地理信息系统范文

导语：如何才能写好一篇地理信息系统，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：时态地理信息系统；时间；时间数据库；系统

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0120016-02

自从二十世纪六十年代末世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS）诞生以来，人类对地理信息系统的研发就没有停止过，而且经过1973—1982年的大量实验开发阶段，到八十年代末全面进入了商业开发和运作阶段。现在，GIS已经被普遍用于测绘、资源开发与管理、农林水利、城市建设与规划、国防建设和全球变化与地学研究领域。

在GIS不断发展和完善的过程中，新的观念和思想使计算机技术具有了灵魂和指导。可以说GIS是将计算机信息技术与地学等相关专业知识完美结合的杰作之一。随着计算机技术的发展，GIS关于对具体事物的描述方法从单一实体，相互联系的平面投影，到更加广阔的空间，在不断完善。

1 时态地理信息系统（TGIS）的产生和发展

时态地理信息系统（Temporal Geographic Information System，TGIS）是能够处理时间因素，可跟踪和分析空间信息随时间变化的地理信息系统。TGIS的观念最早由Thrift在1977年首次提出，Basoglu和Morrison于1978年设计了最早的HGIS（Historical Geographic InformationSystem）。但由于计算机技术的限制，此后相当一段时间内TGIS无人问浸。直到Lorentzos和Langran分别于1988年和1989年完成了关于TGIS方面的博士论文，才将TGIS的研究重新推向了一个。

为促进TGIS的发展，1996年UCGIS（University Consortium forGeographic Information Science）将TGIS作为“地理描述扩展”的一部分列入GISci十大优先研究领域之列。使TGIS的研究广泛展开。

1.1 时态地理信息系统（TGIS）的涵义

空间（Location）、时间（Time）和属性（Attribution）是描述客观对象的三个基本要素。但相对成熟的GIS对空间和属性的描述比较全面，对时间性的处理大多是静态的。GIS对客观对象是“快照”式的描述，系统对“过去”和“将来”的描述非常困难。而且，由于来自不同时间的信息可能会导致错误匹配，实际中往往造成分析中的逻辑错误。这就在一定程度上限制了GIS的应用，尤其是对时间性要素要求比较严格的管理活动。

TGIS是能够跟踪和分析随时间变化的空间、非空间信息的地理信息系统。在TGIS中，地理实体对象可以描述为如下的关系：

E=f（S，T，A）

其中：E为被描述的地理实体或事件；f为映射关系；S为空间参数，通过空间坐标体系和空间关系来描述；T为时间参数，通过时间坐标体系和对象的发展过程的关系来描述；A为属性参数，是对被描述的、具有特定的空间和时间参数的地理实体的特性的描述。

由于地理实体的空间、时间和属性要素具有不可分割性，因而只有对这三个属性的完整表达才能揭示地理实体和现象的特征、规律。完善的TGIS应该具有基本的储存、分析、更新、质量控制、调度、模拟以及静态制图的功能。

1.2 关于TGIS中的时间

传统的GIS基本上是针对空间和属性两方面的数据，而TGIS还要在此基础上考虑时间要素。因此，需要对时间要素进行认真分析。

从信息系统来看，时间是一条没有端点、向过去和将来无限延伸的线轴。由于客观地理实体与光速之比可以忽略不计，因此，可以认为时空之间不产生相互作用，时间仅是一种特殊的测度标准，它反映了事件序列的表现形式。在TGIS中，根据时间对事件的影响可以将时间类型归纳如表1。

在系统信息中包含了上述的时间信息，就可以使GIS的分析、评价、预测等功能更进一步。而目前对TGIS研究的重点之一正是如何处理因引入时间要素而成几何积数增加的数据信息。

2 时态地理信息系统（TGIS）发展的相关技术

2.1 计算机等相关技术是TGIS的基础

从GIS的发展过程可以清楚地看出，GIS的发展与计算机技术的发展息息相关，计算机技术的每一次突破都会带来GIS的大发展。但是，TGIS从一开始就受到海量数据和计算速度的影响。实际上，数据和计算速度同是时间这一个问题的两个方面。在计算速度一定的情况下，随着数据的增加。处理的时间就会延长；在数据信息量不断增加的情况下，计算速度得不到同步提高，处理的时间也会延长。可见，时间是数据信息处理中的主要因素之一。同时，合理的时间组织一方面可以系统中减少数据的冗余，另一方面又可以提高系统的运算速度。因此时间又是影响计算机处理的主要因素之一。正确处理时间因素是当前计算机发展中必须面对的一个主要问题，也是TGIS的发展契机。

目前，随着计算机储存技术和运算速度的不断提高，TGIS的研究具备了必要的基础。而由于网络技术的发展，数据信息的标准化的加快，数据信息共享的逐步实现，大大节约了系统内有效的储存空间，对TGIS的发展起到了积极的推动作用。

2.2 时间数据的合理组织是IGIS的保障

时间仅是描述客观对象的三大要素之一，而且它必须依附于客观对象才具有实际意义。为了全面、系统、真实地反映客观对象，需要将其属性赋以对应的时间。因此，TGIS中的时间比较复杂（见表1）。

对这些时间属性的管理，目前主要有三种模式：第一是在传统GIS中空间数据库和属性数据库的基础上，重新构建时间数据库来管理事件的时间要素，即时间作为新的一维；第二是在传统的GIS中的属性数据库中，增加相关的时间记录来管理对象的时间要素，即时间作为附加的属性数据；第三是面向对象的方法，打破关系模型范式的限制，直接支持对象的嵌套及变长记录。其中第二种模式比较容易实现，但准确度受数据容量的限制，而且运行速度比较慢。第一种和第三种模式的研究是当前的热点。

从信息系统的角度来看，构建独立的时间数据库是TGIS的发展方向。而面向对象的时间数据库设计可以更直观地反映时间的动态变化。但由于具有时空特性的数据信息的复杂性，以及计算机技术的限制，虽然对时空数据管理的研究不少，但效果并不理想。郭达志等于1993年提出了用十六叉树表示矿山GIS中的空间和时间的四维数据模型，但对离散变化、多边形、网络结构等空间对象，这种形式的效率比较低。陈晋等于1995年提出了时空一体化的TGIS数据模型，应用效果则受到计算机技术的影响。目前关于TGIS数据模型的讨论主要有：序列快照模型（SequentSnapshots）、基图修正模型（Base state with amendments）和时空组合体模型（Time—space composite）等。相对来讲，时空组合体模型可以将时间和空间属性有机地结合起来，便于系统分析、管理功能的实现。

以合理的数据模型为框架，对时间信息应进行数据库式管理。针对大量的时间数据储存方式，Snodgrass和Ahn（1987）将时间数据库具体分为四类（如表2）。实际设计中采用最多的是历史数据库。一般可以将描述对象的时间在具体分类的基础上，不断把静态数据库的信息存入构建的历史数据库，并通过时态数据库建立数据库的关联。

2.3 与相关系统的有效关联是IGIS发展的前提

TGIS可以自成系统，但这一系统并不是完全孤立的系统，它是在传统GIS的基础上，充分考虑时间要素对客观对象的动态影响建立起来的。因此，TGIS的关系相对更加复杂。

首先，TGIS必须处理好系统内部的关联关系。TGIS要充分利用传统GIS已经建立起来的信息关系，利用其中的空间、属性数据信息，在此基础上增加时间要素以满足相关分析、管理的要求。因此，建立TGIS决不时抛开传统的GIS，而是以GIS为基础。这就要求TGIS中新增的时间数据模型必须与GIS系统中已经建立起来的模型相互兼容，保证系统内信息的完全共享。

其次，TGIS的运行需要大量的信息资料，这些信息的来源必然是多元化的，因而要求TGIS能够顺利接受提供信息的基础系统所提供的信息。这一方面是数据标准问题，要求数据资料必须标准化；另一方面要求TGIS必须是一个开放的系统，数据信息既可以传入，也可以读出，只要符合规定的权限。

另外，GIS整体也在不断发展完善，TGIS的发展实质上是进一步架通管理与相关专业的桥梁。以GIS为基础平台来发展管理系统，将会使现代管理手段发生根本性的改变，更好地满足管理的要求。因此，客观上要求TGIS系统的设计应该具有管理的理念，为系统的不断丰富留有余地。

3 TGIS的发展展望

当前，计算机技术仍在以加速度的方式发展，将为TGIS的发展提供更加有力的支撑。因此，TGIS不断发展完善是必然的。TGIS作为GIS的一个重要发展方向，随着相关技术的突破，其研究水平会迅速提高，应用领域将不断扩大。

3.1 计算机处理速度的进一步提高将为TGIS的发展提供更有力的支撑

随着计算机软、硬件技术的发展，计算机速度仍在不断提高，这为TGIS技术的突破提供了有力的技术保障。众所周知，GIS面对的是海量数据，增加时间属性，客观对象的数据信息就会成倍增加，处理工作量就会以几何积数的方式增加。计算机处理速度的提高，将使这一问题得到相应的解决。

同时计算机速度的提高，会相应地提高工作效率，进一步扩大计算机的应用领域，这为TGIS的普及应用做好了操作上的准备，为TGIS软件系统的推广提前培育了市场。TGIS系统会逐步形成一个不断推出、检验、进一步改进的良性循环。从而促进TGIS的不断发展。

3.2 网络技术和数据管理技术的发展将为IGIS的发展减轻数据处理的负担

网络技术的发展使信息工业突飞猛进，也为TGIS的发展创造了条件。随着数据标准化进程的加快，长期以来困扰TGIS的数据问题可以得到一定的解决。数据标准化实施以后，通过建立数据信息共享基本数据库，将其与相关专业数据库建立联结，实现数据共享和及时传输，充分利用网络技术来减轻TGIS的数据管理负担（如图1）。

3.3 IGIS应用领域的不断拓展

TGIS是GIS的发展方向之一，但GIS也仅是技术、经济发展中的一个小系统。因此，TGIS的发展本身就应当坚持系统论的观点。目前虽然研究TGIS的学者不少，但大多是从技术上来寻求突破，从管理学的角度来进行研究的并不是很多。

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关键词：地理信息系统；土地管理；应用

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674—0432（2012）—08—0036—1

基金项目：科技部行业公益性项目（201111015—3）资助。

土地管理是一个相当广泛的概念，包含多种数据，这些数据都具有图形和属性特征。土地管理涉及地貌、气候、土壤、水文、生物等诸多因素，需要处理大量不同类型的数据。这些数据多与空间位置密切相关，以图纸、文字或表格表示。利用地理信息系统可以把土地管理涉及的不同时间、类型的资源与环境数据存储在一起，进行统一管理和准确分析。还可对结果进行直观显示，精确、快速、美观的打印输出各种专题图。

1 土地利用现状调查与动态监测

美国、西班牙、希腊等国都曾应用GIS进行大范围土壤调查。把GIS结合到农学专业的大学课程中，指导学生怎样把GIS和数字土壤调查作为土地利用决策的工具来使用。Ted K Bradshaw等将GIS与土地利用模型结合起来，预测了美国加利福尼亚中部乡村2040年农地转变为城市用地的面积和与之相关联的农村人口增长。

我国学者也在这方面进行了大量的研究和实践工作。庞治国等应用“3S”技术对吉林省西部大安市盐碱化土地资源进行现状调查和监测，并提出防治发展措施。张海玲等详细论述了利用遥感与GIS进行土地资源动态监测的研究方法。

2 土地资源评价

利用GIS在美国密西西比州识别哪些含氢的农田适合转变为沼泽地，并分析了转换的私人和社会经济可能性。应用遥感和地理信息系统技术对菲尼县土地进行评估。Cochrane等把世界土壤和地形数据库（SOTER）作为基本数据库与GIS结合在一起，对巴西亚马逊区域的土地资源的潜力进行了评价。Rajendra等将遥感图像解译生成土地利用图，与地形数据、土壤数据输入GIS，再结合实地调查收集的社会经济数据，选择32个指标测定泰国Sakaekrang地区的土地利用承载力。并指出土地质量、农场收入来源、土壤水分蒸发蒸腾损失总量等11个解释承载力水平的优秀指标。

我国学者对GIS在土地资源评价上的研究也取得了有意义的进展。在理论方法探讨中，卢远等论述了基于GIS的层次分析法对城镇土地定级的评价方法和过程。吴次芳等探讨了在地理信息系统支持下，城镇土地动态评价的基本原理、方法程序和模型设计。在土地自动化评价和系统模型建立方面，许多学者在GIS的支持下，进行了农用土地定量化、自动化评价方法研究。一些学者还将相关学科的先进技术，如模糊评价、物元分析法、人工神经网络模型等应用到土地资源评价中。

3 展望

（1）与专家模型结合 尽管目前地理信息系统在土地管理领域得到了较广泛的应用，但是应用主要放在了利用地理信息系统对土地管理空间数据进行输入、管理和简单空间分析上，模型和模型管理系统还处于初级研究阶段，难以解决土地管理中的复杂问题。因此将专家长期积累的知识溶入系统，建立专家模型，使决策支持系统智能化，这将是今后研究的重点和发展的主要方向之一。

（2）与土地管理日常管理工作结合 开发出适用性强、操作简单、功能强大的各种土地管理地理信息系统、向广大土地管理和科研人员普及GIS知识是把GIS由科研推广到实际应用中的有效途径。

参考文献

[1] Ted K Bradshaw、Brian Muller.Impacts of Rapid Urban Growth on Farmland Conversion：Application of New Regional Land Use Policy Models and Geographical Information Systems.[J] Rural Sociology.College Station，1998，63（1）：1—25.

[2] 庞治国、吕宪国、李取生.3S技术支持下的盐碱化土地现状评价与发展对策研究——以吉林省西部大安市为例[J].国土与自然资源研究，2000，（4）：42—45.

[3] TTCochrane，TACochrane.The worlds soils and terrain digital database applied to Amazonian Land studies[J].Journal of Natural Resources and Life Sciences Education.2001：30：62—71.

[4] Rajendra P Shrestha. Developing indicators for assessing land—use sustainability in a tropical agro—ecosystem： The case of Sakaekrang watershed， Thailand[J]. International Journal of Sustainable Development and World Ecology.2004，11（1）：86—99.

[5] 卢远、杨小雄.基于GIS的层次分析法在城镇土地定级中的应用[J].广西师范学院学报（自然科学版），2003，20（2）：73～77.

[6] 吴次芳、许红卫、唐根年.地理信息系统支持下的城镇土地动态评价[J].浙江农业大学学报，1995.

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[关键词]配电管理；地理信息系统；设计；实现

随着我国社会的发展和农业的迅速发展，电力用户也在不断地增加，从而推进了配电网规模的扩大。在现行的电网系统下，其结构呈现日益复杂的状态，传统的管理方式已经不能适应现代化电力系统的需求，因此，必须要通过计算机系统的应用，将地理信息与电网数据进行有机融合，为配电网的发展提供技术支持。

1.地理信息系统

1.1地理信息系统

地理信息系统作为一门新兴的学科，主要是以计算机软、硬件系统为支撑，处理相关的空间实体信息及其属性，并且通过属性数据以及空间数据的有效连接，加强对地理信息的管理，为供电企业提供重要的参考数据。与其他的管理信息系统相比，地理信息系统具有无可比拟的优点。地理信息系统简称GIS，其是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。地理信息系统由数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、数据存储设备等方面组成。

1.2地理信息系统的工作过程

地理信息系统的工作过程主要有：信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等，其通过对地理数据的输入和存储、地理数据的操作和分析、地理信息输出来完成整个工作过程。通常情况下，常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能为计算机存储、识别和处理。实现从图形到数字的转换过程，称为数字化。在当前，遥感数据是GIS的重要数据来源。此外，采用GPS技术可以准确、快速地定位地球表面的任何地点，采集原始的地理空间数据。在地理信息系统中，采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图，最终将地理信息输出。其中，对于不同图层构成的地理信息是不同的，有社会因素、植物分布、工程地质、土地利用现状、基本情况，在实现应用的过程，要对构成的全部状况进行研究。

1.3地理信息系统的应用

地理信息系统的应用领域：资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等。

用于查询空间信息、时间信息、车流信息、路面质量、沿路环境、居民分布等

地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间相互关系。

2.配电管理地理信息系统设计

首先，关于地理信息系统的总体设计思想。在进行系统设计时，要以配电网管理工作的方便性为基础，不仅要保证系统输入数据的直观化，而且还要保证数据来源的可靠性，以合理、有效、实用的输出方式，促进系统稳定运行。所以，在设计系统时，一方面要考虑到系统功能的丰富性，另一方面，还要考虑到配电网系统的复杂性、多变性，结合其工作节点又多又分散的特点，着重考虑系统设计的可靠性以及稳定性，从某种角度上讲，这是在进行系统设计时所要考虑的首要问题。

另外，在进行系统设计时，还要从长远利益出发，加强对现代新技术、新设备的应用，顺应社会发展的需求，满足业务管理和扩展的需求。因此，在实际实施中，要注意以下几点：第一，在设计时，要考虑到系统的可扩展性以及先进性，这是系统设计所要考虑的首要问题。第二，加强对系统安全性和维护性的考虑，确保系统不被破坏，并以此为原则，提高系统的实用性，延长系统的生命周期，将系统开发和应用成本控制到最低。

3.配电管理地理信息系统的体系结构

通常情况下，配电管理地理信息系统包括三大集成部分，分别是前台客户端、SCADA以及后台服务器端，在系统中，主要以分布形式的体系，呈现出整体结构。（如图1所示）

首先，前台客户端，其可以为用户提供良好的用户界面，这样，就方便于每个用户，通过计算机系统，进行登陆，从而进入配电管理系统。其次，对于SCADA数据，其主要是用来促进地理信息系统与SCADA系统的一体化运行，从而为用户提供有效方便的实时信息。还有，后台服务器端主是为了完成属性数据以及空间数据的有效连接，这是因为应用程序和地理图层文件都建立在这个服务端。

4.配电管理地理信息系统的实现

首先，关于GIS平台选择。在系统运行的过程中，其涉及到的技术多，而且复杂，如：数据库、图形处理技术等等，所以要加强对现代先进技术以及实用商品的应用，加强对系统的开发和利用，促进其功能的实现。当前，我国大多数地区所采用的是地理信息桌面平台，这个系统平台，简单来讲，就是一个工具型桌面开发软件，主要是通过数据与地图的结合，以数据的形式，达到思维的可视化，从而针对具体的情况提供一种对应的决策支持方式。与其他的地理信息管理系统的平台相比，其最大的优点就在于灵活、简单、精致，对硬件环境没有过高的要求。另外，通过地理信息平台，一方面，可以在不同的网络环境下和数据管理系统中运行，便于对各种格式的数据进行访问，另一方面，还可以其与现有硬件的连接，借助于相应的开发语言，将地图作为处理对象，进行合理调用。

其次，关于数据库的设计实现。对于系统来讲，数据库对其起着决定性的作用。因此，要想保证系统建设的成本和速度，就需要加强对数据库的应用和实现，并且进行及时的更新和维护，所以，整个系统功能作用的充分发挥必须要以设计的数据库为基础，但是在实际应用的过程中，其数据种类繁多，且复杂，必须要加强对这些数据的合理组织，通过分析整合，使之成为有效信息，这也是当前系统设计所关注的主要问题。

第三，关于属性数据库中的数据表的管理。所谓属性数据，简单来讲，就是对空间实体特征进行简单描述的数据信息，如：数量、名称、说明以及编号等等，通过这些数据的分析，可以有效地实现系统的分析和查询功能。

第四，关于对空间数据库的图层处理。在配电信息系统中，要针对数据不同的特点和特征进行全面有效的管理，并且通过点面形式进行分层处理，结合配电网的相关信息，以实际应用为导向，建立适合于本系统的图层信息空间。然后，将各个地理图层叠加，形成完善的配电网信息图。

第五，关于空间数据和属性数据的连接。在连接属性数据和空间数据时，要利用特殊程序，把空间实体进行数字化处理，然后将其与属性数据进行有效的连接，结合关键字的对应，对图形对象作为媒介，进行信息的交互管理。

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关键词：地理信息 地质学 系统应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0091-01

1 地理信息系统的功能特征

地理信息系统亦称之为GIS，是基于地理空间数据库，并借助计算机软硬件，对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理，在地质学中的应用，可提供地质管理、决策等重要信息。其系统功能特征表现为以下几点：（1）数据输入。地理信息系统在收集相应地质信息资料之后，以图形数据、图像数据和属性数据的形式，将数据输入到系统当中，为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图等，提供科学合理的数据。（2）检索查询。地理信息系统提供交互式查询检索、影像库查询检索、图形库查询检索、属性库查询检索等检索查询功能，可供系统应用时快速找到所需的数据资料。（3）统计分析。针对地质学中的空间分析、模型分析预测、专业统计分析、常规统计分析等统计分析需求，在经过一系列信息筛选后，分析输出地质灾害、环境地质研究等所需的信息。（4）图像处理。图像处理功能体现为专题信息提取、信息复合、图像纠正、文本报表、统计制图、空间分析制图、影像图几个方面，为地质学应用提供更为专业科学的图像。

2 地理信息系统在地质学中的应用

地质学中应用地理信息系统，主要应用范围分为地质灾害、环境地质研究、地质剖面绘图、地质矿山四个方面，笔者结合相关的工作经验，对地理信息系统的具体应用方法，进行如下总结：

2.1 在地质灾害中的应用

地理信息系统在泥石流、地面沉降、水土流失等地质灾害中，具有预测性的作用。（1）地震灾害。为满足地震分析、预报、抗震、救灾、灾后评估等需求，借助计算机采集地震相关数据信息，并通过自动判别系统提供信息，对地震展开客观性、系统性和智能化的预测，至于地震灾害损失评估和震后减灾，可根据地理信息系统评价经济损失、人员伤亡，并以最短路径等空间分析方法，提供救灾方案制定、避震疏散、危险品贮存、火灾辅助等决策依据。（2）滑坡灾害。滑坡灾害的风险评估，将地理信息系统引入滑坡灾害危险性的评价，作为滑坡灾害危险性评价的分析工具，以此提高滑坡危险性评价的精度。总之，地理信息系统的信息技术功能，凭借信息处理的优势，并以信息自动识别功能，是救灾、抗灾和防灾工作的重要技术辅助手段。

2.2 在环境地质研究中的应用

在环境地质研究中，要求掌握评估地质灾害风险、识别水土污染风险、充分利用地下水资源、评价城市地质脆弱性等方法。地理信息系统在环境地质研究中应用的表现如下：（1）地质图编制和数据库建设，即基于地理信息系统建立地质学信息空间数据库，以及自然灾害风险评估决策系统，形成提供环境地质研究数据的系统平台。（2）便于地质资源的评价和地质环境的管理，尤其是在资源匮乏和环境污染较为严重的环境地质区域，通过对资源的评价和环境的管理，可为该区域环境地质的改善，提供研究的科学条件。（3）在技术系统应用方面，地理信息系统提供了专业的技术空间，在与其他技术的配合应用下，譬如RS和GPS等技术，可有效调查和监测地质状态。

2.3 在地质剖面绘图中的应用

地理信息系统的数据库和图形处理功能，因此能够有效存储和处理空间信息，具体应用方法如下：（1）对于地质剖面绘图的应用来说，有利于将地质体地理位置和地质属性结合起来，从而真实、生动、准确地将信息呈现在用户面前，并辅助地质工作者分析剖面数据、绘制柱状图和绘制剖面图。（2）以某柱状图的绘制为例，在自然电位分析的基础上，从数据库当中提取相关的钻孔和岩性数据，确定自然电位为2.5mv，然后按照系、组、段分析地层，其中地层的系为二叠系和石炭系；地层的组为下石盒子组、山西组、太原组；地层的段无具体数据显示，至于井深，分为75m、800m、850m、900m四个勘测点，然后分析岩性剖面和视电阻率，通过系统的柱状图自动生成功能，生成具体的柱状图。（3）利用地理信息系统绘制剖面图，其原理可归结为：初始化点、线、字符及符号—提取钻孔柱子数据—计算每个柱子顶部中点坐标—求取左右两边柱子每个岩层的顶底板标高—按顺时针方向排列左上角4个顶点—将顶点连线成四边形—显示或导出线—绘制完成。

2.4 在矿山地质中的应用

在矿山地质中应用地理信息系统，通过矿山地质点、线、面、体的勾画，构建三维地理信息系统数据模型，以此描述矿山地质中的各种现象。借助模型，矿山开采时就能够掌握各种地质现象的特点，并在空间精度和便利性方面，解决地质描述的实际难题。笔者认为地理信息系统具有独特的空间分析功能和数据分析能力，可为矿山地质划分出不同危险性的等级区域，并以危险性制图的方式体现出来，以及借助系统评价和管理矿山地质，以分区评价地质灾害的危险性，并与专家系统集中应用，管理相应的时空数据，以便形成对矿山地质的动态管理。总之，地理信息系统基于传统三维数据模型，承上启下地开发出三维地理信息系统模型，为矿山开采质量和安全管理，提供科学合理的地质材料依据。

3 结语

综上所述，地理信息系统以地理空间数据库为基础，并借助计算机软硬件，对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理，包括数据输入、检索查询、统计分析、图像处理几个方面的功能特征，在地质学中的应用，为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图、矿山地质确定等方面，可提供地质管理、决策等重要信息。通过文章的研究，基本明确了地理信息系统在地质学中的具体应用方法，但具体的应用细节，仍然需要结合实际予以不断总结和完善，以进一步提高应用的效果。

参考文献

[1]王雪琴.在地质灾害中如何应用地理信息系统[J].企业研究，2013（9）：69-71.

[2]李小青，罗太进.地理信息系统在编制综合水文地质图中的应用[J].华东科技：学术版，2013（6）：495.

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关键词：地理信息系统遥感数据库

中图分类号：P217文献标识码： A

0 引言

地理信息系统（GIS）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、请注意作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

遥感（Remote Sensing）作为一门综合技术是美国学者在1960年提出来的。遥感是一种远离目标，通过非直接接触而判定、测量并分析目标性质的技术。因遥感技术的应用领域非常广泛，所以在这种强大动力的驱使下遥感得到了极大的关注和高速发展。

地理信息系统和遥感是两个相互独立发展起来的技术领域，但它们存在着密切的关系，一方面，遥感信息是地理信息系统中重要的信息源；另一方面，遥感调查中需要利用地理信息系统中的辅助数据（包括各种地图、地面实测数据、统计资料等）来改善遥感数据的分类精度和制图精度。

1地理信息系统与遥感结合的方式

1.1通过数据接口，使数据在彼此独立的地理信息系统和遥感图像分析系统两者之间交换传递。这种结合是相互独立、平行的，它可以将图像处理后的结果输入地理信息系统，同时也能将地理信息系统空间分析的结果输入图像处理软件，从而实现信息共享。

1.2地理信息系统和图像处理系统直接组成一个完整的综合系统（集成系统）。它可以分成两个层次：

1.2.1两个软件模块共用一个用户接口，可以实行栅格-矢量的串行或并行处理。它应具备将地理信息系统的矢量数据直接进行图像处理、统一不同性质数据的输入方式、误差分析和遥感数据进行时态变化模拟的能力。

1.2.2将地理信息系统和遥感组成一个统一的综合体，实现两者的真正结合。这是一个长期的目标，统一后的系统将具有在层结构中协调栅格和矢量数据、允许进行综合的空间查询、进行同所谓的基于测量信息系统的结合、产生现实世界中实体的综合模型以及根据该模型确定相应的空间表示法等功能。当地理信息系统与遥感的结合以遥感为主体时，地理信息系统是作为基本数据库，用以提供一系列基本数据，来弥补遥感数据的不足，提高遥感数据的分类精度。这个基本数据库一般应包括下列两类数据：

图形数据库：

（a）地理基础要素

（b）数字地形模型

（c）地名库及汉字库

统计数据库

（a）地球物理场

（b）地面观测场

（c）自然环境要素

（d）社会经济数据

2 遥感调查中地理信息系统的应用

在遥感调查中，地理信息系统的应用主要有三个方面：遥感数据预处理；遥感数据分类；遥感制图。

2.1 遥感数据预处理

在遥感数据几何校正时，通常是以地理信息系统中的地图为基准，通过选取控制点的方法，对遥感图像进行几何校正。此外通过地图与遥感图像的叠置，还可以切割出所需区域的遥感数据。

遥感数据的辐射校正除了校正由于大气引起的辐射畸变及传感器引起的辐射畸变外，在地形起伏较大的地区，为了消除地形对影像的影响，需要利用地理信息系统中的DEM（数字高程模型）数据对遥感数据进行辐射校正。

2.2 遥感数据分类

地理信息系统在遥感数据分类中的应用主要是利用系统中各种辅助数据参与分类，最常用的辅助数据是地形数据，另外还有土壤、植被、森林等各种专题图数据。

遥感专家很早就认识到辅助数据在遥感图像分类中的重要性（Campell 1978，Townshend and justice 1981）。在过去的二十几年中，已发展了很多利用辅助数据提高分类精度的方法，如Fleming和Hoffer（1979）利用观察到的土地覆盖与坡度、坡向、高程的关系，显著提高南落基山地区MSS森林覆盖制图精度；Cibula和Nyquist（1987）在利用MSS数据对华盛顿奥林匹克国家公园进行土地覆盖分类时，利用地形和气候数据使分类数从9类增加到21类，总精度达到91.7％。地理信息系统的发展使得辅助数据和遥感数据的结合更加广泛和深入。

辅助数据在遥感数据分类中的应用有几种方法：

a辅助数据作为逻辑通道和各波段光谱数据一起参与分类。这种方法比较简单，但由于在监督分类中，分类特征必须满足正态分布，而大多数辅助数据往往不是正态分布，因此该方法的应用不是很多。

b应用辅助数据分层估计各地类出现的先验概率。最常用的是根据DEM数据和代表不同地面类别的样区数据，统计各主要地物的垂直分布特点，继而按高程数据把研究区域划分成若干高程带，分别对每一高程带的遥感影像进行分类处理，最后把各高程带的分类影像叠加，形成整个研究区域的分类结果。

c应用辅助数据对光谱分类结果进行后处理。遥感图像上经常有异物同谱现象，一些地类从光谱上难以区分，但它们在空间分布上往往具有不同的特征，因此可以通过辅助数据加以区分。美国在利用多时相AVHRR数据进行美国本土的土地覆盖调查时，首先利用非监督分类进行聚类，得到70个类别，然后与辅助数据（包括高程、生态区、无霜期等）叠置，分析每一类中各个辅助数据的直方图，对直方图中明显有多于一个峰值的类别利用辅助数据进一步分类，最后得出189个类别（Brown et al.1993）。

2.3 遥感制图

地图是遥感调查最主要的成果，地图上除了类型界线外，还需要有行政界线、注记等要素，这些要素往往不能直接从遥感数据中得到；另外，一些道路、河流由于分辨率的限制，也不能从遥感数据中提取出。为了使分类结果能以地图形式输出，需要采用信息覆合的方法，把地理信息系统中的行政界线、注记等要素叠加到分类结果图上，从而形成完整的地图。

3 遥感图像判读专家系统

在GIS和遥感结合的领域中，遥感图像判读专家系统的发展十分引人注目。专家系统通常由三个部分组成：（1）知识库（KBS）；（2）推理机（INE）；（3）用户接口（UIS）。遥感图像判读专家系统汇集了遥感及有关领域专家的知识及经验，利用计算机模拟专家的思维过程，研究和解决不确定的、经验性的问题，充分利用GIS中的各种辅助数据，从而提高遥感数据的分类精度。

Skidmore（1989）曾利用图像判读专家系统进行澳大利亚东南部桉树林分类。根据地理信息系统中的数字地形模型导出坡度、坡向和地形位置，并和TM图像进行几何配准。根据当地森林工作者的经验，建立各种类型桉树林与地形之间的关系，并作为专家系统中的知识库。在利用专家系统进行分类时，对任一个像元Xi,j是否属于某一类通过多个判据（evidence）来检验。该系统中的判据包括：根据非参数分类得出的各个类型正确分类的概率、坡度、坡向以及地形位置。

利用专家系统分类时，首先选择一个判据（这里首先选择根据非参数分类得出的各个类型正确分类的概率），计算P（Ha|Eb），并作为下一证明的后验概率P（Ha），接着计算下一证据的概率。利用同样方法，一直迭代到最后一个证据。

迭代结果，对像元Xi,j，每一假设都有一个概率值，选最大概率的假设，以该假设的类型作为像元类型。

类-条件概率P（Eb|Ha）（先验概率）即为专家的知识或经验，在建立专家系统时已存贮在系统知识库中。

目前，遥感图像判读专家系统在知识的表示和获取方面还存在很大困难，还有许多的基础工作要做。

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关键词：警用；地理信息系统；研究

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）32-01-01

在公安部推行的“金盾工程”中，警用地理信息系统作为“三大高端应用平台”之一。从八十年代开始我国公安部门就开始组建专门的计算机信息网络，并逐渐把计算机纳入到警务信息的日常管理工作当中。但直至九十年代的中后期，才开始了解并使用地理信息技术，最早建立的大多是交管部门与公安110指挥中心所建设的以指挥调度和GPS监控为主的业务系统，却没有真正的把GIS用到管理、分析公安信息上。总的来说，近年来由科信部门牵头建设的警用地理信息系统主要基于打造“全国一张图”的建设思路，建设具有统一标准的警用地理信息数据库以及开展满足公安警务管理业务需求的GIS应用。与过去的GPS应用相比，在系统规模和系统功能之上，已取得了长足的进步。但较之于国外的先进水平，由于我国的起步较晚，国内开展的GIS应用主要还是浅层次的应用，国内整体的应用水平仍然较低，GIS应用在国内警务工作中的应用仍不成熟，其应用范围也不是很广，对于警务工作中涉及的犯罪分析、警务管理以及预防、决策等事项中所发挥的作用尚待提高。

一：警用地理信息系统的功能设计

警用地理信息系统主要的功能包括：基础的地图操作、基本的信息管理，管理设备信息、查询空间信息、信息检索、地图标绘，分析专题统计和其他的扩展功能。

1。基础的地图操作：包括主地图显示，图层控制、地图切换， 地图鹰眼以及工具栏操作。而工具栏的操作功能又主要包括地图的放大、缩小，全幅显示， 拉框的放大、缩小，地图的平移，距离和面积的测量，清除标识和高亮，保存以及打印地图等。

2。基本的信息管理：主要包括人口的信息和数量上的管理，警员的数量管理功能，并分别对其信息进行搜索、增加、编辑以及删除。

3。管理设备信息：主要是指对地图上的摄像机、卡口、报警器等设备的移动、增加、编辑和删除功能。

4。空间查询功能：主要是通过GIS特有的空间查询功能，通过标点、拉框、拉圆等空间操作方式，检索出该范围的相关图层的地物信息并以列表的形式呈现出来，同时在地图上进行准确的空间定位。包括有输入查询、选择查询、缓冲查询。例如：输入查询指模糊搜索地址、名称、电话等，输入查询的部分或全部关键字，就能查找出符合查询条件的记录，并对其进行空间位定位。选择查询的手段可以有框选、圈选、不规则形选择，再通过鼠标指定到查询区域所包括的地图范围中的摄像机、警力、单位以及报警器等相关信息。缓冲查询指选择一定的空间，然后查询在此空间对象内的一定范围中符合查询条件的相关记录，找出想要的结果。

中定位该记录的空间位置。

5。信息检索：主要是指依据不同的条件和线索来进行模糊性的检索，检索数据库中的信息并用列表的形式一一呈现出来，然后根据每条记录在地图上进行精确的定位。

6。地图标绘：主要包括添加警车和警力、绘制点、线、面、箭头，在地图上标绘文字标记操作。

7。分析专题统计：主要是针对基本信息来进行报表的统计分析以及查询地图和专题图的功能。其中基本信息主要包括统计警力信息，人口信息以及案件信息。

8。其他的扩展功能： 扩展功能主要是GIS和其他模块一起联动的功能，比如说实时监控、实施包围、GPS调度功能、报警联动等。[1]

二：警用地理信息系统的业务应用

1。帮助分析最短路径。路径分析是在道路网络的数据之中分析研究出从起点经过一些节点最后到达终点的最短路径，也就是实际距离最短的路线，这样就可以给警察的出警路线提供参考，帮助警察用最短的时间赶到目的地。在网络地图上不仅可以确定2点，还可以确定多个点来进行分析。在多个点中分析最短路径，结果路线中的起点到终点之间的点就是路线的必经点。查询的人可以利用鼠标点击的形式在网络地图上确定起点、终点以及各个必经之点。其选定的最短路径的分析结果会以高亮的方式显示在网络地图上，也会显示测量出的最短路径的距离结果。

2。接处警指挥调度系统。警用地理信息的常规应用方向就是在110指挥中心的接处警指挥调度。为了给用户提供一个方便直观的接处警窗口，警用地理信息系统提供了相关的报案手机号码或固定电话的快速定位、通过与GPS及视频监控的联动，可以快速对最近的警力进行指挥调度，同时通过与接处警文字台的对接，可以快速高效的处理报案信息。

3。地图输出。这个业务能够提供输出地图数据的一些功能，方便用户输出自己所修改过的地图，帮助用户进行浏览或者打印。现在普遍的警用地理信息系统主要提供了两种地图的输出方式：其中一种是等大的输出当前网络地图窗口中所显示出的范围；而另一种是按照一定的比例尺来输出当前网络地图中窗口范围内显示的区域。比如按照1∶2000输出整幅网络地图，我们既可以全幅的显示地图，也可以按照一定比例尺的输出方式来输出显示的区域。

4。帮助领导决策。警用地理信息系统具有辅助决策和分析数据的功能，可以为高层领导、指挥人员提供有用的信息。警用地理信息系统主要是利用专题图的制作来实现对现有业务数据进行分析并提供相关决策支持的一些功能。比如：利用标签专题图将属性数据以文本的形式标注到网络地图上，这样就可以非常直观的看到空间信息的相关属性信息。目前许多地区的警用地理信息系统采用大比例尺的地图数据，各个图斑都对应着相应的名称和地址，把名称地址相对应的暂住人口和常住人口数量之类的治安信息都标注在与之相应的图斑之上，帮助指挥、治安管理人员和高层领导指挥决策，为其提供立体直观的辅助信息。除此之外，警用地理信息系统还具备缓冲区的分析功能。现在很多地区都有许多的水泥厂、化肥厂、化工厂等，一旦发生任何紧急情况，就可以利用缓冲区的分析功能，帮助快速的标记出危险区域，并据其分析出相应的结果，帮助做出相对正确的决策。[2]

三：结束语

地图对于以往的警务工作来说仅仅起着一个向导指引的作用，对警务工作的帮助很有局限。而将GIS纳入到警务工作之后，不仅可以帮助提高使用地图数据的效果，还可以通过结合GIS独有的查询定位、空间分析功能和MIS功能，给现代警务工作提供一个科学、高效、方便的工具，推动实现现代警务工作的科学化和现代化。在警用地理信息系统的研究中还存在一些问题，与国外的技术相比，国内的警用地理信息系统仍然需要不断加大研究力度，对此我们必须不断发现问题、在立足自身特点的基础上学习借鉴他人的先进经验，促进自身的不断变革和发展，帮助现代的警务工作更加快捷高效的进行。

参考文献

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工程地质是水利水电工程一门重要的专业基础课。不同于水利类其他专业课，工程地质由于实践性较强，野外地质实习对于提高学生的实践能力极为重要。然而，传统的野外地质实习作业还依赖于手绘，无法跟上目前自动化、信息化作业的步伐。本文将地理信息系统与野外实习相结合，完成学生手绘作业向电子化作业的转变。这不仅能够高效完成实习路线剖面图的绘制，还能够让学生熟悉地质调查的电子化办公过程，培养和提升学生地质调查整理、分析、绘图的能力，为以后从事相关工作奠定基础。

关键词:

工程地质;地质实习;地理信息系统;教学改革

一、引言

工程地质是一门以地质学为理论基础，服务于人类工程建设活动的一门地质学科。不同于传统的数学、力学学科，工程地质是一门实践性很强的学科，着重解决与工程规划、设计、施工与运行有关的工程安全评价涉及的地质问题。作为水利水电工程本科专业一门重要的专业基础课，不同于其他的专业基础课，工程地质课程的教学分为课内基础理论教学和野外地质实习教学两部分。课堂教学主要基于已有的教材，讲解关于岩石矿物、岩石、地质构造、地质作用、地下水、岩体工程特性、大坝、隧洞、边坡等知识。而野外地质实习主要进行岩石、地质构造的辨识，了解、掌握不同的地质作用、地下水作用对工程岩体结构的影响，并初步建立水利水电工程地质条件的分析与评价能力。由此可知，野外地质实习是工程地质相关专业中必不可少的实践性教学环节。武汉大学水利水电学院工程地质教研室是在原武汉水利电力学院工程地质教研室的基础上发展起来的，经过近六十年的建设，已形成了系统完整的课程教学体系与地质实习。然而，由于受各种条件限制，实习教学中仍存在不足之处。实习过程中教学设备还处于八、九十年代水平，实习区域地形图长久没有得到更新，无法反应当前的地形地貌;学生的内业还是依赖于手绘，无法跟上目前自动化、信息化作业的步伐。就目前三峡秭归地质实习而言，该实习区域地形图较为陈旧、分辨率低且模糊不清，加之近年该区域工程建设频繁，因此容易产生识别误差;同时，学生需要购买地形图，实习过程中学生需要携带地形图也有一定不便。本文在谷歌地球可视化地形图的条件下，采用GoodyGIS和AutoCAD等专业地理信息处理软件，完成实习路线地质剖面图的绘制。将地理信息系统与实习过程相结合，不仅能够将地质调查的手绘向电子化办公的转变，提高工作效率，而且能够全方位、多视角地对基本工程地质、环境水文地质、地质灾害预测与防治等方面进行深入的了解。基于谷歌地球，采用地理信息化系统开展地质实习内业电子化，不仅能够相对精确地反映当前的地形地貌特征，而且便于学生及时查找路线，辨别地质情形，同时还能够减少学生开支、减少实习过程中的载重负担。

二、基于GoodyGIS教改方案

目前地质实习过程中，学生根据GPS记录的点坐标以及该点的地形地貌、地层岩性、水文地质等其他地质现象，在坐标纸上通过手绘出路线剖面图。在手绘过程中，剖面图的修改非常不便，而且手绘的图例也参差不齐。通过将GoodyGIS和AutoCAD软件想结合，不仅能够高效完成路线剖面图的绘制，还能够让学生熟悉地质调查的计算机信息处理过程，为以后从事相关工作奠定基础。GoodyGIS是一款基于谷歌地球API开发的应用软件，旨在扩展谷歌地球的应用，辅助获取数据，提高工作效率，可自动生成用户指定区域CAD等高线，用户指定路线的地形断面图。

(一)教改对象

1．实习区域地理信息的收集、整理。系统收集三峡秭归县实习区域的地形地貌、地层岩性等地质信息，并录入地理信息系统。2．GoodyGIS与AutoCAD软件的培训与应用。开展学生实习前的培训辅导工作，熟悉采用地理信息系统查询实习观测点的地质信息，熟悉采用GoodyGIS与AutoCAD软件绘制地质剖面。

(二)教改目标

1．形成集一整套基于地理信息系统的地质实习电子教案与相关电子资源，形成一个具有较强实力的地质实习计算机信息化教学团队。2．通过将谷歌地球、GoodyGIS和AutoCAD相结合，培养学生在野外地质实习过程中电子信息化处理、使用能力，从而提升地质调查资料整理、分析的能力与效率。

(三)拟解决的主要问题

三峡秭归实习区域的地形地貌电子化信息系统的收集，涉及到地质年代、地层岩性、水文地质、环境地质、地质灾害与防治等一系列数据的收集工作。电子资料的丰富及详实与否，直接决定了地质实践教学活动的效果。

(四)项目的预期成果形式

实践教学改革研究报告一份;教改实施的具体方案/步骤一份;集实习区域地理信息系统、应用软件(谷歌地球、GoodyGIS和AutoCAD)在实习过程中的引用指南等一整套教学教案;

三、三峡茅坪－链子崖实习路线

针对水利水电学院全院本科生(大三上学期)，将学生地质调查资料的整理、分析与绘图从手绘向电脑绘图的转变，不仅提高地质实习内业整理效率，节省实践教学活动经费开支，而且能够形成一个具有较强实力的地质实习计算机信息化教学团队，最终提高学生地质调查整理、分析、绘图的能力。

1．记录沿途测点的GPS坐标，记录该点的工程地质(岩性、岩层界限、岩体工程特性)、水文地质特性

2．将GPS坐标与GoodyGIS生成的路线剖面图一一对应

3．基于GoodyGIS路线剖面图与沿途记录的工程地质与水文地质特性，采用AutoCAD绘制沿线地质剖面图。

四、结论

将地理信息系统与谷歌地球相结合，可以精确地反映当前的地形地貌特征，便于学生及时查找路线，辨别地质情形;另一方面，将GoodyGIS和AutoCAD软件想结合，能够高效完成路线剖面图的绘制，还能够让学生熟悉地质调查的电子化办公过程，培养和提升学生地质调查整理、分析、绘图的能力，为以后从事相关工作奠定基础。实习区域的电子化信息收集工作，涉及地形、地质等方方面面的工作，任务繁重。为此，将教研室已有的纸质版地形图电子化，然后将该信息与谷歌地球信息对比、结合，在更新校正原有地形图的基础上，形成新的较为合理反映当前地形地貌的电子版地形图;同时将地质年代、地层界限、地层岩性、特殊地质现象描述与电子版地形图相结合，形成实习区域电子信息系统的核心文件。

作者：胡冉 单位：武汉大学水利水电学院

参考文献:

［1］崔冠英，朱济祥．水利工程地质［M］．北京:中国水利水电出版社，2008．

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【关键词】地理 信息系统 集成平台

1 引言

现阶段加强对地理信息系统集成技术的研究，探讨构建更加合理的地理信息系统集成平台框架结构具有重要的现实意义。地理信息集成平台的构建，为城市的建设和规划、环境的监督和测试、城市公共安全以及地质勘测等方面做出了很大的贡献。地理信息系统的集成常常被分为两个层次：其中的一个层次是偏向于地理信息之间的空间分析，是各层地理信息之间相互关系的集成；另一个层次是关于地理信息之间不同的模型和数据，相互组织和管理方面的技术层次的集成问题。本文主要介绍第二个层次上的地理信息系统的集成问题。

2 地理信息系统集成技术

地理信息系统的发展也经历了一个漫长的过程，地理信息系统的集成技术在这段发展过程中也逐渐分成了下面几种形式：

（1）同样一款GIS软件的系统在不同的模块或者是不同的系统之间选择，使用Import/Export的文本和文件之间的交换形式。这种方式是最为简单，它对于任何系统或者模块之间的数据和模型的集成都适用。（2）大型的商业GIS软件的数据结构和数据模型具有一致性，可以对开发语言进行二次提供，从而构成软件的开发平台。利用二进制的数据转换形势在不同的模块之间进行数据交换，不同的GIS软件系统之间具有密切关系的话，也可以采用这种数据集成方式。（3）采用API的形式进行集成，也就是应用程序接口的形式。例如软件系统ARC/INFO能够实现数据客户端和服务器之间的通讯就是通过RPC的接口来完成，提供了ARC/INFO与ARCVIEW之间的集成。另外用户使用时也可以根据RPC的规范模式开发应用模块，以此来实现信息系统的集成。基于API的思想技术还有ESRI提出的分布式计算环境。（4）对象之间进行的互操作功能是通过对象连接和嵌入的自动化功能来实现的。很多的商业GIS软件都可以提供对象嵌入的自动化功能，用户也能够利用这些软件作为能够嵌入自己系统的对象。（5）还有一种信息系统集成形式是关系数据库技术（ORDBMS），它可以将空间数据之间作为一种类型的数据直接进行集成，然后进入数据库的系统，使用者可以通过这个平台直接对矢量的空间数据、普通关系的数据以及遥感的图像数据进行管理和处理，也能够利用这种的数据库平台的接口（API）对GIS的应用系统进行开发。（6）地理信息系统朝着开放以及互操作方向发展的标志是OPENGIS组织对于COBRA标准的采用，它了一些简单的规范特征，这些都是地理信息系统开放的基础，但是这种形式对于GIS软件有了新的要求，需要重新开发GIS软件。

根据这些形式的分析，地理信息系统的集成技术有了总体结构、数据库集成平台、模型集成平台这些平台结构分别是基于客户/服务器、元数据或者关系数据库构建而成的，并且在这些基础上可以空间建模对数据进行空间处理，以便于进行空间的决策。

3 地理信息系统集成平台框架结构

近年来随着客户/服务器体系结构的推广使用，许多分布式系统中已经普遍使用这种C/S结构。在这种结构下，不再需要对单一的客户设置单一的服务器，而是把多个客户机或者服务器通过各种硬件网络和支撑平系到一起，实现各客户机各平台之间的通信，从而将所有的客户机、服务器和软硬件系统组成一个整体性的系统，而且能够实现分布式的计算分析。这种基于客户/服务器的分布式系统主要由前端的客户机和后端的服务器两部分组成。当客户端有需求的时候就可以向系统发出命令请求，分布式系统的网络服务系统就会把接收到的命令请求传送到相应的服务器，服务器接收到请求之后就按照预先设定好的程序进行相应的分析计算，然后再经过网络服务系统把分析计算的结果反馈给客户端，基于C/S结构实现分布式的计算分析。

将客户/服务器机制引入地理信息系统集成平台能够实现对地理信息的分布式处理。将地理信息系统集成平台分为两层C/S结构，其中第一层C/S结构由系统的前端客户和整个系统的数据库、模型库集成平台和对应的应用模型组成，第二层C/S结构是则主要由平台、模型以及相关商用软件组成。基本的框架结构由客户端、模型和数据集成平台服务器与信息处理功能服务器三部分组成。在平时工作中客户端主要是对用户进行引导，指引客户进行数据输入、模型功能的选择和某些输入输出项的选择，然后将这些信息进行整理，提交到地理信息系统的模型、数据集成平台的相关服务器中。这些服务器的主要作用是在模型数据库中进行检索选择，根据用户端发送的相关需求选择合适的模型，当出现特殊需求的时候要重建模型或者对不同的模型进行功能组合搭配。确定好模型以后，根据模型的具体情况把相关的模型数据整理后提交给数据集成平台的服务器，经过不同的功能处理服务器的转化处理将这些数据转化为RS、GIS等服务器能够识别操作的数据信息，最后这些服务器的操作结果会经过模型集成平台的服务器再反馈给用户客户端。

4 结语

本文介绍一种以客户/服务器体系结构为基础的地理信息系统集成平台框架结构，从多个角度讨论这种集成平台所涉及的相关地理信息系统集成技术。通过C/S结构实现对于用户需求的分布式处理，解决了关于地理信息之间不同的模型和数据，相互组织和管理方面的技术层次的集成问题。现阶段我国对于地理信息系统集成平台的构建技术还不够成熟，需要技术人员加强对于这方面的研究，提高我国对于地理信息的分析计算技术，促进我国地理信息行业的快速发展。

参考文献：

[1]张健挺，万庆.地理信息系统集成平台框架结构研究[J].遥感学报，1999（1）：77-83.

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[关键词]工程勘察 地理信息系统 结构查询

中图分类号：P91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0182-01

地理信息系统具有的主要功能与特征就是处理各种各样的空间实体与空间关系。近些年来我国网络技术与计算机技术以及数据库技术和图形处理技术发展非常迅猛，使地理信息系统普遍应用在工程勘察中。而岩土工程的勘察设计关系到很多数据处理与图件绘制以及自动计算和辅助决策等相关工作，是一项综合性非常强的工作，和地理信息系统具有的功能相吻合，可以在很大程度上提升工程勘察的工作效率与准确性，同时还节省了人力与物力资源，具备非常大的运用价值。

一、工程勘察过程中对于地理信息系统的需求

我国工程勘察过程中运用地理信息系统相关技术比较晚。在上世纪九十年代的后期，国家科学研究院与高等院校把地理信息系统相关技术全方面引入到滑坡区域，并且进行分析过后，使地理信息系统相关技术可以在工程勘察过程中广泛应用，同时取得进一步发展。与此同时还可以运用教学法与层次分析法以及统计分析法和因子叠加法等多种方法。主要以地理信息系统相关软件作为技术平台进行工程勘察过程中易损性与危险性以及分线评价系统进行研究。因为工程勘察具有非常明显的特点，其大量数据和地理位置的关系非常密切。经过很多的工程勘察实践，可以比较深刻的体会出，要想在一定程度上提升工程勘察的质量与效率，尤其是需要进行宏观决策时，很多和地理位置相关的数据是不可或缺的。比如说在对工程场地的复杂程度进行勘察判断时，就需要当地的地下水相关数据，可以运用相关水位动态的研究成果，但是其研究成果的相关数据仅仅能在地图上进行很好的反映与查询。而在工程抗震分析与场地液化的判别过程中，也运用了地震场地划分与区别的研究成果，其中数据和地理位置之间的关系也是非常密切的，要想比较方便的进行地理查询与模拟简历场地周边的工程勘察资料以及数据，也只能在地图上得到有效地显示[6]。因此，这样就需要制定一个地理信息系统。

二、地理信息系统具有的特征

地理信息系统具有输入与存储以及检索和分析，同时还具备显示和地理位置相关的各种各样特征的现代化信息计算机的辅助决策先进技术系统，相关专家可以将更多的信息实行综合分析与研究[1]。因为地理信息系统可以完善地把地理信息或者是其它相关数据在计算机上比较直观的展示出来，并且还可以对数据实行综合分析与多种处理，非常符合专家对于信息全方面的需求，所以地理信息系统广泛应用于各个领域之中。相关学者曾经通过地理信息系统相关技术，在三峡水利工程的勘察过程中应用贡献率方法，着重对三峡水库中地层影响滑坡发育与斜坡斜度以及斜向进行了研究，并且给出了三者之间具有的关系，也就是地层与坡度以及坡向都对坡度发育有着贡献。

三、工程勘察过程中地理信息系统的运用

近些年来，我国社会经济的迅猛发展，大量的建设项目关系到地理信息系统的运用，进而使工程勘察相关活动在广度与深度方面发展到非常大的规模，并且工程勘察相关资料还拥有比较高的持续应用价值[2]。可是存在的不足是，每一个工程勘察企业所具备的勘察资料非常零散，在此种情况之下，把这一类原有资料进行整合，会在一定程度上为整体研究与对所有区域中工程地质具备的条件进行评价提供非常有利的条件，同时还可以为岩土工程建设与工程项目规划以及城市建筑等提供非常有利的指导。另外运用地理信息系统还能够对很多地理数据实行有效地管理，同时在一定程度上方便了地理空间信息的分析。因此，在工程勘察的过程中运用地理信息系统成为未来的主要发展趋势。

（一）地理信息系统在工程勘察中具有的作用

工程勘察设计中的数据具备内容复杂化与形式多样化比较突出的特点，而以往的工程勘察设计相关系统已经不能满足这类数据的需求[3]。但是地理信息系统恰恰可以很好地满足这一类要求，将工程勘察数据的所有信息经过高度集中形成空间实体与图形图像数据以及属性数据，从而进行管理。与此同时，地理信息系统还可以提供各个方面的信息支持，比较方便于建立决策系统和辅助评价系统，制定合理与科学的先进分析模型以及设计模型。由于地理信息系统能够支持可视化操作，就使工程勘察具备了可视化操作功能。另外地理信息系统还拥有拓扑叠加与缓冲区分析以及数字地形分析等多种空间分析能力，具备的功能非常全面，进而为制定合理的辅助决策模型以及评价分析模型在一定程度上提供了比较好的借鉴经验。同时地理信息系统还拥有非常好的数据采集能力和数据处理能力，可以为工程勘察提供更为优质与更为广泛的具体信息数据。

（二）地理信息系统具备的结构与查询功能

在工程勘察的地理信息系统之中，模拟建设工程周围的地质情况与每年最高水位以及地震场地类别等相关数据是和地理位置密切相关[4]。在地理信息系统正常运行时，如果想要调用知识库中相关数据时，可以在地理信息系统中直接开启CITYSTAR图形查询模块CITYSTAR-VIEW。经过对地图进行放缩与平移，能够比较快找到想要查询的位置，选取想要查询的涂层，并且在对应的地理位置上单击鼠标，就可以显示出和该图层息息相关的信息。

图形编辑模块指对地理信息系统里面的背景地图与专题地图进行图形编辑和属性库编辑以及制定拓扑关系等相关任务[5]。其中包含对图形实行图层编辑与属性库编辑以及拓扑编辑和图幅编辑等诸多功能，能有运用数字化投影仪与鼠标实行点、线与多边形等线管图形元件的输入。而专题制图模块能够对图形中线性与颜色以及图例等相关属性实行编辑，如图1所示。

结束语：

工程勘察的设计工作未来发展趋势就是处理流程实现一体化，而对于地理信息系统相关技术在工程勘察设计中的一体化，主要是把各个CAD工种之间与工程勘察设计以及地理信息系统之间，进行紧密的联系。从而制定一个一体化先进勘探系统，在一定程度上促进了工程勘察设计进一步现代化，提升单位的竞争力，从而使企业获得良好的经济效益，提升生产效率。

参考文献：

[1] 包世泰，夏斌，蒋鹏等. 基于 GIS 的地质勘查信息系统设计与实现[J].地理与地理信息科学 2010，，20（4）：16―20.

[2] 戴福初，李军，张晓晖.城市建设用地与地质环境协调性评价的 GIS 方法及其应用[J].地球科学―中国地质大学学报，2013，25（2）：209―214.

[3] 朱煌武，黄晓岗，沈业龙.合肥防震减灾计算机信息管理系统――我国城市防震减灾示范研究与应用介绍[J].自然灾害学报，2012，9（3）：59―63.

[4] 朱莹，刘学军，陈锁忠. 地质剖面自动绘制的数据模型研究[J].湖南科技大学学报（自然科学版）2011，22（3）：96―100.

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关键词：地理信息系统测绘应用

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

地理信息系统是一种全新的计算机软件系统，它侧重于数据采集、存储、管理、分析、描述以及应用，主要对象是整个或者部分地球表面与地理空间分布有关的数据信息，目前在各个领域都有着相对广泛的应用,尤其是在测绘工程中，通过这一技术的运用，能全面提升测绘工程的整体水平，并促进测绘工程信息化技术的发展。

1 地理信息系统

1.1地理信息系统的工作原理

地理信息系统即GIS（Geographic Information System），是一种人-机交互信息系统。它是利用计算机存贮和处理地理信息的一种技术与工具，能够对在地球上存在的东西和发生的事件进行分析和成图。

GIS系统的工作原理：在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定的格式和分类编码进行输入、处理、存贮、输出。它通过对多要素数据进行各种操作和综合分析，能够快速而方便地把人们所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，以满足各个应用领域或研究工作的需要，在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等工作中具有重要的实用价值。

1.2地理信息系统的基本功能

首先，对数据进行采集和编辑的功能。这是GIS系统最基本的功能，如：将采集的地形特点展现到地图上，对地图进行矢量化，修改以往的数据，等等。

其次，对数据进行处理的功能。主要有：数据变换（如不同投影、不同坐标系的变换）、数据重构、数据抽取等。

再次，对数据库进行管理的功能。除了具备普通的DBMS功能以外，还具备对空间数据进行管理的功能，这些功能主要有：空间数据库的定义、空间数据的访问和提取、图形与数据互查、开窗和接边操作、数据更新和维护等等。

最后，对空间数据进行分析的功能。这是GIS系统区别于其他绘图软件(如CAD)的一个特有的功能，主要包括空间量测、几何分析（如叠加分析、缓冲区分析）、地形分析（如坡度坡向）、网络分析（如优化路径）、空间统计分析（如空间插值）等等。

1.3地理信息系统的技术特点

在当前各种测绘活动中，GIS系统有着传统测绘方法无可比拟的技术特点，具体体现在以下几个方面[1]:

首先，数据的测量精度更高。传统的工程测量，由于受到操作者的操作方式、熟练程度的影响，存在着不可避免的操作误差，即便是高级的操作，也只能达到0.1毫米级，而GIS系统则完全改变了传统的工程测量模式，它通过人造卫星进行测量，其精度远远超越了传统的测量设备，而且不存在人为操作误差，最普通的也能够达到0.01毫米级。

其次，数据的测量效率更高。与传统的工程测绘方式相比，GIS不需要对测量设备进行调平、调节、观测、估读等，而且受地形和天气的影响较小，其测量效率远远超过传统的方式。

最后，测量数据受外部因素的影响更小。传统的工程测量模式，受地形地貌、气候地质等因素的影响较大，有些地区或高地甚至无法进行测量，只能进行估测，而且，风雪、雨天等恶劣的气候也会影响测量数据的准确性，而GIS系统由于测量设备是处于大气层外的人造卫星，因此，基本上不受天气、气候等环境因素的影响。

1.4地理信息系统在测绘中的应用优势

地理信息系统管理以及处理对象是多种地理空间实体数据以及关系[3]，它通过一系列的软件、硬件设施，能够对指定地理区域内的现象、过程等进行系统的模拟、分析与评价，将复杂的规划、决策和管理问题简单化、精确化。GIS系统在测绘中的应用具有以下的优势：

首先，通过GIS系统能够得到常规的测绘方法所难于得到的各种信息，轻易地实现地理空间的过程演化和预测，并且立足于系统的整体，更容易统筹全局。

其次，GIS系统采用定性或定量的方式，使得系统分析和系统应用有机结合，涵盖的范围大为扩大，得到的结果更加的精确。

再次，GIS系统有着强大的空间分析能力和空间定位搜索查询能力，往往能够提炼出其他常规测绘方法所无法获取的信息，实现了空间模拟和空间决策。

2 地理信息系统在测绘中的应用

2.1数据的采集

在测绘的初期，需要对现实世界客观对象进行不同的抽象、离散，以连续对象实体在GIS中分别以栅格和矢量的方式存储在GIS系统数据库中[2]。传统测绘中的数据采集是对聚酯薄膜地图上或者纸上的现有的数据，进行扫描或数字化来产生数字数据的。而采用地理信息系统的测绘，其数据的采集是利用GPS全球定位系统得到对应的位置坐标，再将这个坐标输入到GIS系统中进行相应的处理：把来源于航空照片以及图片判读的各种数字数据进行特征筛选，然后以二维或三维的形式捕捉相关的数据，最后将这些数据传输到相应的软拷贝系统。或者使用遥感技术来进行数据的采集:先由主动传感器发射出电磁波或无线电波的反射系数，再利用各种不同的传感器包进行测量，最后把测量到的数据输入到GIS系统中。

2.2 数据的处理

数据在输入到GIS系统后，必须通过数据处理软件进行预处理，接着再进行数据的拓扑建模，最后再跟其他方式获取的测量图形进行叠加分析以得到最精确的数据。需要注意的是，由于测绘工程的不同，所需求的对象的属性也是不尽相同的，因此，数字数据在进行分析前，要对投影与坐标的变换进行整合，得到不同精度、不同复杂程度的数学模型，以实现各种不同的用途。同时，最后得到的数据必须转换成GIS系统能够识别的数据格式，以实现数据源的兼容性，使数据在入库前能够保证内容的完整性和逻辑的一致性。

2.3数据的空间分析

空间分析是地理信息系统的最主要的功能，它在结合区域科学、经济学、地理学、物理学的基础上，利用拓扑学、图论和空间统计学来对空间的构成进行描述和分析。在完成数据的采集和处理工作后，地理信息系统就进一步对空间过程进行模拟分析和预测，以调控地理空间上发生的事件，这就是空间分析方法―空间模拟分析，而空间实体及其关系则必须通过专业的模型进行简化和抽象。

2.4数据的立体式显示

应用了地理信息系统的测绘工作与传统测绘工作相比，有一个重大的突破就是能够进行高质量的立体式输出。在测绘的后期工作中，大量的数据处理与复核及大型测绘图的绘制，不但需要耗费大量的时间，而且容易出现各种失误，如果到了复核时才发现数据异常，其修正工作就会变得非常困难，而地理信息系统由于自身拥有良好的输出性能，再加上各种外接软件的性能，具备着强大的立体式输出功能：在初期的测量工作完成后，GIS系统的内置模块通过自动对测量数据进行处理和分析，进而自动绘制出初步的测绘图，最后将测绘数据进行输出；如果再结合各种的外接软件，GIS系统还能够绘制出较高质量的三维立体测绘图，如三维立体地形地貌图等，使测绘图变得更加直观，为后续工作的设计带来极大的便利。

3 结论

在现代工程中，对地形进行测绘是一项繁重而又复杂的工作，它能够为工程提供各种比例尺的地图，为工程设计提供便利。地理学是GIS的理论依托，测绘学为GIS提供各种定位的数据，并利用其算法以及理论对数据进行变换和处理。GIS系统凭借其强大的信息处理与输出功能，再加上GIS整合遥感和GPS技术的综合应用，促进了其自身的优化与发展，也推进了测量技术的变革，使我国“数字中国”、“数字地球”的建设实例化，让测绘工作更好地服务于社会。

参考文献：

[1] 李卫,李海平,李香莉.试析地理信息系统在测绘中的运用[J].民营科技,2012(4).