地理信息系統(tǒng)原理和方法精選(九篇)

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第1篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

【關(guān)鍵詞】“3S”技術(shù)；地理信息技術(shù)；考點詮釋

地理信息技術(shù)指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理空間信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱，主要包括遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）等。近年考試考查中，該考點呈現(xiàn)材料的方式比較新，并與學(xué)科知識聯(lián)系較為緊密；考查角度比較新，側(cè)重考查考生的比較辨析能力?？碱}更加重視知識點的縱深，所以想僅從題面上就能看到考點并不容易。筆者認(rèn)為應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析和挖掘考點，在平時復(fù)習(xí)中要多讀圖看圖，運(yùn)用圖解法將提供新材料、新情境的文字式選擇題進(jìn)行遷移突破，化難為易；運(yùn)用圖圖互變、文圖互變、圖表互變轉(zhuǎn)換思維角度，推導(dǎo)地理規(guī)律和原理。目前現(xiàn)代地理信息技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是一種單一技術(shù)的應(yīng)用，常常是兩種或多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，其中地理信息系統(tǒng)是必不可少的，如遙感和地理信息系統(tǒng)在自然災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用，本文就該考點作詳盡具體的詮釋。

一、遙感（RS）

1.定義：是人們在航空器（如飛機(jī)、高空氣球）或航天器（如人造衛(wèi)星）上利用一定的技術(shù)裝備，對地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。

2.組成：有遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等。

3.遙感的優(yōu)越性：（1）提高研究工作的精度和質(zhì)量，節(jié)省人力、財力，提高效率；（2）遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉(zhuǎn)化和發(fā)展，提供了條件。

4.應(yīng)用：區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息，在區(qū)域地理環(huán)境研究中，遙感廣泛應(yīng)用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測等領(lǐng)域。遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣。除了森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測外，還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測等許多方面。而且我國的遙感技術(shù)也已經(jīng)在世界上具領(lǐng)先地位。具體應(yīng)用分析如下：

二、全球定位系統(tǒng)（GPS）

利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS。

1.組成：GPS包括三個部分：空間部分―GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分―地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分―GPS信號接收機(jī)。地面上任何一點、任何時刻的上空至少有4顆GPS衛(wèi)星。用他們提供的星歷參數(shù)和時間信息算出地面點的三維位置、三維方向以及運(yùn)動速度和時間信息（GPS衛(wèi)星定位的基本原理）；用戶設(shè)備部分――GPS信號接收機(jī)。

2.特點：全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性

3.應(yīng)用：（1）為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間；（2）在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用：如野外調(diào)查是區(qū)域地理環(huán)境研究常用的方法之一，全球定位系統(tǒng)可以幫助野外考察人員確定考察點的地理位置（經(jīng)度和緯度）、高程（海拔），從而可在野外調(diào)查中獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)；（3）在日常生活中應(yīng)用――GPS導(dǎo)航。無論是在何時何地，只要擁有GPS信號接收機(jī)，就能知道自己前進(jìn)的方向和所處的地理坐標(biāo)。目前GPS廣泛的應(yīng)用于交通、郵電、地礦、建筑、農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)。

三、地理信息系統(tǒng)（GIS）

專門處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機(jī)系統(tǒng)，稱為“地理信息系統(tǒng)”，簡稱“GIS”。

1.地理信息系統(tǒng)的簡要程序：其工作流程由地理空間數(shù)據(jù)的輸入、管理、分析和表達(dá)等過程構(gòu)成，即“信息源――數(shù)據(jù)處理――數(shù)據(jù)庫――空間分析――表達(dá)”。

2.應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛：凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都可用到；（1）在區(qū)域地理環(huán)境研究中，地理信息系統(tǒng)可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息；（2）利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢檢索、空間分析等功能，可對區(qū)域內(nèi)的地理要素進(jìn)行精確的分析、評價；（3）運(yùn)用地理信息系統(tǒng)對環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測及評估預(yù)測；（4）地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用已得到推廣。在城市管理中的具體應(yīng)用如下：

四、地理信息技術(shù)與數(shù)字地球

1.“3S”技術(shù)的聯(lián)系和區(qū)別：（1）遙感技術(shù)主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取，全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位，地理信息系統(tǒng)主要用來對地理信息數(shù)據(jù)的管理、更新、空間分析和應(yīng)用評價等；（2）遙感技術(shù)為地理信息系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù)，加快了地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的更新，保證了地理信息系統(tǒng)的時效性，全球定位系統(tǒng)為遙感信息數(shù)據(jù)地面定位目標(biāo)選擇、野外驗證、圖像分類等提供了必要的數(shù)據(jù)信息，為更好地利用遙感技術(shù)解決實際問題提供支持。既互為獨立發(fā)展又相互促進(jìn)。

第2篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 測繪 精度

地理信息系統(tǒng)是能夠以數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)來分析和管理地理信息的相關(guān)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，對于地理信息數(shù)據(jù)的采集以及輸入來建立初步的數(shù)據(jù)庫，而且要長期對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，進(jìn)而對于以后會應(yīng)用到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的整理和分析。隨著信息社會的發(fā)展和數(shù)字化時代的到來，地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用也越來越廣泛，為人們生產(chǎn)生活做出了巨大的貢獻(xiàn)。在理論上，地理信息系統(tǒng)能夠運(yùn)用到現(xiàn)階段的所有工作和領(lǐng)域之中。

1地理信息系統(tǒng)的概論

1.1地理信息系統(tǒng)的不同角度分析

首先在學(xué)科的角度上來分析，地理信息系統(tǒng)是在地圖學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)、計算機(jī)科學(xué)以及統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的比較新的學(xué)科，這個學(xué)科具有很強(qiáng)的有邏輯獨立性以及完整的學(xué)科體系；其次在應(yīng)用和技術(shù)的方向去分析，地理信息系統(tǒng)能夠解決空間上的地理問題。并且具有獨特的技術(shù)手段和方法；再次，在功能上來分析，地理信息系統(tǒng)具有對于地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示、獲取、分析、輸出等處理功能；除此之外，如果在地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上來分析，地理信息系統(tǒng)具有完整的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，有著很多普通系統(tǒng)不能具備的系統(tǒng)特征。

1.2地理信息系統(tǒng)的進(jìn)展

地理信息系統(tǒng)是一個比較新的技術(shù)和科學(xué)手段，它發(fā)展到現(xiàn)階段也僅僅經(jīng)過了40年的時間，在地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得人們對于信息的精確度的要求越來越高。目前，地理信息系統(tǒng)正在不斷的完善，并且能夠在各個領(lǐng)域內(nèi)部的應(yīng)用越來越廣泛，相信在不久的未來，地理信息系統(tǒng)會不斷的完善和更廣泛的應(yīng)用。

2地理信息系統(tǒng)在測繪之中的使用優(yōu)勢

2.1測繪工作的工作特點

測繪技術(shù)是通過一些手段將信息數(shù)據(jù)和地表的特征來進(jìn)行測量和采集，進(jìn)而形成能夠反應(yīng)這個地表的具體特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)資料和圖形，然后用來指導(dǎo)行政的規(guī)劃和工程的建設(shè)，其實，測繪的工作性質(zhì)是對于規(guī)定地理位置的地理位置來采集以及整理數(shù)據(jù)并分析，然后測繪的結(jié)果就是能夠得到一些直觀的圖表和數(shù)字信息，而測繪的最終目標(biāo)就是能夠正確的指導(dǎo)管理和規(guī)劃工程。

2.2傳統(tǒng)的測繪方式的缺點

（1）一些傳統(tǒng)的測繪方式非常費(fèi)時費(fèi)力，因為是采用人工的方式來對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析。所以肯定要消耗很多的人力和物力，而且，在測繪完畢之后還要在所測的地點返回到工作的地點，非常耗時間。

（2）傳統(tǒng)的測繪方式的誤差比較大，很容易出現(xiàn)失誤，而且原因可能會來自測繪工作中的每一個環(huán)節(jié)，這種失誤可能會出現(xiàn)在采集的過程之中，也可能會出現(xiàn)在分析數(shù)據(jù)的過程中，在制作測繪的結(jié)果時候出現(xiàn)失誤的概率更大，但是這種誤差只能盡量減少，卻不能避免。除了這兩個缺點之外傳統(tǒng)的測繪方式還有效率低、測繪的信息很難采集、測繪的結(jié)果專業(yè)性太強(qiáng)等等。

2.3地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用優(yōu)勢

（1）地理信息系統(tǒng)大大的節(jié)省了測繪過程中的精力和時間消耗，因為其擁有它自己的工作方式以及流程，而這種流程主要還是依賴于計算機(jī)的系統(tǒng)，計算機(jī)的操作系統(tǒng)和人工操作相比，消耗的精力和時間更少、效率更高，所以在很大的程度上能夠減少測繪工作的流程和時間。

（2）具有較強(qiáng)的時效性，地理信息系統(tǒng)在測繪工程中，如果設(shè)定了具體的系統(tǒng)行動的規(guī)則，就能夠根據(jù)地理環(huán)境的變化來調(diào)整和分析結(jié)果，地理信息系統(tǒng)是輔助于衛(wèi)星和即時監(jiān)控等等一些新的科技手段，來完成對于特定的區(qū)域的監(jiān)控，并且能夠根據(jù)暗送秋波的地理環(huán)境的改變來將這些變化對于測繪工作的影像及時的分析出來。

（3）能夠較少失誤發(fā)生率，使得測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確，因為地理信息系統(tǒng)的測繪工作是依賴于計算機(jī)系統(tǒng)的預(yù)先設(shè)定的程序來進(jìn)行的，那么所有的輸入、采集、分析整理等等工作都是通過計算機(jī)系統(tǒng)來自動完成的，所以可以避免在工作流程之中發(fā)生的失誤，使得測繪的結(jié)果更加精準(zhǔn)，也越來越有利于測繪結(jié)果對于指導(dǎo)行政管理和工程規(guī)劃的作用。

3地理信息系統(tǒng)在測繪之中的應(yīng)用

3.1地理信息系統(tǒng)在測繪中的技術(shù)應(yīng)用

（1）GIS的系統(tǒng)工作的原理

GIS系統(tǒng)主要是要通過對于數(shù)據(jù)的分析，然后根據(jù)各種參數(shù)來確定實物的坐標(biāo)位置，對于儀器的測繪和測量的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行圖形的繪制進(jìn)而形成數(shù)據(jù)資料，其應(yīng)用為測繪工程提高員工效率，縮短工作時間來得到更加準(zhǔn)確和真實的數(shù)據(jù)資料。GIS系統(tǒng)的測繪過程主要是對于數(shù)據(jù)采集，然后在對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，通過測得各個參數(shù)進(jìn)行空間的分析和屬性處理，然后形成具體的影像。GIS空間的分析過程是GIS系統(tǒng)之中最重要也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因為會涉及到很多學(xué)科理論，所以空間分析處理實際上會發(fā)生非常復(fù)雜的變換過程，空間的分析處理主要描述的是現(xiàn)實的空間過程，并且獲取空間數(shù)據(jù)，然后對于空間做進(jìn)一步的預(yù)測。

（2）GIS在系統(tǒng)的主要功能和應(yīng)用

首先GIS系統(tǒng)不僅要儲存和提取地理信息，還要根據(jù)不同的地形或者地貌的情況來對于相對應(yīng)的信息模式進(jìn)行建立。評價結(jié)果主要是以命令的方式來預(yù)測未來結(jié)果；再次就是GIS既具有空間的分析和空間的查詢功能，對于GIS的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，一般是采用構(gòu)建的模式，通過輸入原始圖到系統(tǒng)之中，對于系統(tǒng)的查詢和分析也能夠被表現(xiàn)出來，在空間定位的方面，能夠保證原圖和已經(jīng)處理過的圖片能夠保持一致，采用不同的算法對于其的測繪過程主要是對于數(shù)據(jù)采集，然后在對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，通過測得各個參數(shù)進(jìn)行空間的分析和屬性處理，然后形成具體的影像。這種空間的變換可以包括拓?fù)淇臻g進(jìn)行查詢、分析重置、分析空集合等等；GIS的另外功能就是輸出，可以利用這個功能來輸出一些數(shù)字化的地圖，并且能夠建立相關(guān)的地圖數(shù)據(jù)庫。這樣不僅能夠提高其工作效率，且降低計算機(jī)的制圖的成本。

3.2 CIS在測繪中的具體應(yīng)用

（1）采集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的采集是通過對于測量儀器在外業(yè)之中的實物位置，并且通過GIS之中的儲存方式把數(shù)據(jù)信息存儲到其自身的數(shù)據(jù)庫之內(nèi)，然后柵格中的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)的儲存單元的相對應(yīng)的行和列來組成，點、面、線的矢量表達(dá)方式來表達(dá)客觀存在的對象，隨著GIS的科研成果的刷新，更加依賴于GPS的儀器，隨著GIS的科研成果的不斷探索，誤差目前在毫米以上，測量實物的坐標(biāo)，并且通過GIS來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作。

（2）空間的分析處理能力

空間的分析是通過數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換發(fā)生的數(shù)據(jù)系統(tǒng)信息的操作過程，通過GIS系統(tǒng)來得到數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的分析，通過一些圖形數(shù)據(jù)的計算，對于空間的實物也要進(jìn)行相應(yīng)的定量的描述，GIS空間的分析過程是GIS系統(tǒng)之中最重要也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因為會涉及到很多學(xué)科理論，所以空間分析處理實際上會發(fā)生非常復(fù)雜的變換過程，空間的分析處理主要描述的是現(xiàn)實的空間過程，并且獲取空間數(shù)據(jù)，然后對于空間做進(jìn)一步的預(yù)測。

（3）數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換和處理

在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，GIS是通過對各種屬性條件或者數(shù)字化的空間關(guān)系來進(jìn)行識別，并且對于實物進(jìn)行空間的鏈接和對數(shù)據(jù)的參數(shù)進(jìn)行綜合分析。連接GIS時候，要對數(shù)據(jù)拓擴(kuò)建模，為數(shù)據(jù)分析的高效進(jìn)行而創(chuàng)造一定的條件。同時，在GIS系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時候，會出現(xiàn)一些影響到精度的因素，這種問題要選擇性的刪除或者處理。

3.3地理信息系統(tǒng)在測繪中的實際的技術(shù)應(yīng)用

（1）相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用方面

隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們對于世界的認(rèn)識已經(jīng)非常便捷，只要通過網(wǎng)絡(luò)就能夠看到你想了解的地方的具體的地貌特征，這些都是測繪的貢獻(xiàn)，而且測繪在測量之中能夠形成比較抽象的一些影像資料，GIS系統(tǒng)也發(fā)揮著重要的作用，和一般的系統(tǒng)相比較，GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在全面性、專業(yè)性還體現(xiàn)在精確性上，所以不可以用來科學(xué)的調(diào)研、規(guī)劃設(shè)計、繪制圖形還能夠進(jìn)行財產(chǎn)的管理。

（2）相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用方面

在專業(yè)角度上來講，GIS系統(tǒng)其自身所具有的獨特的定位搜查和空間分析能力，能夠為人們帶來非?？旖莸男畔ⅲ瑢τ诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的管理和應(yīng)用，可以更加快捷和簡便的解決某個地理區(qū)域之內(nèi)的對象分布，并且對其進(jìn)行非常合理的數(shù)據(jù)處理，并且通過計算機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行有效、合理的綜合和描述。至于這樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，能夠獲取常規(guī)中很難得到的有效信息和真實的地形地貌。

（3）生活導(dǎo)航方面的應(yīng)用

隨著國家越來越城市化的腳步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、道路的逐漸復(fù)雜化以及城市的擴(kuò)建等使得人們經(jīng)常會在城市中迷失方向，如果是開車族，安裝了定位導(dǎo)航就能夠解決出行困難的問題，而且還能夠節(jié)省大量的時間，GIS就是結(jié)合了GPS的定位系統(tǒng)，為開車族設(shè)計的具有很多功能的導(dǎo)航系統(tǒng)，隨著科研人員的繼續(xù)研究和實驗，GIS的應(yīng)用范圍會越來越廣，甚至能夠和其它的系統(tǒng)進(jìn)行完美的結(jié)合，進(jìn)而真實化虛擬的技術(shù)，使得使用過程更加清新，精準(zhǔn)度更加高。

4結(jié)束語

GIS的發(fā)展迅速，正在和GPS（全球的定位系統(tǒng)）、DPS（數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)）、RS（遙感系統(tǒng)）、ES（專家系統(tǒng)）以及多媒體的技術(shù)逐漸融合，只要能夠解決地圖信息的自動采集問題，進(jìn)而加強(qiáng)空間的技術(shù)研究，并且把空間的數(shù)據(jù)庫和方法庫以及知識庫互相連接起來，使得GIS走向集成化和智能化的方向，，對于測繪學(xué)科來說，GIS、RS、GPS的結(jié)合能夠從根本上改善傳統(tǒng)測繪學(xué)科的缺陷，使得測繪將原來的只是提供信息的工作轉(zhuǎn)變成為能夠參與規(guī)劃設(shè)計與決策管理的重要部分，將進(jìn)一步的推動測繪管理的更加嚴(yán)格、決策更加科學(xué)以及規(guī)劃更加合理化。

隨著處理和獲取遙感數(shù)字的圖像在明顯的進(jìn)步，預(yù)計在未來的幾年時間之后，多光譜航空、數(shù)字化、航天遙感在質(zhì)量、費(fèi)用以及信息量上都會有所提升。所以，應(yīng)該將遙感信息作為地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，盡量要采用一些影像圖來作為一些規(guī)劃成果的背景圖片，并且通過對于GIS的空間信息的相關(guān)查詢、應(yīng)用以及分析，能夠增加設(shè)計規(guī)劃的廣度和深度。地理信息系統(tǒng)憑借其很強(qiáng)大的信息處理和輸出能力，對于測繪的意義不斷加大，而測繪結(jié)果逐漸多維化以及信息不斷多元化是現(xiàn)代測繪的主要發(fā)展趨勢。進(jìn)而表現(xiàn)出測繪工作在國民的經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中的重要性，測繪系統(tǒng)將會更多的和一些尖端的科技進(jìn)行結(jié)合。在GIS的利用方面，我們要大膽的創(chuàng)新和借鑒，與時俱進(jìn)，相信一定能夠推動測繪技術(shù)邁上更有水平大發(fā)展平臺。

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第3篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；課程實驗；要點分析

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2014）001016702

作者簡介作者簡介：徐兵（1979-）男 ，碩士，廣東海洋大學(xué)信息學(xué)院講師，研究方向為圖像處理、GIS。

0 引言

地理信息系統(tǒng)通常簡稱為GIS（Geographic Information System），它是用于描述地理空間信息的計算機(jī)系統(tǒng)，融合了地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪、計算機(jī)等多學(xué)科知識，并被廣泛地應(yīng)用于城市規(guī)劃、國防軍事、防災(zāi)減災(zāi)、資源調(diào)查等領(lǐng)域[1]。本文所述《地理信息系統(tǒng)》是面向農(nóng)學(xué)、資源環(huán)境等非地學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門必修課程，為學(xué)生講授地理信息系統(tǒng)的基本原理和方法，使學(xué)生掌握常用的GIS工具軟件，熟悉基本的地學(xué)空間分析方法，能夠?qū)σ延械乩頂?shù)據(jù)熟練地進(jìn)行采集、繪圖、建庫、空間分析、可視化等操作，并對各類空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理[2]。由于課程是面向非地學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)，這些學(xué)生普遍缺少地理學(xué)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、測繪信息等方面的知識儲備，在學(xué)習(xí)GIS軟件工具的過程中，很多學(xué)生對一些重要概念和空間分析操作往往不能很好地理解，造成實驗教學(xué)效果大打折扣[3]。因此，本文結(jié)合課程實驗教學(xué)實踐，總結(jié)出該課程的實驗教學(xué)要點，通過對要點進(jìn)行分析歸納，有針對性地應(yīng)用到以后的實驗教學(xué)中，以期提高課程實驗教學(xué)效果。

1 實驗教學(xué)目標(biāo)

本文面向環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)的《地理信息系統(tǒng)》課程安排了32學(xué)時理論教學(xué)、16學(xué)時的實驗教學(xué)以及32學(xué)時的學(xué)期末課程實習(xí)。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，16學(xué)時實驗與理論教學(xué)同步，這些實驗主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系統(tǒng)軟件的操作學(xué)習(xí)，其主要任務(wù)是使學(xué)生在對地理信息獲得感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，接受常用GIS軟件進(jìn)行制圖技術(shù)的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨立制圖、建立數(shù)據(jù)庫和屬性庫，學(xué)會基本空間分析的能力。而32學(xué)時的課程實習(xí)主要以實際應(yīng)用案例為基礎(chǔ)，要求學(xué)生利用所學(xué)的GIS基本理論和空間分析方法，對實際應(yīng)用案例進(jìn)行分析、提出解決方案。通過課程實習(xí)一方面促使學(xué)生繼續(xù)深入掌握GIS基本工具軟件的使用；另一方面加強(qiáng)學(xué)生對GIS空間分析原理與方法的理解，并能夠?qū)W會運(yùn)用GIS工具進(jìn)行初步的空間分析應(yīng)用，同時結(jié)合基本程序框架實現(xiàn)GIS應(yīng)用的可視化表達(dá)，并提交實驗結(jié)果和分析報告。

2 實驗課程設(shè)置

2.1 基本實驗

該課程安排了8次共16個學(xué)時的基本實驗操作，主要包括：①地理信息系統(tǒng)軟件的基本操作；②數(shù)據(jù)文件與空間數(shù)據(jù)庫；③地圖數(shù)字化與專題制圖；④地圖查詢與統(tǒng)計分析；⑤GIS空間分析；⑥初步建立3D GIS；⑦GIS二次開發(fā)；⑧3S集成及其初步應(yīng)用。這些實驗的設(shè)置與理論教學(xué)基本同步，在設(shè)置過程中由淺入深、由簡到難，基本覆蓋了GIS軟件操作的大部分內(nèi)容。

2.2 課程實習(xí)

學(xué)期末的課程實習(xí)以地理信息系統(tǒng)工程的分析和開發(fā)案例為基礎(chǔ)，通過實際的項目開發(fā)完成課程實習(xí)報告，檢驗學(xué)生對GIS軟件以及對GIS軟件開發(fā)的掌握情況。在具體實習(xí)環(huán)節(jié)中，設(shè)置了多個實際應(yīng)用案例，以“城市公交系統(tǒng)的優(yōu)化及空間分析”為例進(jìn)行說明。該實習(xí)題目的基本要求是：①以某個城市（比如湛江或廣州的某個區(qū)）的公交系統(tǒng)運(yùn)行情況為基本背景，調(diào)查該區(qū)域現(xiàn)有的公交線路運(yùn)行設(shè)置情況；②通過資料查找的方式獲得研究區(qū)域的城市交通圖，借助于ARCGIS或MapInfo軟件對該地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，按照地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)用的基本要求，對地圖進(jìn)行配準(zhǔn)、矢量化等處理；③以所學(xué)的地理空間分析基本原理和方法為依據(jù)，設(shè)計出城市公交系統(tǒng)線路優(yōu)化、公交換乘、最短路徑等方案，可以選擇其中一個作為重點進(jìn)行設(shè)計，并以選擇的功能為基礎(chǔ)，對地圖矢量化進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化；④運(yùn)用所學(xué)的地學(xué)空間分析方法，對研究區(qū)域的公交系統(tǒng)進(jìn)行線路優(yōu)化、公交換乘、最短路徑等方案進(jìn)行空間分析，得出空間分析結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和評價；⑤以報告形式將上述過程完整記錄，并總結(jié)本次實習(xí)工作，提交最終報告和實習(xí)過程中的各類數(shù)據(jù)。

3 實驗教學(xué)要點分析

3.1 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是地理信息系統(tǒng)的一個重要基礎(chǔ)，在GIS系統(tǒng)開發(fā)中通過構(gòu)建空間數(shù)據(jù)模型并定義各空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，實現(xiàn)地理信息與屬性信息的關(guān)聯(lián)。在實驗教學(xué)中，學(xué)生對地圖分層、圖層控制、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)系等概念往往理解不清晰，由于缺少數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識，在建立空間數(shù)據(jù)時經(jīng)常出現(xiàn)差錯、導(dǎo)致圖層分層不清晰，后續(xù)應(yīng)用開發(fā)無法使用地圖的問題。因此，該知識點需要教師在實驗教學(xué)中給予足夠重視，通過理論講解與實際操作相結(jié)合的方式向?qū)W生解釋空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等概念。一般來說，在GIS開發(fā)中，用戶可以根據(jù)自己的實際需求對整張電子地圖中的各類空間實體進(jìn)行有序的分層處理，通過圖形分層方法將一張地圖分成不同圖層，相同的圖層代表用戶定義的特定的空間實體類。采用這樣的分層方法可以提高電子地圖中各類實體要素的檢索效率，便于后期GIS開發(fā)中調(diào)用各類圖層[4]。醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)地理分布的空間分層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.2 空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

在GIS二次開發(fā)過程中涉及的數(shù)據(jù)包括圖形矢量數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)和工程管理數(shù)據(jù)，不同的GIS二次開發(fā)平臺對數(shù)據(jù)格式、存儲標(biāo)準(zhǔn)等均有所差別。以MapInfo軟件為例，矢量化的圖層數(shù)據(jù)文件以標(biāo)準(zhǔn)格式存儲在目錄文件中，在圖層文件.TAB中通過設(shè)置每個地物對象的唯一編號（通常用地物ID號表示）來建立相應(yīng)的空間索引。由于MapInfo自帶的數(shù)據(jù)表存儲容量有限，因此，通過.TAB文件的ID號與屬性數(shù)據(jù)表中地物的ID號進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立起空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的索引機(jī)制，將更多的屬性信息通過空間索引機(jī)制存貯在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。通過地物對象屬性信息的ID號實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系[5]，以醫(yī)療機(jī)構(gòu)的地理分布為例，其圖形文件與屬性數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)如圖2所示。

圖2 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

3.3 空間分析

空間分析是GIS的主要功能之一，這也是課程教學(xué)中的重點內(nèi)容。在講授空間分析問題時，經(jīng)常會提到最短路徑問題，它是網(wǎng)絡(luò)分析中經(jīng)常遇到的一個技術(shù)難點，在實驗教學(xué)中要求學(xué)生能夠掌握基本的最短路徑方法和應(yīng)用。最短路徑不僅包括物理意義上的距離最短，還包括了如時間、費(fèi)用、流量等其它多參數(shù)融合的度量，這實際上涉及到了學(xué)生運(yùn)用最優(yōu)化理論解決實際空間分析問題的能力。比如，在課程實習(xí)中要求學(xué)生分析城市公交換乘及其優(yōu)化問題，在具體分析之前，會將相關(guān)的算法介紹給學(xué)生，其中，Dijkstra算法是在實驗教學(xué)中向?qū)W生介紹的最短路徑算法之一。學(xué)生在掌握基本的原理和方法后，開始設(shè)計整個公交換乘的算法、程序流程、空間表現(xiàn)結(jié)果等，在這一過程中可以重點考查學(xué)生的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及空間分析能力。在公交換乘算法中需要存儲一些地理信息，譬如節(jié)點、道路等信息，這就要求有一個較好的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。此外，對于一個大型的城市公交網(wǎng)絡(luò)而言，Dijkstra算法的效率顯得尤為重要，這時需要重點考慮如何進(jìn)行算法優(yōu)化提高Dijkstra算法的計算速度（如基于cache的緩存計算方式）。通過這些實驗內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置能夠有效地鍛煉學(xué)生自主分析和解決問題的能力。

4 結(jié)語

實驗教學(xué)歷來是理工科類課程的重要組成部分，地理信息系統(tǒng)作為一門交叉綜合性課程，其實驗教學(xué)的重要性不言而喻。通過任課教師對課程實驗教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置、對實驗教學(xué)要點的深入分析，能夠幫助學(xué)生更好地掌握GIS基本原理與方法，并將所學(xué)理論融入到實際的GIS開發(fā)中。本文通過對實驗教學(xué)中的主要知識要點進(jìn)行分析，為后續(xù)教學(xué)活動提供有益參考，有助于教師更準(zhǔn)確地把握學(xué)生實驗中存在的問題，對加強(qiáng)實驗教學(xué)效果、提高實驗教學(xué)質(zhì)量有一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：

[1] 田雨，盧秀山，姜巖，等.GIS專業(yè)實驗教學(xué)建設(shè)與實踐[J].理工高教研究，2009，28（1）：116118.

[2] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[3] 李朝奎，王利東.不同專業(yè)背景下GIS專業(yè)建設(shè)探討[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2011，3（4）：9395.

第4篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng)　發(fā)展概況　發(fā)展前景

引言：

地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)性的決策支持系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)?shù)牡乩砟Ｐ秃头治龇椒ǎm時的提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究、評價、管理、定量分析和決策服務(wù)而建立的一類計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

1　GIS的發(fā)展

1.1　G18發(fā)展簡史

20世紀(jì)60年代，為GIS的開拓期。加拿大測量學(xué)家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系統(tǒng)的概念，把地圖變成數(shù)字形式的地圖，并領(lǐng)導(dǎo)建立了世界第一個地理信息系統(tǒng)――CGIS，它具有覆蓋，測量，資料數(shù)字化掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標(biāo)系統(tǒng)，將線編碼為具有真實的嵌入拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的“弧”，并且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中，以實現(xiàn)專題地圖的疊加、面積量算等。

20世紀(jì)70年代，為GIS的發(fā)展期。隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展，GIS技術(shù)朝實用化方向發(fā)展。世界上先后出現(xiàn)了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型各具特色的GIS。如美國地質(zhì)調(diào)查局研發(fā)了50多種地理信息系統(tǒng)用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；法國建立了地理數(shù)據(jù)庫GITAN系統(tǒng)和深部地球物理信息系統(tǒng)：瑞典的區(qū)域統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、土地測量信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。

20世紀(jì)80年代，為G18的突破期，注重于空間決策支持分析。隨著計算機(jī)技術(shù)的普及及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，地理信息的處理效率和傳輸時效，尤其在柵格掃描輸入的數(shù)據(jù)處理方面得到極大的提高。地理信息系統(tǒng)逐漸走向成熟，并進(jìn)入多學(xué)科領(lǐng)域，從比較簡單的、功能單一的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向智能化發(fā)展，新型的GIS將運(yùn)用專家系統(tǒng)知識進(jìn)行分析、預(yù)報和決策。

20世紀(jì)90年代以來，為GIS的普及期。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS由單機(jī)、靜態(tài)、二維向網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)、多維的方向發(fā)展，為滿足了不同人群的需求建立了事務(wù)處理系統(tǒng)(TPS)、管理信息系統(tǒng)(MIC)、決策支持系統(tǒng)(DSS)、人工智能和專家系統(tǒng)(EC)。GIS進(jìn)入各行各業(yè)，成為許多機(jī)構(gòu)的必備系統(tǒng)，成為現(xiàn)代化最基本的服務(wù)系統(tǒng)。

1.2　我國的GIS發(fā)展概況

1980年，中科院遙感應(yīng)用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標(biāo)志著我國的G18研究工作的起航，雖然起步較晚但發(fā)展迅速。世界的G18技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，為我國快速發(fā)展G18技術(shù)創(chuàng)造了條件。我國以改革開放為契機(jī)，加強(qiáng)了與國外的學(xué)術(shù)和技術(shù)的交流，并進(jìn)行了一系列的理論探索和區(qū)域性研究，為我國GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)和理論上的準(zhǔn)備。

1985年以來，GIS作為政府行為，正式被列入了國家科技攻關(guān)計劃，籌建了一個新型的開放性研究實驗室――國家資源與環(huán)境系統(tǒng)實驗室，并完成了技術(shù)引進(jìn)，數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等，在全國大地測量和數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上，建成了1：100×104國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)和全國土地系統(tǒng)；1：400×104全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)；1：250×104水土保持信息系統(tǒng)。

21世紀(jì)人類社會全面進(jìn)入信息時代，GIS作為一門多技術(shù)交叉的信息空間科學(xué)，不斷地用新的技術(shù)和方法來裝備自己。在我國，全國開發(fā)了一系列空間信息軟件和制圖軟件，建立大量數(shù)據(jù)庫和一些具有分析和應(yīng)用深度的地理模型和基礎(chǔ)性的專家系統(tǒng)，完成了一批綜合性、區(qū)域性和專題性的系統(tǒng)，如中國科學(xué)院的中國國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、資源開發(fā)模型工具庫系統(tǒng)、黃河下游洪水險情預(yù)警信息系統(tǒng)等。GIS的研究逐步與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會需求相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實際應(yīng)用效益。

2.GIS的發(fā)展前景

2.1　地理信息系統(tǒng)與數(shù)字地球

數(shù)字地球是地理信息系統(tǒng)的延伸，是“3S”(全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)G18和遙感Rs，簡稱“3S”)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。數(shù)字地球是一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)、多分辨率和三維的地球表示，即在全球范圍內(nèi)建立一個以空間位置為主線，按地理坐標(biāo)整理構(gòu)建一個全球信息模型，描述地球上每一點的全部信息，使地理信息可隨時隨地的為任何人任何事服務(wù)。數(shù)字地球在當(dāng)前的工農(nóng)業(yè)建設(shè)中的重大作用已初見端倪，它必將在林業(yè)、水產(chǎn)、交通、地礦、通信、教育、資源、環(huán)境、人口、軍事、新聞媒體、城市建設(shè)等眾多領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2　GIS在抗災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

近年來，全球的自然災(zāi)害頻發(fā)，給人類社會帶來了巨大的生命和財產(chǎn)損失，我國是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，因而我國的自然災(zāi)害防范應(yīng)對形勢更加嚴(yán)峻，亟需建立更加有效的自然災(zāi)害管理系統(tǒng)。G18技術(shù)可為其提供空間數(shù)據(jù)和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理及分層可視化功能；提供空間、屬性數(shù)據(jù)一體化分析和多種空間決策功能，并可與災(zāi)害分析預(yù)測模型相結(jié)合，快速生成有效的決策支持信息。在1991年江淮等地發(fā)生的重大洪澇災(zāi)害中，我國綜合應(yīng)用遙感、通信和G18技術(shù)建立的國家防洪遙感信息系統(tǒng)發(fā)揮了重大作用。隨著綜合減災(zāi)研究的進(jìn)行，GIS技術(shù)將會更加廣泛的應(yīng)用于災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報，自然災(zāi)害評估，災(zāi)害應(yīng)急救助救援，災(zāi)害保險與恢復(fù)等領(lǐng)域。

3.結(jié)語

在高度信息化的時代，地球數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的信息科學(xué)技術(shù)的時代，G18技術(shù)將更加受到重視，在全球享受GIS技術(shù)帶來巨大便利的同時，GIS技術(shù)的研究與應(yīng)用必將進(jìn)一步深化，GIS必將在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、資源管理、環(huán)境工程等各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳信才等.地理信息系統(tǒng)原理、方法及應(yīng)用.[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院，1998.8

第5篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；特點；安全機(jī)制

Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism

中圖分類號：F512.99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1、地理信息系統(tǒng)的內(nèi)容概述 1 .1 地理信息系統(tǒng)定義： 地理信息系統(tǒng)是近十幾年來發(fā)展起來的一門綜合應(yīng)用系統(tǒng)，它能把各種信息同地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來，并把地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對象、CAD技術(shù)、遙感、GPS技術(shù)、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等融為一體，利用計算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設(shè)計和規(guī)劃、管理決策服務(wù)。此多種應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用到地質(zhì)測繪業(yè)，就可以產(chǎn)生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質(zhì)量管理水平，同時也是地質(zhì)測繪服務(wù)業(yè)的重大創(chuàng)新和革命。 1.2 空間數(shù)據(jù)的描述方式和特征：測量工作的主要成果是與地理位置相關(guān)的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X.、Y.、Z點串表現(xiàn)的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現(xiàn)的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F(xiàn)在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數(shù)據(jù)的主要表達(dá)方式之一，矢量數(shù)據(jù)庫的管理方法與空間數(shù)據(jù)的特征密切相關(guān)?？臻g數(shù)據(jù)主要具有以下幾個基本特征： ①每個空間對象都具有空間坐標(biāo)，即空間對象隱含了空間分布特征； ②非結(jié)構(gòu)化特征使它不滿足關(guān)系數(shù)據(jù)模型的范式要求，因而空間圖形數(shù)據(jù)難以直接采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)； ③空間關(guān)系特征要求記錄拓?fù)湫畔⒁员磉_(dá)多種空間關(guān)系，因而增加了問題的復(fù)雜性； ④分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象； ⑤海量數(shù)據(jù)特征等都對矢量數(shù)據(jù)的管理方法大大增加了難度。

2、地理信息系統(tǒng)的特點

與獨立主機(jī)結(jié)構(gòu)的GIS相比，地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)使GIS大眾化及空間數(shù)據(jù)的共享成為可能，這主要是因為地理信息系統(tǒng)具有傳統(tǒng)GIS無法比擬的優(yōu)點。具體表現(xiàn)在：2.1 大規(guī)模降低成本，全面取代GIS桌面系統(tǒng)。無論是以何種機(jī)構(gòu)來組織開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，它都是一個多用戶的空間信息系統(tǒng)。用戶無需擁有自主版權(quán)的GIS軟件系統(tǒng)就可以通過網(wǎng)絡(luò)使用GIS功能。2.2 使企業(yè)的事務(wù)與GIS專業(yè)有機(jī)結(jié)合。地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)可以使企業(yè)成員的交流合作與GIS專業(yè)操作有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成企業(yè)群體生產(chǎn)力。2.3 地理信息系統(tǒng)中的WebGIS采用網(wǎng)頁操作取代傳統(tǒng)GIS的窗口操作，簡單易用，降低了操作難度。2.4 GIS處理能力大為提高。由于地理信息系統(tǒng)是一個任務(wù)分布處理系統(tǒng)，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，采用分布式協(xié)同計算來完成復(fù)雜、計算量大的地理空間計算任務(wù)。這是一種比較理想的全局優(yōu)化模式。2.5 地理信息系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的請求隨時向用戶動態(tài)提供其所需的空間信息服務(wù)，為用戶提供個性化空間信息服務(wù)。2.6 跨平臺性好。地理信息系統(tǒng)的分布性、多用戶特點決定了地理信息系統(tǒng)必須具有較強(qiáng)的跨平臺性能，即能夠適用于異構(gòu)系統(tǒng)。2.7 互操作能力強(qiáng)。2.8 利用地理信息系統(tǒng)容易實現(xiàn)大范圍的數(shù)據(jù)分發(fā)。總之，與傳統(tǒng)GIS相比，地理信息系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，這也使得地理信息系統(tǒng)能夠得到廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。

3、地理信息系統(tǒng)的安全機(jī)制分析

共享數(shù)據(jù)不等于無限制地隨意使用數(shù)據(jù)，惡意的個人或團(tuán)體有可能在沒有得到授權(quán)的情況下非法復(fù)制、傳播版權(quán)保護(hù)的內(nèi)容。因此，需要對具有版權(quán)的數(shù)據(jù)實施有效保護(hù)，否則將會挫傷數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的積極性，導(dǎo)致所能獲得的共享數(shù)據(jù)越來越少。有效的版權(quán)保護(hù)是空間信息共享中需要考慮的一個重要問題。一般認(rèn)為，空間信息的安全主要包括空間信息的訪問安全、空間信息的傳輸安全和機(jī)密空間信息的隱藏等幾個方面。3.1 空間信息的訪問安全對于版權(quán)保護(hù)的地理空間數(shù)據(jù)，安全保護(hù)的一般方法是在服務(wù)器端控制不同用戶對地理空間信息源的訪問，對版權(quán)保護(hù)的地理空間數(shù)據(jù)，只提供給授權(quán)用戶訪問以防止非法信息的獲取。權(quán)限的控制可以在操作系統(tǒng)級，也可以在網(wǎng)絡(luò)防火墻或數(shù)據(jù)庫層次進(jìn)行授權(quán)?？傊?，版權(quán)保護(hù)就是在服務(wù)器端通過某種措施，控制不同用戶對數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。3.2 空間信息的傳輸安全地理空間信息的傳輸安全措施主要是防止空間信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸被非法截獲、復(fù)制和修改，保證地理空間數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳輸?shù)陌踩耘c保密性。由于密碼技術(shù)是保護(hù)信息安全的主要手段之一，因此使用密碼技術(shù)不僅可以保護(hù)空間信息的機(jī)密性，而且可以保護(hù)信息的完整性和確定性，防止信息被篡改、偽造和假冒。網(wǎng)絡(luò)加密常用的技術(shù)有鏈路加密、節(jié)點加密和端到端加密三種。數(shù)據(jù)的加密是由各種加密算法具體實現(xiàn)的，這些算法的目的是以盡可能小的代價提供盡可能高的安全保護(hù)能力。在多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)加密是保證信息傳輸中機(jī)密性的最有效的方法。到目前為止已經(jīng)公布發(fā)表的各種加密算法多達(dá)百種。3.3 機(jī)密空間信息的隱藏信息隱藏是將一個消息隱藏在另一個消息中。有些空間信息，如軍事基地，也許只希望部分授權(quán)用戶可以看到，或者說對普通用戶來說需要保密，這時候就要將空間信息中的這些機(jī)密信息隱藏起來，并且同時不影響隱藏了機(jī)密信息后的空間信息的使用價值，這也是空間信息安全中需要重點解決的問題。①從隱藏機(jī)密信息的偽遙感影像中提取嵌入機(jī)密信息的影像塊，然后利用JPEG標(biāo)準(zhǔn)量化表對該影像塊進(jìn)行量化，以提取機(jī)密信息；②用相同的密鑰生成二值混沌序列對提取的機(jī)密信號進(jìn)行解密；③進(jìn)行十進(jìn)制編碼與解壓縮，可提取出機(jī)密子影像；④將機(jī)密信息子影像與隱藏機(jī)密信息的偽遙感影像進(jìn)行綜合，即可恢復(fù)遙感影像原貌。

第6篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

[關(guān)鍵詞]GIS 電信管線資源管理

一、概述

GIS即地理信息系統(tǒng),是一種獲取、存儲、檢索、操作、分析和顯示地球空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。與一般CAD系統(tǒng)和MIS相比較,GIS具有不可替代的技術(shù)優(yōu)勢,其主要體現(xiàn)在:空間定位與屬性要素的有效結(jié)合:空間實體及相互關(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系的定義與空間分析能力。

隨著“數(shù)字地球”這一概念的提出和加深,從二維向多維動態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。在技術(shù)發(fā)展方面,一個發(fā)展是基于Client/Server結(jié)構(gòu)。另一個發(fā)展是通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展Internet GIS或Web-GIS,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程尋找所需要的各種地理空間數(shù)據(jù),包括圖形和圖像,而且可以進(jìn)行各種地理空間分析。目前,GIS的應(yīng)用遍及環(huán)境、資源、石油、電力、鐵路、地籍、公安、急救、市政管理、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)咨詢、災(zāi)害損失預(yù)測等行業(yè)。

近十幾年來中國通信業(yè)務(wù)地飛速發(fā)展,通信網(wǎng)絡(luò)資源的規(guī)模不斷擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)資源維護(hù)管理的要求越來越高。由于電信管線網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的地域性和空間性,而且有復(fù)雜的空間拓?fù)潢P(guān)系。將GIS技術(shù)應(yīng)用于電信光纖網(wǎng)絡(luò)的管理,不僅可以實現(xiàn)基本的光纖網(wǎng)絡(luò)的空間及屬性數(shù)據(jù)的管理,還能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理,為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計和維護(hù)管理提供輔助決策支持。

二、系統(tǒng)的構(gòu)架與實現(xiàn)

1. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

如圖2-1所示意,系統(tǒng)從整體上可以分為數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用終端以及系統(tǒng)維護(hù)三大部分。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)上為客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(C/S結(jié)構(gòu)),客戶服務(wù)中心座席員、其他部門以及客戶都可以通過B/S結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)關(guān)聯(lián),根據(jù)登錄權(quán)限實現(xiàn)對網(wǎng)點信息進(jìn)行查詢檢索;客戶服務(wù)中心的系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過桌面處理軟件,根據(jù)權(quán)限實現(xiàn)對服務(wù)器上的相關(guān)數(shù)據(jù)的管理和更新。

2. 系統(tǒng)軟件開發(fā)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)總體軟件結(jié)構(gòu)可以如圖2-2所示。系統(tǒng)所有的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)都集中存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL server 2000中,系統(tǒng)通過應(yīng)用服務(wù)器和C/S結(jié)構(gòu)連接,通過Internet Information Server與Web GIS Server和B/S結(jié)構(gòu)連接。

Client/Server結(jié)構(gòu)主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新等相關(guān)功能。該部分通過桌面地理信息系統(tǒng)軟件SuperMap Deskpro來實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)管理。Browser/Server結(jié)構(gòu)是本系統(tǒng)的主體部分,其提供瀏覽、查詢等功能,供遠(yuǎn)程用戶通過登錄到Internet上使用。該部分一般是采用Web GIS軟件和其他Internet工具一起開發(fā)。

3. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織設(shè)計

系統(tǒng)采用1:2.5萬拉薩地圖數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)底圖,用于作為瀏覽、索引查找具體光纜干線支線的底圖。

光纜分布及專網(wǎng)客戶分布空間數(shù)據(jù)以及資源設(shè)備屬性數(shù)據(jù)屬于業(yè)務(wù)緊密型數(shù)據(jù),需要甲方提供全部數(shù)據(jù)或可經(jīng)過簡單轉(zhuǎn)換即可使用的數(shù)據(jù)格式。比如CAD數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)表結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)有開發(fā)單位進(jìn)行采購,并進(jìn)行二次加工處理后方可應(yīng)用于本系統(tǒng)。

名稱 數(shù)字配線單元

廠商 北京市朝陽區(qū)三里屯路甲三號

型號 MPX286-2DF1

規(guī)格 DDF

… …

三、系統(tǒng)的主要功能

1. 機(jī)房管理

系統(tǒng)以直觀圖形的方式表現(xiàn)機(jī)房所在物理位置的設(shè)置,機(jī)房內(nèi)機(jī)架/機(jī)柜的布局設(shè)置。機(jī)架/機(jī)柜的以添加的方式加入機(jī)房,并通過編號的形式標(biāo)識其在機(jī)房布局的物理位置,以貼標(biāo)簽的形式規(guī)范機(jī)房內(nèi)的機(jī)架/機(jī)柜。圖3-1簡單展示了機(jī)房布局情況。

2. 外線資源管理

對配線設(shè)備的出局線纜進(jìn)行支列線纜分配,指定外線線纜基本信息包含:線纜對/芯數(shù)、線纜類型、起始位置、分散/終點位置等。對外線資源分布的地圖式顯示,以及支列線纜、主干線纜、分支線纜的占用情況進(jìn)行展示。

3. 客戶信息管理

客戶信息的錄入、修改、刪除。并將客戶與支線線纜資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定。在客戶基礎(chǔ)下添加其下屬的業(yè)務(wù)號碼,進(jìn)行配線設(shè)置,及將號碼與配線設(shè)備上的出局端口進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定。

四、結(jié)束語

綜上所述,G I S的光纖網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)可以為電信系統(tǒng)實現(xiàn)高效的資源管理,及時的資源故障響應(yīng),規(guī)范的作業(yè)記錄文檔等一系列能有效提高資源管控,隨著它的不斷發(fā)展,必將在更多行業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

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[2]毛志紅.地理信息系統(tǒng)(GIS)發(fā)展趨勢綜述[J].城市勘測,2002(1):15-20

[3]謝榕.地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)庫建立的關(guān)鍵技術(shù)[J].北京測繪,2004(4):2-5

第7篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

基金項目：防災(zāi)科技學(xué)院第六批重點課程建設(shè)課程資助項目；防災(zāi)科技學(xué)院教學(xué)研究與教學(xué)改革項目（JY2014A02）

[摘要]《GIS原理及其應(yīng)用》是測繪工程專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課。本文對目前該課程在測繪專業(yè)教學(xué)中存在的諸多問題進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我院測繪工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革探討，加深學(xué)生對GIS的基本理論、基本方法和基本技能的理解，特別突出GIS實踐的重要性，以期提高《GIS原理及其應(yīng)用》課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞]GIS原理及其應(yīng)用；教學(xué)；改革；實踐；考核

中圖分類號： G642. 0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

隨著測繪信息技術(shù)的飛速發(fā)展，測繪產(chǎn)品的獲取、處理、管理、分析、應(yīng)用等方面都跟GIS密切相關(guān)。理解GIS的基本原理和常用的空間分析方法，在此基礎(chǔ)上掌握GIS專業(yè)軟件的操作使用，這對測繪專業(yè)學(xué)生今后的就業(yè)和繼續(xù)深造具有很大的實際意義。《GIS原理及其應(yīng)用》作為測繪專業(yè)學(xué)生一門重要的專業(yè)必修課，具有較強(qiáng)的理論性和實踐性，通過本門課的教學(xué)使學(xué)生掌握GIS的基本原理及其常用的空間分析方法，熟悉空間數(shù)據(jù)組織和管理常用方法，了解空間數(shù)據(jù)采集和輸入、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基本方法和內(nèi)容，了解地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代社會所處的地位、地理信息系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢、以及地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的重要應(yīng)用。因此，《GIS原理及其應(yīng)用》這門課程的學(xué)習(xí)對測繪專業(yè)學(xué)生影響深遠(yuǎn)。目前，在測繪工程專業(yè)的GIS教學(xué)中一直沿用GIS專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，由于前期課程安排和學(xué)時等方面與GIS專業(yè)有很大差別，這就造成了測繪專業(yè)學(xué)生對GIS的學(xué)習(xí)不能達(dá)到預(yù)期效果，為更好地完成本課程的教學(xué)目標(biāo)，有必要對《GIS原理及其應(yīng)用》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行思考、探討和改革。

1確定培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合我?！傲⒆愕卣鹦袠I(yè)，面向社會”的戰(zhàn)略目標(biāo)，我校培養(yǎng)的測繪學(xué)生是可在地震行業(yè)中立足，同時更主要的是面向社會的大眾化需求，因此培養(yǎng)的學(xué)生要具備扎實的測繪理論知識、掌握測繪工程專業(yè)技能、具備實施地形變形測量、變形監(jiān)測、精密工程測量等測繪工程的設(shè)計、實施及管理等能力，能在地震監(jiān)測預(yù)報、災(zāi)害防御、國家基礎(chǔ)測繪、國家資源調(diào)查、城市規(guī)劃與管理等部門從事設(shè)計、實施、管理等方面的厚基礎(chǔ)、重實踐的應(yīng)用型人才。而隨著計算機(jī)技術(shù)、RS技術(shù)和GPS技術(shù)的發(fā)展，在掌握了基本測繪理論和方法的基礎(chǔ)上，如何實現(xiàn)測繪信息的有效集成和應(yīng)用，GIS成為其實現(xiàn)信息集成的首選工具。因此，《GIS原理及其應(yīng)用》作為測繪工程專業(yè)的必修課，是測繪專業(yè)學(xué)生在未來發(fā)展的必然需求。

2教學(xué)中存在的問題

2.1非GIS專業(yè)先修課程差異

地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而誕生的邊緣學(xué)科，因此它明顯地體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征；而測繪科學(xué)是一門研究如何確定地球的形狀和大小及地面、地下和空間各種物體的幾何形態(tài)及其空間位置關(guān)系的科學(xué)。兩個專業(yè)教學(xué)目標(biāo)有很大不同，但又有所交叉。測繪科學(xué)為地理信息系統(tǒng)提供高精度的空間數(shù)據(jù)，保證了空間數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量，以及地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)；地理信息系統(tǒng)為測繪科學(xué)成果的有效集成提供了良好的解決方案。由于專業(yè)特色的限制，GIS專業(yè)在前期的理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中開設(shè)關(guān)于計算機(jī)和地理學(xué)的課程，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、計算機(jī)圖形學(xué)、自然地理學(xué)、人文地理學(xué)等課程，這些課程的開設(shè)為接下來的GIS原理及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。計算機(jī)學(xué)提供了GIS學(xué)習(xí)的軟、硬件知識；地理學(xué)作為GIS的理論依托，為GIS提供引導(dǎo)空間分析的方法和觀點。而在測繪工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，《 GIS原理及其應(yīng)用》課程開設(shè)缺乏一定的前期理論支撐，這使得測繪專業(yè)的《GIS原理及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法并不適合沿用GIS專業(yè)所采用的教學(xué)內(nèi)容和方法，要根據(jù)測繪專業(yè)的特點調(diào)整其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以便更適應(yīng)于測繪專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。

2.2教學(xué)內(nèi)容多，實踐課時少

在現(xiàn)行的本科教學(xué)培養(yǎng)方案中，明確限制總學(xué)時數(shù)不超過2500學(xué)時，而在測繪專業(yè)基礎(chǔ)課等不被壓縮的前提下，測繪專業(yè)開設(shè)GIS課程的學(xué)習(xí)，其學(xué)時安排是48課時，還包含了不少于8課時的實踐課時，而GIS本科專業(yè)學(xué)習(xí)中，其學(xué)時的安排一般為64課時。在課時明顯壓縮的前提下，要想較好地完成《GIS原理及其應(yīng)用》的教學(xué)，必須對現(xiàn)行教學(xué)內(nèi)容、方法和安排做出調(diào)整。由于GIS的學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的理論和實踐相結(jié)合的特點，調(diào)整后的GIS學(xué)習(xí)必須保證理論和實踐課時的飽滿，這樣才能保障學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

3、教學(xué)改革的措施

3.1側(cè)重學(xué)科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)

由于地理信息系統(tǒng)的多學(xué)科交叉特性，在測繪專業(yè)的GIS教學(xué)過程中，側(cè)重強(qiáng)調(diào)測繪專業(yè)與GIS的交叉性，突出GIS學(xué)習(xí)與測繪專業(yè)的緊密性，將GIS的學(xué)習(xí)定位到測繪專業(yè)體系內(nèi)。在教學(xué)過程中，注重講授GIS的基本理論、常用空間方法、應(yīng)用模型等內(nèi)容，這些是初次接觸GIS的學(xué)生必須了解和掌握的知識；在教學(xué)內(nèi)容的安排上，注重地學(xué)理論與工科技術(shù)的交叉，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力，使學(xué)生遇到問題時能夠以GIS的思維方式進(jìn)行問題的抽象與表達(dá)，并在后續(xù)工作中善于應(yīng)用所學(xué)和所知道的測繪技術(shù)、GIS理論進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示。這個過程既考察了學(xué)生對所學(xué)技術(shù)的掌握程度，又注重培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用GIS思維對空間數(shù)據(jù)集成的應(yīng)用，使學(xué)生能夠更加真實了解測繪與GIS集成在解決實際問題的優(yōu)勢，并在解決問題的過程中對所學(xué)理論與方法有更深刻的理解。

GIS作為一個輔助決策工具，教學(xué)過程中突出GIS解決問題的思路，同時將涉及到的其他學(xué)科知識作為解決問題中的一個環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)意識，學(xué)會問題的分解與表達(dá)，構(gòu)建適合于地理信息分析和表達(dá)的應(yīng)用模型，以此達(dá)到解決問題的目的。

3.2合理安排課程，理論和實踐分層次實現(xiàn)

長期以來，高校普遍存在的一種教學(xué)模式就是任課老師講-學(xué)生聽，學(xué)生處于被動接受的地位，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在理論知識傳授的系統(tǒng)性和完整性方面有一定的優(yōu)勢，但其在實踐性較強(qiáng)的學(xué)科教學(xué)中的不足也顯而易見。首先，學(xué)生遇到問題，解決問題的積極性沒有被調(diào)動起來；其次，不能將理論知識和實踐操作很好的結(jié)合在一起；最后，沒有經(jīng)過學(xué)生思考和實踐過的理論是無法在工作中得到很好應(yīng)用的?；谶@些問題，首先在課程安排上做出調(diào)整，將《GIS原理及其應(yīng)用》安排在第五學(xué)期，在這門課的學(xué)習(xí)過程中，主要側(cè)重基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，如GIS的基本概念、基本構(gòu)成、基本功能、發(fā)展歷史、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間分析方法等。同時對涉及到的測繪專業(yè)知識給予重點提示，加深對測繪專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握，突出GIS多學(xué)科交叉的特點。在安排的8課時實驗中通過對Mapinfo9.5的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對GIS解決問題的基本思想有所認(rèn)識，即通過對現(xiàn)實世界的抽象，到計算機(jī)世界的存儲，對數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及存儲有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。這學(xué)期完成學(xué)習(xí)后，學(xué)生對GIS的基本理論知識、常用空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、以及空間數(shù)據(jù)獲取與測繪技術(shù)的結(jié)合已有一個清晰的認(rèn)識，即達(dá)到GIS理論教學(xué)目標(biāo)。 由于學(xué)時有限，但又強(qiáng)調(diào)GIS實踐應(yīng)用的重要性，在第六學(xué)期安排一門《GIS軟件應(yīng)用》，以ESRI公司的ArcGIS作為實踐平臺，彌補(bǔ)GIS理論學(xué)習(xí)中實踐不足的問題，在GIS軟件應(yīng)用這門課中，所有的實驗以案例的方式提出，要求學(xué)生給出應(yīng)用到的相關(guān)理論知識和解決方案，并通過動手實驗達(dá)到解決問題的目的。

3.3 鞏固理論知識，多種考核方式相結(jié)合

在考核方式上，《GIS 原理及其應(yīng)用》采用“平時成績（10%）+實驗報告（20%）+期中考試成績（20%）+期末考試成績（50%）”的方式。平時成績主要是通過作業(yè)和課堂表現(xiàn)獲得；實驗報告是對學(xué)生動手能力的考察；期中考試主要是在課程中期對學(xué)生進(jìn)行測試，對學(xué)生起一個督促作用；期末考試則是對學(xué)生理論知識最終掌握情況的檢驗。采用上述考核方式，能較好地反映學(xué)生對知識的掌握情況，以及在分析問題、解決問題等方面的能力。

4結(jié)論

《GIS原理及其應(yīng)用》是測繪工程專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，本課程學(xué)習(xí)對后續(xù)《GIS軟件應(yīng)用》的學(xué)習(xí)及學(xué)生今后的就業(yè)和深造影響深遠(yuǎn)。本文首先介紹了該課程在測繪工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的地位，并分析了現(xiàn)行教學(xué)中存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了教學(xué)改革的具體措施：1）側(cè)重學(xué)科交叉，注重GIS思維的培養(yǎng)；2）合理安排課程，理論和實踐分層次實現(xiàn)；3）鞏固理論知識，多種考核方式相結(jié)合。以此不斷提高教學(xué)水平，及時了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，掌握學(xué)生對專業(yè)知識的需求，從而及時對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整和完善。

參考文獻(xiàn)

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[5] 孫廣通，宋萍，劉小陽.《普通測量學(xué)》課程教學(xué)改革探討[J].科技信息，2013（36）：26.

第8篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫建設(shè)；地理信息系統(tǒng)；思索

中圖分類號：G250.74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

伴隨著數(shù)字城市的快速運(yùn)用和發(fā)展，城市地理空間構(gòu)造和地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)也開始逐漸發(fā)展起來。地理信息系統(tǒng)是依靠地理空間數(shù)據(jù)庫為根基的，從基本的模型為基礎(chǔ)，提供了許多的空間的和動態(tài)的地理信息，更好的為地理探究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)提供服務(wù)，是一種決策支持系統(tǒng)。數(shù)字城市就是基于地理信息系統(tǒng)而運(yùn)用的，為各個單位和行業(yè)提供地理信息參考數(shù)據(jù)，查看和提取地理信息，運(yùn)用在各種類型的專題項目當(dāng)中。。

地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，而是基礎(chǔ)測繪管理工作的重要內(nèi)容，必須有相應(yīng)的行政管理體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與之配套。因此，地理信息系統(tǒng)主要由計算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、管理體系、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成。

計算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

地理信息系統(tǒng)將以地理信息中心作為網(wǎng)絡(luò)中心，其它各測繪院、機(jī)關(guān)、測繪管理處、質(zhì)量檢查站等為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，構(gòu)成一個C/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硬件以微機(jī)為主，網(wǎng)絡(luò)中心使用部分服務(wù)器及工作站，設(shè)備包括繪圖儀、掃描儀、打印機(jī)、光盤機(jī)、磁帶機(jī)、數(shù)字化儀等。

軟件環(huán)境

應(yīng)用軟件(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形圖像處理等)宜采用成熟的國產(chǎn)化軟件，如武漢測繪科技大學(xué)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學(xué)研究院的微機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)、國產(chǎn)矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分應(yīng)用軟件自己開發(fā)，但要避免低水平的重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一完整的技術(shù)體系，如數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)建庫標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與控制標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)更新標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)等。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)沒有國標(biāo)和行標(biāo)時，可按國標(biāo)和行標(biāo)的建標(biāo)指導(dǎo)原則建立自己的標(biāo)準(zhǔn)。此外，還應(yīng)有一批訓(xùn)練有素的技術(shù)干部作為系統(tǒng)的支撐。

管理體系

嚴(yán)格地說，地理信息系統(tǒng)是為滿足現(xiàn)代基礎(chǔ)測繪管理需要而建立的一套現(xiàn)代化的測繪管理系統(tǒng)，因此必須根據(jù)現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業(yè)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理、成果管理、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)版權(quán)管理等。

二.地理信息數(shù)據(jù)庫

由于目前地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)依舊不能完全脫離現(xiàn)有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，故本文結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle，探討了利用地理信息應(yīng)用軟件ArcGIS與Oracle之間的中問件ArcSDE進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)的方法，以便為行業(yè)的發(fā)展提供參考。

1.地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)組成

地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)包括國家、省區(qū)和市縣級，它由地理數(shù)據(jù)、管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境組成，當(dāng)然數(shù)據(jù)是核心，有5個基本分庫為大地測量數(shù)據(jù)庫、數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫和數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫;管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境是數(shù)據(jù)的存儲、管理和運(yùn)行維護(hù)的軟硬件和網(wǎng)絡(luò)條件。

地理信息數(shù)據(jù)庫的組成，主要包括以下幾種：

1)大地測量數(shù)據(jù).

這里大地測量數(shù)據(jù)包括市級GPSD、E級點和一二級控制點成果。

2)4D產(chǎn)品數(shù)據(jù)

4D包括數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)。

3)其它數(shù)據(jù)

主要有地形地籍?dāng)?shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等。將上述的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好以后，就可以進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行初始數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)建庫。對于地形地籍?dāng)?shù)據(jù)，可以采用武漢大學(xué)開發(fā)的數(shù)字測圖軟件SCZT采集外業(yè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過檢查合格轉(zhuǎn)換成南方CASS數(shù)據(jù)，再經(jīng)過檢查合格后轉(zhuǎn)出.shp數(shù)據(jù)，導(dǎo)入CMS地籍入庫管理軟件進(jìn)行屬性填寫、拓?fù)錂z查修改，進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫管理得到的城市地形地籍?dāng)?shù)據(jù)。

2.ArcSDE中間件的應(yīng)用

本次試驗通過ArcSDE進(jìn)行存儲數(shù)據(jù)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行管理。它是ESRI公司提供的一個基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的地理數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可以提供空間和非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，符合地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的要求，所以選用它作為中間件。

3.數(shù)據(jù)庫的建設(shè)方案

3.1軟件配置

本次試驗基于Oraclel0g、ArcSDE、ArcGIS。先安裝Oracle，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫sdeorcl;安裝ArcGIS，安裝ArcSDE，postinstallation安裝設(shè)置連接數(shù)據(jù)庫，連接測試數(shù)據(jù)庫sdeorcl，見圖2。

3.2數(shù)據(jù)庫的組成與分級

1)組成

地理信息數(shù)據(jù)是地理信息數(shù)據(jù)庫的核心，如前文所述，按類型分為大地測量數(shù)據(jù)、數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)和數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)5個分庫，分庫又可以根據(jù)比例尺和分辨率的變化細(xì)分為子庫，子庫又可以根據(jù)要素分成若干層。

2)分級

針對本次試驗考慮，市縣級地理信息庫的數(shù)據(jù)尺度包括1：500，1：1000和1：2000。

3.3數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)圖層結(jié)構(gòu)設(shè)計

取地籍調(diào)查數(shù)據(jù)為例，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過SDE建立數(shù)據(jù)集土地權(quán)屬“TDQS”，對照數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立要素地類宗地一ZD、宗地注記一ZDZJ、界址線一JZX、界址線注記一JZXZJ、界址點一JZD、界址點注記一JZDZJ、房屋一Fw、房屋注記一FWZJ層。其中，宗地一ZD層根據(jù)宗地屬性結(jié)構(gòu)描述表設(shè)置表結(jié)構(gòu)，見表2。

3.4數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

依據(jù)外業(yè)測量，內(nèi)業(yè)處理得出數(shù)據(jù)，例宗地層，通過ArcSDE導(dǎo)入。根據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計，編輯sde@ZGB02.sde下SDE.TDQS要素集的要素圖層SDE.ZD的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使之與設(shè)計相符。并通過對照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一一對應(yīng)設(shè)計和數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)人數(shù)據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入成功。

結(jié)束語：

為了能夠使得地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)更加豐富，在接下來的成果數(shù)據(jù)查看、大量數(shù)據(jù)的入庫經(jīng)管、每一種比例尺數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)的定時更新、數(shù)據(jù)庫的移植上進(jìn)行深入的探索，這樣方便能夠為同行業(yè)的地理信息提供更完善的服務(wù)。

第9篇：地理信息系統(tǒng)原理和方法范文

關(guān)鍵詞： 行動導(dǎo)向 GIS技術(shù)應(yīng)用 課程標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)教學(xué)模式按照教材編排順序教學(xué)，不利于高職學(xué)生掌握基本知識和技能，而且理論與實際應(yīng)用難以結(jié)合。而行動導(dǎo)向課程教學(xué)模式將抽象的理論知識融于具體學(xué)習(xí)情境中，通過完成學(xué)習(xí)項目中的各個任務(wù)提高學(xué)生知識和技能。本文以國土資源調(diào)查專業(yè)《GIS技術(shù)應(yīng)用》課程為例進(jìn)行行動導(dǎo)向課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與開發(fā)。

《GIS技術(shù)應(yīng)用》是國土資源調(diào)查專業(yè)的核心課程。通過對數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、測繪CAD和數(shù)字地籍測量的學(xué)習(xí)，為數(shù)字圖像處理和攝影測量與遙感等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。

通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)基本知識，能熟練使用MAPGIS軟件對數(shù)字、文字、地圖、遙感圖像、航片、GPS實時數(shù)據(jù)等多源地學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集、編輯成圖、一體化管理、綜合空間分析和可視化表示。

1.課程目標(biāo)

1.1課程總目標(biāo)

GIS技術(shù)是一門實踐很強(qiáng)的課程，著重對學(xué)生測繪核心能力“測、算、繪”中“繪”能力的培養(yǎng)，在學(xué)習(xí)中專業(yè)理論以“必須、夠用”為度，注重實際操作能力培養(yǎng)。通過本課程學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握地理信息系統(tǒng)基本原理和方法，具備利用MAPGIS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理的能力，具備編輯成圖能力和數(shù)據(jù)入庫能力，具備空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化管理能力，能進(jìn)行綜合空間分析和數(shù)據(jù)可視化表示；同時養(yǎng)成認(rèn)真、耐心、細(xì)致等良好職業(yè)道德；培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力，為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)提供重要支撐作用。

1.2課程的具體目標(biāo)

1.2.1知識目標(biāo)

通過對MAPGIS地理信息系統(tǒng)主要功能的講授，使學(xué)生認(rèn)識地理信息系統(tǒng)的基本概念和原理，對已獲得的地理信息數(shù)據(jù)熟練采集、繪制成圖、建立數(shù)據(jù)庫和屬性庫，并對其進(jìn)行綜合分析與統(tǒng)一管理，給出最終決策。

1.2.2技能目標(biāo)

能根據(jù)相關(guān)規(guī)范熟練掌握和應(yīng)用地理信息系統(tǒng)軟件實時對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集、編輯成圖、一體化管理、綜合空間分析和可視化表示。

1.2.3態(tài)度目標(biāo)

具有勤于思考的習(xí)慣和樂觀的生活態(tài)度，具有積極主動精神；具有合作精神和管理協(xié)調(diào)能力，善于溝通，豁達(dá)、誠信、團(tuán)結(jié)、樂于助人；有求真務(wù)實、一絲不茍的工作精神。

1.2.4拓展能力目標(biāo)

自學(xué)能力、獲取信息的能力、思考能力、分析與解決問題的能力和創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力。

2.課程內(nèi)容組織及安排

2.1課程內(nèi)容組織

本課程以“強(qiáng)化能力、重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想，以崗位技能需求為目標(biāo)，以任務(wù)驅(qū)動確定教學(xué)內(nèi)容，統(tǒng)籌考慮增加實踐教學(xué)學(xué)時，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。

2.1.1遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，按照工作崗位需求和工作過程和任務(wù)，整合、序化教學(xué)內(nèi)容，積極探索“教、學(xué)、做”一體化課程教學(xué)體系。

2.1.2課程大部分內(nèi)容在校內(nèi)實訓(xùn)中心完成，教師通過采取演示法、任務(wù)驅(qū)動法、案例分析法等教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、溝通能力、評判性思維能力等。

2.2課程安排

基于行動導(dǎo)向的教學(xué)理念將本課程分為五個項目，總上課課時88課時。分別是GIS基本概念分析與軟件平臺認(rèn)識（10課時）、GIS數(shù)據(jù)采集（24課時）、GIS數(shù)據(jù)分析（18課時）、GIS數(shù)據(jù)入庫（12課時）、地形圖制作（24課時）等（見下表）。

3.課程實施建議

3.1教學(xué)方法建議

行動導(dǎo)向教學(xué)理念“項目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)方法。在校企合作平臺之上，充分利用系部數(shù)字化機(jī)房、GIS制圖實訓(xùn)室，融入生產(chǎn)項目，教師在分配任務(wù)時“做中教”，學(xué)生分組完成任務(wù)時“做中學(xué)”。最終培養(yǎng)學(xué)生GIS數(shù)據(jù)管理與分析、綜合制圖等能力及團(tuán)隊協(xié)作、吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新、求真務(wù)實等職業(yè)素養(yǎng)。

3.2學(xué)習(xí)方法的建議

演示法，利用模型掛圖演示，教學(xué)生識圖辨圖；實習(xí)法，學(xué)生動手操作；模擬法，將項目過程引進(jìn)教學(xué)；情境法，野外現(xiàn)場情境教學(xué)，如野外GPS數(shù)據(jù)的采集等。

3.3教材選用或編寫建議

本課程選用高職高專規(guī)劃教材，學(xué)校出版的GIS實訓(xùn)指導(dǎo)教材，并配合使用MAPGIS地理信息系統(tǒng)軟件操作說明，配合使用手機(jī)的實訓(xùn)數(shù)據(jù)資料，緊跟行業(yè)發(fā)展，與學(xué)院特色貼近。

3.4基本教學(xué)設(shè)施要求

為滿足本課程教學(xué)實施必須配備各種不同數(shù)據(jù)源，更新GIS軟件、多媒體教室、機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)資源。

3.5課程資源的開發(fā)與利用建議

已經(jīng)申請院級優(yōu)質(zhì)資源共享課程。課程基本資源包括：課程介紹、課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)大綱、教學(xué)團(tuán)隊、教學(xué)日歷、教案或演示文稿、重點難點指導(dǎo)、作業(yè)試卷、參考資源目錄、學(xué)習(xí)指南。課程拓展資源包括：案例庫、專題講座庫、素材資源庫、試卷庫、課程教學(xué)、教學(xué)互動、教學(xué)錄像等。

3.6師資條件建議

本課程團(tuán)隊均為研究生以上學(xué)歷，大都為雙師型教師，技術(shù)職稱包括教授、高級工程師、講師，均有多年生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗，雙師型教師占80%以上。

4.課程考核要求

4.1課程考核基本要求

構(gòu)建以能力考核為中心，以過程考核為基礎(chǔ)的考核評價體系。由企業(yè)和課程團(tuán)隊共同制定考核標(biāo)準(zhǔn)，以工作崗位能力為考核依據(jù)，每個子項目均要求學(xué)生提交成果，根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中每個子項目的知識和技能掌握情況及完成質(zhì)量綜合考慮總成績。

4.2課程考核方式

課程考核方式：平時上課到課情況、回答問題情況及完成任務(wù)情況，占30%；期末上機(jī)考試，主要考核學(xué)生的綜合制圖能力，占40%；期末試卷考試，主要考核學(xué)生對基本概念、基本知識的掌握與理解，占30%。

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