地理信息科学专业评估范文

导语：如何才能写好一篇地理信息科学专业评估，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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1摄影测量与遥感学的发展趋势

摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学，是地球空间信息学的核心。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集成科学与技术，属于现代空间信息科学与技术的范畴。2004年，美国劳动部把地球空间信息技术与纳米和生物技术一起列为当今最具发展潜力的三大技术，其发展有以下几方面的趋势。

1.1空间信息获取的发展趋势

地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展，人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像，大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率，形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法，为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。

随着新一代全球卫星导航定位系统(GNSS)的发展，定位系统将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态，从而实现无地面控制的高精度、实时摄影测量与遥感。

1.2空间信息处理的发展趋势

地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。目前，摄影测量与遥感所存在的一个突出问题是数据海量、信息不足、知识难求。利用网格技术进行网格计算给解决这一问题带来了新的机遇。

1.3空间信息管理的发展趋势

地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。从网格计算的资源共享和协同计算观点看，目前，地理信息系统已从单机GIS系统发展到网络和移动地理信息系统(Web-GIS和Mobile-GIS)，下一步将走向网格地理信息系统(Grid-GIS)。为此，需要解决地理空间数据存在的时间基准不一致、空间基准不一致、数据格式不一致和语义不一致引起的问题。空间基准不一致引起的问题可以采用全球地心坐标系或坐标变换来解决;数据格式不一致可以用互操作软件解决;时态和语义不一致引起的问题较难解决。前者要解决空间数据的实时更新或建立时空地理信息系统，后者需要一个基于本体的空间信息语义网格来处理这些语义的差异，从而实现网格技术下空间信息的共享和互操作。

1.4空间信息应用的发展趋势

地球空间信息成果应用的发展趋势是成果的多样化和应用的大众化与普适化。未来的地球空间信息成果产品可以是矢量的或栅格的，可以是图形的或影像的，可以是二维的或三维的，可以是静态图像或连续动画视频图像，可以是多媒体或流媒体，可以是虚拟现实或可测的实景影像，也可以是上述各种形式产品的融合与集成。长期以来，摄影测量与遥感主要面向地球科学和环境科学的应用，作为基于影像的空间信息科学，它除了将继续在影像城市、虚拟数字地球和地理环境中得到应用之外，还有很大的潜力用于工业制造、医学诊断、文化遗产保护等方面。如果将原始或加工后的影像连同它们的方位元素和测量工具软件一起作为产品，则用户可在Web2.0环境下实现自己的按需测量和按需解译，从而实现地球空间信息成果应用的大众化与普适化。

1.5新地理信息时代的出现

随着下一代互联网与Web2.0的出现，一个新的地理信息时代悄然而来。新地理信息时代的服务对象不仅包括专业用户，而且包括普通大众用户。在新地理信息时代，可实现专业人员和大众用户互动，共同参与按需服务。服务环境是图形、图像和多媒体，服务的提供和实现都是动态的。

2摄影测量与遥感学的发展重点

随着国家经济实力的增长、科学技术的进步和社会可持续发展的需要，中国的地球空间信息科学与技术包括摄影测量与遥感在内，在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生，自主创新，努力工作，并虚心向世界各国同行学习，学习和吸收世界各国的先进技术和经验，围绕创建我国和谐社会，以空间信息服务为中心，建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。未来几年内的发展重点简述如下。

2.1发展先进的高分辨率对地观测系统

为了进一步推动中国遥感对地观测的发展，首先要抓好空间信息的数据源。2005~2020年，《国家中长期科技发展规划纲要》指出:发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率(dm级)先进对地观测系统，发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星，建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。到2020年，建成稳定的运行系统，提高我国空间数据的自给率，形成空间信息产业链。

2.2构建面向实时服务的广义空间信息网格(GSIG)

地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成，形成全球的广义空间信息网格。广义空间信息网格指的是在网格技术的支持下，在信息网格上运行的天、空、地一体化地球空间数据获取、信息处理、知识发现和智能服务的新一代整体集成的实时/准实时空间信息系统。

2.3加强高性能空间信息处理与分析技术的研究，解决应用的关键技术

为推动空间信息技术的应用，进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术，突破高精度定标与定位、宽带微波成像修正、遥感图像超分辨率分析与相干处理、多源卫星遥感影像自动配准与融合、高空间分辨率影像目标自动识别、高光谱影像地物精细分类、基于遥感机理模型的地物参数的定量反演与同化等技术;发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术，突破空间信息自主加载、维护、复合匹配与服务等技术，开发具备自我维护功能的空间信息网络服务软件系统。突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术，开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件，建立应用系统，为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础。

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关键词：大数据；地理信息系统；物联网

中图分类号：P208 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0170-02

1 概述

“大数据”是继“云计算”之后互联网时代掀起的又一个热潮。大数据时代正靠近我们的生活。地理信息系统（Geographic Information System，GIS）得到计算机软硬件系统支持，也拥有对地球表面（包括大气层）空间中和地理分布有关的数据进行采集、储存、管理、计算、研究、显示和说明等功能[1]。作为一门涉及面广的综合学科，地理信息系统信息技术的发展尤为重要[2]。在互联网时代，“大数据”这种重要资源增长速率过快，当今人类社会的发展与转型[3]正在被慢慢侵蚀着。地理信息系统也身在其中，以基于位置的服务（Location Based Service，LBS）为代表的新技术的加入使得地理信息系统及产业在获得发展机遇的同时也面临挑战。

2 大数据

2.1 大数据定义

IDC（Internet Data Center，即互联网数据中心）最新的研究结果显示全球每18个月新增的数据量是人类有史以来全部数据量的总和到2020年，每年产生的数据将达到40ZB，其中传感器网络所产生的数据占40%[4]。而且这些数据中95%是不精确的，非结构化的数据[5]。归纳了（Volume、Varity、Velocity、Veracity、Value）大数据的5V特征，以区别于大众思维中的“海量数据”[6]。

大数据和有联系的自发地理信息（volunteered geographic information，VGI）存在联系不同需要研究。VGI和大数据都以大量个体数据汇总后的增值应用为目的，VGI应用目的优先；大数据使用过程目的明确，形式呈F多样化。这一特点使大数据应用速率增加相当快[2]。

2.2 大数据的发展现状

“云时代”的到来将大数据变成了一个焦点。大数据中非结构化的数据比传统数据占的分量重。大数据技术具有快速获得有价值信息的能力[7]。

大数据具有很高的商业价值。数据交易可产生很好的效果；为了提高企业销售率，增加利润，我们可以降低营销成本。数据共享、交叉复用后获取最大的数据价值是大数据的价值。

3 大数据对GIS的影响

大数据中的地理（理论）：在地理学研究领域中，新数据的环境由大数据、开放数据与一些集成起来的小数据一起构成，这种新环境对现有地理学理论的证明有很大的帮助。传统的地理学理论以均质化集合单元的长期变化为分析对象进行勘测研究，在新的数据环境下，所呈现出的即时性、多角度维度、以及细粒度的变化观测对于一些关注异质化个体短时间内变化的地理学理论产生有很大的帮助和改善[10]。新地理学理论的发展离不开新数据环境[8，9]。

地理（环境）中的大数据：大数据的生产、处理和使用无时无刻都在被当时条件允许范围内的社会、经济、自然等等地理环境所影响，而这些地理环境根据各方面的原因条件所给予的表达不够具体，并且是具有选择性的，产生了盲区需要克服和改善。数据的变化也间接地改变了我们的生活。

3.1 机遇

大数据带来了研究范式的变革[13]。大数据可以依靠研究人行为所带来的移动的轨迹以及所处地理环境位置的重要特点进行评估。猜测人一天内活动的规律以及活动的范围。从而得到想要的人体情感态度以及土地范围活动区域内的相关信息。

大数据影响着地理学研究范式的变化趋势。传统的地理学“自上向下”，而现在“自下向上”也开始流行起来。其优势和不足比重各占一半。在空间大数据下，地理学进行学术勘测调查务必考虑结果的可验证性、尺度变化性以及相对不确定性。相关关系等重要因素只是其中的一部分而已。

大数据能够在一定程度上克服传统数据的不足。也为创新地理学研究的议题提供了机遇。

数据时空粒度随着时间的推移，逐渐越来越变的精细。地理空间所给予我们的信息储备也变得越发重要。地表要素的属性变化在每时每刻都随大数据时代的地理信息影响，尤其是移动的个体或群体对象，移动的个体或群体对象空间位置和其自身的属性变化更为明显，地理大数据的出现促进了地理计算（GeoComputation）与城市计算（urban computing）和社会计算（social computing）的交叉和融合。大数据技术的城市与社会应用过程中很多研究场景和内容与大数据的空间紧密贴合[15]。

大数据对人文地理学的影响也是自然地理学的影响。在优化区域布局、防灾减灾、城市精细化管理、智慧城市等方面综合多维的国情地理数据影响甚大。这些大数据，对人文地理学研究内容与研究范式提供了巨大突破创新的机会。

3.2 挑战

由于原始样本的偏差、预处理方法是否恰当等多方面因素，地理学者对收集来的大数据的质量无法进行系统性评估，大数据是一个新呈现出来的新鲜事物，研究案例可供借鉴研究的少之又少，条件也不够充足，所以研究问题片面不够具体，所以研究的结果大多数都不够足以让人信服。

“大数据”不是“全数据”，在研究中需要研究数据样本里的独特点，集成多源数据交互印证是处理大数据的代表性问题的一大关键点。大数据主要提供了一种对既有模式及规律的研究调查手段，这一大发现对于地理学的意义不可忽视，使我们能够接触到以前从未触碰过让人耳目一新的新事物，这对于生物学发展有着很大的促进作用。

迄今为止，大数据在地理学中的应用，仅仅还停留在校验印证既有理论的一方面，未取得理论上实质的突破与创新。我们今后研究，首先就应该将有关研究中主要思想抓紧，然后将范式需要保留的精华部分进行总结提炼，以最快的速度研究，从而形成在大数据的时代中，存在的地理学新概念新思想以及新方法的系统论述。

4 结束语

大数据时代的来临对中国的地理信息系统的格局产生了很大的影响。以物联网、云计算为首的等多个技术的发展将为GIS的发展带来更多的便利，也同时给我们带来了机会。GIS的使用价值为了可以在大数据中全权体现， GIS与大数据技术的结合发展速率要提高。研究初心不能改变，地理学者仍要脚踏实地，沉着冷静客观地看待“大数据”的使用条件，依托地理学科及专业知识论证去完成多源数据相互检验等质量评估工作。大数据在地理中的应用基础需要一步一个脚印的走出来。

参考文献：

[1]汤国安，赵牡丹，杨昕，等.地理信息系统（第二版）[M].北京：科学出版社，2010.

[2]胡捍东.大数据时代下测绘地理信息产业的机遇和挑战[J].测绘与空间地理信息，2015，38（12）：150-152.

[3]吴志峰，柴彦威，党安荣.地理学碰上“大数据”：热反应与冷思考[J].地理研究，2015，34（12）：2201-2221.

[4]Adshead A.Data To Grow More Quickly[EB/OL].http：///news/2240174381/Data-to-grow-more-quickly-says-IDCs-Digital-Universe-study，2012.

[5]Mayer-Schonberger V，Cukier K. Big Data[M].Sheng Yangyan，Zhou Tao. Haungzhou： Zhejiang People's Press，2013.

[6]陆锋，张恒才.大数据与广义GIS[J].武汉大学学报，2014，39（6）：645-654.

[7]中国企业如何应对大数据时代的来临[Z].传感物联网，2013，03.

[8]Batty M. The New Science of Cities. Combidge： The MIT Press， 2013.

[9]Batty M. Big data， smart cities and city planning. Dialogues in Human Geography， 2013，3（3）：274-279.

[10]Graham M， Shelton T. Geography and the future of big data， big data and the future of geography. Dia-logues in Human Geography， 2013，3（3）：255-261.

[11]Kitchin R. Data Revolution： Big Data， Open Data， Data Infrastructures and Their Consequences. Lon-don： Sage， 2014.

[12]Rabari C， Storper M. The digital skin of cities： Urban theory and research in the age of the sensoredand metered city， ubiquitous computing and big data. Cambridge Journal of Regions Econonomy and Soci-ety， 2015，8（1）：27-42.

[13]Collins J P. The fourth paradigm data- intensive scientific discovery. Science， 2010，327（5972）：1455-1456.

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[关键词]GIS系统 需求变更 模块化

GIS即地理信息系统(Geographic Information System),经过了40年的发展,到今天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。

一、GIS系统的发展现状

由于各个部门对GIS的应用有不同的需求,目前没有一个GIS软件可以同时满足各个行业的需要,所以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、GIS系统存在的问题

人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。GIS系统作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。

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。

三、GIS 系统的应用领域

地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

在资源管理主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。同时,GIS系统在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

近些年,GIS 系统也广泛地用在城市规划和管理方面。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。商业与市场是一个全新的发展空间,商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。

四、GIS系统的对策研究

GIS软件工程包括GIS工程规划、设计、实施、评价与维护技术,还包括工程的需求控制、质量控制、进度控制、风险控制等管理技术,另外,GIS数据生产的管理与质量控制体系也是GIS工程的重要组成部分。保证一个GIS工程的成功还涉及人员组织技术与成本控制技术,在一定的资金条件下最大限度地满足用户的需要,实现社会效益的同时,还能实现经济效益,也是GIS工程管理的重要任务。

首先: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。

其次: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。

参考文献:

[1]张超等:地理信息系统[M],北京:高等教育出版社,2000

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关键词：地理信息系统 GIS 地质灾害 评估 应用

中图分类号：P208；P694 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0009-02

当前我国对地质灾害的研究越来越重视，与此同时，对地质灾害评估的研究也越来越向高准备、高要求、高预测以及高防治的方向发展。其中，新兴的GIS作为当前在地质灾害评估研究中应用最广泛的信息系统。做好地理信息系统在地质灾害评估中的应用研究就显得尤为迫切和重要。

1 GIS及地质灾害评估概述

1.1 认识GIS及地质灾害评估

GIS即地理信息系统，它是一门集信息科学、空间科学和地球科学为一体的综合技术学科，它实现了遥感技术、计算机信息工程以及现代地学理论和方法的有机结合。作为一种基于数据库系统、地理信息的空间分析以及地图可视化的计算机系统。它是有效表达、处理以及分析与地理分布有关的专业数据，并为人们提供了一种快速展示有关地理信息和分析信息的新的手段和平台。GIS的主要功能有：数据采集和提取、转换与编辑、数据集成、数据的重构与转换、查询与检索、空间操作与分析、空间显示和成果输出及数据更新等。

地质灾害灾情评估是指对地质灾害活动程度及破坏损失情况进行评定估算的工作，对于有发生可能但尚未发生的地质灾害，地质灾害评估是预测评价地质灾害的可能程度。地质灾害的评估内容包括如下两点：一是分析评价地质灾害活动的危险程度和地质灾害危险区受灾体的可能破坏程度，即地质灾害的危险性评价和灾害区的易损性评价。二是在做出地质灾害的危险性评价和灾害区的易损性评价基础上进一步分析预测地质灾害的预期损失，即进行地质灾害的破坏损失评价。其中，地质灾害评估的基本目的是通过综合指标或单项指标定量化反映地质灾害的破坏损失程度和主要特点，从而为相关部门规划、部署和实施地质灾害防治工作提供科学依据。

1.2 GIS在地质灾害研究中的应用现状分析

当前GIS在地质灾害研究中的应用主要有以下三个方面：一是利用GIS开展的地质灾害的评价和管理。通过建立基于GIS的地质灾害空间信息管理系统可以对某一特定空间分布的地质灾害调查资料以及空间分布特征信息等进行评价和管理。二是利用地GIS可以实现地质灾害的危险性分区，通过评价地质因素之间相互作用的复杂性，以及由于各种地质因素本身的不确定性，对研究区运用恰当的数学分析模型进行地质灾害危险性等级的划分，从而为地质灾害的管理和防治提供科学依据。三是GIS在与地质灾害相关的专家系统中的集成应用。其中，在集成的专家系统中，GIS主要负责时空数据的管理，利用专家知识和空间目标的事实推理，在进行空间分析的基础上实习灾害危险程度的自动判定，从而可以实现区域地质灾害的动态管理。

2 GIS应用于地质灾害评估的研究方法

应用GIS技术的基于多源数据和面向突发性自然灾害应急响应的地质灾害风险快速评估研究方法是当前我国政府部门在地质灾害风险管理中应用的最为广泛的地址灾害评估研究方法，该方法的应用为政府及地方社会应对各类突发性自然灾害的救灾、减灾等提供了有效的信息保障和科学的决策支持。该研究方法主要包括GIS数据准备、格网数字高程模型的构建以及地形因子的提取三个方面的内容。

2.1 GIS数据准备

在进行灾害研究及评估前需要准备多项数据，主要是野外实测CAD数据的整理，然后提取CAD数据中的高程点数据为.dat文件。将该.dat文件作为研究的基础数据，后面所有的应用分析都是基于野外实测CAD数据进行。CAD数据的处理软件有多种，其中GIS数据准备常用的软件主要有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、TopMap、GeoBean等。

2.2 格网数字高程模型的构建

数字高程模型（DEM）区域地形的基础信息之一，是赖以构建区域地形型和进行各种地形研究的基础信息。数字高程模型是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。而格网数字高程模型是把DEM覆盖区划分成规则格网，每个网格大小和形状都相同，用相应矩阵元素的行列号来实现网格点的二维地理空间定位，第三维为特性值，可以是高程和属性。以MapGIS软件生成的格网DEM为例。在MapGIS工作平台下，利用该软件的强大地形分析功能模块DTM分析模块，采用基于距离幂函数反比加权网格的离散数据网格化方法，生成GRD地形数据。

2.3 地形因子的提取

地形因子的提取是指研究区坡度与坡向的提取。而坡度就是指GRID中像素高程值的变化率，分别用0～90度来表示，每一定的度数间隔采用不同的颜色表示。坡向是指GRID中每个像素面的朝向，范围为0～360度，其中0度代表北，90度代表东等。

3 GIS在地质灾害评估过程中的实际应用案例分析

3.1 研究区域概况

陕西省府谷县新区地处陕、晋、蒙三省（区）交界处，渭北黄土高原沟壑区，以丘陵、山地地貌为主，总的地势是西北高、东南低，海拔高度在780～1426.5 m之间。区内属中温带半干旱大陆性季风气候，温差大、降水变化明显。旱、涝、霜、雹自然灾害加之沟壑地形结构，为地质灾害创造了有利条件。而不合理的人为开挖和填埋等活动更加重了该区地质灾害恶化的程度，境内地质灾害频发。因此该区迫切需要进行地质灾害预报防患于未然。根据府谷县新区地质灾害评估的需要，通过建立以GIS技术为基础的、用于地质灾害评价的空间分析模型，调查、分析评估区内潜在的地质灾害、工程建设可能引发或加剧地质灾害及其危险性，以及工程建设和建成后可能遭受的地质灾害及其危险性，进行地质灾害危险性预测评估，对地质灾害的风险评估意义重大。

3.2 基于GIS的三维地形图的描述

三维地形图是遥感、地理信息系统、三维仿真等高新技术的结合。它主要以一种三维电子沙盘的形式反映研究区的地形起伏情况，根据高程的不同赋予不同颜色值，制作出三维地形图，用以表达不同的地形起伏情况。其中，研究区的三维地形图如图1所示。

3.3 标高分析图的生成

标高分析图是由若干离散高程数据通过空间数据差值生成的地理曲面数据（.GRD格式数据），然后进行等值线分析产生的。经过分层设色后，不同高程的范围值被赋予一定的高程数据，显示不同的颜色值，来反映不同的地形起伏情况。其中，研究区的标高分析图如图2所示。

3.4 基于数字高程模型的坡度分析和坡向分析

坡度是描述地形特征信息的重要指标，它能够间接表示地形的形态起伏和结构特征，并且反映地貌坡面的倾斜程度。坡向作为描述地貌特征的重要参数，它反映坡面所面对的方向，也是通过数字高程模型（DEM）计算得到的。其中，研究区的坡度分析和坡向分析分别如图3和图4所示。

3.5 地质灾害的危险性评价

经过上述的地质灾害评估，可以发现陕西省府谷县新区地形复杂，以及存在滑坡、泥石流等地质灾害的潜在危害性较大，对于该地区农业、交通、经济等埋下隐患；在新区存在潜在的地质灾害、相关工程建设和建成后可能引发或加剧地质灾害及其危险性，地质灾害及其危险性，当地的相关部门需要结合评估结果提供科学有效的防治措施。

4 前景与讨论

当前GIS在地质灾害研究中应用的非常广泛，将GIS技术应用于地质灾害评估的中，可以成功进行地形分析，通过制作各种地形分析图，给地质工作者提供了地形分析的数据，从而能够使地质决策部门更好的掌握研究区可能出现的地质灾害状况。

由于预测地质灾害系统是一个复杂的过程，基于GIS的计算机技术也在不断革新。本文的思想技术方法可以为相关课题提供框架路线，相应的评估方法和应用手段还需进一步探讨和研究。

参考文献

[1] 罗培.基于GIS的地质灾害风险评估信息系统探讨[J].灾害学，2005，12（20）：57-59.

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关键词：地理信息系统；水利；防汛；水文；水资源

1地理信息系统的基本概述

地理信息系统是一种特定的空间信息系统,是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学科。它是在计算机硬件和软件系统支持下,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、显示和描述的技术系统。它是一门为区域和工程规划、设计、管理决策服务的信息加工与管理技术,是一种综合性强、适用性广的工具［1］。

对GIS的定义有不同的说法，通常泛指用于获取、储存、查询、综合、处理、分析和显示地理空间数据及相关信息的计算机系统。它反映的是人们赖以生存的现实世界与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的各种属性,是一个在计算机软件和硬件支持下,把各种信息与地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。是以一定的格式输人、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。它通过空间地理信息与属性信息的有机结合,根据实际需要向用户提供图文并茂的真实信息,满足城市建设,政府、企业管理决策,居民日常生活的需要。

2地理信息系统(GIS)在水利行业的应用

2.1地理信息系统在水利行业中的应用特点

总的看来,GIS技术在水利行业中的应用大致有七个特点：一是应用面广,基本上可以说是“无孔不人”；二是应用已进人了管理与决策层面；三是作为基础技术支撑之一,进人了数字流域的框架；四是与遥感、全球定位系统、网络等技术的结合已越来越紧密；五是以WEBGIS、3D或4D-GIS以及GIS在仿真虚拟中的应用为代表的新发展势头十分迅猛,已成为一些系统开发中的基本要求；六是从底层开发GIS与水利专业技术模型紧密结合的软件已初见端倪；七是建设了一批富有水利行业特色的基础数据库,如空间展布式社会经济数据库、堤防等工情数据库、水土保持和水环境动态监测数据库等［2］。

2.2地理信息系统在水利行业的应用领域

2.2.1在水文方面的应用

与流域水文模型在技术上有很多相似之处,可以相互补充。GIS中的栅格或矢量数据格式与分布式流域水文模型有相似性,都以一定的空间分辨率划分研究区以简化计算和减少数据量。GIS有一个很强的功能,就是能在原有信息基础上,通过对属性数据和空间数据的分析计算得到新的信息。带有时间维的四维GIS可以确定我们在现实世界的“时空位置”,因而非常有助于研究流域特征的空间分布以及对产流、汇流的影响,并且有利于了解和掌握土壤湿度、降雨、蒸发和产流面积在时间和空间上的变化,从而可以进一步加深对产汇流等水文物理过程的认识。

2.2.2在防汛方面的运用

借助于GIS等现代科学技术,在洪灾发生前,可以不断提供关于洪水发生背景和发生条件的大量信息,有助于圈定洪水灾害可能发生的范围、时段及危险程度,便于事先采取必要的预防措施,减轻灾害损失,如建立长江洪水紧急预警系统。在灾害发生过程中,可以实时监测灾害的蔓延进程和态势,及时把相关信息传输到各级抗灾指挥机关,帮助他们有效地组织抗灾活动。在成灾以后,可以在大范围内迅速、准确地查明受损情况,包括受灾省份,影响到哪些城市和村镇、土地甚至道路等,以便及时组织救灾,恢复生产,重建家园。

2.2.3在水资源领域的应用

GIS在水资源领域的应用主要包括:(1)建立水资源数据库;(2)数据的规范、更新和维护;(3)信息的分析处理;(4)模拟水资源状况及变化规律等。

目前编制的水资源综合规划,就是一个巨大的数据库集成体,可对现状数据进行整理、储存,利用GIS技术,对水资源分布进行分析,结合经济发展需求,确定区域水资源承载力,提出科学合理的水资源调度方案,为水资源综合规划的编制提供依据。

2.2.4 GIS在水利工程施工管理中的应用

GIS在水利工程施工管理中的应用潜力是巨大的,水利枢纽的规划可以储存在GIS软件中,有关施工组织程序、施工进度、材料消耗和费用概(预)算等信息资料也可以储存到相关数据库中,通过使用特定的软件系统,可以对每一施工过程进行模拟,监测其过程,达到控制整个施工过程的目的［3］。由此建成的地理信息系统,通过调用水利枢纽规划图,即能得到整个工程项目中各个工程和扩大单位工程的施工信息,为优化施工提供依据。

2.2.5 GIS在水环境监测方面的应用

利用常规监测技术或其他遥感监测,以GIS为信息处理平台,可实现对水域分布变化和水体沼泽化、水体富营养化、泥沙污染等进行监测。如对河流水质、水量的监测,包括对污染河流的各种污染源的监测,对河流断流、洪水泛滥等进行监测;对由水环境恶化引起的各种灾害进行监测,对水土流失、地下水降落漏斗、土地沙化和盐碱化、森林和草场的退化与消失等进行监测,对由于对量开采地下水导致的地面沉降进行实时监测［4］。

3我国地理信息系统(GIS)在水利行业的发展前景

3.1地理信息系统在我国水利行业应用所存在的问题

尽管GIS的迅速发展和日趋成熟为我们水利数据及信息管理提供了强有力的技术支持，但是由于我国水利数据量的不断增长，而国内拥有独立知识产权的数据库软件在面对海量数据的同时又显得力不从心。尚处于发展阶段的水利信息化建设对于国外“价优质高”和国内“价廉质低”的产品往往难以取舍，因此该技术在实际应用中尚有一定的局限性［5］，需要进一步的发展和完善。

概括地讲，目前GIS技术在我国水利行业的应用存在的一些局限性,包括:(1)GIS在表示水利行业中某些复杂的地理要素、时空模型及综合空间分析方法等方面还有难度;(2)水利信息化程度薄弱(譬如信息资源不足、信息共享程度低、应用基础较差等)造成GIS应用受限［6］。

3.2GIS在水利建设中的应用前景

GIS作为储存和分析空间资料的强有力的工具,针对于水利信息系统的独有特点，因此在水利行业具有广阔的前景。

水利行业正在不断加快信息化进程，加强水利基础数据库建设，为GIS的应用提供支持，以及相关领域的不断发展为相互结合与促进提供契机，都使得GIS技术在水利建设应用中的局限性逐渐缩小。随着我国社会的不断进步、基础技术的不断发展以及模型技术专业化的不断发展，将为水利信息化建设提供完备的技术和充足的资金支持，GIS技术在水利建设中的应用将更加广泛，为我国的水利事业建设提供更加广阔的技术平台。（作者单位：郑州大学）

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参考文献：

［1］ 边馥苓.地理信息系统原理和方法［C］.地理信息系统原理和实用工程技术丛书［A］.1996.

［2］ 赵凯,王丛香,韩振明.GIS与水利工程［J］.水利天地.2004(06).

［3］ 刘艳林，文恒.地理信息系统及其在水利中的应用［J］.内蒙古科技与经济.2007.

［4］ 房颖.地理信息系统（GIS）在水利信息化建设中的应用综述［J］.吉林水利.2005(06).

篇6

关键词：GIS ; 规划设计 ; 规划管理;管线规划

Abstract: Geographic Information Systems (GIS) as the rise in recent years an information science, in many ways, has been widely used. This paper discusses the relationship between GIS and urban planning, based on the design discussed in urban planning and management of the necessity of the application of GIS technology and how to apply GIS system for the Dandong City planning services.

Keywords: GIS; planning and design; planning and management; pipeline planning

中图分类号：TU984文献标识码：A

一、引言

地理信息系统（GIS）是利用计算机建立地理数据库，将地理环境中的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存贮、处理和分析，建立有效的数据管理系统。通过对多种要素的综合分析，方便快速地获取信息，满足各种不同的应用或科学研究的需要，并以图形和数字的方式表示结果。目前GIS已经广泛应用于资源开发、环境保护、城市规划、工程设计、天气预报、防灾减灾、投资项目评估、社会统计、公安交通与管理等方面。

城市规划是指导城市建设，促进社会经济发展的“龙头”，是城市建设和管理的依据，在城市的建设和发展过程中处于十分重要的地位。改革开放以来 ,我国城市化的进程明显加快，而如何科学有效地进行城市规划，还面临许多条件的制约。

为了解决城市的迅速发展和落后的管理手段之间日益尖锐的矛盾，许多有远见的城市都把城市地理信息系统的建设作为城市发展中极为关键和迫切的工作。GIS的广泛应用为城市规划提供了一种新的手段和方法。本文仅就丹东市地理信息系统在城市规划中的具体应用进行探讨。

二、丹东市地理信息系统的建立

近几年来，我国城市GIS的研究和开发工作取得了较大进步。城市现代化的需求正在快速推动地理信息系统的科学进步和产业化；而地理信息系统已成为城市社会经济活动的神经网络，成为不可分割的一部分，彼此相辅相成，推波助澜，快速发展。

城市地理信息系统是综合运用信息技术和系统工程的方法来科学管理和应用城市空间数据，进而辅助城市规划、管理和决策等工作的重要手段。

“丹东市地理信息系统”是一项复杂的系统工程，由丹东市规划设计研究院组织建设。这个系统是以数字化的城市基础地形图、完善的基础地理空间数据生产体系和数据服务体系为主要结构的城市基础地理空间信息系统，这个系统建立在网络化的计算机软硬件基础上，按照规范化的信息分类标准和统一的地理空间关系，对各项城市基础地理空间数据进行科学存储与管理，实现快速采集、建库、查询、检索、及时更新、统计、空间分析以及数据、资源共享等，将大规模的、动态变化的基础资料转换为数字化的、可操作的、可共享的信息资源，提供给城市规划等相关部门和社会各界使用。

丹东市地理信息系统提供方便快捷的手段输入、存储和不断更新各种比例尺的地形图，通过系统的处理、操作和分析功能，为丹东市城市规划设计、规划管理、城市建设提供完善、优质和高效的地理空间数据和空间数据分析服务，为丹东市的信息化建设、特别是与地理信息系统相关的综合应用提供良好的基础和支持。

三、GIS在城市规划设计中的应用

城市规划也就是通过一系列的选择来确定出适当的长远目标和具体措施。做出这种选择除了要具备全面的规划知识之外，还要综合掌握这一地区过去、现在和将来的地理数据。这些信息应该是描述性的、有预见性的，并且是指示性的。而且，对信息恰当而有效的管理能够在很大程度上提高规划的品质。要想用人工方法，取得类型恰当的信息是非常困难的。而GIS提供的很多基本功能，则能够对地理信息进行恰当而有效的管理。更重要的是，GIS支持空间信息的收集、维护、分析和显示，GIS数据可以从不同视点进行观察，并提供信息动态查询和显示的功能，让信息的表现更为直观。要得出最恰当的解决方案需要大量的信息，并且需要众多的研究者相互合作，而通过直观的形象，比如图片或地图来得到信息要比单纯的文字资料好得多，GIS在直观形象方面恰好是个完美的助手。在数据的分析处理方面，基于地理信息系统的空间分析技术，首先能够胜任海量空间数据存储管理与检索查询，安全可靠且现势性强；其次可以对空间数据进行综合性分析处理，获得规划所需要的有用信息；同时还能将分析所得的结果用可视化方法进行表达，易于规划人员理解和进一步加以利用。

做城市规划设计时，需要计算规划地块的开发强度、建筑密度、建筑面积、绿化率、人口密度、容积率等规划指标。按照常规方法，需要在CAD软件中用手工方法量取图形的面积，手工计算数量。这种方法效率低、费时间、错误率高，直接影响规划设计的质量。GIS技术将这种局面彻底改观。它以数据库技术为支持，在建库时分层处理。也就是根据数据的性质分类，性质相同或相近的归并在一起，形成一个数据层。这样可以对图形数据及其属性数据进行分析和指标量算，在很大程度上减轻了规划设计人员的劳动。

随着虚拟现实及多媒体技术的发展，使得城市规划中可使用的技术手段更加丰富。三维GIS技术应用于城市规划中，可为规划决策者提供一个全新的技术平台，直观地提供现实世界中的各种感觉。利用三维GIS技术，规划设计人员和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在城市环境中的效果，可以从任意角度、方向、沿任意路线对不同方案加以比较，从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段，而这些是以往的平面图和建筑缩微模型所难以实现的。

在2008年丹东市93平方公里新城区的规划设计中就充分利用了GIS技术，使用了GIS平台具有的三维浏览，光照分析，容积率分析，视线分析、空间量算、规划方案比较等功能。具体的使用如：（1）各种规划方案的比较。把设计单位提供的三维规划方案数据通过一定的接口导入到预定的环境中，在未进行施工建设时即能真实地看到各个方案对周围环境的影响，是否能达到社会、经济和生态的最佳综合效益，比对各种规划方案的优劣，并可反复修改和选择；（2）构建逼真城市环境。目前城市有向立体化、多元化发展的趋势，通过构建逼真城市环境，可以把目前城市规划从二维转换为三维，实现城市规划与管理的飞跃，适应未来城市发展需要等等。

四、GIS在城市管线规划中的应用

城市地下各类管线是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。但由于多方面的原因，我市现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资料精度不高或与现状不符，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。另一方面，我市现有的地下专业管线的资料都是由电业、电信、自来水、煤气、市政等各自单独管理，各自为政，缺乏管线综合并且都是以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理，效率低下。随着时代和科学技术的发展，城市的现代化步伐日趋加快，城市建设、管理、发展的矛盾日益突出。采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。

丹东市GIS系统下的城市综合管线信息子系统的开发，充分利用现今蓬勃发展的地理信息系统技术，实现各类专业管线、管孔、井盖等的信息输入、管理、查询、横纵剖面及各类专题图的绘制、地形和各专业管线的1:500、1:1000图幅和自定义图幅输出等等功能，满足了地下各类管线的规划、勘探、维护、施工和管理的需要，为规划、设计、施工等部门提供准确可靠的地下管线的分布、走向、埋深等状态信息及各专业属性信息，并为将来系统进一步扩充和发展奠定基础。

城市综合管线信息子系统已经在城市规划、建设与管理方面发挥了重要作用，主要表现在如下四个方面：

1、改变了传统管理方式，提高了工作效率和管理水平。原来对城市地下管线现状不清，资料不全、不准确、不现势，管线档案纸介质存储，以人工管理方式为主。通过普查，查清了地下管线现状，实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了地下管线管理的科学化、规范化。

2、产生了显著经济效益、社会效益和环境效益。因为建立了地下管线的准确、现势数据库与信息系统，并且及时为城市建设与施工提供信息服务，避免和减少了多起挖断地下管线事故，同时对改善城市面貌和投资环境产生积极影响，为构建数字城市创造了条件，为有效、及时实施管线信息动态更新，实现管线信息资源共享奠定了良好的基础。

3、搭建了地下管线安全预警决策的平台。城市地下管线与生产生活与政府行政直接密切相关，按照科学发展观和构建社会主义和谐社会、资源节约型社会、环境友好型社会的要求，管线信息化工作，将为及时依据准确的管线相关信息，制定应急抢险方案，满足防灾和应付突发性重大事故的需要等提供条件，对保证城市地下管线安全运行具有重要意义。

4、带动了城市地下管线检测技术的应用与发展。随着地下管线信息化建设的推进，专业管线运行监管信息日益倍受关注，管道泄漏探测、腐蚀检测与评价等地下管线安全与健康状况检测技术的应用相对日益活跃，为地下管线维护决策提供了有益信息，为保证地下管线运行安全、促进地下管线变被动为主动管理发挥了重要作用。

五、GIS在城市规划管理中的应用

城市规划管理是组织编制和审批城市规划，并依法对城市用地的使用和各项建设的安排实施控制，引导和监督行政管理活动，它是“数字城市”中城市信息化建设的底层，也是衡量城市信息化建设成功与否的关键指标。

按照传统的方式，规划部门通常是利用文件和图纸等来管理规划数据，其缺陷是规划数据的空间实体与属性信息脱节，数据更新、维护、查询、共享比较困难。而GIS技术完全解决了上述问题，其在规划数据管理上有着广阔的应用前景，为规划管理提供了强有力的帮助。

丹东市城市规划管理信息化的发展目标是在市规划局的指导和统一部署下，广泛地开发、利用信息资源，逐步建设城市规划管理信息系统，信息网络互联互通，实现城市规划管理网上作业，推进内部办公自动化、公文交换无纸化、管理决策网络化、公共服务电子化、全面实现规划管理系统信息化，使其做到程序规范、法制健全、申报简捷、过程透明、尊重民意。

1、丹东市城市规划业务应用系统是在市规划管理部门内部局域网环境下，以基础地理信息为基础，把城市规划管理中海量空间信息和各种非空间信息有效的集成起来，解决管理、查询、检索、处理、分析和统计等问题，实现城市规划信息的有效管理和规划管理业务的办公自动化，提高城市规划和业务管理工作的科学性、质量和效率，充分有效地利用城市空间信息为城市规划管理和决策服务，满足城市建设和发展的需要。

2、城市规划电子报批是城市规划管理实现自动化办公的必然要求，也是无纸办公的基础工作。城市规划行政主管部门在审批规划时，传统做法是将报送的规划成果，特别是城市规划的技术经济指标通过人工统计再一次进行量化计算，工作量很大，精度也不高。电子报批是解决这一繁锁工作和保证精度的很好办法，同时对城市规划信息系统实现自动储存、归档和信息动态更新的重要途径。GIS等先进技术应用于城市规划电子报批过程，将给城市规划带来新的气象与变化。

3.城市规划与管理辅助决策分析模型是利用GIS等先进技术辅助政府部门进行城市规划与管理方面的分析和决策。一般较实用的辅助决策分析模型包括：（1）项目选址分析模型，主要用于重要项目的选址分析和决策；（2）道路拓宽分析模型，主要用于道路改造拓宽分析；（3）旧城改造分析模型，主要完成旧城改造的信息查询统计、拆迁人数、面积计算，拆迁损失和投资估算等；（4）道路断面结构分析模型，提供任意道路的断面结构分析图。

4、城市建设决策咨询服务系统是为了及时有效的解决政务和业务信息沟通渠道，充分共享信息资源，提高办事效率，节约管理成本，可为政府及时有效的决策提供信息支持。系统在丹东市政府专用网的支持下，实现政府各有关部门信息系统的联网，以建立城市建设信息共享机制。

六、结束语

以计算机为基础的GIS技术的发展，为城市规划行业提供了广阔的应用前景，GIS系统的建立，可为城市规划和城市建设提供多专业、多层次和多目标的综合服务，并为政府部门提供辅助决策功能；可提高工作效率，实现管理的科学化和自动化，使城市规划行业的规划管理水平满足现代化城市的需要。丹东市GIS系统将会在今后城市的发展建设中发挥重大作用。

参考文献

姜亚莉，张延辉. GIS空间分析的应用领域[J].四川测绘，2004，（3）.

杨必胜，李清泉，梅宝燕.3维城市模型的可视化研究[J].测绘学报，2000，29(2)，149-154.

篇7

我国的地理信息系统GIS产业发展迅速，经过几十年的时间已经渗透到我国经济建设的各个领域，如资源调查、国土管理、灾害预测、环境评估、城市管理和建设、邮电通讯、智能交通运输、军事、公安、公共设施管理、农业、森林、统计、商业、金融等。但是，我国的GIS产业仍然存在很多问题，如标准规范不齐全，GIS产业服务体系不健全，数据标准化工作有待完善，导致数据不能很好地共享，数据更新慢；GIS应用的服务性企事业缺少，有效的GIS产业社会支撑体系缺乏；具有自主知识产权的国产GIS软件品牌较少，国际竞争力不足，GIS行业技术人员的研发能力薄弱等。其中，对GIS人才的培养已成为亟待解决的问题。目前我国GIS企业对GIS毕业生的意见主要集中在以下几方面：第一，多数GIS企业缺少高水平的工程设计与管理人才，导致GIS项目不能成功实施。第二，学生在校期间实践环节较少或内容设置不当，实践能力普遍有待提高，很多毕业生编程能力较差，不能够规范使用对编程语言，工作初期独立完成公司交给的任务有难度，公司往往需要花费较大精力进行培训。第三，学生缺乏创新思维、逻辑思维和自我解决问题的能力，大多数毕业生只能按照给定的任务一步步完成计划书的内容，无法自己去独立思考完成任务。另外，我国高校培养的GlS人才缺乏国际竞争力，缺乏将GIS企业做大做强的创新能力。社会和企业的需求形势对我国GIS专业的教育提出了更高的要求，即GIS教育不能仅停留在理论教学和简单的GIS应用，而要为我国GIS产业的发展培养具有创新创业能力的高素质人才，特别是创新精神的实践人才。

二、GIS教育存在的问题分析

从GIS企业对人才的需求调查可以看出我国GIS专业的教育和企业的需求并没有实现很好的接轨，由此反映出我国高校的GIS教育存在一些问题。这主要表现在以下几个方面。第一，GIS人才培养方式不能适应产业发展的需要。GIS技术广泛应用于各个领域，而国内GIS专业设置一般较为单一，其人才培养模式不能满足不同的工作目标和社会需求，如GIS开发、针对不同领域的GIS桌面平台应用、GIS制图、数据处理等，尤其缺乏既具有工程实践又懂得经营管理的复合型人才。第二，扩大GIS专业招生规模，注重GIS人才的总量，但GIS人才的质量和人才结构往往被忽略。据统计，目前我国有上百所高校开设了GIS专科、本科或研究生专业，但是不同院校的GIS专业的师资力量、教学水平、软硬件设施和培养目标差别很大，很多院校培养的GIS人才能力欠缺。第三，对专业实践动手能力培养重视不够。大多数高校实践教学时长相比理论课程较少，实践教学内容陈旧，与企业和市场上的需求有一定差距。第四，本科教育中对学生的创新意识培养不够。在我国各高校的GIS教育的培养方案中，通常都没有对学生进行创新意识培养方面的规定。

三、建设创新实践平台对GIS人才培养的重要性

学生的创新精神和实践能力培养是当今素质教育的重点。深化GIS专业的教学改革，必须强调对学生创新能力的培养。通过各门课程的教学方案中的实验、实习或课程设计环节、专业竞赛和各年级大学生创新项目，高校不仅要加深学生对理论知识的掌握，锻炼学生的实践能力，更要培养学生的独立思考问题、解决问题的能力。第一，剖析GIS专业现有教学计划中实践教学存在的问题，构建以创新能力训练为核心的一体化的实践平台，对GIS专业教学的深化改革具有重要意义。第二，创新实践平台建设可以增强学生学习基础理论知识的积极性，使学生对课堂教学的被动学习就可以变为有目的的探索式主动学习；有利于促进理论教育与技术教育的结合，锻炼学生的系统思维能力和实践动手能力。第三，学生参与创新实践活动，可以接触专业最前沿的内容，同时又能了解一个GlS项目从设计、研发到应用的全过程，特别是在设计和研发时不仅仅单纯解决技术问题，还要考虑项目成本、软件销售、售后服务等多种因素，增强学生的创业意识。第四，GIS项目的实施过程中要求学生合理分工，团结协作，有利于培养学生的组织能力和团队协作精神，为今后融入社会打下良好基础。

四、GIS专业人才培养目标和实践教学的发展方向

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关键词：水利信息化，遥感技术，全球定位系统，地理信息系统

 

0 背景

3S技术是遥感技术(Remote sensing，简称RS)、地理信息系统(Geographic InformationSystem，简称GIS)和全球定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，是地学研究走向定量化的科学方法之一，也是水利信息数字化的关键技术之一。

水利建设及管理是一个信息密集型行业，一方面，水利部门要向社会提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水质和水量信息、水资源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部门也离不开相关行业的信息支持，如气象信息、地理环境信息、社会经济信息等。当今世界信息技术的飞速发展对水利信息的采集、传输、处理、共享方式等都提出了更高的要求，传统的信息采集技术在时间、空间、采集频度和精度方面与水利建设各项工作的整体需求已不相适应，质和量两方面也都难以满足水利信息化的要求，因此，水利建设及管理噩需借助3S技术提升水利建设及管理的效率及效益。

1 GPS技术及其应用

1.1 GPS简介

GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是美国从20 世纪70 年代开始研制，历时20年，耗资200 亿美元于1994年全面建成的具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前，由于GPS 定位技术的不断改进和软、硬件的不断完善，传统上以测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术正逐步被一次性确定三维坐标的高效率、高精度、低费用、易操作的GPS 技术所代替。同时随着GPS 接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展和美国SA(Selective Availability)技术的解除，GPS技术在水利工程建设、导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域都有了更为广泛的应用。目前水利、铁路、公路、桥梁及隧道等大型工程控制网的实施均采用了GPS 技术，时至今日，GPS定位技术已经基本上淘汰了用常规测角、测距手段建立大地控制网的方法，其良好的精度、可观的经济效益已为水利建设领域所公认。

1.2 GPS的应用

GPS技术在水利建设中的应用范围很广，如GPS可应用于航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段，同时通过加密测试控制点，可应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图并用于水利工程的施工放样。而与GPS导航和RTK技术相比，水利工程建设中应用最多的是GPS静态定位技术，GPS静态定位技术广泛应用在精密水利工程测控网布设、城市、矿区和油田地面沉降监测、水库大坝变形监测、同层建筑变形监测、隧道贯通测量等方面，可实现各种水利工程设施的实时监测和控制。随着我国A、B 级GPS 控制网的建立，水利部门基于这些GPS控制网提供的高精度平面和高程三维基准进行水利工程建设，将大大提高水利水电工程设计和施工质量。

2 GIS技术及其应用

2.1 GIS简介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系统)是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20 世纪60 年代至今只有短短的四十多年的时间，但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台，成为地学空间信息分析的基本手段与工具。GIS其技术优势不光在于它的集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间分析、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用，基于GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。论文格式。

2.2 GIS的应用

GIS是水利信息存储、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁杂，既有实时数据又有历史数据同时还包含环境数据、经济数据、矢量数据、栅格数据等等。存储、管理这么庞杂的数据唯有地理信息系统能够胜任，同时借助GIS还可进行水利信息的可视化查询与网上。如在防洪救灾的过程中，可利用GIS进行防洪评估、洪涝灾害风险分析及城市防洪管理等等。而在水资源的管理方面，可利用GIS进行水资源信息的空间与属性双向查询、历史数据管理和实时数据的动态加载、水资源信息的时空统计、多种方式的可视化表达及各类信息的空间分布和动态变化过程模拟、区域水资源的空间分析、主要用水户的分布、区域水资源管理模式区划等等，所有这些应用都为合理利用及管理水资源提供了方便的途径。当然，GIS在水利建设的其他方面也有着广泛的作用，如GIS在水环境及水土保持方面的应用及水利工程建设及管理方面的应用等等。

3 RS技术及其应用

3.1 RS简介

RS(RemoteSensing，遥感)技术由于其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，因而得到了快速的普及及应用，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。目前，各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查，并编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图，获取了大量社会与自然环境资料，为城市规划建设及国土资源开发利用提供了宝贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱分辨率和更高空间分辨率发展，加之遥感相关处理技术的日益成熟，结合GIS 和GPS，必将使RS 技术在工程等领域应用进一步普及和深化。

3.2 RS的应用

随着高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率卫星数据的日益丰富及普及，RS对水利建设及管理的影响和作用越来越大，目前RS在水利建设及管理方面的应用主要分为以下几个方面：洪涝灾害遥感监测、水资源监测、水环境监测、旱情监测、水土流失调查、河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查。

3.2.1洪涝灾害遥感监测

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。目前，我国各地、各部门已建成洪涝灾情预报系统（如黄河下游洪水预警信息系统），它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用。

3.2.2水资源监测

水资源遥感监测方面，在地表水体提取上，20世纪80年代用近红外遥感图像比较多，而在近10年来则更多地利用SAR图像，提取河流、水库、湖泊等地表水体。遥感结合地理信息系统技术还可以寻找地下水，通过遥感图像可查明与地貌、岩溶地貌、第四纪地质和新构造有密切联系的水文地质条件，结合物探结果，可较准确地评价地下水资源。重视遥感资料的地质和水文地质分析是我国用遥感调查裂隙水准确率较高的原因。此外，主动微波遥感对地面有一定的穿透能力，可以发现地下古河网的踪迹，寻找地下潜水层。另外，遥感对雪盖范围、雪的状态以及雪盖融雪程度的监测十分有效。近年来，用SAR对雪盖厚度的测定有了新进展，从而对雪盖水当量的估算更加精确。论文格式。对1998年长江大洪水的成功预测与1997年冬和1998年春用遥感手段对青藏高原积雪的监测有密不可分的关系。融雪是我国西部地区水资源的重要组成部分，目前遥感是冰川、融雪水资源调查最为有效的手段。

3.2.3 水环境监测

利用航空红外扫描图像可以确定热电厂排水口外的水体升温及其空间分布，利用SAR图像或红外扫描仪确定海面油污染的范围和油膜的厚度，利用TM图像确定水生物（藻类）、赤潮的范围等等，都是在水环境监测领域应用遥感技术的例子。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、PH值、总含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查

遥感技术的优势之一是能够监测动态变化。几十年前的遥感影像可以真实、具体、形象地反映当时的下垫面情况。因此在河道、河口等的动态监测中遥感是首选工具，河道与河口的泥沙淤积以及引起的相应河势变化对防洪、航运等都至关重要。遥感在悬移质泥沙分布和河势监测中的应用也有技术优势。我国利用卫星遥感信息监测河道变化、预测河道发展趋势，并应用到水利规划、航道开发以及防灾减灾等方面，产生了十分可观的经济效益和显著的社会效益。尤其是近年来，开展了大量的河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积遥感调查工作。

3.2.5 水土流失调查

近年来，随着现代遥感技术的发展及其在水土保持领域的应用，定量或定性与定量结合的侵蚀评价在区域监测中得以实现，而地理信息系统技术又为较大范围的空间分析提供了快速、准确的技术手段，人们可以利用矢量和栅格两种类型的空间数据分析侵蚀因子的属性、数量值及其空间分布，进而评价侵蚀的类型、程度以及不同类型、不同程度侵蚀的分布规律。这就在技术、方法乃至理论上深化了区域土壤侵蚀监测的研究。论文格式。

4 结束语

当前在水利应用方面，3S（GPS、GIS、RS）技术的应用在国内外还处于起步阶段，但是已经取得了一定的进展。目前，“3S集成技术”已经在“全国江河洪水调度模拟系统”、“广西防灾减灾预警预报系统”、“广西洪水预警预报系统”、“天津城市防洪信息系统”、“天津引滦入港供水管道系统”及其他应用系统中得到充分应用。不可否认的是，国内GIS技术在水利方面的应用起步相对较早，但大部分只局限于二维的电子地图，并未形成一定发展模式，在实际应用中也只起到防汛分析的功能。国外，在防汛方面作了相当大的工作，并为此开发出相应的GIS 系统以解决科学分析、辅助决策等功能。而GPS、RS在水利中应用则相对较少。

“数字水利”是当今社会发展的必然趋势，而“数字水利”离不开3S技术。随着遥感、卫星及雷达等技术和地理信息系统的应用，可提供了多元化的更丰富和更准确的信息，如防汛抗旱信息。卫星和雷达信息的引进不仅弥补了地面观测信息的不足，而且提高了信息的准确度和可靠性。GIS 的应用，推进了“数字化流域”，从而使流域的规划、开发、管理全面实现信息数字化，而GPS技术在水利的监测应用方面可提供精确、可靠、及时的信息。因此3S技术是“数字水利”的重要技术基础。

参考文献：

[1] 徐绍铨，张华海等. GPS 测量原理及应用[M] . 武汉：武汉大学出版社，2001，7.

[2] 邬伦，刘瑜等. 地理信息系统原理、方法和应用[M] . 北京：科学出版社，2001，2.

[3] 梅安新，彭望禄等. 遥感导论[M]. 北京：高等教育出版社，2001，7.

[4] 翟天放. GIS技术在吉林省水利地理信息平台中的应用[J]. 吉林水利，2006，(05)

[5] 王孟樵. GPS技术在水利工程领域中的应用[J]. 四川水利，2005，(01)

[6] 佟祥明. 3S 集成技术在“数字水利“中的应用[J]. 广西水利水电，2005，(03)

篇9

关键词：麦克哈格；生态规划；地理设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

1 麦克哈格简介

麦克哈格（McHarg）是美国最有影响力的景观规划和设计师之一，他在于1969年出版的著作《设计遵从自然》（Design with Nature）中结合不同的规划案例，详细阐释了他的生态规划方法[1]，这在景观规划学界产生了深远的影响。麦克哈格于1954年创建了宾夕法尼亚大学景观设计与区域规划系，并且执教该系30年。他也是一位环境保护的宣传者，他曾是电视台节目《我们所居住的家》（The House We Live in）的主持人。作为一名景观规划的实践者，他是华莱士和麦克哈格联合设计事务所（Wallace and McHarg Associates）的创始人之一，并完成了包括丹佛、曼哈顿下城和巴尔的摩郡的区域规划、Woodlands新社区的设计、新泽西州的高速路选线等。他运用生态学知识，将基于分层分析和地图叠加的“千层饼”模式来描述和分析自然过程和现象的方法，广泛地运用在他的景观规划实践中。

2麦克哈格的生态规划

2.1“千层饼”模式的发展背景

当麦克哈格开始在宾夕法尼亚大学执教时，很少有美国设计专业人士在设计中会考虑社会、环境和自然系统等问题[2]。麦克哈格在他的文章《自然在人居城市中的地位》（The Place of Nature in The City of Man）中对当时的这种现象提出了严厉的批评，他质疑当时的设计师用所谓的现代方法去破坏自然，全然没有18和19世纪城市建设者保留城市开放空间的职业本能[3]。麦克哈格的生态规划方法正是在这样的背景下诞生的。麦克哈格并不是生态规划和地图叠加方法的开创者，在他之前很多专业人士如Geddes，Olmsted，Eliot等都曾进行过基于自然系统思想的生态规划，而Manning是首先使用地图叠加来作为一种规划分析手段的景观设计师[2]。麦克哈格的贡献在于他将生态学知识运用于规划中，召集不同学科背景的专业人士协同工作，通过将“千层饼”模式运用在场地中而实现生态规划，他把地图叠加的规划分析手段提高到了新的高度。

2.2“千层饼”模式的不足之处

关于麦克哈格的基于“千层饼”模式的生态规划方法，Goodchild（2010）曾举过一个例子来说明：假设将要修建的一条管道对位置x的每单元区域影响从生态学角度考虑为ze(x)，从水文学角度考虑为zh(x)，而为获得相应土地的经济花费设为zc(x)。这些变量的重要性是不同的，把权重分别表示为we，wh，wc（这些权重同时使这些变量换算为相同的度量标准）。现在的问题则变为了找到一条线路使线路上的总权重耗费为最小，用S表示线路上所有点的集合，则可表示为求以下等式的最小值[4]：

Goodchild（2010）认为在麦克哈格的“千层饼”模型通过基于光学过程地图叠加代替了上式，w和z是通过x点所对应的暗度来获取的，这样的准确性是值得怀疑的[4]。实际上自麦克哈格生态规划方法诞生，过去的约40年中不断有专业人士对他的方法有所质疑。

3地理设计

3.1地理设计的发展背景

不可否认麦克哈格基于“千层饼”模型的生态规划方法为景观规划学界开创和树立了一种经典的规划方法，为后来的景观规划指明了一个有深远意义的方向。但随着生态学和景观生态学知识的不断完善，特别是信息科学技术的飞速发展，地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）和全球定位系统（GPS）等的发展，促使景观规划方法有了新的提升，地理设计(Geodesign)概念正是在这样的背景下产生的。

3.2地理设计的概念与特点

地理设计作为近年学界新出现的概念是“对传统环境规划和设计的提升，是基于现代计算机信息处理，通信和协作科技的，是通过模拟和影响分析来提供更有效、更负责任的融合了科学知识和社会价值的多解设计[5]”。可以说麦克哈格的生态规划方法是地理设计的最初途径，但今天的地理设计已经远远不是“千层饼”方法在GIS中的简单应用了。区别于麦克哈格的规划方法，利用GIS进行生态规划时需要明确的将前文等式中的w等字母进行赋值， GIS所得的结果会更加明确[4]。GIS为地理设计提供了一个平台，可以创建、模拟和分析不同设计场地的地理形态，可以直观反映地理多解设计的成果并且分析这些多解设计在未来带来的不同可能。GIS是地理设计的一个平台或工具，而地理设计则更多的是一种新的思维方法和实践途径。地理设计伴随信息科技的飞速发展而来，将GIS，CityEngine，CAD等计算机软件作为工具，为更多学科的人士参与到景观规划过程中提供了共同的平台和语言。地理设计是地理科学和规划设计的交叉领域，地理科学可以指导规划设计对场地的特征和景观运转过程认识更加清楚，而设计又反过来影响着地理形态。在这一过程中，地理设计借助信息科技发展，对设计进行动态模拟，可以让规划师更准确理解场地，把握设计可能带来的影响，从而进行更科学的决策。

4规划方法发展的启示

纵观过去40年景观规划方法的发展，从麦克哈格的生态规划到今天的地理设计，技术的不断发展，人类认识自然的知识越来越完善，未来还会不断有新的方法和工具来更新景观规划方法。但在这一过程中有两点是值得我们特别注意，并在规划中坚持的。

第一，规划和设计都是基于研究，基于科学知识的。Steinitz(1990)在阐述景观规划的方法时认为要弄清六个问题[6]：“(1)如何描述景观？（2）景观是如何运转的？（3）目前景观是否运转良好？（4）景观可以如何改变？（5）改变可能引发的后果？（6）景观应该如何改变？”这些问题在规划中反复出现，也正是地理设计可以遵循的过程框架。在这个框架中首先是对景观现状的描述和研究，优秀的规划中对场地的研究应占很大的比重，规划是基于科学知识的，而不是“灵感”。不管是基于“千层饼”模型的对场地土壤、水文、自然地理、动植物的研究，还是地理设计对数据的收集、建模、模拟、分析和反馈，令人满意的规划总是在进行充足的研究后而提出的。

第二，多学科合作是规划成功的前提之一。麦克哈格的生态规划方法中至关重要的一点就是将不同学科背景的人士召集起来，组成了规划团队合作，这在之前的规划中是没有的。今天我们面对的是一个更加复杂的世界，环境问题、人口压力、经济发展等，需要更多学科的专家来分析问题，对设计进行决策。地理设计除了需要生态学，土壤学，水文学，自然地理学等不同学科的人士，还需要信息科学专业人士的支持。而互联网的发展和个人移动设备终端的快速发展可以使更多的场地使用者参与到规划过程中。

梳理规划方法发展历程具有很大意义，这可以使今天的规划师对自然过程有更科学的认识，对城市进行更合理规划。正如麦克哈格所言，“只有我们在人居城市中找到自然的存在，我们也许才能在自然中定位人的位置[3]”。

参考文献：

[1]McHarg I L. Design with nature [M]. John Wiley & Sons, Inc, 1969（1992 edtion）.

[2]俞孔坚，李迪华. 景观生态规划发展历程――纪念麦克哈格先生逝世两周年[M]//俞孔坚，李迪华. 景观设计：专业、学科与教育. 北京：中国建筑工业出版社. 2003：70-92.

[3]McHarg I L. The place of nature in the city of man [J]. The Annals of the American Academy of Political and Social Science, 1964, 352(1): 1-12.

[4]Goodchild M F. Towards geodesign: repurposing cartography and GIS? [J]. Cartographic Perspectives, 2010(66): 7-21.

篇10

关键词: SRTM数据，规划阶段，地形图

Application exploration of STRM data in hydraulic

project planning and design

LEI Tengyun*,GAO Rui

(College of Water Resources，Hydraulic Power and Architecture，Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,china)

Abstract: This paper summarized one of the important applications for 3s technology: the basic methods, examples and accuracy evaluation of topographic contour and KMZ file obtained by SRTM data，will promote quality and efficiency of professional design in the early stage of planning field engineering. It is particularly suitable for remote area to get any difficult terrain data.

Keywords: SRTM data；planning stage；topographic map.

中图分类号： TV 文献标识码： A

0 引言

3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，其中SRTM数据是一款惠及各国技术人员的方便、实用的数字高程模型（DEM）。在工程领域中，也是在前期规划时难以获得地形资料的项目中采用的常用手段之一。

1 SRTM数据简介

SRTM数据是由美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA) 以及德国和意大利的航天机构共同参与于2000年2月开始联合测量的，SRTM的全称是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飞机雷达地形测绘使命。2000年2月美国“奋进”号航天飞机上搭载的SRTM系统共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取到北纬60°至南纬56°之间，面积超过1.19亿平方公里的9.8万亿字节的雷达影像数据，覆盖全球陆地表面的80%以上。经过两年多的处理，最终制成首个真正意义上的全球数字高程模型(DEM)[1] [2]，该测量数据覆盖中国全境。

2 SRTM数据精度

SRTM数据精度有1 arc-second和3 arc-seconds两种，称作SRTM1（30M数据）和SRTM3（90M数据）。目前能免费获取的SRTM3（90M数据），其初始平面精度±20 m , 高程精度±16m。 该数据产品2003年开始公开，经历多次修订，目前的数据修订版本为2008年的V4.1版本。“该版本运用了新的插值算法，数据质量较前几个版本有了显著改善，从而使得该版本成为目前免费使用质量最高的SRTM数据集。”（"This latest version represents a significant improvement from previous versions, using new interpolation algorithms and better auxiliary DEMs. We are confident this is now the highest quality SRTM dataset available."）[3]

根据目前国内外相关人员的研究分析，SRTM数据精度受目标区域的诸多因素影响。比如：表面光亮度，目标区域的亮度越大，SRTM数据精度越高；坡度，坡度小于10°的区域数据精度明显高于坡度大于10°的区域；除此之外，坡向和植被对SRTM数据精度也有很大影响，东南向精度高于西北向，植被越少的区域，数据精度也越高。

通常1:50000 DEM数据的平面精度为30-50m，高程精度为25m。SRTM官方宣称的SRTM3在未改善前的精度是标称绝对平面精度±20 m， 标称绝对高程精度±16m[4]，而根据负责SRTM数据整理的Jet Propulsion Lab.研究报告[5]中指出：航天飞机雷达地形测绘使命的目标是获得90%置信区间内的绝对高程误差为16m，而SRTM数据整体误差几乎是该目标的一半（the SRTM has an absolute height error which exceeds the mission goal of 16m(90 percent) by almost a factor of two）。其官网公布的质量评估报告[6]中认为：在热带地区SRTM3（90M）数据精度优于1:50000地形图矢量化得到的数据（more accurate than the 1:50000 scale cartographically derived (TOPO) DEM）；当只能获得比例尺大于1:25000（如1:5万和1:10万）的地形图时，最好使用SRTM数据（if only cartography with scales above1:25000 (i.e., 1:50000 and 1:100000) is available, it is better to use the SRTM DEMs）。国际地球科学资讯网路中心（CIESIN）对SRTM上个版本V3的精度评估[6]认为SRTM数据的绝对垂直精度是原SRTM需求规约（16m）的2--4倍（Absolute vertical accuracy of CGIAR-CSI SRTM data for our datasets proved to be two to four times higher than the value of 16 m presented in the original SRTM requirement specification.）。[3][7]

综上所述，在地形资料短缺的南亚、非洲这类纬度较低，位处热带，而植被不发育（指非洲）的区域，SRTM数据的精度即使受到坡度，植被等因素的影响，整体上还是能够保证满足1:50000地形图的精度要求。这样使得这些区域的工程项目的前期踏勘规划阶段能够顺利进行，同时可以充分提高效率以及大大缩减设计成本。

3 SRTM数据应用步骤

3.1 SRTM数据获取

目前，免费获取SRTM数据的途径有两种，一是通过SRTM数据官方网站获取，一是通过国内的镜像站点获取。以下是SRTM数据获取的链接地址：

1、/SELECTION/inputCoord.asp（SRTM数据官方网站）

2、/（国内镜像站点）

下面以国内镜像站点为例进行讲解：

图1：SRTM数据国内镜像站点搜索界面

Fig.1 SRTM data of domestic mirror site search interface

进入到国内镜像站点(见图1)，用户就可以通过框选、输入踏勘范围的经纬度或者是按照行政划区的方式来实现对目标区域的查找，然后在数据集中选择DEM数字高程数据（90M数据）进行搜索。然后根据需要下载相关的地形数据即可。

3.2 SRTM数据处理

完成目标区域地形数据下载后，启动能进行SRTM数据处理的通用软件（比如globalmapper），将之前获得的地形数据文件解压，找到后缀为.img的文件，导入软件，即可获得目标区域的地形图（见图2）：

图2：目标区域的地形图

Fig.2 The topographic map of target area

3.3投影面基准设置

SRTM 数据格式是基于WGS84基准的经纬度平面坐标，因此需要针对不同的项目所在地区，将数据的椭球基准和投影方式转化为项目所需的格式，如我国常用的西安80坐标基准。此外，用户既可以从 globalmapper提供的 300 多种大地坐标系和 100 多种投影方式中进行选择，也可以通过外部文件加载基准和投影方式。

除此之外，用户还可以对将来输出内容的经纬度网格线，以及点样式，线样式，矢量显示等进行设置。

3.4生成等高线

根据研究区域边界坐标生成等高线：在设置好等高线间距，图形简化程度，等高线边界（可框选一定范围，也可指定具体的坐标值：在等高线边界选项中输入研究区域的西南角坐标和东北角坐标值）后，即可生成平滑形等高线如下：

图3：生成等高线操作界面图4：生成等高线后的效果图

Fig.3 Contour generation interfaceFig.4 Effect diagram after contour generation

3.5输出矢量格式

完成等高线生成以后，用户就可以根据后续工作需要选择输出DXF，DWG等格式的文件，以便供Autocad直接操作，进行工程选址，枢纽布置，施工布置，工程量计算等；也可输出供google earth打开的KML/KMZ文件，实现在google earth中制作现实三维等高线地形图，这样看起更为直观。

4 实例

以下（图5）为某水库项目枢纽区地形数据成果，通过SRTM数据（90M数据）可方便的进行坝线选址（图6）、初步方案布置及库容估算等，与google earth结合后也非常便于现场踏勘定位。

图5：某水库项目枢纽区地形图6：该水库项目坝线选址

Fig.5 Hub area of a reservior Fig.6 Dam line location of the reservior

参考文献：

[1] 汪凌，美国航天飞机雷达地形测绘使命简介.测绘通报[J].2000,12:38-40；

[2] 张朝忙，刘庆生，刘高焕，等. SRTM3与ASTER GDEM数据处理及应用. 地球与地理信息科学[J]. 2012,28（5）：29-34；

[3]/Elevation/SRTM/

[4] 孙茜，SRTM数据精度检测[D]，长安大学，2010

[5] Rodriguez, E., Morris C.S.et al. A Global Assessment of the SRTM Performance. Photogrammetric Engineering&Remote sensing [J]. 2006, 72(3):249-260