地理信息的基本概念范文

导语：如何才能写好一篇地理信息的基本概念，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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进入二轮复习阶段，对高三学生具体的学法建议是：坚持以基本知识、基本概念、基本方法、以及基本思想为核心的专题复习为基础，以贴近学生的实际情况的分层训练为主线，突出以下几个要点：

一、 突出基本内容的基础训练

部分学生考分不高的主要原因在于基础知识掌握不扎实，特别是对一些自然地理知识的基本原理的理解和把握不够准确，不注重知识之间的联系，记忆多、联系少、缺少拓展性的思维。二轮复习要求学生注意把握考点本身的知识体系，学会根据知识体系来组织答案。做到主干知识系统完整、脉络清晰，对知识点能完整明确的提取，才能够应对试题的变化。同时，教师要加强对基础知识的过关训练，从地理知识的内在联系上辅导学生完成对知识体系的构建，使学生对基本知识内容的理解更加准确。

二、 突出空间判断能力的分层训练

专题复习要注重学生空间概念的构建，以专题复习来引领区域地理复习，重点分析区域特征和区域差异，注重地理环境多个要素之间的内在联系，对区域地理知识要做到适当的拓展，选择不同能力水平层次的训练题，进行地理空间判断能力的分层训练。训练要有计划，训练目标、训练时间、弥补措施等都要周密安排。

三、 突出学生获取地理信息、解读地理信息能力的强化

地理信息的获取与解读能力的提高是高三学生复习阶段最主要的目标，此项能力培养的基础是学生对各种地理图表解读方法的掌握，更重要的是对本学科知识的整体把握。不同的知识内容，涉及的地理图像不同，获取和解读信息的方法也不相同，教师应该根据教学内容，配合学生对特殊的地理图像的学习，进行辅助教学和相应的训练。在教学训练中，要加强对训练难度的把握和控制，教尤其要对地理图像、能力要求以及知识点与难度之间的关系要有良好的调控能力，因此教师应该注意将地理信息难度从小到大，有梯次的呈现给学生，让学生逐步掌握和熟悉，以配合达成获取与解读地理信息能力的各个步骤。同一类型的地理图像在同一学习步骤中，涉及不同知识点时，也应呈现不同的地理信息的难度层次，教师就要在学生学习某个知识内容的初期、中期、后期阶段，采用同一知识点、不同类别的地理图像，利用不同难度的地理信息配合训练，以加深学生对该知识内容的理解，提高学生获取和解读地理信息的能力，因此，教师应根据学生所处的学习阶段，对地理信息的综合性加以控制，有针对性地展开学生能力的培养，教师可以采取各种有效的策略来培养学生获取与解读地理信息的能力，培养学生自主获取地理知识的能力。

四、 突出学生答题规范的训练

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引言

随着计算机软件技术的迅速发展，应用程序的规模也在不断扩大。应用范围也更加广阔。这不仅存在着多种硬件平台（例如台式机、嵌入式系统），而且在这些硬件平台上，通常又存在着多种的通信介质（例如串口、USB口等）、通信协议（例如TCP/IP等）及操作系统软件平台（例如Windows、Linux、Nucleus等）。我们的软件开发往往要求能够在这些异构的硬/软件平台上运行。

为此，我们引入了“中间件（Middleware）”的概念。本文在介绍中间件基本概念的基础上，结合研究项目“嵌入式地址信息系统的开发”来说明如何以中间件的形式设计该系统。

1 中间件的基本概念

1.1 中间件定义及作用

中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。也就是说，中间件是位于底层硬件/操作系统平台之上，应用层之下的中间适配层。该层向下屏蔽掉硬件平台或操作系统平台的差异，向上为应用层操作一个统一的标准接口，应用层的开发基于该接口进行。在以下定义下，中间件具有如下特点：

*满足大量应用的需要；

*运行于多种硬件和OS平台；

*支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性应用或服务的交互；

*支持标准的协议；

*支持标准的接口。

在中间件设计思想下，软件的开发变得更加简单。首先，当系统硬件/操作系统平台改变时，只需改变中间适配层的几个参数，只要保持中间件层对应用层的接口定义不变，就可以直接将应用程序移植过去运行。所有的代码只需编写一次就可在任何系统上运行，大大缩短了系统研制的周期，提高了开发效率，同时还保证了系统的高伸缩性、易升级性稳定性。

其次，由于中间件屏蔽了底层平台差异，提供了标准的封装接口，使应用层以组件的形式实现为可能。用户可以根据自己的需要将各个组件有选择地进行组合，像搭积木一样，构成自己的应用系统。

    世界著名的咨询机构Standish Group在一份研究报告中归纳了中间件的十大优越性：

*缩短应用的开发周期；

*节约应用的开发成本；

*减少系统初期的建设成本；

*降低应用开发的失败率；

*保护已有的投资；

*简化应用集成；

*减少维护费用；

*提高应用的开发质量；

*保证技术进步的连续性；

*增强应用的生命力。

1.2 中间件应用现状及未来发展趋势

中间件的应用范围十分广泛，发展前景非常美好。据有关机的统计表明，近5年来，全球中间件的销售额平均年增长率为34%，到2004年总销售额将达到97亿美元。中间件已经成为国际IT巨头竞逐的目标，各大软硬件厂商都在积极参与有关标准的制定和产品的研发工作，像IBM、甲骨文、BEA、微软等都制定了相应的战略。据估计，未来基于Internet的电子商务业务将有79%建筑在中间件的基础之上。

中间件种类繁多，从不同的应用方面及发展程序上有不同的分类方法。在同上，从中间件所起的作用上来说，中间件可以分为以下三类。

①数据类（data integration）：用于数据的存取、利用和增值，此类中间用于构建以数据为中心的应用。

②处理类（process integration）：把分布在网络结点上的各个应用或处理连接在一起，形成一个统一的、协同工作的分布式应用。

③分布式构件类（distributed components）：支持构件式应用，是未来应用的发展方向。

据统计，近五年增长率最高的中间件集中在消息中间件、交易中间件、对象中间件和应用服务器中间件、数据访问中间件5种（统计数据如表1所列）。另外，随着网上信息安全问题的出现，安全中间悠扬也应运而生。

表1 IDC的市场调查分析

中间件类型1997年销售额/亿美元2002年销售额/亿美元年平均增长率/%亚太市场销售额/亿美元消息中间件3.624.5463.6交易中间件3.516.5362.6对象中断件1.47340.56数据访问中断件6.116.523-应用服务器-40--安全中间件1.2273--消息中间件是目前中间件的发燕尾服热点。它适用于任何需要进行网络通信的系统，负责建立网络通信的通道，进行数据或文件发送。消息中间悠扬可以跨平台操作，为不同操作系统上的应用软件集成提供方便，从而满足企业内部对系统伸缩性和可扩展性的要求。

数据访问中间件能屏蔽不同厂家、不同类型数据库之间的差异，实现异构数据的共享，从而使得企业不同时代、不同地域的宝贵数据能够充分利用。

对象中间件技术目前发展迅速，各大硬软件厂商都在积极参与有关标准的制定和产品的开发工作。面向对象的中间件提供一个标准的构件框架，能使不同厂家的软件交互访问，为软件用户及开发者提供一种即插即用的互操作性。

安全中间提供完备的信息安全基顾构架，屏蔽安全技术的复杂性，使设计开发人员无须具备专业的安全知识背景就能构构造高安全性的应用。

2 中间件思想在嵌入式GIS设计中的应用

我们研制的嵌入式GIS是一个地理信息的综合系统。在功能上，该系统包括地图浏览、地理位置报告、目标标绘、地形分析等功能模块；在硬件平能台上，系统要求能够运行于PC台式机和基于ARM处理器的嵌入式系统上；在操作系统平台上，系统要求能够运行在Winodws 98/2000、Linux等通用操作系统和VxWorks、Nucleus、WinCE等嵌入式操作系统上；在网络通信上，要求系统除了能够支持各种接口及各种通信协议，还能够支持自己开发的通信协议。在这些设计要求下，我倦嵌入式地理信息系统开发中，采用中间件的设计思想，保证程序的可移植性，节省人力物力，使研究成果尽快转化为产品。

系统整体结构如图1所示。

其中，底层硬件平台采用我们研制的基于ARM微处理器的嵌入式地理信息系统硬件平台，包括GPS接口、各种存储介质（例如CF卡、Flash等）、各种接口（例如USB、RS-232串行口、以太网接口）、人机交互接口等。

软件平台可以选用Windows、Linux、WinCE、Nucleus等操作系统，利用该平台可以屏掉底层硬件平台的差异。

操作系统适配层（即中间件）定义和设计适合各种操作系统的适配层。该层具备操作系统的主要特征（例如多任务多线程的封装、调度），向下与相应的各种操作系统相适配，向上提供与操作系统无关的统一接口。该层包括任务管理、消息管理、通信等模块。为了屏蔽掉底层操作系统的差异，该层的设计要求与操作系统接口的函数要尽可能少，与硬件系统有关的代码也要尽可能的少。

终端软件框架的设计思想是在操作系统适配层之上，根据地理信息系统这一特殊应用，开发自己GUI、文件系统、内存管理、军标符号库、基于消息驱动的多窗口控制。人机交互接口、专用的地理信息数据库、统一接口的适合GIS的通信接口、任务管理等。

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作者简介：鄢建国（1980-），男，湖北仙桃人，副教授，研究方向为卫星大地测量。

《卫星导航定位技术》是面向地理信息系统、遥感专业研究生的一门专业选修课。该课程内容覆盖面广，授课内容包括卫星导航定位系统发展现状与趋势、卫星导航定位基本原理与算法、时间与坐标系统基本理论、导航定位误差源、周跳与整周模糊度解算，以及测量数据模型及其组合。卫星技术应用广泛且发展迅速，考虑到学生的专业背景以及知识需求，对课程的教学模式进行了深入思考，以区别于常规的逐课讲授，达到最佳的教学效果。

1 课程的教学目的

该课程的主要授课对象为地理信息系统和遥感专业的研究生，学习该课程的目的是加强对卫星导航定位系统的了解与认识，为研究工作中涉及到的导航定位技术问题提供基础。基于这一考虑，授课中以基本概念、基本原理为重点，介绍卫星导航定位系统的研究现状与趋势，以及与相关学科的结合。在这一课程的讲述中，以最成熟的全球定位系统（GPS， Global Positioning System）为例进行了讲解。

2课程的主要内容

卫星导航定位系统内容庞大，涉及到了大量的几何大地测量和天文学的基本概念，非大地测量专业的学生在学习过程中有一定困难。为了使学生能较好地掌握授课内容，在教学上依照“以点带面、前后呼应”的原则。依照这一原则，将授课内容分为以下几个部分：

1. 卫星导航定位系统发展现状与趋势。该授课内容为一综述性质，目的是扩展学生的知识面，同时激发学生对这一领域的兴趣与爱好。在讲解是，重点讲述了卫星导航定位系统在导航和定位两个领域中的应用。导航针对的用户为低精度用户，在不同的载荷平台，比如手机、车辆、无人机等有广泛的应用。以手机用户为例，通过实时定位，可以和电子地图结合起来进行导航，这与地理信息系统专业的学生研究方向较为吻合。对于定位则主要给出了国家陆太网络、三峡大坝形变监测、地震监测等例子，突出了导航定位系统在当今地球科学中的广泛应用和重要地位。最后对GPS之外的卫星导航系统，包括俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的GALILEO系统和我国的北斗系统进行了较为详细的介绍，让学生对当前的卫星导航系统有更为深刻的认识；

2. 时间与坐标系统。这一部分是大地测量学科和天文学的基本理论知识，具有重要的地位。对这一部分的讲解主要是弥补非大地测量专业学生在该知识点上的不足。对于大部分地理信息系统和遥感专业的学生来说，接触到的时间系统局限于北京时，坐标则为我国北京54或西安80坐标系统。在授课中，对时间系统进行了系统的描述，以恒星时和太阳时进行了分类，给出了平时间系统和瞬时时间系统的转换关系，以及基于天文观测的时间系统和原子时标的融合。通过这一部分的介绍，学生能对时间系统建立较为系统的认识。对坐标系统的讲解类似，在讲解中，同时贯穿描述坐标系统转换中需要的转换参数的求解，以及卫星导航定位系统在其中起到的作用，以加强学生对导航定位系统科学应用的感性认识；

3. 测量模型与观测值组合。以卫星导航系统发射的载波和伪距信号为例，讲解了卫星导航定位的基本工作原理，让学生建立基于卫星开展导航定位的基本算法模型。通过伪距给出的简单定位模型，引入载波相位的测量模型。结合无线电信号的传播特征，给出了周跳和整周模糊度的概念，让学生明确了卫星导航定位的优势，以及需要客服的难点。基于单个卫星和测站测量模式的介绍，推广给出了卫星和测站之间的差分组合测量模式，建立了不同组合模式具有的优缺点。同时，给出了不同频率和不同测量类型（伪距测量和相位测量）之间的组合。通过这一部分的讲解，可以让学生建立清晰的定位的概念，同时引出问题，为后续授课做好铺垫；

4. 误差模型修正以及周跳和整周模糊度解算。在前面授课的基础上，针对高精度导航定位，给出了不同类型的误差，以及相应的模型修正。卫星导航定位中最主要的误差源包括接收机、卫星钟差和传播路径时延。结合信号传播特征，给出了电离层和对流层的误差影响特征以及模型修正公式，同时呼应测量值组合中消除电离层的内容，通过这种前后呼应的授课模式，加强学生对授课内容的理解和掌握。针对高精度卫星导航定位数据处理中的核心问题，周跳探测与整周模糊度修复，进行了较为细致的讲解。考虑到学生的背景，侧重讲解了解算方法的原理和实现方式，弱化了复杂的数学理论部分。

除了以上四个核心部分之外，还穿插安排了讲座报告，进一步拓展学生的视野。教学实践表明，基于“一点带面、前后呼应”的原则，在授课中通过给出一个关键的知识要点，在此基础上进行拓展，同时在不同授课内容中前后呼应，实现了学生对该课程的基本概念、基本原理的顺利掌握，对卫星导航系统有一清晰的认识，达到了较好的教学效果。

3 授课模式改进

对非大地测量专业的学生而言，单纯的基础理论授课显得较为枯燥，对于知

识的接受和掌握会带来困扰。基于这一考虑，我们在授课中采用了以下两个方式来激发学生的学习兴趣，以进一步提高教学质量。

1. 结合授课内容和学生专业背景，邀请领域专家做报告

通过邀请领域专家做专题报告，是激发学生的学习兴趣，了解该领域最前沿的研究问题和研究热点的重要途径。考虑到卫星导航定位系统在不同领域中的广泛应用，我们邀请了研究南极动力学的专家，做卫星导航定位系统在南极科学中的应用的报告。该报告给出了GPS在南极Dome A地形测量和冰流速测量中的应用，以及取得的重要成果，同时给出了GPS在南极气象、电离层、遥感影像等中的应用，有效地激发了学生的兴趣。

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当前，空间信息技术发展迅猛，以空间数据为主的空间信息挖掘和应用成为现代人类生产生活的一个重要特征。特别是遥感影像数据，由于其具有获取方便、周期短、信息量大等特点而成为空间数据的重要组成部分。然而，由于遥感数据的数据量十分庞大，特别是对于具有不同来源、不同分辨率与不同时相的数据，其存储与管理均十分困难，且由于其本身具有的稀缺性与机密性，在一定程度上限制了遥感影像数据的充分利用，因此，迫切需要对其进行有效的组织、存储、管理和共享的研究。

研究表明，为实现影像数据的网络服务，可以利用遥感影像元数据，采用流行的数据库技术对遥感影像数据进行组织与管理，并完成基于XML的影像元数据的，实现用户通过网络对遥感影像数据的查询、检索与访问，为影像数据的共享奠定了基础，同时利用本体技术的优势，建立起遥感影像信息本体。

影像数据的存储管理

1.元数据的存储管理

元数据为空间数据的存储管理与共享提供了有效的手段，通过元数据信息，用户可以在没有真实数据的情况下，获取有关数据的信息，从而为数据的共享与利用提供了可能。目前关于矢量空间数据的元数据标准已经制定，并形成了我国的地理信息国家标准，而关于遥感影像方面的元数据标准，尚处在研究之中，未形成一个普遍接受的标准。为此，国家遥感工程中心在ISO 19115.3 遥感影像元数据标准以及我国即将推出的地理信息元数据标准的基础上，结合项目的实际情况，制订了遥感影像元数据草案。该草案包括7个元数据集、6个公共数据类型和15个代码表，从标识信息、数据质量信息、参照系信息、内容信息、覆盖范围、分发信息和遥感信息等方面对遥感影像数据进行了详细的表述。

2.影像数据的存储管理

由于遥感影像的数据量十分庞大，难以直接进行存储，不利于后续的处理、提取、浏览与检索，因此需要对其进行预处理，主要包括降采样、影像压缩与影像分割等内容。

影像分割是将遥感影像按照行列值分割为相同大小的数据块（tile），并以tile作为影像存储的基本单元。每个tile均以一条记录的方式进行存储，不同记录通过编号进行排列。对于不能够平分的，出现多余的行或列时，应将其单独存放。当用户对影像进行调用时，通过映射关系，只调用与用户有关的tile集合即可，从而优化了数据的存储、传输、浏览模式。

为减小影像的传输数据量和优化显示性能，需建立影像金字塔（图1），通过影像降采样方法，建立一系列不同分辨率的影像图层，每个图层分割存储，并建立相应的空间索引机制。常用的影像重采样方法有双线性差值、立方卷积等。

由于影像的数据量比较庞大，为减小影像的存储空间，还需要对影像进行压缩处理后存储。当用户调用数据时，首先对数据进行解压缩处理，然后再返回给用户。常用的图像压缩方法有JPEG、LZ77等。

3.影像数据库结构设计

遥感影像数据库主要可以分为影像元数据库和影像数据库两部分（图2）。影像元数据库用于对遥感影像元数据标准中的数据集进行存储与管理，影像数据库用于对影像数据进行存储和管理。元数据同影像数据通过ID字段进行一对一的关联，保证了元数据与影像数据的一一对应，从而实现通过元数据可以惟一地查找相应的影像数据，而通过影像数据，又可以惟一地查看该影像数据的相关信息，实现了遥感元数据与影像数据的一体化管理。

影像数据网络共享与服务

1.基于元数据的影像数据网络共享

构建遥感影像元数据的主要目的是为了能够实现影像数据的网络与共享。因此元数据的网络是影像数据的前提与基础。

目前元数据的网络大多采用XML技术。XML是一种元语言，是可以用于描述其他语言的语言。用户可以根据需要，利用XML Schema（或者DTD）自行定义标记和属性，从而可以在XML文件中描述并封装数据。XML是数据驱动的，这使得数据内容与显示相分离。XML可以在类似于Netscape Navigator或Microsoft Internet Explorer的浏览器中显示，并通过因特网在应用之间或业务之间交换，存储到数据库中或从数据库中取出。因此，XML是元数据最好的描述方式，能很好地满足元数据在网上传输、交换的需要。

用户通过网络的元数据信息，可以初步了解遥感影像数据的相关信息，然后通过元数据的导航，实现对影像数据的查询、浏览与检索（图3）。

2.基于本体技术的影像数据网络服务

本体（ontology）是从哲学的一个分支――形而上学中的本体论（Ontology）发展来的一个名词。本体论研究客观事物存在的本质，与认识论（Epistemology）相对。即本体论研究客观存在，认识论研究主观认知。而本体的含义是形成现象的根本实体，因而，本体是概念化的明确说明。最早把本体引入计算机领域的是人工智能领域。

地理信息本体与地理信息分类编码、地理信息标准术语表之间有着相似之处，本体论与分类学、术语学也存在一定的交叉。

然而，地理信息本体并不是地理信息标准术语表。地理信息本体提供了一组具有良好结构性的词汇，而且出现在本体中的词汇经过了严格选取，确保所选的词汇是本领域中最基本概念的抽象与界定。概念与概念之间的关系采用相应技术(如谓词、逻辑等)进行了完整的反映，而正是这些关系的反映使得基于本体的系统实现后能够完成语义层面的一些功能。地理信息标准术语表仅仅是地理信息领域中各种词汇的集合，相对本体而言还比较松散。

本体也不单纯是一个词汇的分类体系，即不是地理信息中的分类和编码表。本体和地理信息的分类非常相似，尤其是把本体的理论应用于地理信息分类编码时，这种相似性更为明显。总的说来，地理信息本体比分类编码表中所反映的词与词之间的关系要丰富。

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随着人们对旅游地理信息认识的逐步深入以及智能旅游的发展，地理信息系统（GIS）技术的在旅游业应用范围越来越宽广，这也就要求进入旅游相关领域的旅游类专业毕业生必须具备一定的GIS基础。因此，对于旅游类专业来说，将GIS技术运用到教学实践和科研项目中，是旅游学科知识体系演化和变革的需要，是旅游学科融合现代科学技术发展的结晶。为此，国内外学者从旅游类GIS课程设置，课程内容、教学过程、实验教学等方面进行了研究，但在实际教学中仍存在各类问题，如对GIS的重要性认识不足、课程教学内容与旅游专业脱节、教学实践环节缺乏针对性等。就此，本文首先对旅游学科GIS的作用进行了分析，进而提出了旅游类专业GIS课程教学改革框架，为旅游类专业的课程教学改革提供一种路径。

一、GIS在旅游学科中的作用

从GIS学科发展来看，GIS从地理信息系统（GeographicInformationSystems，GIS）向地理信息科学（GeographicInformationScience，GIS）发展是在1992年前后。从单纯GIS科学知识传授到GIS科学思想传播的升华，是最近十年的事情。伴随Web技术的普及，地理信息服务（GeographicInformationService，GIS）成为当前GIS研究的热点之一。GIS是一个发展的技术、科学、服务，GIS的发展必然延伸其在旅游学科中的应用，也必然带来旅游课程教学内容的革新。

（一）作为技术的GIS（GeographicInformationSystems）

GIS技术为旅游发展提供一种重要技术保障。旅游者通过空间移动行为，与旅游环境的产生交互过程，形成旅游者活动规律。可见，旅游者活动信息属于一种发生在旅游环境内、具有严格地理维的地理信息。GIS技术对旅游地理信息进行高效获取、存储、管理、分析和表达与传输，以其高效处理海量空间数据、高效制图技术、动态过程分析等特点，为旅游资源调查、旅游线路规划、旅游信息服务等领域提供了崭新的手段。由此，GIS技术与3G技术、VR技术、Web技术等共同组成旅游信息化的重要部分，这也是旅游院校引进GIS课程的主要原因之一。

（二）作为科学的GIS（GeographicInformationScience）

作为科学思想的GIS为旅游发展提供一种空间思维方式。旅游学科属于研究人的学科，具有社会科学的属性，导致旅游类专业培养侧重于管理能力但忽略空间思维能力的培养。如何理解旅游现象空间关联性，如何高效利用旅游者活动信息进行市场营销、旅游企业管理、旅游行业监测等，成为旅游院校学生逻辑思维培养面临的一个难题。旅游类专业开设GIS课程能有效地改变这种局面。其原因是GIS学科以计算机科学技术为背景，强调逻辑性；通过对GIS理论理解和软件应用，学生能深刻理解数字旅游空间模型的概念和原理，突破对空间的主观感受。如此一来，GIS课程就会使旅游类专业学生的思维方式更加理性且逻辑，而这恰好是当代旅游人才所必需的思维能力之一。

（三）作为服务的GIS（GeographicInformationService）

GIS技术为旅游产业提供位置服务（LBS）。旅游活动作为一种空间移动的人类行为，需要大量的地理信息为其服务。作为位置信息技术，GIS技术天生就是一种精准的空间信息管理系统，因而与生俱来兼具提供位置服务和管理信息系统的属性。因此，建立旅游信息系统是GIS应用最重要的领域之一。国内对于旅游地理信息系统的研究已经积累了较多的成果，根据旅游者对旅游信息服务体系的要求，利用GIS可以建立不同尺度、不同类型的旅游信息系统，给旅游者提供数据库查询，从而为旅游消费决策提供信息支持。

二、旅游类专业GIS课程教学改革框架建构

旅游类GIS课程教学目标是服务于旅游学科，属于GIS学科的应用层面。在此课程定位下，如何挖掘有限学时（36学时，2学分），合理布局理论和实践学时，是获得教学效果的关键。本文结合旅游学科特点与GIS课程实践，引入“逆向”和“分步骤”的项目化教学模式，对GIS课程进行如下改革：

（一）教学目标：培养旅游专业人才的逻辑思维方式和空间分析能力

旅游类GIS课程目标建设可分为：（1）习得GIS软件应用技能，通过课堂讲授并结合课堂演示和上机实践，要求学生掌握一种GIS软件的核心功能，具备熟悉运用GIS软件的能力；（2）运用GIS技术解决旅游问题，要求学生能够理解GIS理论框架和运用GIS技术解决旅游规划、旅游营销等专业领域内的实际问题，以及了解GIS发展前沿和趋势；（3）为旅游提供GIS服务，使学生能够胜任与GIS软件有关的旅游管理工作。

（二）教学内容：“实验-原理-实习”融合形成“逆向阶梯式”教学内容体系

旅游类专业GIS课程的教学内容取决于教学目标及其在旅游学科知识体系中发挥的作用。教学内容可进一步划分为三个模块，包括：实验训练，基础理论和课程设计，这三个模块形成一个阶梯状的进阶式教学体系（见图1）。具体而言，实验训练模块重点以主流GIS软件（如ArcGIS）基本操作为核心，目的在于对工具软件的认知和熟悉。先“做练习，后讲原理，再练习，再回顾”，逆向循环学习方式，提高学时利用率。基础理论模块重点强调GIS的基本概念和知识体系；具体内容包括GIS经典概念和理论的介绍和地学背景知识补充介绍。课程设计模块包括：地图制图、遥感数字图像解译、GIS空间分析等，该模块是实验教学的核心，围绕“校园景区”，采用项目化的方式，实现对GIS软件核心功能的应用。

（三）教学方法：面向实践的案例化、项目化实践教学模式

（1）演示教学法：该方法主要针对实验训练模块，主要是解决学生对GIS课程的感性认识问题，即让学生熟悉GIS软件的基本功能模块、主要操作方式和基本概念。具体操作是，教师首先借助GIS软件，演示实验内容，讲解实验中地学问题或模型的GIS软件处理过程；然后学生依据实验任务完成相应的模拟操作，了解实验软件的处理运作方式。在实验结束后，教师分析与评价GIS软件各个模块功能和实验结果。（2）案例教学法：该方法主要应用与基础理论模块，目的在于解决旅游类专业学生对GIS基础理论难以理解问题，进一步提高学生分析和解决问题能力。案例选取是该模块的首要条件。在教学过程中，取之于旅游产业实践的案例素材比较复杂，需将案例精简成为教学素材，以利于提高学生利用GIS工具解决实际问题的兴趣，同时能促进对GIS软件的掌握及基础理论理解。例如在自驾游线路规划问题上，可精简成采用临近分析、网络分析和缓冲区分析等功能进行建模分析。（3）项目教学法：该方法应用于课程设计模块，主要是解决教学内容与旅游专业脱节的问题。在教学实践中，将校园类比成景区，开展面向旅游景区的项目化教学，基本实施环节如下：建立项目团队，依据班级情况，每5-7名学生组成一个项目团队，作为教学的基本组织和实施单位，完成一个应用项目设计。应用项目招标，开设校园旅游线路规划、校园旅游资源调查与评价、校园旅游适宜度评价、虚拟校园、校园电子导游等项目，学生以申报“国家级大学生创新计划项目”方式招标立项。项目实施辅导，课程建立2名主讲教师、2名研究生助理共同辅导项目团队完成项目任务；学生必须做到及时与指导教师共同讨论、交流项目思路及分享应用设计成果。项目成果提升，学生在课程结束时提交应用项目报告和进行项目答辩，对其取得的学习和研究的成果进行评估，鼓励学生撰写科技小论文，整理发表。

三、结语

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在经济飞速发展的今天，各個行业的发展也是日新月异。其中，交通的规划和管理也在不断的进步中，这是由于在具体的设施建设中运用了地理信息系统这一先进的科技，地理信息技术的使用使得传统的简单的操作有了更加科学的保证，交通规划与管理跟随时代的变化，与时俱进的同时也为交通事业的发展提供了技术等支撑。本文对地理信息系统进行了简单的说明，介绍了它的基本概念、建构模式以及工作原理，重点论述了地理信息系统在交通规划中的应用。

【关键词】地理信息系统交通规划与管理具体应用

城市建设是一个地区经济发展的代表，而交通建设就是这其中的关键。目前的交通建设规划中，交通问题越来越突出，基础设施的不断增加已经不能适应不断升级的矛盾，对这些问题的解决需要更加先进的技术和管理方法的革新，相关部门进行了多次的研讨和实验，在这期间，地理信息系统的出现适时的为这一些了问题的解决找到了突破口，下面我们就针对这一问题进行论述说明。

1地理信息系统的概念和特点

地理信息系统又被称为地学信息系统，它的英文简称是“GIS”。地理信息系统是一种特殊的的空间架构系统，也是一门学科。它通过计算机相关技术来支撑工作，主要对地理数据进行收集、存储、管理、运算、分析以及显示和描述，是一项综合性的的技术系统。地理和地理信息是系统的主动脉，在具体的地理环境中，利用特定的坐标进行位置等的分析，进而得出有用的信息。地理信息系统能够把地理的统计数据和空间数据相互融合到一起，在同等的情况下进行分析提取，早期的GIS功能较为简单，主要是将人力操作转向机器和图形的制作，在科技进步的同时，计算机技术的发展使得相关的功能也在逐渐成熟。GIS的数据处理能力和空间分析能力不断提高，在数据的获取上有了质的飞跃。地理信息系统具有以下特点：基本的环境地理定位，对各类信息进行收集分析处理，对出现的问题进行评估以及预测未来的可能性，主要研究地理问题，人与机器的完美结合。

2地理信息系统在交通规划和管理中的重要意义

GIS技术的应用可以使得人们根据己有的数据基础和现有的管理层次来建立具有可视化特点的空间模型，运用在城市交通设施的管理、交通布局规划、以及交通安全等的问题上，相对而言，使用效果更好，工作的效率明显得到了提高。在交通规划中，对地理环境进行分析、建立数据是最基本的。利用地理信息系统，来进行相关数据的管理和网络信息的分析处理，建立三维的空间结构，搭建与交通规划的相互关系。GIS技术还通过对交通信息的平台的融合运用实现了信息管理的简单化，为决策的提供和科学数据的考察提供了帮助。简单来说，地理信息系统的作用就是节省了交通规划的时间，提高了规划的效率，同时也在多方面数据的参与下，保证了规划的质量，以及规范了应用数据的科学性，在原来的基础上对数据进行了整合分析，确保了数据的可行性。在管理方面，也提高了交通管理的效率，具体来说就是对信息的掌握更加全面和准确，可以在众多的文件材料中及时获取想要的信息。GIS技术还可以对交通分析需求的满足有所裨益，对分析的过程和结果有了明显的提髙，并且在形式上也有有了一定的创新。总之，GIS技术的使用在多方面被证明是具有先进性的，是一个获取和处理信息及时准确的好的应用工具。

3地理信息系统在交通规划中的应用

3.1在道路设计中的应用

城市的道路进行规划设计时面临的问题多且复杂，传统的的设计手段为了满足工作量的超额难免工作效率无法保证。现代地理信息系统的出现为道路的设计规划节省了时间，保障了质量和效率。首先，GIS应用在最初的道路具体情况的测量和分析上具有绝对优势，可以快速的确定道路线址和设计的初步模式。再者，进行具体的先例布局时利用3D的动态形式模拟场景，画面具有现实感，能够真切的对纵横线面有直观的感受，例如公交停靠站点的布局位置以及具体的线路问题的改善等。最后，可以进行信息的互通有无，相关的信息可随时进行整合和利用，例如，系统可以抽看一些原有的道路设计规划图形、本地的地形图以及拍摄的图片等，还可以结合有关部门的表格统计，例如人口信息表、地面建筑物等的状况以及政府下发的文件和材料等，通过对现有信息的综合分析，参考实地的测量结果、最终进行最优方案的设计。

3.2在道路养护中的应用

道路设计完成以后，后续的维护和保养也是很重要的。随着道路需求不断地增加，建设的数量也在逐年的增多，这就导致土地资源不断地被消耗，同时也使得人地矛盾升级。GIS的出现对于缓解这些矛盾有很大的帮助。它可以与有关的系统相结合，例如，路面管理系统、公路养护管理系统等，对指定的路面情况进行检测和记录，最后对相关数据进行收集分析得出最有利于公路维护的方案措施，不仅可以提出有针对性的公路维护的具体意见，进行整改后提高公路管理维护的水平，还可以使目前的建设设施的利用率上升一个台阶，创造更多的利益价值。

3.3相关规划数据和图形数据的的管理

（1）交通规划在进行的过程中会建立相应的数据资料库，里面需要运行和处理的数据必然不是少数，这些数据的合理利用才能满通规划的进行。里面包含了车流、人流、建筑、预测以及分析得出的数据，其中有些数据可以不要实地的考察，因为信息系统可以自动生成，同时有些数据还可以直接参考其他的数据源，节省时间的同时提高工作效率和数据的准确性。

（2）规划中会用到大量的图形，这些图形可以很好的交代当前的交通状况，基础设施的分布等，对交通规划起到辅助的作用，但是这些图形普遍具有意化特征，图形的科学性有所欠缺，GIS正好弥补这一缺陷，信息技术系统自身的空间数据处理工具可以对图像进行分析，简化利用时产生的问题。

3.4对于交通安全的预测和控制

近年来，交通安全问题的频频发生越来越受到更多人的关注，对于怎样更好的预防和监控交通安全需要我们不断的努力和探索。GIS应用技术的出现，能够对相关的信息进行分析预测，为有效的预防提供可靠的参考。首先，它可以对交通安全问题进行时间和数量的监测，对事故的出现以及发展的趋势做出可信的预测，以便在最短的时间内做出该有的防护措施，解决面对传统的交通安全问题时出现的信息的误差以及遗漏和不及时。

3.5用于车辆导航与监控

GIS能够为车辆提供信息导航和服务工作：

（1）可以进行出行路线的选择，有多条路线时，选择最快速方便的路线，得到效果最佳。

（2）在出行选择地方时，可以利用该技术进行分类搜索，查询一些目标地点，例如景点、酒店等等。

（3）可以对车位进行监控，通过传感器和地图数据，实时掌握车辆位置。

4结束语

综上所述，我们通过对地理信息系统的介绍以及基本工作原理的说明，体现了在现代化的交通规划和管理中对该技术的利用。GIS的使用和推广，可以使得人们在基本的数据分析的基础上建立空间概念，利用模型结构来更好的为交通规划和管路提供帮助，具体来说就是对交通环境的大致评估，对交通安全的监测和防护以及道路设施的布局等。在进行相关活动时，利用GIS来管理和支配数据和网络，快速且便捷，提高规划的质量和效率，并且保证数据的科学性。

参考文献 

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[3]张勇.浅谈地理信息系统在城市建设中的应用[J].北京测绘，2005（04）：41-43. 

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关键词：排水 地理信息系统（GIS） 管网管理

中图分类号：TU992.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0021-01

排水管网是城市重要的基础设施，对社会和经济发展具有重要的影响，而目前我国的排水管网信息化建设和管理体系还不完善，尤其是管网管理方面，仍然依靠传统的人工管理方式，缺乏信息系统辅助，导致管理的效率和水平低下[1]。

近年来，集图形管理和数据库管理于一体的地理信息系统（GIS）技术，因其强大的数据处理、管理、分析功能获得了越来越多的应用，利用GIS技术对排水管网进行管理是新的发展趋势[2]。

1 GIS的设计与实现

1.1 系统概述

常州市排水管理处采用的GIS系统适用于中文WINDOWS/XP/7操作系统；以SQL Server作为数据库；采用B/S（浏览器/服务器）结构。

1.2 系统结构

常州市排水GIS的系统结构如图1所示。

1.3 系统的数据模型

GIS的数据模型的概念分6个层次：地理数据库、数据集、类、几何元素、几何实体、坐标点。

模型中，非空间实体被抽象为对象；空间实体被抽象为要素；相同类型的要素构成要素类；相同类型的对象构成对象类；若干对象类或要素类组成要素数据集；若干要素数据集构成地理数据库。要素在某个空间参照系中的几何特征被抽象为几何元素，几何元素由任意的点状、线状或面状几何实体组成，几何实体通过几何坐标点表达。

GIS的空间数据模型将现实世界中的各种现象抽象为对象、关系和规则，各种行为（操作）基于对象、关系和规则，模型更接近人类面向实体的思维方式。该模型还综合了面向图形的空间数据模型的特点，使得模型表达能力强，能广泛适应GIS的各种应用。

1.4 系统的功能模块

GIS的主要功能模块有以下几种。

（1）管网编辑模块：完成管网工程中管线的空间数据及属性数据的输入。

（2）查询统计模块：通过提供的查询工具，能以各种查询方法方便的得到想要的资料和信息。

（3）工具模块：实现日常工作中的一些专业功能，如：打印、输出、定位、量算、横纵断面、管道缓冲区分析、连通分析等。

2 GIS在管网管理中的应用

GIS整合了排水管网设施的空间位置和相关属性，为排水管网的运行和管理提供了重要的支撑平台，实现了排水管网数据测量、数据管理、信息应用和的数字化管理流程，改变了过去以人工为主的管理模式。GIS在排水管网管理中主要有如下几方面的应用。

2.1 日常养护

通过GIS，可以对排水管网养护的日常工作进行工作量的校核，并可对在日常养护中发现的设施缺陷及时进行标注，方便进行统一处理和维修。同时，利用GIS，可以对日常养护工作进行提前统一规划，使管网养护工作科学、合理，减少重复、遗漏，从而提高了管网管理的水平。

2.2 紧急抢修

利用GIS，可以及时查询排水管网的相关信息，从而迅速、准确定位事故管道（井）的位置及与其他建筑物和排水设施的相对位置、连通关系。通过对排水管网事故情况的分析，可以迅速给出最优的事故处理方案，准确地知道应该关闭的阀门和封堵的检查井，用以指导抢修和维护，从而提高了城市排水部门的管理效率和服务质量。

2.3 泵站管理

GIS提供了每个排水泵站的影响区域和泵站之间的上下级隶属关系。在泵站故障检修或进行停泵操作前，通过GIS模拟操作，可直观地显示受影响的区域，从而协调该区域的排水大户，暂时停止排污，待泵站正常运行后再通知其排放污水。

2.4 防洪防汛

防洪防汛是管网管理的重要内容。汛前，通过GIS，可以统计出所选范围内所有不满足暴雨重现期要求的管段，依据此数据，可以提前对不满足暴雨重现期要求的雨水管段进行改造和疏浚，防止暴雨时发生滞水。

2.5 设施管理

利用GIS，可以获得详细的城市排水设施的空间地理及相关信息，全面掌握排水设施的基本状况，并可对所有设施设备进行可视化管理。同时，与日常养护相结合，可以得到各排水设施的动态信息，实现各类排水设施的动态管理，从而为排水设施规划建设、运行管理和资产评估提供了科学依据。

3 结语

通过数年的探索和实践，常州市排水管理处在GIS的应用上取得了一定的经验，尤其在排水管网管理上，GIS已经成为不可或缺的助手。实践证明，应用GIS能显著提高排水管网管理的效率和水平，我们有理由相信，将来GIS能在排水管网管理中发挥更大的作用。

参考文献

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关键词GIS网络Web GIS历程趋势

1 GIS的概念

(1)GIS的定义

GIS即地理信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界(资源与环境)各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。

(2)GIS的特点

为了满足GIS对地球表面、空中和地下若干要素空间分布和相互关系的研究，GIS必须具备以下基本特点。

①公共的地理定位基础

所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位,才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础,支持空间问题的处理与决策。

②标准化和数字化

将多信息源的空间数据和统计数据进行分级、分类、规格化和标准化，使其适应于计算机输入和输出的要求，便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。

③多维结构

在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，并按时间序列延续，从而使它具有信息存贮、更新和转换能力，为决策部门提供实时显示和多层次分析的方便。这显然是常规二维或二维半的地形图所不具备的。

④具有丰富的信息

GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。纽约市曾经对其数据库进行了调查，发现有80%以上的信息为地理信息或与地理信息有关。

(3)GIS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，这种能力使用户能得到关于数据的知识，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS,GIS必须包含DBMS。

GIS有别于MIS(管理信息系统)。GIS要对图形数据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。

(4)GIS的应用

GIS是一门以应用为目的的信息产业，其应用可以深入到各行各业、千家万户，形成诸如资源与环境GIS,灾害监测与防治GIS,农林牧副渔GIS,工商经营管理GIS,国民经济运营、交通管理和规划GIS,城市管理、运行和规划GIS,工矿生产管理GIS及各部门办公GIS等。据调查统计，美国有84%的联邦政府机构在办公室中正在使用和将要使用GIS技术，有7万个以上的地方和州政府部门使用GIS技术。是否具备和使用先进的城市地理信息系统,已成为衡量一个城市管理水平和投资环境的重要标志。在我国，沙市、常州、海口、深圳、北京、上海、天津、厦门等城市已建立具有一定规模的城市信息系统，一些GIS技术开发公司在一些城市的大街上设置了旅游线路查询信息系统，并己成为市政建设的一个内容。

进入90年代，随着GIS产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS将逐渐成为信息产业的主流。

2 GIS发展历程

(1)GIS的产生

国外不少人认为，19世纪以来普遍应用的地图和专题图就是一种模拟式的地理信息系统。照此定义，我国地理信息系统的产生可追溯到宋代的地理图碑，它刻绘了山脉、长江、黄河、长城以及全国各级行政机构，是宋代的中国地图。

到本世纪50年代，随着电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用以及政府部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮、处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这才导致了现代意义上的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.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语，并于1971年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。由于当时计算机水平的限制，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。与此同时，国外许多与GIS有关的组织和机构纷纷建立。例如，美国1966年成立了城市和区域信息系统协会(URISA),1969年又建立起州信息系统全国协会(NASIS):国际地理联合会(IGU)于1968年设立了地理数据收集和处理委员会(CGDSP)。这些组织和机构的建立为传播GIS知识、发展GIS技术起了重要的推动作用。

(2)GIS的发展

进入本世纪70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，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。例如，从1970年至1976年，美国地质调查局就建成50多个GIS,加拿大、联邦德国、瑞典和日本等国也相继发展了自己的GIS。与此同时，一些商业公司开始活跃起来，软件在市场上受到欢迎，许多大学和研究机构开始重视GIS软件设计及应用的研究。

80年代，由于计算机行业推出了图形工作站和PC机等性能价格比大为提高的新一代计算机，为GIS普及和推广应用提供了硬件基础。GIS软件的研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件，如Arc/Info、Genamap、MGE、Cicad、System9等。GIS的普及和推广应用又使得其理论研究不断完善，使GIS理论、方法和技术趋于成熟，开始有效地解决全球性的难题，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象、酸雨、核扩散及核废料等问题。

我国GIS的起步较晚，到70年代末才提出开展GIS研究的倡议。进入80年代后迅速发展，在理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养和区域性试验等方面都取得了突破和进展。一些有远见的地方政府也开始投资建立本地的G1S,在GIS应用日益活跃的今天，诸如沙市这样名不见经传的中小城市，由于GIS起步早而誉冠全国。80年代末，武汉测绘科技大学在摄影测量与遥感专业的基础上建立了信息工程专业，使我国GIS基本人才的培养纳入了正轨。1994年4月，我国专门成立了“中国GIS协会”,此后又成立了“中国GIS技术应用协会”,加强了国内各种GIS学术交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版权的GIS软件。

3 GIS的发展趋势

GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。

(1)GIS与其它学科结合更加紧密，应用更加广泛3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)或5S(前面3S加上数字摄影测量系统DPS、专家系统ES)的集成，使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合，成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具，使GIS广泛用于交通、环保规划、公安侦破、车船自动驾驶、大田农作物因地施肥、科学耕种和海上捕鱼等。不管是在3S还是5S的集成概念中，“3”和“5”己不是一个确切的数字概念，它们是泛指多个系统。3S和5S强调的是“l+l>2”,有了这个观念，我们就可以将GIS与其它可以结合的任何学科进行集成研究，输出方式更直观，以满足人们生产、生活的各种需求，使人们可以合理利用资源、保护环境，实现人类可持续性发展。事实上，GIS己涉及到社会科学、自然科学的许多领域，因此，我们还可以得出这样的结论，GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性巨型软科学。

(2)基于因特网的WebGIS是下阶段GIS发展的一个主流

从GIS发展的历程来看，GIS每一次大的发展都与计算机发展水平有关,今后仍将是这样。如今计算机网络的兴起和迅速发展，信息高速公路的建设，为GIS的新发展铺设了通行无阻的金光大道。由于地理信息和大量的空间数据都是以文字、数字、图形和影像方式表示的，将它们数字化，送入电子计算机，便可方便、快速和及时地将地理信息传送到需要的地方去，以发挥地理信息在国民经济建设、国防建设和文化教育等行业中的应用价值。而GIS工作者则需研制一个万维网上的GIS和GIS浏览器(即视窗GIS),使亿万网民随时根据需要来查询GIS。

(3)空间数据基础设施建设

“数字地球”一词已在世界广为提及，但很多人并不理 解它的真正含义,仅仅把它理解成全球各零散的数字信息在因特网上的流通。按照美国副总统戈尔在阐述“数字地球”概念时所举的例子不难理解，它实际上就是一个GIS。要实现地球数字化必须有数据基础，数字地球的基础是空间数据基础设施。空间数据基础设施建设包括空间数据服务体系、空间数据交换网站、数字地球空间数据框架和空间数据标准体系的建立。要在今后做到“秀才不出门，便知天下事”,做到网上“逛商场”,空间数据基础设施建设必须要搞好。

(4)组件式GIS的研究

建立一个小型的GIS己不是一两个人所能完成的，数字地球的建立更是一个极为庞大的工程，需要全世界各地的人们参与。因此，把庞大的GIS软件系统分解成可按应用需要组装成“定做系统”的GIS “元件”,怎样将这些GIS“元件”通过标准的系统环境(如OLE和OpenDOC)与其它非GIS的“元件”嵌接，有效地实现系统合成，自然就成了GIS的研究方向。一旦实现了这一步，全世界的人都可以参与GIS的建设，完善数据库，建立丰富的元件库，用户可根据需要拼装调用。这种组件式的GIS的各元件或数据应该是分布式的存贮，通过分布式对象管理系统进行管理。

(5)与多媒体技术的结合

多媒体技术正在进入GIS中，以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能，发挥声、像等多媒体的应用。目前，图形图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中，DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体，我们可以通过GIS的输出系统用视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知它。

4 GIS面临的问题

(1)认识问题

国家和地方政府对GIS建设的基础投资太少，没有从战略上提出一个GIS发展构想，没有把GIS建设提到一个应有的高度。而在美国，信息高速公路、数字地球却是总统、副总统提出，并以政府文件形式下达。科索沃战争给我们一个警示，必须高度重视GIS的作用。

（2)人才问题

GIS产业对人才不仅有一个量的要求，还要有一个质的要求，这种人才不仅要有过硬的专业知识，还要有广博的知识面，不仅要懂得自然科学知识,还要懂得相当的社会科学、软科学知识。政府部门要拥有高素质的GIS人才,才能有效地利用GIS进行管理和决策。

(3)数据质量问题

影响GIS数据质量的因素千头万绪，名目繁多，存在许多不确定性，导致数据质量不好控制，给建库带来很多不便。进入数据库的数据质量过高,则是浪费;反之，质量偏低，则达不到要求，可能造成严重的后果，把握适度质量有一定难度。

(4)安全问题

特别是基于因特网的GIS,要非常注意数据的保密性。而GIS中庞大的数据要逐一核实其对外是否符合国家安全是一件很困难的事，一旦出了问题，可能造成严重后果。

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【 关键词 】 GIS ； 房地产； 管理 【 中文分类号 】 TP399

1 GIS的基本概念及应用

地理信息系统（Geographic Information System， GIS）是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理地理数据的通用技术，是一项以计算机为基础的管理和研究空间数据的新兴技术系统。

1.1 GIS的特征

GIS是一种特殊的信息系统，与其它一般的信息系统相比 ，GIS具有空间特性。在地理信息技术中，地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）及遥感（RS）技术是地基础和基本的三大技术核心。GIS在分析和处理问题中都使用空间数据和属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了一种基于地理对象的新思维方法，能够进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、网络拓扑分析。

1.2 GIS的应用范围

GIS强调空间分析，通过空间分析模型来分析空间数据，目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、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应用的进程 ，在区域及城市规划管理、交通运输管理、测绘、环保、农业、制图、土地资源管理等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济资兴和社会资兴，成为一个跨学科 、多方向的研究领域。

1.3 GIS的优势

1.3.1直观、便捷地集成各种属性数据

由于地物的空间位置具有客观性，而地物本身又有纷繁复杂的特性，除了具有自然特性以外，还具有社会特性。描述这些特性的属性数据非常丰富，但都可以通过具有同一坐标参考的空间位置进行统一组织。GIS为各种数据的集成提供了统一的框架，在此基础上可以直观表达地物及其空间关系。

1.3.2 高效管理信息资源

GIS是一个具有结构和功能的系统，能获取和输入空间数据，并进行空间数据的处理和分析，并将结果按一定的方式输出。通过这种方式，各个行业的信息资源都可以按各自的要求进行处理，从而提高了信息资源的管理和利用效率。如地籍信息系统，林业资源管理系统、自来水设施管理系统、矿业资源管理信息系统、地下水资源管理信息系统等等。

1.3.3提供辅助决策

采用GIS的重要目的是辅助解决空间问题，其核心功能是空间，通过空间分析为各类用户提供管理和商业上的辅助决策。如疾病、林火等突发事件的监测与预警、设施故障处理、基站选址、企业选址、客户分布管理、房地产管理等。

1.3.4 制作地图

GIS是在计算机辅助制图基础上发展起来的一门技术，是地图制作的重要工具。采用GIS可以制作符号，对数据进行各种渲染，高效、高性能、高度自动化是GIS制图的重要特点。

1.3.5 提供与获得空间位置相关的服务

人应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。

2 房地产管理的特征分析

房地产业是从事房地产开发、经营、管理和服务的产业。它包括土地的开发利用和经营、房屋的开发与建设、买卖租赁、维修、综合服务以及以房地产为依托进行的各种经营管理活动。为保障实现房地产的社会属性（特别是财产属性），依照国家制订的政策、法律、法规等规定，对房地产的产生、流通、使用及其灭失所进行的管理，称之为房地产权属管理。

把GIS技术引入房地产管理当中，可使得房地产信息所具有空间信息的特性得到充分的体现。利用这个特性，可以将房地产管理的基本单元、户、室作为一个通用的地理空间表达单元，利用先进的面向对象的数据库、数据仓库、GIS技术，将土地、楼盘、房屋等资源数据存储在统一的数据库中，形成资源数据库，使其能够与其它业务系统实现数据共享，提高数据的利用率和一致性实现房产空间信息的一体化管理。通过这种应用，不公可以通过图形来惟一定位和标识房屋，而且可以实现基于图形的查询、分析和预测功能。

3 基于GIS技术进行房地产管理的实现途径

3.1 基于GIS进行房地产管理的关键是建立统一的数据分类与编码标准

有关房屋的各种数据是房地产地理信息系统的一个重要组成部分，而房屋数据是在不同的部门分步产生和获取的，建立房产测绘与房地产管理之间相互协调的关系，统一的数据分类编码标准和规范的数据流动在建立房地产地理信息系统中尤为重要。房地产管理对数据的需求是建立房地产地理信息系统数据分类与编码标准的基础。我们应该针对该需求，结合大型数据库技术及房产测绘的专业特点，建立房地产信息系统数据分类与编码标准。

3.2 基于GIS进行房地产管理的核心是建立房屋的空间地理属性信息、自然属性信息、社会人文属性信息的链接

数字房产图能生动地再现房产管理的对象――房屋的空间地理属性和自然属性，但还不能满足 房地产管理的需要，因为每幢房屋在二维的数字图里表示为一个闭合的几何图形，并通过房屋要素关联一条房屋的自然属性信息，必须基于GIS技术和大型数据库技术，建立唯一的地理编码，在房地产管理数据库中，对每一个房屋产权人增加输入该房屋的地理编码，形成一多的关联，这就可以实现从图到档、从档到图的交叉访问，从而完成房屋的空间属性信息、自然属性信息、社会人文属性信息的链接。

4 基于GIS进行房地产管理的基础是房产地理信息数据库的建立

当GIS应用于房产管理之中，形成房地产GIS，必然要融合现代测绘技术，同时结合CAD技术、大型数据库技术、MIS技术、多媒体技术、计算机网络技术等，建立一个基于GIS的房地产管理信息系统。快速有效地建立房地产地理信息数据库，是先进的房地产地理信息系统运行的基础。

要采用GIS与MIS关联方法建立房地产地理信息数据库，充分利用现有房地产管理系统（MIS）的属性信息，结合房地产测绘，建立房地产地理信息数据库，进而实现房地产管理数据库的属性信息与房地产测绘空间信息的有效链接。

在多年的房地产管理工作中，房产管理数据库已经建立，并在不断补充要。将房地产管理数据库的属性信息数据与房地产测绘的空间信息数据关联起来，建立房地产地理信息数据库，不但解决了房地产测绘中房地产属性信息采集的困难，避免房地产调查中的重复工作，有效地缩短测绘时间和降低工作强度，提高工作效率，加快房地产地理信息数据库的建立，而且有利于将来房地产图变更测量与房地产信息管理（MIS）相结合，达到空间数据与属性核心 地产地理信息数据 库，实现房地产动态管理。

5 结束语

房地产GIS是数字城市的一个基本组成部分，可实现房地产产权管理信息的资源共享，为政府调控房地产业发展的宏观预测、决策提供可靠详实的数据。使房地产产权管理部门真正实现以“图”管房，避免重复确权、重复发证、重复抵押、无房发证等严重问题的发生，提高工作质量，更好地为社会服务。

同时，通过房地产GIS，对每个小区的每一幢楼、每一种户型可实行全息三维空间位置的展示，在一个户型中可提供360全视角的房屋情况，将房地产楼盘范围内的地表特征和建筑三维模型形象化，并提供楼宇、房屋的三维立体模型图，以及房屋户型及房屋内部装修效果立体模型图；在三维场景中可进行漫游、缩放、旋转及飞行等操作，让用户更加全面、清晰地认识和了解房地产及其环境。利用三维全景图像直观展示户型中的平面布局及房屋内部环境的感受，购房人可以通过互联网对楼盘场景和楼宇、住宅室内结构的三维立体模型效果进行浏览，不必东奔西跑就可了解购房的信息。三维全景虚拟展示是一种新颖的房屋宣传方式，在欧美国家已开始应用。

参考文献

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[8] 孙志丹，邹哲峰，刘鹏.基于云计算技术的信息安全试验系统设计与实现[J].信息网络安全，2012，（12）：50-52.

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关键词：环境地理信息系统；教学改革；环境专业

作者简介：吕慧华（1982-），女，江苏盐城人，盐城工学院环境科学与工程学院，讲师；周峰（1985-），男，河南南阳人，盐城工学院环境科学与工程学院，讲师。（江苏 盐城 224051）

基金项目：本文系盐城工学院2013年度校级教改研究项目（项目编号：77）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0127-02

环境地理信息系统属于地理信息系统（GIS）在环境领域的研究分支，是利用GIS 技术对环境进行管理与研究的计算机系统。它以环境工程和环境科学为研究对象，以环境学、计算机科学、地理学为基础，与遥感、测量、数据库、数据挖掘等紧密相连，广泛应用于环境资源调查、环境评估、环境规划等领域的研究。[1-4]

环境地理信息系统作为解决众多实际环境问题的重要技术手段，具有较强的实践性以及跨学科特点。与GIS专业学生相比，环境专业学生在计算机、地图学、地理学、测绘学、程序设计、数据库等方面知识结构不完整，若系统深入学习，将面临很大的困难。[5，6]因此，环境专业学生学习GIS课程时，其教材、教学方法、实验设计以及考核方式等都应具有一定的特殊性。本文根据环境地理信息系统课程特点以及环境专业学生培养目标要求，结合笔者近几年教学实践，着重探讨如何让环境专业学生在有限的学时内较快较好地掌握GIS理论与技术。

一、环境地理信息系统课程简介

环境地理信息系统是环境专业的选修课。该课程主要利用学生所学的环境学、数据库技术和GIS技术对环境地理信息系统的进行设计开发与应用，拓展学生的应用技能。其教学目标主要为：第一，使学生熟悉GIS的基本概念；了解空间数据组织和管理的常用方法；掌握空间数据采集和输入；数据质量分析的基本方法和内容。第二，掌握GIS空间分析的基本方法与特点，具备应用GIS解决环境领域实际问题的能力。第三，了解环境信息系统的结构和开发过程，并能利用所学理论进行开发设计。

GIS技术在环境领域得到广泛应用，主要表现在以下几个方面：第一，GIS在环境数据管理中的应用。例如在编制环境质量报告书中，可以运用GIS进行环境地理空间数据组织和管理，并且运用专题制图功能分析环境质量的时空变化趋势。[7]第二，GIS在环境影响评价中的应用。例如将GIS与大气污染扩散模型相结合，可以预测在给定气象条件下污染物的空间分布，再将污染物空间分布与人口密度进行空间叠加分析，从而确定受大气污染影响的人口数目。第三，GIS在环境规划中的应用。例如在污染源分析和水源保护区划分中，可利用GIS缓冲区功能，将缓冲区与其他信息作叠置分析，以确定受污染源影响或影响水源保护的区域。第四，GIS在环境应急响应中的应用。例如在突发性水污染事故中，可以运用GIS的空间数据集成和网络分析功能与水质模拟技术相结合，对突发性水污染事故造成的污染情况进行模拟，以便能及时确定受影响的范围和对象。

二、教材建设和教学资源整合

1.教材的建设

教材是一门课程的基础。环境地理信息系统由于涉及的相关学科众多，目前还很少有针对环境专业的地理信息系统权威教材，因此编制环境地理信息系统教材对于保证课程质量具有重要的作用。通过教学实践发现，环境地理信息系统课程教材在内容上可以分为两大部分：第一部分为GIS基础理论和关键技术，主要内容为地理信息系统主要原理和技术步骤；第二部分为专题案例，分别讲述地理信息系统在环境规划、环境管理、环境监测以及环境影响评价中的应用案例。将教材分成上述两个部分，可以实现理论和实践的有机结合，从而达到更好的教学效果。

2.教学资源整合

GIS教学资源特别丰富，要注意充分开发和利用。第一，开设教学网站，把多媒体课件、讲课录像、案例等资料放到网络上，使学生能够随时下载或在线学习。第二，建立教学资源数据库，汇总国内外比较好的地理信息系统学习资料，对Internet上的一些专业的GIS网站、论坛建立超链接，方便学生对这些网上资源进行访问，从而能获取更多的GIS信息，拓宽知识面。第三，积极与相关学科的教学及科研人员广泛联系，密切合作，实现资源共享，形成强大的课程推动力和浓郁的课程文化氛围。第四，教师要引导学生在GIS课程学习过程中始终处于主动地位，让学生通过自主学习，掌握有关技术运用。

三、课堂教学与实践教学的有机结合

1.教学时间要安排恰当

第一，开课时间的安排：由于该门课程要求学生具有较高的计算机运用能力，同时要对环境科学与环境工程专业知识有一定的积累，因此这门课的开课时间最好设置在四年级第一学期，这样可以取得较好的教学效果。

第二，理论课与实验课的学时比例：建议学时数为标准的40学时，其中理论课安排24学时，实验课安排16学时，理论课和实验课要交叉进行。

2.教学引导要灵活多样

案例驱动是应用型环境信息系统课程教学、引导的好方法。它是一种以项目为核心的教与学的方法，将教学过程与具体的案例充分融为一体，围绕具体的案例构建教学内容体系，组织实施教学。例如在盐都县环境功能区划图项目中，使用GIS软件的进行空间数据库和属性数据库的建立、缓冲区分析、叠置分析、制图等，每一个功能对应实践教学体系的一项内容，由学生独立完成。在这个过程中，学生可以了解相关知识点，甚至把零散知识点有机串联起来，形成自己独有的知识体系。

3.实验课程要分级

表1 环境地理信息系统实验课程安排一览表

实验类型 实验名称 具体内容 学时分配

基础性实验 ArcGIS的基本操作 熟悉软件基本操作界面；空间数据库和属性数据库的建立 2

影像配准及矢量化 影像配准；定义投影；扫描矢量化；数据转换 2

拓扑检查 拓扑的创建、错误检测、错误修改和编辑等 1

地理查询 地理查询；SQL查询；查询函数的应用 1

矢量数据的空间分析 叠置分析；缓冲区分析；网络分析；空间统计分析 2

栅格数据的空间分析 重分类；栅格计算；坡度提取 2

综合性实验 ArcMap制图－地图版面设计 版面设计；地图标注；地图整饰；地图输出 2

环境监测点分布图 区域环境底图的制作，环境监测点位的标注 2

环境生态功能区划分布图 根据环境要素、环境敏感性等，对区域进行生态功能分区 2

环境地理信息系统实践中很重要的内容就是软件的应用，因此要想系统掌握应用技能，就需要把实验进行分层设置，如设置基础性实验和综合性实验，具体内容见表1。基础性实验是软件基本界面和操作，学生需要了解该软件界面，掌握基本功能；综合性实验采用学生熟悉的专业课相关的案例，使得学生能够掌握使用软件工具解决专业问题的能力。

四、改革考核方式

GIS是一门理论性与应用性并重的课程，它的考核内容包括基础理论、基本技能、应用能力等。因此，在教学过程中，应针对不同的教学内容，设计灵活多样的课后作业，改革传统的课程考核方式。第一，建立网络GIS教学和问答系统。通过网络GIS互动教学，根据学生的不同个性特点和需求对学生进行在线辅导，帮助解决学生在学习过程中存在的问题，培养学生对GIS的兴趣和动手建模能力。第二，设计灵活多样的课后作业。通过布置学生论文，让学生自主查询网络资料，并根据自身情况明确学习的具体内容，开阔学生视野，提高自学能力。第三，建立课程兴趣小组。对于知识掌握较好，应用能力强的学生，可以将其组成若干学习小组，参与到教师的科研项目中，进一步提高其学习应用能力。第四，采取多样化的考核方式。除日常考试外，可选择实验、设计报告等进行综合考查，试题可以采用非唯一性答案并与专业实际紧密联系，由此发散学生的思维，培养其创造力。

参考文献：

[1]蒋良群.资源环境与城乡规划管理专业地理信息系统课程试验设计[J].北京测绘,2010,(4):93-94,48.

[2]高飞.应用型高校资环专业GIS课程教学方法研究[J].安徽农学通报,2013,19(21):93-94.

[3]孙水裕,王孝武,王雄.浅析环境类专业“环境信息系统”课程的建设[J].广东工业大学学报(社会科学版),2003,6(3):105-107.

[4]马万征,于群英,邹海明,等.环境信息系统教学改革初步研究[J].现代农业科技,2011,(22):44,49.

[5]陈建.非GIS 专业地理信息系统课程实验教学研究初探――以资源环境与城乡规划管理专业为例[J].南京晓庄学院学报,2005,21(6):

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[6]俞晓莹,覃事娅.地理信息系统课程教学改革的探讨――面向资源环境与城乡规划管理专业[J].长沙航空职业技术学院学报,2006,