地理信息系統(tǒng)的定義精選(九篇)
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第1篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
摘要: 地理信息系統(tǒng)，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數(shù)據(jù)庫技術來采集，分析數(shù)據(jù)，從而為測繪制圖服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統(tǒng)，為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。本文從測繪制圖的角度出發(fā)，對地理信息系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行了分析。 關鍵詞:地理信息系統(tǒng) 測繪制圖1. 概述 地理信息系統(tǒng)是對地球空間信息進行采集、存儲、檢索、分析、評價、建模和輸出的計算機系統(tǒng)。近幾年來,地理信息系統(tǒng)廣泛應用于測繪遙感、環(huán)境治理、災害預測、地質填圖、城市規(guī)劃、土地管理、礦產(chǎn)資源評價和測繪制圖等各個領域,已起到了不可估量的作用。 2. 地理信息系統(tǒng)的優(yōu)點 地理信息系統(tǒng)主要由數(shù)字化子系統(tǒng)、圖形編輯子系統(tǒng)、拓撲結構處理子系統(tǒng)、數(shù)字高程模型子系統(tǒng)、地圖建邊建庫子系統(tǒng)、專定屬性定義及管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖形輸出交換子系統(tǒng)等功能模塊構成。各系統(tǒng)之間既互相獨立， 具有各自功能，又共享其數(shù)據(jù)信息，可實現(xiàn)綜合查詢和信息分析。其主要特點是：一是在結構上該系統(tǒng)采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的混合結構，并完善了國內(nèi)外大多數(shù)地理信息系統(tǒng)所采用單一數(shù)據(jù)結構或側重某一種數(shù)據(jù)。結構的局限性，以滿足不同問題對矢量、柵格數(shù)據(jù)的不同需求，而且兩種數(shù)據(jù)庫結構的信息可以有效方便地互相轉換和準確套合；二是在應用上該系統(tǒng)分為輸入、編輯、庫管理、空間分析和輸出五大部分組成。
2.1輸入手段：具有掃描儀輸入、數(shù)字化儀輸入、GPS輸入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，并且具有完備的錯誤、誤差等校正方法。 2.2編輯功能：具有直觀實用的屬性動態(tài)定義編輯功能和多媒體數(shù)據(jù)，具多重數(shù)據(jù)結構的屬性管理能力。 2.3地圖庫管理：具有較強的地圖拼接、管理、顯示、漫游和靈活方便的跨圖幅檢索能力，可管理達數(shù)千幅地圖。 2.4空間分析：具有功能齊全，性能良好，并且具有拓撲空間查詢和三維實體疊加的分析能力。 2.5輸出功能：具有齊全的外設驅動能力和國際標準頁面描述語言的Postscript接口，可輸出符合任何公開出版質量要求的數(shù)字化產(chǎn)品圖件，并具有能自定義的靈活性報表輸出功能。
3. 地理信息系統(tǒng)的缺點分析 3.1格式轉換問題 目前大多數(shù)的地理信息系統(tǒng)是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發(fā)的，它們采用完全不同的空間數(shù)據(jù)模型，對地理數(shù)據(jù)的組織也有很大的差異。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在的地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)格式超過了 100種，而目前還沒有軟件可以實現(xiàn)100種以上數(shù)據(jù)格式之間的相互轉換，這使得在不同地理信息系統(tǒng)軟件上開發(fā)的數(shù)據(jù)交換存在困難，采用數(shù)據(jù)轉換標準也只能部分解決問題。限制了地理信息系統(tǒng)處理技術的發(fā)展?jié)摿?。地理信息系統(tǒng)是一套應用廣泛的地理信息系統(tǒng)軟件，它采用矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合結構，將不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)和信息進行有機結合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享。由于地理信息系統(tǒng)的編輯系統(tǒng)只能調(diào)入輸出自己的標準格式文件，所以地理信息系統(tǒng)本身提供了數(shù)據(jù)轉換模塊，支持當前主流地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的轉換。但由于地理信息系統(tǒng)是一個相對通用的平臺，不可能完全滿足各個應用領域的所有要求，這樣在實際應用中就會存在一些數(shù)據(jù)轉換問題。 3.2誤差問題 3.2.1測繪圖件數(shù)據(jù)信息載體介質不同產(chǎn)生的誤差。 原始圖件數(shù)據(jù)信息載體介質分為紙介質,透明薄膜介質及刻圖薄膜介質3種。在3種信息載體中,紙介質變形最大,其次與其它制圖軟件數(shù)據(jù)轉換問題為透明薄膜介質變形較小,刻圖薄膜介質變形最小。紙介質變形產(chǎn)生誤差的主要原因是折疊、褶皺、氣候影響,變形誤差一般在1-2mm。薄膜介質產(chǎn)生變形的主要原因:在使用和保存過程中產(chǎn)生褶皺,薄膜受溫度影響等,圖形數(shù)字化輸入方式的不同產(chǎn)生的誤差。 圖形數(shù)字化方法分為手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入和圖形光柵化掃描矢量化方式輸入兩種。數(shù)字化儀的基本原理是將地圖上的位置信息通過數(shù)字化儀的定位器以數(shù)字信號的方式傳送給計算機,使計算機記錄每個點、線、面的位置,形成相應的數(shù)據(jù)文件。在數(shù)字化過程中,產(chǎn)生誤差的主要原因是人為因素。在數(shù)字化過程中手扶游標不穩(wěn)左右擺動,或者數(shù)字化板晃動,從而造成采集點位不準確。其次是一幅圖未完成,關閉數(shù)字化儀后,重新開機,造成定位系統(tǒng)坐標與上次不同而形成誤差。圖形掃描矢量化形成的誤差主要有:掃描儀精度不高,掃描的光柵圖像變形產(chǎn)生的誤差;光柵圖像沒有配準就矢量化圖形，形成的誤差；在矢量點，線過程中圖像放大倍數(shù)小形成的誤差。 3.2.2子圖庫，線型庫定位點(定位線)不精確形成的誤差。 地理信息系統(tǒng)制圖系統(tǒng)庫包括子圖庫、線型庫、色庫、圖案庫。子圖庫是各類基礎地理及專題要素的符號庫。線型庫是各類地物界線及專題要素界線的符號庫。地圖符號是地圖的語言,在地圖上用來表示實地物體與現(xiàn)象的特點圖解記號,它是地圖的主要表現(xiàn)形式,也是地理信息得以傳輸?shù)拿襟w。地圖符號按地面物體和符號的比例關系分為依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符號。在傳統(tǒng)制圖理論中,任何符號都有它的定位點和定位線。符號的定位點和定位線都有嚴格的規(guī)定,它決定了地物在空間的分布位置和相互關系。符號庫(子圖庫,線形庫)形成誤差的主要原因是符號的定位點和定位線不在規(guī)定的位置上。制圖人員在數(shù)字化制圖過程中往往把符號移動到與原圖相同的位置,當坐標點可見時,符號的定位點(定位線)和符號的坐標可見點不在同一點上,其誤差在0。1-0。5mm之間,圖件比例尺越小其誤差變形越大。 4. 地理信息系統(tǒng)對測繪地圖的優(yōu)化作用測繪制圖是測繪工作的有機組成部分,在開展多學科、多途徑的測繪科研研究中,自始至終都要運用測繪地圖來表現(xiàn)研究成果。在傳統(tǒng)的測繪制圖過程中,要經(jīng)歷若干個成圖步驟。地理信息系統(tǒng)測繪制圖過程主要分為資料準備、圖形輸入、圖形編輯、顏色設計和圖形輸出等幾個階段地理信息系統(tǒng)提供了兩種圖形輸入方法:一種是數(shù)字化輸入,即采用數(shù)字化儀人工手扶游標跟蹤,將原圖資料轉化為圖形數(shù)據(jù);另一種是掃描矢量化,通過掃描儀掃描原圖,以柵格形式存貯于圖象文件中,并經(jīng)過矢量轉換為矢量數(shù)據(jù)。以上功能可用地理信息系統(tǒng)的輸入編輯子系統(tǒng)來完成。數(shù)據(jù)輸入計算機后,就要進入圖形編輯數(shù)據(jù)校正、圖形的整飾、誤差的消除、坐標的變換等工作,由地理信息系統(tǒng)圖形編輯子系統(tǒng)、誤差校正、圖形裁剪屬性庫管理等系統(tǒng)來完成上述各項功能。顏色是測繪地圖表現(xiàn)的一種重要要素,它直接影響測繪地圖的表現(xiàn)力和圖面效果。因此,測繪圖對顏色的要求是非常嚴格的。地理信息系統(tǒng)對測繪制圖作了顏色的要求,在分析了測繪地圖印刷特點的基礎上,設計了一套靈活、方便、精確的顏色定義和色標系統(tǒng)。圖形輸出是地理信息系統(tǒng)地質制圖的最后一道工序,通常是把顯示出的圖形數(shù)據(jù),經(jīng)過以上步驟,在基本符合要求后,由地理信息系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)將編輯好的圖形顯示到屏幕或指定的設備上。經(jīng)以上處理過的數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)測繪圖件的數(shù)字化,并建立圖形和屬性數(shù)據(jù)相結合的數(shù)據(jù)庫。測繪信息數(shù)據(jù)全部存儲于計算機中,可以將具有同一特性的圖形要素放在同一層中,即是將圖形數(shù)據(jù)分幅錄入這樣易于管理和查詢,而且可靈活地進行分幅檢索、添加圖幅、刪除圖幅。 5. 結語
總之,測繪制圖是一項需要不斷完善,不斷改進的技術,也大有潛力可挖,同時也存在著無窮的技巧和樂趣,只要我們在測繪制圖中，充分利用地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢互補，進一步優(yōu)化數(shù)字化生產(chǎn)的工藝流程，降低誤差，同時結合本專業(yè)特點不斷總結經(jīng)驗,測繪工作一定會更上一層樓。 參考文獻 [1]譙章明. 地質圖繪制[M]。北京:測繪出版社。 [2]吳信才. 地理信息系統(tǒng)原理、方法及應用[M]。武漢:中國地質大學出版社。
第2篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞： 地理信息系統(tǒng) 高中地理課堂教學 案例 困難
1.GIS的概論
1.1 GIS的內(nèi)涵
針對不同的部門和不同的應用目的，地理信息系統(tǒng)的定義也不盡相同。美國學者Parker認為“GIS是一種存儲、分析和顯示空間與非空間數(shù)據(jù)的信息技術”。加拿大的Roger Tomlinson認為“GIS是全方位分析和操作地理數(shù)據(jù)的數(shù)字系統(tǒng)”。俄羅斯學者把GIS定義為“一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。這些定義，有的側重于GIS的技術內(nèi)涵，有的則強調(diào)GIS的應用功能。美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會（FIC-CDC）關于GIS的定義較為全面具體。該定義認為“GIS”是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。[1]
1.2 GIS的功能
由計算機技術與空間數(shù)據(jù)相結合而產(chǎn)生的GIS這一高新技術，它包含了處理地理信息的各種高級功能。GIS具有四項基本功能：
1.2.1輸入功能
利用數(shù)字化儀或掃描儀把地圖、圖像（如航空照片）和規(guī)劃圖輸入計算機中，然后進行編輯處理（修改、增補等）。
1.2.2輸出功能
把經(jīng)過分析而得出的圖形、圖表或文字報告顯示在熒光屏上，也可以通過繪圖儀或打印機打印出來。
1.2.3查詢、分析功能
通過空間查詢和空間分析而得出決策結論是GIS的出發(fā)點和歸宿。這是一個復雜的處理過程，需要應用目標之間的內(nèi)在空間聯(lián)系并結合各自的數(shù)學模型和理論制訂規(guī)劃和決策。典型的空間分析包括最佳路徑分析、疊加分析、鄰域分析、網(wǎng)絡分析、通視分析及填挖方計算和表面積計算等，可用在污染源流分析、農(nóng)業(yè)布局合理性分析、城市布局合理性分析、道路選線分析等工作中。
1.2.4空間數(shù)據(jù)庫管理功能
地理對象是龐大的地理數(shù)據(jù)集，對此需要利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來進行管理[2]。
GIS依托這些基本功能，通過利用空間分析技術、模型分析技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集成技術等，演繹出豐富多彩的系統(tǒng)應用功能，滿足社會和用戶的廣泛需求。
2. GIS走進高中地理課程
著名的地圖與信息系統(tǒng)專家陳述彭院士認為，定性描述是地理學的第一代語言，地圖是地理學的第二代語言，地理信息系統(tǒng)是地理學的第三代語言。這也是廣大地理教師的共識，充分體現(xiàn)出GIS技術的重要性與價值所在[3]?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準》提出了地理課程的基本理念，其中之一是強調(diào)信息技術在地理學習中的應用。在新一輪的地理課程改革中，地理信息系統(tǒng)成為地理選修模塊之一，作為新的重要的教學內(nèi)容。
2.1 GIS技術進入高中地理的必要性
2.1.1 “GIS技術”是地理科學發(fā)展與社會信息化的重要內(nèi)容
當今時代，信息技術飛速發(fā)展，地理信息技術對資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、國家經(jīng)濟建設與社會進步的巨大作用日益顯著。地理信息技術應用的具體形式，大到地球村、數(shù)字國家，小到數(shù)字居民區(qū)、數(shù)字家庭。隨著工業(yè)化和信息化水平的進一步發(fā)展，世界城市化成為文明進步的標志。城市帶來了富足、繁榮，也帶來人口擁擠、交通緊張、資源短缺、用地緊張等一系列城市問題，這為地理信息技術提供了大顯身手的機會。世界各國的城市，尤其在經(jīng)濟發(fā)達和發(fā)展水平較高的城市，數(shù)字城市研究日益成熟，信息化管理成為熱門研究領域，利用地理信息技術進行社會、經(jīng)濟、文化、基礎設施、交通通訊、城市規(guī)劃等數(shù)字管理，成為構筑新世紀人類生存環(huán)境的新模式。
地理信息技術是“數(shù)字化地球”、“信息化地球”的基礎，信息化發(fā)展需要大量的具有地理信息技術基本素養(yǎng)的人才。從國家戰(zhàn)略的高度來講，基礎教育階段的地理信息技術素養(yǎng)教育很必要也很迫切。
地理信息技術作為地理科學發(fā)展的重要內(nèi)容，加之其在社會生產(chǎn)、生活中的廣泛應用和價值，在高中階段，將其納入地理課程體系，意義重大。
2.1.2設置“地理信息技術應用”模塊有利于培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)
信息科技時代，教育目的不應僅是教給學生知識，更應以學生的發(fā)展為根本，全面提高學生的素質，使學生身心得到發(fā)展，發(fā)掘學生的外在和內(nèi)在潛力，促使他們得到全面發(fā)展。地理信息技術在信息社會有著舉足輕重的地位和作用，設置地理信息技術課程是普及地理信息技術基礎知識的有效途徑。對學生進行地理信息技術教育，可以培養(yǎng)學生的思考能力和分析能力，提高學生的信息素養(yǎng)，符合《高中地理課程標準》的設計理念，也是提高學生綜合素質的基本途徑。
當前，基礎教育強調(diào)全面的素質教育，地理教育也應如此。在對各種地理知識（信息）掌握的基礎上，地理教育重視學生能力的提高及地理思維方式的培養(yǎng)，要求學生既具備地理知識素質，又具備地理能力素質。要求學生運用地理知識處理和解決地里問題。要求學生主動地吸收、掌握各種地理信息，并將信息分析、重組、應用。
2.1.3“地理信息技術”是一種重要的教學技術手段
地理信息技術作為教學技術手段應用于地理教學中也是《地理信息技術應用》模塊重要的價值取向之一。地理信息技術教育對學生信息技術的掌握、地理研究技術的了解與應用、地理區(qū)域系統(tǒng)思想的建立和地理空間思維能力的培養(yǎng)，以及地理問題的分析與處理能力的培養(yǎng)等具有不可替代的獨特功能[4]。
一方面，以GIS為例，GIS具有對地圖處理與操作的強大功能，地圖是地理教育的重要媒介，利用GIS的地圖疊加、地圖漫游、地圖縮放和地圖要素的增減等進行輔助教學，效果是一般教學手段不可比擬的。另一方面，GIS技術是一種解決實際問題，提供地理數(shù)據(jù)處理功能的技術和方法。GIS的數(shù)據(jù)輸入、處理與分析功能，能很好地完成地理課程在能力培養(yǎng)方面的要求。例如，利用GIS實現(xiàn)對地理事物的分布特征、分布規(guī)律的輔助教學，教師可以應用GIS在空間上顯示符合某一條件的地理要素的特征，幫助學生認識地理空間概念；利用GIS實現(xiàn)地理事物環(huán)境分析輔助教學，GIS技術可以確定某地理要素在一定范圍內(nèi)對于其他地理要素的分布；利用GIS實現(xiàn)地理事物變化趨勢的輔助教學，GIS能顯示地理事物在不同時段的地理信息的空間分布，能展示其各階段的特征，有助于學生認識地理事物的發(fā)展過程；利用GIS實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與地理直觀的輔助教學，GIS可以進行數(shù)據(jù)排列顯示、專題地圖制作圖、地形圖、行政區(qū)劃圖、旅游規(guī)劃圖等；利用網(wǎng)絡GIS、多媒體GIS的輔助教學等[5]。
2.2高中地理信息系統(tǒng)課程教學案例
地理信息技術是一門新興的課程，開設這門課程的主要目標是培養(yǎng)學生的地理信息素養(yǎng)。
下面以GIS在道路選線中的應用作為教學內(nèi)容進行分析。
傳統(tǒng)的道路選線方法是選線人員通過收集和分析線路區(qū)域內(nèi)有關設計資料，在大比例尺地形圖上選出幾個可能的路線方案。然后在紙上定線的基礎上，選線人員到實地勘測，經(jīng)過反復比較確定一個較為經(jīng)濟、合理的路線方案。它在很大程度上取決于選線人員的實際經(jīng)驗和技術水平，而且費時費力，因此已不能滿足現(xiàn)代公路設計的需要。隨著地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展及空間信息軟件平臺的不斷開發(fā)，設計人員不但能考慮傳統(tǒng)的選線因素，對于地質、水文等空間屬性也能納入考慮范圍，這不管是從質量上還是從效率上都得到了較大提高。目前常用的空間軟件有ArcInfo、MapInfo、Geo系列軟件、TITANGIS等。
2.2.1地理數(shù)據(jù)的采集和處理
根據(jù)道路的設計功能和設計要求，需要收集道路沿線所有的基礎資料，包括沿線各類比例尺地形圖、地質圖、水文、氣象、交通流量等。具備了這些基本資料之后，利用GIS功能對各種資料進行分類處理。
數(shù)字化資料包括地形圖、地質圖、規(guī)劃設計圖、文字說明等多種信息資源。圖形數(shù)字化過程中需要進行投影轉換、坐標轉換，經(jīng)過掃描、糾正、跟蹤、附屬性、建立拓撲關系等步驟，最終形成各類數(shù)據(jù)文件。目前，常用的數(shù)據(jù)格式有：Tiff、Arc/InfoE00、Arc/InfoCoverage、MapInfo、DXF等。在地形圖進行數(shù)字化的過程中，需對各類影響線路的空間要素進行分層空間數(shù)據(jù)管理，為以后的空間分析做好準備。沿線主要的空間數(shù)據(jù)層有：地形層、地質圖層、城市層、鄉(xiāng)村層、植被層、沿線水系層、水利設施層、鐵路層等。對空間數(shù)據(jù)層的分類應盡可能詳細，避免遺漏。同時，使用的資料應為最新資料，保證空間數(shù)據(jù)的時效性及其準確性。
2.2.2地理數(shù)據(jù)的空間分析
根據(jù)道路的設計標準和使用要求，利用GeoStar軟件對各類數(shù)據(jù)文件進行分析是采用地理信息系統(tǒng)進行道路選線的核心。GeoStar軟件的空間分析功能主要有地形分析、緩沖分析、疊置分析、網(wǎng)絡分析等，這能幫助設計人員宏觀地認識設計區(qū)域。在數(shù)據(jù)處理過程中，應盡可能準確規(guī)范，這對于以后建立數(shù)字地面模型DEM、地面正射影像圖DOM等數(shù)據(jù)具有重要作用。
2.2.3建立數(shù)字地面模型DEM
數(shù)字地面模型可為道路選線提供直觀圖形并可以與GIS的空間分析結果進行疊加分析。同時可為今后的道路最佳路徑分析、縱橫斷面設計、填挖方量的計算提供快捷成果。
2.2.4疊加分析
利用GeoStar軟件，將矢量數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫和DEM數(shù)據(jù)庫三庫疊加，生成三維景觀再現(xiàn)。在計算機疊加分析的結果里，確定道路控制點的樁號及線路的大致走向，接著根據(jù)設計規(guī)范和要求，在三維景觀里進行路線設計，確定道路變坡點位置、交點位置、坡度、曲線半徑等要素，這樣設計人員能隨時根據(jù)地形來進行設計，非常方便。
2.2.5線路的比選
根據(jù)要求一般設計兩到三條線路，然后利用GeoStar的空間分析功能進行比選，考慮的因素主要有土地、水文、路線長度、地質條件、政治因素、經(jīng)濟狀況、氣象等。如，在設計中，道路應盡量避免穿過農(nóng)田、森林，并且線路通過地段的地質水文狀況應滿足工程設計要求，以此作為選線條件。此時可以從空間數(shù)據(jù)層中分別提取鄉(xiāng)村層、植被層、地質層、沿線水系層的相應數(shù)據(jù)，將它們的數(shù)據(jù)繪以不同顏色的圖形，根據(jù)選線人員給定的選線條件和范圍分別與地形圖形拓撲疊加，此時在計算機上就可以分別顯示出滿足要求的范圍。根據(jù)這些范圍，選線人員再進行綜合修改，重新制定設計條件，在計算機上反復進行疊加拓撲分析獲取最終結果。這種選線過程非常直觀明了，結果也可隨時以圖形、表格、數(shù)字的形式打印輸出[6]。
2.3高中開設地理信息系統(tǒng)課程存在的困難
在當今的高中地理教學中，開設地理信息系統(tǒng)課程遇到了比較大的困難，學生的地理信息素養(yǎng)也普遍比較薄弱。
2.3.1教育觀念滯后
由于教育觀念滯后，即使是在教育較為先進的地區(qū)，地理信息系統(tǒng)課程開設仍困難重重。學校固守舊觀念，認為培養(yǎng)信息素養(yǎng)對于學生高考分數(shù)提高目前還沒有實質性作用，往往以各種理由拒絕開設地理信息類課程。
2.3.2經(jīng)濟支持不足
地理信息系統(tǒng)課程開設需要一定物質基礎作為保證，例如計算機、網(wǎng)絡設施、配套的課程軟件等。經(jīng)濟落后地區(qū)的一些學校硬件、軟件設施都不齊全，尤其像GPS這種儀器市場價一般在2000元左右，作為教具幾乎是不可能購買的，3S技術的培養(yǎng)成為“紙上談兵”。
2.3.3教師素質有待提高
地理信息系統(tǒng)是一門新興的技術，因此，當今高中里能夠熟練掌握信息技術的地理教師比較匱乏。此外，目前高師所開設的地理信息系統(tǒng)課程，多數(shù)只是簡單地移植綜合性大學地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程的基本內(nèi)容，而真正適合師范生實際操作應用技能訓練較少，并沒有培養(yǎng)出真正適應高中地理教學的合格的地理教師。
因此，高校在培養(yǎng)地理教師的過程中應重視師范生的地理信息技術學習，在學習基礎知識的同時，提高動手操作能力。同時，各地教育部門應完善教師的職后培訓，為在職地理教師提供更多的進修機會和渠道。各地教研部門要為地理教師提供學術和業(yè)務的支持，例如通過舉辦培訓班，組織教學經(jīng)驗交流，推動校本教研，開發(fā)課程資源等方式幫助地理教師開展地理信息技術教學，培養(yǎng)學生的地理信息素養(yǎng)。
3.結語
鑒于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及GIS技術強大的功能，GIS將在國民經(jīng)濟中發(fā)揮越來越重要的作用。高中地理課程應緊跟時代潮流，反映時代需求。GIS進入高中地理課程是培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備地理素養(yǎng)的必要舉措。盡管現(xiàn)在地理信息技術課程在高中的開設仍遇到一些困難，但困難是暫時的，地理信息技術最終將順利進入高中校園，成為一門培養(yǎng)學生基本地理信息素養(yǎng)的必要課程。
參考文獻：
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第3篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測繪；擴展應用
中圖分類號：TP39.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0053-02
地理信息系統(tǒng)（GIS）可以簡單定義為是一種采集、存儲、管理、分析、顯示和應用地理信息的計算機系統(tǒng)。GIS是地理學和信息技術相結合的產(chǎn)物，它為解決各種與空間位置相關的問題提供了新的技術方法。經(jīng)過近50年的發(fā)展，隨著計算機技術、空間技術和現(xiàn)代信息基礎設施的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）已經(jīng)廣泛應用于各個領域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。
1 我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展
我國地理信息系統(tǒng)方面的工作起步稍晚于國際水平，但發(fā)展迅速，形勢喜人。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。環(huán)境遙感資源調(diào)查的需求帶動，以及航空攝影測量和地形測圖的發(fā)展，為GIS的發(fā)展奠定了良好的基礎。20世紀80年代起，1980年中國科學院遙感應用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標志著我國地理信息系統(tǒng)方面的工作開始展開。20世紀90年代起，地理信息系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。地理信息系統(tǒng)從初步發(fā)展時期的研究實驗、局部應用走向實用化和生產(chǎn)化，為國民經(jīng)濟重大問題提供分析和決策依據(jù)。中國地理信息系統(tǒng)事業(yè)經(jīng)過近40年的發(fā)展，取得了重大的進展。地理地理信息系統(tǒng)的研究和應用已走向了產(chǎn)業(yè)化。
2 地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用
2.1 數(shù)據(jù)源
數(shù)據(jù)對于測繪而言是至關重要的，數(shù)據(jù)采集功能是地理信息系統(tǒng)（GIS）的一個重要功能。從數(shù)據(jù)來源的類型上看，地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)可以大致分為原始數(shù)據(jù)（第一手數(shù)據(jù)）或處理加工后的數(shù)據(jù)（第二手數(shù)據(jù)），另外也可將數(shù)據(jù)源分為非電子數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)兩類。
第一手數(shù)據(jù)是指直接采集的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的繪圖野外數(shù)據(jù)采集工具主要包括三腳架、標尺、羅盤、平板儀、坡度儀、皮尺等，數(shù)據(jù)采集的結果往往需要記錄在紙上，而地理信息系統(tǒng)（GIS）采用的是以全球定位儀、激光測距儀、全站儀等為代表的現(xiàn)代測量儀器，這些儀器正逐步取代這些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集手段。全球定位儀和激光測距儀、全站儀等可直接與數(shù)據(jù)記錄儀連接，將所測得的大量位置、距離和方位數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)記錄儀內(nèi)，也可直接存儲在便攜計算機的硬盤上，這使第一手數(shù)據(jù)的獲取大大簡化。第一手數(shù)據(jù)經(jīng)解譯、編輯和處理后，就變成第二手數(shù)據(jù)。大多數(shù)地理信息系統(tǒng)（GIS）中的數(shù)據(jù)是第二手數(shù)據(jù)，它主要包括地圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表和影像圖等形式。
2.2 數(shù)據(jù)采集
根據(jù)測繪任務的需要，將各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉化為地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件可以識別的格式并加以利用的過程稱為數(shù)據(jù)采集。地圖數(shù)字化是許多地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)都采用的數(shù)據(jù)采集手段之一。對于大型的測繪項目，現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)（GIS）技術可以通過掃描技術來使這個過程全部自動化，對于較小的測繪項目，需要手工數(shù)字化（如使用數(shù)字化板）。屬性數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)（GIS）中地理數(shù)據(jù)的重要組成部分，可以通過鍵盤來直接輸入屬性數(shù)據(jù)。在地理信息系統(tǒng)（GIS）中，通常用專業(yè)的數(shù)據(jù)軟件單獨管理屬性數(shù)據(jù)，包括屬性數(shù)據(jù)的采集。為了充分利用現(xiàn)有的各種數(shù)字形式的數(shù)據(jù)資源，從其他各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中轉人或轉出屬性數(shù)據(jù)，將是獲取地理信息系統(tǒng)（GIS）屬性數(shù)據(jù)非常重要和必需的手段。
我們知道，地理信息系統(tǒng)（GIS）通常對繪圖所需要的地理要素進行分類存儲和管理，要素的分類通常體現(xiàn)在對要素屬性數(shù)據(jù)的分類和編碼上。對屬性數(shù)據(jù)進行分類和編碼，還非常有利于數(shù)據(jù)交換和共享。
繪圖采集后的地理數(shù)據(jù)經(jīng)常需要進行編輯和處理，這是因為：一、數(shù)據(jù)中可能存在的錯誤；二、為了便于地理信息系統(tǒng)（GIS）進行查詢和分析，需要對數(shù)據(jù)進行進一步的處理，如生成拓撲關系和新的屬性數(shù)據(jù)等；三、有些數(shù)據(jù)本身就是動態(tài)變化的，需要不斷進行更新；四、對于有些特殊的應用或來源于其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，有可能需要進行數(shù)據(jù)格式轉換等?，F(xiàn)代的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術提供了許多工具來編輯和處理地理數(shù)據(jù)。
2.4 空間數(shù)據(jù)管理
地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件有多種方式管理空間數(shù)據(jù)。早期的地理信息系統(tǒng)（GIS）是基于文件來管理空間數(shù)據(jù)，特點是針對不同的數(shù)據(jù)模型開發(fā)設計不同格式的文件系統(tǒng)，這種管理模式比較靈活，所以一直還在使用。其缺點是不能管理巨量的數(shù)據(jù)，且針對屬性的查詢與管理功能比專業(yè)的DBMS弱得多。
對于小型地理信息系統(tǒng)（GIS）項目，把地理信息以簡單的文件方式存儲就足夠了。但是，當數(shù)據(jù)量很大而且是多個用戶同時使用數(shù)據(jù)時，最好使用一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）來幫助存儲、組織和管理空間數(shù)據(jù)。
2.5 空間數(shù)據(jù)分析
在經(jīng)過之前四個階段的測繪制圖預處理之后，地理信息系統(tǒng)（GIS）便對預處理的圖形數(shù)據(jù)進行空間分析計算，通過空間位置和空間物體聯(lián)系定量描述和研究空間事物。地理信息系統(tǒng)（GIS）中最復雜、最主要的功能就是空間分析功能，空間分析功能是結合了地球物理學、地理學、區(qū)域科學等眾多學科，在分析和描述空間構成時要綜合運用空間統(tǒng)計學、拓撲學等學科。當前，空間分析技術尚未完全成熟，現(xiàn)有主要的空間分析方法主要是空間模擬分析，空間模擬分析主要是通過專業(yè)化模型對空間實體和關系進行化和抽象，為系統(tǒng)進一步分析操作埋下伏筆。
3 地理信息系統(tǒng)（GIS）在測繪中的發(fā)展展望
相比傳統(tǒng)測繪方式，地理信息系統(tǒng)（GIS）有著很多的有點，可以更好的的為測繪工作，但是考慮到未來測繪工作的復雜和難度的增加，地理信息系統(tǒng)（GIS）除了要不斷提高自身的綜合數(shù)據(jù)、模擬和分析數(shù)據(jù)的能力，還要提高地理信息系統(tǒng)（GIS）處理地理空間過程演化和預測的能力，以便能夠獲取較難的數(shù)據(jù)，可以從整體上保障測繪工作的順利完成。
不僅如此，地理信息系統(tǒng)（GIS）在未來的發(fā)展中應朝著一體化的方向完善，地理信息系統(tǒng)（GIS）的空間定位搜索能力以及空間分析能力得到不斷提高，在獲取數(shù)據(jù)后能夠更有效的提煉信息，達到空間決策支持和空間模擬的目的。
在未來地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠將不同領域的空間模型整合到一起，形成一個系統(tǒng)的體系，通過有效的組織、調(diào)度以及通信、執(zhí)行職能體系行為。地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)更加有效的結合在一起，并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面，實現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
4 結 語
隨著社會和科技的發(fā)展，測繪領域要求的不斷提高。傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不能滿足當今的要求，傳統(tǒng)測繪方式是一項耗資巨大的工程，需要大量的人力、物力和財務，耗資巨大且效率和精度不高。地理信息系統(tǒng)（GIS）對于提高測繪工作的準確性和效率有著極大的作用，地理信息系統(tǒng)（GIS）不僅僅為測繪工作提供各種精確數(shù)據(jù)，而且還能利用其算法對這些數(shù)據(jù)進行處理和轉化，最終完成測繪目的。地理信息系統(tǒng)（GIS）對于測繪領域是一場變革。所以大力發(fā)展地理信息系統(tǒng)（GIS）在測繪領域的應用有著十分重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻：
[1] 譚玉蓮.淺談地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用[J].現(xiàn)代物業(yè)，2011，（7）.
第4篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
論文摘要：地理信息系統(tǒng)，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數(shù)據(jù)庫技術來采集，分析數(shù)據(jù)，從而為土地利用，城市規(guī)劃以及政府部門管理提供新知識為工程設計和規(guī)劃，管理決策服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統(tǒng)，為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。
地理信息系統(tǒng)技術在中國的出現(xiàn)和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了近20年的歷程，國內(nèi)外著名的地理信息系統(tǒng)軟件在中國的各個行業(yè)均得到了廣泛應用，在所有利用地理信息系統(tǒng)技術建設的應用系統(tǒng)中，地理信息系統(tǒng)的一個最基本職能就是管理數(shù)字地形圖，讓用戶能夠輕松地利用它快速地檢索所需要地區(qū)的地形數(shù)據(jù)，并按照用戶需要的格式進行輸出。我們目前接觸過的地理信息系統(tǒng)有多種，但對其數(shù)據(jù)管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式
1 .1地理信息系統(tǒng)定義
地理信息系統(tǒng)是近十幾年來發(fā)展起來的一門綜合應用系統(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、Internte、多媒體技術及虛擬現(xiàn)實技術等融為一體，利用計算機圖形與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟建設、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(chǎn)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(shù)據(jù)的描述方式和特征
測量工作的土要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X. Y. Z點串表現(xiàn)的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式;還有一種以像素陣列方式表現(xiàn)的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式。現(xiàn)在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數(shù)據(jù)的主要表達方式之一，矢量數(shù)據(jù)庫的管理方法與空間數(shù)據(jù)的特征密切相關?？臻g數(shù)據(jù)主要具有以下幾個基本特征:
(1)每個空間對象都具有空間坐標，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(shù)據(jù)模型的范式要求，因而空間圖形數(shù)據(jù)難以直接采用關系數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)特征等都對矢量數(shù)據(jù)的管理方法大大增加了難度。
1.3地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式
基于空間數(shù)據(jù)具有自身的上述特殊特征，國內(nèi)外對空間數(shù)據(jù)的管理進行了大量研究和開發(fā)，長期以來，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的管理方法主要有以下4種類型。
(1)文件與關系數(shù)據(jù)庫混合管理系統(tǒng)
由于空間數(shù)據(jù)具有其自身的上述特殊特征，這種關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統(tǒng)管理幾何圖形數(shù)據(jù)，用商用關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系通過目標標識或者內(nèi)部連接碼進行連接。
(2)全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指圖形和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發(fā)，使之不僅能管理結構化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非結構化的圖形數(shù)據(jù)。
(3)對象——關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
由于直接采用通用的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的效率不高，而非結構化空間數(shù)據(jù)對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數(shù)，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數(shù)據(jù)。
(4)面向對象空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
目前，面向對象數(shù)據(jù)模型是最適應于空間數(shù)據(jù)的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象的數(shù)據(jù)結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據(jù)GIS的需求，定義出合適的數(shù)據(jù)結構和一組操作。
2、空間數(shù)據(jù)的無線管理
現(xiàn)在的測量均是將測區(qū)按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區(qū)表現(xiàn)和瀏覽方面不直觀。地理信息系統(tǒng)可以管理多種測量數(shù)據(jù)之后，通過地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在地質測繪的工作中，使我們可以直觀的了解整個測區(qū)，以達到最為理想的工作效果。
實現(xiàn)無縫空間數(shù)據(jù)庫有兩個不同的階段:
一是在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數(shù)據(jù)庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數(shù)據(jù)庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數(shù)據(jù)庫。然而，它們?nèi)匀恢皇且环N邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯(lián)處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
優(yōu)點:在用戶視點上，系統(tǒng)便于操作，在一定程度上解決了傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)庫的組織弱點。
缺點:因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯(lián)處理使系統(tǒng)的靈活性降低;查詢檢索依然不便(通過關聯(lián)涉及多圖幅或多專題):地理實體的完整性與一致性維護;數(shù)據(jù)分步管理等對“關聯(lián)機制”的“壓力”;插入或修改數(shù)據(jù)庫會使“關聯(lián)機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
二是在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數(shù)據(jù)庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數(shù)據(jù)無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統(tǒng)GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數(shù)據(jù)庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上(物理結構)使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
優(yōu)點:從內(nèi)到外統(tǒng)一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數(shù)據(jù)組織上的弱點問題。
缺點:數(shù)據(jù)的入庫要求過于嚴格，在現(xiàn)實情況下有一定的難度;對己有GIS數(shù)據(jù)庫的改造工作量較大。
第5篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；公路；地質災害；防治
中圖分類號：X734文獻標識碼： A
1、地理信息系統(tǒng)技術
地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic，Information，System）是一門綜合性學科，是介于信息科學、空間科學、地理科學之間的交叉學科，是計算機技術、遙感技術、信息工程、現(xiàn)代地理學理論和方法的結合體。一般情況下，我們將地理信息系統(tǒng)定義為是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統(tǒng)，在處理數(shù)據(jù)的時候，得結合地理學和地圖學，在不同領域得到了廣泛應用。具體功能包括獲取、存儲、檢索、處理、分析、顯示，以及輸出數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行維護、更新，并多角度地對其動態(tài)進行分析和預測，進而為決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
按照內(nèi)容分類，地理信息系統(tǒng)一般分為三種類型，一是專題信息系統(tǒng)，二是區(qū)域信息系統(tǒng)，三是地理信息系統(tǒng)工具。每一種類型有著不同的內(nèi)容和功能，專題信息系統(tǒng)只為特定的專門目的而服務，因而其有著目標有限、業(yè)務專業(yè)等特點，如水土流失信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源系統(tǒng)等都屬于專題信息系統(tǒng)；區(qū)域信息系統(tǒng)，以服務于區(qū)域綜合研究和區(qū)域的信息為主要目標。由于屬于區(qū)域信息系統(tǒng)，為一定區(qū)域而服務，因此規(guī)模可大可小，如我國的黃河流域信息系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)工具，是一種具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出多種地理信息系統(tǒng)的軟件包，簡單而言，就是一種處理地理信息的工具，既可以對人類工程活動，也可以對自然資源信息進行綜合分析和管理。
2、地理信息系統(tǒng)的主要功能
通過GIS系統(tǒng)可以宏觀展現(xiàn)庫區(qū)公路現(xiàn)狀：技術等級、路面技術狀態(tài)、路基技術狀態(tài)、主要構造物技術狀態(tài)、沿線設施、路面病害、路面等級、路面結構、路面類型、路面現(xiàn)狀等各種公路災害業(yè)務信息與GIS地理位置數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，并加載到地圖上統(tǒng)一查看和分析。
使用GIS系統(tǒng)可分析地質災害發(fā)生規(guī)律：將采集的以往地質災害數(shù)據(jù)采集處理后，集成到GIS系統(tǒng)中，可對原本抽象的位置信息進行直觀的分析。結合通過建立邊坡坡面、滑面、圓心、水位線、荷載及邊坡加固的物理模型，利用費蘭紐斯法、簡化畢曉普法等計算出邊坡安全系數(shù)及輸入條塊物理模型。
運用GIS系統(tǒng)評估災害治理工程規(guī)模：通過GIS周邊分析和緩沖分析方法，可對每一關鍵點位的周邊位置信息進行計算。災害治理工程的規(guī)模除去建設精確范圍，其地域影響面也不同，可使用GIS，緩沖分析建立緩沖區(qū)，進行工程規(guī)模模擬計算。
3、地理信息系統(tǒng)在公路地質災害之中的應用
雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析。GIS已經(jīng)應用于公路地質災害數(shù)據(jù)管理、公路地質災害易發(fā)程度分區(qū)、公路地質災害風險性分析和公路地質預警預報等等的災害防治工作之中。
3.1、公路地質災害評價和管理
對于公路地質災害的評價與管理，是介于地球科學、空間科學以及信息科學之間的交叉性科學。它就是將現(xiàn)代地學理論與方法、信息工程、遙感技術以及計算機科學有機的結合在一起，充分的利用地理信息系統(tǒng)的各種功能。建立地質災害空間信息管理系統(tǒng)，管理地質災害調(diào)查資料。顯示并查詢地質災害的空間分布特征信息。評價地質災害的危害程度，分析地質災害和影響因素之間的關系，地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統(tǒng)。處理的數(shù)據(jù)是具有地理特征和表征地學現(xiàn)象之間空間關系的屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的主要功能有：采集、存儲、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數(shù)據(jù)。進行數(shù)據(jù)維護與更新、區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測等。提出減輕和防治地質災害的措施，對將來可能發(fā)生的地質災害進行預測。
3.2、對公路地質災害易發(fā)程度分區(qū)
在公路地質災害防治區(qū)劃中應用GIS技術，是利用其強大的空間數(shù)據(jù)庫管理與空間分析模型方面的功能，對公路地質災害調(diào)查所獲取的信息進行處理，實現(xiàn)公路地質災害易發(fā)程度分區(qū)計算機自動化。首先確定致災因子，對致災因子進行易發(fā)程度分區(qū)賦值，再求出致災因子的敏感系數(shù)，將各致災因子圖層進行基于GIS空間分析的圖層疊加，最后將疊加后的圖層屬性進行加權綜合，得出綜合易發(fā)程度值，進行易發(fā)程度計算機自動化分區(qū)。
目前，對公路區(qū)域地質災害易發(fā)程度分區(qū)主要采用襲擾系數(shù)法和專家打分法。通過對比分析，GIS空間分析法較之襲擾指數(shù)法顯得簡潔明了，避免了繁瑣的手工統(tǒng)計計算，保證了計算結果的精度。GIS空間分析法所得出的公路地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖不僅反映了公路地質災害易發(fā)程度的現(xiàn)勢規(guī)律，而且實現(xiàn)了對公路區(qū)域地質災害的空間預測。
3.3、對公路地質災害風險性分析
對于公路地質災害的危險性分析，國內(nèi)外研究的較多，理論上也比較成熟，形成了許多被廣泛應用的專業(yè)分析模型，如信息量模型、多元統(tǒng)計分析模型、模糊綜合評判模型、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡遺傳算法等的模型。其中，將GIS技術與信息量模型結合起來是進行公路區(qū)域地質災害危險性分析的最有效方法。
3.4、公路地質災害預警技術
公路地質災害預警系統(tǒng)包括公路地質災害的災情模擬評價、預測預報和防治問題及地理空間數(shù)據(jù)庫的建立和空間定位及空間分析工作。在公路地質災害災情模擬預報中，以能夠存儲、處理、分析、計算和成圖顯示空間數(shù)據(jù)而著稱的地理信息系統(tǒng)具有得天獨厚的優(yōu)勢。在進行多因子定量模擬分析和對因子間相互定量關系研究方面，地理信息系統(tǒng)的多源地學專題信息復合疊加處理功能(Overlay)和FILTER功能等顯示出了明顯的優(yōu)勢和極高的效率，對受控于多種因素影響和作用的地質災害的定量仿真模擬和預測預報具有十分重要的理論指導意義和實用價值。
4、地理信息系統(tǒng)應用于公路地質災害防治中的意義與作用
由于地理信息系統(tǒng)技術的復雜性、資料數(shù)據(jù)的全面性，通過地理信息系統(tǒng)可以了解庫區(qū)公路的宏觀現(xiàn)狀，包括公路基礎狀態(tài)、路面狀態(tài)、技術等級、病害、危害等級、公路沿線設施等方面的內(nèi)容。不僅如此，更為重要的一點是利用這些宏觀現(xiàn)狀可以構建庫區(qū)公路地質基礎信息系統(tǒng)，以便進行相關評價與分析工作。除此之外，通過地理信息系統(tǒng)可以分析地質災害發(fā)生的基本規(guī)律，這對于研究地質災害的危害程度，制定地質災害防治措施都有著重要的意義和價值。最重要的一點，就是利用地理信息系統(tǒng)可以預測地質災害防治工程的規(guī)模，預先對治理范圍內(nèi)可能遭受影響的構建物制定相應的保護措施，最大程度地確保治理工程的有效性。
總之，地理信息系統(tǒng)技術能將原本比較抽象的公路地質災害的相關數(shù)據(jù)和信息，通過信息技術直觀地在地圖上展示出來，為地質災害空間數(shù)據(jù)提供了處理平臺，進一步為防治措施的可靠性提供了保障。鑒于地理信息系統(tǒng)技術在公路地質災害防治中的重大作用，應進一步加強使用與推廣。
參考文獻
[1]何輝.地理信息系統(tǒng)在公路地質災害防治中的應用[J].信息通信，2013，02:92-93.
[2]向華，劉引.地理信息系統(tǒng)在公路地質災害防治中的應用[J].科學咨詢(決策管理)，2009，04:53.
第6篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測量工作；空間數(shù)據(jù)；無線管理
前言
地理信息系統(tǒng)是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。利用地理信息技術為數(shù)據(jù)庫的建立提供必要的技術支持，方便信息的查詢，但是地理信息平臺不提供模擬決策分析和輔助決策功能，因此，要以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，基于模型，提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統(tǒng)提供幫助。
一、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式
（一）地理信息系統(tǒng)的含義
地理信息系統(tǒng)是近十幾年來發(fā)展起來的一門綜合應用系統(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、Internte、多媒體技術及虛擬現(xiàn)實技術等融為一體，利用計算機圖形與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟建設、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。地理信息系統(tǒng)應用到測繪業(yè)，就可以產(chǎn)生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是測繪服務業(yè)的重大創(chuàng)新和革命。
（二）空間數(shù)據(jù)的描述方式和特征
測量工作的土要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X、Y、Z點串表現(xiàn)的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現(xiàn)的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式。現(xiàn)在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數(shù)據(jù)的主要表達方式之一，矢量數(shù)據(jù)庫的管理方法與空間數(shù)據(jù)的特征密切相關。空間數(shù)據(jù)主要具有以下幾個基本特征：
1. 每個空間對象都具有空間坐標，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(shù)據(jù)模型的范式要求，因而空間圖形數(shù)據(jù)難以直接采用關系數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)特征等都對矢量數(shù)據(jù)的管理方法大大增加了難度。
（三）地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式
基于空間數(shù)據(jù)具有自身的上述特殊特征，國內(nèi)外對空間數(shù)據(jù)的管理進行了大量研究和開發(fā)，長期以來，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的管理方法主要有以下4種類型。
1. 文件與關系數(shù)據(jù)庫混合管理系統(tǒng)
由于空間數(shù)據(jù)具有其自身的上述特殊特征，這種關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統(tǒng)管理幾何圖形數(shù)據(jù)，用商用關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系通過目標標識或者內(nèi)部連接碼進行連接。
2. 全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指圖形和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發(fā)，使之不僅能管理結構化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非結構化的圖形數(shù)據(jù)。
3. 對象――關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
由于直接采用通用的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的效率不高，而非結構化空間數(shù)據(jù)對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數(shù)，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數(shù)據(jù)。
4. 面向對象空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
目前，面向對象數(shù)據(jù)模型是最適應于空間數(shù)據(jù)的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象的數(shù)據(jù)結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據(jù)GIS的需求，定義出合適的數(shù)據(jù)結構和一組操作。
二、空間數(shù)據(jù)的無線管理方式
現(xiàn)在的測量均是將測區(qū)按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區(qū)表現(xiàn)和瀏覽方面不直觀。地理信息系統(tǒng)可以管理多種測量數(shù)據(jù)之后，通過地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在測繪工作中，使工作人員可以直觀的了解整個測區(qū)，以達到最為理想的工作效果。實現(xiàn)無縫空間數(shù)據(jù)庫有兩個不同的階段：
（一）在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數(shù)據(jù)庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數(shù)據(jù)庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數(shù)據(jù)庫。然而，它們?nèi)匀恢皇且环N邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數(shù)據(jù)的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯(lián)處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
1. 優(yōu)點：在用戶視點上，系統(tǒng)便于操作，在一定程度上解決了傳統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)庫的組織弱點。
2. 缺點：因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯(lián)處理使系統(tǒng)的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關聯(lián)涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護；數(shù)據(jù)分步管理等對“關聯(lián)機制”的“壓力”；插入或修改數(shù)據(jù)庫會使“關聯(lián)機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
（二）在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數(shù)據(jù)庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數(shù)據(jù)無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統(tǒng)GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數(shù)據(jù)庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上（物理結構）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
1. 優(yōu)點：從內(nèi)到外統(tǒng)一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數(shù)據(jù)組織上的弱點問題。
2. 缺點：數(shù)據(jù)的入庫要求過于嚴格，在現(xiàn)實情況下有一定的難度；對己有GIS數(shù)據(jù)庫的改造工作量較大。
三、測量數(shù)據(jù)管理方式改變后的研究
地理信息系統(tǒng)的多種空間數(shù)據(jù)管理方式，雖然形式有多種，但主要是為了實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的管理。如果真正利用地理信息系統(tǒng)來管理測量數(shù)據(jù)，測量工作者的任務還很艱巨，這就要求測繪業(yè)同仁，認真學習，在實踐中不斷的探索并大膽實踐。地理信息系統(tǒng)也是在詳細分析了空間數(shù)據(jù)整體特征的基礎上，確定了具有規(guī)定性的空間數(shù)據(jù)描述特征（點、線、面）后開發(fā)的。也就是說測量數(shù)據(jù)要符合規(guī)定性的整體空間數(shù)據(jù)描述特征后，才可以被管理、再利用，這就要求測量人員要努力提高自身素質，把握新事物的內(nèi)在規(guī)律，掌握新的管理方式的基本要求。另外，測量工作的目的已不再是單純的測圖，隨著測繪技術的不斷更新，作為基礎測繪的測量成果需要共享、需要分發(fā)，被其他行業(yè)利用，需要測量人員利用不斷更新的技術為社會提供更好的數(shù)字產(chǎn)品。
第7篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞:GIS的二次開發(fā)、獨立應用程序、Geodatabase
中圖分類號：P2文獻標識碼： A
前言
地理信息系統(tǒng)是建立在系統(tǒng)論、信息論與控制論這些現(xiàn)代科學理論方法的基礎上，面向當今世界人口、資源與環(huán)境三大科學問題，發(fā)揮理論、技術與應用三結合的優(yōu)勢，逐步形成新興的綜合性科學技術領域。因此GIS是一種技術學科:地理信息系統(tǒng)是一個采集、存儲、管理、分析、顯示和應用地理信息的計算機系統(tǒng)，是處理、分析和應用海量地理數(shù)據(jù)的交叉學科。它包括若干的軟件工具，用于輸人、編輯、分析、顯示、輸出空間和非空間地理數(shù)據(jù)，并采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database ManagementSystem, DBMS)有效地存儲和管理大量的地理信息，同時它作為一種信息并提供許多模型工具支持空間分析與決策分析及制定。
地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)有很大差別，首先，地理信息系統(tǒng)在分析、處理問題中使用了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(非空間數(shù)據(jù))，并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將二者聯(lián)系起來，從而提供了認識地理現(xiàn)象的一種新思維方法。第二，地理信息系統(tǒng)強調(diào)空間分析，通過利用空間解析、模型算法來分析空間數(shù)據(jù)。第三，地理信息系統(tǒng)的成功應用不僅取決于技術體系，而且依靠一定的組織體系(包括實施組織、系統(tǒng)管理者、系統(tǒng)操作者、系統(tǒng)開發(fā)設計人員等)。它的應用已經(jīng)超出了純技術范疇。從學科角度看，地理信息系統(tǒng)所處理問題的廣度和深度都超過現(xiàn)有的地理學、空間統(tǒng)計、遙感、地圖學、環(huán)境科學等學科的范疇，需要各相關學科的知識、理論和方法的支持，因此，它也是一門綜合性的交叉學科。
1.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展階段
從上世紀60年代建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)----CGIS(加拿大地理信息系統(tǒng))以來，GIS的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個階段:
1)功能模塊階段
在GIS發(fā)展的早期階段，由于受到理論和技術的限制，GIS軟件往往是只能滿足于某些功能要求的一般模塊，沒有形成完整的系統(tǒng)。
2)集成式軟件階段
隨著技術和理論的發(fā)展，各種GIS模塊走向集成，逐步形成大型的GIS軟件包，其優(yōu)點在于集成了GIS各項功能，形成獨立完整的系統(tǒng)，缺點在于系統(tǒng)復雜、龐大，成本高，并且難于與其它系統(tǒng)集成。
3)模塊化軟件階段.
模塊化GIS是把GIS按功能劃分為一系列模塊，運行于統(tǒng)一的基礎環(huán)境之上，用戶可以根據(jù)需要選擇所需的模塊，但它還難于與其它系統(tǒng)和應用模型集成。
4)核心式GIS階段
核心式GIS被設計為操作系統(tǒng)的基本擴展，給用戶提供更大的靈活性。對數(shù)據(jù)庫管理要求是用戶可以選擇獨立的開發(fā)工具來構造管理信息系統(tǒng)(MIS，為GIS與MIS的集成提供了全新的解決思路。
5)組件式GIS階段
組件式G工S基于標準的組件式平臺(Microsoft的COM[ComponentObject Model，即組件對象模型]/DCOM[Distributed Component ObjectModel，分布式組件對象模型]、OMGCORBA[Common Object Request BrokerArchitecture公共對象請求體系結構，各個組件之間不僅可以進行自由靈活的重組，而且具有可視化界面和使用方便的標準接口，代表著當今GIS發(fā)展的潮流。
6)WebG工S階段
萬維網(wǎng)G工S(即WebG I S是與組件式GIS同時出現(xiàn)的發(fā)展方向。它也是采用組件式方式進行開發(fā)的，是INTERNET技術與GIS相結合的產(chǎn)物。GIS通過WWW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。組件式GIS與WebGIS只是應用方式上有差別。
從GIS的發(fā)展階段可以看出GIS從以前的鳳毛麟角、高不可攀走到了普通用戶的面前，從獨立、單一功能模塊發(fā)展到開放式、組件式和網(wǎng)絡化，GIS還將繼續(xù)向三維G工S、時序GIS方向發(fā)展。但是，無論GIS發(fā)展到那一階段，它都是由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理組成的。
2.GIS的系統(tǒng)結構和功能
GIS的軟件主要由兩部分組成:一是操作系統(tǒng)，二是GIS應用軟件。操作系統(tǒng)是GIS操作、運行的平臺，只要與GIS軟件相適應，滿足它和用戶的需求即可。GIS應用軟件有許多，國外有代表性的有ArcGIS,
MAPINFO, IGDS/MRS, T工GR工S, GENAMAP, S工CAD, SYSTEM 9等;國內(nèi)具代表性的有GEOSTAR, MAPG工S，方正智繪等。無論是那種GIS軟件，作為地理信息自動處理與分析系統(tǒng)都要具有數(shù)據(jù)采集、分析、決策應用等全部過程。由于地理信息系統(tǒng)發(fā)展的多源性、可擴充性以及應用的廣泛性，很難有一個全面的框架體系和功能清單。概括地說，GIS系統(tǒng)都具有五大結構
和功能:數(shù)據(jù)輸人子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲和管理子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)和輸出子系統(tǒng)。(圖1)
3.本文選題的依據(jù)和研究的意義
地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用于城市規(guī)劃、國土資源調(diào)查與管理、環(huán)境監(jiān)測與分析、公安消防預警、交通與安全管理、配電網(wǎng)管理等方面。
國內(nèi)外的各種GIS軟件在提供了強大的處理和分析空間數(shù)據(jù)的功能的同時，還涉及復雜的GIS算法和數(shù)據(jù)模型。普通用戶除了要熟悉自己的業(yè)務外，還必須為這些復雜的操作所煩惱，這給GIS的普及帶來很大的難度。GIS技術的二次開發(fā)就是解決這一艱巨任務的途徑。
采用面向對象技術的GIS軟件，其二次開發(fā)可以利用可視化開發(fā)工具的高效方便的編程功能，結合GIS系統(tǒng)完備的空間數(shù)據(jù)的分析處理功能，采用COM技術進行組件式二次開發(fā)，提高應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，使GIS系統(tǒng)面向對象，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復雜的GIS概念和操作，這也是當今地理信息系統(tǒng)的一個新的研究領域。
目前，地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)工具較多，如:工ntergraph的GeoMedia,ESRI的MapObjects,ArcObjects,Arc工MS以及MapInfo的MapX等，國內(nèi)武測的GeoMap等。其中ESR工的ArcObjects提供了全面、完善的二次開發(fā)功能，但是它的應用還處于起步階段，并且主要集中在部門管理系統(tǒng)，很少有全面、綜合的系統(tǒng)應用。因此，應用ArcObjects建立綜合的校園管理信息系統(tǒng)，不僅能為公眾和管理者提供查詢檢索、分析及輔助決策等服務，而且用同樣的技術和方法可以推廣到建立社區(qū)地理信息系統(tǒng)、企業(yè)地理信息系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等，對擴大地理信息系統(tǒng)的應用范圍和應用領域具有現(xiàn)實意義。
4、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)
計算機硬件性能的提高、軟件技術的演進，計算機體系結構的不斷變化，都促進了更為強大、成熟和更為復雜的GIS軟件系統(tǒng)的出現(xiàn)。早期的軟件往往都是一些較小的單獨的成果，很少有互相的協(xié)調(diào)和交流。當需要組織大批人員進行項目開發(fā)時，產(chǎn)生了一些規(guī)范化的方法和經(jīng)驗，這些方法和經(jīng)驗在開發(fā)組織中，要求所有的成員共同遵守，就形成了一種業(yè)界標準?，F(xiàn)在已有成熟的、成功的開發(fā)標準，并且還提供了很多工具。
4.1地理信息系統(tǒng)開發(fā)方法
4.1.1線形順序模型
線形順序模型，也稱為傳統(tǒng)的生命周期法、瀑布法等，是指在開發(fā)過程從一個階段的輸出流向下一階段的線形的、順序的方法。整個軟件過程歷經(jīng)系統(tǒng)調(diào)查、需求分析、系統(tǒng)設計、編碼、測試和維護等階段。
這種方法的最大問題是用戶只有在系統(tǒng)幾乎全部開發(fā)完畢時才能使用。因此，如果用戶開始時難以清楚的給出所有要求或開發(fā)人員對用戶需求的理解有偏差，那么對已經(jīng)成型的系統(tǒng)的任何改動將要付出很大的代價。另一個問題是開發(fā)人員常常因為某個階段發(fā)生問題而阻礙其后階段的正常進行。
4.1.2原型法
當用戶只定義了系統(tǒng)的一般性目標，不能給出詳細的輸人、輸出、反饋等需求時，可以先建立系統(tǒng)的一個初級版本提供給用戶試用，經(jīng)用戶反饋，進行改進成第二代、第三代版本，直到系統(tǒng)最終完成。創(chuàng)建原型法的方法有兩種，一是先完成系統(tǒng)的核心部分，再逐步增加其它的功能組件;另一種是先完成所有的功能組件的主要部分，再逐步增加次要部分的功能。后一種開發(fā)方法的反饋過程相對少一些。原型法的優(yōu)點在于它能夠很快完成可操作原型并提供給用戶，這樣用戶會變得更積極主動，容易及時發(fā)現(xiàn)問題并判斷是否滿足需求。
4.1.3面向對象的方法
面向對象指的是使用面向對象的程序設計語言開發(fā)應用軟件的一種軟件開發(fā)方法。面向對象的方法是一種模型化世界的抽象方法，它按照人類認識世界的思維方式來解決問題。它有很多內(nèi)在的優(yōu)點:一是對象重用技術，這樣可以進行快速的軟件開發(fā);二是面向對象的軟件易于維護和擴展。面向對象技術包含完整的軟件工程觀點。它包括面向對象分析(ooA ),面向對象設計(OOD)和面向對象計算機輔助軟件工程(OOCASE)等方法和工具。面向對象技術及面向對象的軟件工程已經(jīng)被很多軟件，特別是信息系統(tǒng)軟件所采用。
面向對象技術衍生出許多面向對象的分析方法，比較著名的有Booch方法(重視操作和行為，對類和繼承的概念也值得借鑒)、Rumbaugh方法(重視數(shù)據(jù)和對象的建模)、Jacobson方法(面向用例)和Code/Yourdon方法(一種簡單明了的方法)等。這些方法都引入了項目的系統(tǒng)分析過程，都有自己的建模語言。1995年， Grady Booch, Jim Rumbaugh和Ivar
Jacobson這三個世界著名的面向對象技術專家推出了統(tǒng)一建模語言(UML,Unified Modeling Language)，并很快成為一種工業(yè)標準。1998年UML的設計者基于UML語言，推出了一種命名為“統(tǒng)一軟件開發(fā)過程”( USDP,Unified Software Development Process)的軟件開發(fā)方法。統(tǒng)一軟件開發(fā)過程是一個基于組件式開發(fā)技術和UML語言的通用的軟件項目開發(fā)方法，適用于各種各樣的軟件系統(tǒng)、應用領域和開發(fā)組織。基于組件式面向
對象技術具有的可重用性、易維護性和可擴展性等諸多優(yōu)點，以及Visual
C++、Visual Basic、Visual Fox Pro, Borland C++、Delphi、C++Builder、
Power Builde等眾多的開發(fā)環(huán)境，使其被廣泛的應用到GIS軟件的開發(fā)
當中，成為目前開發(fā)的主流方法。(圖1-1 )
隨著地理信息系統(tǒng)應用領域的擴展，應用型 GIS的開發(fā)顯得日益重要。如何針對不同的應用目標高效地開發(fā)出既合乎需要，又具有方便、美觀、豐富的界面形式的GIS應用程序是開發(fā)者和用戶都非常關心的問題。擴展GIS的應用領域的一個艱巨的任務就是如何對GIS軟件進行再次開發(fā)，即GIS技術的二次開發(fā)問題。
5.地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)方法
早期許多商用GIS軟件是以解釋語言方式執(zhí)行的，基本上都提供了自己的二次開發(fā)方法和語言(如Arcview的Avenue, MGE的MDL, MapInfo的MapBasic等以及動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術一DDE, OLE自動化等)，它們的二次開發(fā)環(huán)境具有明顯的不足:(趙波1998 )
1)功能單一、綜合處理功能差
隨著GIS應用層次的提高，不僅要求應用程序能進行圖形交互，同時也應具備與操作系統(tǒng)交互的能力，甚至要求 GIS的應用程序可以訪問處于分布環(huán)境的數(shù)據(jù)。
2)解釋執(zhí)行、程序運行速度慢
早期的GIS開發(fā)環(huán)境著眼于交互操作，對于速度并無太多的要求。隨著GIS應用的提高，要求提高軟件處理的自動化程度，這就要求GIS下的應用程序能處理較大的數(shù)據(jù)量;集成化需求的發(fā)展，要求GIS下的應用程序不僅要能處理交互任務，同時也要能處理相關的設計與計算。
3)缺乏好的保護機制，軟件質量不易保證
目前許多GIS的二次開發(fā)語言都是解釋的，程序的合法性只有在運行時才能驗證，而靠測試是難以窮盡程序的每一個分支途徑的，因此要減少程序的邏輯錯誤、提高軟件質量的重要方面就是要求程序員有足夠的細致和耐心。
4)語言規(guī)則千差萬別，不易學習和掌握
每種GIS軟件，都按自己的習慣和自定義的語法規(guī)則提供二次開發(fā)環(huán)境，對于已熟悉一種開發(fā)環(huán)境的人來說，要重新學習新的開發(fā)環(huán)境的困難較大。
5)不易保護軟件成果
一個好的GIS應用軟件系統(tǒng)，要進行大量的二次開發(fā)工作，其中包括了程序員的艱辛勞動，但以解釋形式運行的程序很難進行軟件的保護。
GIS次開發(fā)的實現(xiàn)方式主要有單純二次開發(fā)、繼承式二次開發(fā)和組件式二次開發(fā)(劉光，2003 ).
1)單純二次開發(fā)指完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進行應用系統(tǒng)開發(fā)。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發(fā)語言的宏語言，如ArcView提供的Avenue語言、MapInfo Professional提供的MapBasic語言等。用戶可以利用這些宏語言以原GIS工具軟件為開發(fā)平臺，開發(fā)出針對不同應用對象的應用程序。但是這些進行二次開發(fā)的宏語言功能較弱，開發(fā)的應用程序不盡如人意。
2)集成式二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件(如ArcView,Mapinfo等)，實現(xiàn)GIS的基本功能，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如。elphi, Visual Basic, Visual C++, Power Builder等為開發(fā)平臺，進行二者的集成開發(fā)。集成開發(fā)主要有兩種方式: ?OLE/DDE
開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應用程序，應用。LE (Object Linking andEmbedding，對象鏈接與嵌人)自動化技術或利用DDE技術方式啟動GIS工具軟件在后臺執(zhí)行，利用回調(diào)(Callback)技術動態(tài)獲取其返回信息，實現(xiàn)應用程序中的地理信息處理功能。
.GIS組件
利用GIS工具軟件生產(chǎn)商提供的建立在OCX技術基礎上的GIS功能組件(如ESR工的MapObjects, Mapinfo的MapX等)，在傭等編程工具編制的應用程序中直接將GIS功能嵌入其中，實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能。
這種開發(fā)方法是目前的主流方法。
6、二次開發(fā)的數(shù)據(jù)庫設計
數(shù)據(jù)庫設計的目的是確定在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲數(shù)據(jù)的基本結構和檢索數(shù)據(jù)的基本方法。
6.1普通文件方式
普通文件管理方式要求開發(fā)者提供基本的文件處理和分類檢索能力，這種方法將所有的數(shù)據(jù)都存放在一個或多個文件中。其優(yōu)點是靈活，開發(fā)者可以任意定義自己的文件格式、管理各種數(shù)據(jù);缺點是增加了數(shù)據(jù)管理的開發(fā)量，同時不利于數(shù)據(jù)共享。
6.2關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)
關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立在關系理論的基礎上，采用多個表來管理數(shù)據(jù)，每個表的結構遵循一系列“范式”進行規(guī)范化，以減少數(shù)據(jù)冗余。目前大多數(shù)GIS軟件都采用這種數(shù)據(jù)管理方案。這種方法采用文件方式存儲數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別存儲在不同的文件中，它們之間通過建立關系表連接起來。其優(yōu)點是數(shù)據(jù)量小，缺點是文件路徑常常會因為文
件的刪除、移動操作而變的不可靠。
6.3面向對象的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(00-DBMS)
面向對象的數(shù)據(jù)庫是一種正在成熟的技術，它通過增加抽象數(shù)據(jù)類型和繼承特性以及一些用來創(chuàng)建和操作類和對象服務實現(xiàn)對象的持續(xù)存儲。ESRI公司開發(fā)的Geodatabase是一種新型的面向對象的空間數(shù)據(jù)儲存與管理系統(tǒng)，具有其它空間數(shù)據(jù)庫前所未有的優(yōu)越性。
無論采用那種方法，在GIS軟件中需要管理的數(shù)據(jù)主要包括:空間幾何體數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)、結構化的非空間屬性數(shù)據(jù)以及非結構化的描述數(shù)據(jù)。
7、組件式地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)’
7.1組件技術的發(fā)展
幾年以前，當微軟公司首先使用OLE(Object Linking&Embedding,對象鏈接與嵌人技術)的時候，其初衷是為了增強軟件的互操作性。在使用過程中，人們逐漸認識到這一技術背后的實質性內(nèi)容在軟件開發(fā)中扮演的重要角色。組件技術以前所未有的方式提高了軟件產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。組件技術使近20年來興起的面向對象技術進人到成熟的實用化階段。組件間的接口通過一種與平臺無關的語言工DL(Interface Define Language)來定義，它是二進制兼容的，使用者可以在各種開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境中直接調(diào)用執(zhí)行模塊來獲得對象提供的服務。
7.2COM,ActiveX與ActiveX控件
組件式對象模型(COM)是OLE(Object Linking&Embedding)和ActiveX共同的基礎。COM不是一種面向對象的語言，而是一種二進制標準，其作用是使各種軟件組件和應用軟件能夠用一種統(tǒng)一的標準方式進行交互。COM所建立的是一個軟件模塊與另一個軟件模塊之間的鏈接，當建立這種鏈接后，模塊之間就可以通過稱之為“接口”的機制來進行通信。接口是一組語義相關的成員函數(shù)，并且同函數(shù)的實體相分離。接口與實現(xiàn)相互獨立，這使用戶對一個特定的實現(xiàn)方案更換或修改代碼時無須改變對象本身。COM中一個組件可以采用多個接口，在實際應用中接口的定義多采用COM工DL(接口描述語言)來描述。COM本質上是客戶/服務器模式?？蛻?通常是應用程序)請求創(chuàng)建COM對象并通過COM對象的接口操縱COM對象。服務器根據(jù)客戶的請求創(chuàng)建并管理COM對象?？蛻艉头掌鬟@兩種角色并不是絕對的，一個CAM對象既可以是客戶，又可以是另一個對象的服務器，還可以既做服務器又做客戶。COM的好處是顯而易見的，由于接口的定義和功能保持不變，COM組件開發(fā)者可以改變接口功能、為對象增加新功能、用更好的對象來代替原有對象，而建立在組件基礎上的應
用程序幾乎不用修改，大大提高了代碼的應用性。
ActiveX是一套基于CCM的可以使軟件組件在網(wǎng)絡環(huán)境中進行互操作而不管該組件是用何種語言創(chuàng)建的技術，實際上是。LE的新版本。它使OLE接口加強了對數(shù)據(jù)和特性的管理，效率更高，被廣泛應用于web服務器以及客戶端的各個方面。同時，它也被用于創(chuàng)建普通的桌面應用程序。作為ActiveX的重要內(nèi)容，ActiveX控件是一種可編程、可重用的基于COM的對象和OLE與ActiveX技術的自定義控件。它是基于與應用程序無關的思想設計的，其目標是提供一種面向對象、與操作系統(tǒng)無關、與機器平臺無關、可以在應用程序之間互相訪問對象的機制。ActiveX控件提供給用戶應用接口，發(fā)送相應的事件，開發(fā)者可以截取這些事件，執(zhí)行相應的功能。ActiveX控件的開發(fā)端和使用端是完全獨立的，可用于不同語言、不同開發(fā)平臺、不同的系統(tǒng)環(huán)境中。一個或多個ActiveX控件保存在一個動態(tài)鏈接庫中，但它是一種特殊的動態(tài)鏈接庫，其擴展名是OCX。
COM, ActiveX與ActiveX控件通過屬性、事件、方法等接口與用戶、應用程序進行交互。
1)屬性(Properties):指描述控間或對象性質(Attributes)的數(shù)據(jù)，如:BackColor(地圖背景顏色)、GPS工con(用于GPS動態(tài)目標跟蹤顯示的圖標)等?？梢酝ㄟ^重新指定這些屬性的值來改變控間和對象性質。在控件內(nèi)部，屬性通常對應于變量(Variables)。
2)方法(Methods):指對象的動作(Actions)，如:Show(顯示)、AddLayer(增加圖層)、Open(打開)、Close(關閉)等。通過調(diào)用這些方法可以讓控件執(zhí)行諸如打開地圖文件、顯示地圖之類的動作。在控件內(nèi)部，方法通常對應于函數(shù)(Functions)。
3)事件(E}rent s ):指對象的響應(Responses)。當對象進行某些動作時(可以是執(zhí)行動作之前、動作進行過程中或者是動作完成后)，可能會激發(fā)一個事件，以便客戶程序介人并響應這個事件。比如用鼠標在地圖窗口內(nèi)單擊(Mouse Down)并選擇了一個地圖要素，控件產(chǎn)生選中事件(如Item Picked)通知客戶程序有地圖要素被選中，并傳回描述選中對象的個數(shù)、所需圖層等信息的參數(shù)。
屬性、方法、事件是控件的通用標準接口，適用于任何可以作為COM和ActiveX容器的開發(fā)語言，具有很強的通用性。支持COM, ActiveX組件開發(fā)的程序設計語言都可以用來進行開發(fā)，如目前比較流行的Visual C++、Borland C++、Visual Basic, Delphi等。
7.3組件技術與GIS
組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之問，可以方便地通過可視化軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS應用?？丶缤欢迅魇礁鳂拥姆e木，它們分別實現(xiàn)不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的“積木”搭建起來，構成應用系統(tǒng)。一些GIS軟件公司紛紛推出了基于COM技術，由一系列ActiveX控件組成的GIS二次開發(fā)軟件環(huán)境。這些軟件具有以下主要優(yōu)點:
1)小巧靈活、價格便宜
組件化的GIS平臺提供靈活的方式與空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接，小巧靈活。在組件模型下，各組件都集中地實現(xiàn)與自己緊密相關的系統(tǒng)功能，同其它信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及Interne七等方面能進行有效的藕合，用戶可以根據(jù)實際需要選擇所需控件，最大限度地降低經(jīng)濟負擔。
2)無須專門的GIS開發(fā)語言
組件式GIS有嚴格的標準，不需要額外的二次開發(fā)語言，只需要利用GIS的基本功能函數(shù)，按照微軟的控件標準進行開發(fā)，可減輕開發(fā)者的負擔，增強GIS軟件的擴展性。開發(fā)者只要熟悉通用的集成開發(fā)環(huán)境(如Visual Basic, Visual C++, Delphi, Visual)++等)，以及GIS軟件提供的各個控件的屬性、事件和方法，就可以完成應用系統(tǒng)的開發(fā)。
3)強大的GIS功能
利用GIS系統(tǒng)軟件組件提供的拼接、裁剪、疊加、緩沖等完備的空間數(shù)據(jù)的處理功能和查詢分析功能，提高應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，使GIS系統(tǒng)面向對象，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復雜的GIS概念和操作，即可實現(xiàn)GIS強大的系統(tǒng)功能。
4)面向大眾，擴展領域
用戶可以像使用其它ActiveX控件一樣使用G工S控件，使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成GIS應用系統(tǒng)。它同時打破了以往GIS軟件的壟斷局面，使小的研究機構和公司也有機會提供GIS應用軟件，也擴大了GIS的應用領域和應用范圍，對GIS的應用前景產(chǎn)生了深遠的影響。
雖然對GIS采用組件式二次開發(fā)有許多優(yōu)勢，但是不可避免地也存在一些功能上的欠缺和技術上的不成熟，主要表現(xiàn)在如下幾方面:
1)二次開發(fā)的結果與經(jīng)典的GIS軟件相比不可避免地帶來效率上的相對低下，這在訪問大型空間數(shù)據(jù)時由為明顯。
2)支持的空間數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)類型有限
3)支持的功能有限，由于是組件，只覆蓋了GIS系統(tǒng)的部分功能，對于一些特殊領域、特殊問題就顯得無能為力。
4)系統(tǒng)的可靠性、容錯性有待提高。
8基于Arc Objects的地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)
1 .Arc GIS和Arc Objects
Arc GIS是開放的地理信息處理平臺，具有強大的地理數(shù)據(jù)管理、編輯、顯示、分析等功能。它主要有Arc Map, Arc Catalog, Arc Toolbox,Arc Scene(Desktop一桌面系統(tǒng)冷14個功能子系統(tǒng)。組成Desktop Arc GIS的Arc Map ,Arc Catalog和Arc Scene的基礎是微軟的組件對象模型(COM)。由于Arc GIS完全COM化，對于需要進行結構定制和功能擴展以及獨立程序開發(fā)的高級應用來說具有非常大的吸引力，并提供了前所未有的靈活性。
ESRI的Arc Objects是Arc GIS的功能核心，是Arc Map, Arc Catalog ,Arc Scene等Desktop應用程序的開發(fā)平臺。Arc Object:是一種集成的面向對象的地理數(shù)據(jù)模型的軟件組件庫，提供了Arc GIS中全部的功能，是開發(fā)GIS應用程序的基礎。開發(fā)人員可以利用Arc Objects框架進行編程，以提高Arc GIS的性能或擴展其應用。它是以完整有序的對象組件的集合形式的。Arc Objects不是一種獨立的商業(yè)軟件，它包含在Arc GIS產(chǎn)品中。Arc Objects提供的組件為用戶提供了進行二次開發(fā)和功能擴展的能力，能夠實現(xiàn)Arc GIS的所有功能?；贏rc Objects開發(fā)的應用軟件也必須要有Arc GIS的License才能運行。
構成Arc Map, Arc Catalo。和Arc Scene等的Arc Object:的組件具有層次關系:(圖2-1 )o Application處于Arc Objects框架的最高層，擁有Display(顯示)、Document(文檔)、Extension(擴展功能)三個組成部分;Document位于稍低的一個層次，但它可同時擁有幾個下一級的Map
對象，每個Map對象又可以擁有多個Layer對象。Arc Objects提供的Map control控件和Scene viewer control控件位于Map(Scene)層。各級的各個對象(類)都有其自身的接口、屬性、方法。
2.Arc Objects中的基本編碼技術
2 .1使用esriCore .olb對象庫
Arc Objects使用的類都包含在esriCore.olb對象庫中。對象庫是包含有關Arc Map和Arc Catalog的接口、組件、組件對象類、屬性、方法、事件的描述的文件。
無論所用的開發(fā)環(huán)境如何，將對象聲明為對象的有效類可以提高代碼運行速度，同時開發(fā)環(huán)境的智能化代碼執(zhí)行特征在編寫代碼時可以檢測到程序錯誤、校正語法并匹配對象庫中的對象類型。為了查看運行用的智能化代碼，可以聲明變量是esriCore庫的組成部分，然后再添加庫名。對象庫中的COM類提供了一個或多個接口的代碼，把所有的功能完整地封裝在類里面。兩個類可以有相同的接口，但是實現(xiàn)的代碼不同，通過這種方式COM類就有了多態(tài)行為。COM不支持多重繼承。COM類有三種:抽象類(Abstract Class)、組件類(CoClass)和類(Class)。抽象類是不能被創(chuàng)建的，它只能作為其它類的父類。類是不能被創(chuàng)建的，但是該類的對象能被其它類創(chuàng)建，并作為該類的一個屬性，或者是被其它類的對象實例化。組件類即可以被創(chuàng)建，也可以顯式地創(chuàng)建。
2.2使用esriCore.olb對象庫中的對象’
esriCore.olb對象庫中的大部分對象將IUnknown。作為它們的缺省接口，但有幾個是例外，如Ar cCatalog和Arc Map中的Application對象的缺省接口就設為工application。重要的是工Unknown擁有的三個方法(AddRef, Release, Query interface)不能在祀中調(diào)用。
在使用對象時必須得到相關的對象支持接口的參考，然后調(diào)用該接口的方法。例如:
Dim pPt as ipoint，定義對象支持的接口相關變量
Set pPt=New Point’建立組件對象類和實例
PutCoods 100,100‘激活方法，使點pPt具有了實際位置含義
1)使用ThisDocument對象
每個工程都有“ThisDocument”模塊，與ArcGIS其它對象不同，ThisDocument對象不可設置相關信息，只能操縱其相關屬性、相關文檔。
Dim pDoc as ImxDocument
Set pDoc=ThisDocument
MsgBox pDoc .FocusMap(0).Name
2)使用屬性
一些屬性參考ESRI對象庫中指定的對象，其它屬性有標準數(shù)據(jù)類型值，如字符型、整型、浮點型、邏輯型等。對于對象參考，用聲明對象變量和Set語句把對象參考指向屬性;對于其它的值，可以聲明具有明確數(shù)據(jù)類型的變量或使用VB變量數(shù)據(jù)類型，之后用簡單的指定語句來指定變量的值。
Dim pDoc As IDocument
Set pDoc二Application.Document?特殊類型對象使用Set
Dim pTitle As String
pTitle二pDoc.Title?標準數(shù)據(jù)類型不使用Set
屬性有只讀、只寫和讀寫三種狀態(tài)，具體使用時查看esriCore幫助文件。
3)使用方法
方法用來執(zhí)行一些操作，可以返回值，也可以不返回。在一些實例中方法返回對象的值。在其它方法實例中，返回一個反映操作成功與否的布爾值，或把數(shù)據(jù)寫入?yún)?shù)。
Dim pApp As IApplication
Dim pEditor As IEditor
Dim pEnumFeat As IenumFeature
Dim pID As New UID
pID='esriCore .Editor'
Set pApp=Application
Set pEdifor=pApp.FindExtensionByCLS ID(pID)
Set pEnumFeat=pEditor.EditSelection
4)使用事件
事件讓你知道什么時候發(fā)生了事情，你可以添加代碼響應事件。VB和UBA允許用With Event關鍵字聲明變量，With Event告訴開發(fā)者對象變量響應對象事件的環(huán)境。聲明必須在模塊或窗體中進行。如，DimWithEvent pviewEvents as Map
9.使用ArcObjects進行二次開發(fā)的層次
通過ArcObjects在從數(shù)據(jù)對象到菜單、工具以及系統(tǒng)功能等方面的應用，可以在以下三級水平進行開發(fā):
1)通過定制或客戶化進行ArcMap, ArcCatalog和ArcScene等的界面定制(對于簡單用戶，無須編程):使用菜單驅動客戶化是最簡單的操作，只需對菜單、工具等控件進行開關、移位或增刪就可以完成。
2)采用VB和內(nèi)置的VBA語言進行界面制作和功能擴充(滿足大多數(shù)用戶需要，應用編程)進行嵌人式開發(fā):使用系統(tǒng)內(nèi)置的VBA腳本編程能力，在ArcMap和ArcCatalog中能很容易地加人各種窗體和控件，修改系統(tǒng)界面、增刪各種功能，是進行應用的快速定制以及集成現(xiàn)有的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的手選開發(fā)技術。
3)使用編程語言和工具軟件調(diào)用Arc Objects的控件和各種功能組件，開發(fā)獨立的應用程序，開發(fā)獨立應用程序(高級開發(fā)需求):使用支持COM的編程語言(如Visual Basic, VisualC十+，Delphi, Visual)++等)將Arc Objects所提供的1800多個組件、幾百個接口和數(shù)千個方法嵌人到應用中，開發(fā)出獨立完整的應用程序。
用戶應用Arc Map, Arc Catalog, Arc Scene中內(nèi)置的VBA語言方式進行開發(fā)，可以充分利用管理對象集合的Application對象。以Arc Map為例，它包括MxDocument, AppDisplay, SelectionEnvironment對象和其它任意注冊的擴展功能(如Editor等)，同時還管理使用著StatusBar,Templates, Paper和Printer等對象。以Application為起點并被創(chuàng)建之后，其它ArcObjects的低層組件都能由其依次獲得，這是一種由高到低的應用開發(fā)模式。
獨立應用程序的開發(fā)方式由于脫離了ArcGIS軟件環(huán)境，不能使用Application對象組件，因此由Application對象組件所建立的應用程序框架及其管理的對象都不能使用。只能使用Mapcontrol控件和Sceneviewercontrol控件和它們所支持的下層組件，并且是下層組件對象實現(xiàn)以后，已創(chuàng)建的上層組件對象才能使用。因此，這是一種由低到高的開發(fā)模式，開發(fā)難度較大。
9 .1定制開發(fā)ESRI應用程序
Arc GIS對象模型定制框架包含多個對象，用戶可以修改內(nèi)置的工具條或編程進行定制。定制框架包括的對象有應用程序對象、模板對象、狀態(tài)條(Status Bar)、文檔對象、快捷鍵(Accelerator)、命令條(CommandBar)、命令項(Command Item)、COM命令、宏、UIControls等。
結束語
總之，通過建立校園管理信息系統(tǒng)獲得的實踐經(jīng)驗和對開發(fā)方法的研究，對于擴展Arc Objects開發(fā)的應用有一定的推動作用。使用同樣的方法，我們可以建立社區(qū)地理信息系統(tǒng)、企業(yè)地理信息系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等，同時也可以擴大地理信息系統(tǒng)的應用范圍和應用領域。
參考文獻
[1].宋關福鐘耳順組件式地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)中國圖象圖形學報1998年第4期
第8篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞 ：地理信息系統(tǒng) 發(fā)展 應用
1.地理信息系統(tǒng)的定義與發(fā)展目標
地理信息系統(tǒng)（GIS， Geographic Information System）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預測結果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值[1]。
國家測繪地理信息局日前印發(fā)了《測繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要》，目標是到2015年，建成數(shù)字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規(guī)劃還提出，爭取把地理信息產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。統(tǒng)計顯示，截至“十一五”末，我國地理信息產(chǎn)業(yè)總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數(shù)字有望突破2000億元。倍增的規(guī)模將給地理信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來巨大的市場空間。
2.地理信息系統(tǒng)的構成
地理信息系統(tǒng)主要有五個部分構成，及硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫、空間分析模型和系統(tǒng)管理人員、系統(tǒng)開發(fā)人員和數(shù)據(jù)處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統(tǒng)[2]。
2.1 硬件系統(tǒng)
計算機硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱。是構成GIS的物理外殼。根據(jù)句構成GIS規(guī)模的不同，分為基本設備和擴展部分兩大部分?；静糠职ㄓ嬎銠C主機、存儲部分、數(shù)據(jù)輸入設備、數(shù)據(jù)輸出設備。擴展設備部分包括解析測圖儀、圖像處理系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實與仿真系統(tǒng)、各類測繪儀器、GPS、數(shù)據(jù)通信端口、計算機網(wǎng)絡設備等。它們用于配置GIS的單機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)等不同規(guī)模模式。以及以此為基礎的一半GIS應用系統(tǒng)、導航GPS系統(tǒng)和能夠與傳感設備聯(lián)動的GIS。
（1）GIS單機系統(tǒng)模式。GIS單機系統(tǒng)是一臺計算機為核心，由存儲設備、輸入設備和輸出設備共同組成的GIS硬件系統(tǒng)，提供單用戶操作。
（2）GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式是有計算機企業(yè)網(wǎng)、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持客戶/服務器（C/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供一個機構內(nèi)的多用戶操作。
（3）GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式是有因特網(wǎng)、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持瀏覽器/服務器（B/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供因特網(wǎng)上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)共同組成的客戶/服務器，瀏覽器/服務器的混合模式。
2.2 軟件系統(tǒng)
GIS的軟件系統(tǒng)構成了GIS的核心，關系到GIS的功能。GIS軟件系統(tǒng)的層次結構按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；
GIS應用功能（二次開發(fā)系統(tǒng)）；GIS基本功能軟件（商業(yè)化的GIS工作平臺）；
標準軟件（圖形圖像處理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、系統(tǒng)庫、程序設計等）；網(wǎng)絡管理軟件、工具軟件；操作系統(tǒng)。
GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開發(fā)的，提供GIS基本功能和開發(fā)環(huán)境的商
業(yè)軟件。多數(shù)GIS工程應用首先是基于這個商業(yè)平臺，經(jīng)過二次開發(fā)來完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據(jù)GIS市場的主導地位。當前，GIS軟件可運行于Unix，WindowsXP、等操作系統(tǒng)，多數(shù)軟件都提供不同的操作系統(tǒng)的軟件版本。
根據(jù)GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統(tǒng)組成，即空間數(shù)據(jù)輸入與格式轉換子系統(tǒng)、圖形與屬性編輯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理與空間分析子系統(tǒng)、空間輸出與表示子系統(tǒng)和用戶接口。
3.地理信息系統(tǒng)的應用
地理信息系統(tǒng)按照應用模式可以分為兩類[3]：一是，科學研究工具。對于科學計算結果的獲得和分析，把GIS作為科學研究的輔助手段。它主要應用于有關地學領域的科研項目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業(yè)分析模型。二是，辦公服務系統(tǒng)。辦公服務系統(tǒng)應用于涉及空間數(shù)據(jù)的政府部門以及企業(yè)，以提高管理效率、制定好的決策和實現(xiàn)組織目標。
3.1 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃
根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區(qū)劃片的，在某種農(nóng)作物的氣候可種植區(qū)內(nèi)還有不同的地物類型，不同的農(nóng)作物要求不同的地理環(huán)境。
3.2 城市大氣污染模擬
基于GIS建立大氣污染擴散模型，1）模擬污染物的空間分布，評價不同區(qū)域的環(huán)境質量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進行復合分析，確定受污染影響的人口數(shù)目；3）預測在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點源對整個研究區(qū)污染總量的貢獻；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關閉某些污染源，提供決策依據(jù)；6）如果要增加污染點源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優(yōu)方案；7）在城市規(guī)劃時，作為確定不同用地（居住、工業(yè)、商業(yè)等）的分布。
4.結束語
地理信息系統(tǒng)是近20年來新興的一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的邊緣學科，主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學、遙感技術方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災害、基礎設施和規(guī)劃管理等領域的政府部門、金融機構、公司、高校、規(guī)劃設計院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關的應用研究、技術開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。
參考文獻：
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第9篇：地理信息系統(tǒng)的定義范文
關鍵詞 城市軌道交通，地理信息系統(tǒng)，設計
0 引言
我國從1965年開始修建地鐵以來，城市軌道交通建設的規(guī)模不斷擴大[1]。40多年雖然已完成數(shù)量巨大的工程地質勘察及軌道項目建設，但在項目中產(chǎn)生出的大量規(guī)劃資料、基礎地質勘察資料等的城市軌道基礎地理信息，相當部分處在一種分散使用、分散保管、甚至大量遺棄的狀態(tài);此外，目前對城市軌道交通基礎地理信息的存儲管理還是以文字、圖紙、圖表為主的傳統(tǒng)管理，查閱不便，尤其在處理大量工程數(shù)據(jù)時更是難以下手。因此，必須有一套現(xiàn)代的信息管理系統(tǒng)與之配套，而地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展為此提供了一種恰當和實用的工具。
地理信息系統(tǒng)(GeographicalInformationSys-tem，簡為GIS)是20世紀60年代開始迅速發(fā)展起來的地理學研究技術，是多種學科交叉的產(chǎn)物。近年來，地理信息系統(tǒng)在全球得到空前迅速的發(fā)展，成為實現(xiàn)現(xiàn)代化科學管理的高新技術。它被廣泛地應用到城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)管理、城市交通、社會服務等方面。GIS具有處理海量數(shù)據(jù)的存儲、進行復雜的邏輯運算和數(shù)據(jù)挖掘的功能，同時也是實現(xiàn)空間圖形顯示與空間信息查詢、分析的有效工具。利用GIS的數(shù)據(jù)輸入、存貯、檢索、顯示和綜合分析應用等功能[2-3]，將軌道交通基礎數(shù)據(jù)的空間信息與其相關的屬性信息結合，能夠實現(xiàn)城市軌道交通基礎地理信息檢索、統(tǒng)計、分析、修改、打印等，為城市軌道交通基礎地理信息提供快速、準確的現(xiàn)代化管理手段;此外，城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)中有大量的工程地質數(shù)據(jù)和地下管線數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理很難把不同類型的數(shù)據(jù)進行三維可視化顯示，亦無法對數(shù)據(jù)進行分析和處理。而地理信息系統(tǒng)的三維可視化功能是以適當?shù)臄?shù)據(jù)結構建立特征數(shù)學模型，采用計算機圖形技術將數(shù)學描述以3D圖像的形式予以表現(xiàn)，這樣可以實現(xiàn)城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)管理的可視化。
1 城市軌道交通基礎GIS的分析與設計
1.1 總體結構
系統(tǒng)利用ArcGIS的強大的地圖操作功能，來實現(xiàn)對城市軌道交通所涉及的地層、鉆孔、監(jiān)測、構筑物、管線等基礎地理數(shù)據(jù)的可視化管理和分析。系統(tǒng)由硬件、GIS軟件和系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫、接口等4部分構成，其總體結構如圖1所示。
1.2 模塊設計
系統(tǒng)要對大量的軌道交通沿線的各種空間及屬性數(shù)據(jù)進行管理，同時也要實現(xiàn)地層數(shù)據(jù)、構筑物數(shù)據(jù)和管線數(shù)據(jù)的可視化分析。根據(jù)通用軟件設計原理，系統(tǒng)采用模塊化設計。分為專題信息管理、基礎信息管理和系統(tǒng)維護3個子系統(tǒng)總共由8個模塊組成，如圖2所示。
1.3 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)要求把孤立、分散的各種城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)以地理空間為紐帶建立起相關關系，在此基礎上開發(fā)形成基于GIS的城市軌道交通基礎地理信息系統(tǒng)。使各種鉆孔數(shù)據(jù)、軌道周邊構筑物基礎數(shù)據(jù)、地面地形數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)等形成一個有機的整體;對城市軌道交通基礎信息進行檢索、查詢、分析;同時可以使地層信息實現(xiàn)三維顯示;并初步形成一個可擴展的城市軌道交通基礎信息數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的主要功能如下:
1)地圖的操作功能。包括地圖的放大、縮小和移動等操作;對各種圖形要素進行分層顯示的功能;此外，還可以執(zhí)行圖形的任意范圍打印輸出功能。
2)屬性數(shù)據(jù)錄入編輯。對所有圖形的屬性建立專門的屬性數(shù)據(jù)庫表，通過數(shù)據(jù)維護子模塊完成數(shù)據(jù)的錄入、編輯、修改。主要的屬性數(shù)據(jù)操作對象包括軌道交通概況、鉆孔基本信息、軌道項目施工信息、地層分層信息、各類地下管線信息、地面建筑物信息、構筑物基礎信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)等。
3)圖形輸入編輯。系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和空間屬性數(shù)據(jù)兩種?？臻g數(shù)據(jù)是指二維平面數(shù)據(jù)，主要包括軌道交通及站點、地形地貌、地質構造、建筑物、鉆孔、管線、構筑物基礎等點、線、面狀數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)以層的方式進行組織，以矢量圖的形式在平面圖上表現(xiàn)出來。系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)維護子模塊對空間數(shù)據(jù)進行編輯，即進行點、線、面的添加、刪除操作。
4)信息檢索與查詢功能。系統(tǒng)可以同時對空間和屬性數(shù)據(jù)進行方便、靈活、準確的查詢與定位。實現(xiàn)空間圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的雙向聯(lián)合查詢和分析，既可由圖形信息查詢所需的屬性信息，又可根據(jù)各種的屬性信息條件查詢圖形信息。系統(tǒng)設計了點擊、條件、邏輯等查詢方式，具有空間位置、屬性、范圍等多種查詢檢索功能。
5)信息可視化功能。系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)庫中的信息以文字、地圖、圖片等形式加以顯示，并為用戶提供分層顯示和各要素的選擇顯示等功能。系統(tǒng)將以點、線為基本形態(tài)，以鉆孔數(shù)據(jù)為基礎，選用適當?shù)膬?nèi)插方法，將零散的、局部的二維地質鉆孔數(shù)據(jù)構成地層信息在三維空間中顯示;并重現(xiàn)地下空間形態(tài)和組合關系，重建三維模型，用三維圖形生動地表現(xiàn)出來，從而實現(xiàn)地下復雜空間結構與關系的表達、分析和過程的三維可視化。通過三維軌道可視化顯示，可以直觀、生動地反映軌道及其沿線各區(qū)域的概況。
轉貼于
6)空間分析功能。強大的系統(tǒng)分析功能是GIS的優(yōu)點之一。在現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)基礎上，利用緩沖分析、網(wǎng)絡分析、疊合分析與數(shù)據(jù)挖掘技術，支持復雜空間問題的決策研究，模擬預測變化趨勢等。如:以軌道線為中心，建立任意長度的緩沖區(qū)，分析出在緩沖區(qū)范圍內(nèi)各種管線的分布情況，顯示某范圍內(nèi)距離軌道最近的管線或者對其進行碰撞檢查等;還可以對大量長期的軌道監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析，建立回歸分析模型，以預測軌道沉降變化。
7)數(shù)字影像疊合。對地面影像數(shù)據(jù)進行配準后可以疊合在矢量圖上，以此來增加地面可視化效果。同時也可在此基礎上進行地面要素分析。
8)用戶權限設置。根據(jù)需要設置兩類用戶:管理員、客戶。用戶必須使用帳號和密碼才能進入系統(tǒng)。管理員具有全部權限，可以進行系統(tǒng)備份、數(shù)據(jù)錄入、修改、查詢、刪除、打印輸出等，還可以增加、刪除客戶;客戶的基本權限有數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計和打印輸出等，客戶可以有一個，也可以有多個。
2 城市軌道交通基礎GIS的實現(xiàn)
2.1 數(shù)據(jù)庫處理
依據(jù)系統(tǒng)基本功能和數(shù)據(jù)編碼等，建立基于SQLSever的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)模型對象可分為如下幾類:軌道工程信息表、鉆孔基本信息表、剖面地層信息表、地層基本信息表、鉆孔層位信息表、構筑物基礎基本信息表、構筑物基礎層位表、管線基本信息表、管線層位信息表等。以此來建立圖形屬性數(shù)據(jù)庫，并建立圖形屬性值與索引字段關聯(lián)。由圖形屬性值定位數(shù)據(jù)庫索引字段，以此來調(diào)用其他相關字段內(nèi)容。
2.2 GIS二次開發(fā)技術
系統(tǒng)采用ArcGIS作為二次開發(fā)平臺，調(diào)用Ar-cGIS部分優(yōu)秀的功能模塊，并對其進行修改、完善，具體體現(xiàn)在:
1)圖形數(shù)據(jù)屬性編輯。根據(jù)相關行業(yè)規(guī)范定義圖形屬性及其結構，建立與數(shù)據(jù)庫的連接，提高軟件的專業(yè)化水平。
2)庫文件擴充。根據(jù)行業(yè)標準定義圖例及各種專業(yè)符號，擴充ArcGIS的圖例庫、圖形庫，用于顯示調(diào)用。
3)以緩沖區(qū)分析和疊加分析為基礎進行軌道沿線構筑物基礎數(shù)據(jù)和管線數(shù)據(jù)的專題分析。
2.3 城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)一體化顯示
1)采用遙感圖片配準、建筑物貼圖和三維造型技術，實現(xiàn)地面景觀和建筑物的立體顯示。
2)根據(jù)坐標的精確定位，確定構筑物基礎數(shù)據(jù)、管線數(shù)據(jù)和軌道數(shù)據(jù)的位置關系，實現(xiàn)地下軌道基礎數(shù)據(jù)的顯示。同時，可以在ArcGIS功能模塊支持下，進行系統(tǒng)查詢功能開發(fā)，實現(xiàn)軌道范圍內(nèi)各種管線和構筑物基礎數(shù)據(jù)的查詢、分析。
3)依據(jù)多層DEM\TIN混合算法，以鉆孔數(shù)據(jù)為基礎，對軌道通過的地層數(shù)據(jù)進行可視化顯示。首先，確定軌道沿線區(qū)域的綜合地層順序;其次，逐層形成單個地層的構建，各個地層體是通過上下兩個地質層面表示的;最后，在區(qū)域范圍內(nèi)，在兩層面間填充顏色、紋理[4-5]。
3 應用
1) 圖形顯示功能。如圖3為本系統(tǒng)主界面，顯示上海軌道交通規(guī)劃圖。
2) 軌道、管線等基礎數(shù)據(jù)查詢。點擊圖形要素，顯示圖形屬性信息;亦可以輸入查詢條件，搜索數(shù)據(jù)庫信息。如圖4所示。
3) 地面建筑物三維顯示。將遙感圖像配準后，疊加在三維環(huán)境中顯示，如圖5所示。
4) 地下基礎數(shù)據(jù)三維顯示界面，如圖6所示。
4 結語
1)城市軌道交通基礎地理信息系統(tǒng)具有開放、通用、易操作、易維護、易擴展等特點，是一個集實用性和綜合性為一體的多功能信息管理系統(tǒng);
2)城市軌道交通基地理信息系統(tǒng)的應用，可以融合各種不同來源的城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)，進而達到數(shù)據(jù)的共享;
3)三維數(shù)據(jù)模型建立及其分析功能實現(xiàn)了軌道沿線各類基礎地理信息的可視化表達，提供了一種直觀的城市軌道交通基礎地理信息游覽查詢，促進了城市軌道交通基礎數(shù)據(jù)管理的信息化;
4)初步實現(xiàn)的地上建筑與地下要素關聯(lián)顯示和分析功能，具有良好的普適性，可進一步深入開發(fā)應用;
5)在充分實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)在功能的基礎上可以不斷深入地進行數(shù)據(jù)挖掘、開發(fā)集成所需的新功能，將可大大提高城市軌道交通基礎信息管理的效率與質量，使城市軌道交通基礎信息管理向科學化、數(shù)字化、可視化大步邁進。
參考文獻
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