地理信息系统原理及应用范文

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

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关键词：煤矿灾害 应急救援系统 地理信息系统

一、引言

随着煤矿开采深度的加深，地质条件也将会愈加的复杂，各种事故会严重威胁着矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行。通过建立生产安全事故应急救援预案，可以控制矿山发展并尽可能排除事故及矿井灾害，保护现场人员及场外人员的安全，将矿井灾害对人员、财产造成的损失降低到最小程度。

地理信息系统（GIS）是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起，从而使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解，提高工作效率和管理工作的科学性和准确性。

二、地理信息系统的特点及优势

地理信息系统是以地理空间和动态的地理信息为地理研究和地理决策服务的信息系统，已被广泛用于资源管理、城市规划、应急救援等各个领域。地理信息系统的主要特点和优势有：

1、标准的信息存储、查询功能。GIS可以将各种不同的数据转化成利于计算机存储的内部格式。GIS不但包括各种要素分布的空间位置，也包括其实体特征的属性数据，同时还有明显的时序特征，而且空间数据和属性数据之间是一种密切的对应关系，空间信息和属性信息形成一个有机的整体。通过检索空间数据可查询相应属性信息；通过检索属性数据也可以查询相应的空间信息。避免了图形与相应的属性数据分离的现象，给企业资源的全面管理带来了极大的方便。从图形学的角度来看，GIS实质上是一种便于计算机处理和网络传输的数字化地图或图纸，可以方便地对空间数据进行输入、编辑、显示、查询、空间分析和输出打印，也可以利用三维动态仿真技术对各种要素实现仿真模拟，构造一个符合实际的模拟空间，展现各种地物之间复杂的时空关系。

2、便捷的的数据管理功能。一些数据库和应用系统公司，如Oracle，Microsoft和SAS等，已扩展了其产品容纳空间数据管理功能。另一方面，许多GIS软件也包含空间数据库引擎数据模型，借助这一模型可将空间数据加入到关系数据库管理系统中。这样使得大规模的GIS系统与空间数据技术一体化成为可能，便于各种系统的集成和信息共享。

3、优秀的空间分析功能。空间分析是地理信息系统最主要的特色。GIS系统可以利用其空间数据库和属性数据库，结合高效的算法进行空间分析。如对距离某一事故地点一定范围内各种空间要素的搜索，并对相关信息进行统计分析，为事故处理提供所需要的信息和应急预案等。这种空间分析的功能是其他信息管理系统无法实现的。

三、煤矿灾害应急救援地理信息系统模块功能设计

根据系统需求分析和开发目标，煤矿灾害应急救援系统应主要包括以下几个模块：

1、信息管理模块。该模块主要由矿井相关的各种基础信息数据库和地物属性分布组成。基础信息包括矿井基本情况数据库、井下主要设备信息数据库、安全设备数据库、地质条件数据库、主要灾害信息数据库以及实时的采掘工作面分布等。它具有实时维护、更新和管理煤矿基础信息所需的基本功能。？

2、应急预案模块。主要包括矿井灾害应急预案、应急救援队伍、救灾设备数据库、救灾专家数据库以及国家级矿山救援基地分布等内容。在矿井灾害应急预案中可以查询到通用的应急救援预案，如国家局制定的矿山重特大生产安全事故应急预案，也可以查询到针对本矿井实际的自行制定的应急预案内容。它具有维护和管理整个矿井灾害应急救援的基本功能。

3、灾害处理模块。囊括了矿井灾害从预测预报到控制处理的一般方法，主要包括矿井灾害预测方法、矿井灾害控制方法、矿井灾害处理方法。同时还提供了矿升灾害案例库这一功能，方便查找相关的矿井灾害案例，以期达到学习借鉴的目的。

4、法律法规模块。此模块提供了矿井生产适用的各项法律法规和部门规章制度，包括国家级及省级煤矿安全规程。能够按照目录、索引和关键字进行查询、打印，同时预留了扩展接口，用户可以随实际变化增减法律法规条文，有效地减少了检索规章制度文件的时间，为领导者做出正确的决策提供法律依据。

四、煤矿灾害应急救援地理信息系统的实现与应用

矿井灾害救援制约因素多、情况复杂多变，与其他行业的抢险救灾工作相比，具备更强的技术性、时效性和更大的危险性，要求反应迅速、判断准确、应变及时、措施有力，一旦事故发生，需要多支救援队伍密切配合、集中指挥展开救援工作。

建立矿井应急救援系统的目的：一是发生事故后控制危险源，避免事故扩大，在可能的情况下予以消除；二是尽可能减少事故所造成的人员和财产损失。因此，矿井灾害应急救援系统不仅要包括危险源空间布局、矿井环境状况、关键设施状况、应急救援力量等实体空间，而且还应涉及社会经济领域的非实体因素，如人员分布、财产分布等。？矿井应急救援作为一个动态运行的过程，其复杂的灾害生成机制需要强有力的信息分析工具的支持。地理信息系统是解决这一问题的有力工具。

本系统主要利用GIS开发软件，将煤矿生产工作范围内的电子地图、属性数据以及统计数据相结合，构成地理信息系统平台，通过此平台，实现生产工作范围内井下巷道、采掘工作面和各种机械、安全设备数据及其他数据的全面整合，达到数据统一管理和资源共享。同时在此基础上提供灾害预测、控制和应对方案，提高管理工作的科学性、规范性，以及灾害处理工作的及时性、准确性。

五、结束语

该系统可以实现对矿井基本情况、主要灾害信息、危险源分布及救灾力量等信息的查询、图形编辑、属性更新，确定特定灾害的影响范围，大致预测灾害损失。在灾害应急响应与快速救援指挥中显示最佳避灾路线，调度与管理抗灾力量，对应急预案数据库进行决策支持和数据更新，从而方便生产单位在灾害发生时及时启动相应的应急预案，辅助领导全面掌握灾情并进行救灾指挥决策，将灾害损失降到最低限度。

参考文献：

[1]邢娟娟.重大事故的应急救援预案编制技术[J].中国安全科学学报，2004，14（1）：57-59

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关键词：矿产资源；定量评价；地理信息系统

中图分类号：P208 文献标识码：A

前言

在众多的自然资源当中，矿产资源是其中比较重要的一种，对工业发展的影响十分明显。对矿产资源进行评价就显得尤为重要，这也成了近几十年来的研究热点。应用地质理论和方法，基于对成矿理论、条件及规律各种数据的提取、整理和分析，定量进行预测评价的研究方法，称为矿产资源评价。

1 GIS技术在矿产资源评价应用中的研究与发展

对于矿产资源的评价方法，主要有区域价值法、德尔菲概率法和矿床模型法等六种基本预测方法。早在二十世纪70年代，GIS技术就已经应用于勘查研究工作；美国地调系统在80年代初期利用计算机技术和GIS技术展开了CUSMAP计划；随后，加拿大、澳大利亚和英国相继开展了相同的研究工作。不仅如此，在发展中国家的应用也同样受到了肯定：南非地学委员会、开普敦地调所、巴西等国家都纷纷开展了基于GIS的矿产资源评价。

我国从20世纪80年代初开始才开展矿产资源评价工作，但在90年代中期才开始将GIS技术使用于矿产资源评价，并被广泛应用。1998年，在云南元江地区，应用GIS进行了铜矿床的预测。1999年，同样是通过GIS的空间分析功能完成了云南谋取的找铅锌矿工作。2000年，肖克炎等、陈石羡分别定量的预测了金矿、铜矿和铁矿资源。此后，国土资源部制定了一系列的以GIS技术为基础的开发、探测矿产资源评价的规范标准，并构建了信息量非常大的矿区、地质等的数据库，从此，GIS技术正式成为矿产资源评价生产阶段的主要研究方法。

2 应用GIS技术的主要优势

GIS技术自身有着十分突出的特点，因此，应用在矿产资源定量评价中有很大的优势：

（1）数据格式的多元性。矿产资源信息有多个来源，所得到的数据格式也不尽相同。GIS软件可以读取表格数据、矢量数据以及栅格数据，有着强大的数据处理功能。不仅可以进行数据的提取与整理，还可以对图像数据进行分层分析。

（2）先进的空间分析功能。GIS技术的一个典型优势特点，就是具有十分先进的空间分析功能。可以建立不同空间的不同属性，并对多个信息进行叠加、去除等处理，还可以进行空间的几何计算与统计。

（3）可视化的人机交互功能。可以利用特定的计算机语言，通过特定的界面，对数据的各种处理都可以通过图形化的操作界面呈现出来。

（4）强大的模拟功能。GIS技术可以进行二维、三维以及四维的模拟。

3 矿产资源定量评价中GIS技术的应用

3.1 数据库的建立

在建立数据库时，以ArcGIS软件为例，最重要的环节就是地理定位和属性数据。

将矢量或者栅格格式的空间数据导入ArcGIS软件，含有的信息主要包括基础地理图层、基础地质图层和专题图层等等，然后建立对应的数据属性集，利用强大的数据编辑和制图功能，编辑、整理数据。

3.2 矿产资源定量评价中GIS技术的应用

开展矿产资源评价的基础理论是地质理论、成矿条件以及成矿规律。评价方法主要有两种，一种是经验型，即对已知的矿床通过对含有丰富数据的地区进行数据处理的经验方法；一种是理论型，是利用GIS技术对未知的矿床进行遥感数据处理的方法。矿产资源评价的流程如图1所示。具体步骤如下：

（1）明确各数据的获取标准并分类，然后选择合适的标志和预测模型，并确定各因子权重的计算方法；

（2）对搜集到的研究区内相关的各种数据（如表格数据、矢量数据、栅格数据等）进行预处理，然后建立数据库；

（3）利用GIS技术对数据进行处理，提取所需信息后进行空间信息分析；

（4）根据成矿理论、成矿模式以及地址理论，对空间分析所获取的数据构建并运行预测模型，通过不同因子的权重计算，模型运行结果进行分析及定量评价；

（5）对矿产资源定量评价的预测结果进行分析与输出。

4 研究展望及发展趋势

虽然GIS技术拥有较多的优点，但在矿产资源评价中，仍然存在一定的不足，比如通过GIS获取的数据在精度上有时不够准确，由于周围环境变化会引起的多种新的空间因子等。因此，对于以上存在的问题，需要在评价方法、系统研究和模型建立等方面不断更新，不断发展。

参考文献

[1]刘波，邹时林，谷珊.GIS在矿产资源评价中的应用[J].金属矿山，2010（02）：128-132.

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近年来，城市建设的各个领域都有对GIS技术的需求，在城市管理、城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等城市建设方面都广泛地应用了GIS技术，效果显著，GIS在城市建设中为政府提供了强有力的管理规划和决策工具。主要以面向建设行业和城镇化建设为鲜明特色的城建类高校应以培养应用型、高素质人才为根本，对学生要求实践能力强，实践是衡量是否培养出适应社会发展的人才的重要标准，提高实践教学水平是城建类院校的当务之急。天津城建大学立足天津、面向全国，服务我国城镇化和城市现代化建设，构建了城市规划与建筑、城市建设、城市生态与环境、城市经济与管理、数字城市、城市文化等6个学科群。天津城建大学从2008年开始招收地理信息科学专业本科生，每年招收两个班，到2013年7月，已培养了两届毕业生，共108名，其中有18名同学考取了研究生。目前天津城建大学已经初步形成较完善的教学体系，培养满足社会需求的地理信息科学人才，但是在很多方面还有待深层次的改革与完善，另外还要积极拓展就业渠道。目前，天津城建大学地理信息科学专业建设中存在一些问题：人才培养目标定位不准，人才培养目标与企业需求脱节；课程体系过于庞杂，主次关系不明确，难以使学生掌握系统性的专业知识；地理信息科学专业实验室的建设远远滞后，实践教学环节的开展往往跟不上理论教学，造成理论与实践相对脱节。同时专业实验课程内容简单孤立、系统性差、连贯性缺乏，多以验证性实验为主，学生的综合能力没有得到全面培养。为了紧跟时代步伐和适应形势发展的需求，地理信息科学专业的人才培养目标定位应适应社会对地理信息科学人才新的需求。根据天津城建大学性质和专业特点，确定符合本校实际的地理信息科学人才培养目标。通过本课题的研究，促进天津城建大学地理信息科学专业的教学改革和发展；进一步更新教育观念，修订培养目标，改革教学内容、课程体系和教学方法，尤其重视应用能力的培养，以适应科学发展观的指导要求，培养能与社会多元化人才需要结构相适应的毕业生，真正实现为地方经济社会发展服务的目的。

二、研究方法

1)文献研究法：文献研究法作为一种单独的研究方法，通过对文献的分析，获得对事物及现象的正确认识。目前，对人才的培养目标定位已有了研究成果，课题组检索相关的国内外文献资料，合理利用已有的著作、论文，通过对资料的系统分析、梳理和归纳，并进行文献综述，分析和研究应用型人才的培养目标定位，总结并借鉴国内外先进的人才培养经验。

2)调查研究法：对天津城建大学地理信息科学专业毕业生的情况进行调查问卷，掌握第一手资料；到相关院校实地走访，结合他人的经验，进行深入的分析。通过调研，收集有关地理信息科学人才培养现状的信息和数据，进行相应的数据统计和处理，对人才培养质量以及实践过程中存在的问题和困难进行分析。

三、城建类高校地理信息科学专业人才培养目标定位

3.1确定地理信息科学人才培养方向与要求

通过到其它高校和就业单位调研，全面了解目前社会对高校地理信息科学专业教学中学生培养目标以及对学生实践能力的需求，同时全面掌握全国高校地理信息科学专业教学中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大学地理信息科学人才的培养方向：培养具备地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、数字测图、计算机应用技术的基础理论、基本知识、基本技能及其在专业领域内的具体应用本领能够在城建、地理国情监测、测绘、资源环境、交通、土地管理等领域从事与地理信息科学相关的应用研究、技术开发、生产管理等工作的应用型人才。本专业学生主要学习并掌握地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、地理学、计算机应用技术方面的基本理论和基本知识，受到应用基础研究思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具有地理信息系统研究、设计的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：掌握地理信息科学、地理学基本理论基本技能；掌握地理信息系统空间分析方法与应用软件、遥感图像处理和地学信息提取技术、GPS定位原理与应用，具有空间分析的基本能力；了解地理信息系统与遥感领域研究发展前沿，能熟练地运用地理信息系统、遥感与GPS定位系统技术解决地理学中的信息采集、分析处理和决策支持等相关问题；④掌握一门外语和计算机应用技能；⑤具有创新意识和协同攻关能力，具备一定的地理信息系统设计、开发或具体应用能力。

3.2专业培养方式

1)课堂教学：通过课堂教学使学生充分掌握GIS基础理论和基本知识。在课堂教学方面注重优化教学内容,增大课堂知识量，提高课堂教学效率，完善教学评价体系，充分调动教师和学生的积极性和主动性，注重采用启发式、提问式、研讨式等教学方法，实现教与学的良性循环。

2)课内实验教学：通过课内GIS基本实验技能训练，培养学生的动手操作能力和科学研究能力。天津城建大学四门课开设了课内实验，如地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验。任课教师确定实验内容，在指导教师的帮助下，由学生独立完成，培养学生发现问题、思考问题和解决问题的能力。

3)实习教学：目的是巩固学生地理信息科学的基本理论，使学生系统掌握地理信息的理论技术和应用的基本技能。使学生能从事地理信息系统软件开发和地理信息工程的设计、建立与应用工作。适应经济建设人才要求，为国民经济建设培养具有创新能力、厚基础、宽口径、高素质、一专多能的应用性专门人才。既培养学生上机操作的实践能力，更好地掌握应用主要商用地理信息系统软件，同时又培养利用常用地理信息系统软件解决实际问题的能力和创新精神，从而达到通过上机实验巩固和拓展理论知识的目的。遥感实习进一步加深对相关专业理论知识的学习和理解；掌握遥感影像处理的一般流程；熟悉专业软件的使用方法；培养一丝不苟的工作态度和团队合作精神。培养学生进行遥感技术应用的实际操作能力，要求理解遥感图像目视解译，了解遥感影像的几何校正、增强处理和计算机分类。熟悉遥感影像获取原理，理解从遥感影像中获取各种信息的处理流程和方法，并熟练掌握一种或几种专业应用软件。GIS程序设计主要包括GIS软件设计和空间数据库设计两部分的内容，分为需求分析、项目管理方案设计、系统总体设计以及系统详细设计、系统部署、运行和维护等阶段。空间数据库系统是GIS软件设计的核心内容之一，进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构，并提出空间数据库相关功能的实现方案。空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将采集的空间数据入库，建立空间数据库管理系统。

4)毕业实习：是地理信息科学专业本科生教学的必要环节，是毕业生走向工作岗位之前的一次综合性实习，是对所学理论知识的一次初步的综合考核。通过毕业实习，使学生进一步理解和领会所学的基本理论，了解地理信息系统技术的发展及应用，较为系统地掌握地理信息系统的基本技能，把所学知识与解决实际问题相联系，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而提高学生从事实际工作的能力。同时，通过毕业实习，为毕业设计收集必要的资料，做好技术、知识、资料的准备工作。5)其他方式：通过天津城建大学学生科技活动资助项目和天津城建大学国家级大学生创新创业训练计划项目管理办法提高学生解决实际问题的能力，增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。让学生积极参加教师的科研项目，鼓励学生参加各种GIS竞赛活动，如MapGIS二次开发大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛等，通过竞赛能够培养学生的专业兴趣，激发学生的创新热情。

3.3理论课程体系研究

1)公共基础课主要包括大学英语、大学计算机基础、高级程序设计语言C、高等数学、大学物理等课程。这些课程是为提高人才基本素质需要而设置的专业通修课平台，为培养学生的二次开发能力做好铺垫。

2)学科基础课包括工程图学、线性代数、概率与数理统计、数据库技术与应用、计算机图形学、数据结构、数字测图原理与方法、C#程序设计等。主要为学生奠定好专业基础，

3)专业基础课主要包括经济地理学、摄影测量学、遥感技术与应用、卫星定位原理与应用、地图学与地图设计。这些课程为专业课学习奠定必要基础，是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。

4)专业课主要包括地理信息系统原理、GIS设计与开发、GIS空间分析原理与方法、GIS软件应用和空间数据库等。这些专业知识和专门技能的课程使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能，了解地理信息科学专业的前沿科学技术和发展趋势，培养分析解决地理信息科学专业范围内一般实际问题的能力。

5)选修课包括专业选修课和公共选修课，开设了城市GIS技术与方法、数字城市、城市遥感、城市规划原理。通过这些课程的学习，使学生了解遥感和GIS技术在城市扩张、城市空间基础设施管理、城市规划制定与实施、城市管理功能、土地利用/覆盖、城市环境遥感监测等方面的应用。专业选修课在学生掌握了必备的专业知识的基础上，为了提高学生的专业水平、拓展专业素质、了解专业前沿和交叉学科新知识、新技术、新方法等而设置的。公共选修课是学生根据个人兴趣和实际需要而选择修读课程，该课程有利于提高学生的素质修养、开发学生的创新意识、拓宽学生的知识领域。

3.4实践教学研究

实践教学是深化理论课程知识，培养学生应用能力的有效途径[12]。地理信息科学是一门偏重于技术与实践的学科，应在注重学生理论素质培养的同时，加强应用能力和实践创新意识的培养。实习主要包括三个方面的内容：GIS基础与开发方面、遥感方面和测量方面。实践开设形式包括课内实验教学、实习两个模块。对于课内实验，目前开设了地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验、数据库技术与应用等。对于实习，目前开设了地理信息系统基础实习、地理信息系统应用实习、遥感实习、GIS程序设计实习、数字地形图测绘实习、卫星定位原理与应用实习、毕业实习和毕业设计。加强实验室环境的建设，加强校企合作。培养学生从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发的动手能力，熟练操作常用地理信息科学软件，并面向工程应用前沿与前沿领域开展科学研究和工程实践，拓宽应用领域。鼓励学生参与大学生科研立项，参加GIS大赛，并积极参与老师所研究的项目。完善实践教学体系，强化实习基地建设。

四、结束语

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小编为大家整理了测绘与地理信息技术专业的相关介绍，让同学们更加了解测绘与地理信息技术专业，供考生参考选择，赶快来看一下吧!

测绘与地理信息技术专业介绍一、专业概述

测绘与地理信息技术专业培养德、智、体、美全面发展的测绘与地理信息专门人才，以培养学生应用能力为主线，坚持工学结合，产学合作、工学交替，要求学生具备一定的测绘基础理论知识和扎实的空间信息技术知识，同时具备熟练应用地理信息软件、解决具体问题的应用能力。培养从事测绘、地质、矿山、水利水电、建筑、铁路和公路建设、土地管理、地理信息相关企事业的工程测量、地理信息应用与维护的高级应用型人才。

测绘与地理信息技术专业介绍二、培养目标

测绘与地理信息技术专业培养具有地理信息系统、测绘学和地图学的基本理论、基本知识、基本技能，主要从事地理信息系统中基础数据的生产、整理、更新和应用等方面研究，以及GIS软件技术开发、生产管理、地理信息系统设计的应用创新型高级专门人才。

测绘与地理信息技术专业介绍三、培养要求

测绘与地理信息技术专业掌握测绘、地理信息方面的基础理论和专业知识;具有熟练应用计算机进行测绘、GIS软件应用、地理信息采集、存储、加工处理、管理的能力;具有计算机操作、先进测量仪器使用等技能。文章来源于吉林财经大学继续教育学院网ccutu.com 转载请注明出处

测绘与地理信息技术专业介绍四、主要课程

地图学与地图制图、测量学、AUTOCAD、全球定位系统原理与应用、控制测量学、误差理论与平差基础、地理信息系统导论、遥感导论、工程测量学、数字测图原理与方法、地籍与房产测量、GIS软件操作与GIS数据库建设、GIS工程设计与开发、遥感图像处理与专题信息提取、GIS空间分析与应用。

测绘与地理信息技术专业介绍五、就业方向

测绘与地理信息技术专业在地理信息系统企业从事地理空间数据的采集、处理、分析、制图与建库工作;在国土资源、房地产部门从事地籍测量与地籍数据库建设、管理及房地产信息管理工作;在测绘部门从事工程勘测、设计、施工、管理阶段的各项常规测绘工作;在城乡规划、城市建设部门从事地理信息系统的建设和管理工作;在农田水利部门从事工程测量和环境监测、土地资源调查与利用等工作;在政府机关从事与空间位置信息有关的信息交流、环境信息管理等工作。

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摘要: 地理信息系统，它能把各种信息用地理和相关的视图结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集，分析数据，从而为测绘制图服务。作为基础测绘测量，需要不断地学习，不断地更新技术，学好用好地理信息系统，为社会提供更好的数字产品。本文从测绘制图的角度出发，对地理信息系统的优缺点进行了分析。 关键词:地理信息系统 测绘制图1. 概述 地理信息系统是对地球空间信息进行采集、存储、检索、分析、评价、建模和输出的计算机系统。近几年来,地理信息系统广泛应用于测绘遥感、环境治理、灾害预测、地质填图、城市规划、土地管理、矿产资源评价和测绘制图等各个领域,已起到了不可估量的作用。 2. 地理信息系统的优点 地理信息系统主要由数字化子系统、图形编辑子系统、拓扑结构处理子系统、数字高程模型子系统、地图建边建库子系统、专定属性定义及管理子系统、数据库管理子系统、空间分析子系统、图像分析子系统、图形输出交换子系统等功能模块构成。各系统之间既互相独立， 具有各自功能，又共享其数据信息，可实现综合查询和信息分析。其主要特点是：一是在结构上该系统采用了矢量数据和栅格数据的混合结构，并完善了国内外大多数地理信息系统所采用单一数据结构或侧重某一种数据。结构的局限性，以满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需求，而且两种数据库结构的信息可以有效方便地互相转换和准确套合；二是在应用上该系统分为输入、编辑、库管理、空间分析和输出五大部分组成。

2.1输入手段：具有扫描仪输入、数字化仪输入、GPS输入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等数据库的数据，并且具有完备的错误、误差等校正方法。 2.2编辑功能：具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据，具多重数据结构的属性管理能力。 2.3地图库管理：具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力，可管理达数千幅地图。 2.4空间分析：具有功能齐全，性能良好，并且具有拓扑空间查询和三维实体叠加的分析能力。 2.5输出功能：具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言的Postscript接口，可输出符合任何公开出版质量要求的数字化产品图件，并具有能自定义的灵活性报表输出功能。

3. 地理信息系统的缺点分析 3.1格式转换问题 目前大多数的地理信息系统是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的，它们采用完全不同的空间数据模型，对地理数据的组织也有很大的差异。据统计，现在的地理信息系统空间数据格式超过了 100种，而目前还没有软件可以实现100种以上数据格式之间的相互转换，这使得在不同地理信息系统软件上开发的数据交换存在困难，采用数据转换标准也只能部分解决问题。限制了地理信息系统处理技术的发展潜力。地理信息系统是一套应用广泛的地理信息系统软件，它采用矢量数据和栅格数据混合结构，将不同来源、不同类型的数据和信息进行有机结合，实现了数据信息的共享。由于地理信息系统的编辑系统只能调入输出自己的标准格式文件，所以地理信息系统本身提供了数据转换模块，支持当前主流地理信息系统数据格式的转换。但由于地理信息系统是一个相对通用的平台，不可能完全满足各个应用领域的所有要求，这样在实际应用中就会存在一些数据转换问题。 3.2误差问题 3.2.1测绘图件数据信息载体介质不同产生的误差。 原始图件数据信息载体介质分为纸介质,透明薄膜介质及刻图薄膜介质3种。在3种信息载体中,纸介质变形最大,其次与其它制图软件数据转换问题为透明薄膜介质变形较小,刻图薄膜介质变形最小。纸介质变形产生误差的主要原因是折叠、褶皱、气候影响,变形误差一般在1-2mm。薄膜介质产生变形的主要原因:在使用和保存过程中产生褶皱,薄膜受温度影响等,图形数字化输入方式的不同产生的误差。 图形数字化方法分为手扶跟踪数字化仪输入和图形光栅化扫描矢量化方式输入两种。数字化仪的基本原理是将地图上的位置信息通过数字化仪的定位器以数字信号的方式传送给计算机,使计算机记录每个点、线、面的位置,形成相应的数据文件。在数字化过程中,产生误差的主要原因是人为因素。在数字化过程中手扶游标不稳左右摆动,或者数字化板晃动,从而造成采集点位不准确。其次是一幅图未完成,关闭数字化仪后,重新开机,造成定位系统坐标与上次不同而形成误差。图形扫描矢量化形成的误差主要有:扫描仪精度不高,扫描的光栅图像变形产生的误差;光栅图像没有配准就矢量化图形，形成的误差；在矢量点，线过程中图像放大倍数小形成的误差。 3.2.2子图库，线型库定位点(定位线)不精确形成的误差。 地理信息系统制图系统库包括子图库、线型库、色库、图案库。子图库是各类基础地理及专题要素的符号库。线型库是各类地物界线及专题要素界线的符号库。地图符号是地图的语言,在地图上用来表示实地物体与现象的特点图解记号,它是地图的主要表现形式,也是地理信息得以传输的媒体。地图符号按地面物体和符号的比例关系分为依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符号。在传统制图理论中,任何符号都有它的定位点和定位线。符号的定位点和定位线都有严格的规定,它决定了地物在空间的分布位置和相互关系。符号库(子图库,线形库)形成误差的主要原因是符号的定位点和定位线不在规定的位置上。制图人员在数字化制图过程中往往把符号移动到与原图相同的位置,当坐标点可见时,符号的定位点(定位线)和符号的坐标可见点不在同一点上,其误差在0。1-0。5mm之间,图件比例尺越小其误差变形越大。 4. 地理信息系统对测绘地图的优化作用测绘制图是测绘工作的有机组成部分,在开展多学科、多途径的测绘科研研究中,自始至终都要运用测绘地图来表现研究成果。在传统的测绘制图过程中,要经历若干个成图步骤。地理信息系统测绘制图过程主要分为资料准备、图形输入、图形编辑、颜色设计和图形输出等几个阶段地理信息系统提供了两种图形输入方法:一种是数字化输入,即采用数字化仪人工手扶游标跟踪,将原图资料转化为图形数据;另一种是扫描矢量化,通过扫描仪扫描原图,以栅格形式存贮于图象文件中,并经过矢量转换为矢量数据。以上功能可用地理信息系统的输入编辑子系统来完成。数据输入计算机后,就要进入图形编辑数据校正、图形的整饰、误差的消除、坐标的变换等工作,由地理信息系统图形编辑子系统、误差校正、图形裁剪属性库管理等系统来完成上述各项功能。颜色是测绘地图表现的一种重要要素,它直接影响测绘地图的表现力和图面效果。因此,测绘图对颜色的要求是非常严格的。地理信息系统对测绘制图作了颜色的要求,在分析了测绘地图印刷特点的基础上,设计了一套灵活、方便、精确的颜色定义和色标系统。图形输出是地理信息系统地质制图的最后一道工序,通常是把显示出的图形数据,经过以上步骤,在基本符合要求后,由地理信息系统的输出系统将编辑好的图形显示到屏幕或指定的设备上。经以上处理过的数据,可以实现测绘图件的数字化,并建立图形和属性数据相结合的数据库。测绘信息数据全部存储于计算机中,可以将具有同一特性的图形要素放在同一层中,即是将图形数据分幅录入这样易于管理和查询,而且可灵活地进行分幅检索、添加图幅、删除图幅。 5. 结语

总之,测绘制图是一项需要不断完善,不断改进的技术,也大有潜力可挖,同时也存在着无穷的技巧和乐趣,只要我们在测绘制图中，充分利用地理信息系统的优势互补，进一步优化数字化生产的工艺流程，降低误差，同时结合本专业特点不断总结经验,测绘工作一定会更上一层楼。 参考文献 [1]谯章明. 地质图绘制[M]。北京:测绘出版社。 [2]吴信才. 地理信息系统原理、方法及应用[M]。武汉:中国地质大学出版社。

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关键词：GIS；地理信息系统；空间可视化；标准化

中图分类号：X87文献标识码：A

近年来，随着地理信息系统的快速发展，目前已在地学学科中大规模的应用和全面发展，同时也涉及到所有空间信息分析处理的领域中。因此，研究地理信息系统的应用与发展势在必行。

1、地理信息系统的概念

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是在1963年由加拿大测量学家汤姆林逊（RogerF.Tomlinson）首次提出的，并建立了世界上第一个GIS――加拿大地理信息系统（CGIS）。

在国内有时又称为“地学信息系统”或者“资源环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统（SpatialInformation System），它是一个在计算机硬件、软件支持下，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的系统。这里的“地理”二字是指地理坐标参照系统，也即按地理坐标来组织空间数据。关于地理信息系统的定义又可以认为是由两个方面组成的。一方面，地理信息系统是一门科学，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个处理地理空间数据的技术系统。

地理信息系统主要由计算机硬件系统，计算机软件系统，系统开发，管理和使用人员以及空间数据这四个部分组成的。

2、地理信息系统的应用

GIS的应用范围十分广泛，凭借其博才取胜和运筹帷幄的优势，它已成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术工具，在资源管理、规划设计、灾害监测、医疗卫生、国防以及军事上都有应用。

2.1．GIS在资源环境管理中的应用

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

2.2．GIS在道路交通管理中的应用

近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计（通过分析土地利用图、地形图以及现有道路网等多种空间数据，定出公路最终线向）、道路管理，主要是指动态分段管理（在数据库中记录道路的每种属性的起点到道路原点的距离，并不是真将道路切断存储，适合于动态的分析）、流量和路径分析（包括道路网络分析和最短路径寻找等）。

2.3．GIS在城市规划中的应用

通过地理信息系统将城市数据信息归并到一个统一的系统中，然后进行城市与区域的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态检测等。这些功能的实现是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件（回归分析、模糊加权评价、各种规划模型、系统动力学模型等）加以保证。如北京某测绘部门以北京市大比例尺地形图为基础图形数据，在此基础上综合叠加地下及地面的类管线（包括上水、污水、通讯、燃气等管线）以及测量控制网，规划道路等基础测绘信息，形成一个机遇测绘数据的城市地下管线信息系统。

2.4．GIS在灾害监测中的应用

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

2.5．GIS在医疗卫生中的应用

地理信息系统在医疗卫生中的应用主要包括两个方面：一方面是GIS与流行病研究；另一方面是GIS与医疗设施分布。其中GIS与流行病研究主要是应用于对流行病的数据可视化、空间数据分析以及流行病模型的建立。GIS与医疗设施分布中，应用于医疗设施规划，通过分析由调查统计获得的数据，并对其进行社会经济分类，然后建造合理的小社区诊所。

GIS在医疗卫生中的另一个重要应用就是将上述两个方面结合起来，建立空间决策支持系统。该系统包括对流行病分布情况、医疗设施的分布情况进行可视化表达，以及对感染人群的流向等方面的控制，为流行病的防控提供决策支持。

2.6．GIS在军事和国防中的应用

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

3、地理信息系统发展的热点问题

3.1．GIS设计与实现的方法学问题

由于缺乏严格的工程管理和好的分析设计方法支持，GIS软件系统的可靠性和可维护性差。这是一个长期以来人们一直在尽力解决但还未解决的问题。

3.2．GIS的功能问题

当前以数据的采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS，还不能完全满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求，直接影响到GIS的应用效益和生命力。

3.3．GIS地理信息的深加工问题

目前，GIS还远未发挥它提供结论性专题地图和数据集方面的作用，这涉及对GIS地理信息进行深加工的问题。这种深加工的结果可以是结论性的专题地图，也可以是结论性的专题数据集。

3.4．空间信息可视化技和虚拟现实技术（VR）

GIS可视化主要研究以下几个方面：运用动画技术制作动态地图，可用于涉及时空变换的现象或概念的可视化分析；运用VR 技术进行地形环境仿真，真实再现地景；运用图形显示技术进行空间数据的不确定性和可靠性的检查，把抽象数据可视化，由此发现规律；可视化技术用于视觉感受及空间认知理论的研究。

4、地理信息系统的发展趋势

4.1．GIS网络化

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

4.2．GIS标准化

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

4.3．数据商业化

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

4.4．系统专门化

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

4.5．GIS全球化

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

4.6．GIS大众化

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

参考文献

[1]邬伦，刘瑜，张晶，马修军，韦中亚，田园．地理信息系统―原理、方法和应用[M]．科学出版社，2001．

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关键词： 地理信息系统 空间信息数据 数学模型

Abstract: the Geographic Information System as acquisition, storage, geographical spatial data analysis and management of the important tools, techniques and discipline, to map, graphics, or the data form said the result of the treatment, in national economic and national defense construction are playing a significant role.

Key words: the geographic information system space information data mathematical model

中图分类号： P208 文献标识码：A 文章编号：

1地理信息系统应用现状

地理信息系统,简称GIS(Geographic Informa-tion System),是融合计算机图形和数据库于一体,用来存储和处理空间信息的高新技术。其研究应用主要有以下两个方面。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用地理信息系统软件。GIS把地理位置和相关属性信息有机结合起来,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能,为土地利用、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供辅助决策，在国民经济和国防建设等方面发挥着重大的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

2地理信息系统的主要功能

GIS是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中，即数据采集和编辑修改，最终建立空间地理信息数据库。

2.2制图功能

建立地理信息系统首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制出用户所需要的各种图件。GIS不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，

2.3查询管理功能

地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集，通过数据库管理系统来进行空间数据属性的查询，同时可以看到地图上表示的查询结果。

地理信息系统大多采用关系数据库管理系统，属性数据库管理模块的主要功能是用户定义各类地物的属性数据结构，可以通过建立数学模型分析空间数据进行制定规划和决策。

3 地理信息系统应用实例

3.1地理空间数据管理

主要是对以多种方式录入的地理数据进行有效的数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索，以多种方式输出决策所需的地理空间信息。为城市规划、市政工程设计、城市交通等部门提供测绘保障服务。

3.2综合分析评价与模拟预测

GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取，还可以将对现实世界各个侧面的思维进行评价，得到综合分析评价结果；也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上，模拟这些过程的发展，对未来的结果作出定量的和趋势预测，对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果，以作出最优决策。

3.3空间分析和查询功能

地理信息系统的空间分析功能包括空间特征的几何分析、数字地面模型分析、网络分析、数字影象分析和地理变量的多元分析。这些分析功能为分用户提供了解决多种问题的有效手段，是地理信息系统的重要组成部分。根据地理对象的图形查询相应属性信息；按照属性信息的特点，查询对应的地理目标。空间分析的目的是解决某类与地理空间有关的问题，通常涉及多种空间分析操作的组合。

3.4地图制图功能

地理信息系统的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一用于地图制图，建立地图数据库。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题，更重要的是由于GIS是一种空间信息系统，它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。

3.5建立专题信息系统和区域信息系统

专题信息系统具有有限目标和专业特点，系统数据项的选择和操作功能是为特定的专门目的服务。这类信息系统主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，其特点是数据项多，功能齐全，通常具有较强的开放性。

3.6地理信息系统与遥感图像处理系统的结合的应用

遥感数据是地理信息系统重要信息源。目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能，并把它作为其中一个子模块。通过使用自动影像匹配和自动目标识别技术，处理卫星和航空飞机实时获得数字影像，可以将正影影像叠加到数字地图上，提供现势性很强的地形数据。

3.7属性数据的综合及融合

现有的GIS中，属性数据只是用于检索和查询或进行简单的统计。在众多项的属性数据中，有时将几个属性项的属性数值加以综合，构成具有某领域特定意义的新属性项的新属性值，这种综合是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析，用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征。因此在数据融合前，必须把定性数据定量化，然后筛选出独立、有用的变量，选择相应的数学模型和模型单元，确定地质异常临界值大小，根据它对未知单元进行异常圈定和异常评价，最后利用GIS其显示结果。

4 结束语

随着科学技术的发展，地理信息系统将向着数据标准化，系统集成化，平台网络化和应用社会化方向发展，GIS的应用范围将不断发展不断拓宽，在国防与经济建设中发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1] 马建文，阉积惠.地理信息系统及资源信息综合 地质出版社，1993

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【关键词】地理信息系统；教改；理论实践一体化

1 引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。随着社会的发展，GIS已从一门技术发展为一门科学，从研究层面向服务层面转移。1997年， 我国教育部设立了GIS专业，目前全国已有100余所院校设立了GIS专业[1]。GIS是一门实践性很强的学科，特别注重培养学生的动手能力和实践操作能力，对于以培养职业技术型人才的高职院校来说更是如此。

2 教学现状

桂林理工大学南宁分校的地理信息系统与地图制图技术专业创办于2011年，以测绘为基础兴办而起。本校基于高职教育的定位，借鉴其他高校GIS专业的教学经验，将作为专业必修课的《地理信息系统》安排在大一下学期，总共68学时，理论教学和实践教学各占34学时。在大一上学期安排有基础知识课程：《高等数学》、《工程制图》和《测量学》；在学习《地理信息系统》的同时，安排有基础技术课程：《地图制图学》、《AutoCAD制图》；之后还安排《GPS原理与应用》、《数字化测量》、《GIS软件应用》和《ArcGIS软件操作》等专业技术课程。

3 教学存在的问题

本校开设GIS专业只有5年，GIS专业建设有待完善，课程教学也存在一些问题，总结如下：

3.1 理论教学与实践教学分离

虽然教学计划中《地理信息系统》的理论教学和实践教学各占一半学时，但实际教学是在多媒体教室进行，一些涉及实践的知识，如空间分析，只能教师操作示范，学生观看而没有实际动手操作的机会，这种感官式的学习模式非常不利于学生掌握抽象难懂的GIS知识。由于在多媒体教室教学，教师更偏重理论知识的讲解，在教授学生理论知识时没能培养学生的实际动手能力。

3.2 教材不合适，教学方法单一

我国的地理信息系统教材相对较少，且基本上都基于本科教学编写，偏重理论知识。GIS理论本就抽象深W，本科教材的深度和广度都不适于高职教学。个别教师教学方法单一，教学内容局限于课本知识，讲解不形象、透彻，导致学生对GIS知识一知半解，缺乏学习动力和学习兴趣。

3.3 教学计划有待改善

地理信息系统是多种学科交叉的产物[2]，在学习《地理信息系统》之前，应让学生学习相关基础知识，如摄影测量、遥感等，而目前的教学计划把一些相关课程安排在《地理信息系统》程之后。实践课程如《ArcGIS软件操作》也安排在大二下学期，与《地理信息系统》课程的教学缺少有效连接。

4 教学改革方案

根据本校两届GIS专业毕业生的就业情况来看，就业方向主要集中在测绘和GIS应用，这两个方向都要求毕业生有较强的动手能力，能运用所学的知识解决工作中遇到的实际问题。结合GIS专业注重动手能力的培养目标，针对上述GIS教学中存在的问题，提出以下教学改革方案，以期提升《地理信息系统》课程的教学效果，提高学生的专业素质。

4.1 强化实践教学，理论实践一体化

实践教学是高职教育的重要环节，结合《地理信息系统》课程的特点，教学地点最好安排在专业的GIS实验室，至少实践教学应该在装有GIS软件的机房。在学习空间分析等实践内容时，教师讲解示范，学生边学边练，亲自动手操作，既能加深学生对专业知识的理解，又能锻炼动手能力。

为了调动学生的学习兴趣，培养学生的实践能力、自主能力，可借鉴其他高校的教学方法，如宁夏大学《ArcGIS软件应用》课程的专题应用教学模式[3]或中国环境管理干部学院《环境规划与评价GIS技术》课程的项目教学法[4]，将理论知识融于项目、专题的分析和操作中，使抽象的理论知识变得形象易懂，实现理论实践一体化。

4.2 加强教材建设，丰富教学内容

GIS是一门迅速发展中的学科，高职的地理信息系统教材应符合高职教育的特点，既要难度适中，又要实践性强，实现理论实践一体化，还应体现GIS的最新发展状况。加强高职的地理信息系统教材建设势在必行，国外有许多优秀的GIS教材可供我们引进和学习。

根据本校毕业生的就业方向，本课程将地理信息系统限制在技术层面，从系统的角度进行GIS基本理论和技术方法的阐述，重点培养学生在空间数据获取、空间数据处理、空间分析、GIS产品输出和GIS应用方面的综合能力。另外，可根据国内外GIS产业发展动态和社会对GIS专业人才的需求，适当调整教学内容，并引入一些典型实际案例，增强教学内容的实用性和丰富性。

4.3 完善教学计划

教学计划是课程设置的整体规划，完善的课程设置既有层次性又有系统性， 各课程在教学内容上不交叉重复。建议调整课程的开设顺序，把《ArcGIS软件操作》与《地理信息系统》安排在同一学期，因为大部分地理信息系统教材在介绍空间分析等实践内容时，都以ArcGIS软件为平台。上这两门课的教师应沟通好，做到上课内容不重复，理论知识与实践有效连接。遥感对GIS的重要性不言而喻，在学习ENVI等遥感软件前，应让学生学习一些核心的遥感理论知识。现行教学计划中没有遥感理论知识的课程，建议增加此课程。

4.4 加强师资建设，提高教学水平

师资力量直接影响着教学水平。GIS在不断发展，GIS专业软件也在更新换代，教师也应不断学习，掌握前沿的专业知识，提高教学水平。学校可组织教师参与各大GIS软件公司的GIS专业技能培训，如ERSI公司在全国开展的ArcGIS培训、ERDAS培训、ENVI培训，超图公司开展的SuperMap培训。教师也应积极申报课题、项目，或组织、指导学生参加各大GIS软件开发商承办的GIS技能比赛，如全国高校GIS技能大赛、SuperMap杯等，通过多种途径来提升自身专业技能和教学水平。

4.5 完善专业GIS实验室建设

GIS是一门实践性很强的学科，完善的实验教学平台对培养学生的实践能力意义重大。本校虽有GIS实验室，但还需完善建设，使其满足以下教学需求：能运行专业GIS软件的高性能计算机、常用的GIS软件及实验数据，实验教学中所需的扫描仪、绘图仪，观察遥感影像所需的立体眼镜等设备。建议学校与GIS应用部门联系，建立校企合作机制，建立校外实习基地，让学生可以在现实的GIS应用实践中得到锻炼，为学生步入社会、走上工作岗位打下坚实基础[5]。

5 结语

地理信息系统改变了我们的生活，社会对地理信息系统专业人才的需求也越来越大。在地理信息系统的教学中，应将抽象的理论知识融入实践项目、专题中，使学生在实践过程中学习专业知识，在应用GIS技术解决实际问题的过程中深化对GIS理论知识的理解，将GIS的基本理论融会贯通，从而达到培养GIS专业人才的目的。

参考文献：

[1]罗志军.农业院校GIS专业人才培养模式与课程体系建设[J].地理空间信息，2011，（1）：143-145.

[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.

[3]石云.GIS课程实践教学改革[J].教育教学论坛，2015，（20）：103-104.

[4]吴玉红.高职GIS应用类课程项目化教学改革与实践――以《环境规划与评价GIS技术》为例[J].中国环境管理干部学院学报，2013，23，（3）：80-83.

[5]王新闯，张合兵等.“GIS原理与应用”教学改革初探[J].中国电力教育，2011， （35）：139-140.

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【关键词】测绘 地理信息 系统 建设 应用

1、前言

GIS简言之，是基于地理空间数据的一种计算机信息系统，这里所说的地理空间数据主要包含空间特征数据和属性数据。地球表面及其外层空间的物体都有地理坐标、形状（长、宽、高及面积、体积等）、空间关系（如距离），所以具备空间特征数据。属性数据是指地物所具有的自然或人文属性的特征数据，例如一个城镇具有的人口、资源、产值和环境等信息数据。GIS 数据从何而来？主要源于地图数据、遥感数据、实测数据、统计资料、文本资料（法律文件、行业规范、技术标准、边界条约等）、多媒体数据、现有系统数据等。可见，GIS 与测绘有着密切的关系，因为地图数据、遥感数据、实测数据都来自测绘成果，而利用GIS 平台开展测绘活动也将如虎添翼、事半功倍。GIS 用于测绘工程具以下优势：节省时间、效率高、时效性强、减少失误率及测绘成果精确易于使用。鉴此，本文对GIS 在测绘工程中的应用进行分析和阐述。

2、2GIS 数据库的建立

2.1 GIS 工作原理

在讨论GIS 数据库建立之前，先说明一下GIS 工作原理。GIS 主要由计算机软、硬件系统及地理数据所组成。硬件系统由计算机、输入设备、输出设备和存储设备等组成。其中输入设备包括键盘、扫描仪、数字化仪、媒体设备等，也包括由网络输入。输出设备包括显示器、绘图仪、打印机和媒体设备等，还包括通过网络输出。存储设备包括硬盘、U 盘和光盘等，亦包括网络服务器等。软件系统除了计算机操作系统、办公软件、数据库软件和其他一些通用软件以外，还包括图形软件（如AutoCAD）、GIS专用软件（如Arc/Info、MapInfo）等。地理数据前面已介绍过了，需要指出的是除了数据采集，一些数据还必须经过转换才能入库，这往往要耗费大量的人力和财力，一般建库初期的支出占整个系统费用的70～80%。

2.2 GIS 数据库的建立

下面以外业采集数据导入GIS 数据库为例介绍一下建库的方法。

首先，将数据汇总，然后导入到AutoCAD 中，并对图形进行编辑、修改和必要的处理。然后检查拓扑关系是否符合要求，若没有问题则可导入到Arc/Info 中设置数据结构。Arc/Info 软件能够对拓扑关系和图层进行检查，如果发现有问题，就需要返回到Auto CAD 中重新修改和编辑，没有问题后再导入Arc/Info。通常需要在Auto CAD 与Arc/Info 之间经过多次的修改，最终实现拓扑关系和数据正确。然后对属性进行赋值和配置，导出SHP 格式文件。再将SHP 文件导入到GIS 中，就完成了建库程序。在数据库中，每一个图形要素及点、线、面分属不同的层，每层对应一个地理信息表，另外还包括索引表与元数据表。通过建库，可以完善数据结构，避免许多重复采集工作，实际上也减少了大量的测绘工作量。

3、GIS 的应用

3.1 GIS 的主要功能

一个完备的GIS 至少提供三方面的功能：①制作各种专题地图，由于GIS 将空间数据与属性数据结合起来，各行各业都可以提取本行业所需的属性数据和空间数据，生成所需要的地图供打印、浏览；②查询功能，查询与地理位置有关的数据，比如查询某条街道的酒店，利用GIS 可以轻易找到这条街道上的所有酒店，如想入住3 星级酒店，也会看到所有3 星级酒店；③空间分析，可以利用数学模型或逻辑模型分析空间数据。

3.2 应急测绘保障体系

应急测绘保障体系是为应急测绘任务提供保障服务的，包括应急预案、组织机构、管理措施等，当然还需要具备开展应急工作的数据库、应用系统，也就是借助GIS 信息平台有效开展应急测绘服务。应急测绘保障体系的应用有以下几个方面：①通过GIS 基本图形的操作，可以清晰地展示灾害发生地点的自然环境、社会属性等特征，从而可更快更有针对性地制定应急预案；②通过GIS 空间分析，确定灾害位置、影响范围（受灾面积）、预估损失等，从而为应急预案提供更为准确的信息；③利用GIS 专题分析功能，可以提取某项或多项专题性数据，将其与地图组合，形成灾害专题性地图，如密度分析图，从而可更合理地确定应急疏散方案；④为应急测绘工作提供所需的数据资料，利用灾害或事故发生区域实景拍摄形成的三维图像，可以更直接地了解现场实际情况，而测绘工作者通过修测技术保证相关数据的有效性；⑤利用GIS 网络平台和自动更新机制，确保灾害信息的时效性。

3.3 资源管理

目前，资源清查、分析和管理是GIS 应用最为广泛的领域之一，包括土地资源潜力评价、野生动植物资源保护、森林与水资源普查、矿产资源管理等多个领域。GIS 可以将不同来源的数据和信息汇集在一起，利用统计和涵盖分析功能，按照各种组合条件进行资源分析，从而为资源的合理开发和决策利用提供依据。以土地资源管理为例进行说明，我国西南地区国土资源信息系统收集存储了超过1500 项300 万个以上的资源数据，通过该系统提供的资源分析评价模型、资源预测预报模型及资源开发利用配置模型，可生成矿产资源分布图、草场资源分布图、农作物产量图、各地产值图、交通规划图等各种专业图。

4、地理信息系统在测绘工作中的未来趋势

由于地理信息系统在测绘工作中的优势，使得其未来将得到迅猛的发展。在未来的测绘工作中，地理信息系统一定可以成为广泛应用的测绘方法，以适应不断发展的中国数字科技需求。我国未来的发展趋势是构建数字中国和数字地球，因此需要大量的测绘工作参与其中，

地理信息系统作为其中的得力助手，也将与测绘工作一起，进一步实现发展、创新与变革。在未来的发展过程中，地理信息系统必定与其他先进的技术结合，形成新的测绘方法。例如，可以与通信技术、卫星、遥感系统等结合，进一步的提升测绘工作的精细程度，使我国的测绘工作达到新的高度。

5、结语

随着我国科学技术的发展，越来越多的新技术将运用到测绘工作中，给测绘工作带来创新和变革。地理信息系统一经诞生，即以其高效、精确和时效性好而广受欢迎，GIS 也成为许多国家、行业和部门必备的工具和技术。目前，GIS 的应用正从以政府部门、大公司为主走向“平民化”，GIS 已渗入到人们的日常工作、生活中，人们购物、出行、休闲娱乐因为有了GIS 而变得更加便利，可以预计GIS 的未来将会更加精彩。

参考文献

[1]唐昊.测绘数据的GIS 建库和应用[J].信息系统工程，2013（3）：93-94.

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基金项目：防灾科技学院第六批重点课程建设课程资助项目；防灾科技学院教学研究与教学改革项目（JY2014A02）

[摘要]《GIS原理及其应用》是测绘工程专业一门重要的专业必修课。本文对目前该课程在测绘专业教学中存在的诸多问题进行了深入分析，在此基础上，结合我院测绘工程专业的培养目标，对该课程在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了改革探讨，加深学生对GIS的基本理论、基本方法和基本技能的理解，特别突出GIS实践的重要性，以期提高《GIS原理及其应用》课程的教学效果和教学质量，培养适应社会经济发展，具有创新精神和实践能力的高素质专业人才。

[关键词]GIS原理及其应用；教学；改革；实践；考核

中图分类号： G642. 0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

随着测绘信息技术的飞速发展，测绘产品的获取、处理、管理、分析、应用等方面都跟GIS密切相关。理解GIS的基本原理和常用的空间分析方法，在此基础上掌握GIS专业软件的操作使用，这对测绘专业学生今后的就业和继续深造具有很大的实际意义。《GIS原理及其应用》作为测绘专业学生一门重要的专业必修课，具有较强的理论性和实践性，通过本门课的教学使学生掌握GIS的基本原理及其常用的空间分析方法，熟悉空间数据组织和管理常用方法，了解空间数据采集和输入、数据质量分析的基本方法和内容，了解地理信息系统在现代社会所处的地位、地理信息系统发展与应用的趋势、以及地理信息系统在测绘工程中的重要应用。因此，《GIS原理及其应用》这门课程的学习对测绘专业学生影响深远。目前，在测绘工程专业的GIS教学中一直沿用GIS专业的教学内容和教学方法，由于前期课程安排和学时等方面与GIS专业有很大差别，这就造成了测绘专业学生对GIS的学习不能达到预期效果，为更好地完成本课程的教学目标，有必要对《GIS原理及其应用》教学内容和教学方法进行思考、探讨和改革。

1确定培养目标

结合我校“立足地震行业，面向社会”的战略目标，我校培养的测绘学生是可在地震行业中立足，同时更主要的是面向社会的大众化需求，因此培养的学生要具备扎实的测绘理论知识、掌握测绘工程专业技能、具备实施地形变形测量、变形监测、精密工程测量等测绘工程的设计、实施及管理等能力，能在地震监测预报、灾害防御、国家基础测绘、国家资源调查、城市规划与管理等部门从事设计、实施、管理等方面的厚基础、重实践的应用型人才。而随着计算机技术、RS技术和GPS技术的发展，在掌握了基本测绘理论和方法的基础上，如何实现测绘信息的有效集成和应用，GIS成为其实现信息集成的首选工具。因此，《GIS原理及其应用》作为测绘工程专业的必修课，是测绘专业学生在未来发展的必然需求。

2教学中存在的问题

2.1非GIS专业先修课程差异

地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而诞生的边缘学科，因此它明显地体现出多学科交叉的特征；而测绘科学是一门研究如何确定地球的形状和大小及地面、地下和空间各种物体的几何形态及其空间位置关系的科学。两个专业教学目标有很大不同，但又有所交叉。测绘科学为地理信息系统提供高精度的空间数据，保证了空间数据的精度和质量，以及地理信息系统产品的开发；地理信息系统为测绘科学成果的有效集成提供了良好的解决方案。由于专业特色的限制，GIS专业在前期的理论基础学习中开设关于计算机和地理学的课程，如数据库系统概论、计算机图形学、自然地理学、人文地理学等课程，这些课程的开设为接下来的GIS原理及其应用的学习奠定了理论基础。计算机学提供了GIS学习的软、硬件知识；地理学作为GIS的理论依托，为GIS提供引导空间分析的方法和观点。而在测绘工程专业的人才培养方案中，《 GIS原理及其应用》课程开设缺乏一定的前期理论支撑，这使得测绘专业的《GIS原理及其应用》的教学内容与教学方法并不适合沿用GIS专业所采用的教学内容和方法，要根据测绘专业的特点调整其教学内容和教学方法，以便更适应于测绘专业学生的学习和掌握。

2.2教学内容多，实践课时少

在现行的本科教学培养方案中，明确限制总学时数不超过2500学时，而在测绘专业基础课等不被压缩的前提下，测绘专业开设GIS课程的学习，其学时安排是48课时，还包含了不少于8课时的实践课时，而GIS本科专业学习中，其学时的安排一般为64课时。在课时明显压缩的前提下，要想较好地完成《GIS原理及其应用》的教学，必须对现行教学内容、方法和安排做出调整。由于GIS的学习具有较强的理论和实践相结合的特点，调整后的GIS学习必须保证理论和实践课时的饱满，这样才能保障学生学习的效果。

3、教学改革的措施

3.1侧重学科交叉，注重GIS思维的培养

由于地理信息系统的多学科交叉特性，在测绘专业的GIS教学过程中，侧重强调测绘专业与GIS的交叉性，突出GIS学习与测绘专业的紧密性，将GIS的学习定位到测绘专业体系内。在教学过程中，注重讲授GIS的基本理论、常用空间方法、应用模型等内容，这些是初次接触GIS的学生必须了解和掌握的知识；在教学内容的安排上，注重地学理论与工科技术的交叉，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生遇到问题时能够以GIS的思维方式进行问题的抽象与表达，并在后续工作中善于应用所学和所知道的测绘技术、GIS理论进行数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示。这个过程既考察了学生对所学技术的掌握程度，又注重培养了学生运用GIS思维对空间数据集成的应用，使学生能够更加真实了解测绘与GIS集成在解决实际问题的优势，并在解决问题的过程中对所学理论与方法有更深刻的理解。

GIS作为一个辅助决策工具，教学过程中突出GIS解决问题的思路，同时将涉及到的其他学科知识作为解决问题中的一个环节，加强学生自学意识，学会问题的分解与表达，构建适合于地理信息分析和表达的应用模型，以此达到解决问题的目的。

3.2合理安排课程，理论和实践分层次实现

长期以来，高校普遍存在的一种教学模式就是任课老师讲-学生听，学生处于被动接受的地位，这种传统的教学模式，在理论知识传授的系统性和完整性方面有一定的优势，但其在实践性较强的学科教学中的不足也显而易见。首先，学生遇到问题，解决问题的积极性没有被调动起来；其次，不能将理论知识和实践操作很好的结合在一起；最后，没有经过学生思考和实践过的理论是无法在工作中得到很好应用的。基于这些问题，首先在课程安排上做出调整，将《GIS原理及其应用》安排在第五学期，在这门课的学习过程中，主要侧重基础理论的学习，如GIS的基本概念、基本构成、基本功能、发展历史、数据结构、空间分析方法等。同时对涉及到的测绘专业知识给予重点提示，加深对测绘专业基础知识的掌握，突出GIS多学科交叉的特点。在安排的8课时实验中通过对Mapinfo9.5的学习，让学生对GIS解决问题的基本思想有所认识，即通过对现实世界的抽象，到计算机世界的存储，对数据空间数据结构以及存储有一个系统的认识。这学期完成学习后，学生对GIS的基本理论知识、常用空间数据结构、以及空间数据获取与测绘技术的结合已有一个清晰的认识，即达到GIS理论教学目标。 由于学时有限，但又强调GIS实践应用的重要性，在第六学期安排一门《GIS软件应用》，以ESRI公司的ArcGIS作为实践平台，弥补GIS理论学习中实践不足的问题，在GIS软件应用这门课中，所有的实验以案例的方式提出，要求学生给出应用到的相关理论知识和解决方案，并通过动手实验达到解决问题的目的。

3.3 巩固理论知识，多种考核方式相结合

在考核方式上，《GIS 原理及其应用》采用“平时成绩（10%）+实验报告（20%）+期中考试成绩（20%）+期末考试成绩（50%）”的方式。平时成绩主要是通过作业和课堂表现获得；实验报告是对学生动手能力的考察；期中考试主要是在课程中期对学生进行测试，对学生起一个督促作用；期末考试则是对学生理论知识最终掌握情况的检验。采用上述考核方式，能较好地反映学生对知识的掌握情况，以及在分析问题、解决问题等方面的能力。

4结论

《GIS原理及其应用》是测绘工程专业的一门必修基础课，本课程学习对后续《GIS软件应用》的学习及学生今后的就业和深造影响深远。本文首先介绍了该课程在测绘工程专业培养目标中的地位，并分析了现行教学中存在的问题，在此基础上提出了教学改革的具体措施：1）侧重学科交叉，注重GIS思维的培养；2）合理安排课程，理论和实践分层次实现；3）巩固理论知识，多种考核方式相结合。以此不断提高教学水平，及时了解学科发展动态，掌握学生对专业知识的需求，从而及时对教学内容和教学方式进行调整和完善。

参考文献

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