地理信息科学定义范文

导语：如何才能写好一篇地理信息科学定义，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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近年来，环境信息科学(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作为一门新兴的交叉学科得到了快速的发展，早期单一的工程方向“环境信息化”正在发展成为一门多学科理论交叉、多技术手段集成的新兴学科领域〔。国际环境信息科学学会(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作为这一领域的学术组织，致力于发展信息技术在环境领域的应用，提供环境信息系统研究领域的多学科交叉，以促进环境信息系统研究领域的国际交流。国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈、3S技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技术的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

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关键词：地理信息系统（GIS） 地质科学 油气勘探 可持续发展

中图分类号：T939 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0102-02

1 引言

地质信息是指表征了地壳所在岩石圈运动状态和存在方式的信息，在石油、矿产的勘查、研究、开发、利用和管理过程中起关键作用，也是人和地质资源在相互作用过程中所交换的内容。地质信息技术在油气勘探、建设开发工作中至关重要，随着油气地质勘查工作的不断发展，如何应用地理信息系统对各种复杂地质构造进行研究，管理相关油气地质信息，已成为目前相关部门研究的重要课题。多源信息共享、多学科的融合、智能分析及可视化等这些信息技术都是油气勘探开发中提高效率和质量的重要手段。

地质信息的主要载体是地质数据，由于其具有多源、多维、多态的特征，且来源多样，必然给数据的整理和分析带来繁重的工作。刘江梅等[1]、陈伟[2]、潘继平等[3]、Paulus[4]等，国内外学者对地质信息科学作了大量的研究和探讨工作，这些研究都对地质信息技术在油气勘探中的应用做出了重要成绩。

2 地质信息科学的技术体系

地质信息技术体系的产生始于上个世纪60年代初的物化探测数据处理和模型正、反演的计算机应用，后来引进了DBS技术才使计算机模拟地质信息技术逐步兴起。到了1996年ISO标准化组织对地球空间信息有了确定的定义，即它是一个以系统方式集成所有获取和管理空间数据方法的学科领域（ISO，1996），它是地球信息科学的较为成熟的分支学科[5]。其核心是地球空间信息机理“Geo-Informatics”。主要研究地球空间信息的结构、时空变化、不确定性、解译与反演、表达与可视化及标准化等基础理论问题，其技术体系集成了包括 “GPS、RS、GIS―3S”和计算机技术及网络通讯技术等组成。

由于油气勘探对象都带有空间特征，因此GIS技术从理论、方法和技术等方面对勘查工作产生了深刻地影响。作为有效的管理空间数据的系统，其功能包括：空间数据的获取与存储、数据处理与管理、数据分析及数据更新等几方面的功能（如图1所示）。

在该系统中各部分的功能为：

2.1 数据勘测与采集

GIS系统的数据多为具有空间信息的客观实体，利用油气勘测中的含油气的地理环境，对该区域空间各个因素的勘测是GIS系统的数据来源。数据采集则对这些数据进行格式转换以便于将系统外部的原始数据传输给数据库，对多态、多源的信息，可采用多种方式的数据输入。

2.2 数据处理与更新

数据采集后，还要对数据进行预处理。主要包括对图形数据的格式和大小进行编辑以及对数据属性编辑。同时要注意及时的更新数据，以满足动态分析的需要，实时地对自然现象的发生和发展做出客观的预测。

2.3 数据存储与管理

数据经采集、处理后通过GIS的存储管理功能保存到数据库中，以备GIS分析与提取。

2.4 数据提取与分析

数据提取与分析是GIS的核心功能，主要包括数据检索、数据提取与数据综合分析几个部分。数据检索和数据提取为基本功能，通过一定模式的逻辑运算处理数据。而综合分析功能包括信息比对、统计、二维模型分析、三维模型分析及多因素综合分析等。主要用于模拟实际地质信息，使宏观和微观的信息模型化，辅助技术人员做出正确的判断，以解决特定领域的实际问题

2.5 数据输出

数据输出是将分析的结果以图表或数据的形式显示出来，通过可以在输出设备上按用户要求显示出来。

3 地质信息技术在油气勘探中的应用

油气地质信息系统由两部分组成，首先该系统是建立在油气运聚理论和GIS技术的基础上，用于描述含油气的地质空间信息的理论与方法；另外由于它是在GIS的基础上构建的，以含油气区域的地质环境为研究对象，因此以油气资源信息的建立为核心，为油气地质勘探与决策服务为目的的计算机管理系统。

从研究对象可以得出该系统应包含的地质要素有烃源岩、储集层、盖层和油气运移路径，油气运聚的地质作用包括圈闭的形成和油气的生成、运移和聚集等作用。这些研究内容是应用地质信息进行油气勘探的依据和基础，也是GIS需要解决的具体问题。因此系统的数据资料应形成一体化的空间数据库，根据数据的不同类型和用途分别建库（图2），并使各类信息互相配合使用，通过统计分析、数值运算等技术，提取和分析油气相关信息，并将其转化为有用的参考信息。

在地理信息系统中主要有叠加分析、网络分析、统计分类分析和空间插值分析等[6]。叠加分析是空间数据分析中最常用的功能。根据数据的不同，可实现多边形叠加和栅格叠加。例如在对烃源岩信息参数进行分析时可采用栅格叠加计算；利用叠加功能，通过加权因子可实现多因素综合分析。

地理信息系统中的油气运移数据可进行油气运移路径模拟，根据油气运移的机理，利用系统中流体势和运移通道信息可建立油气运移控制通道图，在此基础上来研究油气运移的方式和路径（如图1）。

4 结语

地质信息技术是油气勘探、建设开发中的重要组成部分，其地质工作勘探与研究直接影响到油气勘探发展，实现GIS技术与油气勘探工作的集成与融合，对增强油气勘探的科学与优先，提高经济效益和社会效益非常重要。

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关键词:地理信息系统;GIS;空间数据库;计算机应用;地理

中图分类号:TP391 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)08(c)-0103-01

地理信息系统是60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术,是一门介于信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学和管理科学为一体的新兴学科。由于涉及面广,不同行业给出的GIS定义也不同,在地学领域一般认为,GIS的核心是计算机科学,基本技术是数据库地图的可视化及空间的分析。可以这样定义:它是在计算机软、硬件支持下,以一定的格式采集、存储、管理、分析、模拟、显示和应用部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。从外部来看表现为计算机软、硬件系统,其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型,是一个逻辑缩小的高度信息化的地理系统。GIS作为一种专门用于管理地理分布数据的计算机系统,具有强大的模拟现实功能。强大之处在于将空间信息的处理与属性信息完美结合起来,可以快速地获取所需要的信息,能以图形或文字报告等形式表示处理的结果。地理空间数据是地理信息系统的血液。整个GIS都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。从目前来说,数据采集特别是空间数据的采集是建立GIS的主要瓶颈。经验表明,数据库的建库费用,在系统总投资中占较大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍。可见空间数据在地理信息系统中的地位。

一、空间数据库的特点:GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。

二、空间数据库分类:空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。

三、空间数据库的建立与应用:本文已经从概念上对空间数据库进行了分析。为了进一步对它的应用有深入的了解,本文以一个空间数据库的实例展开研究。GSI技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等各方面都是得到了广泛的应用的,本文以某区土地资源GIS的空间的应用为例。1.数据采集与处理。对某区96年l:1万分幅土地利用现状变更图(清绘薄膜)进行扫描并进行几何纠正;利用MPagiS平台对分幅扫描图进行点线数据分层采集。输出分幅线划图,供外业进行线状地物变更调查,将线状地物及其属性变更到2007年度。将变更的线状地物补充到采集的点线数据文件中。进行图幅误差校正、投影变换、建立地图库、图幅接边处理、拓扑处理生成图斑。然后输出彩色分幅图,供外业变更地类图斑,将地类图斑及其属性变更到2007年度。将变更的地类图斑及相关的点线地物补充到相应的点线区数据文件中,更新点线区数据文件。2.建立图幅的索引。这是指这个地区的标准分幅土地利用现状图的表,记录了每个图幅的图名、图号、经度、纬度等信息,也是标准图幅输出的依据。3.建立系统的数据字典。数据字典设计是数据库设计的重要内容,它描述了数据库中的属性字段的属性与组成,规范数据库的数据描述,减少数据冗余。其中包含有土地利用现状分类(地类)字典、行政代码字典、权属性质字典等,它们都是按现行的各种技术规程和国家标准进行设计的。4.数据的入库:数据入库即建立土地利用数据库工程的过程。引入数据字典、接图表和管理文件。把辖区各层数据文件加入项目,再把图面配置文件加入到项目。进行各项逻辑检查、数据综合处理以及输出数据预处理等数据处理工作。对系统编辑、实时变更处理、数据汇总统计、图件输出、报表输出、数据库格式与国家格式的转换等功能的运行。通过运行情况,可看出良好稳定,无差错、死机现象。

四、总结与展望:由于GIS应用于地学领域目前尚处于探索和发展阶段,加之在建立基于GIS的空间数据库并不是很多,在数据库的建立方面,还需进一步补充和完善,在确定多层区域的方法方面,有待更深入地探讨和研究。

作者单位:中国地质大学信息工程学院

参考文献:

[1]宋关福,钟耳顺,刘纪远等.多源空间数据库无缝集成研究[J].地理科学进展,2007,19(2)

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关键词：GIS、海量数据、信息管理系统

1、引言

太湖流域河流纵横交错，湖泊星罗棋布，形成江南水网，是全国河道密度最大的地区。流域内河道水系以太湖为中心，分上游水系和下游水系两个部分。

近年来，太湖流域水污染严重，湖泊富营养化严重，已造成太湖流域供水水源的严重污染，对此，应予以充分重视。因此，建立太湖流域水资源信息管理系统，能够从科学的角度对流域内水资源进行治理，有效遏制太湖日益严重的水资源恶化问题。

2系统设计

2.1需求分析

①对太湖湖区五站水位及平均水位信息进行监测和分析，密切监控太湖水位，方便相关部门及时掌握水情，为太湖区域的生态建设、经济建设和群众的声明及财产安全保驾护航。

②对太湖地区重要节点水位、降雨量信息等重要站点水雨情进行监测和维护，每次更新后确保数据的正确性和及时性，预报太湖区域的旱涝趋势，方便其他部门对潜在的灾害进行决策和分析。

③对常熟枢纽、望亭枢纽、太浦闸引排水量信息进行维护处理，保证水量信息的准确性，为太湖流域水资源调度管理提供技术支撑，同时也为太湖流域水资源调度及管理、保护提供了重要的依据。

2.1系统结构

系统采用Visual Studio 2012作为开发环境，结合ArcEngine10.2、及SQL Server2012进行开发集成，由SQL Server独立进行属性数据的存储管理功能，Geodatabase进行空间数据存储管理，客户应用程序进行数据的浏览、编辑及其他功能操作。

2.2功能设计

系统主要分为四大功能模块，基本功能、水资源查询和水资源过程线绘制功能主要面向用户，数据库维护功能基于SQL Server技术搭建，主要面向系统管理员，进行日常的数据更新及维护。具体分为：

3.1数据源分析

空间数据为太湖流域管理局水资源综合规划采用的部分数据，属性数据为太湖流域管理局通过其官方网站（）公开提供的水文水资源数据。

3.2空间数据库设计

数据以Geodatabase 格式提供，数据库结构如图1所示。

3.3属性数据库设计

根据空间数据库特点，建立了属性数据库，并进行了关系表设计，实现了与空间数据库的无缝对接，保证了系统各项功能的正常实现。

3系统实现

3.1系统关键技术

1）ArcGIS Engine二次开发工具包。是一个用于建立自定义独立地理信息系统应用程序的平台，支持多种应用程序接口，作为可嵌入氏开发组件在.net编程框架中进行开发。通过调用类库中的接口，在用户自定义程序中实现GIS强大的地理数据显示与处理功能，包括数据显示，栅格及矢量数据的存取，地图可视化表达及一系列可扩展开发组件，可独立于桌面版运行，具有灵活、轻便，可扩展性强的特点，非常适合快速搭建地理信息平台。

2）SQL Server数据库技术。采用成熟的大型关系型数据库SQL Server的底层开发接口，实现水资源数据的高效存取和管理，满足用户的大规模并发访问需求。

3.2系统主要功能模块开发

系统主要功能模块按业务分为3部分，第一部分是基础的空间数据可视化部分，包括地图的缩放、鹰眼、漫游以及水资源过程绘制功能，第二部分是面向用户的信息查询部分，提供基于矢量数据的点选、框选，属性查询和名称查询，进而了解所选区域的水文、降雨量和水质情况，实现流域内水资源信息的全方位监测，第三部分是水资源数据维护管理部分，主要面向系统管理员，负责数据库部分的正常运行和安全维护。

4结语

作为以ArcGIS Engine组件库为基础开发的地理信息系统，本系统不仅实现了如地图缩放、漫游等基础GIS功能，还做到了信息管理系统与SQL Server数据库和地理数据库的无缝连接，实现了空间数据库与属性数据库的共同管理，满足了海量数据的存储与访问需求，较好地解决了太湖流域水资源数据的监测和管理难题，该系统以嵌入式组件库作为开发基础，具有很好的可扩展性，也有利于系统进一步适应新的功能需求和环境需求。

参考文献

[1]陈雪丰，刘飞云等，地下工程监控量测预警信息管理系统设计与实现[J]，测绘地理信息，2016，41（2）：95-98

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关键词地理信息系统，计算机系统，空间数据库.

以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量.

本文将侧重从GIS技术的角度讨论GIS的定义、研究内容及研究动态.

1.GIS的定义和研究内容

1.1GIS的定义

GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GIS的准确定义是困难的，因为GIS涉及的面太广，站在不同的角度，给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GIS［2］.(1)面向功能的定义.GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GIS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询.

我们认为，虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1)；因此，可以这样定义：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统.

虽然GIS使用了地图、可视化、数据库等技术，但与CAD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别.

CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助象建筑、VLSI等人造对象的设计，其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CAD开始支持对象的非图形性质，而GIS处理的数据大多来自现实世界，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大.另外，CAD中的拓扑关系较为简单.更重要的是，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多.

计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺少拓扑关系；另外，它与数据库的联系通常是一些简单的查询.

数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询，其图形查询与显示功能极为有限，其数据分析功能也很有限.然而，数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术.

由此可见，GIS已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GIS的研究内容很广泛，下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GIS的研究内容.

1.2GIS的研究内容

(1)输入.地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价；扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言，全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能；因而，交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售.

目前GIS的输入正在越来越多地借助非地图形式，遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GIS的重要数据来源.与地图数据不同的是，遥感数据输入到GIS较为容易，但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情；因此，GIS中开始大量融入图象处理技术，许多成熟的GIS产品，如MAPGIS中都具有功能齐全的图象处理子系统.

地理数据采集的另一项主要进展是GPS技术.GPS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点，因而，除了作为原始地理信息的来源外，GPS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力.

(2)存储.GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题.在计算机高速发展的今天，尽管微机的硬盘容量已达到GB级，但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GIS的数据存储却有其独特之处.大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应.

地理数据存储是GIS中最低层和最基本的技术，它直接影响到其他高层功能的实现效率，从而影响整个GIS的性能.基于微机平台的MAPGIS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库，这不仅在国产GIS软件中处于领先地位，即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者，这与MAPGIS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关.

(3)地理数据的操作和分析.GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CAD和通用数据库中的成熟技术；有所不同的是GIS中图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述，对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GIS数据操作的主要问题.

地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一.通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的.

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.矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.

(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种：在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对GIS是必不可少的.这方面的技术主要包括：数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等.

2地理信息系统的发展动态

近年来地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求.另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中［3］.下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍.

2.1GIS中面向对象(objectoriented)技术研究

面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视［4］.图2展示了面向对象的GIS的一般结构.

面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象late_binding(后编译）的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon的面向对象的用户界面，便于用户操作和使用.

SmallworldGIS是目前面向对象GIS中最为典型的代表.一些传统的GIS也开始部分采用面向对象的技术，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系统等.

面向对象的GIS也存在一些尚待进一步研究的问题：(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制；(2)对象的独立性与颗粒度问题；(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题.

2.2时空系统(spatio_temporalsystem)

传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其时间特性.在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GIS忽略时态主要是受器件的限制，也有技术方面的原因.近年来，对GIS中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”［5］.

地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GIS的时间维分成处理时间维(transactiontimedimension)和有效时间维(validtimedimension).处理时间又称数据库时间或系统时间，它指在GIS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间，它指在实际应用领域事件出现的时间.

根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4类：静态时空系统(staticSTsystem)、历史时态系统(historicalSTsystem)、回溯时态系统(rollbackSTsystem)和双时态系统

(bitemporalSTsystem).(1)静态时空系统.它既不支持处理时间，也不支持有效时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间，这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史，有效时间记录了事件发生的历史.

时空系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充，如在关系模型的元组中加入时间，在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究.

2.3地理信息建模系统(geographicinformationmodellingsystem，简称GIMS)

通用GIS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用的GIS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如ARC/INFO提供的进行二次开发的宏语言AML.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GIS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策.这种GIS系统又称为地理信息建模系统.GIMS是目前GIS研究的热点问题之一.

目前实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他软件环境实现专用模型，其与GIS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GIS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离.

GIMS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GIS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在面向对象GIS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，应当比在传统GIS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户，用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之AML这类宏语言要方便和直观得多.(3)GIS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题，即存在GIS之外的模型和知识库如何与GIS耦合成一个有机整体.

2.4三维GIS的研究

三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括：(1)三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；(2)三维数据的生成和管理；(3)地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图象、全息图象显示，层次处理等.

3结语

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，变换和校正后进入空间数据库：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.总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术.

参考文献

1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～39

2MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～19

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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：GIS　GIS－T　关键技术

解决方案地理信息系统是集现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为一体的一门新兴学科。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对地理信息进行数据处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持〔1〕。目前在很多领域中，GIS技术已被广泛应用。尤其是在交通领域，GIS与传统的交通信息分析和处理技术紧密结合，延伸出了交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation），简称GIS－T。

1　GIS概述

GIS最早起源于20世纪60年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”的目的。1963年，加拿大测量学家R．FTomlinson首先提出了GIS这一术语，并用于自然资源的管理和规划。后来的几十年中间，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS的应用也日趋深化和广泛，在环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市规划等领域成为常备的工作系统。

GIS是图形处理技术、可视技术及数据库等技术的有机结合，并以其混合数据结构和强大的地理空间分析功能而独树一帜。它与CAD系统和DBMS（数据库管理系统）等有着很大的区别。CAD系统虽具有强大的图形处理能力，但其拓扑关系比较简单，管理和分析大型地理数据库的能力也有限；DBMS则侧重于非图形数据的优化存储和查询，而图形查询、显示功能、数据分析功能均相对较弱。

众所周知，GIS中最基础的也是最重要的部分是地理数据。GIS能够实现对大量复杂地理数据的输入、存储、操作和分析、输出等一系列功能。

输入：GIS数据大多数来自现实世界，数据量比较大。目前被广泛采用的数据输入方法是传统的手工数字化方法。同时，遥感数据正日益成为GIS数据的重要来源，这标志着GIS数据输入已经开始借助于非地图形式。另外，GPS技术的日益成熟也促进了GIS数据采集技术的发展。

存储：GIS对数据的存储比较独特，即在大多数的GIS系统中普遍采用了分层技术，所以用户在存储这些数据时，只是处理涉及到层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应。

操作和分析：GIS充分继承了CAD和DBMS的图形操作和数据处理的成熟技术。GIS中空间数据与属性数据有着紧密的联系，对数据的一致性要求较高，并且GIS对地理数据有着强大的空间分析功能。这是GIS的精华所在，也是GIS技术能够在很多领域中广泛应用的关键。

输出：GIS能以合适的形式输出用户查询结果或数据分析结果。对于输出精度要求较高的应用领域，可以利用数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等技术来提高输出质量。

由于GIS中数据的处理比较繁琐，工作量非常大，完全通过手工方式已经无法满足当前的需求，因此必须充分利用计算机的处理能力，借助于软件系统来协助完成这些工作。目前GIS领域比较成熟的软件有美国ESRI公司的Arc／Info，Mapznfo公司的MapInfo，Intergraph公司的MGE等。

2　GIS在交通中的发展

近年来，随着地理信息系统的飞速发展，越来越多的应用领域同GIS技术建立了紧密的联系。由于交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满通应用的需求，而借助于GIS的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求。交通领域中GIS的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。

交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统〔2〕，是GIS技术在交通领域的延伸，是GIS与多种交通信息分析和处理技术的集成。GIS－T具有强大的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用GIS技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。

20世纪60年代，美国人口统计局建立了DIME以及后来的TIGER数据模型，当时他们就采用了基于点和线的一维线性网络来表达道路系统。在那些与点线相连的属性表中，记录了点线的各种属性信息。一直以来，这种模式都是道路交通系统表达模型的一个主流。但是随着社会和经济的发展，道路交通系统变得日益复杂，对交通地理信息系统的要求越来越高，GIS－T将面临更多的挑战。

3　GIS－T关键技术

GIS－T是改进了的GIS和TIS（交通信息系统）的结合体。目前很多研究人员致力于GIS－T的研究与开发，围绕着GIS－T产生了较多的研究课题，不同的研究课题涉及到的GIS－T的功能也有所区别。为了进行详细说明，可以通过定义3个功能组来获得一个通用的框架，这3个功能组是：数据管理（实现数据存储和维护）、数据操作（实现原始数据的创新）、数据分析或者建立可分析的模型。它们是相互依赖相互支持的，数据存储是数据操作的前提，而数据的建模又是在前两个的基础上建立起来的。

3．1　数据库管理系统

长期以来，交通部门要使用和维护大量的信息，在很多情况下都是多个交通信息系统共存于同一个部门中，而且每一个交通信息系统只能处理某一类数据信息（如高速公路规划网、公路管理系统以及事故信息等）。GIS－T的数据管理系统的关键技术在于通过建立数据模型和数据交换的框架，把上述不同的数据存储于一个统一的数据管理系统中，任何部门都能访问到该系统中符合本部门要求的数据，同时能对这些数据进行分析和建模，然后进行管理和决策。

3．2　数据协同

交通数据一般都是由多个机构提供并维护，数据类型、数据标准难以统一。每个数据源可能都有自己的数据模型。数据模型的不同和使用方法的多样性给数据管理分析造成了很大问题。由于数据位置、拓扑结构、分类、命名和属性、线性测量的误差，导致不同来源数据的统一过程比较复杂，结果存在很大的不确定性。要使GIS技术在交通领域取得进展，必须借助数据协同技术，从地图的匹配算法、交通数据的错误模型和错误传播（尤其是一维数据模型）、数据质量标准和数据交换标准三个方面解决数据统一的问题。

随着地理数据越来越广泛的应用，协同性主题逐渐成为GIS－T领域中的一个最为紧迫的课题。在详细的数字街道数据库、紧急事件的安排和调度系统、车辆导航系统以及ITS（智能交通系统）的各个部分（包括测量使用者和运输控制中心或者信息服务提供商之间的无线通讯）都必须应用数据协同技术。

3．3　实时GIS－T

地理数据的收集是一个持续的过程。近年来，已经开始出现实时基础上的数据操作。例如，带有全球定位系统GPS的车辆提供速度、位置等要素信息到运输管理中心，管理中心再根据发送的交通信息将预测信息返回给车辆，这样就组成了地区的阻塞管理系统。由此可见，进行实时数据的存储、恢复、处理和分析需要更快的数据访问模式、更强大的空间数据融合技术以及动态路由算法。

3．4　庞大的数据集

现实世界的交通问题涉及到庞大的地理数据和复杂的网络。地理信息科学对地理可视化和数据采集的规则、技术发现和数据获得的计算方法进行了研究和集成，同时也促进了GIS－T的发展。

由于交通数据集大小的不同，就需要经常更新系统设计，这个系统设计包括了信息显示的精确性、速度上的优化、算法运行时间与流程中的分析工具以及网络分析的优化。

3．5　分布式计算

互联网技术提供的可连接性改变了计算机、应用软件、数据和用户之间的关系。计算机已经形成了一个可移动的、分布式的、普遍存在的实体。基于互联网的GIS应用变得越来越普遍（包括在交通领域中）。以通讯网络技术为基础的分布式计算技术可以有效地使用本地和远程的计算资源，借助完善的系统资源，实现适时应用的构想。

4　GIS－T中面临的问题及解决方案

4．1　多格式数据源集成问题

GIS中最基础的部分是数据，在GIS－T中也不例外。但是多年来，一方面由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售基础的地理数据，所需的数据来源没有保证，导致了大量的人力物力花费在制作基础数据的工作上；另一方面，对已有的数据没有充分加以利用，各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一，难于共享利用，这样不仅加大了成本，而且还延长了建设的周期。因此，实现多源数据集成、解决多格式数据源集成是近年来GIS－T系统研制开发的重要课题。目前，方案有以下3种：

（1）据格式转换模式：把其它的数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统的数据库或文件中。

（2）数据互操作模式：这是Open GIS Consortium（OGC）制定的规范，GIS互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能够透明地获取所需的信息。

（3）直接数据访问模式：就是在一个GIS软件中实现对其它软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存储多种数据格式。

4．2　交通地理现象的表达

GIS－T中涉及3类模型：①区域模型，即在跨越空间时代表连续变化的现象；②离散实体模型，也就是离散的实体（点、线或多边形）及其相关属性的集合的抽象表达；③网络模型，代表拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通系统自身的特性，应用于交通系统的数据模型几乎都没有超出上述的三种模型的范围。

在对交通模型进行表达的时候，可以用许多具有多种属性的线段代表道路网，用离散点代表各种道路网中的标志性地物，用线性网络代数对交通网络进行分析，这些方法对实现道路交通系统的计算机表示起到了一定的作用。在交通领域中，围绕以弧和点的概念建立的网络模型起的作用是最重要的。实际上，在许多交通应用中，只需要单个的表示数据的网络模型就可以了。这种应用的例子包括：

（1）人行道以及其它设备管理系统；

（2）实时与下线行程安排；

（3）基于网络的交通信息系统和行程计划任务；

（4）导航系统；

（5）实时交通堵塞管理和事故发现等。

5　结语

在交通领域，GIS－T被公认为21世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。随着GIS技术研究的进一步深入，目前GIS－T中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进GIS－T的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。

参考文献

〔1〕邬伦.地理信息系统——原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001.2

〔2〕李跃军.GIS在交通领域中的应用，湖南交通科技，2001.12

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[关键词] 地理信息系统 商业网点规划 空间分析模型

随着我国经济的快速发展和商业领域面向外资的全面开放，城市商业网点规划工作越来越引起各级政府和学术界的重视。日益复杂的竞争环境对城市商业规划提出了更高的要求，国内商业网点规划研究虽然在商业功能、布局、规模、组织方式等方面，都积累了较为丰富的经验，但是还是普遍存在缺乏定量分析、技术手段相对滞后等问题。

地理信息系统（简称GIS）是20世纪60年代随计算机技术的发展而产生的一门研究空间信息的全新技术。它能把各种商业网点信息同地理位置及有关的视图结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、查询和输出地理图形及其属性数据。同时，它具有很强的区域综合能力和动态预测功能，可以通过模型集成分析，提高商业分析和方案评价的水平和效率。

本文在全面分析我国城市商业网点规划要求的基础上，将先进的地理信息系统技术引入商业网点规划中，设计出一套基于GIS技术、面向城市商业管理者、适合我国国情的商业网点规划信息系统, 为城市商业网点规划管理提供了实用和有效的信息化工具。

一、城市商业网点规划需要解决的问题

商务部为了完善城市整体的商业结构，提高商业网点的经营水平，促进整个商贸流通领域的健康发展，提出制定商业网点规划的要求。商业网点规划所考虑的主要是城市流通领域各要素的布局和安排，具有一定的特殊性。

1.城市商业网点规划要指明城市商业网点发展的总体目标和具体目标。其中总体目标包括城市商业网点的总规模、城市商业对当地经济的贡献指标、城市社会消费品零售总额、人均营业面积等综合性指标。具体目标包括城市商业中心、区域商业中心、社区商业的总规模；商业街结构与布局方面的目标；各类市场的总规模、结构与布局方面的目标；物流基地布局、特色与产业服务功能的目标；城郊商业发展的目标等。

2.城市商业网点规划应确定各级商业中心、商业街、农副产品市场、工业消费品市场、物流基地的规划布局，进一步指出其区位、规模、发展重点等。

3.城市商业网点规划应指明社区商业的规划布局，确定其优先发展的零售与生活服务网点的业态、类型、组织形式、千人拥有的零售与生活服务网点面积，主要零售与生活服务业网点的商圈半径。

4.城市商业网点规划应指明大型商业网点的适宜布局区域，确定其数量、种类、布局原则和设置导向。

二、我国城市商业网点规划对信息系统的要求

根据我国商业网点规划的要求，城市商业网点规划GIS管理信息系统应具备以下功能：

1.能够方便地实现商业网点数据的采集和编辑

作为一个GIS的应用系统，在建立时通常已有数据库和图形的支撑，这是信息系统建立的基础。但是，规划系统的用户可能会面临对规划底图的修改、新网点的添加、属性数据的修改等问题，所以作为一个完善的用户系统应包括实现这些功能的模块。

2.能够轻松实现现状网点的查询和统计分析

对现状商业网点的总量、业态、业种、营业面积的查询和统计分析，是商业网点规划的基础，也是进一步制定一系列规划目标的具体数据支撑，方便的分区域统计功能可以轻松地了解各个目标区域的网点竞争情况、业态分布状况等。

3.能够对区域网点布局规划影响因素进行直观的统计分析

每个区域的人口、交通、土地价值等因素都会影响到商业网点的布局，方便的分区域影响因素分析可以有助于决策者考量区域的商业总量是否合适、能否支撑大型业态的存在、是否改建或新建商业中心等。

4.能够根据已知条件进行网点布局空间分析

空间分析一直是地理信息系统有力而独特的工具，通过空间分析模型的建立，可以判断大型业态的选址是否合适、能否建立新的商业中心、商圈的范围等。

5.能够根据已知要素对规划方案进行比较和评价

该功能实际上是地理信息系统辅助决策功能的体现，据信息科学专家分析，用于政府机关进行宏观分析决策的信息85%以上与空间(地理)定位信息有关。由于决策的实施带来经济实体与地理环境的改变，政府的每一项具体政策都要落实到区域单元上，并对政策实施实体及周围生态环境产生影响。不考虑空间因素对统计决策者进行辅助决策来说显然是不完整的，因此网点规划信息系统应具有一定的评价分析功能，从而为管理者提供决策的辅助信息。

6.能够方便地进行规划结果的显示和输出

商业网点规划系统应能够以人机交互方式来选择显示的对象与形式，这种交互表现在：可以设置显示环境、定义制图环境、显示地图要素、定义字形符号、设置字符大小和颜色、标注图名和图例、绘图文件编辑等方面。GIS不仅可以输出全要素地图，还可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。

三、基于我国商业网点规划要求的GIS管理信息系统的设计

城市商业网点规划信息系统是在建立城市商业基础数据库的基础上，利用地理信息系统(GIS)技术，紧密结合城市商业网点布局特点，运用城市商业布局基本理论和方法，开发对商业网点进行计算机管理和辅助决策的软件系统。

根据系统总体目标及设计原则，结合地理信息系统开发平台的特点，把系统分成5个功能子系统，它分别是采集编辑子系统、数据查询子系统、空间分析子系统、方案评价子系统、成果输出子系统，见图所示。

图城市商业网点规划GIS系统功能设计

采集编辑子系统主要包括：地图的输入、属性数据的修改与添加、图层管理。其中，地图的输入主要是指提供以Shapefile格式的点、线、面形式的图层输入，提供其他地图数据格式如AutoCAD格式的导入；属性数据的修改与添加，主要是指提供对选定网点、道路等实体空间数据和属性数据的修改和添加，提供外部数据库的导入和系统数据库的导出。图层管理主要指提供现有图层的开启和关闭、添加新图层、修改图层属性、放大缩小平移图层等基本图层管理功能。

2.数据查询子系统

数据查询子系统主要包括：基础数据的查询、网点统计数据查询、区域商业指标查询。

基础数据的查询，主要提供对某一网点属性信息查询的功能，具体包括精确查询、模糊查询两种形式；网点统计数据查询，主要提供各种统计数据的查询。具体包括：按道路的精确查询和模糊查询，即可以查询某一道路上的不同面积、不同业态、不同业种、不同销售额网点的情况；按区域的精确查询和模糊查询，即可以查询某一区域内不同面积、不同业态、不同业种、不同销售额网点的情况；自定义查询，即构造复杂的查询条件以满足用户较高级的查询分析需要等；区域商业指标查询，主要提供一定区域内商业数据的查询，为管理者了解该区域商业发展水平提供了便捷的方法。系统根据商业网点规划的要求，为用户提供分区域查询人均商业网点总营业面积和建筑面积、人均零售业销售额、地均零售业销售额、购买力指标、连锁经营比重、市场饱和度、服务覆盖率和服务重叠率等。

3.空间分析子系统

空间分析子系统是商业网点规划信息系统进行空间分析的核心模块，主要包括商圈分析、吸引力分析两个模块。

商圈分析主要是根据商圈内的客户空间分布数据，了解商圈内消费者的年龄构成、消费水平、教育文化水平、消费倾向等，对管理者选择购物中心位置、确定适当的商品组合、估计销售量以及规划销售活动都至关重要。GIS提供集成从简单到复杂的商圈分析模型的平台。对于基于经验法则确定的商圈，只需要应用简单的缓冲区分析技术或地址编码技术就可以完成商圈的划分；对于基于雷利法则、赫夫法则确定的商圈，则需要通过二次开发的方法将模型嵌入GIS平台，从而获得更合理的商圈。

吸引力分析将提供某商业集聚区所能吸引的各社区及全市消费者估算值，以便管理者确定商业集聚区的等级。通常是根据哈夫模型计算某社区消费者选择商业集聚的概率，有了该社区消费者选择商业集聚的概率后再乘上该社区的消费者数便可得出某社区消费者选择某商业集聚地的消费者数。再把各社区的选择者数累计，便可得到某商业集聚区所吸引的消费者数。

4.方案评价子系统

方案评价子系统主要是对规划师提出的商业中心布局方案进行辅助评价决策，从而提高方案的科学性。主要包括重心重合度评价和规划影响因素评分两个模块。

重心重合度评价是根据重心模型分别判断人口与商业网点的重心点分布情况，通过对中心点位置的定性比较，分析目前商业布局的合理性。

规划影响因素评分是通过将评价区域划分成纵横间距相等的方格网，以坐标网格为评价单元，以网格中点为一个坐标点，计算各网格中心点上规划影响因素的综合分值，根据分值确定商业中心级别数和级别分界值。

5.成果输出子系统

成果输出子系统主要是输出各类成果图。主要包括：分类统计图输出、专题图输出、规划成果图输出。

四、结语

本文在研究我国城市商业网点规划要求的基础上，利用先进的GIS空间分析技术，设计出适合我国国情、面向城市商业管理者的商业网点规划信息系统框架结构，该系统包括采集编辑、数据查询、空间分析、方案评价、成果输出五大功能子系统，为城市商业网点规划管理提供了实用和有效的信息化工具。

参考文献:

[1]耿宜顺:基于GIS的城市规划空间分析[J].规划师，2000，16(6):41～43

[2]王远飞吴建国:GIS在商业网点规划与管理中的应用[J].华东经济管理,2006,111(3):1112114

[3]商务部:城市商业网点规划编制规范，商建发[2004]180号

[4]丁鹏飞:GIS商业网点分析与规划研究[D].华东师范大学地理系，2006，5

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关键词：GIS；土地管理；应用

中图分类号：F301.2 文献标识码： A

前言

地理信息系统(Geographical Information System，GIS) 是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统。它是一种能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来的信息技术，既管理对象的位置又管理对象的其它属性，而且位置和其它属性是自动关联的。它最基本的功能是将分散收集到的各种空间、非空间信息输入到计算机中，建立起有相互联系的数据库。当外界情况发生变化时，只要更改局部的数据，就可维持数据库的有效性和现实性。GIS是一种空间数据库管理系统，是一个动态系统，所以不能简单地把它同地图数据库混为一谈。目前，GIS系统已经被应用到环境模型建立、城市规划与管理、社会经济统计与分析、土地管理、地理测绘与管理、交通与管道管理等与空间信息密切相关的各个方面。

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。

二、GIS在土地管理中的应用

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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,是为解決在土地上所发生的有关法规、程序、体制、效率或权益等问题，提出有系統、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。

2.5 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。

2.6 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。

2.7 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。

2.8 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。

2.9 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。

三、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。

四、结语

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【关键词】GIS；“一张图”；历史回溯性；责权明确

1、概述

矿政管理一直停留在手工的证照管理阶段，无法科学准确地反映出矿山生产的实际状况，为提高矿政管理水平，多数地区启动了矿业权实地核查工作。在完成矿业权核查工作后，以核查成果为基础，开始探索矿业权精细化管理，矿业权核查日常化、储量管理动态化、矿业权设置科学化、产量管理刚性化、矿业权人管理人性化、地灾责任认定准确化。

随着全国矿业权实地核查工作的开展，基于地理信息系统平台，以矿业权实地核查工作为数据基础，建立以矿业权与储量动态核查为核心，以实际矿政监督管理工作为主要基础，以资源开发管理为重点，利用空间数据库技术，实现3S（RS/GIS/GPS）技术和网络技术实现矿业权实地核查成果入库、查询、统计、储量动态监管、矿政监管和WEB信息等功能，并将成果应用于矿业权审批、矿山开发管理、储量管理、执法监督管理，实现对矿业权核查“一张图”的体系建设成为矿政管理的未来发展方向。

2、地理信息系统简介

地理信息系统（Geographic Information System）从技术的角度看，是在计算机硬件及网络的支持下，对有关地理空间数据进行输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。从学科角度看，他是一门介于地球科学、遥感科学、系统科学、信息科学、决策科学与计算机科学之间的交叉学科，将地学空间数据与计算机技术相结合，以空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，对地理信息进行采集、存储、检索、分析、显示与更新，适时提供多种时间和空间的地理信息，以多种形式输出数据或图形产品，为地理研究和地理决策服务。

在国土系统完成全国第二次土地调查后，逐步建立了以遥感监测“一张图”为基础的国土资源管理核心数据库的建设，涵盖土地利用现状、土地利用总体规划、航空遥感影像等多元数据，同时也储备了地理信息系统的专业技术人才，为实现矿政管理的地理信息化提供了数据、技术、人员的准备。

3、矿政管理中存在问题

①“图属”分离：“图”指各个审查、存档工作中需要用到的地形图、矿区范围、矿产规划图等；“属”指与某一几何空间相关联的矿产管理属性。各种纸质图纸作为纸质材料在各个部门间流转，而流转过程中产生的很多属性信息和项目信息没有与图形完整的结合，对各种空间位置叠占、间隙等拓扑错误可能导致的潜在风险无法进行监控和及时的反馈。

②各部门数据缺少关联性：“一张图”工作的主导思想就是要求将各种国土以及相关数据都反映在一个平台上，通过不同属性数据在空间层次上的对比，进行逻辑分析，掌握科学、客观管理土地的方法。而在各部门之间，管理内容本身没有建立在统一平台的基础上。例如，矿产审批项目会审涉及地籍、耕地保护、规划、矿产等部门，但部门之间数据“各自为政”，无法实现高效性。

③责权不明确：审批环节应当明确在数据产生与处理过程中的权限与责任，根据用户的职权来赋予其相应的地图浏览和编辑权限，不同的业务办理人员、不同级别管理人员对数据的处理都应有所限定，系统应结合用户职权与具体业务进行管理，只有在某一具体的业务办理过程中，拥有权限的用户才可以对图形数据进行编辑和维护。

④缺乏“历史回溯性”功能：矿政管理是一种行政许可行为，按照“谁主张，谁举证”的法律原则，主张和判定一件土地违法行为的依据必须由国土部门自行举证。在管理过程中应当体现其历史回溯性，以反映处理过程中的参与人员、行政行为内容等。

数据标准、数据格式、数据管理缺乏统一性：矿产数据格式较多，目前存在MAPGIS、ARCGIS、SUPERGMAP、CAD等格式，项目管理多为文件管理模式为主，难以实现数据使用及维护的系统性。

4、解决方案

1）建立矿业权审批系统：主要实现矿业权的日常审批，包括采矿权、探矿权的新立、变更、转让、注销以及划定矿区范围。当审批流程发生变更时，用户可利用系统提供的流程定义工具修改当前审批流程。同时，基于“一张图管矿”的矿政管理思想，实现为审批过程基于图形的决策分析，即通过统一坐标框架基础及动态投影技术，使得矿政管理各类业务数据（如矿产资源规划、矿山地质环境等）能够在“一张图”上任意叠加显示，查询和分析。在兼顾矿政管理日常审批过程中的各类业务审批规则的基础上，与各专题图层进行综合分析、汇总输出分析结果。矿政监督作为矿政管理的主要工作，主要包括越界审查、越界情况统计、矿业权发放落位审查、设定禁止性开采区、外业数据核查、审查结果查询等等。如对越界审查工作可根据越界容限，查询出那些矿产存在越界情况，或者处于越界容限范围内。

2）实现储量数据动态更新及历时回溯：支持矿业权申请登记数据动态更新、巷道数据动态更新、数量数据定期更新、地址灾害点动态更新、储量数据统计、现状储量汇总和历时储量回溯。用户可按其进行储量数据的录入及编辑操作，系统自动记录历时现状关系，保证矿业权核查成果数据的现势性。工作内容以事件方式进行记录，以供对行政行为内容进行复查，明确责权。

3）推行多种矿政监管方式：支持越界审查、压矿审查、禁止性开采区审查、局内矿管人员外业主动核查等多种方式的矿政监管，针对审查结果进行相应地管理，如与越界审查业务相结合出具《预先告知通知书》、《限期整改通知书》和《责令停止违法行为通知书》。

4）严格核查成果管理：在核查成果的管理方面，除了常用的查询、浏览外，应提供统计分析、汇总及历史数据回溯等功能。查询方便快捷，查询方式多样化，除了常用的数据目录、行政区索引、矿种索引等，还应提供可定制的SQL查询，能够对各个信息表的字段进行自定义组合查询。为方便用户查询，系统一项目形式形成采矿权和探矿权资料目录。图件主要是按实际用途区分，按照探矿权、采矿权，勘察工程材料图、开拓工程平面图、储量计算图等类别进行分类，同时可对当前查询图件进行打印预览。

5）推广公众信息服务平台：建立包括公告通知和新闻、办事指南与政策法规、违法事件举报、审批结果查询和专题地图成果。公众可通过互联网查看最新的、非的矿政监管数据以及进行违法举报等操作，实现矿政管理工作的公开化、透明化。

5、小结

通过建立基于地理信息系统的矿政管理平台，在规范日常业务管理、提高工作效率的同时，实现了矿业权实地核查与储量动态管理联动，能够完成国土部门在矿产资源开发管理中日常监管、基础资料的整理、相关数据的叠加分析、行政行为的监管等多种功能。随着地理信息系统在矿政管理工作中的逐步推广，将推进矿政管理工作走上一个新台阶。

参考文献：

[1]2012.测绘综合能力；测绘出版社

[2]吴信才，2009.地理信息系统设计与实现；北京：电子工业出版社