，便于學生對知識體系的把握。應用性原則。服務于應用，與方法結合，鍛煉學生解決實際問題的能力。融合性原則。基于邊緣交叉的學科性質，適當擴充，顧及其他，讓學生擴大知識面。總之要服務于教學目標。實驗內容設置應包含訓練、綜合、分析和驗證多類別。具體的實驗設計涉及實驗目的、實驗內容、方案設計等，宜展開后續(xù)研究。

4總結

第7篇：地理信息系統導論范文

【關鍵詞】教學改革 理論教學 實踐教學

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）1-0072-02

1 引言

南京郵電大學的地理信息系統專業(yè)強化地理、測繪、遙感等傳統的地學領域"本色"教育，并凸現地理信息系統與移動通信技術、信息處理技術融合的"特色"教學[1]。近年來經過不斷的教學實踐，初步建立了相對完善的課程體系。但在具體的課程教學活動中，我們也發(fā)現在"專業(yè)特色課程"教學活動中存在一些亟待解決的問題[2]，具體表現為：課程內容重點不突出、課程內容的理論高度需進一步提高，以及缺乏集成課程整體內容的綜合性實驗等問題。為此，我們選取"移動GIS原理與系統開發(fā)"，這門地理信息系統"專業(yè)特色課程"中的課程為研究對象，開展特色課程的教學內容及方法的改革示范研究。

2 研究目標與思路

2.1研究目標

改革的目標是通過對"移動GIS原理與系統開發(fā)"課程的教學內容及方法的改革與研究，建立"移動GIS原理與系統開發(fā)"新的課程教學內容體系，以滿足地理信息系統專業(yè)特色課程建設，培養(yǎng)高素質、復合型人才的需求。

2.2研究思路

（1） 調研"移動GIS原理與系統開發(fā)"課程中關鍵技術方法涉及的相關基礎課程與專業(yè)課程，并通過分析總結與凝練，對本課程先修課程的教學內容提出具體要求。（2） 對"移動GIS原理與系統開發(fā)"課程中關鍵技術內容進行理論凝練總結，去除冗余的公式推導，重點講述基本原理與方法。（3） 設計集成"移動GIS原理與系統開發(fā)"課程整體內容的綜合性實驗環(huán)節(jié)，增強實驗的立體層次性，以培養(yǎng)學生開展實驗過程中的創(chuàng)新意識。（4） 修訂課程教學計劃、教學大綱，編制課程教材。

3 研究成果

具體的研究成果主要包括三個方面：課程教學內容，實踐教學內容以及開發(fā)的實驗教學系統。

3.1課程教學內容

基本的課程教學內容及知識模塊如下：

1.移動GIS導論（2學時）

1.1產生與發(fā)展

1.2基本定義

1.3體系結構

2.移動計算技術（2學時）

2.1體系結構

2.2計算環(huán)境

2.3計算模式

2.4技術體系

3.移動定位技術（2學時）

3.1基于移動終端的定位

3.2基于網絡的定位

3.3混合定位

3.4定位方案的選擇

4.移動互聯網（2學時）

4.1概述

4.2網絡通信技術

4.3應用模式

5.嵌入式技術（6學時）

5.1基本概念

5.2系統的組成

5.3應用領域與發(fā)展趨勢

5.4Windows CE操作系統嵌入式系統定制

5.5Microsoft Visual Studio 2005的Windows CE智能設備開發(fā)

6.ArcGIS MobileSDK開發(fā)基礎（6學時）

6.1 SDK安裝與部署

6.2開發(fā)環(huán)境

6.3系統架構

6.4A工作流程

7ArcGIS MobileSDK的組件模型與開發(fā)方法（28學時）

7.1地圖控件模型

7.2移動服務組件模型

7.3目錄服務組件模型

7.4地圖行為組件模型

7.6幾何對象模型

7.7GPS組件模型

7.8控件參考系組件模型

3.2實驗教學內容

形成了更加完整的課程實踐教學內容，具體如表1所示。

3.3實驗教學系統

系統硬件采用功能強大且費用較低的LEGO MINDSTORMS NXT機器人套件，開發(fā)軟件采用Eclipse4.3，系統界面如圖1所示。該實驗教學系統主要包括三部分功能：（1）初步信息處理。首先，利用2D-laser激光掃描探測240°范圍內二維平面，得到車體與地標之間距離。然后，利用超聲波傳感器探測車體行進過程中遇到的障礙物，并使車體能及時采取避讓、停止等措施。（2）行進路徑的規(guī)劃。具體包括定位和路線計算。（3）車體實際運動。NXT根據運動指令控制馬達運行，并最終使車體安全行駛到目標終點。

4 結論及評價

本文圍繞著培養(yǎng)本色凝重、特色鮮明的專業(yè)人才的目標選取本專業(yè)的特色課程："移動GIS原理與系統開發(fā)"為研究對象，開展特色課程的教學內容及方法的改革示范研究，通過建立"移動GIS原理與系統開發(fā)"新的教學內容體系，為進一步完善"本色凝重、特色鮮明"的課程體系，培養(yǎng)高素質專業(yè)人才做出貢獻。本研究成果不僅可滿足我校地理信息系統專業(yè)開展"移動GIS原理與系統開發(fā)"特色、創(chuàng)新實驗實踐教學的需要，還可為本專業(yè)以及我校其他相關專業(yè)的課程建設提供一定的借鑒意義。

參考文獻：

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第8篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞：水利信息化，遙感技術，全球定位系統，地理信息系統

 

0 背景

3S技術是遙感技術(Remote sensing，簡稱RS)、地理信息系統(Geographic InformationSystem，簡稱GIS)和全球定位系統(Global PositioningSystem，簡稱GPS)的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術，是現代社會持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術手段，是地學研究走向定量化的科學方法之一，也是水利信息數字化的關鍵技術之一。

水利建設及管理是一個信息密集型行業(yè)，一方面，水利部門要向社會提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水質和水量信息、水資源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部門也離不開相關行業(yè)的信息支持，如氣象信息、地理環(huán)境信息、社會經濟信息等。當今世界信息技術的飛速發(fā)展對水利信息的采集、傳輸、處理、共享方式等都提出了更高的要求，傳統的信息采集技術在時間、空間、采集頻度和精度方面與水利建設各項工作的整體需求已不相適應，質和量兩方面也都難以滿足水利信息化的要求，因此，水利建設及管理噩需借助3S技術提升水利建設及管理的效率及效益。

1 GPS技術及其應用

1.1 GPS簡介

GPS（Global Positioning System，全球定位系統）是美國從20 世紀70 年代開始研制，歷時20年，耗資200 億美元于1994年全面建成的具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統。目前，由于GPS 定位技術的不斷改進和軟、硬件的不斷完善，傳統上以測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術正逐步被一次性確定三維坐標的高效率、高精度、低費用、易操作的GPS 技術所代替。同時隨著GPS 接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發(fā)展和美國SA(Selective Availability)技術的解除，GPS技術在水利工程建設、導航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領域都有了更為廣泛的應用。目前水利、鐵路、公路、橋梁及隧道等大型工程控制網的實施均采用了GPS 技術，時至今日，GPS定位技術已經基本上淘汰了用常規(guī)測角、測距手段建立大地控制網的方法，其良好的精度、可觀的經濟效益已為水利建設領域所公認。

1.2 GPS的應用

GPS技術在水利建設中的應用范圍很廣，如GPS可應用于航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段，同時通過加密測試控制點，可應用GPS實時動態(tài)定位技術(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖并用于水利工程的施工放樣。而與GPS導航和RTK技術相比，水利工程建設中應用最多的是GPS靜態(tài)定位技術，GPS靜態(tài)定位技術廣泛應用在精密水利工程測控網布設、城市、礦區(qū)和油田地面沉降監(jiān)測、水庫大壩變形監(jiān)測、同層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等方面，可實現各種水利工程設施的實時監(jiān)測和控制。隨著我國A、B 級GPS 控制網的建立，水利部門基于這些GPS控制網提供的高精度平面和高程三維基準進行水利工程建設，將大大提高水利水電工程設計和施工質量。

2 GIS技術及其應用

2.1 GIS簡介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系統)是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環(huán)境科學和管理科學等學科為一體的新興邊緣學科。從20 世紀60 年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺，成為地學空間信息分析的基本手段與工具。GIS其技術優(yōu)勢不光在于它的集地理數據采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間分析、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業(yè)，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設等領域發(fā)揮越來越重要的作用，基于GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術為專業(yè)信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息以建立各類專業(yè)信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。論文格式。

2.2 GIS的應用

GIS是水利信息存儲、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁雜，既有實時數據又有歷史數據同時還包含環(huán)境數據、經濟數據、矢量數據、柵格數據等等。存儲、管理這么龐雜的數據唯有地理信息系統能夠勝任，同時借助GIS還可進行水利信息的可視化查詢與網上。如在防洪救災的過程中，可利用GIS進行防洪評估、洪澇災害風險分析及城市防洪管理等等。而在水資源的管理方面，可利用GIS進行水資源信息的空間與屬性雙向查詢、歷史數據管理和實時數據的動態(tài)加載、水資源信息的時空統計、多種方式的可視化表達及各類信息的空間分布和動態(tài)變化過程模擬、區(qū)域水資源的空間分析、主要用水戶的分布、區(qū)域水資源管理模式區(qū)劃等等，所有這些應用都為合理利用及管理水資源提供了方便的途徑。當然，GIS在水利建設的其他方面也有著廣泛的作用，如GIS在水環(huán)境及水土保持方面的應用及水利工程建設及管理方面的應用等等。

3 RS技術及其應用

3.1 RS簡介

RS(RemoteSensing，遙感)技術由于其具有大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優(yōu)勢，因而得到了快速的普及及應用，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。目前，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已經利用航空遙感進行城市的綜合調查，并編制地質、水文、植被、交通、污染、土地利用等專題地圖，獲取了大量社會與自然環(huán)境資料，為城市規(guī)劃建設及國土資源開發(fā)利用提供了寶貴的信息資料。隨著遙感數據源向著高光譜分辨率和更高空間分辨率發(fā)展，加之遙感相關處理技術的日益成熟，結合GIS 和GPS，必將使RS 技術在工程等領域應用進一步普及和深化。

3.2 RS的應用

隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率衛(wèi)星數據的日益豐富及普及，RS對水利建設及管理的影響和作用越來越大，目前RS在水利建設及管理方面的應用主要分為以下幾個方面：洪澇災害遙感監(jiān)測、水資源監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、旱情監(jiān)測、水土流失調查、河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查。

3.2.1洪澇災害遙感監(jiān)測

遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監(jiān)測，可實時監(jiān)測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。目前，我國各地、各部門已建成洪澇災情預報系統（如黃河下游洪水預警信息系統），它們將在防災、抗災、救災中發(fā)揮重大作用。

3.2.2水資源監(jiān)測

水資源遙感監(jiān)測方面，在地表水體提取上，20世紀80年代用近紅外遙感圖像比較多，而在近10年來則更多地利用SAR圖像，提取河流、水庫、湖泊等地表水體。遙感結合地理信息系統技術還可以尋找地下水，通過遙感圖像可查明與地貌、巖溶地貌、第四紀地質和新構造有密切聯系的水文地質條件，結合物探結果，可較準確地評價地下水資源。重視遙感資料的地質和水文地質分析是我國用遙感調查裂隙水準確率較高的原因。此外，主動微波遙感對地面有一定的穿透能力，可以發(fā)現地下古河網的蹤跡，尋找地下潛水層。另外，遙感對雪蓋范圍、雪的狀態(tài)以及雪蓋融雪程度的監(jiān)測十分有效。近年來，用SAR對雪蓋厚度的測定有了新進展，從而對雪蓋水當量的估算更加精確。論文格式。對1998年長江大洪水的成功預測與1997年冬和1998年春用遙感手段對青藏高原積雪的監(jiān)測有密不可分的關系。融雪是我國西部地區(qū)水資源的重要組成部分，目前遙感是冰川、融雪水資源調查最為有效的手段。

3.2.3 水環(huán)境監(jiān)測

利用航空紅外掃描圖像可以確定熱電廠排水口外的水體升溫及其空間分布，利用SAR圖像或紅外掃描儀確定海面油污染的范圍和油膜的厚度，利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等，都是在水環(huán)境監(jiān)測領域應用遙感技術的例子。在水質遙感監(jiān)測方面，近幾年來，對構成水的質量的一些要素進行定量監(jiān)測的研究有了一定的進步，這些要素包括渾濁度、總懸移質泥沙含量、PH值、總含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查

遙感技術的優(yōu)勢之一是能夠監(jiān)測動態(tài)變化。幾十年前的遙感影像可以真實、具體、形象地反映當時的下墊面情況。因此在河道、河口等的動態(tài)監(jiān)測中遙感是首選工具，河道與河口的泥沙淤積以及引起的相應河勢變化對防洪、航運等都至關重要。遙感在懸移質泥沙分布和河勢監(jiān)測中的應用也有技術優(yōu)勢。我國利用衛(wèi)星遙感信息監(jiān)測河道變化、預測河道發(fā)展趨勢，并應用到水利規(guī)劃、航道開發(fā)以及防災減災等方面，產生了十分可觀的經濟效益和顯著的社會效益。尤其是近年來，開展了大量的河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積遙感調查工作。

3.2.5 水土流失調查

近年來，隨著現代遙感技術的發(fā)展及其在水土保持領域的應用，定量或定性與定量結合的侵蝕評價在區(qū)域監(jiān)測中得以實現，而地理信息系統技術又為較大范圍的空間分析提供了快速、準確的技術手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數據分析侵蝕因子的屬性、數量值及其空間分布，進而評價侵蝕的類型、程度以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規(guī)律。這就在技術、方法乃至理論上深化了區(qū)域土壤侵蝕監(jiān)測的研究。論文格式。

4 結束語

當前在水利應用方面，3S（GPS、GIS、RS）技術的應用在國內外還處于起步階段，但是已經取得了一定的進展。目前，“3S集成技術”已經在“全國江河洪水調度模擬系統”、“廣西防災減災預警預報系統”、“廣西洪水預警預報系統”、“天津城市防洪信息系統”、“天津引灤入港供水管道系統”及其他應用系統中得到充分應用。不可否認的是，國內GIS技術在水利方面的應用起步相對較早，但大部分只局限于二維的電子地圖，并未形成一定發(fā)展模式，在實際應用中也只起到防汛分析的功能。國外，在防汛方面作了相當大的工作，并為此開發(fā)出相應的GIS 系統以解決科學分析、輔助決策等功能。而GPS、RS在水利中應用則相對較少。

“數字水利”是當今社會發(fā)展的必然趨勢，而“數字水利”離不開3S技術。隨著遙感、衛(wèi)星及雷達等技術和地理信息系統的應用，可提供了多元化的更豐富和更準確的信息，如防汛抗旱信息。衛(wèi)星和雷達信息的引進不僅彌補了地面觀測信息的不足，而且提高了信息的準確度和可靠性。GIS 的應用，推進了“數字化流域”，從而使流域的規(guī)劃、開發(fā)、管理全面實現信息數字化，而GPS技術在水利的監(jiān)測應用方面可提供精確、可靠、及時的信息。因此3S技術是“數字水利”的重要技術基礎。

參考文獻：

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[6] 佟祥明. 3S 集成技術在“數字水利“中的應用[J]. 廣西水利水電，2005，(03)

第9篇：地理信息系統導論范文

關鍵詞：工程測繪；檔案管理系統設計；數字化系統設計應用

一、測繪數字化的含義

測繪數字化隨著計算機、地面測量儀器、數字化測圖軟件的應用而迅速發(fā)展起來的全新內容，廣泛用于測繪生產和水利水電工程。數字化測圖技術將逐步取代人工模擬測圖，成為地形測圖的主流。數字測圖技術的發(fā)展極大的促進了測繪行業(yè)的自動化和現代化進程，使測量的成果不僅有繪在紙上的地形圖，還方便傳輸、處理、共享的基礎電子數字信息。數字化測圖是以計算機為核心，在外接輸入輸出設備硬件、軟件的條件下，通過計算機對地形空間數據進行處理得到數字地圖，需要時也可用數控繪圖儀繪制所需的地形圖或各種專題地圖。數字測圖主要由數據輸入、數據處理和數據輸出三部分組成。

二、現代測繪技術

2O世紀9O年代以來，隨著電子技術的迅速發(fā)展及計算機技術的廣泛使用，以GPS定位技術為中心的測繪新科技迅速倔起，為測繪行業(yè)提供了新儀器、新技術和新方法，使測量工程儀器和技術向精密化、自動化、智能化、信息化盼方向發(fā)展。尤其是3s技術的結合與集成。從整體上成為了空間對地觀測的理想手段。使人們可以用各種現代化方法采集、獲取、攝測、存儲、管理、顯示、傳播、應用和更新與地理和空間分布有關的、隨時間變化的數據和信息，并以它們?yōu)榛A構成各種空間信息系統，以便于應用計算機進行資源調查、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、國土整治、環(huán)境保護與監(jiān)測、災害預報與防治、城市規(guī)劃與市政管理、房地產管理與經營等。所謂3S技術是指GPS(Global Positioning System，全球定位系統)、GIS(Geographie Information System，地理信息系統)、RS(RemoteSensing， 遙感)的簡稱。3s技術為科學研究、政府管理、社會生產提供了新一代的觀測手段、描述語言和思維工具。3s的結合應用，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用形成了 一個大腦，兩只眼睛 的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進行相應的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數據中提取有用信息并進行綜合集成，使之成為決策的科學依據。

三、工程測繪數字化的應用―― 以測繪檔案管理系統為例

測繪檔案資料是十分重要的信息資源，是廣大測繪工作者辛勤勞動和智慧的結晶。它與國家的規(guī)劃、建設和管理柯著非常密切的關系，是進行我國現代化建設事業(yè)的重要基礎資源，是國家檔案的重要組成部分，也是國家的寶貴財富，隨著測繪事業(yè)的發(fā)展，測繪檔案的品種和數量與日俱增。測繪檔案信息管理系統由以下幾個子系統組成：光盤檔案信息管理系統、航攝航測檔案管理系統、SMIS地圖制印系統。

(一)光盤檔案信息管理系統

該系統可用于大地測 類、綜合類、科研類等檔案資料的管理。目前該系統主要用于管理大地測j 類的文本檔案資料該系統利用光盤的大容{ 存儲能力和先進的圖形壓縮技術，使文本檔案能以原文圖像方式在計算機中存儲、檢索并提供利用。其硬件由Pc機、掃描儀、可擦寫光盤驅動器、激光打印機等組成。系統提供如下功能：(1)建庫管理；(2)數據錄入；(3)快速掃描；(4)圖像顯示、打??；(5)圖形拼接；(6)檢索查詢；(7)報表打印。具柯如下特點：(1)圖文并茂； (2)檢索迅速，數據準確；(3)使用方便，效果清晰；(4)數據易共享；(5)海填儲存；(6】保護原件，利于保密等。

(二)航攝航測檔案管理系統

1、文本檢索

系統的文本檢索功能建立在多重模糊檢索的基礎之上。根據系統提供的用戶界面，剛‘輸入任意的檢索條件(含各種操作運算符等)迅速、準確地查得所需結果。

2、圖形檢索

圖形檢索建立在數字地理底圖之上。該數字地理底圖包括行政區(qū)劃(可至縣級)、水系、鐵路、公路、大城市等基本地理要素，再疊加航攝、航測數據庫的相關內容，形成專題數字地圖。例如，顯示有國界線、大城市、鐵路部分攝區(qū)航片分布等信息(各種地理信息可視需要自由增減)。可根據任意的地理要素(包括經緯度、各種比例尺圖幅范圍)等，定位檢索出所需的信息，并以不同的顏色在圖中顯示。該數字地圖町自由縮放，以便更好地瀏覽檢索出的各種信息。圖形檢索將GIS技術中圖一庫交互查詢等技術引進到測繪資料檔案管理中。

(--)SMIS地圖制印子系統

SM1S地圖制印子系統用于管理各種地圖檔案資料等，較好地促進了測繪檔案現代化管理進程。該系統具彳r一般數據庫管理系統的所有通用功能。以信息中心的局域網為基礎，建立 測繪檔案信息管理系統 網絡，通過國家主聯網接收、信息，開發(fā)數字測繪檔案管理系統，進一步完善各子系統的功能等將是發(fā)展的方向。

四、結語

測繪是實現社會口J‘持續(xù)發(fā)展的基礎性工具。測繪數據是國家重要的基礎性、戰(zhàn)略性信息資源，測繪工作是經濟社會發(fā)展的重要保障。隨著現代科技的發(fā)展，只 使測繪邁向以信息化測繪體系建設為核心的町持續(xù)發(fā)展道路，逐步形成以數字系統地理空間框架為主體的測繪公共服務體系，全面提高測繪保障能力和服務水平，才能為構建和諧社會、全面建設小康社會提供町靠、適用、及時的測繪保障。

參考文獻：

【l】陳述彭，魯學軍，周成虎．地理信息系統導論【M】．北京：科學出版社，2000