地理信息系统的优点范文
时间:2023-12-25 17:52:05
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篇1
【关键词】地理信息系统;有线电视网络;数据库存;资源管理
1.概述
地理信息系统是一种信息可视化技术,它由地理学、制图学、摄影测量与遥感学、计算机学、数据库技术等学科综合发展而来。在有线电视领域中,绝大多数数据都包含有地理信息部分,如用户分布、放大器的位置、线路的走向等。建设有线电视网络资源管理GIS系统即把有线网络中的管线、设备的空间位置和非空间的属性信号(各器件的电性能指标、管井类别、权属、走向等)及用户数据信息与GIS有机结合,将地下大量不易见、不可见的有线电视管线数据可视化,进行数据的动态管理,完成从前端设备到用户端的双向网,并对网络进行设计、维护与管理,包括网络设计、数据录入、数据维护、统计、查询及路由分析等,实时对工作流程、网络资产(静态、动态)的管理,最终实现该系统与设备监控系统、用户管理系统、客户服务系统、网络管理系统等其它相关系统的无缝集成,为相关系统提供可视化服务,组成完整的广电网络运营支撑平台。
2.有线电视网络资源管理现状
随着有线电视事业的飞速发展,有线电视运营管理部门都要投入大量的资金进行有线电视传输网的建设、改造和维护,以满足迅猛增多的有线电视用户及增值业务需求,随着电视传输网络线路的成数倍甚至数十倍的增长,依靠传统模式对有线电视资源和用户进行管理的方法已经不能满足现在的海量资源管理的需要,然而,大部分有线电视运营管理部门对网络的建设和管理仍停留在原来的被动、手工及效率低下的水平上,具体主要表现在以下几个方面。
(1)工程规划的被动性:由于有线电视运营部门与市政规划、建设部门缺乏沟通,导致在城市住宅及建筑建设时,有线电视配套工程没有及时跟上。总是等到住宅及建筑设施已经投入使用后,才着手有线电视工程的建设,有线电视工程规划被动,直接影响了有线电视运营单位的服务质量和经济效益。
(2)图纸管理方面:在计算机管理盛行的时代,大部分有线电视运营部门仍然采用保存施工图纸、光缆资料的档案管理方式。工程资料只能手工检索。手工绘制图纸费时费力、标准不统一、修改繁琐。手工绘制图纸产生大量的文本档案,不利于保管、更新、查阅,且易于损坏、遗失。
(3)网络资源管理方面。随着网络规模不断扩大,网络中的设备器材越来越多,分布区域越来越广,各设备的参数、各节点的指标等难以了解、管理,给维护工作带来不便,地址信息不准确造成用户安装、迁移、报停、维修不及时。
(4)网络运营方面:平能及早时地对具体区域进行准确的数据分析(如网络覆盖率、用户数、入网率、欠费率等),不能为领导决策提供参考数据。
(5)用户收费管理方面:用户地址不详细、不准确,给用户收费和欠费催缴工作带来很大麻烦,地址和用户名不符造成少数用户只看电视不缴费,收视维护费收不到。
3.有线电视GIS系统
3.1 系统结构
每个城市或地区的有线电视系统都有自己的结构特点,对有线电视GIS的开发要根据各自的实际情况,认真研究功能需求,制定可行方案,并精心选择GIS软件开发商进行合作,建设本地有线电视网络地理信息系统。
招远有线电视地理信息系统采用Client /Server网络结构,服务器端采用MapInfo Professional、Windows NT Server服务器软件,数据平台为Oracle8I,开发的有线电视GIS系统软件为后台,客户端基于MapInfo Runtime、Mapx5.0和有线电视GIS系统实现所有的操作,整个有线电视GIS系统的结构如图1所示。
3.2 系统组成
招远CATV-GIS系统的组成如图2所示,由有线电视资源管理、地理信息编辑、器材管理、用户管理等4个模块组成,利用地理信息技术和数据库技术,将城市电子地图与光缆物理网络结合起来,对机房内的各种设备和路由上的各种设备进行可视化的管理,通过对网络的分析,将网络资源准确、直观、生动地呈现出来,为用户管理提供科学、有力的工具。
地理信息资源管理主要用于网络设备、线缆、建筑物等的属性录入、具备查询、定位、统计分析和输出等功能,编辑系统用于有线电视网络基础地理信息的编辑工作,器材管理主要用于仓库对器材库存量及出入库信息的管理,用户管理主要用于开户安装、迁移、报停、收费等信息管理。
3.3 系统的功能
(1)图形的导入导出和打印功能
根据实际需要实现局部图形到AutoCAD图形的导出,图形按比例精确打印,亦可局部图形模糊打印。
(2)操作窗口
分全图放大、全图缩小、局部放大、局部缩小、按片区放大、漫游、全图显示、指定比例尺、窗口存为图片文件、恢复上次窗口范围等。对图形数据(点、线、面)和属性数据孤增加、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。利用有线电视GIS对多种数据格式的支持功能,使数据在不同GIS平台及CAD平台可以共享。
(3)图层操作
有线电视网络中的设备分图层显示功能可以实现某一图层隐藏、显示,隐藏所有图层和显示所有图层,可以根据指定权限对具体图层进行修改。
(4)查询定位
实现较强的查询检索功能,既可查询所选择图形的属性,又可根据属性的数据特点建立查询条件,自动选择所需图形。若干个用户位于地理信息中心以外,各用户可以通过局域网进行查询分析工作,但没有编辑修改的权限,以确保信息资料的准确性。
万能查询、坐标定位、设备定位、道路定位、地址定位。输入设备编号,
能查出设备在地图上的准确位置,输入地址、道路名称可以直接在地图上定位,而输入用户地址,可准确地将用户定位。
(5)统计分析功能
①业务统计分析功能:能统计和分析各个业务图层信息,可以全部统计各个业务图层,可以按照时间段统计,也可按照自己选定的区域进行统计,也可自己组合时间和片区进行统计分析。既可进行单一条件统计,又可进行多因素复合条件统计,同时以饼图、直方图、拆线图等多种分析形式表达出来。
②路由查询:对设备的上行和下行都能查询,也可精确查找两个设备之间的详细路由。
③对光纤进行跟踪:输入前端机房法兰盘号或光纤号,可以对光纤的起点和终点进行跟踪、
4.有线电视GIS技术的应用
4.1 工程图纸管理
对辖区内的所有已建网络图纸进行管理,实现图纸的建立、更新、查询及共享管理。提供对图纸的分幅、合幅、图幅的自动、半自动及手动接边各图幅校正变换等功能,用户可方便地在图纸中提取所需图纸和相关信息。用户可根据编号、时间、设计人员、工程名称、地理范围等任意条件进行查询和打印。设计图纸时直接在地图上用鼠标沿路由走向画线,提示栏中显示所设计路由和即时总长度、末次线段所代表长度。
4.2 辅助工程设计
将有线电视传输网络的规划、设计纳入以国土测绘部门为基准的城市统一的局部绝对坐标系,这样,更加方便直观的对网络进行全局观察统筹,并作出合理的工程决策。依据有线电视设计规范,将GISl软件与工程设计思想有机融合,根据多种条件查询现有各种资料,根据给定条件、地理位置、网络资源现状为工程技术人员提供方便快捷的技术资料和路由信息,易于减轻设计和绘图人员劳动强度,提供行之有效的高效设计、规范制图、灵活修改、自动设计等手段。竣工验收后的图纸及网络设备直接纳入地理信息管理、使各部门真正做到数据共享、协同工作。
4.3 光网络资源管理
随着GIS光缆资料的完善,实现对每芯光纤的路由、熔接色谱进行有效管理;根据光端机编号查询该光端仙对应前端机房ODF加号;输入前端ODF号,查询从机房到光端机的路由,并显示光纤所在光缆及其经过的设备;查询光缆网的任意两点间的路由,对光缆结构、ODF架、熔接点、光端机情况进行查询。
4.4 地下管网资源管理
将有线电视城市管道资源全面精确地录入GIS信息库中,方便了设计、建设和维护工作。
4.5 电缆支干线资源管理
可以在GIS上显示一个光节点的范围,输入光节点编号可定位该光节点光机的具置,显示该光节点所属的延长放大器、野外分支器、楼栋放大器等有源、无源器件,点击具体器件可以查明器件的具体型号及相应的电平指标,并能在地图上显示整个光节点电缆支干线路由,用户信息资料以附件形式存放在用户所属的楼栋放大器属性里面。
4.6 网络运行维护工作
维修人员利用GIS可以快捷、方便地查出故障点,实施故障管理。故障管理包括:故障警告功能、时间报告功能、运行日志控制功能、测试管理功能等。
4.7 网络安全传输
传输内容的安全包括两个方面:一是防范对卫星的非法攻击,二是防范电缆分配网的非法插播。一旦发现非法信号,通过有线电视GIS可及时准确地定位非法信号插入点的位置,维护单位可以最快的速度进行排查与处理,以减小非法信号的影响。
5.结束语
地理信息系统的开发和应用,是利用现代科学技术管理有线电视网络资源的重要举措,能最大程度上满足有线电视传输网络的管理决策、资源维护、信息查询、工程设计、应急抢险等日常事务,对于提高有线电视行业服务质量、管理水平、经济效益,加强有线电视日常维护和突发事件处理能力,保障网络安全,实现安全优质播出提供高效的支持。
参考文献
[1]陈述彭.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,2000.
[2]吴信才.地下理信息系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社,2002.
篇2
随着科学技术的发展,信息技术所产生的强大力量,助推着各行各业的发展,使人们进入了网络时代。在如今这样一个互联网时代背景下,旅游的形式和途径都发生着深刻的改变,一方面,旅游者获取旅游信息的途径繁多且方便,另一方面,这也给传统的旅游管理模式带来了新的机遇和挑战。地理信息系统的运用,能够提高旅游管理的效率,实现其科学化,并促进旅游业朝信息化方向发展。
一、地理信息系统概述
作为新兴的一门科学技术,地理信息系统融合了全社会多项学科的不同知识,以全球地理的详细情况为地理信息系统的根基,并通过把科研人员收集到的各项地理数据输入计算机,进行大量的云计算,对输入的众多数据进行分析和处理,得出大量的结论,再通过筛选和查找,找到对用户有用的结论,再把这些结论和相关数据反馈给用户,使用户快捷的得到他们想要获取的内容,同时,也可以更好的为地理科研人员服务,帮助其进行研究和决策。这样的一套系统需要硬件和软件两个部分的内容提供支持,硬件支持包括计算机在内的外部输入设备和进行云计算的超级计算机,再加上把分析处理好的数据发送给用户的输出设备。软件支持包括各种用来分析和处理数据的计算机软件,以及科研人员为此编写的专门为地理信息服务的系统。
二、地理信息系统在旅游管理中的应用价值
(一)为游客出行提供更大地便利
游客们旅游时比较关注的就是详尽的旅游信息,他们期望了解到旅游景点的具置,达到的交通方式及路线以及附近的餐饮住宿及娱乐设施情况。而旅游地理信息系统即地理信息系统的数据库中包含与旅客所需信息相关的图像、文字和具体数据等,能够为游客提供更加全面的信息,方便旅客查询。同时,旅游机构也可以根据地理信息系统来查询游客相关情况,更好的为游客服务。而数据系统中的信息主要有以下几个类别:
1、地理位置及周围环境查询。游客可通过地理信息系统的相关应用平台来查询旅游景点地理位置和地况等,具体的信息包括景点的地址,景点的历史文化背景介绍,值得推荐的看点和游玩点,附上图像及文字信息,并有详细乘车路线。除此之外,地理信息系统还可以为游客提供目的景点周围的环境信息,如周围的餐饮住宿、娱乐休闲场所的具置,并且提供为游客直接预订酒店和餐饮的服务。
2、交通信息查询。游客可从地理信息系统平台查询到其期望的交通信息。例地理信息系统将提供建议交通方式,如飞机,火车,动车,汽车等。同时,该平台将支持游客网上预订车票。对于自驾的游客来说,地理信息系统将提供最短路线。又如,在指定城市可查询其道路和公交,地铁路线,并可计算出与目的地之间的距离,游客可以获取到公交站,地铁站站名及位置等有利信息。
3、旅游机构查询的信息。旅游业部门可以通过查询地理信息系统来了解景区的开况、发展现状,进而更好地控制景区开发的资金投入和建设进度等等。旅游机构则可以根据地理信息系统提供的各种数据如客流量,游客消费分布等,来了解游客需求,合理安排旅游路线,制定游客所需要的服务设施。
(二)帮助科研工作者和游客制作图表
地理信息系统可以进行与地理相关的所有图形和数据编辑操作,不仅操作十分便捷快速,而且省时省力,准确率高,同时,还可以更好的进行数据筛选和进一步的处理工作,成本也大大降低,更方便使用。
首先,得益于地理信息系统的强大的数据库,不管是文字类数据还是图形类数据,都能够最大限度的满足适用科研工作人员的工作需要。比如,旅游单位可以从地理数据系统上查找到详尽的旅游景点图,并把这些图片结合起来,构建出叠加的旅游专题图。从而,游客在旅游的时候可以通过这套详细的地图,按图索骥,形成对旅游景点的全方位的立体的印象,更好地在景点内进行游玩,用更少的时间找到自己喜欢的景物、建筑等,极大地提高了旅游的体验和感受。
其次,作为电子版的地图,它最大的一个优点就是便于携带,并且可以进行放大和缩小,使游客可以随时随地地查找和检索旅游信息。并且,随着信息技术的发展,游客还可以通过手机、平板电脑等移动电子设备进行有效定位,精确度可以按米来记,不仅有助于寻找经典位置,还保障了自身定位安全。此外,地理信息系统甚至还可以设置语音提醒,通过语音的方式避免了看地图的麻烦,即使是视力不方便的老年人甚至残疾人也可以很好的使用地理信息系统。
最后,地理信息系统还可以显示出景点人数,拥挤情况,道路状况,厕所及其他公共设施的位置,路口放大图,道路周围环境,最佳行驶路线等信息,极大的给用户的出行和旅游带来了方便。
(三)帮助旅游管理部门进行科学的旅游规划
地理信息系统拥有其专业的空间分析功能,而且这一重要功能已经被广泛地运用于城市规划中。同样,地理信息系统也可用于辅助旅游开发。例如可以利用其数据分析功能,将各种模型如旅游需求预测模型、旅游资源评价模型等置入地理信息系统,系统便可以自动分析得出结果,可以为旅游部门做出合理决策提供正确及时的信息。此外,还可以利用地理信息系统 的空间分析功能,对有发展潜力的地区,从人文,自然景观,交通等方面进行分析,为其规划提供科学的证据。同时 ,可以利用地理信息系统进行数据分析挖掘,为旅游管理服务 。旅游管理部门可以从地理信息系统存储的信息中,挖掘出有用的数据 ,获得有利于商业运作 、提高竞争力的信息,从而使旅游规划部门能够根据这些有效信息进一步开发规划旅游景区。
篇3
【关键词】土地测绘;地理信息系统;测绘应用
引言
地理信息系统是一种空间信息系统,其在使用方面具有非常重要的意义相比于传统的测绘技术有很多技术上的优势,不但可以节省操作人员的工作量,还可以极大的避免和减小误差,这些都提高了地理信息系统的工作效率。并且在进行项目的建设时,要对建设土地进行科学的管理和使用,采用先进的土地测绘技术可以提高土地的利用率,提高土地的管理效率,实现土地在建设项目时的合理利用,为工程项目的土地管理奠定良好的基础。因此,土地测绘技术在工程项目的建设中具有非常重要的地位,所以本文就土地测绘中地理信息系统的应用做主要的分析和探究。
一、土地测绘中地理信息系统的优点
1、节省时间精力,减轻工作人员的工作负担
地理信息系统主要是依靠计算机网络技术和数字技术来进行相关的土地测量工作的,有着自身固定的工作流程和系统,可以十分完整的进行测绘操作,相比于传统的土地测绘技术可以大大地减轻工作人员的工作负担。在地理信息系统的程序设定上,每一个系统都拥有完整的工作系统和特定的工作流程,通过计算机网络技术的结合,只需要进行相关的设定就可以完成需要的土地测绘,节省时间和精力,以此缩短土地测绘当中的繁琐流程,提高地理信息系统的工作效率。
2、测绘信息具有时效性
在工程建设的过程中,在使用地理信息系统对土地进行测绘工作时,必须要首先进行系统工作的规定,根据当地实际的地理环境变化,合理的调整和分析测定的结果,还可以采用卫星监控和即时控制等高科技的方法来对地理变化的结果进行相关的监测和分析,包括地理环境的改变、天气的变化和人为的原因等等都需要进行严格的分析,找出测绘过程中的不利因素,并将影响的分析结果归类整合,及时的发应在测绘的结果上,确保了测绘信息的时效性。
3、能够有效的避免或减少测绘过程中的失误
一般来说,在传统的测绘过程中,测绘人员进行的测绘都无法保证数据的准确性,在测绘中一个微小的人为失误就可能造成测量结果的重大失误,导致整个建设工程的严重错误。但是在利用地理信息系统进行测绘工作时,整个的测绘过程都是通过系统自身预设好的程序自动完成的,因此在数据的采集、输入和分析整理过程等都可以最大限度的避免测绘的失误,保证测绘结果的准确性。除此之外,在测绘完成之后,计算机网络技术还可以根据测绘的结果绘制相应的图表,图表的布局、着手和比例尺等都会根据系统预设的程序自动的选用,极大地减少了人工绘制图表的误差,提高了测绘的准确性。传统测量手段基本都存在毫米级的误差,且操作人员的技术水平会对测量精度产生直接影响。.其平面扫描通过卫星来实现,测量人员仅需正确操作接收设备即可,整个过程人为影响降至最低,最大程度上保证测量精度。
二、地理信息系统在土地测绘中的具体应用
1、数据的采集
在土地测绘工作的初期,首先应当对测绘对象进行相应的处理,包括对其进行抽象、离散等处理,使得最后的测绘结果能够以栅格和矢量等方式正常的存储在系统的数据库内。在传统的测绘过程中,主要是使用仪器的扫描来产生数字,进行人工数据的测量,这不仅会影响测绘的工作效率,还会使得测绘的精准度大大下降。而地理信息系统可以将后续的数据进行相关的处理,使数据的采集更加的精确。
2、数据的处理
目前所进行的土地测绘,既包括了对建设项目的土地测绘又包含了对于道路土地的测绘,这些测绘对象的共同特征是其都存在着客观属性和主观属性,测量时数据的直观体现便是客观属性,而使用不同物体进行代表说明的便是主观属性。在使用地理信息系统进行测绘数据的数理分析时,若不能对其进行定量的分析则容易造成测量的不准确,因此在处理时要根据测绘对象的属性特征、空间特征和时间特征等进行合理的分析和处理。
3、数据的管理
在使用地理信息系统测绘时,测绘得到的数据管理也是土地测绘管理中的重要组成部分,在土地的测绘当中会产生很多复杂的数据,对于这些数据的正确管理在测绘工作的整体发展中具有重要意义。一般在进行测绘时需要用点、线、面等来进行实物信息的表示,在测绘信息中有特定的含义。例如点一般代表路段上的桥、道叉等;线代表的是道路中线、边线;面代表的是相应的建筑。在地理信息系统中,通过地理数据库来对这些数据进行加密管理,可以有效提高信息的安全性。
4、数据的显示
一般情况下,地图特征都是通过单一值地图、单一的符号和相应的字段属性及数量的表达等构成的。举例来说,使用单一的符号可以代表相关的实物,进一步就可以得到符号的密集程度就代表着实物的具体分布情况,因此在土地的测绘中就可以使用特定的符号来进行实物的表达。另外还可以通过不同的颜色标记来进行实物和数据的区分,这就大大的提高了地理信息系统的数据显示能力。但是在传统的测绘地图当中,比例尺的精确度达不到要求,画面显示的清晰度也有待提高,这些都是测绘地图的缺点,地理信息系统的使用就正好改善这些不足,满足了测绘地图需求。
5、在资源调查中的应用
随着近来社会经济和城市化进程迅速发展,人与资源的矛盾的越加突出,因此,必须要大力开展科学保护研究工作,加强对资源的合理利用,而GIS技术、GPS技术、RS技术的应用在很大程度上缓解了这一问题和矛盾的激化,通过现代GIS技术的探讨与分析,加强对的科学研究与整理规划,实现人类社会的可持续发展。GIS技术利用其地理信息系统平台,对系统结构和功能进行扩展应用,可以快捷、高效、实时获取信息,同时系统运行中通过对计算机硬件和软件的应用,还要在每一时间采集资源空间数据信息,并且对这些数据进行客观处理,按照相关的空间位置以及地理坐标,强化数据编辑,充分实现资源管理的自动化,实现对资源的有效管理。
结语
在土地测绘技术的不断发展中,地理信息系统通过先进科学的融合,有效的提高了土地的利用率,并且通过对土地管理的科学有效的运用,为我国工程项目的建设和城市的发展提供了准确有效的建设依据,从而促进了建设行业的发展。再者,在地理信息系统的实际测绘过程中,技术人员不断的根据现场的情况进行技术的改进和创新,使用技术手段对地理信息系统进行修缮和改进,并使得地理信息系统的应用范围更加的广泛,极大的推进了测绘技术的发展,完善了地理信息系统的功能性质。
参考文献
篇4
关键词:地理信息;矿山测量;应用
中图分类号:TD171文献标识码: A
地理信息系统
地理信息系统简称 GIS,主要是通过计算机来对地理信息进行存储和处理的
一种技术与工具,是一种依靠计算机软和硬件的支撑,按空间把各种资源信息和环境参数或地理坐标进行分布,以其固定的格式和分类编码输入、处理、存储、输出,从而来满足应用需要的人机交互信息系统的要求。
2、地理信息系统的主要特点和基本功能分析
通过分析可得 ,地理信息系统主要有以下几个特点:
(1)地理信息系统具有多源性。因为地理信息系统中的数据所涉及到的领域比较多,载体多,而且来源也十分丰富,因此,地理信息系统具有多源性的特点。
(2)地理信息系统具有多时相。多时相性主要指的是在矿山生产和建设的每一个阶段,矿山测量中的信息都包含其中。
(3)地理信息系统的时空特性突出。鉴于要考虑地理信息系统的几何属性和时空纬度特性,在具体的系统运行当中,它的数据在不断的进行交换。
(4)地理信息系统的不确定性。在数据库领域中,支持数据库技术发展的重要理论就是不确定理论,然而在矿山测量中,地理信息系统需要依据所测量的数据来对数据库进行构建,因此,地理信息系统因为所包含的测量数据比较丰富而具有不确定的特点,对于这一特性,必须正确理解。
除了以上所阐述的特点,地理信息系统还具有以下几方面的功能:
(1)地理信息系统能够及时并且有效的检测矿区的环境状况及其演变状况。
(2)地理信息系统可以对矿区的数据进行采集、分析、加工处理和采集,同时还能够对围绕矿区的其他周边因素进行确切的分析。
(3)地理信息系统可以为矿井的开采和设计提供有力的支撑,并且能够对矿井的生产过程进行有效的管理,还能能够为矿山的灾害预防和治理提供一定的技术支撑。
(4)地理信息系统能够轻而易举的实现人和机器的协同操作,可以准确判断矿区的整个开采状况和发展规划,从而使整个矿山的数据分析和处理能力得到很大的提升。
(5)当前,地理信息系统已经具备了3D 建模功能和可视化功能,这两种功能可以很好的运用在矿山的模拟开采中,与此同时,还能够研究矿山开采对环境所造成的影响。
地理信息系统在矿山测量中应用的重要意义
地理信息系统(GIS)是测绘技术中很重要的一部分,当前,在很多领域已经
得到了十分广泛的应用,如城市交通、电力传输、通讯建设等领域,地理信息系统都已经成了不可或缺的部分。然而,应用的最广发、效果最好的还是矿山测量领域。地理信息系统在矿山测量中应用的主要意义表现在三个方面:
地理信息系统在矿山测量中的应用,使其整体测量效果得到了提升。
地理信息系统在矿山测量中的应用,是矿山测量技术未来发展的必然趋势,地理信息系统依靠自身独特的优点使得矿山测量的整体效果得到了提升,满足了矿山测量的实际需求。
第二,地理信息系统在矿山测量中的应用,使其矿山测量方法更加丰富。从目前已有的矿山测量方法来看,地理信息系统已经成为了矿山测量中的重要方法,并且发挥着很重要的作用,它在确保了矿山测量方法的同时,也保障了矿山测量的准确性。
第三,地理信息系统在矿山测量中的应用,使矿山测量的有效性得到了提升。在矿山测量的整个过程中,地理信息系统的广泛应用在提高测量的准确性的同时,还降低了其测量难度,使得整个矿山测量过程的实效性更为优良。
4、GIS 在矿山测量中的应用
GIS 在矿山测量中的应用方向大体上可以分为五种:
(1)基于 GIS 技术建立多源数据找矿模型。单一的信息源常常局限于信息的片面性, 无法对地质体、地质现象和某些特征做出准确的反映,这就要求对多而复杂的其他相关内容进行更加深入和透彻的了解。而 GIS 技术具备多源数据综合分析能力和管理功能, 可以给具有空间属性的异源数据提供良好的融合平台,从而建立起多源的数据找矿模型。
(2)矿山管理信息系统。矿山管理主要有矿山设计、矿产开采、巷道开挖、沉降监测和环境评价等内容。矿山管理信息系统内容复杂而且庞大,功能比较齐全。当前大部分学者已经对矿山的地质灾害、矿区生态环境评价、矿山机电的安全管理、矿区土地利用、矿井通风信息系统、煤矿灾害事故、井下可视化管理系统、煤矿瓦斯管理信息系统、煤矿安全管理矿山开采沉降可视化、救援信息系统等方面进行了深入的研究与探讨
(3)三维矿山。当前,三维矿山模拟已经成了当代的科技热点。它主要是建立在 GIS、可视化技术和地质信息计算机模拟技术的基础上的矿山客观实体模型。三维矿山的建立,对于地质和矿业界的人员十分有利,它可以更加直观和精确地对矿体边界进行圈定,从而对不同矿体分布的三维形态进行了解,方便了地下地质体的准确解读,为矿产开发和找矿预测提供了十分有利的指导。
(4)矿产资源规划管理。运用 GIS 方法有效管理矿产资源规划管理中的大量图形、文档和指标数据,对于其标准和规范化的处理十分有利,建立统一的矿产资源数据库。可以通过运行客户机、服务器的模式,经由大型数据库和 GIS 空间数据引擎,把图形和文档数据吸收到数据管理平台,进而有效实现对图形、文档和指标这三种数据的管理和分析。同时,还能够对项目的规进行远程管理。
(5)数字矿山。数字矿山(DM)是 1999 年提出的。数字矿山是多维数字化、网络化和可视化的技术系统,主要是运用多媒体和模拟仿真技术数字化的再现了真实矿山。当前,国内已经逐渐开始运用三维地学模拟、采矿机器人、矿山虚拟等技术对矿山的开发与应用进行研究。比如,煤矿地质测量 3D 模型的构建与可视化对于提高工作人员对煤矿生产各个环节的直观认识很有帮助。然而,因为采集数据有很大的难度,而且其生成算法又比较复杂,所以数字矿山全景式真三维建模这一功能目前还处于开发探索阶段。GIS运用平行或基本平行的剖面数据建立起三维空间任意复杂形状物体的真三维实体模型,并以此为基础提供特定的服务,主要应用在露天采矿、井下采矿、建立巷道模型、矿体模型方面。
5、矿山地理信息系统
5.1、矿山地理信息系统概述
矿山地理信息系统 (MGIS) 是将 GIS 应用于矿山的区域性 GIS,是为矿山生产、设计、规划等提供支持的系统。它主要以计算机为基础,应用摄影测量与遥感等技术来对信息进行采集,发挥 GIS 的强大地学分析和辅助决策功能,通过制图和图像处理手段,结合矿山资源特征构建起来的地理信息系统。矿山地理信息系统的工能十分强大,它具备了对信息的采集、加工处理、存储、建立矿区数据库及软件系统,实现对信息的查询检索、综合分析、动态预测和评价、信息输出等功能。这一强大的系统可以为矿区的环境监测和评价以及矿产资源的开发管理提供科学保障。矿山地理信息系统是矿山现代化管理、决策的重要标志,是为满足矿山生产发展的需求而研发出来的一种现代化的信息管理系统。
5.2、在我国矿山测量中的应用现状
5.2.1、应用领域
(1)矿床地质勘探及矿山设计。矿山地理信息系统能够对大量的矿山地理信息数据进行存储,并运用GIS 的强大功能进行勘探设计、地质施工、报告编制及矿山设计,在很大程度上提高了工作效率,并且降低了误差,使得设计成果得到了进一步的优化。
(2)编制生产计划。矿山地理信息系统能够制定出生产计划,并通过实时的分析其空间关系,制定出建立在客观、科学、合理、有效的生产计划,通过模拟,还能够更好地对生产计划的科学合理性和可操作性进行检验。
(3)日常生产管理。在日常生产过程中,矿山会遇到各种各样的问题,许多地质现象也会日益凸显,而这些新的资料要及时地输入到矿山地理信息系统中,运用其特有的分析能力,对生产计划进行及时、科学、有效的调整,使生产计划的实施效率得到提高。与此同时,还能够准确的统计出各种生产数据,为领导实施决策提供一定的参考。
(4)经济评价及预测。在矿山中能够使用矿山地理信息系统对矿山进行经济评价,预测未来的生产经营状况等。矿山经营的各个方面都能偶运用矿山地理信息系统,这样不但能顾节约成产成本,还能够提高工作效率。
5.2.2、应用中存在的问题
(1)可视化数据结构的有效表达问题。借助计算机的原型模拟加工可有效表达地面和地下地形地貌三维可视化,然而隐伏矿体在表达上却存在一定的局限性。因为隐伏矿体的内部结构比较特殊,再加上矿体暴露,它所要表达的内容就会产生不确定性,对于隐伏矿体的可视化表非常不利,给其正常工作也带来了很大影响,所以,必须尽快建立一种有效的可视化数据结构表达方式。
(2)巷道的空间拓展表达。因为巷道是不断发展和延伸的,它所表达的线对象与地质的截然不同,所以,还得不断加强怎样针对在空间不断拓展的特点实现矿山地理信息系统的三维可视化表达,建立适合矿山地理信息系统的可视化手段的研究。
5.2.3、GIS 在矿山测量中应用前景
(1)多元集成趋势。多元集成主要指的是三大系统的集成,即矿山信息源的集成、矿山管理系统的集成、多种应用技术的集成。GIS 技术在未来的发展中必须使得遥感、水文、测量、物探、钻井、地震等资料实现集成可视化,从而实现信息的融合和共享,为主管部门对网络化的系统管理提供方便。GIS 将地理学、地理信息科学、计算机技术、遥感技术、全球定位技术等多种学科交叉渗透,具有非常好的实用性。所以,实现 GIS 的可持续发展,一定要将上述学科很好的结合起来,促进其共同发展,这样才能使GIS 系统得以高效的应用。
(2)矿山生产过程一体化。未来 GIS 的发展趋势将是实现从矿山设计到开采生产的过程一体化。其利用三维可视化、地质及矿床模型、虚拟现实等技术为基础,同时又结合了其它信息,对其甲乙数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、地下矿巷道标准断面设计、采矿方法设计、爆破设计、露天开采爆破设计、储量动态监测、灾情应变预案等工作。运用可视化技术,实现露天采场、矿井的生产调度与自动监测,边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报,地下矿井地压、矿震监测与预报,通风、粉尘、地下水监测等。
(3)矿山决策支持系统。因为当前 GIS 在矿产资源方面对知识的处理和推理能力比较欠缺。而矿山决策支持系统将会为矿山环境保护、矿山环境治理、矿山环境评价提供支持。决策系统还将向智能化方向发展,为各种智能生产经营提供决策,并提高决策的实效性和科学性。
结语
通过本文的分析可知,在目前的矿山测量中,地理信息系统作为主要的测量手段得到了重要的应用,其应用领域主要表现在矿床地质勘探及矿山设计中、矿山的生产计划编制中、矿山日常生产管理的开展中和矿山的安全生产领域。通过应用地理信息系统,矿山无论是在勘测还是再生产中都得到了有效保障。因此,对于地理信息系统在矿山测量中的应用我们要有全新的认识,不但要认识到其应用的重要意义,还要对其具体应用过程有足够的了解,满足矿山生产的实际需要。
参考文献:
[1]李国钊. 地理信息系统在矿山测量中的应用[J]. 地理空间信息,2013,04:38-39+45+186.
篇5
一、地理信息系统的概念
地理信息系统简称为GIS,是以地理空间数据库为基础,依靠计算机硬件的支持,对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析、显示,运用地理模型的分析方法,提供多种空间及动态地理信息,为地理研究决策提供服务建立起来的计算机技术系统。目前,GIS的应用领域非常广泛,有矿产资源开发、环境污染与治理、城市规划与管理、天气预报、防灾减灾以及公共交通与管理等领域。
二、地理信息系统的发展现状
1.系统技术方面
地理信息技术的发展具有网络化、智能化以及集成化的特点,依据GIS技术的应用发展情况,可以总结出地理信息技术的三个发展阶段:第一个阶段是桌面工具时代;第二个阶段是网络地图展示时代;第三个阶段是Web 2.0时代。从平台的转变我们可以看出,GIS的工作平台由单机向网络工作环境的转变,不仅实现了通过互联网、下载、浏览信息,还实现了以Web为基础的GIS查询与分析。Web2.0与Web 1.0相比,交互性更强,用户集内容使用者和内容提供者与一体。系统集成化使GIS软件具有多种不同功能,成为可以实现自我软件管理的组件,使数据能在系统内和系统间自由流动。
2.系统应用方面
GIS应用呈现出企业化、社会化、全球化、大众化等特点,已经实现了从面向专业技术领域服务向社会化地理信息服务的转变。GIS通过与RS、GPS的进一步结合,可以进入更多的宏观与微观领域并形成新的产业,大大推动GIS的应用,使GIS转化为生产力,更好地为经济发展和社会进步服务。随着信息技术的发展以及企业信息化水平的提高,包括企业GIS系统在内的企业内部信息化建设,以企业内部应用为目的的业务系统取得了较快发展。企业GIS可以在一个单位的多个部门得到应用,通过建立一个长期稳定运行的系统可以实现资源共享,共同为企业多种业务系统提供空间数据和服务,为企业不同部门提供空间信息。
三、地理信息系统的发展前景
1.开放GIS研究
开放GIS通过采用新技术和商业方式达到提高地理信息处理的互用性,减少非互用性对工业界、教育界、艺术界的负面作用。美国开放式GIS协会以建立全国和全球范围信息基础设施为目标,以方便人们自由使用地理信息和自由处理地理信息;甚至为当前还未进入地理信息处理的产业开辟新的地理信息处理市场,为社会带来新的商业模式和商业利益。这其中包括:地理信息处理商、计算机生产者、系统整合者、电讯公司,甚至高等院校都加入了此协会,形成了软件规范及新的商业途径。
2.GIS网络化
计算机技术对GIS发展起的作用是巨大的。网络技术使数据库在地理位置上以分布式的方式而存在,这样的存在方式使得数据库可以进行局部生产、更新、管理、维护。网络的开放性特点又使分布的数据库可以共享使用。万维网的发展为GIS数据提供了更大范围的、出版、获取、查询途径。地理数据不仅可以根据地理位置、专题内容、使用价格进行查询,还可以直接在网上进行数据的各种操作,使用网络提供的模型模拟,产生新的数据结果。遗憾的是,当前网络在GIS上还有一定的局限性:一方面,鉴于GIS庞大的数据容量导致网络宽带不具备满足地理数据传输的能力;另一方面,如何使网络有效应用于GIS中,仍然是需要探索的难题,许多技术在GIS领域与商业化、实用化还有差距,仍处在研究和实验阶段。
3.GIS构件化
组件技术是近二十年兴起的面向对象技术进入到成熟的实用化阶段。组件技术概念模式下,软件系统被当作相互协同工作的对象集合,并且每个对象都可以提供特定服务、发出特定消息,以便其他对象了解。组件式GIS系统通过适当抽象GIS功能,通过组件形式提供给开发者,会有传统GIS工具无法企及的优点(如:组件式GIS系统价格便宜、小巧灵活)。在组件模型中,各组件可以实现与自己关系最紧密的系统功能。组件化GIS平台具有集中提供空间数据管理的能力,与数据库系统灵活连接,使用户可以取得较好的性能价格比或者开发GIS应用系统。这样,VB、VC、Notes等都可以直接成为GIS的优秀开发工具,并且能充分发挥它们各自的优点。
4.与云计算技术有效结合
随着GIS技术的不断网络化以及云计算技术的飞速发展,地理信息系统的需求也在不断扩展,并对GIS系统平台的性能提出了更高的要求。为了对现有的资源进行整合,以更高的性能满足GIS系统平台的需求,需要推进云计算技术与GIS的快速结合。目前,国内外大型地理信息系统软件平台都推出了云服务功能,且已经成为了发展中的重要增长点。
四、结束语
篇6
关键词:地理信息系统(GIS) 人口 流动 管理 应用
中图分类号:F119.9
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2013)03-029-02
改革开放以来,我国的政治、经济和社会都发生了深刻的变化,日益加深的全球化,使城镇化进程进一步加速,同时也出现了资源紧缺、大学生就业难、人口老龄化等严峻的社会问题,这注定了我国正面临着一个长期而复杂的转型过程。从整体来看,我国人口结构也在发生变化,那么,如何研究和管理人口,意义非常重大。单一地研究人口并不能全面综合地反映人口状况,人是社会以及一切社会活动的主体,所以要深入地研究人口就必须把人口信息、经济信息和地理信息这三种信息整合起来,才能得到全面、准确、有价值的人口信息,并为政府各部门制定决策提供科学的依据,对提高职能部门管理服务水平起到积极的推进作用。
近年来,GIS在社会科学领域的重要性不断得到加强,人口、经济等统计信息所具有的空间特征,通过地理信息系统可以进行空间可视化,从而得到人口在空间中的直观的分布变化规律。社会的可持续发展迫切需要精度更高、更加灵活有效的表示和统计人口数据的新方法,人口数据空间化是解决上述问题的方法之一,而GIS技术在空间分析上具有突出的优势。总之,结合地理信息系统,能够更科学、高效地管理人口数据,提高人口管理信息化的技术水平,实现人口信息服务的有效增值。
一、地理信息系统
地理信息系统(Geographical Information System,缩写为GIS)的创立与发展是与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密联系的。地理信息系统起源于北美。有时又被称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。空间分析能力是GIS的主要功能,也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。它还具有输入、管理、转换、可视化、组织、查询、分析等功能。在人们的生产和生活中,80%以上的信息都与地理空间位置有关。
地理信息系统作为获取、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。在社会的各个方面。尤其在城市规划、智能交通、人口管理、人口统计与分布、房地产,公共卫生、运输物流、防震减灾等方面取得了很大的成绩。
二、人口地理信息系统
人口地理信息系统(简称人口GIS)是MIS与GIS结合的一种新技术,具有强大的空间分析和可视化功能,人口地理信息系统是针对人口空间信息特点的GIS,是GIS的一个重要分支。国内人口GIS真正兴起,始于2000年第五次人口普查后。随着各地海量人口信息数据库的建立与数据挖掘技术在各个行业中的广泛应用,为在人口GIS中挖掘出可信的、有效的人口信息提供了方便{1}。
基于GIS的人口管理信息系统,将人口信息与空间信息相结合。充分运用GIS技术将人口的属性数据、空间数据、时间数据“三位一体化”,实现了人口普查、日常管理、统计与分析的数字化和可视化。与传统的管理信息系统相比.该系统具有时效性强、可视化效果好等优点.能更快地为各级决策部门提供直观明了的各项人口信息。
三、人口地理信息系统的应用与发展
改革开放以来我国政治、经济和社会都发生了深刻的变化,我国社会正在由过去那种高度统一和集中、社会连带性极强的社会,转变为更多带有局部性、碎片化特征的社会(魏立华、阎小培,2005)。由此看来,转型期大城市的空间发展已不单是经济、产业、物质空间的问题,社会中人的问题已成为大城市空间发展中的核心要素。
人类的社会活动和自然界的发展变化都是在时空框架下进行的,地球空间信息是它们的载体和数学基础。自改革开放以来,我国政治、经济、社会都发生了深刻变化。一方面,市场化体制环境促进了资源的流动与配置,经济要素、人口、职业等的流动性大大增强,有利于城市空间资源经济效益最大化;另一方面,它也产生了不容忽视的一些社会负面效应,造成阶层间社会距离拉大(张京祥,2007)。由此看来,大城市的空间发展已不单是经济、产业、物质空间的问题,人的问题已成为大城市空间发展中的核心要素。
人是社会以及一切社会活动的主体,是影响可持续发展的重要因素之一。人口问题是当今世界面临的重大问题,也是现代化建设最重要的影响因素。人口与经济发展、生态环境、自然资源、城市的基础设施建设、社会发展紧密地联系在一起。解决人口问题迫在眉睫。要解决好人口问题,首先要全面掌握人口信息,不仅需要掌握人口的结构、受教育程度、老龄化等情况,也需要掌握人口的空间分布、流动迁移等信息资料,以利于科学制定人口政策,合理利用人力资源。
人口管理的特点是数据量大,流动性强、地域区别明显,复杂度高,而将“人口信息”与“地理”相结合进行管理,结合数字地图,运用Arcgis等技术,就可以较好地处理、解决上述问题。将人口管理与地理信息系统相结合,就能更好地实现对人口数据的采集、查询、管理、显示、分析、等功能。
对于人口的多种行为而言,人口赖以存在的地域空间同样具有多重属性。因此,人口地理信息系统是一个很好的直观而又形象地表达人口地域情况的工具。具体的实现途径是,利用地理编码将空间信息和非空间信息联系起来,并将这些信息集成到不同的空间域中(Grayson 2000; Jiang and Li 2003)。这样便实现了人口信息与地理信息的结合,我们便可以利用地理信息系统的分析方法反映出人口规律。
因为有着强大而充分的数据支持,再加上地理信息系统特有的功能和分析技术,人口地理信息系统可以在很多领域得到应用{2}。
第一,城市规划。例如:教育设施、生活服务设施、政府公共设施的规划与选址分析等。
第二,商业机构市场前景与客户分析的信息咨询。例如:快餐店、商场等的选址,以及潜在的客户群规模、分布和特征分析,特定区域内的竞争对手分析等。
第三,社会可持续发展的分析工具。利用人口地理信息系统可以将人口、资源、环境以及社会经济数据结合在一起,通过地理信息系统的空间分析手段得出人口、资源、环境和社会经济的现状分布情况,进一步对现状进行分析和评价,为政府相关部门作出决策提供有力的依据。
第四,流动人口信息管理系统的建设。目前,随着各地经济发展需求及市场竞争机制推动,人口流动性越来越大,政府各部门工作面对人口大流动的挑战,原有的人口管理方式已经难以适应社会发展的要求。由于现行的管理方式无法满足对实有人口的动态管理,无法规范租赁房屋的管理行为,信息资源的综合利用率较低,难以满足为社会管理和经济建设服务的需要。因此,建设流动人口信息管理系统在目前形势下显得尤为重要。
第五,老年人口的空间分布特征及其多元化需求描述。在我国人口老龄化背景下,从静态的老龄人口规模和空间需求研究逐渐转向动态的老龄人口结构变化、空间分布演变研究,构建人口空间分布视角下的城市空间发展研究理论框架,对完善城市规划理论及方法体系具有重要的理论意义。
第六,人口经济压力的研究分析。人口压力主要是指社会、经济和环境等系统能力不能满足日益增长的人口的需要。从而形成人地关系的不协调。从GIS角度出发,对人口经济压力空间分布进行描述,分别从人口增长压力、人口生活质量压力、人口素质压力、人口就业压力等方面进行分析研究,为政府相关部门制定政策时提供参考依据。
由此我们可以看出,人口地理信息系统有着美好的应用前景。将人口信息与空间信息相结合,将人口信息展布于地域空间之上,实现了人口分布、统计分析、日常管理的数字化和可视化。与传统的管理信息系统相比,能更快更好地为各级决策部门提供直观明了的各项人口信息。
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13.马腾.浅谈地理信息系统在可持续发展战略中的作用.湖北社会科学,2007(7)
篇7
论文摘要: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,从而为土地利用,城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划,管理决策服务。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。
地理信息系统技术在中国的出现和发展已经经过了近20年的历程,国内外著名的地理信息系统软件在中国的各个行业均得到了广泛应用,在所有利用地理信息系统技术建设的应用系统中,地理信息系统的一个最基本职能就是管理数字地形图,让用户能够轻松地利用它快速地检索所需要地区的地形数据,并按照用户需要的格式进行输出。我们目前接触过的地理信息系统有多种,但对其数据管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系统的数据管理方式
1 .1地理信息系统定义
地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统,它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据,从而为土地利用、资源评价与管理、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新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业,就可以产生事半功倍的效果,能大大提高工作效率和质量管理水平,同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。
1.2空间数据的描述方式和特征
测量工作的土要成果是与地理位置相关的信息,这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X. Y. Z点串表现的点、线或多边形,这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形,如图片、图像等,这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式,矢量形式是空间数据的主要表达方式之一,矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征:
(1)每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征;
(2)非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求,因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;
(3)空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系,因而增加了问题的复杂性;
(4)分类编码特征,明确每一个、每组空间对象;
(5)海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。
1.3地理信息系统的数据管理方式
基于空间数据具有自身的上述特殊特征,国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发,长期以来,地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。
(1)文件与关系数据库混合管理系统
由于空间数据具有其自身的上述特殊特征,这种关系数据库管理系统难以满足要求,囚而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。
(2)全关系型空间数据库管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展,由CIS软件在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,也能管理非结构化的图形数据。
(3)对象——关系数据库管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要,所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展,通过定义操纵各种空间对象的API函数,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。
(4)面向对象空间数据库管理系统
目前,面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理,因为它不仅支持变长记录,而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求,定义出合适的数据结构和一组操作。 2、空间数据的无线管理
现在的测量均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行,在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种测量数据之后,通过地理信息系统的空间数据的无缝管理,也就是将测量的成果成片的管理起来,形成一个完整的提供作体系,在地质测绘的工作中,使我们可以直观的了解整个测区,以达到最为理想的工作效果。
实现无缝空间数据库有两个不同的阶段:
一是在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织,只是从用户的视角来看待空间数据库,它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想,并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而,它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织,能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边,但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理,对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理,对用户来说是不可见的,因而说是逻辑上的“无缝”组织。
优点:在用户视点上,系统便于操作,在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。
缺点:因为其物理底层依然是分幅方式管理地图,其分割地理实体的机制依旧,通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低;查询检索依然不便(通过关联涉及多图幅或多专题):地理实体的完整性与一致性维护;数据分步管理等对“关联机制”的“压力”;插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。
二是在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录,这样从本质上(物理结构)使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样,不但从用户视角看,其在逻辑上是无缝的,同时从设计者视角看,其物理地层结构也是无缝的。
优点:从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念,从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。
缺点:数据的入库要求过于严格,在现实情况下有一定的难度;对己有GIS数据库的改造工作量较大。
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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,从而为土地利用,城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划,管理决策服务。作为基础测绘数据,需要不断地完善,不断地更新技术,为社会提供更好的数字产品。
地理信息系统技术在中国的出现和发展已经经过了近20年的历程,国内外著名的地理信息系统软件在中国的各个行业均得到了广泛应用,在所有利用地理信息系统技术建设的应用系统中,地理信息系统的一个最基本职能就是管理数字地形图,让用户能够轻松地利用它快速地检索所需要地区的地形数据,并按照用户需要的格式进行输出。我们目前接触过的地理信息系统有多种,但对其数据管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系统的数据管理方式
1 .1地理信息系统定义
地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统,它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、GIS技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据,从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、安全生产监督管理、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务。
1.2空间数据的描述方式和特征
基础数据的主要成果是与地理位置相关的信息,这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X. Y. Z点串表现的点、线或多边形,这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形,如图片、图像等,这种方式称为栅格形式。现在的基础数据多为矢量形式,矢量形式是空间数据的主要表达方式之一,矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征:
1.2.1每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征;
1.2.2非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求,因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;
1.2.3空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系,因而增加了问题的复杂性;
1.2.4分类编码特征,明确每一个、每组空间对象;
1.2.5海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。
1.3地理信息系统的数据管理方式
基于空间数据具有自身的上述特殊特征,国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发,长期以来,地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。
1.3.1文件与关系数据库混合管理系统
由于空间数据具有其自身的上述特殊特征,这种关系数据库管理系统难以满足要求,因而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。
1.3.2全关系型空间数据库管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展,由CIS软件在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,也能管理非结构化的图形数据。
1.3.3对象――关系数据库管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要,所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展,通过定义操纵各种空间对象的API函数,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。
1.3.4面向对象空间数据库管理系统
目前,面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理,因为它不仅支持变长记录,而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求,定义出合适的数据结构和一组操作。
2、空间数据的无缝管理
现在的基础数据均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行,在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种基础数据,通过地理信息系统的空间数据的无缝管理,也就是将测量的成果成片的管理起来,形成一个完整的提供作体系,在基础测绘的工作中,使我们可以直观的了解整个测区,以达到最为理想的工作效果。
实现无缝空间数据库有两个不同的阶段:
一是在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织,只是从用户的视角来看待空间数据库,它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想,并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而,它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织,能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边,但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理,对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理,对用户来说是不可见的,因而说是逻辑上的“无缝”组织。
优点:在用户视点上,系统便于操作,在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。
缺点:因为其物理底层依然是分幅方式管理地图,其分割地理实体的机制依旧,通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低;查询检索依然不便(通过关联涉及多图幅或多专题):地理实体的完整性与一致性维护;数据分步管理等对“关联机制”的“压力”;插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。
二是在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录,这样从本质上(物理结构)使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样,不但从用户视角看,其在逻辑上是无缝的,同时从设计者视角看,其物理地层结构也是无缝的。
优点:从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念,从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。
缺点:数据的入库要求过于严格,在现实情况下有一定的难度;对己有GIS数据库的改造工作量较大。
篇9
随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的迅速提高,人民对所居住的房子提出了更高的要求,于是“智能建筑”将成为未来城市建筑发展的主流;另一方面,“智能建筑”以及住宅小区的“智能化”也是社会信息化的必然趋势,把当代科学技术应用于住宅产业,旨在改善住宅功能,优化居住环境,提高居民的生活质量,真正实现建筑行业绿色环保和可持续发展的要求。计算机技术、现代通信技术、自动化控制技术等技术的迅速发展,为“智能建筑”的实现提供了必要的技术支持,特别是地理信息系统(GIS)的高速发展和地理信息系统软件社会化程度的日益提高,提高了智能建筑的系统管理功能。智能小区是智能建筑基础上扩展和延伸出来的,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个高效、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。为适应我国加快住宅建设发展,增强住宅建设的科技含量的要求,实现真正智能、绿色环保的要求,需要从开始的设计规划到最后的房屋装饰都需要地理信息系统这,主要从事地理信息系统,计算机辅助设计,勘测设计一体化以及智能交通系统教学与研究。一强大的工具。
地理信息系统,从上世纪到现在已有四十余年的发展史,简称GIS(GeographInformationSystem),是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的边缘学科,是指由计算机软硬件系统、地理数据和用户组成的,通过对相关数据进行采集、存储、检索、操作、分析和建模,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识,为工程设计、规划、管理决策等服务。简言之,就是把对象的空间属性与它的空间位置联系起来进行空间查询和分析,从而实现资源的有效管理和配置。WebGIS即通常所说的万维网GIS,是GIS技术与万维网技术的有机结合,是Internet或In-tranet的环境下的一种传输、存储、处理、分析、显示与应用地理空间信息的地理信息系统,他使得GIS的各项功能不在局限于单机和局部的计算机网络,而是扩展到更加广阔的范围。目前智能建筑行业的专家和技术人员、研究人员充分认识的GIS特别是WebGIS的强大功能,纷纷将GIS应用于智能建筑的各个方面,采用GIS新技术和新方法来研究和管理城市建筑行业的某一方面已经形成共识,如用于办公自动化、物业管理、建筑社保自动化管理系统等问题,但是用WebGIS把相关的功能进行整合和集成,形成基于WebGIS的智能建筑管理信息系统却是一个崭新的课题。通过网络GIS把智能建筑的相关功能整合在一起将大大提高其管理的效率,降低相关成本,提高分析模拟能力,具有传统方法无法比拟的优越性!
2目前研究动态和存在问题随着国家对智能建筑的重视,我国的智能建筑行业取得了很大的发展,如自从1997年10月国家建设部颁布了我国智能建筑领域的第一个法规性文件,即建设部建设[1997]290号文《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》之后,实行了市场准入制度,出台了中国《智能建筑设计标准》国标,我国智能建筑的发展已走上规范有序的轨道。
2.1智能建筑目前的研究动态智能化是一种拟人化的称呼,它不是智能化系统的简单堆砌,也不是意味着生活的“自动化”,更不是最新、最先进系统及产品的试验场。具体地说,“智能化”在住宅小区中主要是体现在以下三个方面:(1)提供方便、快捷、经济的信息通信服务:应用计算机网络技术和通信技术,建立小区内的高速数据通信网络,适应信息时代人们多样化的信息通信需要。(2)创造安全、舒适的居住环境:应用现代安全防范技术,建立小区必要的安全防范体系,同时综合应用各种现代技术手段,营造一个安全舒适的“居住”环境。(3)建立高效、科学、便利的物业管理体系:应用计算机网络技术、软件技术、现代控制技术和IC卡等技术建立网络化''''智能化的物业管理系统。
2.2目前智能建筑中存在的问题要真正实现智能建筑以及智能小区的要求以及符合WTO的规则和相关的国际标准,要真正全面提高我国智能化建筑技术发展管理的总体水平,还存在很多问题。(1)小区“智能建筑”的设计不科学“智能建筑”应该根据小区的特定条件,包括小区的规模和档次、配套设施、建筑布局、用户对象和投资情况等因素综合考虑,从实际出发,适度超前,以实用为目的,选择适合小区实际需要的系统和功能,即“量体裁衣”。但目前有些小区的“智能建筑”整体设计不科学。(2)智能建筑的施工不够规范“智能建筑”不仅仅是科学的设计,规范的施工同样重要,规范的实施包括确定合适的集成商及供货商,制定分步实施步骤,规范的施工组织计划和安装、调试、试运行、测试、验收程序等。(3)“智能建筑”的规范化和智能化管理得不到保证小区或建筑的智能化不仅应当是设计、施工、控制的智能化,更多的应当是交付使用后长期管理和服务的智能化。例如,小区的管道出现破损需要迅速的找到发生破坏的管道进行更换;小区的网络发生故障也应当迅速的找到发生故障的区域等等。总之,智能建筑是系统工程,从智能化设计开始,经过建筑单位的土建施工、土建施工竣工后电气化施工、然后是小区的管道、信息网络的铺设、最后交付使用后小区的智能化管理和服务等都是独立的施工与管理,缺少对系统相关数据的统一管理是目前“智能建筑”中存在的最大问题。
2.3解决方案针对前面提到目前在智能建筑和智能小区开发中存在的问题,我们可以通过开发基于网络GIS开发智能建筑管理信息系统来有效解决这些问题:其一,地理信息系统通过对空间数据和属性数据通过建立地理空间数据库来统一管理相关数据和元数据,这样所有的数据都来自规范的地理空间数据库,使数据正确有效,规范管理;其二,由于相关的工程图纸和设计施工图纸一般是AutoCAD绘制的设计图,这些矢量数据可以通过相关的GIS软件进行转化成GIS中容易使用的栅格数据和矢量数据,便于进行GIS的相关运算,如:路径分析、地址匹配、拓扑叠加等等;其三,基于网络地理信息系统(WebGIS)开发的智能建筑管理信息系统使对信息的管理不仅涉及一栋建筑,它可以覆盖整个小区甚至可以成为城市管理信息系统的一部分,为城市规划、交通规划等提供必要的数据和信息;其四,基于网络地理信息系统(WebGIS)开发的智能建筑管理信息系统使业主可以通过客户端与物业进行信息交换,物业公司可以通过系统来受理业主提出的服务要求,也可以通过系统查询数据及时提供服务。
2.4实施方案的软硬件设施硬件:小区局域网、配置良好的电脑。软件:MapInfo、AutoCAD、SQLserver2000、MapX5.0等专业软件。操作系统:WindowsXP;相关网络协议。资料和数据:建筑相关工程图和设计图以及其它各类图纸资料等。现有的硬件配置与软件条件能基本满足设计系统开发的需要。
3基于WebGIS开发的智能建筑管理信息系统
3.1系统的总体架构根据信息平台的一般架构,结合考虑“智能建筑”的具体要求,一般来说系统可采用三层体系结构:(1)客户端。指的是信息平台的用户主体,包括设计单位、施工单位、物业公司、业主以及政府相关部门等。具体的服务对象由系统的建设者决定。(2)应用服务层。基于网络地理信息系统(WebGIS)开发的智能建筑管理信息系统运用GIS软件功能对设计图纸进行转化,将这些原始数据以规定的格式返回,再通过对数据进行分类、抽取、挖掘和融合等处理来满足不同时期不同用户的需求。(3)数据管理层。数据管理层也即服务器端,存储系统所需的基础数据,提供平台与各子系统之间的信息接口。
3.2系统设计方案通过阅读各种资料和文献,提出如下设计方案:基于网络地理信息系统(WebGIS)的智能建筑管理信息系统是一个应用地理信息系统,它的开发是根据建筑的各种数据都和其地理位置具有很大关系,因此把GIS应用于智能建筑是明智之举,也是必须的。另外,由于智能建筑从开始设计到土建施工、电气化施工等涉及很多单位,一个单位也可能涉及好多的建筑工程数据和图纸,同时,这些数据经过不同单位的使用,数据发生了较大的变化,精度和准确性都有所降低,因此采用网络地理信息系统来实现对“智能建筑”相关元数据的管理就是大势所趋!本系统主要分为如下几个模块:(1)智能建筑综合布线设计模块;(2)智能建筑土建设计、施工、管理模块;(3)智能建筑的电气化施工管理模块;(4)智能建筑的小区物业管理模块;以上模块充分利用地理信息系统强大的空间数据和矢量数据的管理功能,分析功能,查询功能等等,把分散的数据组成一个系统将更加方便管理,提高管理的效率。
3.3系统的开发思路基于网络地理信息系统(WebGIS)的“智能建筑管理信息系统”采用“从上到下”的设计,“从下到上”施工的方案进行开发,这样不仅可以更好的贯彻管理部门的目标、对象和战略,确定需要那些功能来保证目标的完成,从而划分相应的子系统,并进行相应的分析和设计;“从上到下”的优点是整体性、逻辑性强,为了弥补其应工作量太大而影响具体细节的考虑,因开发周期拉长影响系统的使用,增加开发费用的不足,采用“从下到上”的开发路线,可以边开发、边实施、边见效,这样更符合“智能建筑”的习惯和更能提高“智能建筑”效率。
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【关键词】3S技术;土地管理信息系统;应用实践
近年来,随着我国土地资源供求矛盾的日益加剧,我国对土地管理工作也更加重视。土地管理工作任务量大,且工作范围广,传统土地管理模式已经无法满足现今土地资源的发展趋势。在土地管理信息系统中利用3S技术,能够将获取的土地数量、等级、质量等数据信息录入计算机中,并对土地信息进行分类,为土地管理者进行各项决策提供科学化依据。
1 3S技术基本概述
3S技术主要是由地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)及遥感技术(RS)组合而成的一体化技术。首先地理信息系统的功能性主要体现在该系统在计算机硬软件的支持下能够对空间内部数据进行准确输入、检索、分析、存储及显示处理等,其具有十分强大的空间数据分析与处理能力。地理信息系统将图片及表格结合在一起,并将属性数据、统计数据与图形数据库有效结合,能够真实反映土地地理位置及它们之间的相互关系。其次是全球定位系统,该系统技术是由美国三军联合开发的一种高精度导航与定位系统,该系统内部主要是由24颗定位导航卫星组合而成,无论在全球中的任何地点与时间,其都能够同时接收4颗或者4颗以上的卫星信号,从而做出精确定位。一般情况下,利用全球定位系统,若是静态定位,那么其数据可以达到毫米级别,若是动态定位,那么其数据则可以达到米级别。并且该系统在使用过程中不受时间、地点及天气状况等因素的制约,目前在环境、测绘及交通等多种领域得到了广泛应用。再者遥感技术强大的作用力是在远距离条件下实现的,其运用电磁波探测仪器可以对目标性质进行有效判定与测量,是一种快捷高校的信息采集技术。利用遥感技术获取的遥感影像具有数据信息量大、信息种类多、采集时间短及受限条件少等优势,它能够实现从信息获取到信息处理的一系列综合流程。
2 3S技术在土地管理信息系统中的应用实践分析
2.1 地理信息系统在土地管理信息系统中的应用
地理信息系统是土地管理信息系统的基础条件,其空间数据分析与处理能力较强,在土地管理信息系统中运用地理信息系统,相关工作人员能够对土地数据做出及时处理,并利用计算机将其生成实例模型,这样一来能够实现管理者对土地资源的可视化分析。将地理信息系统应用于土地管理信息系统中,实现两者的相互结合,那么土地管理信息系统就可以根据人们对土地资源的不同需求做出相应的表格分析,对土地资源管理者而言具有一定的辅助作用,能够帮助管理者做出科学决策。从某种角度上来说,地理信息系统是在土地管理信息系统的基础上发展起来的,而地理信息系统强大的功能性又促进了土地管理信息系统的发展,两者具有良好的促进关系。将地理信息系统与土地管理信息系统合理融合能够使土地管理工作更加高效展开,达到土地管理的目的。在全球范围内任何一个www节点用户都可以通过地理信息系统的各种功能服务查看空间数据信息,并进行各种空间分析与检索。地理信息系统在土地管理信息系统中的应用使得土地管理信息系统支持信息共享化,改变了纸质数据中常出现的内容重复现象,化解了以往数据处理中的矛盾。
2.2 全球定位系统在土地管理信息系统中的应用
在土地管理信息系统中运用全球定位系统有利于土地管理工作的良好开展,合理利用全球定位系统能够有效解决遥感信息定位问题,帮助卫星遥感信息顺利进入土地管理信息系统中的数据库,是获取土地管理信息系统数据的重要手段。全球定位系统主要是由空间星座、终端设备及地面控制系统等三大系统组成,将其应用到土地管理信息系统中,土地管理者能够准确快速的获取土地资源的三维位置及土地资源运动变化状况。以往全球定位系统主要应用于军事中,但随着我国科学技术的飞速发展,全球定位系统的应用也越来越广泛,现已经广泛应用于土地管理中,实现了土地资源的合理化调查、土地利用的动态监测及地籍的科学化管理,在土地管理信息系统及相关工作中具有重要的实践作用,是完善土地管理信息系统信息内容,提高土地资源管理水平的重要举措。
2.3 遥感技术在土地管理信息系统中的应用
在土地管理信息系统中应用遥感技术,能够实现土地利用的动态监测,该技术能够大规模并且快速的获取土地资源物理信息,可以对不同时期下所产生的遥感数据展开对比分析,从而利用土地资源的动态变化状况得到图斑信息。遥感技术的功能性主要是利用传感器对远距离的土地所辐射以及反射的红外线及电磁波等信息进行搜集处理,实现对较远距离土地资源的探测与识别。不仅如此,运用遥感技术,还能够高质量、快速的开展地图测绘工作,其具有高时效、大范围、可比性、综合性与经济性等诸多优点,为其在土地管理信息系统中的广泛应用奠定了扎实基础。我国在第二次全国土地调查中就是运用遥感影像对土地资源进行了判读,从遥感技术在土地管理信息系统的实践效果可以得知,遥感技术是土地管理信息系统信息的主要来源点,其为土地信息的实时性与精确性提供了强有力的基础保障。在土地执法的基础上利用遥感技术,能够最大限度的发现土地违法行为,实现不同时期下的图像数据叠加,从而对土地利用变化做出准确定位,为土地资源管理者提供真实可靠的信息依据。
3 3S技术在土地管理信息系统中的应用发展趋势
随着我国科学信息技术的不断发展,3S集成技术也逐渐趋向完善,其所产生的基础数据精确度也在不断提高。就3S技术目前的应用状况来看,该技术仍然处于初级发展阶段,其功能性多体现在数据信息的交换与简单功能调用上,应逐渐向动态化、协同化及一体化的方向发展。3S技术不断完善的过程中,其中的地理信息系统中所收集的空间数据信息对地理实物描述也愈加精确,由此可见3S技术在未来的发展十分可观。3S技术在土地管理信息系统中的应用是以地理信息系统为平台展开的,以此为依据对其他数据及系统进行整合,对各项应用系统进行深度挖掘,能够大大提高土地管理信息化水平,使土地管理者能够实时掌握土地资源利用及变化动态。
4 总结
3S技术中的地理信息系统、全球定位系统及遥感技术等三个系统各有其功能性与优势性,若单独使用难免会存在一定的局限性,将三者有效融合应用于土地管理信息系统中,实现土地资源的动态化管理,及时了解土地资源利用中的不足之处,使土地管理者有针对性的开展工作,提高土地管理工作效率。
参考文献:
[1]吴迪,张若琳.3S技术在土地管理信息系统中的应用[J].现代经济信息,2012(3).
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