地理信息系统及其应用范文

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关键词：GIS；空间数据；系统应用

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

Keywords: GIS; The spatial data; System application

中图分类号：G623.45文献标识码：A 文章编号：

测绘技术

0.引言

GIS（Geographic Information System），地理信息系统，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴技术，是采集、储存、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的计算机系统。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来，其操作对象是空间数据，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理结果。随着GIS技术在国民经济建设各领域、各部门的应用日益普及和深入，GIS的潜在价值正在不断地发现和挖掘。GIS系统作为国民经济重要基础设施之一的重要性和不可替代性正在被广泛认识和接受。GIS正在逐渐成为各种各样基于IT的信息系统和应用系统的公共平台。GIS需要发挥的已不仅仅是其传统同时也是最基本的作为空间查询检索和专题制图辅助工具的那些功能和作用，更重要地，GIS正在逐步成为一种与我们的工作、学习、生产和生活密不可分的重要因素。

1.地理信息系统在国内的研究应用。

虽然目前地理信息系统软件很多，但对它的研究应用，归纳概括起来与两种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS基础上，利用它的开发功能进行二次开发，成为用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统的应用进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

1.1 GIS的技术特点

GIS的数据输入是将现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码输入到数据库中的过程。常规做法有地图上手扶跟踪数字化、图形扫描等，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，如利用RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据作为数据源；GIS的数据处理重要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别储存，重要可以根据需要选定不同的图层叠加以形成各种专题地图。

在空间分析和统计方面GIS帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析、缓冲区分析、网络分析等。栅格空间数据分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析。

1.2 GIS系统与其它系统的区别

GIS有别于DBMS（数据库管理系统）。GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DMBS。

GIS有别于MIS（管理信息系统）。GIS要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用。MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文字形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据库和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。

GIS有别于CAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

2.GIS对城市发展的影响

2.1 GIS在城市建设的应用

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中主要内容。利用GIS技术可进行城市规划的辅助设计、工程选址等工作，也可进行城市管理的规划控制、辅助决策等工作。在大规模城市基础设施建设中，根据区域地理环境特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，充分体现了GIS的空间分析能力。

2.2 GIS在城市规划中的作用

在GIS中，由于所获取的地图数据详尽、可靠、准确，大大提高了城市规划的科学性。同时，计算机的高速运算和具有极强的逻辑判断功能，可在短时间内提供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性。而且，计算机可以自动地生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库又易于删补、更新，因而还可以实现城市规划的动态监控和动态设计。通过对GIS的研究和使用，充分发挥数字地图在城市规划设计中的作用，使信息的获取和使用臻于统一，促进城市规划工作。

2.3对城市GIS的展望

随着城市信息化进程的快速发展，城市GIS将会在政府宏观决策、城市建设的各个领域中发挥出越来越重要的作用，城市GIS发展将面临许多方面的挑战。城市地理信息系统建立后，有条件进行小范围的局部更新，要坚持通过竣工验收的方式，进行竣工测量，保证地理信息数据的质量和观势性。同时，充分利用信息科学、计算机技术和网络技术，不断完善城市地信息处理数据系统，加强城市地理信息服务系统功能的开发和城市地理信息网络交换系统的建设，从而实现地理信息的快速获取与更新、智能化处理和一体化管理、网络化生产管理与分发服务，相信城市GIS必将迎来一个迅速发展的崭新阶段。

3.结束语

地理信息系统是一个非常全面而又非常基础的应用系统，优秀的地信息系统可为许多专业领域提供基础的信息情况，并通过多种计算机技术进行分析及辅助觉得，本套系统中实用功能按照人们日常生活、工作、出行的需求进行设计，以人们的最熟知的操作习惯入手，可为公众提供更多更全面的服务。GIS的发展速度和规模空前。它正在与GPS（全球定位系统）、RS（遥感系统）、DPS（数字摄影测量系统）、ES（专家系统）和多媒体技术进一步融合，扩展其功能。一旦更全面地解决了数字地图信息的自动采集问题，加强了空间技术的研究，将空间数据库与方法库、知识库联接起来，GIS又将向集成化、智能化方向发展。将有力地推动城市规划管理的严格性，决策的科学性和设计的高效率。

参考文献：

[1]郭仁忠.空间信息[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社.2000.

[2]黄杏元.地理信息系统概论[M]. 北京:高等教育出版社.1990.

[3]李志伟.地理信息系统及其应用[J].计算机工程与应用,1995.

[4]陈述彭.地理信息系统导论.北京:科学出版社,1999.

[5]边馥苓.地理信息系统原理和方法.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.

[6]郭伦等.地理信息系统统一原理、方法与应用.北京:科学出版社,2001.

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Abstract: GIS geographic information system is based on geo-spatial database with the support of the computer hardware and software. application engineering and information science theory are carried out for scientific management and integrated analysis of geographical data with spatial content in order to provide management information for decision-making technology systems. In recent years, GIS technology is increasingly applied to urban transport planning and plays an increasingly important role.

关键词:交通规划;GIS技术;地理数据

Key words: transportation planning;GIS technology;geographic data

中图分类号:P20文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0236-01

1地理信息系统(GlS)的数据和功能特性

地理信息系统GIS(Geographic Information System)是用于获取、存储、查询、分析以及显示具有地理参照数据的一种计算机系统,它能够把空间数据和相关属性数据有机地结合起来,实现空间地理数据和属性数据的共同处理、查询和分析。

早期GIS功能主要是实现由人工向机助制图的转变,地学分析功能等较为简单的功能。随着计算机图形学和数据库理论的发展成熟,GIS表现出日益强大的数据管理组织和空间分析能力,在功能复杂性上区别于其他系统。地理可视化功能使GIS不再只是提取实体间有用联系的数据库管理工具,分析功能使其不只是一个自动绘图应用系统,数据库管理特性使其能够在无预定义的地理相关实体之间捕获空间和拓扑关系。将GIS本身定位为一种最终信息的集成技术,提供数据管理和建模平台来整合各种来源的空间和属性数据。

2建立和完善城市交通综合管理需解决的GIS问题

①空间布局问题。既能够展示现有的空间布局状况,又能够表达规划人员对于未来空间布局的规划与预期。②网络计算问题。这属于优化布局的问题。即看某种规划方案是否合理,比如从秦皇岛出发运输某种货物到达广州搜企网,在运输路径、运输工具、时间和经费等方面的选择上进行综合的网络计算,从而得出投入回报比最优的方案。③动态设置问题。交通状况不是一成不变的,要根据时刻变化的动态来进行数据更新,在此基础上再进行规划设计。④区域分析问题。交通不是一个孤立的存在,它与周围的经济、人口、自然环境等都会发生关联,所以进行区域分析是交通规划工作的要义之一。⑤时空历史变化的对照问题。瞬息万变的现实会导致大量的历史数据,如何存储历史数据,如何处理变化后的数据,如何更新数据,如何在历史数据和最新数据之间进行自由转换,这也是GIS平台要解决的任务之一。

3GIS在城市交通管理规划中的应用

GIS 与各种应用模型的结合也使人们可以在数据资源和管理阶段之上构建对空间决策进行分析和可视化的复杂模型,广泛应用在城市交通设施管理、交通控制、安全分析、环境评估和交通规划等交通领域中,功能可以得到进一步拓展。在城市交通管理规划中,基于地理的分析是决策的基本要求。普通数据库管理系统无法应对大规模的复杂数据。在交通规划系统和地理信息系统空间数据的相似性基础上,可以利用GIS来管理数据资料和网络信息,建立点线面的空间数据与交通专业数据库间的各种映射关系,将GIS的许多功能结合到交通管理规划过程中。

①专题图制作。可以利用动态分布来制作国道技术等级分布图,即在不同的路段、建造技术处于何种水平,整个的分布状况如何利用动态分布来表达交通量,比如长三角国道交通量分布图;利用缓冲区分析来制作的104国道区域经济干线辐射能力示意图,目的是看范围内路线的选择是否合理;利用网络分析来确定从产地到消费地以什么样的运输方案才最优,比如制作现代物流运输系统规划方案示意图等等。②地理数据的导入、导出。今天的GIS工具,已经可以自由实现地理数据的导入和导出。比如可以从系统中以行政区划或屏幕裁减的方式导出空间数据,带到工地现场进行办公,同样,也可以把外出办公后采集的数据导入到整个系统中去。③多媒体表达。GIS系统能够与OA等其他系统兼容,从而能够满足规划报告的多媒体表达的需要。比如,它可以同时表达图形、文本、表格和视频信息。

4GlS在城市交通规划方面的重要作用

GIS使人们可以在数据资源和管理阶段之上构建对空间决策进行分析和可视化的复杂模型,广泛应用在城市交通设施管理、交通控制、安全分析、环境评估和交通规划等交通领域中,功能得到进一步拓展。在城市交通管理规划中,基于地理的分析是决策的基本要求。在交通规划系统和地理信息系统空间数据的相似性基础上,可以利用GIS来管理数据资料和网络信息,建立点线面的空间数据与交通专业数据库间的各种映射关系,将GIS的许多功能结合到交通规划过程中。GIS是为解决与地理位置有关的问题而建立起来的计算机技术系统,已经被广泛应用于自然资源管理、市场分析、设施管理和军事模拟上。借助于GIS管理城市交通共用信息平台中的交通信息,实现了交通信息管理的可视化,也有助于交通信息的数据挖掘和交通管理的辅助决策。

①GIS是规划效率的发动机,也就是说GIS系统的使用提高了规划制作的效率。②GIS是规划成果质量的催化剂。GIS平台能够把所有的数据都整合在一起,提高了规划方案成果的质量。③GIS是规划数据标准化的强有力工具。在没有使用GIS工具和平台前的手工作业时代,各种数据都分散在不同的规划人员手中汉阳科技,难以保证数据的标准化,而使用GIS工具和平台后,所有的规划人员都是从同一个平台上调用数据,从而能够保证数据的标准化。④GIS是规划数据和成果的共享平台。通过GIS平台,不仅可以方便地调用数据,还能够可以看到所有的文本信息,展示规划的成果。通过引入GIS技术,提高了交通规划业务工作的效率,简化了业务流程。

参考文献:

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关键词：GIS；发展；演化

一、前言

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

二、GIS的提出和迅速发展

50年代，由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这样就导致了地理信息系统的问世。

1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是，由于当时计算机技术水平不高，存储量小、磁带存取速度慢，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图，进行地图数据的拓扑编辑，分幅数据的拼接，并发展了基于栅格的操作方法。

进入70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备—磁盘的使用，为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。

三、80年代的GIS—地理信息系统（Geographic Information System，GIS）

80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现，为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外，软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广，推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展，并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划（如道路、输电线等）转向更加复杂的区域开发问题。当时，GIS已跨越国界，在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题（如全球变化、全球沙漠化监测等）。因此，国际著名的GIS专家，即前面提到的R.T.Tomlinson认为：“如果70年代是GIS发展的巩固时期，那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期，GIS还保留有地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的含义和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）

地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究，并指出地球信息基础理论的实质内容：地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体，而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等；并认为：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于这个Info还包括很多地学规律，其分析模型必须以地学为基础。

Goodchild于1992年提出地理信息科学(Geographic information Science)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求，它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询，而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的；它在注重地理信息技术发展的同时，还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题，如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见，地理信息科学在地理信息技术研究的同时，还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。 世纪之交，由于地理信息系统的应用日益广泛，加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合，逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统，为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证；同时，这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广，掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝，于是时势造英雄，促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期，GIS己经渐变地含有地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）的含义和意思。

五、现在的GIS—地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)

近年来，随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系统已成为许多机构（特别是政府决策部门）必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题，地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划，也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

近来，个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员，顾名思义，他们工作在远程位置，如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据，在远端使用这段数据，然后在每天工作结束的时候将改动更新（同步地）到主数据库上。这种场景的一个重要方面是：客户端保留有数据，并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势，这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统（GPS）的应用，可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置，并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会（Open GIS Consortium，OGC）提出了开放位置服务（Open Location Service，OpenLS），希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定：所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的，追踪精度为 125米。这样，一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念，与此同时，对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息，从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前，LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时，GIS已朝着地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)的方向发展。

六、结　论

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2013年3月，科技部下发“关于2012年度国家工程技术研究中心立项的通知”，中国地质大学（武汉）依托已有“湖北省地理信息系统软件开发与应用工程技术研究中心”和“教育部地理信息系统软件及其应用工程技术研究中心”申报建设的“国家地理信息系统工程技术研究中心”获批立项。

国家地理信息系统工程技术研究中心，着重围绕地理信息系统产业发展的关键技术问题，针对地矿、资源、海洋、农业、水利、气候、环保、交通、石油、化工、防灾减灾、国家安全等方面对地理信息技术的迫切需求，开展地理信息系统基础平台及关键技术等方面的研究，重点突破地理信息系统构架体系技术、时空数据管理技术、时空分析与模拟技术等关键技术，促进地理信息产业技术的进步和升级，进一步增强中国地质大学在该领域的优势和特色，并带动学校与数字地球各相关学科快速发展。

1.需求分析

具有相关需求的包括：工程中心3S软件集成测试开发环境的需求；云构架环境下对海量地理数据的空间计算及多维时空的智能化计算需求；海量遥感数据管理、处理分析和服务需求；新型软/硬件架构的GIS体系研究以及实现海量空间数据的跨平台、高效并行计算以及云计算能力需求；实现海量数据一体化管理与集成服务能力需求；感知技术、移动计算，以及嵌入式设备三维可视化等研究与开发需求；面向过程模拟的多维时空数据模型、大规模多维时空数据一体化管理、多维可视化表达等研究需求。

2.建设目标

（1）为开展GIS工程技术研发、工程实验环境建设与服务平台建设、人才队伍建设，制定良好的管理体制及运行机制提供环境。

（2）建设实现“一流的工程化、产业化水平、一流的工程技术人才、一流的工程实验条件、一流的管理运行水平”。

（3）形成一套GIS工程技术创新、成果转化验证、技术扩散体系。

（4）提升学校学科建设的信息化水平，促进我国地理信息系统产业发展。

二、建设内容

1.建设方案

（1）GIS工程中心软件开发测试平台环境建设

为大型分布式GIS架构，海量空间数据库库，高效智能空间计算，多维时空模拟，移动GIS等方面的开发、研究及测试提供基础的软，硬件IT环境。

（2）GIS工程中心地理空间信息公共服务平台建设

部署万兆网络、高性能的服务器和云计算平台等，为产业化服务与推广，以及建立公共的服务平台提供条件。

（3）GIS工程中心人才队伍建设

引进成熟的云服务支撑技术，项目管理和软件测试工具，各种先进开源的技术研究测试等，为工程技术人员提供有利学习研究环境。

2.项目实施技术路线

（1）软硬件选型及采购

1）刀片机箱；

2）服务器系统：刀片服务器/机架式服务器；

3）磁盘存储系统；

4）云服务平台基础软件；

5）开发测试服务平台软件。

（2）基础云服务平台搭建

（3）开发测试服务平台及管理系统搭建

其中一部分为网络中心：部署云计算平台系统，涉及云平台管理服务器，监控服务器，计费服务器、云计算服务器资源池以及存储等IT基础资源。并提供网络设备接入校园网，为云计算平台及其上的业务系统提供网络接入服务。

另一部分为信息工程学院：部署公益性性能测试平台，供学院进行部署应用和研究测试，部署大型空间计算系统已经空间数据库系统。

第三部分为工程中心终端接入，作为信息终端接入，访问信工学院，网络中心，校园网，公共互联等网络。

3.平台特点

GIS工程研究项目的计算资源按需分配，可动态调整；为各种GIS工程项目的快速自动化测试提供了基础环境；提供了对各种GIS研究项目物理机、虚拟机和虚拟环境的全面监控和预警能力。

4.性能指标

已集成x86/Power等多种型号的刀片中心和高性能服务器，统一提供云计算服务；提供10种以上的不同操作系统镜像，目前研究项目所用虚拟机实例已达50个以上；基于FC SAN提供的存储资源达到110T以上；提供万兆以太网接入访问速率。

三、经验总结

该平台带来的效益：

（1）GIS云服务平台为GIS软件开发测试带来时间效率上的提升

（2）GIS云服务平台为GIS软件开发测试带来资源使用效率上的提升

在该平台的建设过程中，取得了一些经验与大家分享：

系统部署要模版化，避免手工进行服务器、网络、存储、集群、高可用性等系统配置；

运维管理模式应从传统的物理环境扩展为物理+虚拟环境的管理；

提高软硬件设备的利用率，优化资产利用；

实现灵活的计费计量，科学衡量为业务部门提供管理成本核算参考；

管理和部署复杂、复合应用，应跨越不同基础平台，快速构建应用测试环境；

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1　地理科学在科学体系中的地位

钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设（图1、图2、图3、表1），下面分别表述原著与解解的内容。

附图

图1　钱学森论人类的知识体系

fig.1 the statement of human knowledge system by qian xuesen

钱学森将当今人类对科学知识的体系，分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读，可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象；而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象；建筑科学界于客体与主体科学之间；军事科学实际上是指谋略科学（包括经济、政治、军事等），是在掌握所有科学基础上的智慧较量；美学是纵贯于各个学科的；数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。因此有以下的科学分类网络系统（图2）。

附图

图2　科学分类的网络体系

fig.2 the network system of science classification

在五个开放的、复杂巨系统中（图3），地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列，其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“规律”。

钱学森提出的社会主义总体设计部（表1）中，除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外，特别提出地理建设，笔者将其修改为地理系统工程，并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。

表1　社会主义建设的系统结构（略有修改）

tablel the system structure of socialism construction

附图

2　地理信息科学

20世纪70年代以来，随着航天技术的迅猛发展，来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加；随着计算机技术的迅猛发展，处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生，使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展，带动了整个地理科学的建立与发展。

附图

图3　五个开放的复杂巨系统

fig.3 five open complex giant system

地理信息科学的主要内容就是天地信息一体化网络系统，包括航天信息网络系统（外层空间卫星之间的信息网络）、地面的网络系统、天地之间的网络系统三部分，是有线网络与无线网络连通的一体化网络系统。1998年笔者发表了“航天信息与地理信息一体化网络系统及其应用”的论文[5]，2002年又发表了“论地理信息科学的发展”[6]一文。两篇论文基本上代表了地理信息科学的创始与发展，当前各行各业都在进行数字化或信息化的建设，实际上都是天地信息一体化网络中的部分子网络或子系统。地理信息科学中最重要的原创性的成果是遥感信息模型与地理信息编码模型。

随着遥感信息的大量获取，数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类，使用的数学工具主要是数理统计的方法，把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量；物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因，因此采用反演的方法，使用辐射传输方程为主的数学工具，事实上不承认地理现象的不确定性；大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息，快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统，其信息量远不可与遥感信息量比较，地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息，与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合，也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合；确定性与不确定性（包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性）辩证统一；图像与方程（一个像元或一个图斑、一个方程）耦合；抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。

地理信息系统本来就是为了制作地图而创建的，因此地图学家将从遥感中提取的系列地图存入地理信息系统，是顺理成章的。但是这种地理信息系统无论空间分析功能多么强大，也不可能进行模型计算，外挂、内嵌种种方式都不可能解决直接进行模型计算问题。系列地图存入计算机的图形库时，信息又是冗余的，因此带来一系列与计算机技术发展格格不入的疑难，最为典型的是数据挖掘，数据挖掘说明存在数据库中的信息有冗余。遥感信息模型的运算要求地理信息系统可以直接进行模型计算，由此地理信息编码模型应运而生[10,11]。传统的地理信息系统以图形的叠合(overlay)为主；而能够进行遥感信息模型运算的地理信息系统则以像元或图斑中的多位编码的抽取(extract)为主。这又是完全相反的途径。地理信息编码模型还是地理定量信息与定性信息转化的纽带，也是地理信息系统中属性库与地理专家系统中知识库联系的桥梁。

总之，天地信息一体化网络系统是开放的复杂巨系统，研究这个巨系统的地理信息科学的内容远远超过了3s(remote sensing,global positioning system,geographical information system)的范围，而是以天地信息一体化网络系统为核心的天—地—人—机系统。地理信息科学虽然是从属于地理科学的技术科学，但是地理信息科学的诞生与发展是引领地理科学成长的核心力量，因此本刊更名时，将地理信息科学与地理科学相提并论，突出了地理信息科学的重要性。

3　地理系统工程

地理系统工程当前尚未被广泛认识，已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时，必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立，可以进行定量预报和回溯，因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面，这8个方面是互动的。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究复杂的地理系统工程就是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，地理系统工程的实践指日可待。

4　理论地理科学

地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段；另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8]，为理论地理科学奠定了坚实的基础。

理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论；其次是地理类比的广义相似理论[13]；第三是一般地理复杂模型理论与地理数学；第四是地理数学在部门地理—部门子地理系统工程与区域地理—区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究，那么就失去了理论意义。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究理论地理科学也是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，理论地理科学的建立指日可待。

5　地理科学在可持续发展信息社会中的作用

地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”，然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的，按照发达国家的水平，一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现，人类一方面需要依靠科学技术开发资源，如太阳能的利用，靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射，靠纳米技术直接转化太阳能为电能；另一方面是靠信息技术节省资源、能源，如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一，靠航天技术获取外层空间信息源，靠计算机技术建立信息网络。由此可见，地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用[14]。随着地理信息科学的发展，地理系统工程与理论地理科学的发展，将为国民经济的主战场做出重要的贡献。

由上分析，可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识，地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分，因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的，是既有继承性又有发展性的；是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁，切不要轻视技术，高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。

【参考文献】

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[10]　马蔼乃.地理信息编码模型[a].地理科学与地理信息科学论[c].武汉，武汉出版社，2000.283-302.

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[12]　马蔼乃.21世纪黄河系统工程方略（首届黄河论坛暨王化云治黄思想研讨会）[n].黄河报（转载），2002.

篇6

关键词：土地管理；地理信息系统；应用；分析

中图分类号：F301文献标识码： A

土地管理是一个相当广泛的概念，包含多种数据，这些数据都具有图形和属性特征。其中，图形数据涉及地籍图、宗地图、土地利用现状图、规划图以及各种应不同要求而制作的专题图等图件资料，它们描述了大量图形目标的空间位置和相邻关系；属性数据则是与这些图形数据相关的说明信息，按不同的实体类型可以分为宗地属性、界址点属性、界址线属性。

土地管理的特色是对土地空间特性的管理，而这种空间特性，恰恰就为GIS的应用提供了广阔的天地：首先，利用GIS的数据采集与编辑、信息查询、数据库管理、统计制图、空间分析等功能，土地工作者可将已编码的空间数据结合起来，确定其地理位置，并可以对空间数据进行逻辑分析和运算；其次，GIS在建立和分析地理对象之间的拓扑关系上具有极其强大的功能，可以对各类地物的属性和它们的空间分布进行科学分析和最优决策；再者，GIS的图形用户界面大方直观、简单易用，用户能够快速熟练地掌握其操作技能，并可以方便地浏览和查询地物的分布特征及其属性信息。此外，GIS在土地管理中的应用可以大大改善土地管理系统中基础数据的收集及管理运行方式，提高土地管理工作的效率。

1 GIS在土地管理中的应用

1.1地籍信息管理

地理信息系统对地籍信息的管理体现在其信息直接反映每一块宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面积、利用类别、等级等),权属管理(所有权、使用权、他项权利等),附着物信息(地上、地下建筑及各种设施情况),文档信息(调查原始资料、法律、条例等)和图形信息(地籍图、土地利用现状图等)。地籍信息管理系统的目标是完成土地调查、登记、统计、评价，为地籍管理提供依据，为土地法律咨询提供手段。在城乡地籍管理领域,建立地籍管理系统、城镇地籍管理信息系统、时域地籍信息系统、农村地籍管理信息系统、日常地籍管理信息系统。

1.2土地评价与利用规划

土地利用规划是一个系统工程,起着对土地利用进行控制、协调和监督的作用,使得土地的社会、经济、生态效益达到最佳状态。从内容上说, 土地利用规划包括土地的自然和经济属性的评价和用地需求量的预测。地理信息系统在土地利用规划中可以发挥巨大的作用,尤其是在土地评价方面,可以进行土地资源清查、土地生产潜力分析、土地适宜性评价和土地人口承载力分析。

1.3土地利用动态监测

由于土地利用动态管理信息系统是为城市规划土地管理分析决策提供及时、准确的土地利用状况信息，因此需要一套完整和科学的实时更新机制，既确保数据的真实性和现势性，又能建立合理、有效的管理体系。在土地利用调查以及动态监测中,可以通过地理信息系统与遥感的结合,获取土地类型和土地利用现状信息,监测土地利用变化,通过地理信息系统数据库以及在地理信息系统的支持下的土地评价分析,利用专家们的知识与学问研究，建立土地利用决策模型,辅助土地利用决策。

1.4土地政策的模拟

政策是支配为既定目标而操去行动的各重原则,是为解Q在土地上所发生的有关法规、程序、体制、效率或权益等问题，提出有系y、有程序解决问题的方式或作法。通过地理信息系统,可以模拟土地政策在土地管理的预先应用原则和效果,为制作完善的土地管理政策提供依据和平台。

1.5土地利用总体规划

土地利用总体规划是在一定规划范围内，根据当地自然和社会经济条件以及国民经济发展要求，协调土地总供给与总需求，确定或调整土地利用结构和用地布局的宏观战略措施。土地利用总体规划是我国今后实施土地用途管制的主要依据,其主要任务有具体落实土地利用总量平衡分解指标的数量与分布,土地生产潜力等级与土地质量等级的划分和图形的编制,土地开发、整治、复垦规划项目的落实与实施,土地用途管理,土地利用动态变化信息反馈等等。

1.6城市地价评估

通过动态制定和监测城市地价，可以调查城市地价的水平及变化趋势，及时向社会提供客观、公正、合理的地价信息，为政府加强地价管理和宏观调控土地市场提供决策依据。

1.7在地质矿产资源管理领域,有助于矿产资源管理地质灾害的预防。

1.8测绘与地图制图

地理信息系统技术源于机助制图。地理信息系统（GIS）技术与遥感（RS）、全球定位系统（GPS）技术在测绘界的广泛应用，为测绘与地图制图带来了一场革命性的变化。集中体现在：地图数据获取与成图的技术流程发生的根本的改变；地图的成图周期大大缩短；地图成图精度大幅度提高；地图的品种大大丰富。数字地图、网络地图、电子地图等一批崭新的地图形式为广大用户带来了巨大的应用便利。测绘与地图制图进入了一个崭新的时代。特别是地形图、地籍图与房产图，在城市基础地理数据方面的内容基本上是一致的，只是地籍图与房产图增加了地籍与房产的专题内容（如宗地、丘、房屋栋号），而城市中的宗地和丘是一致，反映土地的权属范围和界线。建立GIS以后，完全有条件实现三图的统一。

1.9服务窗口的运用

把窗口收件初审，办事程序、办事指南和办件进度，查询；审批等统一到电子政务系统中。实施限时办公制度，明确窗口、各科室和信息中心的职责，提高透明度；使机关人员从繁琐的手工制作中解脱出来，提高办事效率；可以解决应用困难的问题。

2 GIS在土地管理中的应用前景

随着计算机技术和空间技术的进步与快速发展。GIS在土地管理中的应用将会越来越广泛。在未来，GIS不仅将成为土地管理的关键支撑技术之一，对土地管理产生极大的影响，促进土地管理的信息化、现代化，而且将与GPS、DPS(数字摄影测量系统)和RS(遥感技术)等先进技术一起促使自动化土地管理(ALM)产业的形成与发展。目前，遥感(R6)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)三者结合，其功能更为强大，尤其在土地利用动态监测方面。再者Internet与地理信息系统的结合，给地理信息系统提供了新的机遇。这些也都将会在土地管理领域得到长足的应用。

地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化，最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术，现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科。这已经为大家所公认。地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS)接受信息。变换和校正后进人空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等：运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出。这一范围包括了计算机科学、地图学、航测、遥感等多种学科的交叉。

3结束语

科学技术是第一生产力。现代土地管理要充分利用高技术，使土地资源得到科学合理的利用、开发、整治和保护，实现土地资源的永续利用与社会、经济、资源环境的协调发展，不断满足社会经济长期发展的需要，达到最佳的社会、资源环境和经济效益。

GIS技术经过近几年的快速发展，已日趋成熟，逐步由静态数据的管理发展为具备辅助日常业务办公等管理功能的信息技术，建立一套基于GIS的管理系统可以大大提高土地整理项目管理的效率，具有较大的现实意义。

参考文献:

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[关键词]GIS软件；软件工程；三维功能

中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0307-02

引言

经过了40年的发展，GIS即地理信息系统（Geographic Information System）已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。从应用的角度，GIS系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。传统GIS 软件的2维功能已经不能满足社会发展的需求，对3维 GIS 软件的研究已成为相关领域的热点问题。目前，许多GIS软件都提供了3维功能，如可视化、分析等功能。

一、GIS系统的背景介绍及发展现状分析

GIS是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。GIS与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在GIS系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。

GIS是一门多技术交叉的空间信息科学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就。此外GIS又是一门以应用为目的的信息产业，它的应用可深入到各行各业。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

在实际工作中对于特定行业的GIS应用，一般都需要进行或多或少的软件开发工作。但无论是GIS基础软件的开发还是在基础软件基础之上的应用开发，无论是大至几百上千万的项目还是几万的小项目，GIS的开发目前在我国都存在一些问题。最主要的原因就是没有遵循软件工程学的科学方法，如：没有足够的分析和设计、代码不规范和文档不完备等。

二、常用的GIS软件介绍

2.1 MapInfo软件

MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件。从1986年推出第一个DOS版本Map Info V1.0到20世纪90年代初的Windows版本Map Info V3.0，其产品逐渐变得成熟，并很快流行起来。1995年和1998年分别推出Map Info Professional V4.0和V5.0，使这个产品趋于完善。Map Info是美国Map Info公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。Map Info 含义是“Mapping + Information（地图+信息）”即：地图对象+属性数据。

2.2 Map GIS系列软件

MAP GIS系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。系统具有以下特点：采用分布式跨平台的多层多级体系结构，采用面向“服务”的设计思想。具有面向地理实体的空间数据模型，可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征，完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。

2.3 Geo Star软件

Geo Star是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件。Geo Star系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据，DEM数据高度集成。

三、GIS系统存在的问题

由于GIS工程项目的专业性和复杂性，用户的需求在系统开发的整个过程中都在不断变更。如果没有一个完整的需求变更管理方案就贸然进入设计和开发阶段，所埋下的隐患是：一旦用户的需求发生较大变化，对开发中的系统将可能是毁灭性的打击。这种情况在实践中屡见不鲜。软件项目的目标超出原始计划，业界通常称为项目目标范围蔓延.这是软件开发中的固有矛盾。GIS项目目标定义困难，而且由于开发周期内项目必然会面临改进，这就极易导致项目目标的蔓延。如果处理不当将成为项目失败的主要原因。因此，必须采取一些措施控制对项目目标的蔓延，并确保开发者们不会受到这些改进带来的负面影响。？

近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

四、 GIS的对策分析

4.1加强GIS软件工程的培训和管理。软件工程的概念还远没有在GIS工程的研究人员、开发人员、管理人员的头脑中扎下根来，软件工程的方法还远没有成为完成GIS工程的自觉行为。要提高GIS工程研究人员，开发人员和管理人员对软件工程的重视，首先就要加强GIS软件工程的教育工作。如在大学中开设GIS软件工程课程或在相关课程中将GIS软件工程作为重点章节进行讲授。加强GIS从业人员的继续教育，让GIS从业人员认识到在GIS工程中实施软件工程学方法是必然的。

4.2详细的系统分析和设计。由于用户需求涉及的因素较多，而用户与软件人员之间由于背景知识、看待问题的角度等的差异，对需求的描述和理解可能会不完备或存在不一致。在实际工作中，用户的需求还常常随外部条件或内在因素的变动而呈现易变的特点。充分地需求分析及系统分析可以最大限度地消除用户与软件人员之间的不一致，详细地系统设计和代码设计可以提高软件的质量，增强系统的可移植性，提高工作效率。

五、地理信息系统的发展趋势

5.1 GIS软件开发越来越趋向于产业化及市场化

目前，我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌，如Map GIS、Geo Star等，并在较多领域内得到应用。但总体上看，中国GIS市场尚处于初始发展阶段，规模偏小，空间分布不均衡，产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构，也有不少政府部门自己成立新的部门，承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中，与Arc GIS或Map Info这样的产业化公司相比，这些机构和单位也许有较强的开发能力，但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌，而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业，我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。

5.2 共享和开放的GIS系统

GIS的研究对象和基础是数据，离开数据，GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就，但从应用来看，GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域，GIS的应用更为落后。目前，我国GIS的应用范围很窄，大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中，社会普及率很低，对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称。造成这种现象的原因很多，但主要原因是GIS数据的保密性。随着大量GIS数据的共享和开放，GIS将在各个领域中发挥强大的功能，更好地为人民生活和经济发展服务。

5.3 交通GIS和网络GIS的发展

交通领域必然是GIS的重点应用领域之一。随着汽车拥有量和物流业在中国的不断增加和发展，对交通信息和车辆导航的需求也逐渐增大。交通GIS凭借其强大的交通信息服务和管理功能必将促进交通规划、建设、管理以及智能交通的发展，同时可以带来巨大经济及社会效益。据统计，日本在使用智能交通系统以前，仅1991年因交通事故（或与交通有关的意外）的死伤人数就达100万人，因交通拥堵而损失了53亿小时，造成约12万亿日元的直接经济损失。采用智能导航系统后，交通堵塞和交通事故大为减少。

六、结束语

GIS是计算机科学、空间科学、信息科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘科学，是对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、现实和描述的技术系统，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，包括对数据的管理，研究空间实体及相互关系；通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地理图形和数据形式表示处理结果，目前成为多学科集成并应用于各领域的基础平台，成为地理空间信息的基本手段与工具，并且成为一个新兴的产业。

参考文献

[1] 万林.网格GIS下协同式空间信息工作流实现技术研究[C].中国地质大学，2012.

篇8

1地理科学在科学体系中的地位

钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设（图1、图2、图3、表1），下面分别表述原著与解解的内容。

附图

图1钱学森论人类的知识体系

Fig.1ThestatementofhumanknowledgesystembyQianXuesen

钱学森将当今人类对科学知识的体系，分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读，可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象；而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象；建筑科学界于客体与主体科学之间；军事科学实际上是指谋略科学（包括经济、政治、军事等），是在掌握所有科学基础上的智慧较量；美学是纵贯于各个学科的；数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。因此有以下的科学分类网络系统（图2）。

附图

图2科学分类的网络体系

Fig.2Thenetworksystemofscienceclassification

在五个开放的、复杂巨系统中（图3），地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列，其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“规律”。

钱学森提出的社会主义总体设计部（表1）中，除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外，特别提出地理建设，笔者将其修改为地理系统工程，并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。

表1社会主义建设的系统结构（略有修改）

TablelThesystemstructureofsocialismconstruction

附图

2地理信息科学

20世纪70年代以来，随着航天技术的迅猛发展，来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加；随着计算机技术的迅猛发展，处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生，使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展，带动了整个地理科学的建立与发展。

附图

图3五个开放的复杂巨系统

Fig.3Fiveopencomplexgiantsystem

地理信息科学的主要内容就是天地信息一体化网络系统，包括航天信息网络系统（外层空间卫星之间的信息网络）、地面的网络系统、天地之间的网络系统三部分，是有线网络与无线网络连通的一体化网络系统。1998年笔者发表了“航天信息与地理信息一体化网络系统及其应用”的论文[5]，2002年又发表了“论地理信息科学的发展”[6]一文。两篇论文基本上代表了地理信息科学的创始与发展，当前各行各业都在进行数字化或信息化的建设，实际上都是天地信息一体化网络中的部分子网络或子系统。地理信息科学中最重要的原创性的成果是遥感信息模型与地理信息编码模型。

随着遥感信息的大量获取，数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类，使用的数学工具主要是数理统计的方法，把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量；物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因，因此采用反演的方法，使用辐射传输方程为主的数学工具，事实上不承认地理现象的不确定性；大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息，快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统，其信息量远不可与遥感信息量比较，地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息，与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合，也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合；确定性与不确定性（包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性）辩证统一；图像与方程（一个像元或一个图斑、一个方程）耦合；抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。

地理信息系统本来就是为了制作地图而创建的，因此地图学家将从遥感中提取的系列地图存入地理信息系统，是顺理成章的。但是这种地理信息系统无论空间分析功能多么强大，也不可能进行模型计算，外挂、内嵌种种方式都不可能解决直接进行模型计算问题。系列地图存入计算机的图形库时，信息又是冗余的，因此带来一系列与计算机技术发展格格不入的疑难，最为典型的是数据挖掘，数据挖掘说明存在数据库中的信息有冗余。遥感信息模型的运算要求地理信息系统可以直接进行模型计算，由此地理信息编码模型应运而生[10,11]。传统的地理信息系统以图形的叠合(Overlay)为主；而能够进行遥感信息模型运算的地理信息系统则以像元或图斑中的多位编码的抽取(Extract)为主。这又是完全相反的途径。地理信息编码模型还是地理定量信息与定性信息转化的纽带，也是地理信息系统中属性库与地理专家系统中知识库联系的桥梁。

总之，天地信息一体化网络系统是开放的复杂巨系统，研究这个巨系统的地理信息科学的内容远远超过了3S(RemoteSensing,GlobalPositioningSystem,GeographicalInformationSystem)的范围，而是以天地信息一体化网络系统为核心的天—地—人—机系统。地理信息科学虽然是从属于地理科学的技术科学，但是地理信息科学的诞生与发展是引领地理科学成长的核心力量，因此本刊更名时，将地理信息科学与地理科学相提并论，突出了地理信息科学的重要性。

3地理系统工程

地理系统工程当前尚未被广泛认识，已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时，必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立，可以进行定量预报和回溯，因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面，这8个方面是互动的。中国的人口问题、西部开发问题、21世纪水资源问题、能源问题、洪旱灾害问题、环境问题、生态农业问题、城镇体系问题、基建布局问题、产业结构动态调整问题以及相互之间的协调发展问题，无不属于地理系统工程。

地理现象是复杂现象，地理系统是开放的复杂巨系统。当研究西部开发时，如果国家各个部门各行其是，石油开发只考虑石油开采与输送管道；交通只考虑公路建设；铁路只考虑铁路建设；水利只考虑南水北调问题；城镇建设只考虑城市规划等，那么整体的西部地区有可能产生许多事倍功半的现象，例如修了公路没有物资运输；城市居民结构不尽合理；劳动力与产业结构不配套等。钱学森的社会主义总体设计部就是要把地理系统工程与政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设系统地结合起来，地理系统工程仅是其中的一个子系统。而人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业是地理系统工程中的子系统。人口中的数量、素质、结构、分布是人口系统中的要素；资源中的矿产资源、水资源、生物资源、土资源、大气资源等又是资源系统中的子系统；大气环境、水环境、土环境、生物环境、地质环境是环境系统的子系统；交通、铁路、航运、航空、供排水、供电、供气、供暖、电讯、电视、计算机网络是基础建设系统的子系统等。系统嵌套系统，分层次子系统与交叉子系统，构成完整的、开放的、复杂的巨系统。

研究开放复杂巨系统的方法，首先是将系统分解为多层次的子系统，明确其中的交叉子系统；其次是从定性到定量地确定子系统中各个要素与指标体系；第三是根据指标（相似准则）建立模型进行预测预报；最后是检验该巨系统的效益与效率。当前大多数是分别研究人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等子系统，在一个地区全面研究区域地理系统工程的有效实例不多，区域经济地理的研究还远远够不上地理系统工程。笔者曾在2000年底提出中国水资源、水灾害、水环境、生产用水、生活用水统一解决的洪水充分利用，全国水系网络化与渤海淡化的地理系统工程，中国科技报曾进行报道，之后笔者在“21世纪黄河系统工程方略”一文中进行阐述，首先所能进行的研究是虚拟地理系统工程。全国水系网络化与渤海淡化是21世纪的世纪工程，尚需有识之士共识，广泛地深入研究，进一步的论证。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究复杂的地理系统工程就是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，地理系统工程的实践指日可待。

4理论地理科学

地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段；另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8]，为理论地理科学奠定了坚实的基础。

理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论；其次是地理类比的广义相似理论[13]；第三是一般地理复杂模型理论与地理数学；第四是地理数学在部门地理—部门子地理系统工程与区域地理—区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究，那么就失去了理论意义。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究理论地理科学也是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，理论地理科学的建立指日可待。

5地理科学在可持续发展信息社会中的作用

地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”，然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的，按照发达国家的水平，一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现，人类一方面需要依靠科学技术开发资源，如太阳能的利用，靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射，靠纳米技术直接转化太阳能为电能；另一方面是靠信息技术节省资源、能源，如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一，靠航天技术获取外层空间信息源，靠计算机技术建立信息网络。由此可见，地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用[14]。随着地理信息科学的发展，地理系统工程与理论地理科学的发展，将为国民经济的主战场做出重要的贡献。

由上分析，可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识，地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分，因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的，是既有继承性又有发展性的；是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁，切不要轻视技术，高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。

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[11]马蔼乃.地理知识的形式化[A].地理科学与地理信息科学论[C].武汉，武汉出版社，2000.261-274.

[12]马蔼乃.21世纪黄河系统工程方略（首届黄河论坛暨王化云治黄思想研讨会）[N].黄河报（转载），2002.

篇9

[关键词]GIS；滑坡致灾；成因分析

中图分类号：TU94+3.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0005-01

1 引言

滑坡地质灾害作为一种典型的地质灾害，这些年来的研究手段也开始逐渐更多的利用地理信息系统（GIS）。地理信息系统的逐步发展和完善也使得它在滑坡地质灾害研巧中的应用得到了不断的拓展。这是因为地理信息系统软件分析功能的逐步完善、地理信息系统性价比的不断提高、集成技术研究水平的不断提{、滑坡地质灾害研究理论与研究方法的逐步完善等。现在，越来越多的研究人员、灾害管理机构也开始尝试运用地理信息系统强大的空间分析和空间数据库功能来研究和管理滑坡地质灾害的信息。也正是因为地理信息系统空间分析和空间数据库管理的优越的功能，决定了它非常适合用于解决滑坡地质灾害研究领域中的许多诸多问题，例如滑坡信息的管理、滑坡时空序列的分析、滑坡灾害发生与静态及动态环境因素（如暴雨、地震）等之间的相关分析、滑坡灾害风险性、危险性评价等。

滑坡地质灾害是发生在地球表层一定范围内和某个时间段的一种灾害现象，在空间上，不同类型的滑坡体大小有很大的差别，时间快慢差别也很大，但是这些都是灾害孕育环境与触发因子共同作用下的而导致的。而滑坡灾害和它所产生的影响因素都与空间位置都有很大的关系，利用地理信息系统的技术可以对滑坡地质灾害和滑坡地质灾害的相关信息进行管理，也可以从不同的空间和时间尺度上分析滑坡地质灾害的发生与环境因素之间的统计关系，定量、半定量的评价滑坡地质灾害发生风险及滑坡地质灾害可能的影响范围。

2 地理信息系统功能概述

地理信息系统，是对地理空间实体和地理现象的特征要素进行提取、处理、表达、管理、分析、显示和应用的计算机空间或时空信息系统。主要由三个方面的特征：

（1）地理信息系统能够很好的采集、管理、分析和输出各种地理信息，具有很好的动态性和空间性。

（2）地理信息系统的地理数据管理需要在计算机系统的支持下进行，并在计算机程序的支持下进行常规的或着专口的地理分析，从而能够对空间地理数据进行管理，从而得到有用的信息，也能够完成一些比较艰巨的任务

（3）地理信息系统能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统的进行空间定位和过程动态分析。

一个完整的GIS主要包括四个部分：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据和系统管理操作人员。计算机硬件系统主要是由输入/输出设备、中央处理单元、存储器等这些基本元素组成，在这些硬件组件的协助下，可向计算机系统提供必要的信息，保存数据以做好现在或将来使用的准备，把处理得到的结果或着信息提供给客户。计算机软件系统是配备的的各种程序，除了常用的计算化系统软件之外，一般还包括地理信息系统软件、其他支持软件、应用分析程序等。GIS重要构成的因素中还包括了人，地理信息系统不同于一副常规的地图，它是一个动态地理模型。需要人来进行组织、管理、维护和更新、将系统扩充完善、根据实际需要对应用程序开发，并且可以灵活的采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策提供服务。

3 滑坡致灾因子分析及单一因子对滑坡影响的评价分析

孕灾环境是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和人类社会圈所构成的综合地球表层环境。也就是孕育产生灾害的自然环境和人文环境，其中最主要的是气候和地表覆盖的变化。孕灾环境因子主要包括：

坡度：主要反映的是地表的陡缓程度，通常用来标记丘陵、山体、道路等的斜坡的陡峭程度。一般来说，坡度的几何特征能够决定滑坡是否发生，斜坡体的坡度是决定滑坡体下滑动力的控制因素。

地形起伏度：是指在某一特定的区域中，最高点与最低点海拔高度的差值。地形起伏度从宏观上描述某个区域地形特征的，是划分地貌类型的重要指标之一。地形起伏较大的地方，滑坡灾害更易孕育和发生，并且滑坡地质灾害在这些地区发生的时候更容易造成更大的伤害，更容易威胁人民生命财产安全。

高程：指的是某一点沿着铅垂线方向到绝对基面的距离。高程对降雨量、植被类型及植被覆盖率有一定影响。随着高程的加，降水量可能减少，植被覆盖率可能会降低，且植被可能由森林变为灌木、草地等，进而间接影响滑坡的分布。

致灾因子即由孕灾环境产生的各种异动因子。其是由各种自然异动、人为异动、技术异动、政治经济异动等产生的。

降雨量：是指从天空中降落到地面的雨水，没有经过蒸发、渗透、流失而汇聚到一个水层的深度。降雨是滑坡地质灾害的外界因素，在岩性、植被覆盖率、坡度等都差不多的情况下，降雨量越大，发生滑坡地质灾害的可能性也就越大。人类工程活动：人类由于生产生活而对自然进行改造或是影响，会对地形地貌、植被、河流等的分布造成影响，也有可能会造成一定的自然灾害。

基于不同孕灾因子，对高程、坡度、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离、地形起伏度等6个因素进行了分类。由于该地地形起伏大且地形地貌复杂，对高程、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离等这4个因素进行了等距分级，对坡度进行了自然间断法分级。采用确定性系数进行滑坡的危险性区划的假定是滑坡的危险性可以根据过去滑坡与确定为诱发因素之间的统计关系进行确定。也就是未来在达到与相似条件地区的其他滑坡发生时所处的相似环境条件时，将发生滑动。CF这一概率函数，最早由Shortli和Buchanan提出，由Heckerman进行了改进，如下：

式中，可以表示为整个研究区域的滑坡数目与研究区面积的比值，是事件在整个研究区A中发生的先验概率，是时间在数据类a中发生的条件概率，在实际滑坡应用中可以表示为代表数据类a的单元中存在的滑坡数目与单元面积的比值。通过函数变换，CF的变化区间为，负值代表确定性降低，正值代表事件发生确定性的长；也就是说，负值表示滑坡变形失稳的确定性低，正值表示滑坡变形失稳的确定性高。在这一区间内，值越大，越容易发生滑坡。当值接近于0，则代表先验概率与条件概率很接近，即不能确定这一单元是否为滑坡易发区。

通过对所在研究区不同因素的影响程度来看，坡度和高程对滑坡的影响较大，而道路和水系的分布对滑坡稳定性影响次之，断裂带的分布对滑坡灾害发生的影响较小。在研究一个区域内滑坡灾害发生的可能性时，不能只从单一方面考虑，而要综合不同方面，从各个角度进行分析，才能确保数据结果的准确性。

结语

运用地理信息系统，对滑坡地质灾害进行分析，可以对灾害发生地段、灾害发生的危险性以及发生可能性的大小做出判断。论文主要运用ArcGIS为工具，将滑坡灾害分布点和孕灾、致灾因子进行空间分析和计算，得出滑坡灾害发生的风险性等级评定。

⒖嘉南

[1] 高佳.基于GIS的铜川市矿山地质灾害信息系统设计[D].西安科技大学，2011.

[2] 胡秋芬，王刚，王世梅，等.三峡库区万州滑坡地质灾害危险性评价与区划[J].三峡大学学报（自然科学版），2016，38（1）：20-25.

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关键词：地理信息系统；实践教学；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）02-0106-02

一、引言

地理信息系统（GIS）是一门综合性的应用学科，其应用领域相当广泛，几乎涉及各行各业。随着信息技术的发展，社会对GIS人才的需求亦日益增大[1-2]。很多高校开设了GIS课程，相关教育工作者就GIS人才的培养和课程教学开展了大量的探索[2-5]。GIS同时也是一门实践性和技术性很强的学科[3]，实践教学在GIS课程教学中的重要地位亦得到广泛的认可，已有部分高校专门把GIS实践作为一门独立的课程开设。本文针对独立开设的GIS实践课程，在分析传统教学方法不足的基础上，从教学内容、指导方式、教学方法和考核方式等方面进行了课程建设和改革方面的探讨。

二、课程教学目标和内容

以课堂所讲授的地理信息系统的原理和方法为指导，结合国际著名GIS通用平台（Desktop for ArcGIS）的具体操作和应用，加深学生对GIS原理和方法的理解和更全面地了解GIS在各领域中的应用。

课程实践要求学生在利用ArcGIS软件完成一定训练任务的基础上，进一步了解地理信息系统工具功能和作用，具有初步应用地理信息系统平台解决实际工作的能力，为其今后利用GIS开展有关工作和研究或进一步深造打下良好的基础。

课程要求学生已经学过GIS的理论知识，并具有遥感原理、测量学的相关知识基础。要求学生通过实践课程的学习掌握运用GIS工具的相关功能求解涉及空间数据的有关应用问题的基本过程和技术要点。

实践课程教学围绕GIS的基本功能和处理流程进行，其内容主要涉及空间信息显示与制图、矢量数据和栅格输入与编辑、矢量数据分析、栅格数据分析、地形分析和网络分析等。

三、传统教学方法及其弊端

传统的GIS实践教学，往往是围绕GIS的主要功能设计独立的教学项目进行，教学项目的设计目标侧重于功能的操作步骤，而在功能与实际应用的联系方面则考虑较少，项目和项目之间也是松散联系或毫无联系。教学过程中，往往采用老师示范为主，学生操作为辅的教学模式，即老师先进行操作的示范，学生再根据老师的演示步骤进行练习。这使得学生在实践过程中只看重软件的具体操作，而忽略了具体功能的应用场合、问题求解思路和步骤，不利于培养学生的综合分析能力和创新能力，导致学生在课程学习过程中积极性不高，亦无法建立理论、实践和应用三者之间的关联。

另一个不容忽视的问题是课程考核方式的合理性。通常的考核方式，是从学习态度、出勤情况和最后考试或报告等3个方面进行考核。这种考核方式对于理论课而言较为合适，但对于具体实践过程很重要的实践类课程（特别是涉及内容较多的GIS实践课程）则不是很实用。因为该考核方式没有突出实践环节的中间过程，会导致学生在实践过程中一味追求速度，缺乏必要和充分的思考，直接影响了教学效果。

四、课程改革实践

1.教学内容。我们经过不断查阅资料和多年的教学探索，对GIS实践中的项目从实用性、应用性、系统性和功能性等方面进行了重新设计、编排和梳理，主要体现在以专题为主线，把GIS功能融入实际应用需求的求解过程中，突出以应用需求为导向的实践项目内容的组织，从以GIS功能熟悉为主的传统实践转向以GIS为手段的问题求解。

每一个专题的几个实践项目都基于同一套实际应用数据，这样最大程度上保证了实践内容与实际的贴切性，同时也有利于培养学生多角度观察和分析数据的能力。另外，实践内容以空间分析为主线，其他GIS功能体现在实践过程中，既体现综合性，又确保了主体性。

2.指导方式和教学方法。指导方式上，以学生操作为主、教师示范为辅的方式进行。教师对于一些典型的、复杂的操作进行示范，并对典型问题的求解过程进行解析。教学方法上采用“专题式教学+案例式教学+归纳式教学+启发式教学+自主学习法”多种方法穿行。

（1）专题式教学：实践环节以熟悉GIS软件功能模块操作为目的按专题编排实践内容。

（2）案例式教学：每个专题包含一个或多个以解决某个实际应用需求的案例，每个案例体现GIS软件相关专题功能的熟悉及其应用情景。

（3）归纳式教学：每个案例操作完毕后，在指导教师的引导下，要求学生进行归纳总结，具体包括：①该案例练习用了什么类型数据（表格数据、矢量数据，还是栅格数据？点、线，还是面数据）？②经过哪些处理步骤③得出什么结果？④用到GIS什么功能？⑤实施过程中关键点有哪些？

（4）启发式教学：每个案例操作完后，在指导老师的引导下，要求学生结合自身专业思考如下问题：①该案例解决了什么问题？②解决该问题要用到哪些数据？③数据的特点是什么？④这些数据还可以做哪些分析？⑤类似的方法可以应用到哪些行业或领域？⑥具体解决他们的什么问题？⑦又该收集哪些方面的数据？通过这些问题的思考，提升学生对GIS功能与方法的理解的同时，激发他们的发散思维，做到举一反三，触类旁通。

（5）自主学习法：课程的最后提供一个自主学习环节，学生以小组为单位按照指导教师提供的数据（不同小组数据不同），自主构建特定应用情景，提出情景需求，然后根据数据进行处理分析求解问题目标，并完成报告的撰写。

3.考核方式。考核方式应体现多样性、科学性，做到合理有效，公平公正。考核内容从“质”和“量”两方面进行，注重学习态度和学习结果的同时，还注重整个实践过程中的学习环节，体现多样性、科学性和可操作性。具体如表1所示。

为控制缺勤、迟到早退及课堂表现不佳的情况，对于“3次及以上缺勤（2次迟到/早退相当于1次缺勤）或学习态度警告”的学生，考核中统一被评定为“不及格”。

五、结束语

课题组教师经过多年从事GIS教学的经验积累，在分析总结的基础上，对GIS实践课程进行了课程建设和改革方面的探索，主要体现在项目内容的设计、指导方式和实践教学方法的改革创新及考核方式的优化调整。通过革新后的实践内容、教学方法和考核方式的实施，教学效果显著提升，主要体现在：

1.专题式、案例式、归纳式和启发式教学方法的运用，使得学生进一步理解了GIS的有关原理，明确了GIS相关功能的应用场合，对如何应用GIS去解决实际应用问题有了更清醒的认识；熟练掌握了ArcGIS软件的有关操作，实践操作技能得到提高的同时学习积极性亦大为增强，缺勤情况极少发生，绝大多数学生学习态度自始至终都非常端正，提问的人次也较以往大幅提高。

2.运用自主式学习法进行情景式实践报告的实施，加强了运用GIS软件分析和解决有关实际问题的能力，学生充分发挥想象能力，创新能力得到进一步提升。另外小组工作模式增强了团队的分工协作能力，论文撰写能力亦得到显著提高。

3.通过实践课程的学习，学生积累了大量实用的经验，为后期参加大学生创新活动、毕业设计提供了坚实的基础，亦为毕业之后的工作或继续学习起到了很好的铺垫作用。

参考文献：

[1]党安荣，刘钊，贾海峰.面向应用的高校GIS教学探索与实践[J].地理信息世界，2007，04（2）：9-14.

[2]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，2003，01（4）：27-30.

[3]陈正江，汤国安.关于“地理信息系统”课的实践教学[J].高等理科教育，2002，（4）：69-71.