对地理信息系统的认识范文

导语：如何才能写好一篇对地理信息系统的认识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】地理信息系统 高中地理 教学

随着人类步入信息社会，地理学与计算机科学、航天技术等现代科学技术结合，孵化出地理学的一门新型技术——地理信息系统。地理信息系统是一门综合性的学科，结合地理学和地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，而它作为现代科学技术的基础和核心，把它引进高中地理课堂将会成为一种必然趋势，地理信息系统作为一项具有广阔发展前景的信息技术将会对高中地理教学起到推波助澜的作用。

一、高中地理教学中存在的问题

现代教学论认为：“掌握知识的最终目的是要到实践中去应用。学生获得的知识只有回到实践中去才有生命力。如果只会机械的背诵概念、记住一些定义、原理和公式、而一遇到实际问题就感到束手无策，那么所学知识就是毫无意义的。”而在传统的地理教学中，大多数教师因为辅助工具的约束性，偏重于如何加强学生的记忆，导致学生只是依靠死记硬背去记地名、背物产、记地形、背气候等地理知识，或者通过机械训练获得一些地理技能，缺乏较高层次的地理学科能力。学生学会了如何应付考卷上的试题，却没有学会如何解决实际问题，不能灵活正确的应用所学到的地理知识，在实际问题或者实践面前只能束手无措。

二、高中地理教学中引进地理信息系统的必要性

随着科学技术的发展和经济的蓬勃发展，当今时代已然成为一个信息时代，而在这个时代的到来给地理教学提供了各种各样的信息和资料，丰富了地理教学。然而面对这个庞大的信息库，传统的教学辅助工具，例如地图、多媒体计算机等往往不能够很好的处理这些信息。而地理信息系统作为信息收集与分析的一个重要载体，能为改变落后的教学方法提供了契机，同时地理信息系统在地理课堂中应用体现出的互动性和可视性等特点更能加强学生对地理学习的兴趣，从而丰富地理教学，提高教学质量。一位叫杨根平的老师曾经说过：“拥有正确的教育思想，高素质的教师队伍，现代化的教具，科学教法的地理基础教育，必将为全民素质的提高做出更大的贡献。”由此可以看出在高中地理教学中引进地理信息系统不但是信息时代对地理教学的要求，还是实行素质教育的要求。

三、关于在高中地理教学中应用地理信息系统的几点思考

1.转变传统的教学观念，优化教学结构。我国著名教育心理学家曾经说过：“观念是行动的先导，行动可以促进观念的转变。”由于受传统教育教学思维模式和应试教育的影响，传统教材和教学方式仅仅注重文字的推理和记忆，而这种教学模式与素质教育的要求和新课程教学观念相悖。所以要将地理信息系统更好的应用于高中的地理课堂，首先就要改变教师传统的教学观念，让教师认识到现阶段地理课堂中存在的问题以及地理信息系统在地理课堂中应用的必要性。地理信息系统在地理课堂中的应用，能够帮助教师用简捷的方法形象的展现各种思维重组，帮助学生理性的升华认知过程。

2.在教学内容上适度引入地理信息系统。当今时代是一个知识日新月异的时代，在这个时代的地理课堂中，学生的第一学习目标不应该是对地理知识的掌握，而应该是对学生的地理自学能力的培养，这样做不仅能够顺应信息时代的潮流，还能体现素质教育的要求。与传统的学习方式相比，应用地理信息系统辅助教学，强调个性化学习，教师可以指定一个课题，让学生利用网络上的地理信息系统的数据库、地图库进行自主性研究学习，这样可以让学生在学到一定的地理知识的同时，还掌握了如何应用地理信息系统自主学习的能力。

3.将地理信息系统引入高中地理教学的方案设计中。地理现象的多样性经常让学生不能对地理知识有非常直观的认知，在这个时候，就需要教师将地理信息系统引入到高中地理教学的方案设计中。例如中国地理上有一条很重要的界限——秦淮线，在传统的教学方式中，教师通常只是笼统的告诉学生这条界限是根据气温、天气、降水等地带性问题确定的，但是如果将地理信息系统引入到地理教学中，应用地理信息系统的软件图层叠加功能，将中国地形图、中国积温图、年降水量分布图、年均温分布图等在地理信息系统中进行叠加，这样就可以让学生自己得出结论，秦淮线并不是一条线，而是一条带，在地理知识的传授中达到事半功倍的作用。

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【关键词】地理信息系统；辅助；地理教学

地理信息技术是地理课程独特的辅助教学技术，它能扩展传统媒体和计算机多媒体的功能，充分发挥地理空间性、综合性和地理“理性”的特征。地理信息技术辅助教学是地理教学方法改革、辅助教学理论与实践的重要内容。将地理信息技术的功能用于课堂教学，并与地理教学目标、内容、过程、方法相融合，实现教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式的变革。

当前地理信息系统对于中学地理教师而言已经很是熟悉，但是理解不够深刻，至少还没有真正的将地理信息系统应用起来，他们对于地理信息系统的理解还停留在中学地理课本中，中学地理教学内容中有现代地理学研究新技术手段3S技术，即地理信息系统、遥感技术、全球定位技术，这些技术近些年来发展迅猛，在日常生活中我们会经常接触到，已经成为常规技术，应用于各行各业。在现代地理教学中我们也应该借助地理信息系统的直观表现效果辅助地理教学，加深学生学习了解的印像，帮助学生理解自然现象。

1 地理信息技术概况

地理信息系统与计算机及遥感技术结合,提供地理空间数据的采集、储存、检查、操作与分析。最新的地理信息技术已经发展到对地理空间信息进行可视化的动态分析,在三维图形中对信息进行交互操作,并结合网络、多媒体和立体视觉给人创造个虚拟的数字地球和数字城市，其对于空间数据强大的管理处理和分析能力已经在农业、林业、空页、国土、规划等等行业部门中得到应用，因为人类的行为大部分与位置和空间分布有关,所以应用非常广泛。地理信息系统的广泛应用创造了巨大的经济效益和社会效益。现代地理信息技术正深刻改变着人们的生活和工作,同时也冲击着传统的思维方式和教育观念。

2 共享地理信息系统辅助地理教学

可以应用的共享地理信息系统很多，最为常见的有城市电子地图、交通信息系统、旅游地理信息系统、E都市、Google earth、Visual map、Mapabc、Mapbar等等。大众最为熟悉了解的地理信息系统当属google earth，网络支持的google earth在我们的日常生活中应用普遍，人们出行前在google earth上可以方便目的地的相关自然、人文情况，给人们的生活带来很大的便利。

在地理教学中使用google earth会有更好的使用效果，可以观赏全球任何地区的地貌。点击塔里木盆地，只见一条条排列整齐的沙垄横亘在盆地内部；点击珠穆朗玛峰，依次操作鼠标左键、右键可从高空鸟瞰、近景观看过渡到侧面观赏，旋转屏幕右上角的指北方向，可以绕山峰一周进行观赏，使人真正体验其雄伟和高大。调节观看的高度、方向和倾角，可以进行高低、远近以及缩放欣赏，地球上任一地区的大地貌和小地貌都能一览无余。如果操作左键、右键(或改变鼠标上面轮子的转动方向)可以分别放大和缩小所观赏区域的范围及其地表细微的形态和景观。这些基本功能的应用对于学生了解地球地形地貌基本情况是最为直观、高效的教学手段。Google earth中丰富的街景图片，建筑的三维模型等等都将成为人文地理教学很好的展示工具。

3 专业地理信息系统辅助地理教学

地理信息系统能回答地理事物在哪里、有怎样的空间分布趋势、各地理事物之间空间关系如何等问题。其次，它也能进行直观的模拟演示、数据统计输出等。

3.1 直观的表现地理事物的分布特征、分布规律:

教学中，教师可以应用地理信息系统在空间上显示符合某一条件的地理要素的特性，帮助学生认识地理空间概念。例如，利用地理信息系统对地理事物的空间分布、查询、显示功能，辅助讲授自然与人文要素的分布，也可对各地理要素之间的空间关系进行分析，帮助学生掌握地理要素的分布特征、空间分布规律，提高学生分析地理问题、解决地理问题的能力。

3.2 直观的表现事物地理环境状况:

利用地理信息系统技术，可确定某地理要素在一定范围内对于其他地理要素的分布。例如，确定离某条河流100千米内人口大于20万的城市分布，从而为内河运输、灌溉发电、洪灾预防等各种人类活动提供环境分析与决策，这有助于学生形成理性分析地理问题的能力。另外，也可以借助地理信息系统查询功能，例如，查询某城市一个地点到另一个地点的线段，或较大区域内一个城镇到另一个城镇的线路，地理信息系统可以提供多条线路，也可能给出最佳路径，这些功能对于培养学生的空间分析、空间判断和决策能力都有好处。

3.3 能够反映地理事物变化情况:

利用地理信息系统能显示地理事物在不同时段的地理信息的空间分布，能展现其各阶段的特征，有助于学生认识地理事物的发展过程。例如，在讲授城市化或土地利用变化等问题时，利用地理信息系统直观显示不同时段的城市扩展或土地利用变化信息，能帮助学生对城市化过程或土地利用变迁有深刻的了解。另外，地理信息系统能灵活添加图层要素，例如，叠加城市交通、城市商业网点等信息，使教学过程灵活多变，能培养学生科学、客观地分析问题的能力。

3.4 实现数据统计分析与地理情况的真实模拟:无论是地理科学本身，还是地理教学，直观性是一个重要的特性。地理信息系统能实现统计分析、图表直观显示。具体来说 专题地图制作(地理信息系统软件可以绘制交通图、地形图、行政区划图、旅游规划图等各类专题图)等。

3.5 现代广泛行业应用的地理信息系统能够反映诸多人文地理:在“数字北京”“数字深圳”系统中，能够进行三维漫游，实现从“街区”进入房屋内部的漫游。同时，还可以通过各种属性库链接查询感兴趣的信息，包括各类多媒体信息。这对学生提高学习兴趣，学习新课程中的城市地理、城乡规划等知识非常有好处。

4 结论

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关键词：地理信息系统；测绘；应用

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

一、地理信息系统的特点及其能提供的功能

1.地理信息系统的特点。

地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学,它具有多学科交叉的特征,地理信息系统又是计算机化的信息系统,需要得到计算机硬件和软件系统的支持。

地理信息系统处理的对象为地理空间信息,地理信息系统用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息,地理信息系统的核心组成是地理数据库和空间数据库,包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等,地理信息系统能够在同一的平台内综合处理这些信息,这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点,并且包含的内容是丰富的和广泛的。地理信息系统可以根据实际需要设计生产各种地图,它通过图表、文字、色彩等信息形象的表现出来,地理信息系统具有强大的制图功能,完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术。地理信息系统具有空间分析功能,从而使地理信息系统区别于机助制图系统,也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。地理信息系统可以依据系统应用模型,快速模拟自然过程的演变和过程,取得地理预测和实验的结果。

在各行各业中,通过地理信息系统选择优化方案,避免不合理的决策,并且解决资源、环境、社会、经济和人口有关的实际应用课题,在经济社会中有助于决策支持系统。地理信息系统除了具有信息的一般特性还具有以下独特特性:①空间分布性。它具有先定位后定性以及在区域上的分布特点,属性的表现形式是多层次的。②数据量大。因为它具有空间特征和属性特征还随时间的变化而变化,所以数据量很大。③地理信息系统具有载体的多样性,除物体的物质和能量本身外,还通过文字、数字、影像、符号、磁带、光盘等等来描述地理实体。

2.地理信息系统能够提供的功能。

（1）地理空间数据管理。地理信息系统能够通过多种方式对地理数据信息进行录入，并且还可以对数据库进行有效地管理和维护。最为重要的是地理信息可以快速准确的对所需要的数据进行查询和检索，进而提供给决策者所需要的各种地理空间信息。通过地理信息系统能够有效地实现现代化的信息管理。

（2）输出功能。地理信息系统可以应用到地形图的绘制中，这是地理信息的输出功能赋予系统的一种能力。可以说绘制地形图是地理信息系统发展的起源，这样便能够理解为何该系统具备这一功能。而该功能的最终目标是为建立地形图数据库提供基础保障，同时与手工制图相比地理信息的产出效率要比其高出数倍以上。

（3）遥感图像处理。遥感数据可以说是地理信息系统的一个重要信息来源，现阶段大部分地理信息系统都具备图像处理功能，并且这部分功能常作为系统中的一个子模块存在，利用自动影像匹配等技术可完成相关处理工作。

二、地理信息系统的应用

从地理信息系统和其他系统的区别与联系以及地理信息系统特征和地理信息系统的分类中不难看出,地理信息系统的发展前景广阔,表现在网络化、标准化、数据商业化、系统的专门化、企业化、全球化、大众化和智能化。地理信息系统是一种对自然与人类应用非常广泛的系统工具,它的博才取胜和运筹帷幄的优势,使它成为能够影响人们生活的各个方面、有关各行各业经济技术发展的基本工具。它的应用分为两种情况,一种是利用地理信息系统来处理用户的数据,在地理信息系统的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的地理信息系统软件,并且在测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾情监测、环境保护、国防、宏观决策支持等一百多个领域,取得了良好的社会经济效益,下面结合例子来论述地理信息系统的广泛应用。

地理信息系统在综合分析评价与模拟预测中的应用,它不仅对地理空间数据进行编码、存储和提取,而且通过世界模拟,得到综合评价,并且用这些数据以命令、函数和分析模拟程序对未来结果作出定量的和趋势预测,对比不同决策方案的效果以及产生的后果,做出最优决策,避免和预防灾难发生。例如,通过对大兴安岭火灾的研究、普查和分析,应用系统对十几万个数据进行分析筛选出气温、风速、降水等气候要素,以及植被生长情况、积雪覆盖程度,用模糊数学方法建立数学模型,并且建立微机系统多因子的综合指标来预防灾情发生。

三、地理测绘系统在测绘中的具体应用

1.数据的采集。

在数据收集时，传统做法是通过聚酷薄膜地图上或者纸上现有的数据，经过扫描或者数字化来产生数字数据。现在比较理想的做法是借助于GPS全球定位系统，得到相应的位置坐标，然后直接输入到地理信息中进行相应的处理，也可以通过遥感技术来完成数据的采集工作。

2.数据处理。

地理数据一般具有三个基本特征：属性特征（非定位数据）、空间特征（地位数据）和时间特征（时间尺度）。在测绘中，涉及到的主要设施有城市建筑物、城市道路、据和属性数据，属性数据又可以分为客观和主观两类，客观属性数据如城市道路的名称、交叉口的形状等，主观属性数据如城市道路与交叉口的交通量等。地理特征的专题属性信息可以直接存储于FAT表中，也可以存储在其他数据表中，后者通过对象标志码与FAT产生联系。从空间信息检索专题属性信息，或从专题属性信息检索空间信息的实现就依赖干地理信息系统所建立起来的次种联系。

3.数据管理。

在测绘中，主要涉及到用点来表示的实物信息有城市道路路段上的桥、城市道路交叉口等；主要涉及到用线来表示的实物信息有城市道路中线、城市道路边线、通讯线的走向等；主要涉及到用面来表示问候的实物信息有道路周边的建筑物（比如企事业单位、学校、医院、公园等）。可以把上述所有关于点、线、多边形相关的实物合理地分层组织如下：首先建立一个地理数据库，在地理数据库中建立测绘要素集，其中包括的特征类有城市道路中线、城市道路交叉口、桥、城市道路周边建筑物等；同样在相同的地理数据库中建立一个管线要素集，其中包括的特征类有路边线、电力设备、电力线、通讯线等。

4.数据显示。

一般来说，地图特征的图形表达有以下几种方式：单一的符号、单一值地图、用类似于人口的字段属性来表达数量（颜色分级、符号分级和密集度分级）、相关多种属性的表达。用单一的符号展示数据于地图可以从图形上得知特征分布的密集程度，从而可以清晰地表达出分布情况。在测绘中，可以用点表示城市不同区的居民居住情况，这样就可以用点的密集程度来直观表达居民居住的分布密集程度；同样，道路可以用线的特征来表示在区域内道路网密集程度。对于上述每个区的居民密集程度的表示，也可以先统计每个区的居民人数，然后按照一定的标准划分，用不同的颜色来表示每个区的居民居住情况，并且还可以用符号本身的大小来表示居民分布情况。同样的，城市道路交通也可以通过交通量的统计之后，依据交通量的范围分类对城市道路进行等级颜色分类。

四、结束语

以上是笔者对地理信息系统的粗略认识及在测绘中应用的介绍,地理信息系统已成为国民经济发展的必备工具,并且深入到各个领域,相信它的不断成熟与完善将为社会的进步与发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]莫梅，彭万钦.浅析在测绘中地理信息系统的应用[J].中国科技纵横，2010（11）.

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关键词：地理信息；矿山测量；应用

中图分类号：TD171文献标识码： A

地理信息系统

地理信息系统简称 GIS，主要是通过计算机来对地理信息进行存储和处理的

一种技术与工具，是一种依靠计算机软和硬件的支撑，按空间把各种资源信息和环境参数或地理坐标进行分布，以其固定的格式和分类编码输入、处理、存储、输出，从而来满足应用需要的人机交互信息系统的要求。

2、地理信息系统的主要特点和基本功能分析

通过分析可得 ，地理信息系统主要有以下几个特点：

（1）地理信息系统具有多源性。因为地理信息系统中的数据所涉及到的领域比较多，载体多，而且来源也十分丰富，因此，地理信息系统具有多源性的特点。

（2）地理信息系统具有多时相。多时相性主要指的是在矿山生产和建设的每一个阶段，矿山测量中的信息都包含其中。

（3）地理信息系统的时空特性突出。鉴于要考虑地理信息系统的几何属性和时空纬度特性，在具体的系统运行当中，它的数据在不断的进行交换。

（4）地理信息系统的不确定性。在数据库领域中，支持数据库技术发展的重要理论就是不确定理论，然而在矿山测量中，地理信息系统需要依据所测量的数据来对数据库进行构建，因此，地理信息系统因为所包含的测量数据比较丰富而具有不确定的特点，对于这一特性，必须正确理解。

除了以上所阐述的特点，地理信息系统还具有以下几方面的功能：

（1）地理信息系统能够及时并且有效的检测矿区的环境状况及其演变状况。

（2）地理信息系统可以对矿区的数据进行采集、分析、加工处理和采集，同时还能够对围绕矿区的其他周边因素进行确切的分析。

（3）地理信息系统可以为矿井的开采和设计提供有力的支撑，并且能够对矿井的生产过程进行有效的管理，还能能够为矿山的灾害预防和治理提供一定的技术支撑。

（4）地理信息系统能够轻而易举的实现人和机器的协同操作，可以准确判断矿区的整个开采状况和发展规划，从而使整个矿山的数据分析和处理能力得到很大的提升。

（5）当前，地理信息系统已经具备了3D 建模功能和可视化功能，这两种功能可以很好的运用在矿山的模拟开采中，与此同时，还能够研究矿山开采对环境所造成的影响。

地理信息系统在矿山测量中应用的重要意义

地理信息系统（GIS）是测绘技术中很重要的一部分，当前，在很多领域已经

得到了十分广泛的应用，如城市交通、电力传输、通讯建设等领域，地理信息系统都已经成了不可或缺的部分。然而，应用的最广发、效果最好的还是矿山测量领域。地理信息系统在矿山测量中应用的主要意义表现在三个方面：

地理信息系统在矿山测量中的应用，使其整体测量效果得到了提升。

地理信息系统在矿山测量中的应用，是矿山测量技术未来发展的必然趋势，地理信息系统依靠自身独特的优点使得矿山测量的整体效果得到了提升，满足了矿山测量的实际需求。

第二，地理信息系统在矿山测量中的应用，使其矿山测量方法更加丰富。从目前已有的矿山测量方法来看，地理信息系统已经成为了矿山测量中的重要方法，并且发挥着很重要的作用，它在确保了矿山测量方法的同时，也保障了矿山测量的准确性。

第三，地理信息系统在矿山测量中的应用，使矿山测量的有效性得到了提升。在矿山测量的整个过程中，地理信息系统的广泛应用在提高测量的准确性的同时，还降低了其测量难度，使得整个矿山测量过程的实效性更为优良。

4、GIS 在矿山测量中的应用

GIS 在矿山测量中的应用方向大体上可以分为五种：

（1）基于 GIS 技术建立多源数据找矿模型。单一的信息源常常局限于信息的片面性, 无法对地质体、地质现象和某些特征做出准确的反映，这就要求对多而复杂的其他相关内容进行更加深入和透彻的了解。而 GIS 技术具备多源数据综合分析能力和管理功能, 可以给具有空间属性的异源数据提供良好的融合平台，从而建立起多源的数据找矿模型。

（2）矿山管理信息系统。矿山管理主要有矿山设计、矿产开采、巷道开挖、沉降监测和环境评价等内容。矿山管理信息系统内容复杂而且庞大，功能比较齐全。当前大部分学者已经对矿山的地质灾害、矿区生态环境评价、矿山机电的安全管理、矿区土地利用、矿井通风信息系统、煤矿灾害事故、井下可视化管理系统、煤矿瓦斯管理信息系统、煤矿安全管理矿山开采沉降可视化、救援信息系统等方面进行了深入的研究与探讨

（3）三维矿山。当前，三维矿山模拟已经成了当代的科技热点。它主要是建立在 GIS、可视化技术和地质信息计算机模拟技术的基础上的矿山客观实体模型。三维矿山的建立，对于地质和矿业界的人员十分有利，它可以更加直观和精确地对矿体边界进行圈定，从而对不同矿体分布的三维形态进行了解，方便了地下地质体的准确解读，为矿产开发和找矿预测提供了十分有利的指导。

（4）矿产资源规划管理。运用 GIS 方法有效管理矿产资源规划管理中的大量图形、文档和指标数据，对于其标准和规范化的处理十分有利，建立统一的矿产资源数据库。可以通过运行客户机、服务器的模式，经由大型数据库和 GIS 空间数据引擎，把图形和文档数据吸收到数据管理平台，进而有效实现对图形、文档和指标这三种数据的管理和分析。同时，还能够对项目的规进行远程管理。

（5）数字矿山。数字矿山（DM）是 1999 年提出的。数字矿山是多维数字化、网络化和可视化的技术系统，主要是运用多媒体和模拟仿真技术数字化的再现了真实矿山。当前，国内已经逐渐开始运用三维地学模拟、采矿机器人、矿山虚拟等技术对矿山的开发与应用进行研究。比如，煤矿地质测量 3D 模型的构建与可视化对于提高工作人员对煤矿生产各个环节的直观认识很有帮助。然而，因为采集数据有很大的难度，而且其生成算法又比较复杂，所以数字矿山全景式真三维建模这一功能目前还处于开发探索阶段。GIS运用平行或基本平行的剖面数据建立起三维空间任意复杂形状物体的真三维实体模型，并以此为基础提供特定的服务，主要应用在露天采矿、井下采矿、建立巷道模型、矿体模型方面。

5、矿山地理信息系统

5.1、矿山地理信息系统概述

矿山地理信息系统 (MGIS) 是将 GIS 应用于矿山的区域性 GIS，是为矿山生产、设计、规划等提供支持的系统。它主要以计算机为基础，应用摄影测量与遥感等技术来对信息进行采集，发挥 GIS 的强大地学分析和辅助决策功能，通过制图和图像处理手段，结合矿山资源特征构建起来的地理信息系统。矿山地理信息系统的工能十分强大，它具备了对信息的采集、加工处理、存储、建立矿区数据库及软件系统，实现对信息的查询检索、综合分析、动态预测和评价、信息输出等功能。这一强大的系统可以为矿区的环境监测和评价以及矿产资源的开发管理提供科学保障。矿山地理信息系统是矿山现代化管理、决策的重要标志，是为满足矿山生产发展的需求而研发出来的一种现代化的信息管理系统。

5.2、在我国矿山测量中的应用现状

5.2.1、应用领域

（1）矿床地质勘探及矿山设计。矿山地理信息系统能够对大量的矿山地理信息数据进行存储，并运用GIS 的强大功能进行勘探设计、地质施工、报告编制及矿山设计，在很大程度上提高了工作效率，并且降低了误差，使得设计成果得到了进一步的优化。

（2）编制生产计划。矿山地理信息系统能够制定出生产计划，并通过实时的分析其空间关系，制定出建立在客观、科学、合理、有效的生产计划，通过模拟，还能够更好地对生产计划的科学合理性和可操作性进行检验。

（3）日常生产管理。在日常生产过程中，矿山会遇到各种各样的问题，许多地质现象也会日益凸显，而这些新的资料要及时地输入到矿山地理信息系统中，运用其特有的分析能力，对生产计划进行及时、科学、有效的调整，使生产计划的实施效率得到提高。与此同时，还能够准确的统计出各种生产数据，为领导实施决策提供一定的参考。

（4）经济评价及预测。在矿山中能够使用矿山地理信息系统对矿山进行经济评价，预测未来的生产经营状况等。矿山经营的各个方面都能偶运用矿山地理信息系统，这样不但能顾节约成产成本，还能够提高工作效率。

5.2.2、应用中存在的问题

（1）可视化数据结构的有效表达问题。借助计算机的原型模拟加工可有效表达地面和地下地形地貌三维可视化，然而隐伏矿体在表达上却存在一定的局限性。因为隐伏矿体的内部结构比较特殊，再加上矿体暴露，它所要表达的内容就会产生不确定性，对于隐伏矿体的可视化表非常不利，给其正常工作也带来了很大影响，所以，必须尽快建立一种有效的可视化数据结构表达方式。

（2）巷道的空间拓展表达。因为巷道是不断发展和延伸的，它所表达的线对象与地质的截然不同，所以，还得不断加强怎样针对在空间不断拓展的特点实现矿山地理信息系统的三维可视化表达，建立适合矿山地理信息系统的可视化手段的研究。

5.2.3、GIS 在矿山测量中应用前景

（1）多元集成趋势。多元集成主要指的是三大系统的集成，即矿山信息源的集成、矿山管理系统的集成、多种应用技术的集成。GIS 技术在未来的发展中必须使得遥感、水文、测量、物探、钻井、地震等资料实现集成可视化，从而实现信息的融合和共享，为主管部门对网络化的系统管理提供方便。GIS 将地理学、地理信息科学、计算机技术、遥感技术、全球定位技术等多种学科交叉渗透，具有非常好的实用性。所以，实现 GIS 的可持续发展，一定要将上述学科很好的结合起来，促进其共同发展，这样才能使GIS 系统得以高效的应用。

（2）矿山生产过程一体化。未来 GIS 的发展趋势将是实现从矿山设计到开采生产的过程一体化。其利用三维可视化、地质及矿床模型、虚拟现实等技术为基础，同时又结合了其它信息，对其甲乙数字模拟开采，完成矿山长、中、短期开采计划编制、地下矿巷道标准断面设计、采矿方法设计、爆破设计、露天开采爆破设计、储量动态监测、灾情应变预案等工作。运用可视化技术，实现露天采场、矿井的生产调度与自动监测，边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报，地下矿井地压、矿震监测与预报，通风、粉尘、地下水监测等。

（3）矿山决策支持系统。因为当前 GIS 在矿产资源方面对知识的处理和推理能力比较欠缺。而矿山决策支持系统将会为矿山环境保护、矿山环境治理、矿山环境评价提供支持。决策系统还将向智能化方向发展，为各种智能生产经营提供决策，并提高决策的实效性和科学性。

结语

通过本文的分析可知，在目前的矿山测量中，地理信息系统作为主要的测量手段得到了重要的应用，其应用领域主要表现在矿床地质勘探及矿山设计中、矿山的生产计划编制中、矿山日常生产管理的开展中和矿山的安全生产领域。通过应用地理信息系统，矿山无论是在勘测还是再生产中都得到了有效保障。因此，对于地理信息系统在矿山测量中的应用我们要有全新的认识，不但要认识到其应用的重要意义，还要对其具体应用过程有足够的了解，满足矿山生产的实际需要。

参考文献：

[1]李国钊. 地理信息系统在矿山测量中的应用[J]. 地理空间信息,2013,04:38-39+45+186.

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1、地理信息系统（GIS）又称为“地学信息系统”。是一种特定的空间信息系统。在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2、位置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。

3、地理信息系统（GIS）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”，近年来，也有称GIS为“地理信息服务”。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。

（来源：文章屋网 ）

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【关键词】GIS简介规划资源 探讨 管理利用

一、地理信息系统（GIS）简介

地理信息系统在国际上称为GIS，即 Geograhpic Information system的缩写。在我国又称为资源与环境信息系统。在国际上虽然许多学者对GIS有不同的表述，但其基本概念是大体相同的。它通过对多要素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别是在地域资源开发、环境保护、资源利用、城市规划管理、灾情预测、人口控制、交通运输等方面发挥着积极的作用。

二.地理信息系统（GIS）一般分为三种类型：

1、全国性的综合系统。它是以一个国家为其研究和分析对象的系统，如日本的“国土信息系统”、加拿大的“国家地理信息系统”等，都是按全国统一标准、存贮包括自然地理和社会经济要素的全面信息，为全国提供咨询服务。

2、区域性的信息系统。它是以某个地区为其研究和分析对象的系统，如瑞典“斯德哥尔摩地区信息系统”。

3、专题性信息系统．它是以某个专业、问题或对象为主要内容的系统，也是发展最多、最为普遍的系统，如美国的地震分析系统、法国的地球物理信息系统等。

三、GIS的特点及功能

为了满足GIS对地球表面、空中和地下的若干要素空间分布和相互关系的研究，GIS都具有公共地理定位基础、标准化和数字化、多维结构的特点。此外，GIS还具有数据输入、存贮、编辑、查询、检索、显示输出的功能，能进行各种操作运算和应用分析，并易于更新维护。

四、地理信息系统（GIS）发展方向及问题分析

进入21 世纪以后,地理信息系统主要的基础理论和技术研究热点有了新的变化,代表了地理信息系统研究的新进展,主要归纳如下:

（1） 稳定、快速的GIS 数据采集和数据更新体系

GIS 数据的来源可以包括:野外数字化采集系统、地图扫描矢量化采集系统、局域和广域差分GPS 数据采集系统、遥感数据采集和更新系统、数字摄影测量数据采集系统等。对于每一种数据采集系统的研究都将设计许多具体内容,数据源采集和更新体系是GIS 理论和技术研究的首要问题。

（2）GIS 空间数据的质量与不确定性分析

数据和软件是GIS 走向产业化的前提,同时GIS 空间数据的质量直接影响GIS 的分析和应用,影响了GIS 的生存和发展。从空间位置数据质量研究到空间属性数据质量研究、从数据误差传播分析到数据误差模型的可视化、从模拟数据不确定性分析到批量数字产品生产的质量控制和抽样检验等的变化可看出GIS 数据质量不确定性研究的对象越来越广,内容越来越多。

（3）3D 地理信息系统(3DGIS) 的研究

在传统的二维(2D) GIS 中,通常是将垂直方向的信息抽象成一个属性值,如DTM 中的高程,然后进行空间操作和分析。如果在垂直方向上的采样多于一个,如:资源勘探中在一个钻孔中的多个采样,2DGIS 则难以处理。目前3DGIS 的数据模型研究有两个方向:第一是利用三维几何和CAD 领域的可视化, 构成3DGIS 中交互式的模型和可视化功能;第二是开发3DGIS 数据管理和空间分析功能,它从数据库方面进行考虑,这两个方面的结合以及迅速发展的虚拟现实技术将产生新的3DGIS 数据模型。

五 GIS 空间数据查询语言的研究

GIS 数据描述的是空间信息,一般包括位置、属性和时间三个方面。在GIS 应用中,使用最广泛的是空间数据的查询,有时查询某一个图形,有时是查询空间图形之间的相互关系。目前许多GIS 软件提供的是常用的关系数据库结构化查询语言(SQL) ,而关系数据库结构化查询语言有其固有的缺陷,例如:不支持空间概念特别是空间关系、空间对象的查询结果不能用空间图形的方式有效地显示给用户以及不支持元数据查询、知识查询、定性查询和基于图形对象的查询等。

当前对空间查询语言的研究包括: (1) 空间结构化查询语言( Spatial SQL) 。它是在关系型SQL 上发展起来的,不仅能完成空间数据的查询,而且能表达查询结果。其形式为: (空间数据库查询语言)SQL + (目标表示语言) GPL = Spatial SQL 。(2) 可视化查询语言。将查询语言的操作对象和过程及其空间关系等,用直观的图形或表格显示给用户,构成可视化查询语言。(3) 自然查询语言。引入自然语言的概念,使查询语言的描述更接近自然语言,另外用模糊数学方法将模糊概念量化为确定的范围,实现具有能理解模糊概念的查询。

六、GIS 空间数据共享和数据标准研究

现有GIS 软件与应用都有自己的数据格式和数据标准,不同GIS 软件之间还不能直接读取和操纵其他GIS 软件的数据,而必需经过数据转换。一方面国家和行业部门指定自己的外部交换数据标准,要求采用公共的数据格式,以解决不同 GIS软件之间空间数据的转换问题:另一方面指定空间数据相互操作协议(OGIS) ,指定一套大家能够接受的空间数据操作函数(API) ,软件开发商必须提供与这一API 函数一致的驱动程序,这样不同的软件就可以操作对方的数据。目前已有几个重要空间数

据转换标准:

DIGEST―――数字地理信息交换标准(Digital Geographic Information Exchange Standard) 由北大西洋公约组织NATO 的数字地理信息工程组DGI2WG制定,可以处理栅格、矩阵和矢量数据的转换(含拓扑结构) 。

STDS―――空间数据转换标准( Spatial Data Transfer Standard) 由美国地质测量协会USCS 制定,是一种不同计算机体系中空间数据的转换标准。

OGIS―――开放地理数据互操作规范(Open Geodata Inferoperdility Specification) 是通过各软件开发商提供的与其定义的API 函数一致的驱动来实现的,从而使得不同软件可操纵对象的数据。

七、结束语

（一）GIS 的发展应该从技术开发和理研究两个方面并重,不应过分的强调技术或过分的强调理论研究。当前主要的GIS 基础理论研究主要集中在一些高校和科研院所,同时很多企业与之合作,积极从事应用的开始。随着GIS技术的不断完善，我们坚信，基于GIS的数字规划资源管理与利用方式将被全国规划管理部门所接受和采纳。

【参考文献】

1、北京超图公司副总裁王康弘《中国的地理信息产业发展与超图实践》；

2、中国测绘科学研究院副院长程鹏飞《中国创新的地理信息技术》；

3、 中国测绘科学研究院创办的《影像与数据融合国际期刊》；

4、王振颖曹丽娜《基于GIS的辽宁省农田水利管理信息系统研究》---；

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关键词：地理信息系统；课程实验；要点分析

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2014）001016702

作者简介作者简介：徐兵（1979-）男 ，硕士，广东海洋大学信息学院讲师，研究方向为图像处理、GIS。

0 引言

地理信息系统通常简称为GIS（Geographic Information System），它是用于描述地理空间信息的计算机系统，融合了地图学、地理学、测绘、计算机等多学科知识，并被广泛地应用于城市规划、国防军事、防灾减灾、资源调查等领域[1]。本文所述《地理信息系统》是面向农学、资源环境等非地学专业学生的一门必修课程，为学生讲授地理信息系统的基本原理和方法，使学生掌握常用的GIS工具软件，熟悉基本的地学空间分析方法，能够对已有地理数据熟练地进行采集、绘图、建库、空间分析、可视化等操作，并对各类空间数据进行统一管理[2]。由于课程是面向非地学专业学生开设，这些学生普遍缺少地理学、程序设计、数据库、测绘信息等方面的知识储备，在学习GIS软件工具的过程中，很多学生对一些重要概念和空间分析操作往往不能很好地理解，造成实验教学效果大打折扣[3]。因此，本文结合课程实验教学实践，总结出该课程的实验教学要点，通过对要点进行分析归纳，有针对性地应用到以后的实验教学中，以期提高课程实验教学效果。

1 实验教学目标

本文面向环境科学专业开设的《地理信息系统》课程安排了32学时理论教学、16学时的实验教学以及32学时的学期末课程实习。在实践教学环节，16学时实验与理论教学同步，这些实验主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系统软件的操作学习，其主要任务是使学生在对地理信息获得感性认识的基础上，接受常用GIS软件进行制图技术的基本训练，培养学生独立制图、建立数据库和属性库，学会基本空间分析的能力。而32学时的课程实习主要以实际应用案例为基础，要求学生利用所学的GIS基本理论和空间分析方法，对实际应用案例进行分析、提出解决方案。通过课程实习一方面促使学生继续深入掌握GIS基本工具软件的使用；另一方面加强学生对GIS空间分析原理与方法的理解，并能够学会运用GIS工具进行初步的空间分析应用，同时结合基本程序框架实现GIS应用的可视化表达，并提交实验结果和分析报告。

2 实验课程设置

2.1 基本实验

该课程安排了8次共16个学时的基本实验操作，主要包括：①地理信息系统软件的基本操作；②数据文件与空间数据库；③地图数字化与专题制图；④地图查询与统计分析；⑤GIS空间分析；⑥初步建立3D GIS；⑦GIS二次开发；⑧3S集成及其初步应用。这些实验的设置与理论教学基本同步，在设置过程中由浅入深、由简到难，基本覆盖了GIS软件操作的大部分内容。

2.2 课程实习

学期末的课程实习以地理信息系统工程的分析和开发案例为基础，通过实际的项目开发完成课程实习报告，检验学生对GIS软件以及对GIS软件开发的掌握情况。在具体实习环节中，设置了多个实际应用案例，以“城市公交系统的优化及空间分析”为例进行说明。该实习题目的基本要求是：①以某个城市（比如湛江或广州的某个区）的公交系统运行情况为基本背景，调查该区域现有的公交线路运行设置情况；②通过资料查找的方式获得研究区域的城市交通图，借助于ARCGIS或MapInfo软件对该地图进行数字化处理，按照地理信息系统工程应用的基本要求，对地图进行配准、矢量化等处理；③以所学的地理空间分析基本原理和方法为依据，设计出城市公交系统线路优化、公交换乘、最短路径等方案，可以选择其中一个作为重点进行设计，并以选择的功能为基础，对地图矢量化进行调整和优化；④运用所学的地学空间分析方法，对研究区域的公交系统进行线路优化、公交换乘、最短路径等方案进行空间分析，得出空间分析结果，并对结果进行优化和评价；⑤以报告形式将上述过程完整记录，并总结本次实习工作，提交最终报告和实习过程中的各类数据。

3 实验教学要点分析

3.1 空间数据结构

空间数据结构是地理信息系统的一个重要基础，在GIS系统开发中通过构建空间数据模型并定义各空间数据之间的关系，实现地理信息与属性信息的关联。在实验教学中，学生对地图分层、图层控制、空间数据与属性数据关系等概念往往理解不清晰，由于缺少数据库相关知识，在建立空间数据时经常出现差错、导致图层分层不清晰，后续应用开发无法使用地图的问题。因此，该知识点需要教师在实验教学中给予足够重视，通过理论讲解与实际操作相结合的方式向学生解释空间数据、属性数据、空间数据库构建等概念。一般来说，在GIS开发中，用户可以根据自己的实际需求对整张电子地图中的各类空间实体进行有序的分层处理，通过图形分层方法将一张地图分成不同图层，相同的图层代表用户定义的特定的空间实体类。采用这样的分层方法可以提高电子地图中各类实体要素的检索效率，便于后期GIS开发中调用各类图层[4]。医疗卫生机构地理分布的空间分层结构如图1所示。

图1 空间数据结构

3.2 空间数据关联

在GIS二次开发过程中涉及的数据包括图形矢量数据、空间属性数据和工程管理数据，不同的GIS二次开发平台对数据格式、存储标准等均有所差别。以MapInfo软件为例，矢量化的图层数据文件以标准格式存储在目录文件中，在图层文件.TAB中通过设置每个地物对象的唯一编号（通常用地物ID号表示）来建立相应的空间索引。由于MapInfo自带的数据表存储容量有限，因此，通过.TAB文件的ID号与属性数据表中地物的ID号进行关联，建立起空间数据与属性数据的索引机制，将更多的属性信息通过空间索引机制存贮在关系数据库系统中。通过地物对象属性信息的ID号实现空间数据与属性数据的对应关系[5]，以医疗机构的地理分布为例，其图形文件与属性数据表的关联如图2所示。

图2 空间数据与属性数据的关联关系

3.3 空间分析

空间分析是GIS的主要功能之一，这也是课程教学中的重点内容。在讲授空间分析问题时，经常会提到最短路径问题，它是网络分析中经常遇到的一个技术难点，在实验教学中要求学生能够掌握基本的最短路径方法和应用。最短路径不仅包括物理意义上的距离最短，还包括了如时间、费用、流量等其它多参数融合的度量，这实际上涉及到了学生运用最优化理论解决实际空间分析问题的能力。比如，在课程实习中要求学生分析城市公交换乘及其优化问题，在具体分析之前，会将相关的算法介绍给学生，其中，Dijkstra算法是在实验教学中向学生介绍的最短路径算法之一。学生在掌握基本的原理和方法后，开始设计整个公交换乘的算法、程序流程、空间表现结果等，在这一过程中可以重点考查学生的空间数据结构设计以及空间分析能力。在公交换乘算法中需要存储一些地理信息，譬如节点、道路等信息，这就要求有一个较好的空间数据结构。此外，对于一个大型的城市公交网络而言，Dijkstra算法的效率显得尤为重要，这时需要重点考虑如何进行算法优化提高Dijkstra算法的计算速度（如基于cache的缓存计算方式）。通过这些实验内容的优化设置能够有效地锻炼学生自主分析和解决问题的能力。

4 结语

实验教学历来是理工科类课程的重要组成部分，地理信息系统作为一门交叉综合性课程，其实验教学的重要性不言而喻。通过任课教师对课程实验教学内容的优化设置、对实验教学要点的深入分析，能够帮助学生更好地掌握GIS基本原理与方法，并将所学理论融入到实际的GIS开发中。本文通过对实验教学中的主要知识要点进行分析，为后续教学活动提供有益参考，有助于教师更准确地把握学生实验中存在的问题，对加强实验教学效果、提高实验教学质量有一定的促进作用。

参考文献参考文献：

[1] 田雨，卢秀山，姜岩，等.GIS专业实验教学建设与实践[J].理工高教研究，2009，28（1）：116118.

[2] 汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社，2007.

[3] 李朝奎，王利东.不同专业背景下GIS专业建设探讨[J].当代教育理论与实践，2011，3（4）：9395.

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关键词：GIS RS 空间信息技术 实践教学

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0176-02

地理信息系统是一个新兴的交叉学科，在我国学科设置中，地理学一级学科、测绘科学一级学科、计算机一级学科都设有地理信息系统的二级学科。我国已有近200多所大学设立了地理信息系统专业，我校资源环境与旅游学院也于2002年建立了地理学一级学科下的地理信息系统专业，目前，在教育部新修订的专业目录中，已改为地理信息科学专业。遥感科学与技术是测绘科学一级学科下设立的新专业，我校于2011年正式开始招生。地理信息系统学科和遥感科学与技术的设置也表明了该学科的交叉性，尽管两个专业的侧重点不同，但都涉及到地理学、测绘学、图形图像学、计算机科学等专业相关的各种专业知识。为贯彻“厚基础，宽口径”的教育理念，切实做到理论联系实际。我们向大一新生开设了“空间信息技术基础”这门课，开设这门课的目的是对新生系统全面地介绍空间信息技术的全貌、各分支学科的主要内容及其之间的关系，阐述空间信息技术的发展历程，并将其经典基础理论与现代应用信息技术有机结合。通过该课程，一方面激发新生对空间信息技术产生浓厚的学习兴趣，建立学习本专业的信心，使学生提高对空间信息技术的整体认识，热爱地理信息系统和遥感专业，而且也为通识教育夯实基础。我校地理信息系统和遥感专业主要向全国十多个省市招收理科生，主要存在学生计算机水平与知识不平衡，理科生地理不作为高考引起的地理基础不牢，网络条件下信息服务参与度差别大等特点，而作为交叉学科的空间信息技术涉及到计算机科学、网络技术、地理学、图形图像学等。因此，在大一进行空间信息技术课程的讲授不同于其他专业课重点在专业技能和专业素质的提高，如何在起点不同、网络信息服务逐步深入学生学习生活的同时开展空间信息技术基础的教法研究是一个重要的课题。

1 网络信息服务中的空间信息技术实践教学

我校地理信息系统和遥感科学两个专业招收的都是理科生，在现行高考体制下，理科综合中只包含物理、化学和生物，没有地理学科。同时，不同省份和不同家庭条件的学生中计算机水平和对信息技术的了解水平分异较大，这些都成为空间信息技术基础这门课教学有效开展的障碍。通过与多届学生的教学互动以及与大学一年级新生的深入交流，学生主要有以下一些特点：一是地理知识和功底相对比较薄弱，主要原因是在高考指挥棒下理科生学习地理知识的课时和精力相对较少，特别是在农村地区；二是计算机应用和相关知识分异较大，一些农村地区在高中以前没有使用或者很少使用计算机与网络，而北京城区的学生计算机和网络使用水平相对较高；三是计算机软硬件和网络条件较好，学生使用计算机和网络兴趣浓厚，受考上大学的影响，大部分学生都拥有计算机，同时学校提供的网络上网条件较好，基本能够实现教学区和休息区的全覆盖，使用网络信息服务来引导空间信息教学条件较好。实践教学是加深感性认识、提高课程兴趣的重要手段。通过本课程的积极引导，让网络信息服务不仅成为生活娱乐的工具，也成为专业学习的工具。通过与日常生活相关的实践教学提升学生的专业鉴赏能力。针对以上条件，在实际空间信息技术教学中主要采用以下一些方法与手段来充分利用网络信息服务来进行空间信息技术基础的教学工作。

（1）通过分组的方式，利用课堂和课下互动来分享空间信息技术带来的不同的网络体验，提升专业兴趣。在充分了解学生各项基本知识和基本功能后，通过老师引导和学生自愿分组的方式，将学生分成3～5人的一个小组，小组完成以下诸如课堂讨论、课下互助的方式开展各项学习过程，在分组时应注意到学生的地域、计算机基础等的差异。如在第一堂课后，会让学生学会使用googleearth，并在googleearth上找到自己的家，并向第二堂课上向全班介绍自己学习使用googleearth的过程、对它的认识，以及找到家乡的过程。通过几轮的课堂教学效果来看，学生在没有老师引导的情况对空间分布、影像尺度等相关专业知识和思想有了朴素的认识，在课堂介绍阶段通过提问、讨论、点评等方式，能够将朴素的感性认识转化为专业知识和认知能力。在整个课程的教学过程中，设计了诸如家乡、著名自然旅游景点、热点事件的热点区域等多个课下实践和课上交流的过程，在空间信息网络服务的支持下从不同的知识侧面引导学生从单一的讲授学习到课下实践-课堂交流的互动和主动学习。在此过程中，各小组组员组成的合理性，各个课下实践-课堂交流主题的有趣性，以及选择各小组课堂交流的顺序都成为该方法手段能够顺利高效进行的关键因素。第一次选择小组完成任务的优秀程度可能直接决定了以后几次该方法手段的优秀程度。

（2）通过不同网络服务形式比较，加深学生重点基础知识和重要地学思想的理解。在空间信息技术基础教学过程中，需要学生通过地理对象抽象形成地理数据模型，通过数据模型的抽象形成数据结构，通过对数据结构的实体化形成地理信息等三个步骤，而在空间信息技术的发展过程，对地理对象的抽象、数据模型的类别、数据结构的多样性以及实体数据的海量性等都有不同的认知。在这些过程中，既有丰富的具体形象的对象，也有抽象的模型、数据等，借助网络信息服务下一些具体事例，方便学生更好的加深理解。如我们通过让学生观察自己的校园，并研读百度地图、虚拟城市等不同的网络信息服务工具下的矢量地图、影像地图、三维地图和地势图等不同的地图表现形式，通过比较、讨论、点评等多种方式，对空间信息技术中的矢量、栅格等不同数据格式和结构。

（3）引导学生将学习、生活与网络信息服务中的空间信息技术结合起来，应用专业知识来分析和理解。空间信息技术在当今社会各个领域的部门应用越来越广泛，一些空间信息技术中较为专业的名词简称或者缩写如GPS等经常出现在同学们的身边，教学过程中教师理应通过这些有利的条件引导学生学习、理解和深入探讨相关。我们可以通过比较新闻联播后的天气预报中的气象卫星遥感影像和资源卫星影像来引导学生分析不同对地观测卫星的用途与特点，可以通过googleearth上不同影像分辨率的变化来引导学生理解空间分辨率与地理空间尺度的概念，可以通过矢量地图、影像地图等常用的地图服务引导学生分析两种地图格式的异同等等。教学互动的过程覆盖到了同学的学习与生活的过程，我们在课堂上也积极引导学生将日常生活中观察到空间信息技术的应用与同学们分享，如在事件过程，同学们了解到了利用无人机获取影像的内容，在讨论过程中，学生和老师共同讨论了各种遥感平台、不同遥感影像、获取国家基础地理信息的手段等多种主题，教学效果良好。

2 结语与讨论

空间信息技术已经从专业化的应用向网络信息社会服务方向转化，应用这些基本的素材和网络信息服务的便利，可以有效的提升空间信息技术基础教学手段的效用。在空间信息网络信息服务的支持下通过课堂-课下教学互动能够帮助学生较好的形成空间信息技术的基本框架，提高学生学习兴趣和学习能力，形成良好的专业鉴赏能力。

参考文献

[1] 许捍卫，张友静，张行南.21世纪高校GIS本科人才培养方案的研究[J].地理信息世界，2003，1（4）：27-30.

[2] 王玲，王月健，刘琳.地理信息系统课程实践教学的改革与探索[J].兵团教育学院学报，2007，17（16）：55-57.

篇9

关键词：地理信息三维可视化系统；远程控制技术；计算机信息技术

中图分类号：P208；TU990.3

这些年以来，计算机信息技术、远程控制技术、摄像测量技术等一系列科学技术都有了突飞猛进的发展，这些发展变化将以最快的速度在最短的时间段内捕捉到空间信息，接着进行三维景观的重组变得不再只是梦想。特别值得一提的是地理信息三维可视系统的问世以及进一步研究应用为人们更好地认识周围环境提供了新的方法和角度。在与之相关的环境虚化体系里面，地理信息三维可视化体系也属于一种起着关键性作用的构成成分。

1 三维可视化地理信息系统的发展

当下出现的三维GIS系统以三维数据作为基础，能够很客观地将我们周围真实存在的事物进行虚拟化地再现。该体系在现阶段已经取得了很大的发展与进步，并能很好地处理大量数据漫游以及贴面修改等事务。不过在三维数据研究、建立模型以及数据整理等层面上还有不少不足之处需要改正。在当下，所能实现的只有在二维GIS的基础上增加一些填补工作，辅助建成三维的景观模型，而这样做充其量也只是山寨的三维GIS。三维可视化地理信息系统本来是对周围环境三维数据的储备，处理以及能够看见等不同技术的结合。但是就现在的技术水平而言，我们只能对山寨GIS进行利用，要是想要形成一个真正完整的三维GIS，我们必须处理好下面几个点：巨大的数据总量；多种繁琐的空间关系；数据储备以及整理、查看、搜索等等[1]。

2 地理信息三维可视化系统的应用现状

2.1 城市。中国的城市聚集着越来越多的人，越是繁荣人口密集的城市似乎越具有吸引更多的人群加入其中的魅力。人口的大量集中使得城市建设面临着越来越多的问题，而地理信息三维可视化系统的问世与进步可以为城市的发展提供很大的方便。例如城市管理中的居民管理、大气污染状态监控管理、地下用水管理、地下线路管理等等。

2.2 环境。新世纪，随着生态环境保护以及可持续发展观念的深入人心，地理信息三维可视化系统可以对大气环境、地表环境以及地下环境进行全方位的监控报告，能够生动真实客观地将我们周围的环境状况模拟出来，让我们及时客观地将周围的环境发展状况认识清楚，有利于更好地采取有效的措施进行治理和防护。

2.3 地质。地质是当下众多行业与学科研究工作正常进行的基础载体。地理信息三维可视系统能够更好地将我们拥有的地质环境，结构组成清晰地模拟出来，客观真实地再现在人们的面前，为各项研究工作，生产工作的正常进行，顺利展开提供无穷无尽的便利。

2.4 矿山。在矿产这一行业，地理信息三维可视系统又能将矿物质的形态与组成结构清晰地表达出来。有利于矿产勘查工作者掌握巷道，矿场等的详细地理信息，为矿产事业的发展提供详细有用又准确的第一手资料。方便相关政策方针的制定。

2.5 海洋。新世纪又将是一个海洋的世界，对海洋展开的研究利用将是我国是实现可持续发展目标的一个重要的手段。在这一方面地理信息三维可视化系统能够准确客观地将海洋知识汇报给有关研究机构，进行海水盐分、温度、压力以及水流方向等的研究，有利于我国对海洋的进一步开发。

2.6 气象。还可以用来汇报高空大气的情况，包括气流、风向、气压、构成元素、成分变化等。综上所述，地理信息三维可视化系统在我们的日常生活生产发展中涉及领域之广不容忽视，随着人类社会的进一步发展，它可以帮助我们解决各种各样的问题，所以要予以高度重视和关注。

3 地理信息系统基础平台的选取

地理信息三维可视化系统想要获得进一步全面的发展，不得不考虑地理信息系统平台的正确选择。在这一方面，一般使用的一个平台就是美国MIS企业开发出来的一款软件，Maplnfo，用它来作为地理信息三维可视化系统开发的平台。该软件具有功效超大、综合性强、比较直观等特点[2]。这款软件可以将数据和图像信息有效地组合在一起，对繁琐的地理信息进行分析，而且其具有的可视化地理分析能力还能够允许使用者将不一样的数据联系在一起，并将其展现出来，表达出数据中间存在的联系，以及数据的形式。它的特点有：

3.1 代码匹配。该系统能够为前后输入的图像以及属性数据进行自动的匹配工作，而且能够对这一过程中产生的错误进行自动修复。同时该系统还能够通过MapBasic语言对图像与数据进行有效地连接。

3.2 查询功能。Mapinfo允许对图像进行的点查看，功用齐全的SQL查看，为地理表达提供支撑，也可以将图形与数据连接在一起。搜素的成果能够用图形、表格等进行表达。

3.3 图形编辑和显示。允许对图形上的事物进行随意地删除和增加，也可以将独自的记录与条件等进行修改。至于数据的展现完全可以通过三种不一样的形式。

3.4 输出功能。可以将图形的部分打印出来，也可讲内部的数据变成AutoCAD能够识别的另一种形式。内部格式的数据形式也可以进行转变。

3.5 Mapinfo。不允许对象拓扑关系的构建。空间分析的作用需要通过最基本的对话框交互形式来完成。

4 三维可视化软件的选取

在地理信息三维可视化系统中，对三维可视化问题的研究与分析是其关键的构成部分。其中处于最中心地位的一个工具是三维可视化工具，它是及逆行那个三维图像研究制作，对地理信息三维可视化系统展开研究的关键性的一个步骤。在信息计算机起步之初，人类就已经展开了对计算机图像的研究工作，一直到九十年代开始，人类开始认识到繁琐的数字通过图像来表达更加利于理解，所以自此开始，三维图像以飞快的速度发展了起来。

5 地理信息三维可视化系统的进一步是实现

当下，在国内外，地理信息系统研究界，地理信息三维可视化系统的研究俨然已成业界的热门话题，计算机信息技术还在进一步发展中，所以地理信息三维可视化系统的发展还需要进一步的研究。

5.1 在数据层面，地理信息三维可视化系统数据主要由四个构成成分组成：图像的几何位置、属性信息、高度以及拓扑联系。在这些构成中缺少的是数据的Metadata，alsomeans元数据。该项数据是用来对数据的出现、投影形式、坐标构成、使用时间段、编码计划等作出记载，元数据有利于数据共享的实现。

5.2 应该形成一种三维可视化基础数据的管理体系，也就是说用该体系来对数据的录入录出，以及数据库的形成进行统一的管理控制。

5.3 该体系只保证了由二维地理信息系统转变为三维地理信息系统的一个方向上的督查，但是一个完善的三维地理信息系统应该将二维地理信息系统和三维可视化系统进行查询上的交换。

5.4 网络技术正在经历着飞速的发展变化，信息技术的更新换代，使得它在页面制定、公布以及传递等方面起着十分重要的影响，网络地理信息系统三维可视化系统能够帮助其是实现大众化的发展。

5.5 由于本系统还有针对高层领导的校园规划、建设等方面的决策要求，故需要根据实际情况实现本系统的辅助决策支持功能。

6 结语

地理信息系统是以计算机为基础的一项应用技术，它使与地理空间分布有关的信息得到更有效、更迅速的利用和传播。但大多数地理信息系统及其应用是基于二维坐标系的，缺少管理、分析复杂三维物体的功能，难以满足地理科学、大气科学、海洋科学等研究三维空间特征的要求，地理信息三维可视化系统的研究与开发己成为地理信息系统研究领域的重要方面。

参考文献：

[1]范江，汪嘉平.城市三维可视化地理信息系统初探[J].现代测绘，2005.

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关键词：地理信息；GIS；应用；发展

中图分类号：C952文献标识码： A

引言

GIS以地理空间数据库为基础，交叉了地理学、测量学、计算机科学以及地图学等多门学科，通过采用地理模型分析方法将多种空间的和动态的地理信息适时提供给工作人员，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。现阶段，GIS的应用领域在不断扩大，甚至已延伸到了企业信息化的过程中。

一、地理信息系统概述

GIS的全称是地理信息系统，这是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是一个在计算机硬件、软件支持下，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的系统，兼具“工具”、“资源”和“学科”三大属性。其“工具”属性是指为人们采用数字形式表示和分析现实空间世界提供了一系列空间操作和分析方法；“资源”属性是指将单一分散的数据资料和科学积累集成起来，成为研究和解决空间问题所需的综合信息资源。“学科”属性是指其有着相对独特的研究对象和技术体系，正在逐步地发展形成一门关于空间信息处理分析的科学技术。

经过了近半个世纪的发展，GIS理论与技术已经相当成熟，并且得到了广泛的应用。在资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、交通运输、水利电力、农林牧业等领域，GIS的作用和贡献十分显著。

二、地理信息系统的发展现状

地理信息系统发展是从60年代的探索时期，70年代的发展时期，80年代趋于成熟，到90年代开始普及与应用，然后逐渐步入用户时代。社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，GIS已经成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作系统。GIS理论和技术得到了迅速发展，尤其是GIS、RS(遥感)和GPS(全球定位系统)结合的3S技术，有力地推动了GIS的发展。RS是GIS重要的数据源，GPS为GIS则提供了空间定位信息，GIS利用这些数据和信息完成管理和分析功能。

目前，GIS在我国逐渐得到了普及应用，服务领域不断扩展，也获得了广泛的认可。但从技术实现方面看，大多数的GIS都是在现有的成熟技术上进行的开发，对新技术的追求力度还远远不够。例如，GIS开发者大多关注于如何实现空间查询，或者如何提高查询效率，但是却忽视了从查询结果中用户能得到什么样的结果，对用户有什么帮助，这时，GIS开发者是否可以借助智能专家系统来深入分析查询结果，提供更有价值的信息。再者，从数据可视化方面看，GIS开发者可能更多地追求传统的矢量和栅格数据的调度与展示，但是却也忽视了多媒体、动画、三维、虚拟现实等这些更现代的表现形式，以及多点触控、光电感应和重力感应这些逐渐兴起的操控方式。最后，从系统应用方面看，大多数GIS还不能够真正做到面向市场的企业级GIS，功能实现上也往往是常规的大众化的应用功能，没有能够从用户角度出发来完成某一领域内的深层次开发。

三、地理信息系统的应用

1、GIS在资源环境管理中的应用

资源清查是地理信息系统最基本的职能。利用GIS的分析和统计功能，提供资源环境管理的各种基本信息，并通过对应用模型的建立，为政府的决策提供依据和帮助。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据信息，建立了潜在的威斯康星地区的土壤侵蚀模型，据此，探讨了土壤恶化的激励，提出了合理的改良方案，达到对土壤资源保护的目的。

2、GIS在道路交通管理中的应用

近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计、道路管理，主要是指动态分段管理、流量和路径分析。

3、GIS在城市规划中的应用

通过地理信息系统将城市数据信息归并到一个统一的系统中，然后进行城市与区域的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态检测等。这些功能的实现是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件加以保证。

4、GIS在灾害监测中的应用

利用地理信息系统，借助遥感遥测数据，可以有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算，为球在抢险和防洪决策提供及时准确的信息。如在地震灾害中利用遥感遥测数据和实地统计数据，通过GIS技术建立灾情系统，在疾病监测、重点基础设施保护、应急指挥与管理、移动和车载制图、资源跟踪和管理、灾害损失估计以及相关信息的等功能的实现，为抗震救灾做出相应的贡献。

5、GIS在医疗卫生中的应用

地理信息系统在医疗卫生中的应用主要包括两个方面：一方面是GIS与流行病研究；另一方面是GIS与医疗设施分布。其中GIS与流行病研究主要是应用于对流行病的数据可视化、空间数据分析以及流行病模型的建立。GIS与医疗设施分布中，应用于医疗设施规划，通过分析由调查统计获得的数据，并对其进行社会经济分类，然后建造合理的小社区诊所。GIS在医疗卫生中的另一个重要应用就是将上述两个方面结合起来，建立空间决策支持系统。该系统包括对流行病分布情况、医疗设施的分布情况进行可视化表达，以及对感染人群的流向等方面的控制，为流行病的防控提供决策支持。

6、GIS在军事和国防中的应用

现代战争的一个基本特点就是与“3S”技术的紧密结合，从战略构思到战术安排各个环节。通过遥感遥测等手段获得数据，然后利用地理信息系统对获得的数据进行分析和处理，再结合全球定位系统对目标攻击点进行定位。

四、地理信息系统的发展趋势

1、GIS网络化

对于GIS的发展，计算机网络技术是起到质变作用的重要技术。万维网的发展给GIS数据在更大范围内的、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。网络浏览器的使用从视觉上给提供和使用地理数据的人们带来了方便。地理数据不仅可以按照地理位置、专题内容、生产机构、使用价格等进行搜索，甚至可以直接在网上进行数据的各类空间操作，使用网络提供的各类模型进行模拟，直接产生新的数据结果，真正地实现“网络就是计算机”这一新的概念模式。

2、GIS标准化

GIS发展到今天这个规模，能够在各种领域得到使用，使人们不断意识到软件、硬件、数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对GIS的使用。其中内容可能包括GIS的各个组成部分、各个操作过程、各种数据类型、软件硬件系统等。标准化真正实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。

3、数据商业化

地理数据的开发、更新和维护既费时又费力，在GIS界曾经有认同结果，GIS硬件、软件和数据的造价比是110100，所以如何更有效地生产和维护地理数据将会是GIS未来面对的主要挑战之一。

4、系统专门化

目前，GIS软件和系统还是作为一个整体独立存在。许多软件提供全面的GIS功能，可以在任何一种需要GIS的部门使用，没有具体专业领域的限制；而从使用机构的角度来看，很多机构都只需要GIS软件中的部分功能。软件的部件见化是这个趋势的前兆，也为GIS软件的专业化做了必要的准备。将来的各类应用系统中，GIS可能会作为一个必备的部件存在。

5、GIS全球化

网络技术的发展缩小了世界的空间，使人与人之间的距离也缩短了。在这个环境里，GIS越来越发展成为一种有效的工具来帮助人们了解他们所生存和依赖的自然条件状况和社会变化状况。GIS的标准化也将进一步促进它在国际范围内的推广和使用。

6、GIS大众化

GIS不仅在国际舞台上已经越来越受到人们重视，甚至在人们日常生活中也起到了越来越重要的作用。在GIS界有人曾经说过，全球80%的人都离不开GIS，所以GIS的大众化是不可避免的。

结束语

近年来，随着GIS(地理信息系统)理论与技术的不断发展，GIS的应用日益广泛，其在地学学科中大规模的应用和全面发展，同时也涉及到所有空间信息分析处理的领域中。因此，着重对地理信息系统的应用与发展进行研究是非常重要的。

参考文献

[1]江彬,周荣福,许保瑞,徐海林,郑睿博,吴向楠.地理信息系统的应用及发展趋势[J].中国高新技术企业,2010(15):61-62.

[2]郭宏慧.地理信息系统的应用现状和发展趋势分析[J].河北农业科学,2009(01):140-142.