地理信息系统的概念精选(九篇)

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第1篇：地理信息系统的概念范文

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

第2篇：地理信息系统的概念范文

关键词：大数据时代；地理信息系统；问题分析；应用研究

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0019-02

以往学者对地理信息系统应用大数据方面的研究较多偏向整体方面的研究，较为缺乏对地理信息系统应用大数据在技术层次方面的探讨。本研究从地理信息系统应用大数据在数据存储和数据处理方面的问题着手进行研究，提出了基于大数据的MongoDB和Dremel的解决措施。

1 地理信息系统应用大数据的必要性

受当时数据存储技术的限制，早期的地理信息系统主要采用RDBMS进行管理，或者采用文件与RDBMS的方式进行管理，如国产GIS软件GeoStar就采用后者的方式予以实现，其属性数据仍沿用RDBMS管理模式，图形、影响和DEM则交由文件系统管理[1]。但GIS本身固有的空间数据和海量数据特征以及数据处理快速响应的需求，决定了以RDBMS为代表的传统数据存储和以统计学和数据挖掘为代表的传统数据处理技术已经无法适应GIS数据存储及处理的发展需求。大数据的出现，带给了地理信息系统新的变革。就整体而言，大数据处理方式与传统数据处理方式存在以下区别。

大数据与传统数据处理方式存在诸多不同：首先，大数据没有抽样概念，其针对的是全部数据，即全样本数据概念，而传统的数据处理方式无论是统计学还是数据挖掘，都是以在数据中抽取样本研究的方式进行；其次，传统的统计学注重数据的因果关系分析，而大数据则完全无视数据的因果关系而在乎数据的关联信息；再次，传统的RDBMS数据处理技术十分追求优良的精确性、高度的一致性，使得其并不具备良好的可扩展性，而大数据则因为多样化的数据类型需要必须具备良好的可拓展性，并不再盲目追求计算结果的精确性，虽然RDBMS数据处理方式已经有了并行计算，但追求高度一致性和容错性的特点使得其无法像MapReduce等大数据并行处理技术那样具备“秒级定律”的可用性和可拓展性；最后，大数据处理的数据类型也不同于以结构化数据为主的传统数据处理方式，其数据处理对象包括了以数字、字符为代表的结构化数据、员工简历信息等为代表的半结构化数据、音频、视频等为代表的非结构化数据这三大类型，在数据处理难度大为艰巨的同时，数据处理能力也得到了极大的提升[2]。

由以上四个方面的对比可以看出，大数据相比传统的数据存储及处理技术，无疑更能满足地理信息系统空间数据、海量数据和数据处理快速响应的需求，因而地理信息系统应用大数据已成为时代的必然。

2 地理信息系统应用大数据的问题分析

2.1 数据存储

地理信息系统的空间数据特点注定了其数据存储具有明显的非结构化特征，其数据集呈现出典型的大数据特点，即海量数据规模（Volume）、快速的数据流转和动态的数据体系（Velocity）、多样化的数据类型（Variety）、快速变化的数据模型（Vitality）和高价值低密度（Value），以及高复杂度（Complexity）的大数据5V+1C特性。我国巨大的地理信息系统市场需求，爆炸性增长的空间数据存储、越来越快速的数据处理响应以及越来越多样化和清晰化的数据描述需求等等这些都对地理信息系统应用大数据提出了高要求。此外，地理信息系统的数据共享与保护、大量重复数据的处理也对其应用大数据构成了挑战。

2.2 数据处理

虽然地理信息系统目前已实现对海量空间数据通过多种途径进行汇总，但其对海量空间数据的组织、处理、加工和存储技术仍是较为落后[3]。在数据处理技术方面主要呈现为非结构化的海量空间数据与传统SQL数据处理技术的不相兼容，致使对海量空间数据的管理、处理和加工效果仍是差强人意，以此为基础的数据增值产品自然无法顺利产生，这已成为制约我国地理信息系统市场进一步发展的瓶颈。随着市场竞争和用户需求的现实需要，地理信息系统空间数据集的实时更新要求正不断被提升，在客观上需要不断加强的计算能力及效率。这既是地理信息系统应用大数据的客观需要，同时也是其海量空间数据顺应社会发展的必然要求。

3 地理信息系统应用大数据研究

3.1 数据存储

尽管GIS软件已经通过加入对象关系模型实现了对RDBMS的性能扩展，使其能够同时管理图形、属性数据、影响和DEM数据，并已实现了多比例尺空间数据的存储，但该数据存储模式已触碰到既有技术发展的瓶颈，并且是导致地理信息系统空间数据自动综合能力与效率低下的重要原因。此外，以C/S架构为基础的GIS系统由于自身的封闭性导致了其自身的数据共享能力偏弱，对批量数据处理后的存储与同步性更新能力与效率也仍是有待加强。有鉴于此，有必要采取大数据的存储方式，对传统的地理信息系统数据存储模式进行革新。

大数据处理方式与传统数据处理方式的一大明显区别是数据存储形式的不同。传统的数据处理方式在这一环节主要依靠RDBMS来实现。RDBMS尤其擅长结构化数据的数据存储，但却无法很好地存储半结构化数据与非结构化数据。而大数据处理方式均很擅长对半结构化数据与非结构化数据的存储。此外，大数据普遍采用分布式数据库或分布式计算集群实现数据的存储。其数据库类型被人统称为NoSQL，尽管传统的RDBMS也有分布式数据库，但它的存储方式仍以结构化数据为主，并在高一致性、高精确度等方面进行严格要求，因而无法实现良好的扩展功能，而NoSQL则没有这方面的严格限制。因此，NoSQL云存储技术应是未来地理信息系统数据存储的主流技术。

NoSQL摒弃了RDBMS的关系与连接特性，保证了在数据存储上的极佳可拓展性。数据存储模型的灵活多变，更是大大减少了其在进行数据存储和更新操作时的系统开销。以MongoDB为例，它为了实现对多样化的数据存储形式的兼容，采用了面向文档的数据库管理措施，使得其具备优良的可拓展性。其原理就是将RDBMS中“行”的概念替换成“文档”模型，因而能够确保实际数据存储时文档或数组的嵌套，并实现了复杂层次关系的单一记录存储[4]。它所存储的数据结构十分松散，保障了其数据存储模型的灵活多变特性，并能够有效支持复杂的属性数据，在索引结构方面也由于自身复杂层次关系的简化和查询索引技术的强大，已经基本实现了对RDBMS查询功能的完全支持。

由此可见，文档型NoSQL存储技术十分符合地理信息系统空间数据存储的要求，并且避免了地理信息系统传统数据存储技术在存储海量空间数据时耗费的数据压缩与转换的系统开销，因而能够通过对数据存储方式的革新有效提升地理信息系统在数据读取与更新时的效率。

3.2 数据处理

传统空间数据库都会建立多比例尺的空间数据库，再根据实际应用的需要调动不同比例尺数据库的数据，来增强地理信息系统对数据处理响应速度的需求[1]。但就其实际操作而言仍无法较好地满足地理信息系统对数据处理接近实时数据处理的要求，其矢量数据的自动综合能力也是差强人意。但在大数据时代，该空间数据的处理方式完全可以用大数据的交互式数据处理方式来予以解决。

交互式数据处理，主要指通过人机交互来逐步实现对数据的处理，它能让数据被及时地处理和修改，并让处理结果立刻被用户知悉和运用。当前交互式数据处理系统有Spark和Dremel等。作为高效分布式计算系统，Spark在性能上要比Hadoop在数据处理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更为上层的API。Spark的代码简洁，Hadoop要实现与其相同功能的代码往往需要数十倍或上百倍的长度。Dremel则通过组建规模上千的集群来实现PB级别海量数据的秒级处理。因为Google专门设计Dremel用来弥补MapReduce的不足，因而Dremel在规模上、交互式查询能力都要比后者优越。

以Dremel为例，它通过嵌套式的数据模型来支持对半结构化和非结构化数据的并行处理。通过用列式存储方法来保存数据，进而在数据处理和分析时只需要针对指定数据进行处理，因而减少了CPU和磁盘的访问量。最后，Dremel结合了Web搜索和并行DBMS的技术，通过借鉴Web搜索的“查询树”概念，将复杂巨大化的查询搜索分割成并发在大量节点上处理的较小简单数据查询。简单而言，交互式数据处理方式就是通过对数据的分片存储和对查询功能的优化来实现对海量数据的快速处理。

由此可见，地理信息系统传统的多比例尺数据库数据完全可以通过Dremel嵌套式数据模型的列式存储方式进行存储，进而在响应实际数据处理需求时通过类似Web搜索的处理方法调出符合查询要求的分片数据，从而实现空间数据处理的优化，因为数据搜索的系统开销大为降低，因而大大提升地理信息系统的数据处理响应速度。

4 结束语

经过探讨地理信息系统在大数据应用方面的数据存储及数据处理问题，并针对性地给出基于大数据的解决措施，可以发现大数据在未来的地理信息系统具备广阔的应用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大数据处理技术，大数据还有以MapReduce为代表的批量数据处理技术、以Storm为代表的流式数据处理技术和以Neo4j为代表的图数据处理技术，它们都在未来的地理信息系统发展中大有可为。

参考文献：

[1] 龚健雅. 中国地理信息系统技术的发展[J]. 测绘工程， 2002（2）： 5.

[2] 维克托・迈尔・舍恩伯格， 肯尼思・库克耶.大数据时代[M]. 盛杨燕， 周涛， 译. 杭州： 浙江人民出版社， 2012.

第3篇：地理信息系统的概念范文

0 引言

众所周知，矿产资源的开采面临众多的困难，一旦处理不好地质方面的信息，很可能造成企业巨大的损失，同时也会对环境造成恶劣的影响。因此，矿产资源勘查工作对于矿产企业来说至关重要，必须有相应的信息技术作为依托，从而提供更加科学、合理的地质信息，确保矿产开采工作的顺利进行。随着信息技术的不断发展，地理信息系统应运而生，被广泛应用到地质勘查工作中，并且取得了巨大的成绩。地理信息系统凭借自身的独特功能，给矿产资源勘查工作提供了可靠性的数据信息，减少了矿产资源开采工作中遇到的问题，给企业发展提供了重要的保障，同时也使得环境污染问题得到控制。本文就地理信息系统在地质矿产勘查中的应用进行深入分析和研究，希望为地质矿产勘查人员提供一些建议和帮助。

1 地理信息系统及地质矿产勘查概念分析

1.1 地理信息系统概念

地理信息系统，简称GIS，是指在计算机系统的基础上，运用信息技术和图层处理技术，对收集的地表空间信息进行分析、处理、显示，并利用建模对地理资源、环境等方面进行规划、研究、分析和预测等的人机决策管理系统[1]。

1.2 地质矿产勘查概述

地质矿产勘查是指根据相应的推测技术，对埋藏在地表以下的矿产资源进行位置确认，并根据位置信息进行资源的开采。在地质矿产勘查工作中，对矿产资源信息的位置判断至关重要，必须有科学的技术提供保障。我国传统的地质矿产勘查是根据土质情况进行资源的位置判断，这种方法显然不能保障信息的可靠性。随着社会的不断进步，地理信息系统得以诞生，使得地质矿产勘查工作的信息更加具有科学性、合理性，从而促进矿产企业的进一步发展。

2 地理信息系统的特点及重要性

2.1 地理信息系统的特点分析

相对比其他地质勘查技术，地理信息系统具有更加全面的功能，不仅可以对地表以下的资源进行科学的定位，提供可靠的数据，而且还可以根据其计算机处理技术实现对数据的收集、储存、编辑及显示等环节，从而给矿产开采提供帮助。

传统的矿产资源勘查主要是根据专家经验，对预测区域的地、物、化、遥等资料进行分析判断，并利用手工的方法，在图纸上定性圈定矿产预测靶区。应用此方法的矿产勘查评价，仅是处理数据信息，不能进行图形信息处理。另外，勘查评价过程难以将空间对象的复杂关系利用可视化呈现，评价结果的表达不够精确。相比于传统得到矿产资源勘查方法，地理信息系统在矿产资源勘查中具有的特点主要包括如下三点：

第一，地理信息系统综合了多种学科知识。它作为一项新兴科学技术应用，不仅包括地理学、地图学、信息科学方面的知识，而且包括了测量学、管理科学和计算机等方面的学科知识，具有极强的综合性。

第二，地理信息系统具有多种功能。它不仅具有空间数据的获取、存储、显示，而且具有空间数据的编辑、处理、分析、输出和应用等功能。

第三，地理信息系统是完整的解决空间问题的系统。它不仅改变了矿产资源勘查的体系，而且简化了勘查过程，从而提高了矿产资源勘查的效率。

2.2 地理信息系统重要性分析

地理信息系统的诞生，给地质矿产勘查工作提供了巨大的便利，一方面确保了矿产勘查信息的准确性，提高了矿产资源开采的效率和质量；另一方面，地理信息系统在地质矿产勘查中的应用，有效解决了由于勘查信息不确定而造成的环境污染问题，为我国生态环境保护工作作出贡献。目前，地理信息系统不光被应用于地质矿产勘查工作中，在整个矿产行业都得到广泛的应用，促进了矿产企业的进一步发展，同时也为社会经济的提升奠定坚实基础。

3 地质矿产勘查中地理信息系统的应用

3.1 矿产信息规划中的应用

矿产勘查工作中的资料信息整理环节十分重要，一旦处理不当，就会对整个矿产勘查工作造成严重影响。地理信息系统可以有效的对矿产勘查工作中的资料信息进行科学、合理的规划，从而有效保障矿产资源勘查工作的顺利进行。另外，地理信息系统还可以确保地质矿产资源勘查信息的真实性和准确性，这主要得益于该系统具备空间信息的计算和分析能力，可以很好地对数据信息进行判断，提高矿产资源勘查工作质量的同时，也在一定程度上防止了环境被破坏。由此可见，地理信息系统在矿产资源勘查中具有重要的应用价值。

3.2 绘制地质图像中的应用

绘制地质图像是矿产资源勘查工作的关键一步，通过绘制地质图像，让勘查人员可以更加清晰的了解地形结构，从而为矿产资源开采提供必要保障。地理信息系统不但可以对矿产资源进行位置判断，而且还具有图像绘制功能。它可以将地质资源信息进行整理，同时将其绘制成地质图像，方便人员进一步了解地质矿产资源的位置信息。但是，在矿产资源勘查中应用地理信息系统绘制地质图像时，相关勘查人员需要注意一点，那就是必须结合实际需求进行图形的绘制，通过地理信息系统数据信息处理和图像绘制两个功能的结合，绘制出科学、合理的图像信息，从而提高地质矿产勘查工作的效率。

3.3 定量分析地质中的应用

在地质矿产资源勘查工作中，除了矿产资料整理规划和图像绘制外，还有一项重要的内容，那就是定量分析环节，这在整个地质矿产资源勘查工作中起到重要的作用。而地理信息系统可以确保地质定量分析结果的准确性，同时还可以提高定量分析的效率和质量。因此，目前地质矿产资源勘查定量分析环节都应用到地理信息系统，此系统可以对地质信息进行定量分析，并且建立数据分析模型，保障定量分析结果的可靠性，从而为矿产资源勘查事业的发展提供条件。

4 地质矿产资源勘查中地理信息系统发展趋势分析

上文分析了矿产资源勘查中地理信息系统的应用情况，可见地理信息系统具有较高的研究价值。但是，地理信息系统在矿产资源勘查中也存在一些不足之处，无法更大程度的推进矿产企业的进一步发展。因此，要想矿产资源勘查事业更加稳步发展，就需要对地理信息系统的发展趋势进行深入分析和研究。

4.1 网络化发展趋势

计算机网络时代的不断深入和发展，使得网络化成为地理信息系统的主要发展趋势。因此，矿产资源勘查工作要想高效的应用地理信息系统，就必须要掌握相应的网络信息技术，并将其充分利用，实现网络化的发展理念，从而确保勘查工作可以适应地理信息系统的发展。

4.2 智能化发展趋势

地理信息系统在地质矿产资源勘查中具有较高的应用价值，使得矿产资源勘查效率得到显著提高。但是，地理信息系统在其应用过程中也存在一些弊端，比如推理能力较差，不够智能化，这就给地理信息系统的发展提出了更高的要求。地理信息系统必须朝着智能方向发展，才能适应矿产资源勘查工作的需求。因此，地理信息系统可以与智能控制系统相结合，通过智能化的思维模式，建立高效的推理机制，从而进一步提高矿产勘查的效率和质量，为矿产勘查事业的发展奠定雄厚的基础。

第4篇：地理信息系统的概念范文

[关键词]地理信息系统(GIS)面向对象MapX组件技术

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110080-02

一、地理信息系统概念

地理信息系统(Geographic Information System,简称为GIS),是由计算机软硬件和不同方法组成的能够对海量的空间信息进行采集、存储、处理、分析、更新和显示的计算机应用系统。它是由地图制图学、地理学、测量学、遥感学与计算机技术相结合产生的边缘性学科。

作为一种主要处理地理空间数据的系统,地理信息系统(GIS)除了具有普通数据库(CDBS)的研究内容外,主要还包括关于空间数据的输入、存储、检索以及空间运算、空间分析等方面的研究内容。与传统意义上的信息系统相比,地理信息系统的优势在于:它不仅能够存储、分析和表达现实世界中的各类对象的属性信息,而且能处理、表达事物之间地理空间分布状况的空间关系,从空间和属性两个方面对现实世界进行综合、分析、管理,以方便地获取信息,满足应用和研究的需要,并将结果以图形或数字等多种手段直观的表达出来。

可见,地理信息系统以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能而独树一帜,可以将地理信息系统理解为:GIS=CAD+DATABASE+SPATIAL OPEA

TION。

二、控件MapX简介

MapX是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品,由于它是一种基于Windows操作系统的标准控件,因而能支持绝大多数标准的可视化开发环境,如Visual C++、Visual Basic、Delphi、Power Builder等。编程人员在开发过程中可以选用自己最熟悉的开发语言,轻松地将地图处理功能嵌入到应用程序中,并且可以编译成exe文件,脱离Maplnfo的软件平台运行。利用MapX,能够简单快速地在企业应用中嵌入地图功能,增强企业应用的空间查询和空间分析能力,实现企业应用的增值。MapX采用基于MapInfo Professional的相同的地图化技术,可以实现MapInfo Professional具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能。而且,MapX提供了各种工具、属性和方法,实现这些功能是非常容易的。因此,MapX非常适合中小型的GIS应用开发。MapX主要有下面这些功能:

1.MapInfo格式地图的显示;

2.对地图的随意浏览功能;

3.专题地图制作;

4.数据绑定;

5.图层控制;

7.简单的地理数据、属性查询;

8.支持栅格地图图像;

9.自动和动态注释;

10.提供强大的远程数据库连接。

三、校园地理信息系统的发展现状

“数字地球”、“数字城市”是近几年来地球空间信息科学研究的热境。随着世界各国校园信息化建设的发展,“数字校园”的概念也相应出现。从广义上讲,数字校园是以网络为基础,利用先进的信息化手段和工具,实现从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件、信息等)、到活动(包括教学、管理、服务、办公等)的全部数字化。在传统校园的基础上构建一个数字空间以拓展现实校园的时间和空间维度,从而提升传统校园管理的效率,扩展传统校园管理的功能,最终实现教育过程的全面信息化。达到提高教学质量、科研和管理水平的目的。

随着信息可视化(Information Visualization)技术和GIS技术的发展及广泛应用,出现了另一种数字校园的理念,即在现实校园的基础上构建可视化的虚拟校园。这是一种基于地理坐标系建立的关于校园的空间信息模型,通过信息网络将现实校园的各种信息收集、整理、归纳、存储、分析和优化,进而对校园的各种资源、生态环境、社会环境、教学环境等方面的实体和现象进行模拟、仿真、表现、分析和深入认识网。现在许多高等院校都建立了自己的校园地理信息系统,将GIS技术与传统的管理信息系统相结合,利用GIS提供的空间管理和空间分析功能去解决常规管理方法难以解决的许多问题。但是建设数字校园是一项复杂而庞大的工程,它一方面需要学校内部多方面相互配合,理顺学校的内部管理机制;另一方面,建设过程应统筹规划、分期进行。因此,校园地理信息系统应该首先规划出分类管理模块和功能模块,然后逐一实现每个模块的功能,同时还要考虑各个模块间的相互关系和信息交互,实现系统化管理。目前,国内许多高等学校已经建成或在建各种类型、复杂程度不一的基于GIS技术的校园信息系统,如清华大学、中国地质大学、中科院研究生院、成都理工大学等。

四、校园地理信息系统研究的目的和意义

高等院校作为积极推广、使用高新技术的集中地,理应要求学校管理者掌握的信息现势性强,内容丰富准确,而且能进行快速查寻和综合分析,为学校的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠的依据。有鉴于此,开发基于GIS技术的校园管理信息系统是很有必要的。

校园地理信息系统(CGIS)的建立和应用,可从根本上改变目前无序的人工管理状态,节省大量的人力、物力;为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的图、文、声、像并茂的资料。将CGIS应用于学校后勤管理部门,可以提高学校后勤管理的水平;将CGIS搭乘上校园网络的快车,可以提高管理和决策的透明度,同时也将扩大CGIS的应用范围;将CGIS应用校务管理部门,可以有效的提高校务管理水平。

基于GIS的校园管理信息系统以电子地图的形式为平台,将学校的各种信息直观、形象地展现在人们的面前,可以为用户提供各种校园信息的双向查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出地图、平面图、专题图或统计表、分析图、文字说明等。高校校园地理信息系统的开发研究,是适应当前信息社会中对高校信息化管理的要求,也是建设“数字校园”,“校园办公自动化”的初期工作。

建立校园地理信息系统的意义归纳起来主要有以下几个方面:

1.有利于用电子数字产品全面地反映校园地理信息的现状,包括各类建筑物、管线的空间位置、分布及其相互关系。由于系统的空间信息和属性信息都实现了数据库管理,可以生成用户所需的各种数字化产品,同时可按各种条件生成和输出各种图表和报表。

2.有利于校园各种建筑物的有序化管理。可快速、准确地进行各类建筑物的检索查询和定位,为管理和设计规划提供准确而详细的数据,这种检索和查询是双向的,既可以根据图形查属性,又可以根据属性显示相应的图形。

3.有利于学生信息的有序化管理。将学生档案信息与地理信息相结合,可快速、准确地进行学生信息的检索查询和定位。

4.有利于校园资源的更加经济有效的利用。如将校园的地理位置信息与学生的选课信息相结合,可以进行各种统计分析和空间分析,实现教室资源的优化配置。

5.有利于建筑物、管网信息的维护、动态监测和更新,从而提高管理水平。

6.由于使用了计算机管理,使管理信息便于传输,适合一家建设,多家共享。使用网络分析工具来优化资源调配,作各种应急处理,提高了决策的科学性。

7.在校园地理信息系统的建设方面做进一步的开发与研究。可以为城市数字化做一些基础牲及实验性的工作。

五、校园地理信息系统研究的主要功能

校园地理信息系统将校园内的图形、属性结合在一起,加以空间分析功能,在可视环境下解决与校园空间信息有关的信息查询、信息、空间规划、信息管理等实际问题。一般来说,校园地理信息系统应具有如下功能:

1.分层显示综合校园地图或专题校园地图。它能向用户提供校园地形图、现状图、规划图等方面的信息,并能够输出不同类型的地图。

2.查询功能。利用属性表的相关属性(如房屋名称、建筑面积、使用面积、主要用途等)对图上校园实体进行查询(由表查图);利用信息工具查询路线距离、区域面积等基本几何信息;同时可直接查询图上对象的相关属性(由图查表)。

3.统计功能。系统可按属性表的相关属性进行统计,并能以直方图、饼图、密度图等专题图的形式输出。

4.将学生信息与地图相结合,实现学生信息和其宿舍地理位置等图上信息的互查及维护,从而改善学生档案信息的管理,实现学生档案信息的地理定位。

5.加入多媒体属性,使用户可以通过图象、声音、文本、影象等各种多媒体来更清楚、全面地了解地图上地形、地物的地理位置及相互关系。对多媒体属性可进行制作、编辑、查询显示、维护等操作。

6.实现缓冲区分析和最短路径查询等空间分析功能。为校园的规划设计提供一定的辅助分析功能。

数字校园是建设信息化高校管理的必然趋势,引入GIS技术的数字校园系统将成为校园新的信息源。它的特点就在于将地理信息系统应用于校园,将校园基础信息与地理信息系统相结合。它可以将校园内的平面图、图形、多媒体信息(如图像、声音、文本等)和属性资料有机结合起来进行综合管理。通过系统可对校园内地理信息的各种要素进行汇总、统计和分析,也可以在屏幕上进行不同格式的地图输出。

总之,实现校园的全面数字化是一项复杂而庞大的工程,它一方面需要学校内部多方面相互配合,理顺学校的内部管理机制;另一方面,建设过程应统筹规划、分期进行。因此,校园地理信息系统应该首先规划出分类管理模块和功能模块,然后逐一实现每个模块的功能,同时还要考虑各个模块间的相互关系和信息交互,实现系统化管理。在这方面更深入的理论和实践研究,地理信息系统工作者可谓任重而道远!

参考文献:

[1]龚健雅,地理信息系统基础,北京:科学出版社,2003.

[2]万剑华、曲国庆、王心众、丁宁,地理信息系统基础教程,东营:石油大学出版社,2001.

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

第5篇：地理信息系统的概念范文

[关键词]地理信息 测量 数据管理

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0385-01

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。

1.3.1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；对已有GIS数据库的改造工作量较大。

第6篇：地理信息系统的概念范文

关键词 地理信息系统；制图综合；方法原则

中图分类号：p208 文献标识码：a 文章编号：1671—7597（2013）051-058-01

地理信息系统的英文全称为geographic information system，简称gis，是一个用于分析地理空间信息的系统。它首先采集地球表层和内部空间的相关数据，然后通过计算机进行计算、分析、显示和存储，其中相关数据主要包括图像数据、空间信息数据、遥感数据等，利用计算机强大的运算能力分析和解决特定地理区域中的现象和问题。随着地理信息系统的发展，其对制图综合的要求越来越高，制图综合成为评价地理信息系统性能优劣的一个重要指标。接下来本文将从地理信息系统中制图综合的影响因素，基本过程及未来的发展方向等方面进行详细探讨。

1 地理信息系统中制图综合的影响因素

1.1 地图的比例

地图比例尺的大小严重影响着制图综合质量的好坏。在一幅相同大小的地图内，当比例尺较小时，同一块区域的面积会减小，同时这块区域内能够标记的物体数量和地图符号也会减少。随着地理信息系统的发展，比例尺逐渐被淘汰，取而代之的是数据库，通过数据库保存矢量化的地图数据，然而受到计算机内存容量的限制，数据库的容量不可能非常大，因此实际中不得不考虑地图的比例问题。

1.2 地图的显示效果

好的显示效果除了能够让用户清晰明白的看懂地图外，还应该满足制图规范的规定，保证地图内的物体之间的位置关系准确、合理，地图符号简单易懂。当将一个三维的立体事物反映在地图的平面上时，就需要考虑图层的设置问题，只有图层设置好了，图中才能反映出物体之间的正确位置关系，比如：行人位于高楼之下、船舶位于桥梁之下等，如果没有设置好图层关系，就会出现不正确的情况，导致物体之间的位置关系颠倒，因此在地图中出现物体互相覆盖的情况时，图层的设置问题是非常重要的。

1.3地域的特征

地域的特征是指该地域的地理特征，地球上不同区域具有不同的地理特征，比如：高原、平原、盆地、丘陵等，同时地球上不同区域还具有不同的文化、经济水平，因此，地理信息系统中的制图综合要选择最能反映该区域的特征的要素，抛弃那些不能反映该区域的特征的要素。在选择反映该区域的特征的要素时，要制定出合理的标准，使地图反映出的地理特征简单易懂。比如：在人口稀少的区域，比较小的乡镇是人口比较集中的地方，就应该选取该特征作为该区域突出的地理特征，而在人口密度比较大的地方，小乡镇是不重要的，应该抛弃。

2 地理信息系统中制图综合的基本过程

一般情况下，地理信息系统中制图综合的基本过程大致包含四个步骤：对区域的地理特征进行分类、对采集的地理信息数据进行精简、对突出的地理特征进行强调、对区域的地理特征进行符号标记。

2.1 对区域的地理特征进行分类

地理信息系统采集到地理信息数据后需要对其进行分类，分类既包含合并也包含拆分。比如：把集中在地面凹陷区域的水流合并为河流，但又把河流分为季节性河段和常流河段，前者是合并的过程，后者是拆分的过程。通常分类依靠两种依据，一种是根据地物的外形特征进行分类，比如：山川、高速公路、森林等，一种是根据地物的数量特征进行分类，比如：河流、湖泊、海洋等。

2.2 对采集的地理信息数据进行精简

通常地理信息系统采集到的地理信息数据含有大量的冗余数据，需要进行精化，删除重复以及不重要的数据。根据比例尺的不同，需要对地理信息的内容进行取舍，选择那些能够反映出该区域突出的地理特征的地理信息，抛弃那些与该区域的地理特征无关的某些内容，特别是当比例尺比较小的时候，需要删除大量的细节，只选取区域的全局特征，从而使地图清晰明了。

对地理信息的内容进行取舍主要表现在于：选取主要的类别以及主要的类别中的重要地物、舍弃次要的类别以及选取的类别中的次要地物。这里需要注意的是，主要和次要随着地域和比例尺的不同而不断变化，是一个相对的概念。地理特征的选取一般应该遵循以下原则：

①从大范围到

范围，先从大范围入手，再从小范围入手；②从大数量到小数量，例如高度、面积、长度等等；③从主要到次要，这需要根据地域和比例尺的不同而调整。

2.3 对突出的地理特征进行强调

在地理信息系统制图综合的整个过程中，必须对采集到的地理信息特征进行主次分类，突出最能反映该区域的特征的要素，地理信息系统制图综合不是对原始地域的重绘，而是制作出与原始地域相匹配的新地图，使用户能够从地图上获得该区域的重要信息。

2.4 对区域的地理特征进行符号标记

在对地理信息特征进行以上步骤之后，需要选择简单易懂的符号对其进行标记，选择的符号必须与地理信息特征相匹配。地图的所有信息都是通过符号体现出来的，地图符号能够反映出地物的位置、特征等重要的信息，制图综合的过程就是对地理信息数据进行符号化的过程。通常地图符号分为三大类：点状符号、线状符号还有面状符号。

3 结束语

随着计算机计算性能和存储容量的不断提高，地图制图技术得到飞速的发展，逐步从研究型阶段转向应用型阶段，为政府部门、商业公司和军事部门提供服务。如今，地图制图技术进入了新的发展阶段，不论硬件产品还是软件产品都已很成熟。其中软件产品分化为两大类：一类是专用的绘图系统，针对不同领域的绘图需求来开发和优化不同的绘图功能，并且在某些领域采用了智能化技术，实现了图形绘制的智能化；另一类是地理制图系统，地理制图系统是地理信息系统的一个子系统，利用地理信息系统强大的数据分析能力，使制图系统更加智能化，制作出图像更加清晰准确。

目前地理信息系统中的制图综合仍然存在着很多难题，例如：受计算机性能的限制，图形的显示速度还有待提高，特别是在军事领域需要实时显示的场合，另外，地图图像的分辨率以及高分辨率图像的存储都需要大容量的存储空间，如何对其进行压缩也有待解决。

参考文献

[1]时会省.地理信息系统中的制图综合研究[a].2009中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[c].2009.

[2]孙艳军，张二林.地理信息系统中制图综合问题的探讨[j].科技信息，2009，07（20）.

[3]马照亭，孙伟，殷勇，李成名.城市3维地理信息系统中场景的制图输出技术[j].测绘通报，2007，09（9）.

第7篇：地理信息系统的概念范文

【关键词】WebGIS；校园地理信息系统；属性信息

1.引言

校园作为城市或地区的一个缩影，它的研究能够为城市大环境的综合研究起到借鉴作用。地理信息系统(GIS)是一种有效的空间信息管理和分析的新技术，其核心是对空间数据的管理，具有强大的空间数据管理，地理分析和空间分析的功能，适应现代校园管理的各种需求[1-4]。随着Internet技术的不断发展和人们对空间信息的需求，基于Internet技术的地理信息系统——WebGIS应运而生。利用WebGIS上空间数据，为用户提供空间数据的浏览、查询和分析，已经成为GIS发展的必然趋势[5]。目前，已经有很多学者对校园地理信息系统开展了研究，例如，李金生等在Visual Basic环境下使用MapInfo进行二次开发，设计并实现了校园GIS查询系统[6]；杨武年等进行了成都理工大学校园空间信息系统构建的研究[7]；钟广锐等简要分析了WebGIS的技术特点，阐述了利用WebGIS的代表软件SuperMap IS进行校园地理信息系统开发的解决方案[8]；闻建光等[2]和李巍岳等[9]分别研究了使用遥感影像为数据源，建立校园地理信息系统的优势和方法；孔宇强[10]和胡云华等[4]还在校园地理信息系统中引入了虚拟现实技术。但是，这些研究只注重了地理信息（例如建筑物的位置等），没有用详细的属性信息（如建筑物内各办公室的详细信息）充实校园地理信息系统。本文以北京林业大学为例，阐述了以ArcGIS为平台，采用高分辨率遥感影像作为数据源，同时结合数据库技术的校园WebGIS系统开发思路，并对北京林业大学校园WebGIS系统的总体结构设计、数据库设计以、系统功能结构的实现和校园三维模型的建立作了重点介绍。

2.数据来源

2.1 空间数据

空间数据包括北京林业大学遥感影像、北京市五环内遥感影像地图和北京林业大学地物分布图。其中，北京林业大学影像采用Google Earth上北京林业大学地区的影像。北京市五环内遥感影像地图的比例尺为1：2000，影像空间分辨率为2.5米，坐标系为西安80大地坐标系，投影为高斯-克吕格6°带投影，投影带带号为20，用于校正北京林业大学影像。北京林业大学地物分布图通过使用ArcGIS对北京林业大学影像进行矢量化获得。

2.2 属性数据

属性数据包括学校教学主楼、林业楼、生物楼、理学楼、森工楼内所有办公室的基本信息。获取这些数据的方法为对这些办公室进行实地调查。

3.系统体系结构

本系统主要以基于Web的B/S网络架构模式实现，体系结构采用五层结构设计（如图1所示），分别为支撑层、数据层、应用服务层、应用层和表示层。其中，支撑层是整个系统开发的基石，包括软件、硬件环境及网络基础设施等的开发及运行环境；也包括开发的关键技术，例如包括3S技术、WebGIS技术等。数据层是系统的核心，主要包括支撑系统运行的一切数据，并根据需求分成若干子数据库——空间数据库、非空间数据库及元数据库。应用服务层是应用层与数据层之间的桥梁，为各业务功能提取其所需的相关数据提供服务，主要包括GIS地理信息系统平台及基于该平台所建立的基础服务中间件。应用层位于应用服务层之上，依托应用服务平台环境，接受用户请求，调用应用服务层中的控件和数据存储层中的数据对用户的请求进行处理，并将处理结果返回给用表示层。表示层是标准的Web浏览器，负责与用户交互，用于向应用层服务器发送请求并显示服务器返回的结果。系统体系结构如图1所示。

4.系统数据库设计

本研究采用分离存储的方式独立存储空间数据和属性数据，并通过建筑物ID值进行空间数据库与属性数据库的关联[13]。

4.1 空间数据库

空间数据库存储的内容包括北京市地形图、北京林业大学矢量数据和卫星影像等空间信息数据。该数据库存储空间定位控制数据和一些相对稳定的参考性数据，很多应用都基于该数据库。其中，矢量数据的属性结构如表1所示

4.2 属性数据库

属性数据库存储的内容是对应于地图实体的校园主要建筑物内部的详细信息。本系统采用实体-联系模型对属性数据库进行了概念模型设计，建立了实体联系模型，模型如图2所示。

根据属性数据库的概念模型建立其逻辑模型，设计了数据库的属性结构，属性表结构如表2、3所示。

4.3 元数据库

元数据是描述地理信息数据集内容、表示、空间参考、质量及管理的数据。是实现地理空间信息共享的核心标准之一[14]。2005年，我国推出了国家标准《地理信息元数据》[15]，规定了地理信息发行中元数据所必须包含的内容，本文依据该标准建立元数据库。

5.系统功能设计与实现

本系统主要功能是综合校园的空间信息和属性信息，使用ArcGIS Server构建统一的展示平台，在可视化的环境下提供对空间信息与属性信息一体化显示和查询，同时使用X3D技术构建校园三维模型，为校园实现可视化管理、分析与决策提供支持。使用户系统总体功能结构如图3所示，系统运行如图4所示。

5.1 地图浏览操作

系统采用分层管理矢量数据和卫星影像的方式对校园地图进行展示，用户可以根据需要加载感兴趣的图层进行浏览。主要实现了地图的放大、缩小、漫游、全幅显示、局部放大、鹰眼显示等功能，系统运行界面见图5。

5.2 信息查询

本系统提供了多种方式进行空间及属性信息一体化查询方式，主要包括通过图形查询属性信息、通过属性查询图形位置和详细属性信息查询。

5.2.1 通过图形查询属性信息

用户选择自己感兴趣的图层，并通过点选查询、园选查询或多边形选择查询的方式选择感兴趣的区域，系统将返回这些区域的属性信息列表。

5.2.2 通过属性信息查询图形

用户选择自己感兴趣的图层，在文本框中输入要查询的地物名称，进行查询，系统将高亮显示符合条件的区域，并将被选中的区域居中显示。

5.2.3 详细信息查询

用户在文本框中输要要查询的楼名和部门名，进行详细信息查询，系统将返回符合条件的所有办公室的详细信息。

5.3 三维漫游

本系统的三维漫游模块可以让用户使用IE浏览器漫游校园三维模型。该功能包括室内模型和室外模型两部分内容。在建立室外模型时，使用基于X3D技术的Vizx3D软件，将校园内主要地物的模型导入虚拟三维场景，根据校正后的遥感影像确定模型的位置和大小，同时增加了Background节点（背景）和NavagationInfo（漫游）节点，用户可以在该模型中以行走的方式漫游（如图6所示）。本文还以林业楼为例建立了室内三维模型。首先，通过实习测量获得林业楼内各办公室的实际大小，并根据测量结果使用Sketch up软件建立林业楼内部各办公室的轮廓，并使用Photoshop软件处理后的照片作为图片纹理。用户可依次浏览林业楼内各楼层的三维模型（如图7所示）。室内模型与室外模型间的连接以及林业楼内各层模型间的连接使用vrml语言中的Anchor节点实现。

6.结语

计算机技术、Internet及GIS技术的不断发展为促进WebGIS技术应用提供了强有力的技术支持，也大大加快了GIS的普及速度。将WebGIS引入到校园信息系统建设对于校园信息化建设，开发具有实用价值的校园管理信息系统，以实现高校管理自动化、科学化、网络化和智能化具有重要意义[12、13]。本文使用ArcGIS开发平台，以高分辨率遥感影像作为数据源，结合数据库技术以北京林业大学为例开发了校园里地信息系统，并且加入了实地调查的各办公室的详细信息，提高了系统的实用性。在今后的研究中，还应网络技术进一步发展的基础上尝试进一步引入虚拟现实技术，并实现校园三维模型与二维数据的联动，从而进一步曾强校园地理信息系统的展示效果。

参考文献

[1]李巍岳,武文波,马聪.基于QuickBird影像的校园地理信息系统设计[J].测绘科学,2010,35(4),205-207.

[2]闻建光,许惠平,刘万崧.基于遥感影像的校园地理信息系统[J].遥感技术与应用,2005,20(4),304-308.

[3]李保杰.基于B/S架构的校园地理信息系统设计与实现[J].计算机与数字工程,2010,38(7),89-92.

[4]胡云华,赵玉梅,于倩,封尧,孙苗,耿伟华.基于Map Object的3D校园地理信息系统的设计与实现[J].现代计算机(专业版),2010,4,65-68.

[5]陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,1999:13-14.

[6]李金生,刘岩,周园,张博.基于MapInfo的校园GIS查询系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2008,31(12),31-33.

[7]杨武年,濮国梁.数字成都理工大学校园空间信息系统的构建与实现[J].成都理工大学学报(自然科学版),2005,32(1):101-106.

[8]钟广锐.基于WebGIS技术的校园地理信息系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2005,28(2),33-35.

[9]李巍岳,武文波,马聪.基于QuickBird影像的校园地理信息系统设计[J].测绘科学,2010,35(4),205-207.

[10]孔宇强.基于WebGIS和VR技术的校园地理信息系统设计[J].福建电脑,2011,4,102-103.

[11]李战成,马明栋,李保杰.基于WebGIS的校园地理信息系统的设计与实现——以徐州师范大学为例[J].苏州科技学院学报(工程技术版),2006,19(12),86-90.

[12]钟春荣,刘平辉.基于Supermap 的校园地理信息系统设计研究——以东华理工大学为例[J].科技广场,2008,8,49-52.

[13]张长锁,袁永博.基于WebGIS的校园地理信息系统的研究与应用[J].地理空间信息,2008,6(4),108-113.

[14]吴信才等.地理信息系统原理与方法(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2009.

[15]GB/T 19710-2005 地理信息 元数据（ISO 19115:2003,MOD).

项目资助：北京林业大学2011年大学生科研训练计划（项目编号：110105）。

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第8篇：地理信息系统的概念范文

【关键词】地理信息系统；工程测量；信息处理

现代工程项目一般具有规模大、精度高、施工环境复杂等特点，为了满足工程建设的这些实际需求，就要对传统的工程测量技术进行革新和完善。随着电子信息技术的全面发展，众多延伸产品如GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感系统等实现了与工程测量的结合，并在不断的改进中提高了测量的效率和质量，构成了现代工程测量技术的新领域。地理信息系统由于其系统功能和数据处理管理功能的的强大，在工程测量中得到了广泛的应用，本文研究了地理信息系统的基本功能，在此探讨上对其在工程测量中的应用做了探讨。 一、地理信息系统概述

（一）地理信息系统的概念

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种具有重要意义的空间信息系统，这种系统在计算机技术（硬件系统和软件系统）的支持下对地球空间中的地理数据进行收集、储存、整合、管理、显示，从而为理论研究或相关行业的发展提供支持，它一般由五大要素构成，即系统使用人员、地理信息数据、计算机硬件、分析软件和过程。地理信息系统的主要功能是现实地理信息的专业化数据管理，从其根本属性来讲，该系统是一个具有集中、存储、分析和显示地理参考信息的计算机系统。地理信息系统进过改进和功能的完善可以在科学研究、资源管理、发展规划等领域发挥极好的效果

从地理信息系统运作的内涵来讲，它是一个经过计算机程序和地理数据相互作用有机结合的空间信息模型，在满足用户的信息需求时它的意义才能充分显现出来。该地理信息模型对现实的地球空间和实际地理情况进行了结构化的抽象和模拟，用户根据其实际要求对模型进行观测，并从中提取实际需求的数据，为管理和决策提供信息依据。

（二）地理信息系统的功能

地理信息系统的功能很大程度上决定于系统使用软件的数据处理功能，随着技术和信息更新速度越来越快，各种各样满足不同需求的地理信息系统软件被开发出来，并在实际的生产生活中发挥了重要的作用。但是不管系统软件类型怎样改变，都脱离不了以地理信息为处理对象的基本要求。对现今地理信息系统开发的研究可以总结出其具有的两大基本要求，一是对用户信息进行处理，二是以GIS为基础，开发并完善适合市场需求的地理信息软件系统。

1、信息的分析评价和预测功能

地理信息系统的先进性在于其强大的数据分析功能和模拟预测功能，这也是现代技术智能化发展的必然要求。普通的计算机数据库很大程度上只能满足用户的信息收集、存储和提取功能，地理信息系统在此基础上还可以根据不同地理区位的数据建立模型，并通过特定的计算方法获得评价结果，从而为测量提供参考。这种信息结果一般以函数命令的形式出现，通过样本数据的模拟分析和训练，预测空间条件可能发生的变化，使决策者做出最优化的选择，尽可能的规避了决策风险。

2、空间的分析和查询功能

良好的人机界面是实现简便化和人性化操作的前提，为了方便和利于工作人员对空间地理信息进行管理，地理信息系统通常运用分层建构的方式完成数据库的建立。该方式的最大优点是在进行数据采集输入时采用原始图像，并且使用经过空间操作的图样来表示信息分析和查询的结果，从而保证了经过处理的空间图像和原始图像具有相同的格式和可视效果。

3、某些特定功能

根据用户的实际需要和地理信息处理的功能设施，运用地理信息系统软件功能中的二次开发函数库可以开发出具有特定功能的软件系统，这些软件系统一般包含以下内容：数据挖掘模块、地理变量信息的提取模块、物探数据的分析模块、图像分析模块以及综合模块等。地理变量信息的提取模块经过长时间的发展已经构建出了基本的结构和内容，成为现今地理信息系统特定功能的一个重要的发展趋势。通过MAPGIS所具有的空间功能和输入函数，该模块能够实现对整体函数的处理和输出。

4、信息输出功能

信息的输出形式和输出效率是影响系统实用性的重要因素，地理信息系统在输出功能上进行了改进，使其能够满足现今社会的要求并提高了工作效率和精度。地图制图是地理信息系统的一个重要功能，也是衡量地理信息测量技术水平的重要指标。通过先进的数据输出功能，能够极大提高地图制图工艺水平，节省了人力资源和物质成本，具有重大的经济效益和社会效益。

二、地理信息系统技术在工程测量中的应用

地理信息系统侧重于对地理数据的分析处理，而工程测量侧重于信息的收集，但两者都属于测绘技术。将地理信息系统技术应用于工程测量中能够实现工程项目整体质量的提升。

（一）地理信息系统运行的硬件环境

一般来说，空间地理数据的信息处理量较大，对地理信息系统运行的硬件环境要求也相对较高。在选用地理信息系统硬件设施时，还要根据实际情况面向不同的对象选择不同配置的硬件，例如服务器是整个系统运行的核心设备，经常处于同时进行多项信息处理的工作状态，因此必须配备达到一定标准的的硬件设施才能满足其工作要求。相对而言，客户端只需满足一般的信息输入、查询、输出等功能需求，对硬件环境要求相对较低。

（二）地理信息系统运行的软件环境

地理信息系统运行的软件环境是影响系统平稳性、流畅性和安全性的关键因素。在满足了对硬件环境的要求之后，要尽量改善软件环境和网络环境。为了使地理信息系统的功能充分发挥出来，保障数据上传下载的高效率，仅就不断加强系统软件的升级和网络环境的改善，提供满足需求的宽带，选择合适的网络协议如TCP/IP协议和IPX协议等。

（三）地理信息系统技术的功能模块

为了适应工程测量的实际需求，需要开发出具有特定功能的系统模块，就目前的工程测量发展情况来看，地理信息系统要重点建立和完善以下四种模块：第一是对地图进行管理的系统功能模块，地图是工程测量的重点内容，该模块要能够实现较强的地图编辑和图库管理功能，对不同格式的地图进行准确的转换，检测样本地图中出现的误差并进行及时的纠正等等；第二是辅助做图的模块，地质图纸是工程建设和运行的基本依据，地理信息系统要能够辅助人工将图像直观形象的予以描述，提高工作人员的工作效率和精确度；第三是进行设备管理的模块，地理信息系统的整体运行和外设功能的操作能够减小系统数据分析和运行中的偏差，并且能够对相关数据进行修复性处理；第四是电网分析模块，该模块在地理信息系统的分析功能已经具有的数据和电网图的基础上，可以精确测量出软件系统的平稳性、组抗性，进一步加增强对工程项目决策的实际作用。

参考文献：

[1]张亮，艾弟.浅谈测绘新技术在工程测量中的应用[J].中国科技博览，2011（30）

[2]何莲.浅析工程测量中测绘技术的应用[J].城市建设理论研究，2011（26）

第9篇：地理信息系统的概念范文

关键词：地理信息系统；风险评估

2006年1月国家网络与信息安全协调小组发表了“关于开展信息安全风险评估工作的意见”，意见中指出：随着国民经济和社会信息化进程的加快，网络与信息系统的基础性、全局性作用日益增强，国民经济和社会发展对网络和信息系统的依赖性也越来越大。

1什么是GIS

地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）是在计算机软硬件支持下，管理和研究空间数据的技术系统，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

2风险评估简介

风险评估是在综合考虑成本效益的前提下，针对确立的风险管理对象所面临的风险进行识别、分析和评价，即根据资产的实际环境对资产的脆弱性、威胁进行识别，对脆弱性被威胁利用的可能性和所产生的影响进行评估，从而确认该资产的安全风险及其大小，并通过安全措施控制风险，使残余风险降低到可以控制的程度。

3地理信息系统面临的威胁

评估开始之前首先要确立评估范围和对象，地理信息系统需要保护的资产包括物理资产和信息资产两部分。

3.1物理资产

包括系统中的各种硬件、软件和物理设施。硬件资产包括计算机、交换机、集线器、网关设备等网络设备。软件资产包括计算机操作系统、网络操作系统、通用应用软件、网络管理软件、数据库管理软件和业务应用软件等。物理设施包括场地、机房、电力供给以及防水、防火、地震、雷击等的灾难应急等设施。

3.2信息资产

包括系统数据信息、系统维护管理信息。系统数据信息主要包括地图数据。系统维护管理信息包括系统运行、审计日志、系统监督日志、入侵检测记录、系统口令、系统权限设置、数据存储分配、IP地址分配信息等。

从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成:硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。

险评估工作流程

地理信息系统安全风险评估工作一般应遵循如下工作流程。

4.1确定资产列表及信息资产价值

这一步需要对能够收集、建立、整理出来的、涉及到所有环节的信息资产进行统计。将它们按类型、作用、所属进行分类，并估算其价值，计算各类信息资产的数量、总量及增长速度，明确它们需要存在的期限或有效期。同时，还应考虑到今后的发展规划，预算今后的信息资产增长。这里所说的信息资产包括:物理资产(计算机硬件、通讯设备及建筑物等)信息/数据资产(文档、数据库等)、软件资产、制造产品和提供服务能力、人力资源以及无形资产(良好形象等)，这些都是确定的对象。

4.2识别威胁

地理信息系统安全威胁是指可以导致安全事件发生和信息资产损失的活动。在实际评估时，威胁来源应主要考虑这几个方面，并分析这些威胁直接的损失和潜在的影响、数据破坏、丧失数据的完整性、资源不可用等：

（1）系统本身的安全威胁。

非法设备接入、终端病毒感染、软件跨平台出错、操作系统缺陷、有缺陷的地理信息系统体系结构的设计和维护出错。

（2）人员的安全威胁。

由于内部人员原因导致的信息系统资源不可用、内部人员篡改数据、越权使用或伪装成授权用户的操作、未授权外部人员访问系统资源、内部用户越权执行未获准访问权限的操作。

（3）外部环境的安全威胁。

包括电力系统故障可能导致系统的暂停或服务中断。

（4）自然界的安全威胁。

包括洪水、飓风、地震等自然灾害可能引起系统的暂停或服务中断。

4.3识别脆弱性

地理信息系统存在的脆弱性(安全漏洞)是地理信息系统自身的一种缺陷，本身并不对地理信息系统构成危害，在一定的条件得以满足时，就可能被利用并对地理信息系统造成危害。

4.4分析现有的安全措施

对于已采取控制措施的有效性，需要进行确认，继续保持有效的控制措施，以避免不必要的工作和费用，对于那些确认为不适当的控制，应取消或采用更合适的控制替代。

4.5确定风险

风险是资产所受到的威胁、存在的脆弱点及威胁利用脆弱点所造成的潜在影响三方面共同作用的结果。风险是威胁发生的可能性、脆弱点被威胁利用的可能性和威胁的潜在影响的函数，记为：

Rc=(Pt,Pv,I)

式中：Rc为资产受到威胁的风险系数；Pt为威胁发生的可能性；Pv为脆弱点被威胁利用的可能性；I为威胁的潜在影响(可用资产的相对价值V代替)。为了便于计算，通常将三者相乘或相加，得到风险系数。新晨

4.6评估结果的处置措施

在确定了地理信息系统安全风险后，就应设计一定的策略来处置评估得到的信息系统安全风险。根据风险计算得出风险值，确定风险等级，对不可接受的风险选择适当的处理方式及控制措施，并形成风险处理计划。风险处理的方式包括：回避风险、降低风险(降低发生的可能性或减小后果)、转移风险和接受风险。

究竟采取何种风险处置措施，需要对地理信息系统进行安全需求分析，但采取了上述风险处置措施，仍然不是十全十美，绝对不存在风险的信息系统，人们追求的所谓安全的地理信息系统，实际是指地理信息系统在风险评估并做出风险控制后，仍然存在的残余风险可被接受的地理信息系统。所谓安全的地理信息系统是相对的。

4.7残余风险的评价

对于不可接受范围内的风险，应在选择了适当的控制措施后，对残余风险进行评价，判定风险是否已经降低到可接受的水平，为风险管理提供输入。残余风险的评价可以依据组织风险评估的准则进行，考虑选择的控制措施和已有的控制措施对于威胁发生可能性的降低。某些风险可能在选择了适当的控制措施后仍处于不可接受的风险范围内，应通过管理层依据风险接受的原则，考虑是否接受此类风险或增加控制措施。