地理信息系统及应用范文

导语：如何才能写好一篇地理信息系统及应用，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：地理信息系统；统计；发展策略

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-07-0052-1

统计信息作为社会经济信息的主体，是国家和地区最重要的基础性信息资源，具有典型的地域特征。统计数据的采集、整理和分析必须以地理空间为框架，才能反映其本质特征和地域规律。作为关系我国国计民生的重要工作，成功的将地理信息系统引入统计领域，改变了人们认识统计数据的方式，也为统计业务的深入开展提供了重要的信息手段[1]。相信，未来潜在的数据价值将通过地理信息系统充分显现出来，并为更多的领域进行科学的分析与决策，为我国社会经济的持续建设与发展提供各项服务。

1 地理信息系统的重要作用

综合统计工作的各方面实践，地理信息系统在统计工作中的重要作用日益得到重视。

1.1 整合统计数据

地理信息系统的框架作用，可以较好地整合各类统计数据，在统一平台上同时管理日常统计及各项普查获得的宏观及微观数据，克服传统统计数据集成管理困难的不足，提高统计数据管理与分析的一体化程度，从而有利于探寻不同数据之间的相互关系及内在规律。

1.2 规范统计调查

普查区划分与绘图工作是普查的重要组成部分。利用地理信息技术划分普查区界线，对普查区地图实行电子化管理，建立普查区电子地图数据库，有利于科学安排普查工作、合理规划调查路线、准确定位调查对象及周围环境，保证普查对象和日常统计调查对象的不重不漏；有利于监控普查和统计调查实施过程，提高普查和统计调查数据质量；有利于不断积累调查资料和地理信息变化资料，减轻基层普查人员的工作量。有了地理信息系统，每一次普查的普查区图制作都可以在上一次的基础上进一步完善，同时，电子化的普查区图还有助于更深入地开发分析普查成果，发挥其他部门电子地图无法替代的、能将统计信息关联到普查区与建筑物的独特作用[2]。

1.3 深化统计应用

结合空间信息展示统计数据，可以丰富统计数据的表达形式，将统计数据在空间上的分布特征、差异及相关性等直观的表达出来，对数据的特征看得更为清晰，便于各种数据的比较和分析。基于地理信息系统的统计信息空间分析，如缓冲区分析、邻域分析、人口重心分析，可以揭示各类统计对象在地理分布上的相似性与差异性，阐明分布异同的原因，评价不同区域不同类型统计对象增减速度、数量多寡、密度大小、构成类型与分布，及其同区域自然、社会、经济、政治与文化条件的相互关系，为制订各类发展规划、调整行业布局与生产力布局提供科学根据。叠加在地图上的大量经济社会数据，可为用户提供更加全面综合、形式多样、宏观与微观相结合的统计服务，有助于提升统计的影响力。

1.4 提升管理水平

可以为统计工作提供更加全面、多样、宏观与微观相结合的统计数据。在应急反应方面，统计地理信息系统的作用更是重要。如发生地震，可通过该系统很快确定地震中心周边一定区域内的人口、单位情况，白天关注正在上班的人口，晚上关注居民户人口；如果大江大河发生水污染情况，可即时查询污染源下游一定距离及河流周边的人口、自来水厂及其他资源分布情况，方便政府快速了解情况，有针对性地快速决策[3]。这一系统如作为电子政务建设的基础之一，将有助于改进各级政府的管理方式，提高政府的管理水平。

地理信息系统之所以重要，还因为地理信息系统有利于加强基本单位名录库建设这一统计基础工作。基本单位名录库通过地理信息系统的空间表达形式使统计信息更为精细，使基层统计过程成为一个更具可观测、检验、控制特性，甚至可以重复的过程。在此基础上可使今后的统计工作越做越好，越做越细。

2 地理信息系统的发展策略

统计地理信息系统建设要与人口普查紧密结合，要探索普查区电子地图的应用方式。鉴于地理信息系统的基础性、框架性、综合性的特点，应当发挥其累积效应，要集中人力、财力、物力，朝着建立全系统统一的统计地理信息系统目标迈进。

制定统计地理信息系统标准规范体系。建立和完善普查区电子地图绘制与共享标准，统计地理信息系统建设与应用标准，制定统计地理信息系统建设指导规范，制定统计地理信息系统数据公开标准和管理方法。

规范和完善普查区电子地图的管理。在总结第二次全国经济普查和第六次全国人口普查的普查区划分与绘图电子化工作经验的基础上，进一步整合、规范和完善各类基础地理数据和普查区电子地图，加强管理，为普查数据开发和统计业务工作提供更好服务。探索建立普查区电子地图的维护、更新、使用机制。

建立统一的统计地理信息系统。所谓统一的统计地理信息系统，是指集成了各项普查及日常统计数据，充分发挥地理信息系统利用空间框架整合各类统计信息的优势，满足各方需求的、综合性的统计地理信息系统。各地将以统计地理信息系统建设平台为基础，以各地的电子化普查区图为空间框架，装载本地各项普查及统计数据，定制专题栏目，构建具有本地特色的、动态的社会经济统计地理信息系统。希望通过统计系统“统一规划、统一开发、特色定制、数据整合”的方式，达到既节省成本、缩短开发周期，又能满足各项普查及专业统计业务需求的目的。同时，也为第三次全国经济普查更好的利用电子化普查区图和地理信息系统、提高普查工作效率和质量奠定了基础。

参考文献

[1] 王建军.统计地理信息系统建设取得重要成果.中国信息报,2010,(01).

[2] 孙靓.全国统计地理信息系统建设应用推广演示会召开.

中国信息报,2010,(06).

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关键词：地理信息系统；道路规划；地下管线规划

一、 地理信息系统的特性

1技术先进的特性

随着时代的进步，我国互联网技术也在不断的提高，因此地理信息系统也在不断的进行升级。当前主要采用的是全新32位的应用系统。因为系统一定要保持很高的技术水准，才可以为城市地下管线提供更好的服务，因此在软件的选择上，一定要采用成熟而且运用广泛的技术软件。

2效果实用的特性

地理信息系统还具有很强的实用性，在系统的设置过程中，结合了国内外有关此系统的各种先进技术的优点，然后在我根据我的具体情况，设计出有自主特性的专业化系统。系统还可以提供给出满足我国国家标准要求和行业标准要求的图例或图示的编码数据库，用来满足用户的各种不同需求。

3经济费用成本低

因为这个系统是一个非常专业话的管理软件，对比引进国外的技术系统然后再进行再次开发来说，费用成本会比较低，符合市场经济效益原则。因为如果进行再次开发，不仅会耗费更多的时间，在技术和操作上面也无法跟专业的系统软件相比拟。况且国外的技术系统在开放性上面都存在着较大的局限性，严重地阻碍了我国技术然于安改革创新能力的发挥。

4数据共享性特性

本系统拥有与其他地理系统软件的众多接口。当前，很多地理信息系统都会出ASCII这个软件，所以本系统也一样支持该数据的输出，达到让本系统的数据资源得到共享化的目的。

5功能多样和全面特性

本系统功能多样而且全面，不仅具备很多数字图表操作的功能，还具有很多立体空间操作的性能，使用户操作起来更加的方面和快速。

6易于操作的特性

本系统操作起来非常方便，即使对于新手来说，也会很容易上手，对于数据的输入、文字的修改编辑、查找、统计、分析、图形表格等方面都设置有专门的按钮和对应的菜单，让用户操作起来感到简便。此外，本系统还拥有在线服务的帮助功能，对于用户来说，只要稍微进行简单的培训，就可以进行操作使用。

7友好界面的特性

本系统的最后一个特性就是界面的友好性。它充分从用户的角度去思考问题和进行设计。在设置的准则上与Windows一致。此外，还特别注重界面的美观效果和操作功能的简便性。让用户用起来就像在使用日常的电脑一样，提高用户的好感度和熟悉度。

二、 地下管线管理的现状

我国传统的地下管线信息系统管理比较落后，存在如下缺点：

1技术落后

我国传统的地下管线信息管理采用人工存档方式，这种管理模式存在三方面缺陷：第一，各类图纸、资料容易损坏、丢失，且管线数据的精度低，往往只能画到1：500或1：1000的图纸上；第二，管线数据信息量大，类别极多，每年都会增加图纸，这使查询、统计等实际工作非常不方便；第三，没有专门的管线分析功能，无法把多种管线与地形叠加使用。

2管理体制落后

地下管线是城市基础信息的一部分，应该有城市测绘部门或档案管理部门进行统一设计来说则可分为管径规格不同的主干管和庭院管。热力和工业管道主要以其传输材料性质划分，例如热力管线根据传输物质的不同可分为热水管线和蒸汽管线。工业管道主要包括工业用气管道、排渣管道和石油管道。地下电缆宝库电力电缆管线和电信电缆管线。电力管线又可分为供电电缆和路灯电缆，即所谓的强电管线和弱电管线；电信管线按其功能可分为市内电话、长途电话、电报、电视及其它专用电缆等。地下管线和地下电缆均采用直埋方式铺设，统称为地下管线。

三、GIS在城乡地下管线规划中应用

1、地理信息数据包括空间数据与属性数据，通过对道路、建筑、人口等相关信息的查询， 为城市总体规划的编制提供了直观的规划资料。城乡规划设计与管理以地理空间数据及城市发展现状为基础，通过开展基础地形图数据的测绘、入库与动态更新，建立城乡规划信息系统，实现城乡规划管理的科学化与智能化。在规划最终成果的制作阶段，提供基于GIS标准的规划成果数字产品，使规划管理部门可以得到直接为GIS系统所接受的规划成果，方便规划管理部门更好地利用GIS技术优势，为城市建设与规划管理实现办公自动化服务。

2、GIS具有强大的图形操作功能，支持土地集成化管理，对城市土地利用状况及土地权属界线信息可以第一时间掌握， 并支持城市土地的合理利用，使城乡规划更具科学性和透明性。GIS在各地规划审批中的应用较多，例如，通过数字化制图后，将海量空间信息以数据库形式存储，利用GIS技术搭建规划管理信息系统和图形绘制系统，支持规划业务审批，存储业务审批图文信息；利用城市地理信息系统，在建设项目报建时，通过申请卡，记录到属性数据库中， 制作数字化地形图景，并对建设工程规划进行准确定位，进行规划审批工作[4]；将适时更新的影像图叠加上基础地形数据，开展现状地图的绘制，进而开展土地利用的调查分析等。

3、利用各种基础数据资料，基于GIS环境的空间查询、统计、分析等功能，为各类规划编制的条件分析、方案制定与评价选择提供空间分析支持和决策辅助。GIS可以辅助规划师，通过对规划方案的模拟、规划方案的选择、规划方案的评估等进行辅助决策支持。利用GIS有效的管理空间数据，进行空间可视化分析，以确定商业中心位置，并根据分析数据进行潜在市场的分析。GIS对城乡规划的动态调整提供技术支持，GIS可以对城乡规划的实施进行监督和反馈， 以对规划方案进行调整。例如，对旧城区进行改造时，GIS可以对总建筑物层数、退进变化的高精度三维地理模型进行总量的调查，进而开展拆迁分析，预估拆迁工作量；将GIS利用在城市交通管理信息系统中，统计分析包括城市道路红线位置、主干道车辆流量、人行道上流量等具体内容，为城市交通管理提供有效信息。

4、从整合市政管线建设的角度来看，将地理信息系统引入管线信息管理有如下作用：

（1）提高信息的共享程度。如果通讯网络数据虽由邮政部门输入并管理，但其他部门施工是我时候，通过查询很快就能得到电缆的分布情况，同理也能较方便地了解其他公共设施的分布情况，以避免掘断光缆、凿穿煤气管道等事故的发生。

（2）提高数据的更新周期。当某一局部官网改变以后，只能将改变部分的官网图输入，则计算机网络内的数据便得到了更新，这样用户能很快的了解管线工程的现状。

四、结束语

随着我国城市规模的不断发展和人口经济的长足发展，城乡规划技术创新逐步具备了条件，GIS技术的积累、研究和实践也日趋成熟和完善。GIS技术提供了多层次和多目标的综合服务， 对于组织和管理地理空间信息的技术系统，它为城市规划的建设提供了更多的帮助，是城乡规划建设创新实践的技术基础，为城乡规划管理提供了新的思路，GIS未来的发展趋势将为计算机数据管理在城乡规划中的应用提供更加广阔的前景 。

参考文献

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【关键词】电力设计；市政；地理信息系统；应用

一、市政电力设计地理信息系统的需求性

地理信息系统在处理数据、分析网络等方面的能力较强，在电网设计中，通过对地理信息系统合理应用，一来有利于对数据在管理上进行更好的规划设计，二来可优化电力设计工作人员的工作效率、劳动强度等，使电力设计的直观性、交互性更为突出，此外，该系统可有效保障电网设计的安全性、可靠性、合理性、科学性，且符合节能降耗与经济环保的要求。

二、市政电力设计中地理信息系统的应用目标

地理信息系统可将电网中所涉及到的工程数据均保存在系统内，并在地图中以直观的方式表现出来，能够为变电站的选址设计、线路设计、电网规划设计等提供初步设计以及可行性研究报告等。在对新变电站、新通信线、新线路等进行设计时，通过地理信息系统，可达到充分掌握周边地理环境以及电网情况的目标，有效减少外出考察工作的次数，使电力设计的更为全面，尽可能减少修改设计方案的次数。

三、电力设计中地理信息系统的应用思路

1、数据分析

基础的地理数据属于电力设计的前提条件。就数据的采集手段而言，可通过多种途径获得地理数据，例如工程测量方法、激光雷达方法、航测方法、卫星遥感方法等。此外，数据的形式也可以有多种，例如矢量电子地图形式、数字栅格图形式、数字高程模型形式以及数字正射影像形式等。地理数据在更新方面的效率为地理信息系统达到实用的重要因素。

电网工程所涉及到的数据有多项，其中包括了设计资料、勘测、骨干电厂信息、变电站、电网中不低于110KV的线路等。而电网工程的数据主要是用来对电网的基本属性与地理属性等进行管理。此外，在供电局原工程资料的管理系统处、设计院处等也可获取细节方面的属性资料，例如电源厂站所有设备的相关资料、变电站所有设备的相关资料以及线路各个杆塔的相关资料。

2、地理信息系统开发平台型号的选择

地理信息属于地理信息系统的基础所在，对于电力设计而言，地理信息系统所应用的开发平台是否合适将会对项目的结果产生非常关键的影响。由于一个地区的地理数据十分放大，并且设计单位、供电局、电网公司等单位的相关人员在电网规划中均是应用该系统，这一现状要求了地理信息系统的开发平台在可靠性、运行速度、数据容量等方面均需具备过硬的能力。通过对比发现，在多种地理信息的开发平台中，以Arc地理信息系统平台（来自美国的ESRI公司）最为适合，该开发平台可使多个用户通过网络在平台上实现数据共享。

3、地理信息系统大致结构的分析

地理信息系统在基于遥感航测影像以及地形图的情况下，对电网工程中所涉及到的多项数据进行管理及融合，其中包括了设计资料、勘测、骨干电厂信息、变电站、电网中不低于220KV的线路等。通过空间数据上的查询功能、分析功能等，从而给予输电网中的设计工作、勘测工作以及规划工作等提供指导，使电网结构最优化。如此一来，不仅可提高已有数据资源的共享程度，且还使外业的工作量实现最小化，有效提升内部的工作效率。

地理信息系统所应用的模式为C/S的模式，其中C代表的是客户端，S代表的是服务器，该模式支持局域网的访问。通过标准、统一的数据平台，可达到输变电接入相关专业系统这一目标，并且为处理、分析以及储存地理信息系统中输变电设备相关信息打好了基础。

4、地理信息系统中的主要功能分析

（1）电网规划与设计

该功能是通过地理信息系统并结合现有的电网信息而实现的，从而在地理信息系统中规划出电网的主框架。

（2）线路规划

在地理信息系统中对不低于110KV的线路进行初步设计，可掌握线路的多项信息，例如主要跨越物、线路缓冲带、转角坐标以及转角等。

（3）数据管理

在对数据的管理上，主要包括了：①导出或导入电网工程的数据；②基础地理数据；③管理元数据；④导出在系统中不同专业初步设计的成果。

（4）变电站选址的规划

通过地理信息系统绘制出变电站的站址，并从中获取四周坐标，可根据导出的坐标而计算着变电站在一定高程下的土石方需求量。

四、市政电力系统中地理信息系统关键技术的应用要点

第一，在开发基础地理数据的维护平台中，结合多种类型（空间参照系具有差异）的数据，进而实现编辑元数据、修改数据、数据配置以及导入（导出）数据的作用。

第二，在开发元数据的服务系统期间，需对多项性能进行考虑，例如互操作性、专用性、通用性等，并在系统中为用户提供下载元数据、浏览元数据以及查询元数据的功能，通过图形化地图载体，使用户可更为直观的对数据进行处理与操作。

第三，在线路设计期间，需实时显示线路的缓冲区、坐标以及转角度数等，并预先将输电线路的基本设计规程导入系统中，从而在设计过程中实现实时计算。

第四，在平台管理中设计到保密性问题时，需对权限严格控制。因此需设计相应的审批流程，但审批流程应尽可能简洁，从而便于设计人员的工作。

五、结束语

总而言之，随着我国经济社会的发展，我国对电力的需求也越来越大，这就在很大程度上促进了我国市政电力系统的建设与发展。地理信息系统的应用为电力系统提供了基于地理信息的管理和维护的平台，对于市政电力系统的建设与完善具有重要意义。

参考文献：

[1]李小明，陆小艺.地理信息系统在电力设计中的应用[J].科技风，2011，19：89+91.

[2]解卫卫.基于ArcGIS Engine的电力地理信息系统平台设计[D].山东科技大学，2010.

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关键词：地理信息系统(GIS)；数字化技术；MapInfo；MapX

中图分类号：TP315文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2009)05-122-03

Application of Digital Technology in Geographic Information System

MA Yuan1,YAN Fei2

(1.School of Information Engineering,Chang′ an University,Xi′ an,710064,China;

2.Shaanxi Branch,China Unicom,Xi′ an,710075,China)

Abstract：As the robust development of the computer software,the digital technology was born,which is the core factor of Geographic Information System(GIS).This technology makes people work more efficiently.The paper analyses the digital technology in the GIS.Then further analyses the developing method of ComGIS.This paper also introduces how to design and develop the GIS by using MapX technology.The system′s spatial database and function design are stressed,which can solves some important problems faced with in practice.

Keywords：Geographic Information System(GIS);digital technology;MapInfo;MapX

0 引 言

地理信息系统(GIS)是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理和管理系统［1］。GIS提供的信息产品不仅仅是简单的文字和数据，而且还有一幅幅空间图形或图象。位置图往往比文字更能说明空间问题，它给人以直观完整而深刻的印象［2］。随着软件技术的发展而不断出现的各种数字化技术则是实现GIS的基础和保障。

1 数字化技术简介

地图数据的数字化是建立地理信息系统的首要任务，目前使用最广泛的数字化工具是美国MapInfo公司推出的桌面地理信息系统MapInfo。系统的操作界面则由面向对象的编程语言完成，常用的有Visual Basic、Delphi和Visual C。系统的后台数据库和操作界面建立好之后，就需要使用一个专门的地理信息系统控件MapX或者Map Objects来完成系统对数据的操作。下面我们就来看看这些数字化技术。

1.1 数字化工具MapInfo

系统建立者将纸质地图或电子版的综合地图通过数字化工具建立空间数据库和属性数据库，再通过一个特定控件将数据库连接到系统的操作中［3］。虽然MapInfo其本身也是一个地理信息系统产品，可以完成地理信息系统的很多功能，但是用户为了建立符合其自身使用特点的地理信息系统产品时，常借助它作为地图的数字化工具，并将数字化后得到的图形数据和属性数据存储在MapInfo自带的类关系型数据库中。

MapInfo小巧易用，价位较低，是系统建立者优选的数字化产品。MapInfo的主要技术特点之一是按图层组织地图［4］。也就是说，将一幅综合地图加工成多个层层叠加的透明图层，每个图层包含了整个地图的一个不同方面［5］。现以交通管理地理信息系统为例，第一图层可以是高速公路，第二图层可以是一级公路，第三图层是二级公路，第四图层是由公路连接的城市组成，以此类推，就可以形成一幅完整的公路图。

1.2 系统开发语言Visual Basic

数字化建库完成后，地理信息系统的建立工作就已经完成70％了，接下来就是利用可视化编程语言如Visual Basic,Delphi或Visual C，建立符合用户需求的系统操作界面。由于MapInfo公司与Microsoft公司保持着长期的合作伙伴关系，它们的产品有着更好的兼容性，所以通常选择Microsoft公司的Visual Basic语言来建立系统的操作界面。

1.3 基于组件式GIS的MapX

系统界面建立好之后，就是要实现系统对数据的操作了。这里用到了组件式地理信息系统的概念。组件式地理信息系统(Components GIS，ComGIS)的基本思想是把地理信息系统的各大功能模块分为若干个控件，每个控件完成不同的功能［6］。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用系统［7］。在组件式技术已经成为业界标准的时代，使用GIS控件就如同使用我们熟悉的Active X控件一样简单方便，使非专业开发者同样能得心应手地开发出符合用户需求的地理信息系统产品。目前常用的GIS控件有MapX和Map Objects，其中前者比后者的功能略强，又考虑到数据格式和经济因素等实际情况，往往使用MapX作为系统开发时使用的GIS控件。MapX同样是美国著名的桌面地理信息系统厂商MapInfo公司推出的，那么它将会与数字化工具MapInfo有更好的融合。使用MapX时，只需在可视化开发环境中将MapX控件放入窗体，并对其进行编程，就可以实现数据的空间可视化、专题分析、数据绑定、地图编辑等地理信息系统功能。

2 地理信息系统的实现

以上简单介绍了建立地理信息系统时用到的数字化技术和工具，概括来说，建立地理信息系统的步骤如下：首先，应用MapInfo数字化各类信息，完成空间数据和属性数据的数字化建库工作，数字化后的数据可以存储在MapInfo自带的数据库中，也可以存储在其它外部数据库中［8］；接着，在可视化编程工具Visual Basic中添加MapX控件，编制符合用户需求的界面和功能，完成整个地理信息系统的开发。

下面以本人参与实现的某楼宇管理系统为例，让大家直观感受各数字化技术和工具是如何相互支持，支撑起整个地理信息系统的。

首先，利用扫描仪扫描图纸，或者利用现有的电子版图纸，存为栅格文件；接着，在MapInfo中调入该文件，设置投影方式并配准［9］；再次，以得到的栅格图纸为蓝本，新建图层并覆盖在该栅格图纸之上，将其作为编辑矢量地图图层的参考［10］；最后，采用手工绘制方法分层绘制相关地理对象，如楼宇房间图层。在建立了房间图层的图形数据后，同时需要建立相应的该房间图层的属性表。属性表的建立比较简单，通过与关系型数据库的表结构设计和输入相类似的方法即可完成，需要注意的是要将图形数据对象和它的属性数据一一对应。

一幅图层的图形数据和属性数据建立好之后，该图层的数字化工作就完成了。要完成整个综合地图的数字化，就要将构成这幅综合地图的各个图层按照同样的方法分别数字化，最后将这些包含图形数据和属性数据的图层叠加在一起即可。

在实现了系统的空间数据库之后，就要在面向对象的编程语言Visual Basic中添加MapX控件来编制用户界面和实现系统功能了。

3 系统功能实例

鉴于对具体需求的分析，在上例中，系统实现了数据输入输出与管理模块、系统基本功能模块、空间查询分析模块、专题渲染模块、数据绑定模块和系统实时帮助模块等地理信息系统较为基本的功能模块。此外，还根据用户在管理中遇到的常见问题，实现了智能检测模块、立体效果模块和宣传功能模块，满足了用户的需求。

3.1 鹰眼图

系统基本功能模块中的鹰眼图是GIS中一个基本的功能，它是为了方便用户浏览地图而设计。鹰眼图窗口中的矩形代表的是原地图窗口中的地图在整幅地图中的位置。鹰眼图如图1所示。这时要通过一个单独的MapX控件来显示鹰眼图，与主地图的MapX控件相独立。

3.2 I查询

空间查询可以是图形查询，可以是属性查询，更可以是二者之间的交叉查询。I查询是空间查询中一个最基本的查询功能，它的特点是鼠标点击任何一个目标图元，无论这个图元在整个地图集的哪一个图层上，都能弹出其对应的全部属性信息，如图2所示。

3.3 上级查找

智能检测可以在管线出现故障时，相对智能地显示出可能出现故障的线路或节点。上级查找是其中一项实用的功能，它利用Search方法以及具有方向性的节点编码，通过子节点向上查父节点的方式，根据输入的节点号，按流向查找某一管线节点的上级节点，在地图上标注出上级节点编号，并加亮显示该管线，如图3所示。

3.4 立体效果

为了能够直观反映楼宇内各房间的情况，系统中还设计实现了房间的三维立体模块。首先，使用3D Home Architect Deluxe建立立体效果模型，然后利用Flash MX将导出的图片生成人机互动界面，最后在Visual Basic中加入控件Swflash.ocx与原系统进行整合。以某房间为例，立体效果展示过程如图4所示。

各个功能模块是在明确具体需求的基础上设计的，每一功能模块中的每个功能都用以实现一个特定的管理目的，最终形成了一个操作简单，提供交互式和可视

化环境，使复杂模式与数据处理对用户透明的管理系统。不难看出，利用数字化技术可以将地理信息系统这一思想渗透到生产生活的各个方面，使得人们对信息的管理更加直观高效，并为管理中的各种数据提供强有力的查询和分析，从而为管理决策提供了依据。

参考文献

［1］周云萍.数字化园区的方案设计与研究――基于J2EE的网上办公系统的设计［D］.西安：西安交通大学，2003.

［2］武舒凡.数字化园区的方案设计与研究――基于Web Services的动态电子商务系统设计［D］.西安：西安交通大学，2003.

［3］王建锋.数字化园区的设计与实现――基于GIS的数字化楼宇管理系统［D］.西安：西安交通大学，2005.

［4］Duane F Marble.Some Thoughts on the Integration of Spatial Analysis and Geographic Information Systems［J］.Journal of Geographic Systems,2000:31-35.

［5］Al Gore.The Digital Earth：Understanding our Planet in the 21st Century［EB/OL］.159.226.117.45/Digitalearth/， 1998.

［6］齐锐，屈韶琳，阳琳S.用MapX开发地理信息系统［M］.北京：清华大学出版社，2003.

［7］周心铁，刘毓华.组件技术与GIS的发展［D］.北京:中国科学院地理信息产业发展中心,1998.

［8］Zorica Nedovi′-Budi′,Jeffrey K Pinto.Interorganizational GIS: Issues and Prospects.The Annals of Regional Science,1999,33(7):183-195.

［9］李连营，李清泉.基于MapX的GIS应用开发［M］.武汉：武汉大学出版社，2003.

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关键词：组件式地理信息系统 信息查询 实置咨询

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0201-02

1 组件式地理信息系统介绍

由于面向对象技术的发展以及它在地理信息系统开发中的应用，地理信息系统的传统设计方法和思想也随之发生了改变，于是组件式地理信息系统应运而生。组件式地理信息系统是用几个能够完成不同功能的ActivX标准组件来实现各大功能模块构建而成的，这些标准组件可以完成诸如图形编辑、坐标转换、数据查询、数据分析和数据处理等功能。这种标准组件的生产建立在相当严格的标准之下，具有良好的通用性和兼容性，可以在各种通用的开发环境（如C、C++、C#、VB等）中进行使用；各组件之间，均可通过如本设计中用到的Visual Studio 2008这一类的可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的地理信息系统。组件式地理信息系统开发方法大致可分为如下三种： 独立的底层开发模式、单纯的二次开发模式和集成二次发模式。而从目前的应用上来看，集成二次开发模式已经成为GIS 开发的主流。而组件式地理信息系统则是以这种集成二次开发模式为基础而产生的。

ArcGIS Engine是美国ESRI公司推出的用于建立自定义程序的嵌入式GIS组件的一个完整类库，由ArcEngine Developer Kit和Arc-Engine Runtime 两部分组成。包括基础服务、数据存取、地图表达、开发组件及运行时选项等五部分。用户可以使用ArcEngine将GIS功能嵌入到现有的应用程序中，包括Microsoft Office的Word和Excel等产品中，也可以建立能分发给众多用户的自定义高级GIS 系统应用程序。ArcEngine开发工具包（DeveloperKit）是一个基于组件的软件开发产品，用于建立和部署自定义GIS和制图应用程序，使用ArcEngine开发工具包，开发人员在建立定制的地图接口方面具有前所未有的灵活性。

2 设计的内容

2.1 功能分为三大类：地图的基本操作；查询功能；空间分析功能

（1）地图的基本操作：加载并显示地图，可对地图进行大小缩放、移动、漫游等操作。

（2）查询功能：能够查询学校各类服务设施、教学场所、宿舍区等的相关信息。本系统采用了两种查询方式：点击查询（通过点击图像上的任意地物所处的位置，查出该位置所属地物的属性信息）；属性查询（通过选择待查询的地物的属性，找到查询对象并高亮显示其在地图中的位置）。

（3）空间分析功能：系统可以实现图层间的缓冲区分析、图上地物的距离面积量算等相关功能。

2.2 目标

（1）以天津城建大学为例，建立校园信息查询系统，实现对天津城市建设学院的所有建筑信息的检索查询，可通过点击、搜索菜单进行点击查询或进行属性查询来确定地物位置。

（2）可以直接在地图上通过量算工具得到两点间距离或者指定范围的面积计算，实现不同图层间的缓冲区分析功能。

2.3 程序工作的基本框架

见图1。

2.4 功能需求

本设计中的系统主要由地图操作子系统、信息查询子系统、空间分析子系统这三个部分组成。相关实现的功能模块主要有：

（1）地图操作模块：地图的缩放与漫游、图层操作；

（2）信息查询模块：空间属性信息查询、地理实体相关信息点击查询；

（3）空间分析模块：缓冲区分析、距离面积量算。

各个功能模块与系统的联系如图2所示。

3 应用实例

（1）数据准备：采用ArcGIS中调入设计中所用的CAD数据文件--各地物图形的数据， 将其转化为ArcGIS可用的shp格式文件，将CAD文件进行格式转换的方法有很多种，本设计中采用的属性分层法。

（2）图形属性数据的整理、分类、修改：由于采用属性分层的方法进行了对应的数据转换，所得到的图像文件继承了原有数据中的属性表，但是其中有很多属性数据是无用的，所以我们要对对应文件的属性表进行修改、整理。

（3）界面设计：首先对系统主界面进行设计，打开visual studio 2008，在打开的界面上新建一个以C#为开发语言的工程，并添加将要用的ArcEngine相关组件。.在窗体中添加如下组件以实现相关功能。其次其他界面的设计，通过ArcEngine提供的控件可实现主要的地图操作功能，所以笔者只做了查询功能的相关界面设计。如属性查询功能，是一个GIS查询系统必备的基本查询功能，也是现下比较流行和实用的一项功能，使用者可以利用相关属性定位，该属性所属实置。新建一个窗体，在窗体上添加三个lable控件、两个combobox控件，一个textbox控件，一个listbox控件，一个groupbox控件，以及四个控制按钮。

（4）功能实现：本系统中实现地图的基本操作的功能是通过向ArcGIS Engine ToolbarControl中添加对应的按钮实现的。具体实现代码见附录。

将对应代码输入程序最终可以将本系统用到的对应功能按钮添加进ToolBarControl控件中，最终程序实现功能如图3所示。

4 结语

组件式地理信息系统具有良好的通用性和兼容性等多种特性，可以在各种通用的开发环境（如C、C++、C#、VB等）中进行使用，因此对于该系统的开发应用越来越广，本文运用ArcEngine相关组件开发了校园信息查询系统，实现了地图的缩放与漫游、图层操作，空间属性信息查询、地理实体相关信息点击查询，缓冲区分析、距离面积量算等功能。

参考文献

[1] 宋超，董东林，肖伟鹏.基于AE-GIS的城市出行查询系统研发[J].电脑编程技巧与维护，2010（6）.

[2] 蒋.基于ArcEngine的GIS开发[D].哈尔滨：东北林业大学，2012.

[3] 张会会.基于ArcEngine 的城市房产信息查询系统设计与实现[D].泰安：山东农业大学资源与环境学院，2011.

[4] 朱仕杰，南卓铜.基于ArcEngine的GIS软件框架建设[J].遥感技术与应用，2006，21（4）：385-390.

[5] 陈祖刚.基于GIS的郑州大学教室查询系统的设计与实现[D].郑州：大学水利与环境学院，2012.

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关键字：城市建设；遥感；一体化；ENVI/IDL；ArcGIS

Abstract: This paper describes the significance of remote sensing and geographic information systems integration and integration of the integrated three levels: management and sharing of data integration, platform integration and system integration development, pointed out that the integration of remote sensing and geographic information systems integration can achieve complementary advantages, to enhance the operability of the geographic information system software, to enhance the work efficiency of the space and image analysis, and effectively save the cost of the system, and proposed management and analysis of spatial data integration platform and emergency relief, remote sensing and geographic information systems integration the construction scheme of the system, it is bound to play an important role in urban management.Key words: urban construction; remote sensing; integration; the ENVI / IDL; the ArcGIS

引言

遥感技术是利用地面物体波谱特性，通过扫描影像识别地面物体的物理属性，具有紫外、可见光、红外、远红外直至微波等遥感工作波段。对这些波段的数据信息，进行图像处理和信息提取，就会获取大量的专业信息，如，对水体、植被、水系、地质、灾害、土地利用、水土流失、海岸侵蚀等，用于对城市建设的资源环境进行规划管理的辅助决策。

地理信息系统是地图学与现代信息技术融合的1门信息技术，地理信息系统是城市建设信息采集、存储、管理、分析、表达的有力工具。城市建设信息量大且繁杂，既有实时数据，又有历史数据；既有环境数据，又有经济数据；既有矢量数据，又有栅格数据。这些数据中80%以上与空间位置相关。地理信息系统可有效地存储和管理这些庞杂的数据[1]。

城市建设中的遥感应用

城市遥感是现阶段遥感技术最具活力的领域之一，也是遥感最具有应用价值的领域之一。其主要表现在：a）城市空间基础数据的获取。采用高分辨率卫星遥感影像，获取信息量极其丰富的数字矢量线划数据、数字栅格数据、数字正射影像数据、数字高程模型，直接用作城市规划的背景图，在其上面叠加地形图、道路红线、地块分界线、重要设施和地名等，它与地形图相比不仅现势性好且更直观；b）城市规划动态监测。采用两期卫星影像，经过几何配准、叠加分析，找出变化目标，再将变化目标同城市总体规划进行比较，用规划管理信息系统提供的基础数据辅助检查，通过现场检查确定变化目标属性，实现城市建设现状的动态监测，为城市总体规划的实施提供保障；c）城市绿化覆盖率计算。采用遥感影像进行城市绿化覆盖率的计算，获取城区内绿化覆盖率、绿化面积和绿化类型分类等信息，建立城市绿化数据库。

由此可见，遥感技术是城市建设中获取信息的重要手段之一，可快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查，系统研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题，为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。

遥感与地理信息系统一体化集成技术

遥感是空间数据采集和分类的有效工具，地理信息系统是管理和分析空间数据的有效工具[2]。遥感影像已成为地理信息系统的主要信息源。作为地理信息系统的核心组成部分，遥感影像是提供及时信息的理想方式。在空间信息的许多行业，离开遥感影像，地理信息系统就是不完整的。另一方面，遥感获取丰富的、海量的空间数据有赖于地理信息系统的有效管理与共享，利用地理信息系统强大的空间分析功能提取更深层次的专题信息，全面提升影像的利用价值。

遥感与地理信息系统一体化集成

遥感影像类似于地理信息系统中的栅格数据，遥感和地理信息系统很容易在数据层次上实现集成[2]。地理信息系统软件没有提供完善的图像处理功能，遥感软件中也缺少空间分析及数据管理工具。遥感和地理信息系统平台一体化集成，可以由3个层次及途径实现。

数据一体化管理与共享

遥感影像和图像分析功能可以作为核心组成部分与地理信息系统实现一体化，首先解决的问题就是遥感与地理信息系统平台之间的数据互操作问题。数据互操作实现有2个途径，a）将遥感数据或者地理信息系统数据都以标准格式保存，2个平台都支持；b）遥感和地理信息系统平台直接支持对方数据格式。很明显后者比前者更加方便。

遥感数据主要格式为栅格，地理信息系统主要由矢量数据格式组成。栅格和矢量一体化管理，需要1种数据模型，同时储存栅格和矢量数据，支持分布式管理。

影像天然地具有企业级应用的潜力，因为它可以实现多个用户在同一幅图上同时进行操作。这对于大型企业级应用更加有利，其中，最主要的优势就是节省成本。我们可以分享同一影像资源，显著地减少成本。而影像由于自身的特点，具有很高的存储要求，尤其是高空间分辨率、多光谱影像。基于Web services的共享方式提供了1种合理的解决方式，它集中利用了计算机资源，可为若干个客户端提供影像共享服务。

平台一体化分析

在遥感软件中进行的图像处理工作流，与地理信息系统软件下的地理信息系统工作流实现无缝链接和交换。比如，在遥感软件中处理的数据通过菜单功能直接传送到地理信息系统软件中，无需中间的保存、打开等步骤；地理信息系统软件中分析的数据，直接导入遥感软件中，且保持同步显示；遥感软件中集成地理信息系统软件的部分组件功能。虽然在2个不同的软件平台下工作，操作感和处理效率类似在1个平台下作业。

系统一体化集成开发

大多数遥感和地理信息系统软件平台都提供了二次开发功能。在进行地理信息系统系统开发时，将专业的影像数据处理和分析工具集成到地理信息系统系统环境中，在同一系统中既能完成遥感数据的专业处理与分析，又能完成地理信息系统空间分析和共享等工作，形成1个遥感与地理信息系统一体化集成系统。要实现一体化集成系统，前提是遥感和地理信息系统软件平台提供的二次开发接口，都能通过程序开发语言调用，并整合在一起。

ENVI/IDL与Arc地理信息系统一体化集成方案

遥感与地理信息系统不仅从数据上，还会从整个软件构架体系上真正实现融合，从而达到优势互补，进一步提升地理信息系统软件的可操作性，提升空间和影像分析的工作效率，并有效节约系统成本。为了适应这种用户需求和技术发展趋势，更好地为用户提供服务，全球最大的地理信息系统技术提供商Esri公司与全球遥感领域的领导者美国ITT VIS公司，建立了全球战略合作伙伴关系，共同开发和建设遥感与地理信息系统一体化平台。

ENVI是采用IDL（交互式数据处理开发语言）开发的、功能强大的、完整的遥感图像处理软件。ArcGIS是全球使用最广的地理信息系统软件。ENVI/IDL与ArcGIS一体化集成解决方案，在真正意义上实现了遥感与地理信息系统一体化集成。

遥感与地理信息系统一体化在城市建设中的应用

遥感与地理信息系统一体化解决了数据、分析与共享三者之间的融合问题，形成完整的空间信息平台。下面介绍2种空间信息一体化平台的构建思路。

空间数据一体化管理与分析平台

平台结构见图1，主要包括3个组成部分：数据处理中心、数据储存和中心和数据分析和应用中心。3个部分都是通过广域网/局域网进行连接[6]。

图 1空间数据一体化管理与分析平台结构图

数据处理中心

数据处理中心依托ENVI遥感图像处理系统，快速对遥感数据进行预处理，完成影像的几何校正、融合、增强等处理流程。

数据储存与中心

数据储存与中心主要完成两部分工作：a）将数据处理中心处理好的遥感数据进行入库管理，并建立必要的元数据信息；b)将遥感数据与共享。

空间数据库模型采用Geodatabase，它是按一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器，实现了多源空间数据的集中和分布式管理。

遥感数据共享是基于ArcGIS Server平台构建。ArcGIS Server 是功能强大的基于服务器的 地理信息系统 产品，用于构建集中管理的、支持多用户的、具备高级地理信息系统功能的企业级地理信息系统应用与服务。它支持OGC标准服务，其中，针对栅格影像数据，可选择WCS服务。其最大的特点是可超过3个波段的多波段影像数据，并保持影像的光谱信息。

数据分析和应用中心

数据分析和应用中心是在遥感/地理信息系统软件的支持下，通过广域网或者局域网从数据储存与中心的空间数据库或者Web Services中获取影像数据，并结合城市建设应用模型，提取相应的专题信息。同时，将获得的专题信息应用于实际生产。

空间数据一体化管理与分析平台实现了统一采集并分发数据，各部门通过网络快速检索、浏览、下载数据，根据所在单位以及处理事务需要对数据进行分析。实现资源的统一调配和快速应用。

应急救灾遥感地理信息系统一体化系统

以水情灾害为例，应急救灾遥感地理信息系统一体化系统的结构见图2。分为4个组成部分：灾情遥感监测平台、数据库系统、遥感信息共享服务平台、平台应用门户[3]。

图2应急救灾遥感地理信息系统一体化系统结构图

灾情遥感监测平台

灾情遥感监测平台依托ENVI/IDL+ArcGIS Engine二次开发功能，构建包括基于遥感的水情监测、基于地理信息系统的损失评估系统和应急决策系统。实现灾害信息的收集、分析以及决策为一体的完整应急救灾信息平台。

ENVI是个非常开放的平台，提供丰富的影像处理函数供外部程序调用。同时，IDL具有很好的扩展性，能很方便地与其他开发环境（VB、VC、.NET、Java等）进行集成开发[4,5]。ArcGIS提供ArcObjects软件组件库，也提供了模块化、可伸缩、跨平台的通用API。

数据库系统

采用空间数据模型，储存遥感影像数据、基础地理数据和社会经济数据，供其他平台使用，是整个系统的“心脏”。

遥感信息共享服务平台

采用B/S平台，快速将数据库系统或者灾情遥感监测平台中的灾情信息到网上。实现快速共享机制。

平台应用门户

平台应用门户是以遥感信息共享服务平台为基础，根据权限和使用对象性质划分为决策领导、救灾人员和普通用户三类用户。用户通过客户端浏览器，如，IE快速浏览灾情信息。

结语

随着空间信息市场的快速发展，遥感与地理信息系统的结合日益紧密。遥感与地理信息系统的一体化集成逐渐成为1种趋势和发展潮流。ENVI/IDL与ArcGIS为遥感和地理信息系统的一体化集成提供了1个最佳的解决方案。基于这个解决方案，将遥感与地理信息系统紧密结合，达到优势互补，进一步提升地理信息系统软件的可操作性，提升空间和影像分析的工作效率，并有效节约系统成本。必将在水利行业中发挥重要的作用。

参考文献：

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

[2] 彭望琭,遥感概论[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 丁志雄.基于RS与地理信息系统的洪涝灾害损失评估技术方法研究[D].北京:中国水利水电科学研究院.

[4] ITT Visual Information Solutions.ENVI4.7_User_Guide [D].ITT Visual Information Solutions,2009.

[5] ITT Visual Information Solutions.ENVI Tutorials[D]. ITT Visual Information Solutions,2009.

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关键词：统计；GIS；大数据

一、概述

地理信息系统以地理空间数据为基础，与其他行业结合，注重空间决策支持分析、社会应用及服务，系统发展日趋成熟，已经成功应用于资源调查、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、商业金融等几乎所有领域。

统计信息是国家、地区重要的基础性信息资源，是国情国力、区域发展状况的指南针，更是科学决策的重要依据与参考。随着地理信息系统（GIS）的广泛应用，将统计信息与地理信息结合，分析其空间特性及相互关系，已成为统计发展与服务的必然趋势。

二、GIS在统计工作中的应用

GIS应用与统计始于2001年，国家统计局普查中心组织开展了以基本单位普查为基础的国家社会经济统计地理信息系统建设，2004年该系统建设”被列为国家863计划，专门研究开发统计行业的3S（即GPS、RS、GIS）应用。在第二次全国经济普查中，GIS已初步在北京、四川、云南、湖北等24省市进行全面或部分应用，随后又应用于第五、六人普、三经普中。截至目前，GIS在统计的应用已经扩展至26个省及8个地市。

（一）普查区管理电子化

传统模式下，行政区划码以excel或名录库形式存储管理，区域划分基于纸质地图，普查区划分无法重复利用。引入GIS后，可以与名录库动态关联，采用电子地图划分区域，利用如卫星图、导航图等作为参考准确划分，规划调查线路，通过移动设备定位，调整普查区边界，确保调查范围精准，合理确定调查样本。同时可进行网格化管理，每个移动调查设备只装载工作区域的普查区地图，提高准确度，辐射普查区域内所有调查对象，特别是应用于大型普查，如人口普查、经济普查、农业普查以及调查等。

（二）数据展示直观化

不同区域数据直接显示在其各自区域中，排名制图一目了然。直观化更体现在信息规律的揭示上，从大量的调查数据中发现各种统计现象的数量规律及区域空间分布特征。通过将统计数据进行空间表达，实现对现象的结构、相互关系和发展演化规律的认识，并挖掘获取知识。例如，通过地图空间分布的展示，对比人均GDP和地区文盲率可以直观发现经济发展与人口教育的相互关系，根据人口迁移量发现人口迁移的影响因素等。

（三）查询分析空间化

在查询上，查询方式更加直接和多样。实现“指标到图形”的查询，以指标为关键词查询结果地图显示。实现“图形到指标”的查询，按照地理位置查询，获得区域内的统计数据和信息。

在分析上，GIS具有较强的数据综合以及空间分析能力，能够将海量统计数据的定量和定性分析充分结合，从而加强统计数据分析的广度与深度。增加空间维后，与空间相关的空间关系、聚类、叠加及趋势等分析方法均可应用，利于挖掘隐式存储的信息。例如，在区域经济分析中，将我国各省人均GDP增量变化作为区域统计变量，对不同时期的该指标进行空间相关性分析，可以发现各省经济发展之间的空间相互作用以及各个区域内的空间结构特征。

（四）决策支持科学化

在GIS中，动态模拟、预测属于高层次应用，通过集成空间分析模型能够实现海量数据集成和空间建模，尽可能模拟符合现实的模型。

通过空间分布分析模型，展现空间分布特征，例如用趋势面分析反映空间分布趋势，用空间聚合与分解反映空间对比与趋势；通过空间相关分析模型，发现地理位置与指标的关系；通过预测评价与决策模型，着重研究动态发展，推测趋势辅助决策。例如用人口与社会经济分布重心模型，可计算人口、经济、商业、基本单位等的分布重心。通过分析分布重心的变化，可以了解该区域人口与社会经济活动间的相互作用规律，分析区域的综合变化情况。应用空间相互作用模型，可预测各种统计现象间的空间相互作用，从而指导公共服务设施、交通运输、人口、科技教育等分布与规划。

三、大数据时代统计GIS的发展

“大数据时代”重点强调收集和分析大量信息的能力，从复杂的数据里找到不容易昭示的规律。从数据内容上讲，“大数据”不仅是单纯的数字，更多是图片、音视频、GPS和地理定位等半结构化或非结构化数据。从分析方法上讲，除了常规统计分析方法、空间分析模型外，分析对象交互及相关关系，挖掘隐含规律成为未来发展的主题。

（一）大数据时代对政府统计的挑战

原国家统计局局长马建堂曾指出：“大数据时代”的来临，对统计数据的生产方式带来了很大的挑战。统计部门要充分利用海量数据并对其进行标准化处理，发掘这一数据宝库，认真把握好这一促进政府统计改革发展的难得机遇。

对统计数据权威的挑战。大数据时代，由于数据开放与技术发展，电力、通信、金融、电商等均拥有海量数据，对数据的需要不仅仅依赖于政府统计机构。

对统计调查方式的挑战。传统“我问你报’的调查方式需要大数据来补充和完善，可应用于消费价格、工业品价格、居民收入、交通运输、人口统计等方面。例如，通过搜集网络信息实现大数据在未来消费品和工业品价格统计中的应用；可以通过行政记录、物联网技术等途径，完善居民收入和交通运输统计等。大数据时代调查样本就是全部总体，每次调查都是一次普查。

对统计服务的挑战。大数据的核心是预测，是数据重组、再利用与扩展，其隐含的信息与知识是巨大的。公众对数据开放呼声日益高涨，对统计成果的生产速度、丰富性与深度需求都有了质的提高，如何反映动态的现在和预测准确的未来尤为重要。

（二）大数据时代对GIS的影响

第一，需更高的存储性能。大数据涵盖影像、图片等非结构化数据，而GIS的应用是通过对这些数据的存储、读写，加之空间分析结合地图展示，这对GIS的存储性能提出了更高的要求。

第二，需更强的数据处理能力。从数据量上说，GIS的数据量巨大，在某些场景中数据实时更新频率极高（如堵车分析），这对数据计算处理能力提出更高的要求。从数据内容上说，GIS领域中有大量结构化和非结构化数据，传统的数据结构很难满足要求。

第三，需更全的数据挖掘能力。使用各种分析模型处理结构化数据，并使用数据挖掘技术提取非结构化数据的隐藏信息。

（三）大数据时代统计GIS展望

在大数据时代下统计GIS的未来发展应注信息共享、辅助业务及数据挖掘。一是将分散在政府部门的数据通过地理位置信息融合，减少信息孤岛；二是应用于调查工作与日常分析；三是重视GIS高层次应用。研究对半结构化、非结构化数据的空间分析方法，挖掘数据深层价值，生产出高质量的统计数据产品。（作者单位：西安市统计局）

参考文献：

[1] 刘兴权，杨海燕.GIS在统计行业中的应用.四川测绘[J]2006.29（3）：125-128

[2] 梁艳萍.基于GIS的统计信息分析与辅助决策研究[D]，中南大学.2003

[3] 孙银宇.基于地理信息系统的多元服务[R].青海统计局2015

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关键词：智能地理信息系统； 农业； 宏观决策支持系统

中图分类号：E993.2 文献标识码：A 文章编号：

0.引言

目前状况下，我国的农业已经逐步完善，自动化程度越来越高，在各个环节都有了较大程度上的进步。而我国幅员辽阔，农业分布相对广泛。因此，在地理空间区域之内分布的数据对于相关来说就显得十分重要，相关部门将其作为应用的主要核心对象，这样一来，就可以促使农业宏观决策支持系统自动化的正常运行，并由此对其中的各项功能予以实现。地理信息系统技术在农业系统自动化中的应用，主要表现在两个方面：其一，通过对地理信息系统技术进行有效的运用，可以为相关的系统提供给一个管理及运用平台；其二，可以使相关系统自动化之中的各个系统得到有机的集成。由此可见，地理信息系统技术在农业自动化中的有效应用，有着十分重要的现实意义。

1.发展状况

近几年来，计算机技术发展迅速，尤其表现在硬件以及软件的发展之上。计算机用户数量逐渐增加，这为地理信息系统技术在电力系统自动化之中的应用提供了良好的环境。早期，地理信息系统技术在农业系统自动化中的应用较为局限，仅仅是将地理信息系统作为相关的数据处理工具。但是，随着计算机技术的发展以及用户数量的逐年上升，新型的地理信息系统逐渐被建立起来，并且这一系统主要是基于客户/服务器之上。

2.环境的配置原则

要想对地理信息系统技术在宏观决策支持系统中应用的有效性进行保证，就必须优化选择出适应程度高、针对性强的系统环境。所以，在确保农业系统自动化设计要求的前提下，应当尽量选择一个相对较好的系统环境，这就要求所选择的设备与软件具有较高的质量与较强的稳定性。一般情况下，系统的环境配置原则需要满足以下几个方面的条件：①保证系统运行的稳定性，同时，所选择的设备以及软件具有较高的性能，只有这样，才能使得系统运行保持在一个较高的效率至上；②具备较强的网络互联能力，能够与局域网以及广域网进行有效的联接；③所选择的设备以及软件兼容性较强，且在价格方面具备一定程度的优势；④具有较高的可扩展性，只有这样，才能使得相关设备在长时间运行的情况之下仍然保持高效率；⑤具有非常高的安全性能，这样一来，就可以为系统以及系统之中的相关数据提供一定程度上的保障。综上所述，在选择系统环境之时，一定要注意参考以上的几个条件，只有这样，才能保证地理信息系统技术在宏观决策支持系统中的应用更为稳定、可靠、有效。

3.硬件环境

一般情况下，用户的请求数量加多，且时间间隔较小，这就给服务器提出了更高的要求，要求服务器具有非常高的处理能力。因此，必须选择配置极高的计算机来作为系统的服务器。而从客户端的角度来看，它的工作较为简单，仅仅只需对一些简单的操作进行执行。所以，用于客户端的计算机并不需要十分高的配置，即使所配备的计算机性能相对较弱，也能完成其分内的任务。然而，对客户端而言，它主要是作为浏览器来进行使用，因此对于其显示器的选择必须十分重视，因为一个性能较高、适应程度较高的显示器将会在很大程度上提升浏览的效果。

4.网络环境以及软件环境

软件环境的配置与硬件环境的配置同样重要，在整个环节之中也发挥了十分关键的作用。对于地理信息系统来说，它所访问的数据数量十分庞大，因为只有这样，才可以保证其功能顺利实现。这在空间的显示以及分析之上表现的尤为突出，因为在进行这一操作之时必须要访问数量非常庞大的数据，才能达到理想的效果。所以，系统的网络环境以及软件环境都必须具有较高的畅通性。

5.功能模块

地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用主要存在着三个功能模块，分别是地图管理功能模块、辅助制图功能模块、设备管理功能模块。下面我们对这三个功能模块进行分别阐述。

5.1 地图管理功能模块

这一功能模块的主要作用是实现对于电子地图的有效编辑以及对庞大图库的有效管理。对于图库的管理来说，它所包含的内容十分广泛，主要有：①将相关的图件矢量化；②基于GIS的图形管理,实现与遥感影像、矢量地形图等多种数据的叠加显示；③图幅的无缝拼接以及投影变换；

5.2 辅助制图功能模块

这一功能模块的主要作用是对相应的农业网络进行可靠而有效的管理，通过这种管理，可以将农业网络进行直观的反映，且具有较高的及时性、便捷性以及形象性。同时，这一模块可以对网络元素进行一定程度上的分析，然后根据分析设计出一套与之相对应的属性数据库，并为用户提供各种各样的网络输入手段。这主要包含了两个方面：一方面，提供给用户手动输入的方式，且输入方式具有一定的便捷性；另一方面，在提供手动输入方式的同时，也采取了外挂数据库方式，通过这种方式可以实现对大量的数据进行批量的数据输入操作，极大的便利了用户以及电力企业。

5.3 设备管理功能模块

通过这一功能模块，运用各种辅助工具，对多种数据进行有效的管理，这些数据主要包括基本台帐数据、缺陷数据、检修数据以及故障数据等。在将数据有效的管理之后，这一功能模块对模糊地名进行一定程度上的定位，并在电力网络规定的范围内进行区域的划定，由此实现对相关设备类型的有效指定以及检修条件的构造。这样一来，一旦确定了指定的目标，就可以简单、方便、快速的进行目标寻找。

参考文献：

[1] 肖冬根,黄璜,陈光,任勃,甘德欣.农业专家系统中产量预测模型的研究[J]. 作物研究. 2001(03)

[2] 贾善刚.农业信息化与农业革命[J]. 计算机与农业. 1999(02)

[3] 沈云秋,张寅生.浅论数据仓库技术[J]. 计算机应用研究. 1999(01)

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关键词　多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型

现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographic information system，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计科技论文：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.

1　多媒体数据的有效管理

通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.

1.1　GIS数据库中多媒体数据的管理

1.1.1　GIS空间数据库中多媒体数据的管理　目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporal GIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.

有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.

要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.

关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a，b，c，d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0，t1，…，tn分别表示 时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态 一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2，3，…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.

关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即01(目标从无到有)；10(目标从有到无)；1N(目标从一个变成多个)；N1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.

1.1.2　GIS属性数据库中多媒体数据的管理　有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.

目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.

对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.

1.2　GIS区域分析中多媒体数据的生成

多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中，边统计、分析运算，边生成结果数据——多媒体数据.

1.2.1　空间分析中多媒体数据的生成　空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术［3］，因此，空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有：地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.

为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果，我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实［4］是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感.比如，可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果，使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等，使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.

1.2.2　统计分析中多媒体数据的生成　统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有：统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析，通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析，以及主成分分析等.

为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.

2　GIS应用系统中多媒体功能的实现

在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能

2.1　空间数据库中多媒体数据的播放

由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resource interchange file format)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.

下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.

如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.

2.2　属性数据库中多媒体数据的应用

一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.

3　多媒体技术在GIS中的应用前景

(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.

总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.

参考文献

1　张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996， (1): 19～21

2　杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京：电子工业出版社，1995.138～139

篇10

关键词：地理信息系统；3S系统；石油；石油勘探；

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2011）08-0242-01

一、地理信息系统(GIs)的概念

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。因此，可以将GIS理解为：它是地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。目前，GIS已经成为一个独立的、具有鲜明特色的研究领域。

二、地理信息系统的发展动态

近年来地理信息技术发展迅速，其主要的原动力来自于目益广泛的应用领域对GIS的不断提高的要求。另一方面计算机科学的发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，计算机领域的先进技术，如网络技术、面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可以直接应用到GIS中。目前GIS的主要进展方向为：

（一）基于Internet的GIS--WebGIS

随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用Internet在Web上和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发展的必然趋势。

（二）面向对象技术的发展

面向对象技术为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合人类思维模式的方法，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直随着数据挖掘技术的不断发展与成熟，空间数据挖掘已成为人们研究的热点之一。

（三）3S系统集成(cls与RS、GPS的集成）

地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)和空间定位系统(GPS)集成的3S系统中，GPS是以24颗卫星组成的无线电导航系统，能快速、准确地提供地球空间中任意位置的精确空间坐标，它可为GIS确定地图和遥感影像中地物的空间坐标。

三、石油行业与地理信息系统

（一）石油与地理信息

石油勘探丌发描述的对象是地球的地质构造、岩性、物性、电性、油气的生储盖等特征，这些信息都与地理信息密切相关。利用地理信息系统对油FFI勘探资料信息进行管理、查询、分析，既很方便又十分必要。

（二）地理信息系统在油用应用中的重要性及紧迫性

经过几十年的经营，各大油田在勘探、开发、地面工程等方面已颇具规模，各种数据信息已经以海量计，传统的信息管理与决策方法已经不适应现代企业管理的要求。地理信息系统的推广应用给我们带来了全新的技术方法和观念，我们应抓住机遇，运用地理信息系统技术，开发和完善适用于油田勘探开发的石油类地理信息系统，用来管理、分析大量的勘探开发图形信息，为油田的勘探开发提供科学的决策依据。

（三）石油类地理信息系统的特点

有关石油勘探的地理信息系统与城市地理信息系统或其它地表类地理信息系统相比具有明显的特点，主要表现在应用领域广阔，覆盖面积大，相关专业多，且多有专业交叉。在我国，各大油田一般经过几十年的建设，积累了海量级的不同类别的基础数据和图形数据。

且各种静态数据、动态数据之间还存在着错综复杂的逻辑关系，其复杂性、专业性是其它专业的地理信息系统所不能比拟的。

（四）地理信息系统在石油勘探中的应用类型

地理信息系统在油田勘探开发中的应用大概可以分为这几个方面：静态查询、动态分析、动态监测。

1.静态查询在数字地图的基础上配合图形库、数据库，建立地理信息查询系统，可以查询地理、地貌、井口位置、地质构造信息、储层信息、井相关图形、井相关数据等数据资料及相关图形。

2.动念分析在图形库、数据库完备的情况下，结合相应的分析模块，对探井信息、储量信息、油井产量、注水信息等按时间、条件、区块进行统计、分类，并可自动生成相应的柱状图、饼状图及其它相关图、表。

（五）石油勘探资料对数字地球工作的意义

数字地球的开发工作目前还基本上停留在地球表面的扫描、遥感、测绘上，对于更加复杂的地下情况还只作了初步工作。然而一个完整的虚拟数字地球，不仅应当包含地上，也应当包含地下的详细资料，地下情况的数字资料主要为物探数据、钻井数据和测井数据，这比地上部分的难度要大得多，且意义重于地上部分。