地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵精選(九篇)

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第1篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；地理學(xué)；地位

地理信息系統(tǒng)（GIS），是一種高技術(shù)系統(tǒng)，能夠提供地理研究和預(yù)測、規(guī)劃的服務(wù)，能夠?qū)臻g信息進(jìn)行獲取和處理。雖然地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)僅幾十年的時間，但已經(jīng)取得了迅猛的發(fā)展。本文簡要介紹了地理信息系統(tǒng)，并分析了地理信息系統(tǒng)在地理學(xué)中的地位。

1、地理信息系統(tǒng)

1.1地理信息系統(tǒng)的含義和產(chǎn)生

所謂的地理信息系統(tǒng)又稱為又稱為資源與環(huán)境信息系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)系統(tǒng)、空間信息系統(tǒng)、土地信息系統(tǒng)等，是通過計算機(jī)硬件和軟件的支持，綜合運(yùn)用信息科學(xué)和系統(tǒng)工程理論，對具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析綜合與科學(xué)管理，從而服務(wù)于地理決策、規(guī)劃、預(yù)測和研究等領(lǐng)域的技術(shù)[1]。地理信息系統(tǒng)的基本特征在于其能夠進(jìn)行空間分析，綜合分析多種信息，分析空間實體間的關(guān)系，對區(qū)域內(nèi)的各種過程和現(xiàn)象進(jìn)行處理。地理信息系統(tǒng)尤其擅長對空間信息進(jìn)行處理。

上世紀(jì)六十年代開始萌發(fā)地理信息系統(tǒng)。加拿大學(xué)者R.F.Tomlinson等人使用計算機(jī)統(tǒng)計森林的分類，并取得了成功。加拿大農(nóng)業(yè)部對其進(jìn)行了全面的支持，最終將地理數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研制了出來，并最終命名為加拿大地理信息系統(tǒng)。1968年，地理信息系統(tǒng)正式成為了一個科學(xué)術(shù)語[2]。

對地理信息系統(tǒng)的定義目前尚無定論，各國科學(xué)家眾說紛紜、各持己見。綜合各家的觀點，所有的觀點都認(rèn)為地理信息系統(tǒng)具有空間數(shù)據(jù)的處理能力?？臻g數(shù)據(jù)指的是行星地球表面以及附近被記錄的所有地理現(xiàn)象，其具有明顯的地理位置特征?？臻g數(shù)據(jù)可以用地圖來表示，例如一個公共場所，其作為一個占據(jù)一定空間的地域，具有特有的地理坐標(biāo)，其特性可以通過屬性指標(biāo)反應(yīng)出來。地理信息系統(tǒng)具有空間型的特定性質(zhì)，這是其與其他統(tǒng)計型信息系統(tǒng)的最大區(qū)別。地理信息系統(tǒng)的每個數(shù)據(jù)的編碼的依據(jù)都是地理坐標(biāo)，先對其進(jìn)行明確的定位，再完成定量的屬性和分類。地理信息系統(tǒng)的獨特標(biāo)志就是強(qiáng)調(diào)對空間數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)然，這也是地理信息系統(tǒng)的一個技術(shù)難點[3]。

1.2地理信息系統(tǒng)的組成

根據(jù)美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員（DBMS）會對地理信息系統(tǒng)的分析，地理信息系統(tǒng)的概念框架由五大部分組成，分別為產(chǎn)品顯示和輸出、空間分析和操作、數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生和數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的管理、用戶界面[4]。

地理信息系統(tǒng)的用戶界面的主要功能是地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用版塊、數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用者之間的交流平臺，其軟件功能主要是對系統(tǒng)和用戶之間的關(guān)系進(jìn)行組織和簡化，包括圖形顯示、幫助顯示和菜單等。

數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的管理是一種手段，實現(xiàn)對地理信息系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)控制。與普通數(shù)據(jù)庫（DBMS）相較，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫更為復(fù)雜，具有布爾運(yùn)算、刪除和增加等功能。這就意味著其不僅能夠?qū)ξ淖謹(jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，還能夠?qū)D形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。地理信息系統(tǒng)專家M. F. Goodchild就提出，地理信息系統(tǒng)應(yīng)該能為各種地理要素的查詢提供服務(wù)。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要能夠聯(lián)接起地理實體的變量和屬性與地理坐標(biāo)信息。

要建立地理信息系統(tǒng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫，其基本操作就是輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)本身比較復(fù)雜。地理信息系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于數(shù)據(jù)的輸入、預(yù)處理和采集的費(fèi)用。不僅如此，在輸入數(shù)據(jù)時還要對其進(jìn)行編碼，將變量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之間的聯(lián)接建立起來。

作為空間數(shù)據(jù)處理的重要工具，地理信息系統(tǒng)及其模塊和子系統(tǒng)都要具備各種工具，例如布爾運(yùn)算、拓?fù)浞治?、空間數(shù)據(jù)查詢。自動化制圖、圖像處理系統(tǒng)雖然也具備一定的功能，但卻不如地理信息系統(tǒng)的工具復(fù)雜和全面。地理信息系統(tǒng)的工具箱能力還將受到模糊數(shù)學(xué)、人工智能和地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的影響，不斷走向智能化。

根據(jù)設(shè)計要求，地理信息系統(tǒng)可以將各種文字、圖表和地圖信息提供出來，特別是提供新信息。地理信息系統(tǒng)可以疊加各種要素，例如水資源、土地和人口，并向用戶提供與這些要素相關(guān)的、具有綜合性的新信息。

作為決策支持系統(tǒng)和管理工具，地理信息系統(tǒng)帶動了地理科技的革命，是一種無形的軟技術(shù)。地理信息系統(tǒng)具有旺盛的生命力和廣闊的應(yīng)用前景，其已經(jīng)跳出了單純的技術(shù)范疇，成為了跨越社會科學(xué)和自然科學(xué)的綜合性技術(shù)。其能夠?qū)臻g相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的顯示、模擬、分析、操作、管理和采集，從而滿足復(fù)雜的管理和規(guī)劃需要。

2、地理信息系統(tǒng)在地理學(xué)中的重要地位

地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，使用計算機(jī)技術(shù)對地理問題進(jìn)行處理，屬于地理學(xué)科中的一門邊緣學(xué)科。地理學(xué)是一門復(fù)雜的學(xué)科，對社會有著深遠(yuǎn)的影響，當(dāng)前社會出現(xiàn)的環(huán)境、資源、人口等問題都對地理學(xué)提出了更高的要求?，F(xiàn)代地理學(xué)的一個重要發(fā)展方向就是結(jié)合新技術(shù)，從而產(chǎn)生邊緣性應(yīng)用學(xué)科，例如地理信息技術(shù)和遙感技術(shù)等。現(xiàn)代地理學(xué)可以分為三個分支：技術(shù)地理學(xué)、實驗地理學(xué)和理論地理學(xué)，地理信息系統(tǒng)屬于技術(shù)地理學(xué)。

在地理學(xué)的發(fā)展中，地理信息系統(tǒng)是一次巨大的飛躍，是地理學(xué)中新技術(shù)手段和思想的應(yīng)用，突破了原有的地理學(xué)研究方法。與此同時地理信息系統(tǒng)也離不開地理學(xué)這個理論依托，二者相互依存。如果沒有地理背景或地理學(xué)，計算機(jī)對空間數(shù)據(jù)的處理就毫無意義；如果沒有地理學(xué)模型，地理信息系統(tǒng)也難以建立。

地圖作為一種傳統(tǒng)的空間信息載體，很多因素都會對地圖的地理信息造成限制。首先，通過人工來提取地圖數(shù)據(jù)，在圖形要素的計量和量算方面都存在很大的限制。其次，每一張地圖都只能記載和描述有限的地理信息。人對于地圖信息的記憶能力也是有限的。傳統(tǒng)的圖層疊加具有加大的局限性。地理信息系統(tǒng)與遙感密不可分，包括了空間信息和地理 要素，能夠?qū)⒍?、定性和定位的?shù)據(jù)提供出來。地理信息系統(tǒng)還可以為遙感提供輔助數(shù)據(jù)，對其最高分辨力和信息量進(jìn)行最大程度的利用。從野外考察中獲得的遙感數(shù)據(jù)、原始資料可以與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，使遙感圖像具有更高的解譯和處理精度。而系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的精度和適時性也會對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用起到了支持作用。

地理學(xué)受到了地理信息系統(tǒng)的巨大影響，地理信息系統(tǒng)是一個現(xiàn)代化的地理技術(shù)工具，推動了地理學(xué)的定性描述向定量分析的轉(zhuǎn)變，使地理學(xué)的單系統(tǒng)發(fā)展成為復(fù)雜系統(tǒng)。對于地理學(xué)而言，地理信息系統(tǒng)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，能夠有效的推動地理學(xué)的發(fā)展，提高了信息評價、處理和采集的能力。

結(jié) 語：雖然，地理信息系統(tǒng)只是一種工具和技術(shù)，地理信息系統(tǒng)卻給地理學(xué)帶來了巨大的發(fā)展和變化。當(dāng)前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在未來必然會發(fā)揮更大的作用。與此同時，地理信息系統(tǒng)和空間分析之間還沒有建立起有效的溝通，空間分析技術(shù)的發(fā)展較為滯后，對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計造成了一定的阻礙，這也是未來地理信息系統(tǒng)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 董廷旭. 《地理信息系統(tǒng)》實施素質(zhì)教育的對策研究[J]. 綿陽師范學(xué)院學(xué)報. 2014（02）

第2篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

[關(guān)鍵詞]地理信息技術(shù) 綜合圖解 存儲和顯示 編制 評判

地理信息技術(shù)的內(nèi)涵主要包括三個方面:地理信息系統(tǒng)(GIS )、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS )，三者有機(jī)結(jié)合，即被稱為“3S”。

地理信息技術(shù)是研究地理教學(xué)的一種現(xiàn)代化技術(shù)工具。GIS可以使呆板、靜止的數(shù)據(jù)、圖形變得形象生動，直觀可視；可以使運(yùn)動的場景，變化的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計圖、分析表靈活轉(zhuǎn)換；可以使教育教學(xué)資源得到盤活共享，方便檢索，分析查尋；這一切都便于教師去創(chuàng)設(shè)情景，開展教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣當(dāng)然非常濃厚。地理信息技術(shù)所展示的科技含量高的RS遙感圖片，GIS不同圖層的對比分析，GPS的準(zhǔn)確定位，對學(xué)生來說吸引力也是非常大的。具體探究一下地理信息技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面。

一、用于綜合圖解地理分布現(xiàn)象

地理教學(xué)能力培養(yǎng)的第一個方面就是培養(yǎng)學(xué)生閱讀、填繪、分析地圖的能力，而且地理教學(xué)問題中有關(guān)地理分布的知識隨處可見。以往的教學(xué)手段是運(yùn)用教學(xué)掛圖、課本附圖以及復(fù)合投影片來講授地理分布知識。教學(xué)掛圖在一定程度上可以深化教學(xué)目的，但是在使用上會占用一定的空間，給教師板書帶來不便。復(fù)合投影片的使用較教學(xué)掛圖方式稍方便一些，但教師需要在課前花費(fèi)大量時間制作和維護(hù)投影片。而運(yùn)用地理信息系統(tǒng)制作的針對性非常強(qiáng)的課件，通過計算機(jī)與大屏幕投影來講解，效果就好得多。

用地理信息系統(tǒng)技術(shù)制作的相應(yīng)課件具有以下優(yōu)點：

1.圖形比投影片更準(zhǔn)確，比掛圖更清晰。特別是地圖注記和符號規(guī)范、清晰、易讀。

2.可以復(fù)合疊加呈現(xiàn)，并可以靈活地動態(tài)顯示。既可以像復(fù)合投影片一樣一張張顯示，還可以用幾個圈層分繪組成一張綜合的地理事物的分布圖。

3.易于存儲。計算機(jī)以數(shù)字方式存儲信息，不會損壞。教師能夠節(jié)省出更多時間更好地設(shè)計課堂教學(xué)過程。

4.可以把分布圖與信息數(shù)字結(jié)合起來，給學(xué)生以量的概念。

例如，世界洋流分布與世界四大漁場。洋流可以用紅、藍(lán)兩色分別表示暖流和寒流，并可實現(xiàn)動態(tài)演示。在流動的寒、暖流匯合處形成漁場，同時通過標(biāo)注與其相關(guān)的文字、數(shù)字信息。學(xué)生既可以形象直觀的理解漁場的形成、漁場的位置，又可以獲得豐富的資料。

二、用于地理數(shù)據(jù)的存儲和圖形化顯示

地理教學(xué)中常涉及到很多地理的數(shù)字信息，如世界主要國家小麥產(chǎn)量、世界七大儲油區(qū)的石油產(chǎn)量等。以往采用繪制投影片或掛圖，以柱狀圖、折線圖的方式進(jìn)行表示。使用地理信息系統(tǒng)處理、顯示地理數(shù)據(jù)具備簡便、準(zhǔn)確、多樣化等特點。

1.簡便。減輕教師工作量。無論是制作投影片還是畫板圖都可減輕教師的工作負(fù)擔(dān)。

2.準(zhǔn)確。計算機(jī)處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，顯示圖形標(biāo)準(zhǔn)，給學(xué)生以正確的量的對比。

3.多樣化。不僅可以以柱狀圖、折線圖的方式顯示，還可以以餅狀圖、三維立體圖等多種方式顯示地理數(shù)據(jù)，而且可以實現(xiàn)各種顯示圖的相互轉(zhuǎn)化，使學(xué)生可以更多的掌握地理基本技能。并且地理數(shù)據(jù)可以與地理分布圖相結(jié)合創(chuàng)建相應(yīng)的專題地圖，把單調(diào)、空洞的數(shù)據(jù)空間化。

三、用于示意圖的動態(tài)演示和模擬動畫演示

這一部分功能主要體現(xiàn)在自然地理的教學(xué)中，如地球的運(yùn)動、地球的水循環(huán)、褶皺與斷層、大陸漂移與板塊構(gòu)造、大氣環(huán)流、鋒面與大氣、氣旋與反氣旋等。這些知識反映了空間現(xiàn)象的基本原理，用一般方法和平面靜止圖進(jìn)行教學(xué)對學(xué)生的理解有一定難度。而地理信息系統(tǒng)動態(tài)演示功能則可以實現(xiàn)地理現(xiàn)象的模擬演示，使學(xué)生獲得更形象化的認(rèn)識，起到突破難點的作用。如大氣環(huán)流：三圈環(huán)流的位置、流向、強(qiáng)弱、帶來的天氣等，都可以用地理信息系統(tǒng)的動態(tài)演示功能，形象地為學(xué)生講解。

四、用于課堂練習(xí)題的編制和成績的評判

用地理信息系統(tǒng)將課堂練習(xí)穿插于講課之中，隨講隨練，起到輔助教學(xué)的作用。尤其是一些人機(jī)交互性較強(qiáng)的地理信息系統(tǒng)軟件，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更有很大幫助。用計算機(jī)評判學(xué)習(xí)成績公平、快速，沒有人為因素的干擾。并可根據(jù)成績循序漸進(jìn)安排學(xué)習(xí)，達(dá)到教與學(xué)雙向溝通的目的。

例如，講授中國行政區(qū)劃時，用地理信息系統(tǒng)技術(shù)編制一套練習(xí)，讓學(xué)生隨堂進(jìn)行，檢測課堂教學(xué)效果。讓學(xué)生填注行政區(qū)劃的名稱、簡稱、省會等，起到鞏固課堂教學(xué)的作用。可以增強(qiáng)人機(jī)交互性，還可配以相應(yīng)的畫面、窗口或聲音提示填注是否正確。同時，可以通過計算機(jī)對成績進(jìn)行評判，使教師很快得到反饋。用計算機(jī)配以大屏幕投影設(shè)備可以代替板書。教師備課直接用計算機(jī)進(jìn)行，對教學(xué)中涉及到的知識內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)計、巧妙安排。在課堂上，教師可以根據(jù)需要直接使用，可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)字體、字號、設(shè)置背景圖案、調(diào)節(jié)明暗程度等，以適合學(xué)生具體情況，并可為學(xué)生營造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

五、用于豐富和深化課堂教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生知識面

第3篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的迅速提高,人民對所居住的房子提出了更高的要求,于是“智能建筑”將成為未來城市建筑發(fā)展的主流;另一方面,“智能建筑”以及住宅小區(qū)的“智能化”也是社會信息化的必然趨勢,把當(dāng)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于住宅產(chǎn)業(yè),旨在改善住宅功能,優(yōu)化居住環(huán)境,提高居民的生活質(zhì)量,真正實現(xiàn)建筑行業(yè)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)等技術(shù)的迅速發(fā)展,為“智能建筑”的實現(xiàn)提供了必要的技術(shù)支持,特別是地理信息系統(tǒng)(GIS)的高速發(fā)展和地理信息系統(tǒng)軟件社會化程度的日益提高,提高了智能建筑的系統(tǒng)管理功能。智能小區(qū)是智能建筑基礎(chǔ)上擴(kuò)展和延伸出來的,人們通過對小區(qū)建筑群的四個基本要素(結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理)進(jìn)行優(yōu)化考慮,提供一個高效、舒適、溫馨、便利以及安全的人居環(huán)境。為適應(yīng)我國加快住宅建設(shè)發(fā)展,增強(qiáng)住宅建設(shè)的科技含量的要求,實現(xiàn)真正智能、綠色環(huán)保的要求,需要從開始的設(shè)計規(guī)劃到最后的房屋裝飾都需要地理信息系統(tǒng)這,主要從事地理信息系統(tǒng),計算機(jī)輔助設(shè)計,勘測設(shè)計一體化以及智能交通系統(tǒng)教學(xué)與研究。一強(qiáng)大的工具。

地理信息系統(tǒng),從上世紀(jì)到現(xiàn)在已有四十余年的發(fā)展史,簡稱GIS(GeographInformationSystem),是計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)、地圖學(xué)等多門學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科,是指由計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成的,通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、檢索、操作、分析和建模,生成并輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府各部門行政管理提供新的知識,為工程設(shè)計、規(guī)劃、管理決策等服務(wù)。簡言之,就是把對象的空間屬性與它的空間位置聯(lián)系起來進(jìn)行空間查詢和分析,從而實現(xiàn)資源的有效管理和配置。WebGIS即通常所說的萬維網(wǎng)GIS,是GIS技術(shù)與萬維網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,是Internet或In-tranet的環(huán)境下的一種傳輸、存儲、處理、分析、顯示與應(yīng)用地理空間信息的地理信息系統(tǒng),他使得GIS的各項功能不在局限于單機(jī)和局部的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),而是擴(kuò)展到更加廣闊的范圍。目前智能建筑行業(yè)的專家和技術(shù)人員、研究人員充分認(rèn)識的GIS特別是WebGIS的強(qiáng)大功能,紛紛將GIS應(yīng)用于智能建筑的各個方面,采用GIS新技術(shù)和新方法來研究和管理城市建筑行業(yè)的某一方面已經(jīng)形成共識,如用于辦公自動化、物業(yè)管理、建筑社保自動化管理系統(tǒng)等問題,但是用WebGIS把相關(guān)的功能進(jìn)行整合和集成,形成基于WebGIS的智能建筑管理信息系統(tǒng)卻是一個嶄新的課題。通過網(wǎng)絡(luò)GIS把智能建筑的相關(guān)功能整合在一起將大大提高其管理的效率,降低相關(guān)成本,提高分析模擬能力,具有傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)越性!

2目前研究動態(tài)和存在問題隨著國家對智能建筑的重視,我國的智能建筑行業(yè)取得了很大的發(fā)展,如自從1997年10月國家建設(shè)部頒布了我國智能建筑領(lǐng)域的第一個法規(guī)性文件,即建設(shè)部建設(shè)[1997]290號文《建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計管理暫行規(guī)定》之后,實行了市場準(zhǔn)入制度,出臺了中國《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》國標(biāo),我國智能建筑的發(fā)展已走上規(guī)范有序的軌道。

2.1智能建筑目前的研究動態(tài)智能化是一種擬人化的稱呼,它不是智能化系統(tǒng)的簡單堆砌,也不是意味著生活的“自動化”,更不是最新、最先進(jìn)系統(tǒng)及產(chǎn)品的試驗場。具體地說,“智能化”在住宅小區(qū)中主要是體現(xiàn)在以下三個方面:(1)提供方便、快捷、經(jīng)濟(jì)的信息通信服務(wù):應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù),建立小區(qū)內(nèi)的高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),適應(yīng)信息時代人們多樣化的信息通信需要。(2)創(chuàng)造安全、舒適的居住環(huán)境:應(yīng)用現(xiàn)代安全防范技術(shù),建立小區(qū)必要的安全防范體系,同時綜合應(yīng)用各種現(xiàn)代技術(shù)手段,營造一個安全舒適的“居住”環(huán)境。(3)建立高效、科學(xué)、便利的物業(yè)管理體系:應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和IC卡等技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)化''''智能化的物業(yè)管理系統(tǒng)。

2.2目前智能建筑中存在的問題要真正實現(xiàn)智能建筑以及智能小區(qū)的要求以及符合WTO的規(guī)則和相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn),要真正全面提高我國智能化建筑技術(shù)發(fā)展管理的總體水平,還存在很多問題。(1)小區(qū)“智能建筑”的設(shè)計不科學(xué)“智能建筑”應(yīng)該根據(jù)小區(qū)的特定條件,包括小區(qū)的規(guī)模和檔次、配套設(shè)施、建筑布局、用戶對象和投資情況等因素綜合考慮,從實際出發(fā),適度超前,以實用為目的,選擇適合小區(qū)實際需要的系統(tǒng)和功能,即“量體裁衣”。但目前有些小區(qū)的“智能建筑”整體設(shè)計不科學(xué)。(2)智能建筑的施工不夠規(guī)范“智能建筑”不僅僅是科學(xué)的設(shè)計,規(guī)范的施工同樣重要,規(guī)范的實施包括確定合適的集成商及供貨商,制定分步實施步驟,規(guī)范的施工組織計劃和安裝、調(diào)試、試運(yùn)行、測試、驗收程序等。(3)“智能建筑”的規(guī)范化和智能化管理得不到保證小區(qū)或建筑的智能化不僅應(yīng)當(dāng)是設(shè)計、施工、控制的智能化,更多的應(yīng)當(dāng)是交付使用后長期管理和服務(wù)的智能化。例如,小區(qū)的管道出現(xiàn)破損需要迅速的找到發(fā)生破壞的管道進(jìn)行更換;小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障也應(yīng)當(dāng)迅速的找到發(fā)生故障的區(qū)域等等?？傊?智能建筑是系統(tǒng)工程,從智能化設(shè)計開始,經(jīng)過建筑單位的土建施工、土建施工竣工后電氣化施工、然后是小區(qū)的管道、信息網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)、最后交付使用后小區(qū)的智能化管理和服務(wù)等都是獨立的施工與管理,缺少對系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理是目前“智能建筑”中存在的最大問題。

2.3解決方案針對前面提到目前在智能建筑和智能小區(qū)開發(fā)中存在的問題,我們可以通過開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)智能建筑管理信息系統(tǒng)來有效解決這些問題:其一,地理信息系統(tǒng)通過對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通過建立地理空間數(shù)據(jù)庫來統(tǒng)一管理相關(guān)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù),這樣所有的數(shù)據(jù)都來自規(guī)范的地理空間數(shù)據(jù)庫,使數(shù)據(jù)正確有效,規(guī)范管理;其二,由于相關(guān)的工程圖紙和設(shè)計施工圖紙一般是AutoCAD繪制的設(shè)計圖,這些矢量數(shù)據(jù)可以通過相關(guān)的GIS軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)化成GIS中容易使用的柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù),便于進(jìn)行GIS的相關(guān)運(yùn)算,如:路徑分析、地址匹配、拓?fù)浏B加等等;其三,基于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)開發(fā)的智能建筑管理信息系統(tǒng)使對信息的管理不僅涉及一棟建筑,它可以覆蓋整個小區(qū)甚至可以成為城市管理信息系統(tǒng)的一部分,為城市規(guī)劃、交通規(guī)劃等提供必要的數(shù)據(jù)和信息;其四,基于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)開發(fā)的智能建筑管理信息系統(tǒng)使業(yè)主可以通過客戶端與物業(yè)進(jìn)行信息交換,物業(yè)公司可以通過系統(tǒng)來受理業(yè)主提出的服務(wù)要求,也可以通過系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)及時提供服務(wù)。

2.4實施方案的軟硬件設(shè)施硬件:小區(qū)局域網(wǎng)、配置良好的電腦。軟件:MapInfo、AutoCAD、SQLserver2000、MapX5.0等專業(yè)軟件。操作系統(tǒng):WindowsXP;相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。資料和數(shù)據(jù):建筑相關(guān)工程圖和設(shè)計圖以及其它各類圖紙資料等。現(xiàn)有的硬件配置與軟件條件能基本滿足設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)的需要。

3基于WebGIS開發(fā)的智能建筑管理信息系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)的總體架構(gòu)根據(jù)信息平臺的一般架構(gòu),結(jié)合考慮“智能建筑”的具體要求,一般來說系統(tǒng)可采用三層體系結(jié)構(gòu):(1)客戶端。指的是信息平臺的用戶主體,包括設(shè)計單位、施工單位、物業(yè)公司、業(yè)主以及政府相關(guān)部門等。具體的服務(wù)對象由系統(tǒng)的建設(shè)者決定。(2)應(yīng)用服務(wù)層?；诰W(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)開發(fā)的智能建筑管理信息系統(tǒng)運(yùn)用GIS軟件功能對設(shè)計圖紙進(jìn)行轉(zhuǎn)化,將這些原始數(shù)據(jù)以規(guī)定的格式返回,再通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽取、挖掘和融合等處理來滿足不同時期不同用戶的需求。(3)數(shù)據(jù)管理層。數(shù)據(jù)管理層也即服務(wù)器端,存儲系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),提供平臺與各子系統(tǒng)之間的信息接口。

3.2系統(tǒng)設(shè)計方案通過閱讀各種資料和文獻(xiàn),提出如下設(shè)計方案:基于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的智能建筑管理信息系統(tǒng)是一個應(yīng)用地理信息系統(tǒng),它的開發(fā)是根據(jù)建筑的各種數(shù)據(jù)都和其地理位置具有很大關(guān)系,因此把GIS應(yīng)用于智能建筑是明智之舉,也是必須的。另外,由于智能建筑從開始設(shè)計到土建施工、電氣化施工等涉及很多單位,一個單位也可能涉及好多的建筑工程數(shù)據(jù)和圖紙,同時,這些數(shù)據(jù)經(jīng)過不同單位的使用,數(shù)據(jù)發(fā)生了較大的變化,精度和準(zhǔn)確性都有所降低,因此采用網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)來實現(xiàn)對“智能建筑”相關(guān)元數(shù)據(jù)的管理就是大勢所趨!本系統(tǒng)主要分為如下幾個模塊:(1)智能建筑綜合布線設(shè)計模塊;(2)智能建筑土建設(shè)計、施工、管理模塊;(3)智能建筑的電氣化施工管理模塊;(4)智能建筑的小區(qū)物業(yè)管理模塊;以上模塊充分利用地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的管理功能,分析功能,查詢功能等等,把分散的數(shù)據(jù)組成一個系統(tǒng)將更加方便管理,提高管理的效率。

3.3系統(tǒng)的開發(fā)思路基于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的“智能建筑管理信息系統(tǒng)”采用“從上到下”的設(shè)計,“從下到上”施工的方案進(jìn)行開發(fā),這樣不僅可以更好的貫徹管理部門的目標(biāo)、對象和戰(zhàn)略,確定需要那些功能來保證目標(biāo)的完成,從而劃分相應(yīng)的子系統(tǒng),并進(jìn)行相應(yīng)的分析和設(shè)計;“從上到下”的優(yōu)點是整體性、邏輯性強(qiáng),為了彌補(bǔ)其應(yīng)工作量太大而影響具體細(xì)節(jié)的考慮,因開發(fā)周期拉長影響系統(tǒng)的使用,增加開發(fā)費(fèi)用的不足,采用“從下到上”的開發(fā)路線,可以邊開發(fā)、邊實施、邊見效,這樣更符合“智能建筑”的習(xí)慣和更能提高“智能建筑”效率。

第4篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

一、房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計方案

1.房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)目標(biāo)在城市電子地圖的基礎(chǔ)上，從房地產(chǎn)信息的基本特征入手，探索可行的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，可以將房地產(chǎn)普查信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)對房地產(chǎn)信息的集中統(tǒng)一化管理，在房地產(chǎn)企業(yè)中，房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是企業(yè)實現(xiàn)主動化辦公的重要組成部分。這一系統(tǒng)的建立用于對房地產(chǎn)資料進(jìn)行查詢和檢索，并提供直接查詢、條件查詢、統(tǒng)計分析以及制作各種專題圖等功能，系統(tǒng)可以將查詢結(jié)果以圖、文、表并茂的形式進(jìn)行詳細(xì)展示，使信息更為直觀和清晰。

2.房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺房地產(chǎn)信息可以分為兩類，一類是表示房子的位置、周邊環(huán)境等房地產(chǎn)本身的信息，在這些信息中還包含房地產(chǎn)的空間分布數(shù)據(jù)，另一類是表示房地產(chǎn)的功能、建設(shè)日期等屬性信息。房地產(chǎn)信息具有顯著的空間分布特征，在地理信息系統(tǒng)平臺上構(gòu)建房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)可以更好的對房地產(chǎn)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的描繪，同時可以建立房地產(chǎn)信息之間的空間分布關(guān)系，實現(xiàn)空間分析的功能。地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，是在計算機(jī)硬件、軟件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的技術(shù)系統(tǒng)，其中，動態(tài)更新和空間分析是地理信息系統(tǒng)最為顯著的功能。地理信息會隨著時間發(fā)生變化，利用地理信息系統(tǒng)的動態(tài)更新功能，可以對特殊信息進(jìn)行提取，并實現(xiàn)對信息的及時更新，利用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，可以建立起各種信息之間的空間相關(guān)關(guān)系。在開發(fā)工具方面，MapInfo以其操作簡單，漢化程度高等優(yōu)點在中國得以廣泛使用，構(gòu)建房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)時使用MapInfo作為地理信息系統(tǒng)平臺，采用VB編程可以降低開發(fā)成本，并便于用于操作。

3.房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)近些年，組件式開發(fā)是一大技術(shù)熱點，這種開發(fā)技術(shù)可以顯著提高軟件的開發(fā)和生產(chǎn)效率，組件式GIS就是將已有的巨型GIS分解為若干可互操作的自我管理、互相獨立的組件，包括數(shù)據(jù)管理組件、空間查詢組件、數(shù)據(jù)獲取組件、主題制圖組件和顯示組件等，軟件開發(fā)者只需要用這些組件進(jìn)行應(yīng)用軟件的組裝，便可以實現(xiàn)相應(yīng)的功能。采用基于組件的方式來開發(fā)地理信息系統(tǒng)，具有靈活方便，嵌入性好，功能強(qiáng)大的特點，可以有效減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，實現(xiàn)了獲取和管理多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)等功能，還可以很好的減少系統(tǒng)的體積，降低開發(fā)難度，使開發(fā)更為靈活和便捷，此外，由于GIS組件良好的嵌入性，軟件開發(fā)更為簡單，也可以顯著降低開發(fā)成本，目前，組件式GIS已經(jīng)成為GIS發(fā)展的重要方向之一。

4.房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)策略在GIS平臺上開發(fā)房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)要注意以下四點：一是從人性化角度出發(fā)，提供友好的用戶界面，并不斷降低用戶的操作難度。二是加強(qiáng)地理信息與計算機(jī)圖像以及多媒體技術(shù)的結(jié)合，使信息顯示更為準(zhǔn)確和豐富。三是在實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理能力的同時，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的管理功能。四是使數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化。

二、房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的組成以及功能結(jié)構(gòu)

基于地理信息系統(tǒng)平臺構(gòu)建的房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：信息查詢模塊、系統(tǒng)維護(hù)模塊、統(tǒng)計分析模塊、地圖操作模塊、專題圖模塊、視頻信息模塊、全景圖模塊等。信息查詢模塊的主要功能是在電子地圖上分級顯示房地產(chǎn)信息，并實現(xiàn)對房地產(chǎn)信息的查詢以及圖形和屬性數(shù)據(jù)的交互查詢等功能；系統(tǒng)維護(hù)模塊的主要功能是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)，并對房地產(chǎn)信息進(jìn)行查詢和修改等；統(tǒng)計分析模塊和專題圖模塊的主要功能是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和匯總，然后運(yùn)用文字、表格、圖像等對統(tǒng)計信息進(jìn)行直觀的反映，并制作各類統(tǒng)計報表與專題圖；視頻信息模塊的主要功能是針對典型的地段，進(jìn)行全景圖顯示，同時播放相關(guān)的視頻信息；全景圖模塊可以實現(xiàn)鷹眼功能，同時為地圖的各項操作提供便利。

三、房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

1.空間信息與屬性數(shù)據(jù)庫在地理信息系統(tǒng)中，所操作的只能是實體的數(shù)據(jù)，它們都有描述其質(zhì)量、數(shù)量、時間特征的屬性數(shù)據(jù)，也有其非屬性的數(shù)據(jù)———空間數(shù)據(jù)，即以點、線、面方式編碼并以（X,Y）坐標(biāo)串儲存管理的離散型空間數(shù)據(jù)，或者以一些列柵格單元表達(dá)的連續(xù)型空間數(shù)據(jù)。地理實體數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性、定量和拓?fù)潢P(guān)系的描述，每一個坐標(biāo)編碼都代表著房地產(chǎn)的位置信息，而屬性數(shù)據(jù)則是描述空間數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)，因此在系統(tǒng)設(shè)計中，為了提高信息處理的靈活性，可以將兩種數(shù)據(jù)分開存儲，空間數(shù)據(jù)以文件的形式儲存在特定的目錄下，它的每一個地物都對應(yīng)著一個唯一的標(biāo)識碼，屬性數(shù)據(jù)存儲在屬性表中。屬性數(shù)據(jù)庫是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，用來存儲和管理屬性數(shù)據(jù)，為了實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)聯(lián)，可以采用數(shù)據(jù)捆綁的方式。

2.多媒體信息為了更好的展現(xiàn)一些主要地段的房地產(chǎn)信息，設(shè)計者在房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)中，將空間信息和多媒體技術(shù)與信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了融合，設(shè)計了全景圖模塊和視頻信息播放模塊。為了實現(xiàn)這一功能，設(shè)計者先讓系統(tǒng)獲取對象的屬性，然后在系統(tǒng)中搜索圖像以及視頻資料，并隨之調(diào)用視頻播放程序或者全景圖瀏覽程序。

3.全景圖房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)為了更好的展示房地產(chǎn)信息，對某些關(guān)鍵地段提供了全景圖顯示的功能，這些全景圖的制作是先利用數(shù)碼相機(jī)獲得該地段的獨立影像，再結(jié)合計算機(jī)圖像技術(shù)生成全景圖像，因此用戶可以在電子地圖上點擊觀看全景圖，此外還可以進(jìn)一步引入全景俯視導(dǎo)航圖，避免用戶觀看時迷失方向。

四、結(jié)語

第5篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞：GIS教學(xué)；民族師范院校；地理專業(yè)；產(chǎn)學(xué)研；改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）06-0054-03

地理信息系統(tǒng)（Geo-Information system）既是師范院校的一個專業(yè)（地理信息科學(xué)），也是現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展的一門延伸交叉技術(shù)[1]。我國現(xiàn)有160余所高校開設(shè)該專業(yè)，隨著國家信息產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展以及國內(nèi)從事GIS開發(fā)的高科技企業(yè)的增多，GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆IS與地理學(xué)關(guān)系緊密，是計算機(jī)時代下地理學(xué)的新發(fā)展，是信息化的地理學(xué)，將地理地物計算機(jī)化后輸入數(shù)據(jù)庫，再把數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容反映到電子地圖上，可將傳統(tǒng)地理信息應(yīng)用到信息科技設(shè)備系統(tǒng)中去的數(shù)據(jù)庫技術(shù)[2]。地理學(xué)為GIS提供了有關(guān)空間分析的基本方法，是GIS的基礎(chǔ)理論依托；GIS也為地理問題的解決提供了信息時代的技術(shù)手段。因此，師范院校的地理教育專業(yè)中開設(shè)GIS相關(guān)課程成為必然。

阿壩師范學(xué)院（以下簡稱“學(xué)院”）為災(zāi)后重建學(xué)校，2006年秋才創(chuàng)辦地理教育專業(yè)。目前雖師資還較薄弱，但始終注重理論與實踐并重，除了必要的實驗實習(xí)外，還開設(shè)了計算機(jī)以及GIS相關(guān)課程。由于學(xué)院地理教育是?？妻k學(xué)為主的特點及學(xué)生是文理兼收，因此數(shù)學(xué)、計算機(jī)、專業(yè)課基礎(chǔ)等起點有所差異。在近幾年的教學(xué)實踐中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)GIS理論、操作軟件困難和學(xué)習(xí)枯燥等問題。為此，筆者針對地理教育專業(yè)GIS課程的教學(xué)模式、組織學(xué)習(xí)實踐、課程考核等方式進(jìn)行初步研判，以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)GIS興趣以及實際操作能力。

1 民族師范院校地理教育專業(yè)的GIS教學(xué)

面對就業(yè)競爭壓力，高校地理學(xué)教育在保持傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上必須創(chuàng)新。措施之一就是在地理科學(xué)與計算機(jī)科學(xué)的框架下，構(gòu)建地理學(xué)教學(xué)新體系[3]。GIS是地理學(xué)發(fā)展的前沿，是高校教育新常態(tài)下的必然選擇，也是傳統(tǒng)地理學(xué)復(fù)興的一把鑰匙[4]。阿壩師范學(xué)院作為一所川西民族地區(qū)的師范院校，由于學(xué)校地理位置偏僻、信息相對閉塞、管理經(jīng)驗相對落后等條件所限，目前我學(xué)院地理專業(yè)的GIS教學(xué)有以下幾個特點：

1.1 學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)不同

地理信息科學(xué)專業(yè)不僅要求學(xué)生既具有地理學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，如自然地理學(xué)、中國地理、地圖學(xué)、大地測量學(xué)；還要有過硬的計算機(jī)技術(shù)知識，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機(jī)地圖制圖等知識；同時對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、建模水平要求也較高。而非GIS專業(yè)的同學(xué)顯然計算機(jī)水平?jīng)]這么扎實，尤其對于地理教育專業(yè)學(xué)生而言。阿壩師范學(xué)院地理專業(yè)文理兼收，每年招生的文理生比例達(dá)到了5：1，男生女生比例可以（刪除可以）達(dá)到1：3，以女生居多。這樣也出現(xiàn)了學(xué)生的整體數(shù)學(xué)和計算機(jī)基礎(chǔ)較差的現(xiàn)狀；通過幾年調(diào)查顯示，大部分學(xué)生的計算機(jī)水平只達(dá)到國家一級，只有不超過5%的同學(xué)可以拿到了計算機(jī)國家二級證書。這與開設(shè)計算機(jī)課程不多有關(guān)，目前只開設(shè)了計算機(jī)基礎(chǔ)課和C語言課程，導(dǎo)致了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)計算機(jī)相關(guān)課程的動力不夠，學(xué)生對GIS中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫組織架構(gòu)等知識知之甚少，缺乏共鳴。故學(xué)生上課學(xué)習(xí)出現(xiàn)走神、無聊等現(xiàn)象。

1.2 R到逃目標(biāo)不同

學(xué)科定位決定了師生對學(xué)科知識的理解和應(yīng)用。地理信息科學(xué)專業(yè)主要要求學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)、地圖學(xué)、測繪及遙感技術(shù)等方面的基本技能，參加相關(guān)GIS研究和技術(shù)開發(fā)方面的基本實訓(xùn)、比賽訓(xùn)練，具備地理信息采集與處理、系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿壩師院學(xué)院地理教育專業(yè)立足民族地區(qū)人才培養(yǎng)的實際，要求學(xué)生掌握地理及其相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和基本知識，掌握地理調(diào)查、定量觀測、實驗綜合分析方法及了解地理信息系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代教育理論和基本教育技能，熟悉中學(xué)地理教材，成為適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展，具有教學(xué)科研能力的中小學(xué)地理教師。

1.3 GIS學(xué)科建設(shè)薄弱

學(xué)院地理專業(yè)從事GIS研究應(yīng)用的教師還很少，加之偏重于理論研究，實際研究相對不夠，產(chǎn)學(xué)研不能很好得結(jié)合。GIS涉及到從現(xiàn)實地物到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的抽象過程[5]，尤其是GIS概論課，圍繞著空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、拓?fù)渚幋a、空間分析等基本算法和原理，內(nèi)容尤其抽象。由于學(xué)院學(xué)生學(xué)識基礎(chǔ)較薄弱，導(dǎo)致學(xué)生覺得教學(xué)內(nèi)容乏味、枯燥、深奧、難以理解等問題，學(xué)習(xí)困難。在對ARCGIS、MAPINFO等軟件的學(xué)習(xí)操作中，很多學(xué)生都是第一次接觸GIS體系，課程教學(xué)學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，不能很好的透徹理解GIS理論，GIS上機(jī)實踐更是難上加難，很多學(xué)生萌發(fā)了退縮的念頭，主觀能動性不足，嚴(yán)重影響教學(xué)進(jìn)度和質(zhì)量。

2 民族地區(qū)師范院校地理教育專業(yè)GIS教學(xué)的發(fā)展建議

對于非GIS專業(yè)的學(xué)習(xí)者而言，GIS知識入門非常重要，為今后有計劃的實踐應(yīng)用打基礎(chǔ)。地理教育專業(yè)中的GIS課程設(shè)置不可或缺。怎樣提高地理教育專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)GIS的興趣和主動性？筆者就GIS課程的教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)模式、實驗室發(fā)展等因子進(jìn)行了探討。

2.1 靈活多樣的教學(xué)形式

問卷調(diào)查顯示，91%的同學(xué)都認(rèn)為GIS課程的開設(shè)很有必要。無論對專業(yè)建設(shè)發(fā)展還是對教師素質(zhì)發(fā)展都有很大幫助。同時，幾乎100%的同學(xué)反應(yīng)教學(xué)內(nèi)容單一、苦澀難懂。如何把晦澀的GIS理論講得通俗易懂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)動力，是教學(xué)改進(jìn)的目標(biāo)。為此，筆者首先重新組織教學(xué)內(nèi)容順序和精簡教學(xué)內(nèi)容。選用教材是黃杏元老師主編的《地理信息系統(tǒng)概論》，其對于?？频乩斫逃龑I(yè)學(xué)生而言稍顯困難。比如在講緒論部分時，為了更好的讓同學(xué)們接受和理解GIS，可把教學(xué)內(nèi)容分為為什么是GIS；GIS有哪幾部分組成；GIS能干什么；如何實現(xiàn)GIS；GIS歷史淵源等幾部分知識塊，這樣教學(xué)效果比原來要強(qiáng)很多。由于本書涉及很多數(shù)據(jù)庫知識，而學(xué)生幾乎沒有這方面基礎(chǔ)，故在講課時只講解數(shù)據(jù)庫的個別概念和語法涵義，尤其是在上機(jī)操作中要用到的語法。

采用靈活多變的教學(xué)形式，可以提高課堂效率[6]。例如采用與實際生活相關(guān)的實例來舉證GIS的應(yīng)用。利用谷歌地圖等軟件來查找阿壩師院位置、路徑查詢等方式來讓學(xué)生切實感受到電子地圖開發(fā)的功能和價值。結(jié)合教師個人工作經(jīng)歷以及科研項目，介紹一些GIS應(yīng)用案例，GIS系統(tǒng)開發(fā)的過程，使學(xué)生切實體會到GIS的功能和宏觀把握。通過開展小組討論式教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。通過論壇學(xué)習(xí)、答疑平臺交流等方式，讓學(xué)生分小組去完成每周的GIS作業(yè)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 更新完善實驗室教學(xué)條件，建立適宜的實踐教學(xué)體系

GIS是一門實踐性很強(qiáng)的技術(shù)。為了更好地提高學(xué)生理解和應(yīng)用能力，在學(xué)院的關(guān)心支持下，地理專業(yè)建立了GIS實驗室（機(jī)房），以更有助于學(xué)生學(xué)習(xí)了解GIS軟件的操作和應(yīng)用，提高動手能力。通過這幾年對地理信息系統(tǒng)實驗室的持續(xù)建設(shè)，初步構(gòu)建了一個地理信息系統(tǒng)實踐教學(xué)平臺，為地理教育人才培養(yǎng)模式添加了新的內(nèi)涵，對地理教育專業(yè)學(xué)生將地理知識與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的技能的掌握發(fā)揮了重要作用。在GIS實驗課程的設(shè)計方面，強(qiáng)調(diào)實驗教學(xué)緊扣理論教學(xué)實踐，主要開設(shè)的實驗項目如下。

2.3 調(diào)整課程學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)

以《地理信息系統(tǒng)概論》為例，在保證課程教學(xué)質(zhì)量的同時，結(jié)合學(xué)生實際特點設(shè)定合理的課程學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)，更好地達(dá)到教學(xué)大綱要求。針對學(xué)生GIS理論基礎(chǔ)薄弱，相關(guān)基礎(chǔ)課程，如數(shù)據(jù)庫技術(shù)、C語言等課程開設(shè)少的實際，本門課程制定了以淡化理論算法，強(qiáng)化上機(jī)操作能力和分析能力培養(yǎng)為內(nèi)涵的課程學(xué)習(xí)評價體系。將期末上機(jī)考試成績占課程總成績的比例定為60%，平時學(xué)習(xí)成績（包含考勤、上課表現(xiàn)、期中理論知識測驗成績）占課程總成績的比例定為40%。其中理論知識測驗除了檢驗學(xué)過的基本概念的理解之外，還設(shè)計了上機(jī)案例操作分析等知識點。這樣學(xué)生既了解了GIS相關(guān)理論也學(xué)到了一些GIS軟件的操作技能。

2.4 與企業(yè)合辦合建GIS實驗室

在未來幾年的本科教學(xué)中，計劃在大二下學(xué)期分兩個側(cè)重方向：一個側(cè)重于師范教育；一個側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用。為了提高教學(xué)質(zhì)量，以企業(yè)（社會）需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)多層次的實用性GIS人才，積極爭取與全國知名的武大吉奧信息技術(shù)有限公司共同建立“武大吉奧GIS實驗室”，借力武大吉奧的MAPGIS軟件以及強(qiáng)大的技術(shù)支持建設(shè)實驗室建設(shè)。通過實驗室的建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的二次開發(fā)能力，逐步完善從人才需求、人才培養(yǎng)、人才服務(wù)、就業(yè)、職業(yè)提升、到產(chǎn)業(yè)促進(jìn)的循環(huán)發(fā)展，并為爭取地方科研項目打下堅實基礎(chǔ)。為保障GIS實驗室教學(xué)與科研工作的順利進(jìn)行，積極促進(jìn)科技成果的應(yīng)用，學(xué)院將充分利用武大吉奧公司提供的系列技術(shù)服務(wù)支持。此外，派師生到武大吉奧參加吉奧之星系列軟件的使用和二次開發(fā)培訓(xùn)；安排教師承接有類似應(yīng)用項目，協(xié)助指導(dǎo)項目開發(fā)實施；每學(xué)年擇優(yōu)安排2～3名優(yōu)秀學(xué)生到武大吉奧公司實習(xí)，以便接觸實際的社會工作環(huán)境，將學(xué)校的理論知識與企業(yè)的實踐相結(jié)合，更好的完成學(xué)校到企業(yè)的過渡。

2.5 加大師資隊伍建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合

加大師資建設(shè)投入，成立一支專業(yè)素質(zhì)較高、教學(xué)經(jīng)驗豐富的專業(yè)隊伍。圍繞特色專業(yè)建設(shè)需要，積極創(chuàng)造教師的學(xué)習(xí)交流機(jī)會，不斷擴(kuò)充老師的專業(yè)視野和技能，建設(shè)一支以學(xué)術(shù)帶頭人為骨干，教學(xué)和科研綜合水平高、結(jié)構(gòu)合理的教師隊伍。鼓勵教師根據(jù)教育培養(yǎng)目標(biāo)積極開展有針對性的教學(xué)科研。鑒于GIS實踐性很強(qiáng)特點，教學(xué)中要做到“四懂三會”（懂原理、懂構(gòu)造、懂性能、懂用途、會操作、會保養(yǎng)、會排除基本故障），且要有較強(qiáng)的責(zé)任心，積極參與到設(shè)備的管理工作中去，真正做到實驗室硬件設(shè)備與“軟件”管理及使用相配套。借助國家藏羌彝文化產(chǎn)業(yè)走廊戰(zhàn)略建設(shè)機(jī)遇，堅持課題研究服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)為主策略，利用實驗室科研條件研究該走廊的自然災(zāi)害防治、長江上游植被變遷歷史地理、土地利用規(guī)劃、旅游地理建設(shè)等方面等科研內(nèi)容，帶動師生科研教學(xué)的更好開展，并為這一地區(qū)發(fā)展提供科學(xué)的參考依據(jù)，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，把民族地區(qū)的資源優(yōu)勢化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

3 小結(jié)

GIS科學(xué)在現(xiàn)代地理學(xué)教育中具有重要的理論應(yīng)用、實踐價值，在用型新人才培養(yǎng)模式下，開設(shè)GIS相關(guān)課程對于師范院校地理專業(yè)學(xué)生非常重要。為了適應(yīng)新時期新常態(tài)下人才培養(yǎng)的需要，學(xué)院將在堅持做好地理教育專業(yè)的師范性特色教育的同時，加大前沿技術(shù)的學(xué)習(xí)和實踐，更好地承載四川民族地區(qū)教師培養(yǎng)培訓(xùn)、地區(qū)發(fā)展等重大任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鄔倫，劉瑜，毛善君.GIS專業(yè)本科教學(xué)探討――北京大學(xué)教學(xué)實例[J].地理信息世界，2004，2（2）：27～30.

[4]陳優(yōu)良，王兆茹，鄒鳳瓊.以需求為導(dǎo)向的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].地理空間信息，2010，8（3）：141～143.

第6篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞：地方高校；轉(zhuǎn)型發(fā)展；地理科學(xué)；GIS技能；四維一體

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）32-0269-02

隨著計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、地理科學(xué)、測繪科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）作為對空間信息進(jìn)行采集、存儲、管理、分析、可視化以及的技術(shù)和工具，受到廣泛的重視，發(fā)展迅速。GIS技能的培養(yǎng)對于地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握現(xiàn)代地理學(xué)研究方法和手段，解決地理學(xué)相關(guān)問題，提供了良好的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)基礎(chǔ)，對地理科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，具有重要的意義。

一、研究背景及意義

黨的十報告提出要加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育，推動高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。十八屆三中全會決定提出，要深化教育領(lǐng)域綜合改革，加快現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)，深化產(chǎn)教融合、校企合作，培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技能型人才。根據(jù)教育部對新建地方本科院校進(jìn)行分類管理和構(gòu)建高等教育職教體系的戰(zhàn)略部署，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院結(jié)合貴州省、畢節(jié)試驗區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展需要和學(xué)校實際，由單一的傳統(tǒng)類師范院校向多科型應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

作為傳統(tǒng)師范類專業(yè)的地理科學(xué)專業(yè)，在此背景下，如何培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所需的地理科學(xué)類高級應(yīng)用型技術(shù)人才，是地理科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展所必須回答的問題。本文以貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為例，探討了傳統(tǒng)地方高師類院校地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生GIS技能培養(yǎng)教學(xué)改革，為地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展中地理科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了思路和參考。

二、地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展中地理科學(xué)專業(yè)GIS技能培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

在地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展中，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院與其他轉(zhuǎn)型發(fā)展中的地方高校一樣，存在著諸多問題。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.師資隊伍整體水平不高，結(jié)構(gòu)不合理問題較為突出。我校地理科學(xué)專業(yè)自1990年開始籌建，1993年開辦地理教育專科專業(yè)，2006年開辦地理科學(xué)本科專業(yè)。本科辦學(xué)時間短，其中負(fù)責(zé)GIS課程教學(xué)的專任教師兩人，且均為中級職稱，由于我校地理科學(xué)專業(yè)一直致力為地方培養(yǎng)地理教育工作者，對于GIS技能的培養(yǎng)重視不夠，學(xué)生掌握GIS技能，解決地理學(xué)相關(guān)問題的能力還相對比較薄弱。

2.學(xué)生基礎(chǔ)差、底子薄，缺乏學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。我校地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生85%來自貴州省畢節(jié)市，另有10%左右來自貴州省其他地州市。由于畢節(jié)地處烏蒙山區(qū)集中連片特困地區(qū)，基礎(chǔ)教育較為薄弱，學(xué)生對于現(xiàn)代信息技術(shù)掌握水平較低。而GIS技能的培養(yǎng)依托計算機(jī)應(yīng)用能力，而學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力較弱，又打消了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。學(xué)生信息技術(shù)能力的短板制約了學(xué)生GIS技能的提高。

3.教學(xué)儀器設(shè)備不足，課程體系不夠完整。目前我校地理信息系統(tǒng)實驗室教學(xué)設(shè)備主要是計算機(jī)以及相關(guān)專業(yè)軟件。其中2010年得到中央財政支持新購置實驗用計算機(jī)45臺，其他如工程掃描儀、繪圖儀、全站儀等設(shè)備均購置于2003年前后，設(shè)備較為老舊，部分已不能使用。對于地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生來說，GIS課程一般開設(shè)于第五學(xué)期，作為GIS的前期課程和后續(xù)課程大部分以選修課形式開出，部分學(xué)生避難就易，導(dǎo)致GIS課程不能很好地與其他課程形成良好的學(xué)科體系。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，往往只是學(xué)習(xí)了GIS基礎(chǔ)課程，不能很好地將其應(yīng)用于解決地理科學(xué)問題。

4.考核機(jī)制不健全，與社會應(yīng)用相脫節(jié)，無法學(xué)以致用。GIS課程考核在2009、2011版教學(xué)大綱中，考核方式主要是閉卷考試，學(xué)生成績最終由平時成績（平時作業(yè)、提問、考勤等）×10%+期中測試（一般采取開卷考核方式）×20%+期末閉卷考試×70%組成。由于考試形式的限制，閉卷考試試卷主要考查學(xué)生的理論知識掌握情況，無法真正體現(xiàn)學(xué)生實踐及應(yīng)用能力，同時期中測試多采取開卷考核方式進(jìn)行，期中測試成績與期末考核成績相差較大，部分學(xué)生也只是臨近期末考試前突擊背誦，導(dǎo)致出現(xiàn)考完即忘、無法深入理解的情況。

5.課程實驗教材使用不合理，缺乏合適的實驗素材。GIS課程是實踐性較強(qiáng)的課程，GIS實踐能力是GIS技能培養(yǎng)的重要方面，實驗教學(xué)是決定GIS課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，同時也是學(xué)生能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。我校地理信息系統(tǒng)實驗教程采用的是2000年高等教育出版社出版的《地理信息系統(tǒng)實習(xí)教程》，該教程版本較為陳舊，實驗內(nèi)容不太適應(yīng)于當(dāng)今GIS技術(shù)的迅猛發(fā)展，并且多以基礎(chǔ)性、驗證性實驗為主，與實際生產(chǎn)中GIS應(yīng)用相脫節(jié)。由于缺乏較為實用的實驗教程，學(xué)生無法通過實驗教程掌握相關(guān)實踐知識和能力。

三、GIS技能培養(yǎng)模式及教學(xué)改革探究

基于我校地理科學(xué)專業(yè)學(xué)生的實際情況，結(jié)合我校轉(zhuǎn)型發(fā)展以及地理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)實驗課程教學(xué)的實際情況，在現(xiàn)有條件下，明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方式，以培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型地理科學(xué)人才為導(dǎo)向，積極引導(dǎo)學(xué)生拓寬視野，通過鼓勵學(xué)生參與大學(xué)生課外科研活動、全國GIS技能大賽等方式，努力提高學(xué)生實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

1.構(gòu)建了“理論+實驗+實踐+應(yīng)用”的四維一體課程教學(xué)模式。為提高學(xué)生的動手能力，改革教學(xué)手段和方法，以GIS技能培養(yǎng)為目標(biāo)，從GIS理論與實踐教學(xué)相結(jié)合的角度，構(gòu)建了旨在促進(jìn)學(xué)生專業(yè)理論學(xué)習(xí)和實踐素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合的“GIS四維一體教學(xué)模式”，即“理論+實驗+實踐+應(yīng)用”的課程體系下多層次、多模式的教學(xué)改革和實踐。

“GIS四維一體教學(xué)模式”實現(xiàn)了理論是基礎(chǔ)、實驗是保障、實踐是重點、應(yīng)用是根本的地理類高素質(zhì)應(yīng)用型和技能型人才培養(yǎng)模式。在理論課堂教學(xué)方式上，打破了傳統(tǒng)的灌輸式和過分偏重講授的教學(xué)方法，采取了講解、演示、課堂討論、案例教學(xué)等多種形式相結(jié)合的教學(xué)方式；實施互助式學(xué)習(xí)、啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)模式啟發(fā)學(xué)生的思維；注重理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。在實驗課堂教學(xué)過程中，注重理論與實驗相結(jié)合的教學(xué)方法，用實驗進(jìn)一步驗證理論，使學(xué)生通過實際動手操作，進(jìn)一步理解和掌握理論知識，達(dá)到理論指導(dǎo)實驗，實驗促進(jìn)理論知識的掌握的目的。在實踐環(huán)節(jié)，主要是通過積極引導(dǎo)學(xué)生申報各級各類大學(xué)生課外科研活動項目，鼓勵學(xué)生參加諸如全國GIS技能大賽等方式，讓學(xué)生學(xué)有所用。通過實踐環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加深對理論和實驗知識的理解和應(yīng)用。

2.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革。GIS理論課程通過設(shè)計制作相關(guān)多媒體課件，輔以圖片、視頻等多媒體素材，使學(xué)生可以直觀獲取專業(yè)知識。通過啟發(fā)式教學(xué)、互動式教學(xué)，及時將學(xué)生學(xué)習(xí)信息反饋給教師。授課過程中積極將本學(xué)科相關(guān)實際應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀及研究熱點問題穿插于教學(xué)過程，使學(xué)生不止學(xué)習(xí)了書本知識，還了解了其具體應(yīng)用和發(fā)展的情況，加深了學(xué)生的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.構(gòu)建系統(tǒng)化的實踐教學(xué)體系，強(qiáng)化實驗課教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。在GIS教學(xué)中選擇較為權(quán)威、優(yōu)良的理論教材的同時，注重實驗教材的選取。實驗課教學(xué)，以理論課程中的有關(guān)內(nèi)容為主線，時間安排也一般與理論課教學(xué)穿行，目的是使學(xué)生加深理解理論課堂教學(xué)中的相關(guān)理論、知識和基本技術(shù)方法，并熟悉GIS軟件工具的使用與操作等。

4.綜合運(yùn)用多渠道拓展學(xué)生思維。充分利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，將幾個專業(yè)網(wǎng)站、論壇與學(xué)生一起分享，及時將本專業(yè)、本學(xué)科相關(guān)新聞和熱點問題與學(xué)生進(jìn)行交流和探討，促進(jìn)學(xué)生和教師之間的交流，開拓學(xué)生的視野。

5.改革考試考核方式。為科學(xué)反映教學(xué)的效果，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考查與最終考試掛鉤，將理論和實驗考核相結(jié)合。學(xué)習(xí)過程中的考查主要以學(xué)生出勤率、課后作業(yè)為主、課程筆記、讀書筆記、科技論文等為主；期末考試命題改變了以往只考查理論部分，現(xiàn)在的考試過程中增加了實際應(yīng)用能力的考核以及學(xué)科發(fā)展方向、研究熱點問題的考核。

四、結(jié)語

本文從傳統(tǒng)地方高師類院校轉(zhuǎn)型發(fā)展實際出發(fā)，結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要以及地理科學(xué)專業(yè)自身特點，探討了地理科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，學(xué)生的GIS技能培養(yǎng)以及為進(jìn)行GIS技能培養(yǎng)所進(jìn)行的相關(guān)教學(xué)改革。以“四維一體教學(xué)模式”為核心，加以教學(xué)及考核方式的轉(zhuǎn)變，在實際教學(xué)過程中取得了一定的成績，學(xué)生GIS技能有所提高。

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第7篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)，計算機(jī)系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫.

以計算機(jī)為核心的信息處理系統(tǒng)技術(shù)是二次世界大戰(zhàn)后科技革命的主要標(biāo)志之一.在信息的諸多類型中與空間相關(guān)的信息是十分重要的一類.人類生存的地球這個三維空間中的萬物無不與空間位置相關(guān)，如何利用計算機(jī)處理空間相關(guān)信息是地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡稱GIS)產(chǎn)生和發(fā)展的原動力.GIS技術(shù)在國防、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)等與國民經(jīng)濟(jì)乃至國家命脈相關(guān)的重要領(lǐng)域的成功應(yīng)用，極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，同時，也極大地刺激了GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，使之成為世界各國激烈競爭的高科技熱點之一［1］.國家科委將其列入九五重中之重科技攻關(guān)項目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批優(yōu)秀國產(chǎn)GIS軟件已經(jīng)開始在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為國內(nèi)GIS市場一支不可忽視的力量.

本文將側(cè)重從GIS技術(shù)的角度討論GIS的定義、研究內(nèi)容及研究動態(tài).

1.GIS的定義和研究內(nèi)容

1.1GIS的定義

GIS是計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)、地圖學(xué)等多門學(xué)科綜合的技術(shù).要給出GIS的準(zhǔn)確定義是困難的，因為GIS涉及的面太廣，站在不同的角度，給出的定義就不同.通?？梢詮?種不同的途徑來定義GIS［2］.(1)面向功能的定義.GIS是采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng).(2)面向應(yīng)用的定義.這種方式根據(jù)GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不同，將GIS分為各類應(yīng)用系統(tǒng)，例如土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來采集、存儲、查詢、變換和顯示空間數(shù)據(jù)的工具的集合.這種定義強(qiáng)調(diào)GIS提供的用于處理地理數(shù)據(jù)的工具.(4)基于數(shù)據(jù)庫的定義.GIS是這樣一類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)有空間次序，并且提供一個對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的操作集合，用來回答對數(shù)據(jù)庫中空間實體的查詢.

我們認(rèn)為，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(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機(jī)系統(tǒng).

雖然GIS使用了地圖、可視化、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，但與CAD系統(tǒng)、計算機(jī)地圖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等均有很大的區(qū)別.

CAD系統(tǒng)提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對象的設(shè)計，其主要特點是設(shè)計者與計算機(jī)模型的交互.目前許多CAD開始支持對象的非圖形性質(zhì)，而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自現(xiàn)實世界，較之CAD的人造對象更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大.另外，CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡單.更重要的是，GIS強(qiáng)調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，CAD這方面的功能要弱得多.

計算機(jī)地圖系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有輔助設(shè)計地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量形式的輸出機(jī)制.它強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺少拓?fù)潢P(guān)系；另外，它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢.

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是各種類型信息系統(tǒng)的核心.通用數(shù)據(jù)庫側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數(shù)據(jù)分析功能也很有限.然而，數(shù)據(jù)庫的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術(shù).

由此可見，GIS已經(jīng)形成了一個獨立的、具有鮮明特色的研究領(lǐng)域.GIS的研究內(nèi)容很廣泛，下面我們從輸入、存儲、操作和分析、輸出4個方面來討論GIS的研究內(nèi)容.

1.2GIS的研究內(nèi)容

(1)輸入.地理數(shù)據(jù)如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費(fèi)時、代價昂貴的任務(wù)，大多數(shù)的地理數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入GIS.常用的方法是數(shù)字化和掃描.數(shù)字化的主要問題是低效率和高代價；掃描輸入則面臨另一個問題，掃描得到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫通常要求的點、線、面、拓?fù)潢P(guān)系屬性等形式.就這一領(lǐng)域目前的研究進(jìn)展而言，全自動的智能地圖識別短期內(nèi)沒有實現(xiàn)的可能；因而，交互式的地圖識別是矢量化方法的一種較為現(xiàn)實的途徑.市場上已有多種交互式矢量化軟件出售.

目前GIS的輸入正在越來越多地借助非地圖形式，遙感就是其中的一種形式.遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來源.與地圖數(shù)據(jù)不同的是，遙感數(shù)據(jù)輸入到GIS較為容易，但如果通過對遙感圖象的解釋來采集和編譯地理信息則是一件較為困難的事情；因此，GIS中開始大量融入圖象處理技術(shù)，許多成熟的GIS產(chǎn)品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統(tǒng).

地理數(shù)據(jù)采集的另一項主要進(jìn)展是GPS技術(shù).GPS可以準(zhǔn)確、快速地定位在地球表面的任何地點，因而，除了作為原始地理信息的來源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環(huán)境和資源監(jiān)測、管理等方面有著很大的潛力.

(2)存儲.GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩大類，如何在計算機(jī)中有效存儲和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問題.在計算機(jī)高速發(fā)展的今天，盡管微機(jī)的硬盤容量已達(dá)到GB級，但計算機(jī)的存儲器對靈活、高效地處理地圖這類對象仍是不夠的.GIS的數(shù)據(jù)存儲卻有其獨特之處.大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果.在與用戶的交換過程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞鞒隹焖俜磻?yīng).

地理數(shù)據(jù)存儲是GIS中最低層和最基本的技術(shù)，它直接影響到其他高層功能的實現(xiàn)效率，從而影響整個GIS的性能.基于微機(jī)平臺的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達(dá)上萬幅的海量地圖庫，這不僅在國產(chǎn)GIS軟件中處于領(lǐng)先地位，即使與國外同類產(chǎn)品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數(shù)據(jù)的存儲問題密切相關(guān).

(3)地理數(shù)據(jù)的操作和分析.GIS中對數(shù)據(jù)的操作提供了對地理數(shù)據(jù)有效管理的手段.對圖形數(shù)據(jù)(點、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數(shù)據(jù)庫中的成熟技術(shù)；有所不同的是GIS中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，形成對地物的描述，對其中一類數(shù)據(jù)的操作勢必影響到與之相關(guān)的另一類數(shù)據(jù)，因而操作帶來的數(shù)據(jù)一致性和操作效率問題是GIS數(shù)據(jù)操作的主要問題.

地理數(shù)據(jù)的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一.通過GIS提供的空間分析功能，用戶可以從已知的地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論，這對于許多應(yīng)用領(lǐng)域是至關(guān)重要的.

GIS的空間分析分為兩大類：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析.矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括：空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點線、點與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，面運(yùn)算，目標(biāo)集統(tǒng)計分析.柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴(kuò)展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計分析.

(4)輸出.將用戶查詢的結(jié)果或是數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以合適的形式輸出是GIS問題求解過程的最后一道工序.輸出形式通常有兩種：在計算機(jī)屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出.對于一些對輸出精度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，高質(zhì)量的輸出功能對GIS是必不可少的.這方面的技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標(biāo)變換、出版印刷等.

2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)

近年來地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動力來自日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求.另一方面，計算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)的工具和手段，許多計算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中［3］.下面我們對當(dāng)前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個熱點研究領(lǐng)域作一介紹.

2.1GIS中面向?qū)ο?objectoriented)技術(shù)研究

面向?qū)ο蠓椒槿藗冊谟嬎銠C(jī)上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向.這是因為空間信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理的一維信息更為復(fù)雜、瑣碎，面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向?qū)ο蟮腉IS的一般結(jié)構(gòu).

面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復(fù)雜的地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο髄ate_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強(qiáng)系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴(kuò)充性；(5)基于icon的面向?qū)ο蟮挠脩艚缑?，便于用戶操作和使?

SmallworldGIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表.一些傳統(tǒng)的GIS也開始部分采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系統(tǒng)等.

面向?qū)ο蟮腉IS也存在一些尚待進(jìn)一步研究的問題：(1)大對象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對象的獨立性與顆粒度問題；(3)矢量和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和復(fù)合對象表示的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題.

2.2時空系統(tǒng)(spatio_temporalsystem)

傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性.在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如環(huán)境監(jiān)測、地震救援、天氣預(yù)報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態(tài)變化的規(guī)律在求解過程中起著十分重要的作用.過去GIS忽略時態(tài)主要是受器件的限制，也有技術(shù)方面的原因.近年來，對GIS中時態(tài)特性的研究變得十分活躍，即所謂“時空系統(tǒng)”［5］.

地物除了具有三維空間中的空間性質(zhì)外，如何刻畫時間維的變化也十分重要.通常把GIS的時間維分成處理時間維(transactiontimedimension)和有效時間維(validtimedimension).處理時間又稱數(shù)據(jù)庫時間或系統(tǒng)時間，它指在GIS中處理發(fā)生的時間.有效時間亦稱事件時間或?qū)嶋H時間，它指在實際應(yīng)用領(lǐng)域事件出現(xiàn)的時間.

根據(jù)處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統(tǒng)分為4類：靜態(tài)時空系統(tǒng)(staticSTsystem)、歷史時態(tài)系統(tǒng)(historicalSTsystem)、回溯時態(tài)系統(tǒng)(rollbackSTsystem)和雙時態(tài)系統(tǒng)

(bitemporalSTsystem).(1)靜態(tài)時空系統(tǒng).它既不支持處理時間，也不支持有效時間，系統(tǒng)只保留應(yīng)用領(lǐng)域的一種狀態(tài)，比如當(dāng)前狀態(tài).(2)歷史時態(tài)系統(tǒng).它只支持有效時間，這種系統(tǒng)適用于事件實際發(fā)生的歷史對問題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(3)回溯時態(tài)系統(tǒng).它只支持處理時間，這種系統(tǒng)適用于信息系統(tǒng)的歷史對問題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(4)雙時態(tài)系統(tǒng).它同時支持處理時間和有效時間.處理時間記錄了信息系統(tǒng)的歷史，有效時間記錄了事件發(fā)生的歷史.

時空系統(tǒng)主要研究時空模型，時空數(shù)據(jù)的表示、存儲、操作、查詢和時空分析.目前比較流行的作法是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上擴(kuò)充，如在關(guān)系模型的元組中加入時間，在對象模型中引入時間屬性.在這種擴(kuò)充的基礎(chǔ)上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有待進(jìn)一步研究.

2.3地理信息建模系統(tǒng)(geographicinformationmodellingsystem，簡稱GIMS)

通用GIS的空間分析功能對于大多數(shù)的應(yīng)用問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因為這些領(lǐng)域都有自己獨特的專用模型，目前通用的GIS大多通過提供進(jìn)行二次開發(fā)的工具和環(huán)境來解決這一問題.如ARC/INFO提供的進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言AML.二次開發(fā)工具的一個主要問題是它對于普通用戶而言過于困難.而GIS成功應(yīng)用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵在于支持建立該領(lǐng)域特有的空間分析模型.GIS應(yīng)當(dāng)支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗的環(huán)境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統(tǒng)又稱為地理信息建模系統(tǒng).GIMS是目前GIS研究的熱點問題之一.

目前實現(xiàn)通用GIS空間分析功能與各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ偷慕Y(jié)合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環(huán)境實現(xiàn)專用模型，其與GIS之間采用數(shù)據(jù)通訊的方式聯(lián)系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來實現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域的專用分析模型.上述兩種方式總體上對用戶定義自己的專用模型的支持程度都是不夠的.目前的GIS離支持實現(xiàn)數(shù)據(jù)集定義、模型定義、模型生成和模型檢驗的全過程仍有相當(dāng)大的距離.

GIMS的研究有幾個值得注意的動向.(1)面向?qū)ο笤贕IS中的應(yīng)用.面向?qū)ο蠹夹g(shù)用對象(實體屬性和操作的封裝)、對象類結(jié)構(gòu)(分類和組裝結(jié)構(gòu))、對象間的通訊來描述客觀世界，為描述復(fù)雜的三維空間提供了一條結(jié)構(gòu)化的途徑.這種技術(shù)本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向?qū)ο驡IS基礎(chǔ)上研究面向?qū)ο蟮哪Ｐ投x、生成和檢驗，應(yīng)當(dāng)比在傳統(tǒng)GIS上用傳統(tǒng)方法要容易得多.(2)基于icon的用戶建模界面.建模過程中的對象和空間分析操作均以icon形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon.用戶在對icon的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗.這種方法較之AML這類宏語言要方便和直觀得多.(3)GIS與其他的模型和知識庫的結(jié)合.這是許多應(yīng)用領(lǐng)域面臨的一個非常實際的問題，即存在GIS之外的模型和知識庫如何與GIS耦合成一個有機(jī)整體.

2.4三維GIS的研究

三維GIS是許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)IS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ)的三維空間數(shù)據(jù)庫，解決了三維空間操作和分析問題.主要研究的方向包括：(1)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，主要包括數(shù)據(jù)的有效存儲、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化；(2)三維數(shù)據(jù)的生成和管理；(3)地理數(shù)據(jù)的三維顯示，主要包括三維數(shù)據(jù)的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等.

3結(jié)語

地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應(yīng)用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù).現(xiàn)在已發(fā)展成一個獨立的、充滿活力的新興學(xué)科，這已經(jīng)為大家所公認(rèn).地球信息科學(xué)從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息，變換和校正后進(jìn)入空間數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識庫的基礎(chǔ)上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ?，如城市?guī)劃模型、災(zāi)害評價模型等；運(yùn)用這些模型對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出.這一范圍包括了計算機(jī)科學(xué)、地圖學(xué)、航測、遙感等多種學(xué)科的交叉.總之，由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，地理信息系統(tǒng)在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù).

參考文獻(xiàn)

1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～39

2MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～19

第8篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

【關(guān)鍵詞】Web-GIS;高等教育;專題圖

【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)08―0085―04

引言

GIS(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))是信息系統(tǒng)的一種,可以實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)和信息的科學(xué)可視化,即通過圖形圖像等可辨認(rèn)的手段,來形象表現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)的內(nèi)涵[1]。信息的可視化能極大地提高信息與知識理解、傳播的效率。

Web-GIS(萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng))是運(yùn)行在萬維網(wǎng)上的地理信息系統(tǒng),是在Internet上面向大眾提供地理信息服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)[2]。它基于Internet的網(wǎng)絡(luò)平臺,利用WEB瀏覽器作為客戶端,通過HTTP協(xié)議訪問遠(yuǎn)端GIS服務(wù)器。Web-GIS可以使基于地圖(圖形、圖像)的應(yīng)用系統(tǒng)得以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

GIS已經(jīng)被應(yīng)用于日常生活的各個方面[3]。比如GIS可以用于電力、燃?xì)狻⑺裙檬聵I(yè),幫助保持市場競爭力;在電信領(lǐng)域,GIS可用于新客戶開發(fā)、電話報修分析以及客房關(guān)懷;在交通領(lǐng)域,GIS可用于交通基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)資產(chǎn)管理以及充足、有效的網(wǎng)絡(luò)分析解決方案,用于最短路徑的確定,為交通工具線路設(shè)計、城市交通模擬等服務(wù);在應(yīng)急管理領(lǐng)域,GIS可以整合空間數(shù)據(jù),對災(zāi)害可能造成的影響、在瞬息萬變的環(huán)境中最佳疏散路線的確定等進(jìn)行模擬,也可以用于資產(chǎn)記錄和資源的空間定位等;在土地管理領(lǐng)域,GIS已成為進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的核心;在城市規(guī)劃中,GIS用于對城市規(guī)劃信息進(jìn)行編碼和可視化;在圖書館領(lǐng)域,圖書館能提供越來越多的GIS信息,收集、維護(hù)、存儲空間資源并提供訪問。

在教育領(lǐng)域中,國內(nèi)外GIS的應(yīng)用案例并不多見。通過文獻(xiàn)分析,我們發(fā)現(xiàn)GIS能夠以直觀的方式幫助決策者、研究者和普通公眾了解教育資源的分布,通過與數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)相結(jié)合,可以幫助決策者、研究者抓住數(shù)據(jù)中所隱藏的一些規(guī)律,從而為決策、研究提供支持。因此,研究與實現(xiàn)教育地理信息系統(tǒng)對教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)顯示、管理決策、科學(xué)研究等都非常重要。

本文所設(shè)計和實現(xiàn)的北京市高等教育地理信息系統(tǒng)充分利用WEB-GIS的功能,為高等教育研究者、社會公眾、教育管理與決策者提供教育數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析、可視化顯示等功能。開創(chuàng)了GIS在國內(nèi)高等教育應(yīng)用方面的先河,彌補(bǔ)了GIS在國內(nèi)高等教育應(yīng)用方面的空白,對高等教育信息管理、科研輔助、教育決策等方面的研究具有重大意義。

一 相關(guān)研究分析

位于阿肯色大學(xué)(University of Arkansas)教育與健康專業(yè)學(xué)院課程與教學(xué)系的美國國家測度與評估系統(tǒng)研究辦公室(The National Office foe Research on Measurement an Evaluation Systems (NORMS)) 開發(fā)了分析阿肯色州教育成績鴻溝的GIS應(yīng)用――GAPS(Geographic Academic Policy Series) 。其目標(biāo)是使用地理信息和顏色表示教育分析結(jié)果,以提供基于地圖的分析“快照”。GAPS系統(tǒng)按年收集阿肯色州各學(xué)校、學(xué)區(qū)學(xué)生的文學(xué)、數(shù)學(xué)成績的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。研究人員選擇人們關(guān)心的教育問題,在GAPS系統(tǒng)中進(jìn)行專題分析,生成專題圖,提供給決策者作為輔助決策工具。例如,針對學(xué)區(qū)規(guī)模與學(xué)生成績是否存在相關(guān)關(guān)系的問題,GAPS生成了一系列專題圖。從圖形顯示發(fā)現(xiàn),學(xué)生成績與學(xué)區(qū)規(guī)模沒有顯著關(guān)系,反而跟學(xué)區(qū)的地理位置有很大的相關(guān)性。位于阿肯色州30號州際公路右下方的學(xué)區(qū)學(xué)生成績低于州平均水平的概率更高。不向大眾開放使用,人們只能看到針對一些問題生成的靜態(tài)的地圖快照。因此從使用方式來說,不支持普通用戶自己對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2002年,俄勒岡州教育委員會、俄勒岡大學(xué)系統(tǒng)(the Oregon University System)與俄勒岡州立大學(xué)(Oregon State University)共同合作,啟動美國俄勒岡州教育委員會GIS輔助決策支持項目(Oregon State Board of Education GIS Decision Support Pilot Project),旨在研究GIS在幫助俄勒岡州教育委員會進(jìn)行政策決策方面的功用。該項目把俄勒岡劃分為15個勞動力市場區(qū)域,以IT產(chǎn)業(yè)為例,按照各區(qū)域IT課程供應(yīng)和IT招聘職數(shù),制作了教育供給與勞動力需求專題圖,對于教育資源布局和教育規(guī)劃提供了有力的支持[4]。俄勒岡GIS輔助決策支持項目為我們在北京高等教育地理系統(tǒng)中利用GIS功能研究與呈現(xiàn)高等教育變量與相關(guān)社會經(jīng)濟(jì)變量之間的關(guān)系,進(jìn)而輔助進(jìn)行高等教育政策決策開拓了思路。這個項目也沒有向公眾提供可利用系統(tǒng)所提供的功能進(jìn)行即時探查分析的入口。

北京市教育委員會提供的教育電子地圖3在普通北京市地理系統(tǒng)基礎(chǔ)上建設(shè),它增加教育地理信息圖層,包括各類院校、中小學(xué)、教育相關(guān)部門。它提供的功能有周邊查詢,如查詢學(xué)校周圍的銀行;行車路線;公交服務(wù);打車助手;交通路況。這個地圖可以大大方便人們了解學(xué)校周邊情況,但它只提供基本的地理信息查詢功能,缺少教育的特色數(shù)據(jù),也缺少教育的特色應(yīng)用研究。

“中國教育地理信息系統(tǒng)(CEGIS)”由國家教育發(fā)展研究中心、中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會和紹興托普信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院共同合作開發(fā)[5]。系統(tǒng)功能包括查詢世界各國、全國各省、指定省各地的各類教育資源的布局、各種教育統(tǒng)計數(shù)據(jù)(當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù))及其空間分布情況,可以顯示與教育密切相關(guān)的各種社會、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和它們的地域分布情況;使用系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的國際著名統(tǒng)計分析軟件SPSS For Windows可以對各國、各省或指定地、市、縣的教育統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的定量分析,以便形成正確的決策、咨詢意見等。該系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)主要是各種統(tǒng)計數(shù)據(jù),缺乏專項調(diào)研數(shù)據(jù)和專題分析工具。這也是我們在設(shè)計HEDUGIS時,試圖創(chuàng)新之處。

本文所描述的北京市高等教育地理系統(tǒng)的關(guān)注對象主要是研究人員,為此在系統(tǒng)中錄入了大量的科研、課題數(shù)據(jù),這是與中國教育地理信息系統(tǒng)(CEGIS)所不同的,因此系統(tǒng)能夠提供的服務(wù)類型也會有所不同。

本文所描述的基于WEB的北京市高等教育地理信息系統(tǒng)(以下簡稱HEDUGIS)擁有各種教育特色數(shù)據(jù),關(guān)注教育應(yīng)用和社會服務(wù),是已經(jīng)實現(xiàn)、開始服務(wù)于全社會的系統(tǒng)。本文后面部分將重點介紹HEDUGIS的功能設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)。

二 HEDUGIS的功能設(shè)計和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1 功能設(shè)計

本系統(tǒng)的目標(biāo)主要是為研究者查詢和高等教育研究的相關(guān)信息提供服務(wù),同時為社會公眾和政符工作人員提供相關(guān)的數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。因此本系統(tǒng)首先著眼于高等教育研究者的需求,同時兼顧社會公眾和教育管理決策人員的需求?；谝陨峡紤],系統(tǒng)的目標(biāo)為[6]:

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面向高等教育研究者提供數(shù)據(jù)輸入服務(wù),包括直接輸入和由系統(tǒng)管理者協(xié)助的間接輸入服務(wù),使得高等教育研究所需的數(shù)據(jù)和成果都能方便地存儲到系統(tǒng)中。

面向高等教育研究者、普通社會公眾、教育管理決策者提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù),包括基于文本的查詢和基于地圖的查詢。

面向系統(tǒng)管理員,提供可協(xié)助研究人員制作和高等教育專題圖的工具。地理專題圖的制作和是一件比較復(fù)雜的任務(wù),因此系統(tǒng)沒有開發(fā)直接面向研究者的專題圖制作和工具,而是利用GIS軟件提供的可視化專題圖制作功能和編程工具向系統(tǒng)管理員提供制作和專題圖的工具和模板,讓系統(tǒng)管理員制作并專題圖后供研究人員使用。

面向高等教育研究者,提供按需設(shè)計的輔助工具開發(fā)及集成。高等教育研究者可以按自己需求開發(fā)出輔助工具并整合到本系統(tǒng)中。

基于以上系統(tǒng)設(shè)計目的,本文提出如圖1所示的功能設(shè)計。

本系統(tǒng)包括以下四類功能模塊:

數(shù)據(jù)查詢工具:數(shù)據(jù)查詢工具負(fù)責(zé)完成用戶對數(shù)據(jù)的多種檢索任務(wù)。根據(jù)查詢的數(shù)據(jù)類型可分為地圖數(shù)據(jù)檢索、屬性數(shù)據(jù)檢索工具。根據(jù)數(shù)據(jù)查詢的方式可分為數(shù)據(jù)分類瀏覽工具、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化查詢工具等。

數(shù)據(jù)管理工具:數(shù)據(jù)管理工具負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改、導(dǎo)入、導(dǎo)出等任務(wù)。

專題圖制作、工具:專題圖制作、工具負(fù)責(zé)根據(jù)用戶需要制作專題圖并將其到系統(tǒng)中,以方便用戶瀏覽。

其他輔助工具:該類工具包括為了支持高等教育研究而按需開發(fā)的輔助型工具。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計目的和系統(tǒng)功能,考慮到Web-GIS的一般體系結(jié)構(gòu),我們提出三層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[6]。三層分別為:數(shù)據(jù)層,包括空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù);中間層,用來提供Web和GIS服務(wù);表現(xiàn)層,包括用于Web客戶端和GIS客戶端的軟件封裝,Web客戶端用于普通用戶瀏覽地理信息,GIS客戶端主要用于地圖的制作、管理等。

基于系統(tǒng)設(shè)計,我們決定基于Windows平臺開發(fā)本系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用與Windows平臺結(jié)合比較緊密、可用性和穩(wěn)定性方面都比較優(yōu)越的SQL Server 2005,GIS軟件采用性價比較好的國產(chǎn)WEB-GIS軟件開發(fā)平臺SuperMap ,開發(fā)工具選用Visual 2005[6]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)特色介紹:

數(shù)據(jù):HEDUGIS中不僅有大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù),還是大量的科研數(shù)據(jù),如科研團(tuán)隊、研究中心等。因此,通過查詢系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),科研人員可以了解相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的研究方向、前沿課題和同行等。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計:系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為四種類型:基礎(chǔ)代碼類(存儲名稱與代碼的對應(yīng)關(guān)系)、信息表類(存儲用于的具體數(shù)據(jù))、數(shù)據(jù)庫描述表類(存儲數(shù)據(jù)表、視圖的描述信息)、與SuperMap相關(guān)的數(shù)據(jù)表類(存儲空間數(shù)據(jù)信息)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含眾多的數(shù)據(jù)表,為避免多表關(guān)聯(lián)造成的程序編碼復(fù)雜性,在數(shù)據(jù)庫中生成相關(guān)表的數(shù)據(jù)視圖,以便于業(yè)務(wù)邏輯層的數(shù)據(jù)訪問。

WEB服務(wù)器端實現(xiàn):采用技術(shù)進(jìn)行WEB服務(wù)器端的動態(tài)網(wǎng)頁編程,以分離HTML代碼與后臺程序代碼,增強(qiáng)了

程序代碼的可讀性和可維護(hù)性,提高動態(tài)網(wǎng)頁的執(zhí)行效率。

三 HEDUGIS已實現(xiàn)功能

本系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)功能設(shè)計的全部功能,部署在互聯(lián)網(wǎng)上,對社會公眾開放4。不同類型的用戶可以通過這個系統(tǒng)找到自己感興趣的數(shù)據(jù)。圖3是系統(tǒng)首頁。

1 數(shù)據(jù)查詢

進(jìn)入系統(tǒng)首頁后,可以進(jìn)行不同形式的信息查看方式,如分類瀏覽、數(shù)據(jù)查詢(查詢結(jié)果會在地圖上顯示出來)、純文本查詢(沒有地圖顯示)等。

2 專題圖工具:對北京市IT產(chǎn)業(yè)與高校布局的分析

專題圖工具是一種查看一些專題圖示例應(yīng)用,如圖4所示的北京市各區(qū)IT行業(yè)GDP占全市IT行業(yè)GDP總值的百分比專題圖(2004數(shù)據(jù)),圖5所示的各區(qū)縣IT產(chǎn)業(yè)GDP占本區(qū)GDP總值的百分比。在專題圖中,不同色塊表示不同比例的百分比區(qū)間。

四 結(jié)束語

第9篇：地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵范文

這個軟件的優(yōu)勢在于不用像3DMAX軟件一樣要經(jīng)過軟件的預(yù)渲染之后再播放，而是能夠直接進(jìn)行三維建模、動態(tài)渲染、動態(tài)播放。捷力地理信息系統(tǒng)是在GIS地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上由武漢捷力公司研發(fā)出來的，是一種公路路線平縱橫一體化的系統(tǒng)軟件，它可以根據(jù)公路路線的相關(guān)文件以及公路設(shè)計所需要設(shè)定的公路路線信息直接產(chǎn)生相當(dāng)真實的三維立體模型，此軟件能夠正確的顯示出公路交通的地理信息，在生成公路三維坐標(biāo)圖形之后進(jìn)行平縱橫集中數(shù)據(jù)處理，公路的橫斷面可以由公路設(shè)計者自主的進(jìn)行設(shè)計，按照相關(guān)數(shù)據(jù)可以自動的將公路的三維動態(tài)透視圖顯示出來。

收集整理原始的資料要在借助先進(jìn)的計算機(jī)輔助系統(tǒng)軟件進(jìn)行三維立體模型的建立之前就要完成的，原始資料的收集主要包括公路的設(shè)計資料、公路沿線地形的相關(guān)資料以及所要設(shè)計公路沿線景觀的所有素材，準(zhǔn)確可靠的原始資料信息對公路設(shè)計動態(tài)透視圖是非常重要的。

動態(tài)透視圖設(shè)計的輔助作用

(1)使公路設(shè)計具有很強(qiáng)的靈活性

在以往的公路設(shè)計中，公路設(shè)計者以國家規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)以及工程造價為基本的標(biāo)準(zhǔn)，在對這兩者進(jìn)行控制的時候，往往會忽略公路設(shè)計的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題。在公路設(shè)計中，設(shè)計的相關(guān)指標(biāo)都是根據(jù)國家規(guī)定的范圍進(jìn)行控制的，而在公路設(shè)計之前，所搜集的相關(guān)公路的信息資料是不可能非常準(zhǔn)確的，那么在對公路相關(guān)技術(shù)指標(biāo)取用的時候，由于規(guī)范的限制而不夠明確，對于超出范圍的部分設(shè)計不夠靈活，并且這種公路設(shè)計也得不到相關(guān)的驗證，其效果分析也是不能夠順利進(jìn)行的。

動態(tài)透視圖的設(shè)計就解決了這個問題，它能夠?qū)⒐返南嚓P(guān)信息通過動態(tài)視圖表現(xiàn)出來，對于不符合規(guī)定的部分能夠很容易的分析出來，并且能夠及時的改正，對于公路設(shè)計的效果分析也是很明確的，而且動態(tài)透視圖的設(shè)計將公路設(shè)計的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題全都考慮進(jìn)去了。

(2)公路設(shè)計時的安全因素考慮周全

現(xiàn)如今的公路設(shè)計是根據(jù)車輛行駛的動力學(xué)以及力學(xué)的安全性與舒適性進(jìn)行考慮的，而對于人在駕駛時對公路的使用過程中視覺效應(yīng)、心理接受以及生理上的需求等不能充分地考慮，這就容易造成行駛的安全隱患。動態(tài)透視圖的設(shè)計能夠?qū)④囕v行駛中的視覺情況反映出來，駕駛員能夠清楚地看到公路的平縱橫三維立體視圖的詳細(xì)公路線形的情況，在車輛行駛的過程中，駕駛員能夠根據(jù)視覺中的情況安全駕駛，這就消除了駕駛員在駕車行駛過程中的安全隱患。

使公路設(shè)計更具有文化內(nèi)涵

以往的公路設(shè)計只是局限于二維空間的公路設(shè)計，那么在駕駛員駕駛車輛行駛過程中，在視覺的范圍內(nèi)憑借感覺進(jìn)行行駛，這就是說公路的設(shè)計完全忽略了文化內(nèi)涵的體現(xiàn)。