地理信息系统基本功能范文
时间：2023-12-14 17:41:42
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(一)地理信息系统具备多重功能
地理信息系统的基本功能为直观的反映地理事物，展现事物的空间分布，完成地理数据的可视化操作。地理信息系统也能直接连接计算机等设备，实现技术上的整合。这种功能使得信息系统能够在课堂教学中发挥极大的作用，提高空间数据的表现力。除基本功能外，地理信息系统还具备对空间数据进行组织和管理的能力。在教学中，教师只需点击其中的一个区域便可获得其具体信息，了解其空间分布。地理信息系统所具备的该项功能能够提高信息查询的效率，保证教学效果。
(二)地理信息系统满足数字化时代的要求
随着数字化时代的到来，各地在信息化系统的投资上也在不断扩大。地理信息系统作为高端数字技术，其开发与应用对信息化建设的完善起到了重要作用。从当前的情况来看，电子地图等数字化信息技术已经逐渐为人们所熟知。将电子地图等数字化信息技术应用于课堂教学中，能够使学生掌握现代化的数字技术，学会分析和应用信息系统，从而适应数字时代对人才的要求。
二、地理信息系统在中学地理教学中的应用方法
(一)完成地理数据的呈现
在地理教学中会涉及到大量的数据信息，对于这些信息的表现，以往通常使用投影仪等设备，将数据信息以柱形图或折线图的形式呈现出来。这种方式虽然能够实现数据的呈现，但呈现的形式过于单一，无法提高学生的学习兴趣。使用地理信息系统完成数据的处理，能够使数据信息以多样化的形式展现出来，提高了信息的可视性。地理信息系统不仅能够完成柱形图等具体图样的展示，还能将信息以三维立体图的形式展现出来，完成图形间的任意转化。另外，使用地理信息系统也能够减轻教师的负担，提高数据的准确性，完整的呈现各种地理分布图。
(二)完成地理图像的解析
地理教学的主要任务是培养学生的空间意识，使学生具备分析各种图形的能力。将地理信息系统运用于地理教学中，能够调动学生的各项感官，使学生掌握分析图形的能力。地理信息系统具有投影清晰、规范等优点，在完成数据展示的同时，能够实现数据的叠加呈现，将原本处于复合状态的图像分别展现出来。且地理信息系统易于存储信息，相关数据信息能够长期存储在系统中，不易造成损坏。另外，地理信息系统能够实现图形与数据的完美结合，使学生获得更好的学习体验。例如在讲解世界海洋分布时，教师可以将海洋中的暖流和寒流用不同颜色的线条标注出来，同时完成信息的动态演示，使数据信息形象的呈现出来。
(三)完成课堂习题的编制
除信息的存储与展示外，地理信息系统还能完成课堂习题的编制，使学生能够及时巩固所学知识，达到随学随练的目的。运用地理信息系统进行习题的编制，能够提高习题的针对性，保证评价的公平，从而提高学生的学习效率。如在学习气候类型时，教师通过地理信息系统为学生设置课堂习题，让学生填写各地的气候类型，降雨特点等，达到巩固教学内容的目的。与此同时，教师也可以运用计算机设备对学生的成绩进行评定，提高评价的准确性。运用地理信息系统进行习题的编制，有利于教师及时掌握学生的学习现状，以便于制定出具有针对性的教学方案。
(四)完成教学内容的扩展
利用地理信息系统进行教学，能够深化教学内容，扩大学生的视野，使学生接触到更多的地理知识。如在学习我国临近国家现状时，教师可以利用地理信息系统为学生展现日本、印度、俄罗斯等地的气候特点和风土人情，并配以相关的解说，使学生能够身临其境的感受别国的风情。地理信息系统是一种较为直观的教学工具，具有良好的教学辅助功能。将其与计算机设备共同应用于教学中，不仅能够实现数据的精确呈现，也能扩展教学内容，使学生学习到更多的地理知识。
三、结语
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关键词：地理信息系统；软硬件；实现形式
地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。今天它已经发展成为跨学科，多方向的研究领域。
Mapgis是中国具有完全自主知识产权的地理信息系统专业软件，它能为不同用户提供地理信息服务。本文将从GIS课程教学设计的理念、设计思路与目标、教学内容及实施等方面进行探讨。
一、课程设计理念
1.课程的设计思路
地理信息系统课程是地测专业学生必修的一门专业核心课程，GIS教育不能忽视基础理论教学，作为高职院校的GIS课程分为两个层次，一个是各种应用地理信息系统的开发层次，对高职学生很难胜任，另一层次主要是对专业地理信息系统软件的使用，对这一层次的应用将是高职测量专业学生毕业就业的主要方向，同时也是高职学生就业的优势。测绘采集的数据已经成为GIS重要的数据源，因此作为地测专业开设地理信息系统课程的主要目的是使学生能熟练操作GIS软件，以GIS为工具，解决专业的技术问题。
（1）课程目标
本课程的教学目标是：使学生掌握地理信息系统的基本概念，具备利用GIS软件实现地理信息数据采集、数据处理、数据管理、空间分析、地图制作等专业技能。根据这个目标订立教学大纲、授课计划和实纲，确定合理的课时、授课方式、实验比例等，根据地测专业需要进行内容的删减和调整，在理论课和实验课之间合理分配课时，确定考核办法和要求。
（2）实验课程设计
福建信息职业技术学院地籍测绘与土地管理信息技术专业的地理信息系统实验课程共计32学时，实训周26学时，基于Mapgis软件的实验课程教学设计主要是通过基础实验、综合实验以及真实项目三部分组成。实验内容的选择要遵循两个原则，一个是实验之间要相互联系，不能相互孤立，老师要清楚地给予解释的，同时学生也要亲手实践，以防止学习兴趣降低，不利于教学。二是优化实验内容，使实验项目与实际应用相结合。项目设计应紧密与地测专业相结合，使学生了解其应用。
根据课程教学内容，结合Mapgis软件特点以及地测专业的特点将地理信息系统实验分为基础性实验、综合性实验、真实项目，见表1，目的是让学生掌握空间数据采集、组织管理以及空间分析方法等技能。
二、教学内容的选取和实现形式
1.教学内容的选取
教学内容的选取分为两个方面，一方面是GIS的基本原理；另一方面是GIS软件的应用。前者主要学习概念和基本原理，避开一些复杂的算法，理论的学习为测绘学和地理信息系统软件的学习架起一座桥梁。后者是将理论与实践相结合，采取特定的数据来分析实际案例，达到理论教学与实验教学的统一。实验的学习是该课程的核心内容，是相关专业从事社会相关领域的重要实战训练，是抽象到具体的重要环节。对于非GIS专业的GIS课程的具体教学内容应根据开课专业特点、教学的目标以及培养方案的学时等具体情况进行调整、删减或者拓宽应用。空间分析是GIS系统区别与其他信息系统的根本标志，也是GIS用来解决应用问题的基本手段。非GIS专业学生应该重点了解空间分析的基本概念、空间分析内容和空间分析技术的特点，以及用空间分析技术解决工程问题的流程，而不是学习复杂的空间分析算法和实现技术。
2.教学内容的实现形式
本课程要求学生在掌握基本概念和原理的同时，通过Mapgis软件应用学习，掌握GIS的基本功能，特别是特有的空间分析功能。在教学中，采用Mapgis6.7软件，并配有练习数据、实验指导书、综合项目等。练习的主要内容包括：点、线、面数据的采集、数据的组织与管理、空间分析等，通过以上课程安排，使学生在较短时间内对GIS的理论、技术与方法有一个全面而深刻的认识。
一体化的理论与实践结合的教学模式加深了学生对GIS基本方法和原理的理解，提高了学生的实际动手能力。实验课中以任务为驱动，激发学生学习的主动性，不仅有助于学生深入理解和掌握所学理论知识，而且能锻炼学生的实践技能，培养学生分析和解决实际问题的能力。在课程教学中，对GIS技术进行了深入的剖析，将教学内容按照GIS的基本功能划分为相互联系的教学单元，按照GIS数据处理流程进行连接，使整个教学过程前后连贯，一气呵成。通过循序渐进的上机实习能够掌握GIS的基本技术，培养学生分析和解决实际问题的能力。
地理信息系统是一门多学科交叉的学科，涉及面广，知识点多，具有学科与技术的统一性，因此GIS的学习不仅仅是理论的学习，还包括GIS软件的具体应用，通过项目的实际成果更加直观显示来帮助理解，结合地测专业特点，以国产软件Mapgis为例，设计了理论与实践教学内容，通过不断更新思想，规范和完善地理信息系统实验教学内容与教法，提高学生学习兴趣，培养了学生自主承担地理信息数据生产的岗位职业能力和素质。
参考文献：
[1]黄杏元，马劲松，汤勤.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2]郑佳荣.“工作过程导向”的高职工程测量专业地理信息系统课程设计[J].中国职业教育，2011（5）：53-57
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关键词：油田；地面建设；地理信息数据；GIS
中图分类号：TE46 文献标识码：A
一、概述
随着我国油田勘探开发规模的迅速扩大，油田数据也在不断变化着。对这些数据进行及时、准确的处理分析对反映油田地面建设地理信息具有十分重要的作用。这里我们对地理信息系统以及其对油田地面建设地理信息数据的处理分析进行简单的介绍。
二、GIS技术简介
GlS的全称为地理信息系统，GIS技术主要通过对地理空间数据库的数据应用地理模型分析方法进行分析，为多种空间地理信息提供指导，同时提供地理研究以及地理决策服务。GIS通过将地理位置信息及其相关属性进行有机的结合，并根据需要将信息真实、形象的传递给用户，从而有效进行各种管理、分析和决策工作，为满足人们对空间信息的要求提供便利。
GIS主要包括以下几种基本功能：
1、数据的采集和存储
对数据进行采集和存储，保证信息数据内容和上的完整性以及逻辑一致。数据采集任务是系统建立后的首要环节，对获取完备的海量数据十分重要。
2、将数据规范化处理
采集到的原始数据的类型以及数据结构各不相同，因此要按照要求对数据进行规范化处理。主要处理方法包括格式转化以及数据比例尺变换。
3、数据查询、检索和统计分析
数据查询、检索和统计分析工作是数据分析系统的基本功能。在油田地面建设地理信息数据的处理分析过程中有着重要的作用。
4、对数据进行合理的组织管理
数据组织管理是研究地理信息系统的一个关键问题，具体的内容包括空间和属性数据两种数据类型的组织管理。
5、数据可视化服务
我们对数据进行可视化处理的主要目的就是将分析结果以直观形象的报告、表格或者地图等形式传递给用户。
6、对空间问题进行分析处理
对空间问题的分析处理工作是地理信息系统的核心功能，是区别地理信息系统与其它管理系统差别的重要知道。
三、油田地面建设地理信息数据的基本特点
在油田的地面建设过程当中，油田地面工程系统的信息管理数据与其他类型的地理信息数据具有十分显著的区别，其主要特点是：
油田地面建设地理信息数据涉及的地域比较广阔，覆盖面大；
油田地面建设地理信息数据所囊括的专业领域复杂，不同专业之间还存在一定的交叉；
油田地面建设地理信息数据存在大量不同类别的图形数据，包括地理图、平面布置图、工艺流程图以及结构设计图等等；
油田地面建设地理信息数据量大，数据类型广泛，不同的数据与图像要素的关联方式也不尽相同；
油田地面建设地理信息数据包含有大量的统计分析数据，如现状数据、规划数据以及设计方案等等。
四、油田地面建设地理信息数据的处理分析
对于油田地面建设地理信息数据的处理分析工作，其主要处理分析的对象是地面建设地理信息的相关数据以及关系，包括各种的空间定位数据、遥感图像数据、图形数据以及不同的属性数据等等，应用这些数据进行对一定区域分布内各种现象的分析和处理工作，并提供相应的规划、决策服务。油田地面建设地理信息数据的处理分析工作主要包括以下内容。
首先，要将现有的生产数据填写入相应的地理信息系统数据库中，为数据的进一步分析和处理提供数据源。一般情况下，工作人员只要使用相应的桌面工具就可以完成对相关数据的加载和维护工作。另外，在数据录入以后，还需要对数据进行适当的维护工作。例如，属性维护可以将数据库中的数据按照专业、分层的方式从数据库仓库中调出，或者，我们还可以根据油田生产建设的需要对井、站等不同设施的属性相关信息进行综合的维护工作。对于不同类型的数据，可以按照不同的要求和准则进行导入和维护。
对于属性数据必不可少的一部分，由于一般情况下，设备数据都存在这批量性的特征，因此，可以使用"批量导入"来对设备数据进行必要的维护工作。这样做的好处是不但对设备数据进行了及时的维护，同时在工作准确性和提高工作效率方面有着积极的意义。
图形数据同属性数据一样，数据量大时需要进行集中、统一的数据迁移。对于每年变动的产能数据则需要通过二级单位的各级维护人员来完成。图形数据的维护包括各种线状数据和点状数据的新建和已建数据的维护。
新建图形数据时，在田地理信息系统中进入“图形编辑”功能，在图层列表选框选择要编辑的图层。然后进行捕捉设置，选好相关图层，就可以根据生产要求进行图形数据的新建工作了。在图形新建完成后，根据系统提供的对话框进行新建图形的属性录入，最后保存、提交即可完成全部的新建工作。
对已建好的的图形数据进行维护时，首先，在相应的图层中调出所需数据图形，然后，选中该数据并激活，使之进入可编辑状态。此时即可对该数据进行编辑维护。最后，只要把该数据保存、提交就完成了编辑工作。
在对属性数据和图形数据完成保存并提交后，并没有最终结束对数据的维护。工作人员所提交的数据必须通过三级用户的三级审核机制来确保数据的准确性。只有完全通过三级审核的数据才能被最终的用户应用。
通过地理信息系统的维护来实现对油田生产、采集信息进行处理工作，同时，还可以使用一定的方式将油田的属性数据和图形数据进行紧密结合，使数据的维护工作方便、快捷，成功实现了对数据有效、合理的管理，为地面工程设计、建设、维护和管理提供了科学有力的信息支撑，提高了油田的管理水平，应用地理信息系统是油田实现工程现代化管理的一种有效途径。
结论
随着我国信息技术、互联网络通信技术、多媒体技术的快速发展，GIS的应用越来越受到广泛的关注。该技术不仅为油田的安全生产提供良好的解决方案，还通过对油田地面建设地理信息数据的处理分析，对大量的数据进行综合管理，从而将油田地面信息化建设引入现代化、科技化的行列。
参考文献
[1]李志军等.油气田开发GIS系统中的对象模型研究[J].西安石油大学学报，2004年.
[2]周京春等.GIS在油田地面工程建设中的应用[J].油气田地面工程，2000年.
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[关键字]GIS 城市防震减灾 信息系统 探讨
[中图分类号] G2 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-3-197-1
1 GIS概述
GIS即地理信息系统，是一种为了获取、存储、检索、分析和现实定位数据而建立的计算机化得数据库管理系统。地理信息系统的基本功能包括数据采集与编辑，数据存储与管理，数据处理和变换，空间查询和分析和数据显示与输出功能。地理信息系统的数据通常抽象为不同的专题或层。数据采集编辑功能就是保证各层实体的地物要素按顺序转化为X、Y坐标及对应的代码输入到计算机中。数据库是数据存储与管理的最新技术，是一种先进的软件工具。GIS数据库是区域内一定地理要素特征以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。由于GIS数据库具有数据量大，空间数据与属性数据具有不可分割的联系，以及空间数据之间具有显著的拓扑结构等特点，因此GIS数据库管理功能除了与属性数据有关的DBMS功能之外，对空间数据的管理技术主要包括：空间数据库的定义，数据访问和提取，从空间位置检索空间物体及其属性，从属性条件检索空间物体及其位置，开窗和接边操作，数据更新和维护等。数据处理和变换指对数据从一种数学状态转换为另一种数学状态，包括投影变换、辐射纠正、比例尺缩放、误差改正和处理等。数据重构指对数据从一种几何形态转换为另一种几何形态，包括数据拼接、数据截取、数据压缩、结构转换等。
数据抽取指对数据从全集合到子集的条件提取，包括类型选择、窗口提取、布尔提取和空间内插等。空间查询是GIS最基本的功能包括已知属性查图形，已知图形查属性及多种条件的综合查询；拓扑叠加是通过将同一地区两个不同图层的特征相叠加，不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析。GIS提供了构造数字高程模型及有关地形分析的功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计和辅助决策提供重要的基础性数据。
2 GIS的城市防震减灾信息系统探讨
2.1 GIS城市防震减灾信息系统组成
当前我国城市防震救灾信息系统建立在组件化技术的基础上，具有良好的伸缩性和可配置性。在可扩展的框架系统上，支持多种插件扩展，支持系统界面定制和业务流程定制。由于抗震救灾系统的重要性，系统必须具备灵活的、易扩展的系统构架，并提供明确简单的应用思路。因此，在系统设计上将抗震救灾系统的构建分离为三个层次，由下而上为数据层、组件服务层和应用层。数据层主要由灾情信息综合数据库构成，数据层的核心数据库为基础地理信息数据库、灾情基础数据库、灾情专题数据库和地名地址库。基础地理信息数据库主要由基础测绘提供的地理信息，包括道路、植被、水系、居民等等。灾情基础数据库用于存储不适合在基础地理信息数据库中存储的且在抗震救灾过程中需要跨部门应用的特定基础数据，包括震源分布、道路情况、人员伤亡、等等。灾情业务专题数据库是抗震部门反映抗震管理特征的灾情信息，如救灾信息等等。具体数据分为静态信息和动态信息，静态信息包括救灾人员、设施、设备、等，动态内容包括救援方案、位置监控等等。地名地址库主要根据受灾地区地址自动生成标准地址，然后根据标准地址自动生成地图坐标，从而建立地址编码库。主要用于实现灾区位置信息的快速空间定位。除了核心数据库外，数据层还有多媒体数据库、实时历史数据库等辅助型数据库。多媒体数据库可以存储相关场所的照片、平面图、网页、语音、拍摄视频等数据，以便全面直观地了解重点场所的情况；实时历史数据库主要用于各种地位监控信息。
应用层是系统使用者可以直接接触的部分，可以为抗震救灾工作人员提供以空间信息为核心的信息支持。应用层主要分为两大部分，即抗震救灾辅助分析系统和地震灾区信息采集系统两个子系统。组件服务层定义了抗震救灾系统所涉及的基本服务和组件，同时系统在这个层次实现与其它相关系统的集成，而非在应用层进行集成，从而实现应用视图和业务逻辑的分离，增强了核心功能的可复用性，提高了架构的稳定性。组件服务层主要提供了地图服务、空间查询服务、空间定位服务、地址匹配服务、权限控制组件及其它服务。地理信息相关服务主要基于 SuperMap 进行二次开发。系统提供的服务不仅面向应用层，同时也面向其它应用系统，可以在其它应用系统中轻松地实现对地理信息系统的集成。同时将 GPS、视频系统等封装到组件层，降低了应用层的复杂度，使得应用层不同的应用模块都可以很容易地集成外部系统的功能。
2.2 GIS城市防震减灾信息系统功能
基于GIS城市防震震救灾信息系统包含抗震救灾辅助分析系统和地震灾区信息采集系统两个子系统，主要包含以下六大功能模块：GIS 基本功能模块、救灾信息采集模块、动态演播模块、路况信息管理模块、救灾信息数据管理模块和救灾信息统计输出模块。系统提供基所处城市的救灾信息采集功能，主要采集地震信息（灾情信息、衍生灾害信息）、人口受灾信息（死亡人口、失踪人口、受灾伤病人口等）、房屋破坏信息（倒塌房屋数量、损坏房屋数量信息）、灾后救济信息（已救济人口、需救济人口、救灾物资发放信息）等。对受灾范围、坍塌房屋、坍塌桥梁、山体滑坡地带、泥石流地带、受损基站、救援物资投放点等灾情和救灾信息制作专题符号，在地图上标绘，对标绘的信息自分组组织管理，并可进行动态演播，模拟地震灾害的发生及救援方案的实施。
3结语
随着经济的快速发展，我国不断加大城市防震救灾信息系统的建设，充分利用当前先进的技术手段进行城市防震救灾工作的开展，本文通过对地理信息系统的概述，详解了GIS城市防震救灾信息系统的组成和主要功能。
参考文献
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关键词： 地理信息系统 高中地理课堂教学 案例 困难
1.GIS的概论
1.1 GIS的内涵
针对不同的部门和不同的应用目的，地理信息系统的定义也不尽相同。美国学者Parker认为“GIS是一种存储、分析和显示空间与非空间数据的信息技术”。加拿大的Roger Tomlinson认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”。俄罗斯学者把GIS定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集合”。这些定义，有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。美国联邦数字地图协调委员会（FIC-CDC）关于GIS的定义较为全面具体。该定义认为“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。[1]
1.2 GIS的功能
由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一高新技术，它包含了处理地理信息的各种高级功能。GIS具有四项基本功能：
1.2.1输入功能
利用数字化仪或扫描仪把地图、图像（如航空照片）和规划图输入计算机中，然后进行编辑处理（修改、增补等）。
1.2.2输出功能
把经过分析而得出的图形、图表或文字报告显示在荧光屏上，也可以通过绘图仪或打印机打印出来。
1.2.3查询、分析功能
通过空间查询和空间分析而得出决策结论是GIS的出发点和归宿。这是一个复杂的处理过程，需要应用目标之间的内在空间联系并结合各自的数学模型和理论制订规划和决策。典型的空间分析包括最佳路径分析、叠加分析、邻域分析、网络分析、通视分析及填挖方计算和表面积计算等，可用在污染源流分析、农业布局合理性分析、城市布局合理性分析、道路选线分析等工作中。
1.2.4空间数据库管理功能
地理对象是庞大的地理数据集，对此需要利用数据库管理系统来进行管理[2]。
GIS依托这些基本功能，通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集成技术等，演绎出丰富多彩的系统应用功能，满足社会和用户的广泛需求。
2. GIS走进高中地理课程
著名的地图与信息系统专家陈述彭院士认为，定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代语言，地理信息系统是地理学的第三代语言。这也是广大地理教师的共识，充分体现出GIS技术的重要性与价值所在[3]。《普通高中地理课程标准》提出了地理课程的基本理念，其中之一是强调信息技术在地理学习中的应用。在新一轮的地理课程改革中，地理信息系统成为地理选修模块之一，作为新的重要的教学内容。
2.1 GIS技术进入高中地理的必要性
2.1.1 “GIS技术”是地理科学发展与社会信息化的重要内容
当今时代，信息技术飞速发展，地理信息技术对资源与环境可持续发展、国家经济建设与社会进步的巨大作用日益显著。地理信息技术应用的具体形式，大到地球村、数字国家，小到数字居民区、数字家庭。随着工业化和信息化水平的进一步发展，世界城市化成为文明进步的标志。城市带来了富足、繁荣，也带来人口拥挤、交通紧张、资源短缺、用地紧张等一系列城市问题，这为地理信息技术提供了大显身手的机会。世界各国的城市，尤其在经济发达和发展水平较高的城市，数字城市研究日益成熟，信息化管理成为热门研究领域，利用地理信息技术进行社会、经济、文化、基础设施、交通通讯、城市规划等数字管理，成为构筑新世纪人类生存环境的新模式。
地理信息技术是“数字化地球”、“信息化地球”的基础，信息化发展需要大量的具有地理信息技术基本素养的人才。从国家战略的高度来讲，基础教育阶段的地理信息技术素养教育很必要也很迫切。
地理信息技术作为地理科学发展的重要内容，加之其在社会生产、生活中的广泛应用和价值，在高中阶段，将其纳入地理课程体系，意义重大。
2.1.2设置“地理信息技术应用”模块有利于培养学生的信息素养
信息科技时代，教育目的不应仅是教给学生知识，更应以学生的发展为根本，全面提高学生的素质，使学生身心得到发展，发掘学生的外在和内在潜力，促使他们得到全面发展。地理信息技术在信息社会有着举足轻重的地位和作用，设置地理信息技术课程是普及地理信息技术基础知识的有效途径。对学生进行地理信息技术教育，可以培养学生的思考能力和分析能力，提高学生的信息素养，符合《高中地理课程标准》的设计理念，也是提高学生综合素质的基本途径。
当前，基础教育强调全面的素质教育，地理教育也应如此。在对各种地理知识（信息）掌握的基础上，地理教育重视学生能力的提高及地理思维方式的培养，要求学生既具备地理知识素质，又具备地理能力素质。要求学生运用地理知识处理和解决地里问题。要求学生主动地吸收、掌握各种地理信息，并将信息分析、重组、应用。
2.1.3“地理信息技术”是一种重要的教学技术手段
地理信息技术作为教学技术手段应用于地理教学中也是《地理信息技术应用》模块重要的价值取向之一。地理信息技术教育对学生信息技术的掌握、地理研究技术的了解与应用、地理区域系统思想的建立和地理空间思维能力的培养，以及地理问题的分析与处理能力的培养等具有不可替代的独特功能[4]。
一方面，以GIS为例，GIS具有对地图处理与操作的强大功能，地图是地理教育的重要媒介，利用GIS的地图叠加、地图漫游、地图缩放和地图要素的增减等进行辅助教学，效果是一般教学手段不可比拟的。另一方面，GIS技术是一种解决实际问题，提供地理数据处理功能的技术和方法。GIS的数据输入、处理与分析功能，能很好地完成地理课程在能力培养方面的要求。例如，利用GIS实现对地理事物的分布特征、分布规律的辅助教学，教师可以应用GIS在空间上显示符合某一条件的地理要素的特征，帮助学生认识地理空间概念；利用GIS实现地理事物环境分析辅助教学，GIS技术可以确定某地理要素在一定范围内对于其他地理要素的分布；利用GIS实现地理事物变化趋势的辅助教学，GIS能显示地理事物在不同时段的地理信息的空间分布，能展示其各阶段的特征，有助于学生认识地理事物的发展过程；利用GIS实现数据统计分析与地理直观的辅助教学，GIS可以进行数据排列显示、专题地图制作图、地形图、行政区划图、旅游规划图等；利用网络GIS、多媒体GIS的辅助教学等[5]。
2.2高中地理信息系统课程教学案例
地理信息技术是一门新兴的课程，开设这门课程的主要目标是培养学生的地理信息素养。
下面以GIS在道路选线中的应用作为教学内容进行分析。
传统的道路选线方法是选线人员通过收集和分析线路区域内有关设计资料，在大比例尺地形图上选出几个可能的路线方案。然后在纸上定线的基础上，选线人员到实地勘测，经过反复比较确定一个较为经济、合理的路线方案。它在很大程度上取决于选线人员的实际经验和技术水平，而且费时费力，因此已不能满足现代公路设计的需要。随着地理信息系统技术的发展及空间信息软件平台的不断开发，设计人员不但能考虑传统的选线因素，对于地质、水文等空间属性也能纳入考虑范围，这不管是从质量上还是从效率上都得到了较大提高。目前常用的空间软件有ArcInfo、MapInfo、Geo系列软件、TITANGIS等。
2.2.1地理数据的采集和处理
根据道路的设计功能和设计要求，需要收集道路沿线所有的基础资料，包括沿线各类比例尺地形图、地质图、水文、气象、交通流量等。具备了这些基本资料之后，利用GIS功能对各种资料进行分类处理。
数字化资料包括地形图、地质图、规划设计图、文字说明等多种信息资源。图形数字化过程中需要进行投影转换、坐标转换，经过扫描、纠正、跟踪、附属性、建立拓扑关系等步骤，最终形成各类数据文件。目前，常用的数据格式有：Tiff、Arc/InfoE00、Arc/InfoCoverage、MapInfo、DXF等。在地形图进行数字化的过程中，需对各类影响线路的空间要素进行分层空间数据管理，为以后的空间分析做好准备。沿线主要的空间数据层有：地形层、地质图层、城市层、乡村层、植被层、沿线水系层、水利设施层、铁路层等。对空间数据层的分类应尽可能详细，避免遗漏。同时，使用的资料应为最新资料，保证空间数据的时效性及其准确性。
2.2.2地理数据的空间分析
根据道路的设计标准和使用要求，利用GeoStar软件对各类数据文件进行分析是采用地理信息系统进行道路选线的核心。GeoStar软件的空间分析功能主要有地形分析、缓冲分析、叠置分析、网络分析等，这能帮助设计人员宏观地认识设计区域。在数据处理过程中，应尽可能准确规范，这对于以后建立数字地面模型DEM、地面正射影像图DOM等数据具有重要作用。
2.2.3建立数字地面模型DEM
数字地面模型可为道路选线提供直观图形并可以与GIS的空间分析结果进行叠加分析。同时可为今后的道路最佳路径分析、纵横断面设计、填挖方量的计算提供快捷成果。
2.2.4叠加分析
利用GeoStar软件，将矢量数据库、影像数据库和DEM数据库三库叠加，生成三维景观再现。在计算机叠加分析的结果里，确定道路控制点的桩号及线路的大致走向，接着根据设计规范和要求，在三维景观里进行路线设计，确定道路变坡点位置、交点位置、坡度、曲线半径等要素，这样设计人员能随时根据地形来进行设计，非常方便。
2.2.5线路的比选
根据要求一般设计两到三条线路，然后利用GeoStar的空间分析功能进行比选，考虑的因素主要有土地、水文、路线长度、地质条件、政治因素、经济状况、气象等。如，在设计中，道路应尽量避免穿过农田、森林，并且线路通过地段的地质水文状况应满足工程设计要求，以此作为选线条件。此时可以从空间数据层中分别提取乡村层、植被层、地质层、沿线水系层的相应数据，将它们的数据绘以不同颜色的图形，根据选线人员给定的选线条件和范围分别与地形图形拓扑叠加，此时在计算机上就可以分别显示出满足要求的范围。根据这些范围，选线人员再进行综合修改，重新制定设计条件，在计算机上反复进行叠加拓扑分析获取最终结果。这种选线过程非常直观明了，结果也可随时以图形、表格、数字的形式打印输出[6]。
2.3高中开设地理信息系统课程存在的困难
在当今的高中地理教学中，开设地理信息系统课程遇到了比较大的困难，学生的地理信息素养也普遍比较薄弱。
2.3.1教育观念滞后
由于教育观念滞后，即使是在教育较为先进的地区，地理信息系统课程开设仍困难重重。学校固守旧观念，认为培养信息素养对于学生高考分数提高目前还没有实质性作用，往往以各种理由拒绝开设地理信息类课程。
2.3.2经济支持不足
地理信息系统课程开设需要一定物质基础作为保证，例如计算机、网络设施、配套的课程软件等。经济落后地区的一些学校硬件、软件设施都不齐全，尤其像GPS这种仪器市场价一般在2000元左右，作为教具几乎是不可能购买的，3S技术的培养成为“纸上谈兵”。
2.3.3教师素质有待提高
地理信息系统是一门新兴的技术，因此，当今高中里能够熟练掌握信息技术的地理教师比较匮乏。此外，目前高师所开设的地理信息系统课程，多数只是简单地移植综合性大学地理信息系统专业课程的基本内容，而真正适合师范生实际操作应用技能训练较少，并没有培养出真正适应高中地理教学的合格的地理教师。
因此，高校在培养地理教师的过程中应重视师范生的地理信息技术学习，在学习基础知识的同时，提高动手操作能力。同时，各地教育部门应完善教师的职后培训，为在职地理教师提供更多的进修机会和渠道。各地教研部门要为地理教师提供学术和业务的支持，例如通过举办培训班，组织教学经验交流，推动校本教研，开发课程资源等方式帮助地理教师开展地理信息技术教学，培养学生的地理信息素养。
3.结语
鉴于我国经济的快速发展及GIS技术强大的功能，GIS将在国民经济中发挥越来越重要的作用。高中地理课程应紧跟时代潮流，反映时代需求。GIS进入高中地理课程是培养现代公民必备地理素养的必要举措。尽管现在地理信息技术课程在高中的开设仍遇到一些困难，但困难是暂时的，地理信息技术最终将顺利进入高中校园，成为一门培养学生基本地理信息素养的必要课程。
参考文献：
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[2]李智等.地理信息系统概述.甘肃科技，2004年11月.
[3]李佩武等.GIS技术及其在地理教学中的应用分析.天津教育，2005年第六期.
[4]陈澄等.普通高中地理课程标准（实验）解读.南京：江苏教育出版社，2004.3.
篇6
1数据库设计
我们知道，数据库的形式包括空间数据和属性数据，然而我们在基于GIS构建煤矿事故应急救援信息管理系统时，只有通过一定的空间数据模型，这些数据才能在GIS空间数据库进行存储，同时对地理实体的属性数据进行对应，因此，设计空间关系数据模型对应本文基于GIS构建煤矿事故应急救援信息管理系统至关重要。其步骤有：空间数据库的需求分析，确定地理实体以及实体之间的关系表达，空间实体的逻辑表达，选择合适的数据模型，空间数据集组织。
2数据库的实现
煤矿事故应急救援信息管理系统可以分为服务层、数据存储层、信息通信接层、以及业务逻辑层五个层次。数据采集服务层用于采集各个系统的相关数据，针对不同系统采集的设备数据特点，制订数据传输协议，通过标准的协议来获得应急管理所需的数据，如KJF2000N煤矿安全生产监测监控系统采集的环境数据写成文本文件，数据采集程序读取文本文件，按照制订的协议进行解析，提供给应急管理系统。数据存储层采用MicrosoftSQLServer2008来存储集成系统所有数据的物理存储，其中包括管理信息数据、各类设备的采集数据、空间数据、应急预案库、应急事件实例库、案例库和知识库。除了关系型的数据库以外，数据存储还应包括一些常用的文件格式，如XML文件、Word文档、Excel表格、JPG图像等。业务逻辑层是整个煤矿事故应急救援信息管理系统的核心部分。应急管理的功能分为救援信息的基本功能，查询调用功能，统计分析功能，数据采集，报表自动生成功能，应急救援方案的编制、查询、修改功能、应急救援资料库的建立查询功能。包括救援信息的基本功能，查询调用功能，统计分析功能，数据采集，报表自动生成功能，应急救援方案的编制、查询、修改功能、应急救援资料库的建立查询功能，简化用户操作，达到现场及时生成应急救援方案，作为救护队应急救援的参考，提高救援效率。同时将煤矿事故应急求援信息管理系统融入到地理信息系统（GIS）之中，利用地理信息系统（GIS）海量空间数据分析管理功能，实现了对矿井地理基础信息的数据显示、添加、查询、修改等功能，以便于对事故的地位、图像显示、应急预案生成等功能的实现。展现层是对用户界面的展示。煤矿事故应急救援信息管理系统的界面使用了C/S架构以及B/S架构，对于需要迅速响应以及系统安全性要求非常高的如再通报警、应急决策等采用C/S架构；而为了应急指挥的外部执行、历史数据信息查询、应急调度管理、统计资料生产等则采用B/S架构，以便于访问。信息通信接层是对矿井的监控技术、物联网技术、GPS定位技术、3G无线通信技术等，实现统一的信息采集和人员事故定位基于及时报警。
作者：郭晶 单位：广东宏大爆破股份有限公司
篇7
关键词：GIS；煤矿；火灾预警救援
中图分类号：TD164+.1文献标识码：A
随着我国对煤炭生产安全的重视和计算机技术的发展，将GIS技术引入煤矿安全生产系统已经成为行业趋势，并且呈现功能全面化、复杂化和完善化的特点。GIS应用与煤矿火灾预警救援，首先着眼于预防预警，降低事故发生率。一旦发生火灾，帮助决策者做出快速有效的决策，降低事故造成的损失。
1需求分析
系统基于GIS进行开发，GIS在计算机软件、硬件基础上对空间数据和属性数据进行管理的信息系统，具有3个特征：(1)具有信息的采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力, 具有空间性和动态性特征。(2)由计算机系统支持进行空间地理数据管理, 并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法, 作用空间数据, 产生有用信息。(3)由计算机系统的支持,能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程的动态分析[1]。
本系统的总体功能是对矿业时空数据进行采集、处理、存储、实现潜在火灾爆发预警，煤矿火灾预警救援的可视化,以防灾害的发生。 一旦发生火灾的情况下为决策者和救援人员提供可靠及时的井下信息,为救灾行动提供正确有效的决策支持, 将火灾造成的损失降至最低。
2系统设计思路
本系统采用SuperMap进行数字化，利用SuperMap Objects控件、C#编程语言进行二次开发。SuperMap Objects是功能强大的、以COM/ActiveX 技术规范为基础的全组件式GIS 开发工具，适合用户进行二次开发和与MIS、OA等其它系统的有机集成[2]。利用GIS工具建立如巷道名称、位置等基础数据的网络模型，在网络模型的基础上进行网络分析，如最佳路径分析。因此，在预警救灾基本理论研究的基础上,借助于GIS技术，可以进行潜在火源分析、影响范围确定、逃生方案确定等。
3系统结构
本系统包含三大模块：火灾影响区域判定模块、救援分析管理模块、数据库。如图1：
它具有管理维护系统中电子地图的基本功能，能实现电子地图显示与操作、图层管理和专题地图的操作。地图的显示与操作主要是实现地图浏览的基本功能，即地图的放大、缩小、漫游等功能。图层管理主要实现图层的添加、删除、修改、移动以及图层加载等基本功能。专题地图的操作可以实现煤矿通风信息管理的数据图形化，使通风信息的数据以各种图形的方式直观的在图上显示出来，并使用相应的颜色渲染在地图上显示，为管理人员的决策提供直观判断。
3.2 数据库
数据库包含空间数据库和属性数据库。
3.2.1 矿井基本信息
井巷信息描述井下各个巷道的详细特征, 包括井下各巷道的编号、名称、巷道长度、倾角、高程、设施、巷道类型、可燃物分布等信息等[3]。在GIS系统中，井巷空间信息以电子地图进行存储并以可视化展现，例如实时井下人员信息、节点位置、巷道中基础设备分布情况、硐室方位、井巷坡度倾角等等。
3.2.2 火灾高爆发地点信息
火灾高爆发地点信息通过结合煤矿地下系统环境。通风情况、设备分布等因素分析出巷道中易发生火灾地点及区域，从而实施重点监控，防止火灾事故的发生。
3.2.3 井巷通风信息
通风信息包括各通风巷道的风量、风速、风阻、风向、温度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度等，它是根据每班测定的数据进行及时修改的。通风信息数据包括井下各通风巷道中的风门、风墙、风窗、风桥等通风构筑物的位置及有关参数[4]。利用这些数据可以快速的分析出火灾发生后的影响范围和破坏程度，确定安全巷道方位、巷道能否通过，以及井下人员在所处位置空气环境下行走速度和时间估算等等。
3.2.4 井下工作人员信息
井下工作人员信息包括矿井工作人员个人基本信息，入井、升井时间以及在井下各区域的停留工作时间的记录与统计，完成对全矿个人、部门以及干部的考勤信息查询、统计，以及井下工作人员实时动态定位信息。
3.2.5 救援指导信息
指导信息是指国家政策、灭火技术以及灭火方法、矿井火灾历史记录、经验知识和资料等。
3.3 预警救援分析管理模块
该模块包括火灾预警管理模块和救援分析管理模块。
3.3.1 火灾预警管理模块
预警系统包含井下重点建筑管理和火灾高爆发地点实时监控。
该功能模块分析火灾潜在火灾隐患，定时对煤矿安全生产状况进行评估，排除火灾隐患。
3.3.2 火灾救援分析管理模块
该模块是预警救援管理系统核心模块之一，具有维护和管理煤矿火灾应急救援的基本功能, 也是具体实施救援时的决策依据，主要内容包括：最佳救援及逃生路线分析、火灾影响区域查询、最近逃生地点分析、定位分析、火灾影响区域判定模块。
4 系统主要功能
4.1 最佳救援及逃生路线分析
该模块通过人机交互及通讯指挥系统，及时分析出最佳的救援及逃生路线，指挥救援人员和逃生自救人员找到风险尽量小，路径尽量最短的路线。
该功能算法思路为：判断有烟巷道-判定安全地点-判断巷道的连通性（分析障碍点）-采用E.W. Dijkstra算法求解最优路线。
4.2 火灾影响区域查询
系统需要对事故可能影响的范围做预测。系统根据火灾发生地点周围巷道结构、巷道通风情况、火灾发生的严重程度及破坏程度，结合GIS的缓冲区分析功能按照事故类别划分灾害范围，从而析出火灾能够直接影响到的巷道及有可能间接影响到的巷道，同时，防止二次火灾的发生。在矿山井下事故中，针对火灾事故灾害范围的划分，要求确定根据火灾时期的风流（烟流）流动状况，烟流污染状态与火灾燃烧产物的关系，划分火灾非污染区域、火区、污染区域和可能污染区域，处于火源下风侧的巷道都会处于污染范围内。
4.3 定位分析
利用相关设备对井下人员及节点进行定位，可很快分析出井下人员位置及发生火灾地点准确位置，了解自救及救援进度情况，并帮助决策者根据事态发展对做出的救援方案做出即使调整。
5 结语
GIS应用于煤矿火灾预警救援已经开始发展，许多专家已经致力于这方面的研究与实践，并取得了很多实用的成果，应用到了实际生产中。但煤矿火灾发生情况多种多样以及井下结构的及其复杂性，现有手段方法还不能满足煤矿火灾的预防和救援的分析要求，系统的结果仍然是参考性。在真正实践中仍需要决策者具有丰富的救援经验，所以GIS在火灾救援中的应用仍然需要不断的探索和完善，实现对煤矿火灾与救援更加准确的分析，为煤矿生产安全提供更加强大的服务。
参考文献
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篇8
【关键词】地理信息系统 案例教学 实践课程 教学改革
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0215-02
引言
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是集计算机科学、地理学、测绘科学等为一体的一门交叉性学科。在计算机软硬件的支持下，它为采集、存储、查询、空间分析、表达、输出和应用空间数据提供了技术方法[1]。GIS专业开设“地理信息系统”课程实践的目的，是为了让学生能够在已掌握的专业课程的基础上，利用 GIS工具，主要是GIS软件， 解决与本专业相关的经济、社会、文化等与空间信息相关的问题[2]。各大高校的教学方案中虽然开设了大量的GIS实践课程，往往由于教学方法不合理、教学内容没有很好的衔接或者实验实施不足等原因，没有取得很好的效果。因此，为适应GIS学科发展需要，提高GIS人才培养质量，GIS专业实践课程体系整体优化与教学方法设计的研究对提高学生的整体能力具有重要意义。
针对“地理信息系统”课程实践教学中的不足，本文从GIS课程的特点出发，结合教学实践，把GIS知识点和实际问题相互结合，在GIS课程实践教学中引入基于网络平台的软件案例教学法[3]。
1.案例设计与规划
案例的设计结合了GIS的基本概念和基本操作，以GIS的功能为主线、辅以GIS原理的各个知识点[4]。基本案例和综合案例组成了整个实践课程的案例库，每个案例不仅具有完善的功能，能够覆盖重要知识点，并以实际应用为目标，便于学生理解和操作。
根据课程内容，按照GIS基本功能、涉及的GIS原理知识点、基本案例和综合案例的顺序，由浅入深、从基本到综合的原则，建立了涵盖GIS课程理论体系的教学模式。GIS基本功能包括：GIS的概述、数据获取、数据存储、数据查询、数据分析、数据表达、数据输出。首先设计地图与属性信息交互的案例从宏观上了解GIS；在地图数字化理论基础上，设计地图投影等案例；在数据结构和数据编辑理论的基础上，设计要素编辑等案例；在空间数据库理论的基础上，设计要素闪烁等案例；在空间数据分析理论的基础上，设计缓冲区分析等案例；在空间数据可视化表达理论的基础上，设计专题图制作等案例；在地图输出理论的基础上，设计图幅整饰等案例。基本案例设计界面如图1。
综合案例是以实际问题为驱动，涵盖了基本案例以及GIS课程所涉及的知识点，需要学生具有一定的GIS软件操作基础，包括：自动拓扑造区、最短路径分析等案例。综合案例的设计一方面可以对GIS理论知识点的巩固，另一方面可以模拟实际工作过程中GIS软件的操作流程。以实验室选址为例说明。首先，根据需求分析，将实验所用的数据利用MapGIS Server Manager到软件案例教学平台上，涉及多源地图加载、地图基本操作等基本案例；在充分考虑影响实验室选址的因素的基础上，利用缓冲区分析功能确定河流等因素所影响的范围，涉及缓冲区分析案例；利用叠加分析功能进行相减、相交等操作，涉及叠加分析案例；利用查询分析功能查询满足条件的候选地址，涉及查询分析案例；最后根据缓冲区分析结果，结合土地的预计价格，利用地图制图功能将合适的候选地址突出显示出来，涉及地图输出案例。
案例的设计通过“总-分-总”式过程实现，即首先使学生对地理信息系统形成总体概念和基本理解； 然后使学生熟练掌握GIS的基本案例，具备各单项GIS软件操作的应用能力；最后能够对GIS综合案例灵活运用，针对具体问题制定出可行的解决方案。这些案例不仅可以提高学生学习GIS软件的效率，而且还能引发他们对应用GIS理论、技术解决现实问题的思考。各个GIS功能、知识点、基本案例、综合案例之间具有一定的关联性，如图2。
2.案例教学平台构建
软件案例教学平台主要通过建设网站实现，在主页内实现教学案例、相关软件、参考书目等资源的上传和更新[5]。该平台是以国产GIS软件MapGIS的应用实训为基础，从辅助资料、案例资源、实验教学、综合测评、网上交流5个模块为师生提供了开放式的学习交流平台。平台构成如图3。
在软件案例教学平台设计中，各个模块相辅相成。1）辅助资料模块向学生提供了丰富的学习资源。2）案例资源模块整合了大量的GIS案例，将案例设计为基本案例、综合案例，以满足分层次教学的需要。根据GIS的功能和实践课程的内容，将GIS的基本功能分解制作成若干个基本案例；综合案例是把GIS基本概念和基本操作融合形成一个循序渐进、种类多样的基本案例资源。3）在各种辅助资料的帮助下，学生对案例的实现过程进行研究探索，通过教师的讲解对案例所涉及的GIS理论作进一步的了解，在教师的指导下，学生通过实际操作来掌握软件的功能和特性。学生可以通过该模块进行自动演播模式学习，让学生在每个操作步骤都可以自助得到指导。4）通过综合测评模块教师可以掌握学生的学习程度和学习效果，及时调整教学进度。5）网上交流模块为师生、生生之间的互动与交流提供了便利。教师对学生的在线咨询、留言等疑难问题进行反馈，学生之间可以针对感兴趣的问题进行交流和学习。另外，通过该模块组织学生以不记名形式进行评教，根据评教数据分析结果，对课程做出相应的调整，提高教学效率，提升个性化互动教学水平。
软件案例教学平台改变了传统的课堂教学模式，学生不仅可以从课堂上获取教师讲解的知识，而且可以在网络平台上获得全面详细的资源，方便学生自主学习[6]。
3.案例教学实施与考核
GIS软件案例教学的主要目标有：理解并掌握GIS的基本原理，熟悉GIS软件的结构、功能、熟练掌握GIS软件的操作方法，达到知识向能力的熟练转化[7]。本文利用软件案例教学平台，应用典型案例引导学生，开展案例教学；按照“准备-实施-调查-结束”循环迭代的过程进行教学实践；采用“分散的、阶段式”的考核方式进行教学评估。
3.1案例的实施
在教学过程中，以教师为主导、学生为主体、紧密结合案例实施教学过程。按照“准备-实施-调查-结束”循环迭代的过程进行软件案例的实施，其具体流程如图4。
在准备阶段由教师通过讲解GIS理论逐渐引入基本案例以及综合案例所应用的知识点，让学生对GIS原理、知识点有整体的认识。
在实施阶段根据教学目标，教师通过案例讲解对教学内容、学习方法、学习重点进行介绍，使学生理解教学目标，逐步接受教学情境。然后由教师辅导学生开展案例教学活动，学生在教师的指导下进行基本案例的实训，教师根据学生掌握情况，改造拓宽案例。最后教师将综合案例分析分解为多个基本案例后，学生在若干个子问题模式下，由教师引导，逐步完成整个综合案例的实训。
在调查阶段学生对案例实训情况进行总结，教师对学生在案例操作过程中普遍存在的问题以及所用的各种解决方案进行总结与归纳，并对学生的实训情况进行评估，及时掌握学生对GIS软件的应用情况。
结束阶段学生对案例的实训情况进行匿名留言，反映案例设计情况，教师根据调查情况发现问题、改进策略，优化案例。
在“地理信息系统”课程实践中实施软件案例教学法，可以根据学生课堂实训反映、课后网上讨论等途径获取学生对案例的掌握情况。系列案例的实训可使学生对GIS概念有全面的认识，掌握GIS诸多功能，找到快速学习GIS软件的方法。
3.2案例的考核
传统的一张纸质试卷定成绩的考核方式，只注重基础知识的掌握，忽视了学生的应用能力，没有调动学生的学习兴趣。由于GIS实践课程的概念多、实践性强的特点，本文采用分散的、阶段式的案例考核方式[8]。
课堂考核方式呈现多样化，包括：1）课堂提交实训成果：将考核评价与课堂案例教学相互融合，按照教学内容和计划，分阶段地考核学生对各个案例知识点的掌握程度。2）综合案例考查：在学期初由教师根据GIS课程实践的内容，布置学生在学期末提交的一个综合案例成果，为了避免抄袭，案例主题、数据、问题设计等尽量不同。这个综合案例将贯穿整个实践课程，不仅杜绝了学生考试突击等情况，也锻炼了学生综合运用GIS的能力和案例整合能力。3）优秀作品展示：将优秀的作品在网络平台上展示，不仅是对优秀学生的鼓励，而且能让其他学生有很好的观摩学习机会，共同进步。4）上机考试：考核内容包括相关概念定义题、简答题、分析题和案例设计题，这种考核方式，既考查了学生对理论知识掌握情况，也强调了学生的实际动手能力。
无论是课堂提交成果还是贯穿整个学期的综合案例制作的考核方式，都将考核点分散到整个学期中，分阶段的、循序渐进的使学生在实践课程中掌握软件的使用方法。这种考核方式既能及时理解学生对软件的掌握情况，又能确保学生在实践课程的每个阶段都保持着积极的学习态度。
结束语
本文将案例教学法应用于GIS课程实践教学中，突出了学生思维能力、动手能力培养的教学思想理念。案例教学平台提供的辅助资料和网上交流模块为案例教学的顺利实施奠定了基础；通过设计案例库，使学生在实践中掌握GIS理论，把单纯的操作训练与实际问题结合起来，培养学生利用GIS分析、解决问题的能力；在案例的实施过程中突出学生为主体，教师引导学生，组织案例教学，充分发挥学生的主观能动性；案例考核充分调动了学生在整个实践课程学习中的积极性。
软件案例教学是以GIS功能为主线，具体问题为驱动，案例实训为重点，交流、考核为辅助。随着基本案例到综合案例的实训，所选案例内容的综合性、软件操作的复杂性逐步增强，可以使学生由浅入深、循序渐进地将所学知识和技术运用到实际问题中，在解决问题的过程中逐步提高学生对理论知识的理解和应用技术解决问题的能力。总之，案例教学法可以有效地改善GIS教学现状，促进学生GIS知识结构的完善，GIS应用能力的提高，提高学生学习的学习兴趣，提升教学效果。
参考文献：
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作者简介：
孙斌（1959-），男，汉族，湖北武汉人，中国地质大学（武汉）副教授，博士，研究方向：GIS研发与应用，空间数据库。
篇9
关键词 森林资源；经营管理；地理信息系统；青海海东
中图分类号 S126 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）04-0139-02
森林资源经营具有用地广阔、生长周期率长、生态系统结构复杂等特点。目前，我国森林资源管理主要还是采用传统的方式来制定管理决策，决策过程的直观性和可视化程度比较低，给森林资源的经营和管理带来了很多的困扰。以地理信息系统作为基础，很好地解决了森林资源属性数据和图形数据处理、显示表达和各类林业用图的制作等方面问题[1-2]。因此，该文将结合海东市的实际情况，对其森林资源经营与管理信息系统的建设提出一系列宝贵的意见。
1 现代森林资源经营与管理信息系统建设
1.1 地理信息系统
地理信息系统是对地理环境信息进行采集、存储、检索、分析和显示的综合性技术系统。地理信息系统是现代森林资源经营与管理信息系统中一个特定的、具有重要作用的空间信息载体。这一系统包括了对森林资源的空间数据输入、储存、管理及空间数据处理与分析。
1.1.1 空间数据库。按照数据类型进行划分，森林资源经营和管理信息系统所需要的数据有空间数据和属性数据2类，当然还可能需要文档数据，以及为了能够实现数据共享和与无数据管理而需要的元数据[3]。森林资源经营和管理信息系统所需要的数据按照数据的用途还可分为基础数据和专题数据[1]。
1.1.2 空间数据的处理、分析功能。其具有一些基本的操作功能，包括地理信息查询和分析功能。除此之外，还需要具备地图制图与输出的功能，包括地图符号设置、地图注记配置、统计专题图制作、地图投影变换、三围地图显示和绘制等。
1.2 森林资源经营与管理决策支持系统
1.2.1 模型库建设。模型库在森林资源经营与管理信息系统中占有重要地位。在决策支持系统中，管理者通常并不能直接利用数据库中的数据进行有效决策，而是需要根据模型库中的模型来做出决策[4]。尤其在实际操作过程中，由于森林资源具有典型的时序特点，数据库中记录的是以往的数据和事例，如果仅依据库中的数据对现在或未来的森林资源经营与管理进行决策，很可能会导致较大的偏差甚至错误，因而模型库建设至关重要。应用模型的分析能力也是现代森林资源经营与管理信息系统建设的重要任务和功能之一，通过地理信息系统工具和数据的合理运用，实现良好的模拟，就能为决策者提供准确的评价和预测，并为决策提供有力的参考信息[1]。
1.2.2 专家知识库建设。森林资源经营与管理最终还是要落实到人为的决策上，而人为决策过程中则主要依靠森林资源现状和所掌握的经验，因而专家知识库建设十分必要，也是其中必要的组成部分。专家知识库建设可以为人为决策提供充足的经验，通过不断积累经验，才能更加准确地做出人为决策。由于森林资源面积大，系统复杂，生长周期长，因而专家知识库建设是一个长期的持之以恒的过程，而专家知识库的建设也将会耗费大量的时间和精力才能不断地完善、更新[1]。
2 系统主要功能
数据编辑、地理信息查询与分析、地图制图与输出等是地理信息系统的通用，当然也是森林资源经营与管理信息系统的基本功能。除此以外，森林资源经营与管理信息系统还具有3个重要的功能，包括专家咨询、辅助决策和预测预报。
2.1 专家咨询
主要是指运用专家知识库展现森林资源经营与管理方面的专业知识，为客户们提供森林资源经营与管理的专家知识性咨询。
2.2 辅助决策
主要是利用专家知识库，建立森林资源领域模式和知识规划，确定综合因素展开优化配置，并且生成相对应的分析图纸，采用砍伐设计、造林规划等方案制定评价，提供辅的决策。
2.3 预测预报
主要是根据系统模型库中的模型，详细地分析综合影响因素，为森林各类自然灾害、林业规划做出针对性的预测预报。
3 结语
综上所述，随着我国社会经济的快速发展，林业产业也迅速地发展起来，在林业产业中森林资源经营与管理信息系统的建设占据着重要的位置，目前大部分的森林资源依然处于简单的空间数据采集、存储、管理、查询、分析、显示和制图等比较低的运用水平，空间分析能力依旧很薄弱，对复杂空间问题的决策能力不足，已经难以适应现代化森林资源管理的需求，无法帮助决策者明确所规定的目标。该文为了能够完善森林资源经营与管理信息系统的建设，对其整体的现状进行了详细分析，分类说明了信息系统的建设、地理信息系统、森林资源经营与管理决策支持系统、人机交互系统建设，以期能够更好地实现林业的可持续发展[1，5-6]。
4 参考文献
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篇10
关键词:地理信息系统;农产品;交通运输
1GIS概念
物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。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。地理信息系统(简称GIS)作为获取、处理、管理和分析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。从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术;从学科的角度,GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系;从功能上,GIS具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;从系统学的角度,GIS具有一定结构和功能,是一个完整的系统。简而言之,GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
2GIS的工作原理
GIS就是用来存储有关世界的信息,这些信息是可以通过地理关系连接在一起的所有主题层集合。
2.1地理参考系统
地理信息包含有明确的地理参照系统,例如经度和纬度坐标,或者是国家网格坐标。也可以包含间接的地理参照系统,例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系统,如地址描述,转变成明确的地理参照系统,如多重定位。这些地理参考系统可以使你定位一些特征,例如商业活动、森林位置,也可以定位一些事件,例如地震,用于做地表分析。
2.2矢量和栅格模式
地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式——矢量模式和栅格模式。
在矢量模式中,关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。一个点特征的定位,例如一个钻孔,可以被一个单一的x、y坐标所描述。线特征,例如公路和河流,可以被存储于一系列的点坐标。多边形特征,例如销售地域或河流聚集区域,可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量模式非常有利于描述一些离散特征,但对连续变化的特征,例如土壤类型或赶往医院的开销等,就不太有用。
栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元,有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式还是栅格模式,用来存储地理数据,都有优点和缺陷。现代的GIS都可以处理这两种模式。
3地理环境因素对公路交通运输的影响
(1)山丘丛林对运输的影响。山地地区一般地表起伏较大,道路稀少,较多杂草、灌木丛或山林,河溪交错,气温高,雨雾多,湿度大,气候变化快。山地地形对运输的限制作用较大。
(2)城市居民地对运输的影响。城市居民地人工建筑物密集、高大,排列有序,街道纵横交错,有的城市还建有地下通道;市区与外界交通联系方便,地面道路多呈幅射状向四面延伸,并有两种以上交通方式相衔接。城市地形对运输的有利条件是运输基础设施完善,车辆行驶安全系数高;运输线路呈网状结构,回旋余地大,不易中断。
(3)水网稻田对运输的影响。水网稻田地势平坦开阔,地表江河、沟渠、湖塘密集,水量充沛;稻田连片,终年积水,淤泥较深。水网稻田地区人口稠密,经济较为发达,公路质量较高,可晴雨通车。水网稻田地乡村道路密度高,但路面狭窄,路基松软,转弯半径小,不利于车辆通行。
(4)戈壁沙漠地对运输的影响。戈壁沙漠地的通视情况良好,但缺少明显方位物;人烟稀少,气候极度干燥、少雨,水源贫乏,多风暴,自然环境恶劣。在布满流动和半流动沙丘的沙漠地上,普通轮式车辆无法通行,对车辆机动性要求高,且风沙对车辆发动机磨损大,影响车辆寿命。
交通运输活动除了受以上地形因素的影响外,还会受到气象、社会经济环境及交通网络环境等因素的影响。
4GIS在公路交通运输中的应用
(1)地理信息系统基本功能。即地理信息系统技术能提供的通用功能,包括地图显示、缩放、漫游、鹰眼、距离量测等,为系统提供背景地图与交通图层的显示、缩放、任意漫游等控制地图的功能。
(2)数据图层处理功能。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面,进行叠加产生一个新数据层面的操作,其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。例如,将地理数据库中的道路层与水系层进行叠加分析,可获得道路层原来没有的桥梁、渡口等重要信息,为运输指挥提供重要的决策信息。
(3)统计分析功能。主要是针对交通网及其交通专题数据进行统计分析。交通网基本信息包括道路的等级、类别,交通网中各种运输线路的分布特征、路网的密度,交通设施配置分布以及民用汽车运力分布等等,这些需要统计或是分类的数据,可以采用专题图的形式表示,也可以通过数值计算表示。为考虑交通网及其地理背景要素的空间分布,对汽车运力动员与征集、运力的疏散转移等实际问题提供了分析依据。
(4)保障范围分析功能。主要是围绕空间目标建立一定宽度范围的缓冲区多边形,然后从缓冲区域中获取或查找分布特征的情况。运输“快速、精确”要求,运力保障能力限制等,所以涉及保障距离和保障范围的考虑,这实际上也是一个确定缓冲区的过程。
(5)路径分析功能。路径分析就是为资源寻找通过网络的最佳路径,其核心是求解最佳路径,而不简单是最短距离的求解。因为运输不仅受到交通网络各种阻碍因素影响,还要受到地理环境的各种因素影响,作为指挥员应全面考虑影响因素,为达到快速、高效的保障目的而选择一条最佳行进路线。
(6)资源分配分析功能。网络资源分配是根据中心的容量以及网线和节点的需求将网线和节点分配给最近的中心,分配过程中阻力的计算是沿最佳路径进行的。资源分配可以模拟资源如何在中心和他周围的网络元素之间流动。如可用来进行交通枢纽中心、保障基地中心的吸引范围分析,以寻找交通物流资源范围,并进行合理配置。
(7)选址分析功能。网络选址分析是确定机构设施的最佳地理位置。对于运输保障活动来说,其需求点和保障点(即供给点)的分布总是存在一定差异,因此需要考虑需求与供给的相互作用力,据此选择二者的合理位置,获得最大经济效益。网络选址问题一般限定设施必须位于某个节点或某条路线上,或者限定在若干候选地点中的选择位置,降低了问题求解难度。
(8)公路网通行分析能力。交通线路的通行能力,是指某一线路在单位时间内通过的最大交通量,可通过公式估算。
