地理信息系统的基本内涵精选(九篇)
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第1篇：地理信息系统的基本内涵范文
【关键词】地理信息系统；地理学；地位
地理信息系统（GIS），是一种高技术系统，能够提供地理研究和预测、规划的服务，能够对空间信息进行获取和处理。虽然地理信息系统的出现仅几十年的时间，但已经取得了迅猛的发展。本文简要介绍了地理信息系统，并分析了地理信息系统在地理学中的地位。
1、地理信息系统
1.1地理信息系统的含义和产生
所谓的地理信息系统又称为又称为资源与环境信息系统、地理数据系统、空间信息系统、土地信息系统等，是通过计算机硬件和软件的支持，综合运用信息科学和系统工程理论，对具有空间内涵的地理数据进行分析综合与科学管理，从而服务于地理决策、规划、预测和研究等领域的技术[1]。地理信息系统的基本特征在于其能够进行空间分析，综合分析多种信息，分析空间实体间的关系，对区域内的各种过程和现象进行处理。地理信息系统尤其擅长对空间信息进行处理。
上世纪六十年代开始萌发地理信息系统。加拿大学者R.F.Tomlinson等人使用计算机统计森林的分类，并取得了成功。加拿大农业部对其进行了全面的支持，最终将地理数据分析系统研制了出来，并最终命名为加拿大地理信息系统。1968年，地理信息系统正式成为了一个科学术语[2]。
对地理信息系统的定义目前尚无定论，各国科学家众说纷纭、各持己见。综合各家的观点，所有的观点都认为地理信息系统具有空间数据的处理能力。空间数据指的是行星地球表面以及附近被记录的所有地理现象，其具有明显的地理位置特征。空间数据可以用地图来表示，例如一个公共场所，其作为一个占据一定空间的地域，具有特有的地理坐标，其特性可以通过属性指标反应出来。地理信息系统具有空间型的特定性质，这是其与其他统计型信息系统的最大区别。地理信息系统的每个数据的编码的依据都是地理坐标，先对其进行明确的定位，再完成定量的属性和分类。地理信息系统的独特标志就是强调对空间数据的处理，当然，这也是地理信息系统的一个技术难点[3]。
1.2地理信息系统的组成
根据美国联邦数字地图协调委员（DBMS）会对地理信息系统的分析，地理信息系统的概念框架由五大部分组成，分别为产品显示和输出、空间分析和操作、数据库的产生和数据输入、数据库和系统的管理、用户界面[4]。
地理信息系统的用户界面的主要功能是地理信息系统的应用版块、数据库与应用者之间的交流平台，其软件功能主要是对系统和用户之间的关系进行组织和简化，包括图形显示、帮助显示和菜单等。
数据库和系统的管理是一种手段，实现对地理信息系统功能的数据控制。与普通数据库（DBMS）相较，地理信息系统的数据库更为复杂，具有布尔运算、删除和增加等功能。这就意味着其不仅能够对文字数字数据进行处理，还能够对图形数据进行处理。地理信息系统专家M. F. Goodchild就提出，地理信息系统应该能为各种地理要素的查询提供服务。地理信息系统的数据库管理系统要能够联接起地理实体的变量和属性与地理坐标信息。
要建立地理信息系统，产生数据库，其基本操作就是输入数据，输入数据本身比较复杂。地理信息系统的软件系统和硬件系统的费用远远少于数据的输入、预处理和采集的费用。不仅如此，在输入数据时还要对其进行编码，将变量和拓扑结构之间的联接建立起来。
作为空间数据处理的重要工具，地理信息系统及其模块和子系统都要具备各种工具，例如布尔运算、拓扑分析、空间数据查询。自动化制图、图像处理系统虽然也具备一定的功能，但却不如地理信息系统的工具复杂和全面。地理信息系统的工具箱能力还将受到模糊数学、人工智能和地理信息系统技术发展的影响，不断走向智能化。
根据设计要求，地理信息系统可以将各种文字、图表和地图信息提供出来，特别是提供新信息。地理信息系统可以叠加各种要素，例如水资源、土地和人口，并向用户提供与这些要素相关的、具有综合性的新信息。
作为决策支持系统和管理工具，地理信息系统带动了地理科技的革命，是一种无形的软技术。地理信息系统具有旺盛的生命力和广阔的应用前景，其已经跳出了单纯的技术范畴，成为了跨越社会科学和自然科学的综合性技术。其能够对空间相关数据进行有效的显示、模拟、分析、操作、管理和采集，从而满足复杂的管理和规划需要。
2、地理信息系统在地理学中的重要地位
地理信息系统是地理学与计算机技术的结合，使用计算机技术对地理问题进行处理，属于地理学科中的一门边缘学科。地理学是一门复杂的学科，对社会有着深远的影响，当前社会出现的环境、资源、人口等问题都对地理学提出了更高的要求。现代地理学的一个重要发展方向就是结合新技术，从而产生边缘性应用学科，例如地理信息技术和遥感技术等。现代地理学可以分为三个分支：技术地理学、实验地理学和理论地理学，地理信息系统属于技术地理学。
在地理学的发展中，地理信息系统是一次巨大的飞跃，是地理学中新技术手段和思想的应用，突破了原有的地理学研究方法。与此同时地理信息系统也离不开地理学这个理论依托，二者相互依存。如果没有地理背景或地理学，计算机对空间数据的处理就毫无意义；如果没有地理学模型，地理信息系统也难以建立。
地图作为一种传统的空间信息载体，很多因素都会对地图的地理信息造成限制。首先，通过人工来提取地图数据，在图形要素的计量和量算方面都存在很大的限制。其次，每一张地图都只能记载和描述有限的地理信息。人对于地图信息的记忆能力也是有限的。传统的图层叠加具有加大的局限性。地理信息系统与遥感密不可分，包括了空间信息和地理 要素，能够将定量、定性和定位的数据提供出来。地理信息系统还可以为遥感提供辅助数据，对其最高分辨力和信息量进行最大程度的利用。从野外考察中获得的遥感数据、原始资料可以与地理信息系统相结合，使遥感图像具有更高的解译和处理精度。而系统中数据的精度和适时性也会对地理信息系统的应用起到了支持作用。
地理学受到了地理信息系统的巨大影响，地理信息系统是一个现代化的地理技术工具，推动了地理学的定性描述向定量分析的转变，使地理学的单系统发展成为复杂系统。对于地理学而言，地理信息系统既是机遇又是挑战，能够有效的推动地理学的发展，提高了信息评价、处理和采集的能力。
结 语：虽然，地理信息系统只是一种工具和技术，地理信息系统却给地理学带来了巨大的发展和变化。当前地理信息系统已经取得了长足的发展，随着计算机技术的迅速发展，地理信息系统在未来必然会发挥更大的作用。与此同时，地理信息系统和空间分析之间还没有建立起有效的沟通，空间分析技术的发展较为滞后，对地理信息系统的应用设计造成了一定的阻碍，这也是未来地理信息系统的发展方向。
参考文献
[1] 董廷旭. 《地理信息系统》实施素质教育的对策研究[J]. 绵阳师范学院学报. 2014（02）
第2篇：地理信息系统的基本内涵范文
[关键词]地理信息技术 综合图解 存储和显示 编制 评判
地理信息技术的内涵主要包括三个方面:地理信息系统(GIS )、遥感(RS)、全球定位系统(GPS )，三者有机结合，即被称为“3S”。
地理信息技术是研究地理教学的一种现代化技术工具。GIS可以使呆板、静止的数据、图形变得形象生动，直观可视；可以使运动的场景，变化的数据，统计图、分析表灵活转换；可以使教育教学资源得到盘活共享，方便检索，分析查寻；这一切都便于教师去创设情景，开展教学，学生的学习兴趣当然非常浓厚。地理信息技术所展示的科技含量高的RS遥感图片，GIS不同图层的对比分析，GPS的准确定位，对学生来说吸引力也是非常大的。具体探究一下地理信息技术在地理教学中的应用主要表现在以下几方面。
一、用于综合图解地理分布现象
地理教学能力培养的第一个方面就是培养学生阅读、填绘、分析地图的能力，而且地理教学问题中有关地理分布的知识随处可见。以往的教学手段是运用教学挂图、课本附图以及复合投影片来讲授地理分布知识。教学挂图在一定程度上可以深化教学目的，但是在使用上会占用一定的空间，给教师板书带来不便。复合投影片的使用较教学挂图方式稍方便一些，但教师需要在课前花费大量时间制作和维护投影片。而运用地理信息系统制作的针对性非常强的课件，通过计算机与大屏幕投影来讲解，效果就好得多。
用地理信息系统技术制作的相应课件具有以下优点：
1.图形比投影片更准确，比挂图更清晰。特别是地图注记和符号规范、清晰、易读。
2.可以复合叠加呈现，并可以灵活地动态显示。既可以像复合投影片一样一张张显示，还可以用几个圈层分绘组成一张综合的地理事物的分布图。
3.易于存储。计算机以数字方式存储信息，不会损坏。教师能够节省出更多时间更好地设计课堂教学过程。
4.可以把分布图与信息数字结合起来，给学生以量的概念。
例如，世界洋流分布与世界四大渔场。洋流可以用红、蓝两色分别表示暖流和寒流，并可实现动态演示。在流动的寒、暖流汇合处形成渔场，同时通过标注与其相关的文字、数字信息。学生既可以形象直观的理解渔场的形成、渔场的位置，又可以获得丰富的资料。
二、用于地理数据的存储和图形化显示
地理教学中常涉及到很多地理的数字信息，如世界主要国家小麦产量、世界七大储油区的石油产量等。以往采用绘制投影片或挂图，以柱状图、折线图的方式进行表示。使用地理信息系统处理、显示地理数据具备简便、准确、多样化等特点。
1.简便。减轻教师工作量。无论是制作投影片还是画板图都可减轻教师的工作负担。
2.准确。计算机处理数据准确，显示图形标准，给学生以正确的量的对比。
3.多样化。不仅可以以柱状图、折线图的方式显示，还可以以饼状图、三维立体图等多种方式显示地理数据，而且可以实现各种显示图的相互转化，使学生可以更多的掌握地理基本技能。并且地理数据可以与地理分布图相结合创建相应的专题地图，把单调、空洞的数据空间化。
三、用于示意图的动态演示和模拟动画演示
这一部分功能主要体现在自然地理的教学中，如地球的运动、地球的水循环、褶皱与断层、大陆漂移与板块构造、大气环流、锋面与大气、气旋与反气旋等。这些知识反映了空间现象的基本原理，用一般方法和平面静止图进行教学对学生的理解有一定难度。而地理信息系统动态演示功能则可以实现地理现象的模拟演示，使学生获得更形象化的认识，起到突破难点的作用。如大气环流：三圈环流的位置、流向、强弱、带来的天气等，都可以用地理信息系统的动态演示功能，形象地为学生讲解。
四、用于课堂练习题的编制和成绩的评判
用地理信息系统将课堂练习穿插于讲课之中，随讲随练，起到辅助教学的作用。尤其是一些人机交互性较强的地理信息系统软件，对提高学生学习兴趣更有很大帮助。用计算机评判学习成绩公平、快速，没有人为因素的干扰。并可根据成绩循序渐进安排学习，达到教与学双向沟通的目的。
例如，讲授中国行政区划时，用地理信息系统技术编制一套练习，让学生随堂进行，检测课堂教学效果。让学生填注行政区划的名称、简称、省会等，起到巩固课堂教学的作用。可以增强人机交互性，还可配以相应的画面、窗口或声音提示填注是否正确。同时，可以通过计算机对成绩进行评判，使教师很快得到反馈。用计算机配以大屏幕投影设备可以代替板书。教师备课直接用计算机进行，对教学中涉及到的知识内容进行合理设计、巧妙安排。在课堂上，教师可以根据需要直接使用，可以根据实际情况调节字体、字号、设置背景图案、调节明暗程度等，以适合学生具体情况，并可为学生营造更好的学习环境。
五、用于丰富和深化课堂教学内容，扩大学生知识面
第3篇：地理信息系统的基本内涵范文
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。
第4篇：地理信息系统的基本内涵范文
一、房地产信息管理系统的开发与设计方案
1.房地产信息管理系统的设计与开发目标在城市电子地图的基础上，从房地产信息的基本特征入手，探索可行的数据存储结构，可以将房地产普查信息存储到数据库中，实现对房地产信息的集中统一化管理，在房地产企业中，房地产信息管理系统是企业实现主动化办公的重要组成部分。这一系统的建立用于对房地产资料进行查询和检索，并提供直接查询、条件查询、统计分析以及制作各种专题图等功能，系统可以将查询结果以图、文、表并茂的形式进行详细展示，使信息更为直观和清晰。
2.房地产信息管理系统的软件开发平台房地产信息可以分为两类，一类是表示房子的位置、周边环境等房地产本身的信息，在这些信息中还包含房地产的空间分布数据，另一类是表示房地产的功能、建设日期等属性信息。房地产信息具有显著的空间分布特征，在地理信息系统平台上构建房地产信息管理系统可以更好的对房地产信息进行准确的描绘，同时可以建立房地产信息之间的空间分布关系，实现空间分析的功能。地理信息系统，简称GIS，是在计算机硬件、软件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统，其中，动态更新和空间分析是地理信息系统最为显著的功能。地理信息会随着时间发生变化，利用地理信息系统的动态更新功能，可以对特殊信息进行提取，并实现对信息的及时更新，利用地理信息系统的空间分析功能，可以建立起各种信息之间的空间相关关系。在开发工具方面，MapInfo以其操作简单，汉化程度高等优点在中国得以广泛使用，构建房地产信息管理系统时使用MapInfo作为地理信息系统平台，采用VB编程可以降低开发成本，并便于用于操作。
3.房地产信息管理系统的开发技术近些年，组件式开发是一大技术热点，这种开发技术可以显著提高软件的开发和生产效率，组件式GIS就是将已有的巨型GIS分解为若干可互操作的自我管理、互相独立的组件，包括数据管理组件、空间查询组件、数据获取组件、主题制图组件和显示组件等，软件开发者只需要用这些组件进行应用软件的组装，便可以实现相应的功能。采用基于组件的方式来开发地理信息系统，具有灵活方便，嵌入性好，功能强大的特点，可以有效减少网络传输的负担，实现了获取和管理多数据源数据等功能，还可以很好的减少系统的体积，降低开发难度，使开发更为灵活和便捷，此外，由于GIS组件良好的嵌入性，软件开发更为简单，也可以显著降低开发成本，目前，组件式GIS已经成为GIS发展的重要方向之一。
4.房地产信息管理系统的开发策略在GIS平台上开发房地产信息管理系统要注意以下四点：一是从人性化角度出发，提供友好的用户界面，并不断降低用户的操作难度。二是加强地理信息与计算机图像以及多媒体技术的结合，使信息显示更为准确和丰富。三是在实现数据管理能力的同时，实现对空间数据的管理功能。四是使数据格式标准化。
二、房地产信息管理系统的组成以及功能结构
基于地理信息系统平台构建的房地产信息管理系统主要包括以下几个部分：信息查询模块、系统维护模块、统计分析模块、地图操作模块、专题图模块、视频信息模块、全景图模块等。信息查询模块的主要功能是在电子地图上分级显示房地产信息，并实现对房地产信息的查询以及图形和属性数据的交互查询等功能；系统维护模块的主要功能是对基础数据库进行维护，并对房地产信息进行查询和修改等；统计分析模块和专题图模块的主要功能是对基础数据进行统计和汇总，然后运用文字、表格、图像等对统计信息进行直观的反映，并制作各类统计报表与专题图；视频信息模块的主要功能是针对典型的地段，进行全景图显示，同时播放相关的视频信息；全景图模块可以实现鹰眼功能，同时为地图的各项操作提供便利。
三、房地产信息管理系统实现的关键技术
1.空间信息与属性数据库在地理信息系统中，所操作的只能是实体的数据，它们都有描述其质量、数量、时间特征的属性数据，也有其非属性的数据———空间数据，即以点、线、面方式编码并以（X,Y）坐标串储存管理的离散型空间数据，或者以一些列栅格单元表达的连续型空间数据。地理实体数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述，每一个坐标编码都代表着房地产的位置信息，而属性数据则是描述空间数据特征的数据，因此在系统设计中，为了提高信息处理的灵活性，可以将两种数据分开存储，空间数据以文件的形式储存在特定的目录下，它的每一个地物都对应着一个唯一的标识码，属性数据存储在属性表中。属性数据库是一种关系型数据库，用来存储和管理属性数据，为了实现空间数据和属性数据库之间的关联，可以采用数据捆绑的方式。
2.多媒体信息为了更好的展现一些主要地段的房地产信息，设计者在房地产信息管理系统中，将空间信息和多媒体技术与信息管理系统进行了融合，设计了全景图模块和视频信息播放模块。为了实现这一功能，设计者先让系统获取对象的属性，然后在系统中搜索图像以及视频资料，并随之调用视频播放程序或者全景图浏览程序。
3.全景图房地产信息管理系统为了更好的展示房地产信息，对某些关键地段提供了全景图显示的功能，这些全景图的制作是先利用数码相机获得该地段的独立影像，再结合计算机图像技术生成全景图像，因此用户可以在电子地图上点击观看全景图，此外还可以进一步引入全景俯视导航图，避免用户观看时迷失方向。
四、结语
第5篇：地理信息系统的基本内涵范文
关键词：GIS教学；民族师范院校；地理专业；产学研；改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1003-4374（2016）06-0054-03
地理信息系统（Geo-Information system）既是师范院校的一个专业（地理信息科学），也是现代地理学发展的一门延伸交叉技术[1]。我国现有160余所高校开设该专业，随着国家信息产业化的发展以及国内从事GIS开发的高科技企业的增多，GIS产业发展潜力巨大。GIS与地理学关系紧密，是计算机时代下地理学的新发展，是信息化的地理学，将地理地物计算机化后输入数据库，再把数据库的内容反映到电子地图上，可将传统地理信息应用到信息科技设备系统中去的数据库技术[2]。地理学为GIS提供了有关空间分析的基本方法，是GIS的基础理论依托；GIS也为地理问题的解决提供了信息时代的技术手段。因此，师范院校的地理教育专业中开设GIS相关课程成为必然。
阿坝师范学院（以下简称“学院”）为灾后重建学校，2006年秋才创办地理教育专业。目前虽师资还较薄弱，但始终注重理论与实践并重，除了必要的实验实习外，还开设了计算机以及GIS相关课程。由于学院地理教育是专科办学为主的特点及学生是文理兼收，因此数学、计算机、专业课基础等起点有所差异。在近几年的教学实践中，学生普遍反映学习GIS理论、操作软件困难和学习枯燥等问题。为此，笔者针对地理教育专业GIS课程的教学模式、组织学习实践、课程考核等方式进行初步研判，以不断提高学生的学习GIS兴趣以及实际操作能力。
1 民族师范院校地理教育专业的GIS教学
面对就业竞争压力，高校地理学教育在保持传统的基础上必须创新。措施之一就是在地理科学与计算机科学的框架下，构建地理学教学新体系[3]。GIS是地理学发展的前沿，是高校教育新常态下的必然选择，也是传统地理学复兴的一把钥匙[4]。阿坝师范学院作为一所川西民族地区的师范院校，由于学校地理位置偏僻、信息相对闭塞、管理经验相对落后等条件所限，目前我学院地理专业的GIS教学有以下几个特点：
1.1 学生专业基础不同
地理信息科学专业不仅要求学生既具有地理学的专业基础知识，如自然地理学、中国地理、地图学、大地测量学；还要有过硬的计算机技术知识，如数据结构、网络技术、数据库技术、计算机地图制图等知识；同时对数学基础、建模水平要求也较高。而非GIS专业的同学显然计算机水平没这么扎实，尤其对于地理教育专业学生而言。阿坝师范学院地理专业文理兼收，每年招生的文理生比例达到了5：1，男生女生比例可以（删除可以）达到1：3，以女生居多。这样也出现了学生的整体数学和计算机基础较差的现状；通过几年调查显示，大部分学生的计算机水平只达到国家一级，只有不超过5%的同学可以拿到了计算机国家二级证书。这与开设计算机课程不多有关，目前只开设了计算机基础课和C语言课程，导致了学生继续学习计算机相关课程的动力不够，学生对GIS中的数据结构、数据库组织架构等知识知之甚少，缺乏共鸣。故学生上课学习出现走神、无聊等现象。
1.2 R到逃目标不同
学科定位决定了师生对学科知识的理解和应用。地理信息科学专业主要要求学生掌握地理信息系统、地图学、测绘及遥感技术等方面的基本技能，参加相关GIS研究和技术开发方面的基本实训、比赛训练，具备地理信息采集与处理、系统设计与开发的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿坝师院学院地理教育专业立足民族地区人才培养的实际，要求学生掌握地理及其相关学科基础理论和基本知识，掌握地理调查、定量观测、实验综合分析方法及了解地理信息系统技术、现代教育理论和基本教育技能，熟悉中学地理教材，成为适应现代教育发展，具有教学科研能力的中小学地理教师。
1.3 GIS学科建设薄弱
学院地理专业从事GIS研究应用的教师还很少，加之偏重于理论研究，实际研究相对不够，产学研不能很好得结合。GIS涉及到从现实地物到数字数据的抽象过程[5]，尤其是GIS概论课，围绕着空间数据结构、拓扑编码、空间分析等基本算法和原理，内容尤其抽象。由于学院学生学识基础较薄弱，导致学生觉得教学内容乏味、枯燥、深奥、难以理解等问题，学习困难。在对ARCGIS、MAPINFO等软件的学习操作中，很多学生都是第一次接触GIS体系，课程教学学生处于被动接受的状态，不能很好的透彻理解GIS理论，GIS上机实践更是难上加难，很多学生萌发了退缩的念头，主观能动性不足，严重影响教学进度和质量。
2 民族地区师范院校地理教育专业GIS教学的发展建议
对于非GIS专业的学习者而言，GIS知识入门非常重要，为今后有计划的实践应用打基础。地理教育专业中的GIS课程设置不可或缺。怎样提高地理教育专业学生学习GIS的兴趣和主动性？笔者就GIS课程的教学内容组织、教学模式、实验室发展等因子进行了探讨。
2.1 灵活多样的教学形式
问卷调查显示，91%的同学都认为GIS课程的开设很有必要。无论对专业建设发展还是对教师素质发展都有很大帮助。同时，几乎100%的同学反应教学内容单一、苦涩难懂。如何把晦涩的GIS理论讲得通俗易懂，提高学生学习动力，是教学改进的目标。为此，笔者首先重新组织教学内容顺序和精简教学内容。选用教材是黄杏元老师主编的《地理信息系统概论》，其对于专科地理教育专业学生而言稍显困难。比如在讲绪论部分时，为了更好的让同学们接受和理解GIS，可把教学内容分为为什么是GIS；GIS有哪几部分组成；GIS能干什么；如何实现GIS；GIS历史渊源等几部分知识块，这样教学效果比原来要强很多。由于本书涉及很多数据库知识，而学生几乎没有这方面基础，故在讲课时只讲解数据库的个别概念和语法涵义，尤其是在上机操作中要用到的语法。
采用灵活多变的教学形式，可以提高课堂效率[6]。例如采用与实际生活相关的实例来举证GIS的应用。利用谷歌地图等软件来查找阿坝师院位置、路径查询等方式来让学生切实感受到电子地图开发的功能和价值。结合教师个人工作经历以及科研项目，介绍一些GIS应用案例，GIS系统开发的过程，使学生切实体会到GIS的功能和宏观把握。通过开展小组讨论式教学，加强学生自我学习能力的培养。通过论坛学习、答疑平台交流等方式，让学生分小组去完成每周的GIS作业，激发学生学习的兴趣。
2.2 更新完善实验室教学条件，建立适宜的实践教学体系
GIS是一门实践性很强的技术。为了更好地提高学生理解和应用能力，在学院的关心支持下，地理专业建立了GIS实验室（机房），以更有助于学生学习了解GIS软件的操作和应用，提高动手能力。通过这几年对地理信息系统实验室的持续建设，初步构建了一个地理信息系统实践教学平台，为地理教育人才培养模式添加了新的内涵，对地理教育专业学生将地理知识与现代先进技术结合的技能的掌握发挥了重要作用。在GIS实验课程的设计方面，强调实验教学紧扣理论教学实践，主要开设的实验项目如下。
2.3 调整课程学习评价标准
以《地理信息系统概论》为例，在保证课程教学质量的同时，结合学生实际特点设定合理的课程学习评价标准，更好地达到教学大纲要求。针对学生GIS理论基础薄弱，相关基础课程，如数据库技术、C语言等课程开设少的实际，本门课程制定了以淡化理论算法，强化上机操作能力和分析能力培养为内涵的课程学习评价体系。将期末上机考试成绩占课程总成绩的比例定为60%，平时学习成绩（包含考勤、上课表现、期中理论知识测验成绩）占课程总成绩的比例定为40%。其中理论知识测验除了检验学过的基本概念的理解之外，还设计了上机案例操作分析等知识点。这样学生既了解了GIS相关理论也学到了一些GIS软件的操作技能。
2.4 与企业合办合建GIS实验室
在未来几年的本科教学中，计划在大二下学期分两个侧重方向：一个侧重于师范教育；一个侧重于技术应用。为了提高教学质量，以企业（社会）需求为导向，培养多层次的实用性GIS人才，积极争取与全国知名的武大吉奥信息技术有限公司共同建立“武大吉奥GIS实验室”，借力武大吉奥的MAPGIS软件以及强大的技术支持建设实验室建设。通过实验室的建设，提高教学质量，增强学生的二次开发能力，逐步完善从人才需求、人才培养、人才服务、就业、职业提升、到产业促进的循环发展，并为争取地方科研项目打下坚实基础。为保障GIS实验室教学与科研工作的顺利进行，积极促进科技成果的应用，学院将充分利用武大吉奥公司提供的系列技术服务支持。此外，派师生到武大吉奥参加吉奥之星系列软件的使用和二次开发培训；安排教师承接有类似应用项目，协助指导项目开发实施；每学年择优安排2～3名优秀学生到武大吉奥公司实习，以便接触实际的社会工作环境，将学校的理论知识与企业的实践相结合，更好的完成学校到企业的过渡。
2.5 加大师资队伍建设，推进产学研相结合
加大师资建设投入，成立一支专业素质较高、教学经验丰富的专业队伍。围绕特色专业建设需要，积极创造教师的学习交流机会，不断扩充老师的专业视野和技能，建设一支以学术带头人为骨干，教学和科研综合水平高、结构合理的教师队伍。鼓励教师根据教育培养目标积极开展有针对性的教学科研。鉴于GIS实践性很强特点，教学中要做到“四懂三会”（懂原理、懂构造、懂性能、懂用途、会操作、会保养、会排除基本故障），且要有较强的责任心，积极参与到设备的管理工作中去，真正做到实验室硬件设备与“软件”管理及使用相配套。借助国家藏羌彝文化产业走廊战略建设机遇，坚持课题研究服务地方经济为主策略，利用实验室科研条件研究该走廊的自然灾害防治、长江上游植被变迁历史地理、土地利用规划、旅游地理建设等方面等科研内容，带动师生科研教学的更好开展，并为这一地区发展提供科学的参考依据，服务地方经济，把民族地区的资源优势化为产业优势。
3 小结
GIS科学在现代地理学教育中具有重要的理论应用、实践价值，在用型新人才培养模式下，开设GIS相关课程对于师范院校地理专业学生非常重要。为了适应新时期新常态下人才培养的需要，学院将在坚持做好地理教育专业的师范性特色教育的同时，加大前沿技术的学习和实践，更好地承载四川民族地区教师培养培训、地区发展等重大任务。
参考文献：
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[2]张加龙.林业院校非地理信息系统专业GIS教学的探讨[J]中国林业教育，2004，31（3）：60～65.
[3]邬伦，刘瑜，毛善君.GIS专业本科教学探讨――北京大学教学实例[J].地理信息世界，2004，2（2）：27～30.
[4]陈优良，王兆茹，邹凤琼.以需求为导向的GIS专业人才培养模式[J].地理空间信息，2010，8（3）：141～143.
第6篇：地理信息系统的基本内涵范文
关键词：地方高校；转型发展；地理科学；GIS技能；四维一体
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）32-0269-02
随着计算机科学与技术、地理科学、测绘科学等相关学科的发展，地理信息系统（Geographical Information System，GIS）作为对空间信息进行采集、存储、管理、分析、可视化以及的技术和工具，受到广泛的重视，发展迅速。GIS技能的培养对于地理科学专业学生掌握现代地理学研究方法和手段，解决地理学相关问题，提供了良好的专业素养和专业基础，对地理科学专业应用型人才培养，具有重要的意义。
一、研究背景及意义
党的十报告提出要加快发展现代职业教育，推动高等教育内涵式发展。十八届三中全会决定提出，要深化教育领域综合改革，加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才。根据教育部对新建地方本科院校进行分类管理和构建高等教育职教体系的战略部署，贵州工程应用技术学院结合贵州省、毕节试验区产业结构调整与发展需要和学校实际，由单一的传统类师范院校向多科型应用技术大学转型发展。
作为传统师范类专业的地理科学专业，在此背景下，如何培养适应地方经济社会发展所需的地理科学类高级应用型技术人才，是地理科学专业转型发展所必须回答的问题。本文以贵州工程应用技术学院为例，探讨了传统地方高师类院校地理科学专业学生GIS技能培养教学改革，为地方高校转型发展中地理科学专业转型发展提供了思路和参考。
二、地方高校转型发展中地理科学专业GIS技能培养现状分析
在地方高校转型发展中，贵州工程应用技术学院与其他转型发展中的地方高校一样，存在着诸多问题。主要体现在以下几个方面。
1.师资队伍整体水平不高，结构不合理问题较为突出。我校地理科学专业自1990年开始筹建，1993年开办地理教育专科专业，2006年开办地理科学本科专业。本科办学时间短，其中负责GIS课程教学的专任教师两人，且均为中级职称，由于我校地理科学专业一直致力为地方培养地理教育工作者，对于GIS技能的培养重视不够，学生掌握GIS技能，解决地理学相关问题的能力还相对比较薄弱。
2.学生基础差、底子薄，缺乏学习的主动性和自觉性。我校地理科学专业学生85%来自贵州省毕节市，另有10%左右来自贵州省其他地州市。由于毕节地处乌蒙山区集中连片特困地区，基础教育较为薄弱，学生对于现代信息技术掌握水平较低。而GIS技能的培养依托计算机应用能力，而学生计算机应用能力较弱，又打消了学生学习的主动性和自觉性。学生信息技术能力的短板制约了学生GIS技能的提高。
3.教学仪器设备不足，课程体系不够完整。目前我校地理信息系统实验室教学设备主要是计算机以及相关专业软件。其中2010年得到中央财政支持新购置实验用计算机45台，其他如工程扫描仪、绘图仪、全站仪等设备均购置于2003年前后，设备较为老旧，部分已不能使用。对于地理科学专业学生来说，GIS课程一般开设于第五学期，作为GIS的前期课程和后续课程大部分以选修课形式开出，部分学生避难就易，导致GIS课程不能很好地与其他课程形成良好的学科体系。学生在学习过程中，往往只是学习了GIS基础课程，不能很好地将其应用于解决地理科学问题。
4.考核机制不健全，与社会应用相脱节，无法学以致用。GIS课程考核在2009、2011版教学大纲中，考核方式主要是闭卷考试，学生成绩最终由平时成绩（平时作业、提问、考勤等）×10%+期中测试（一般采取开卷考核方式）×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制，闭卷考试试卷主要考查学生的理论知识掌握情况，无法真正体现学生实践及应用能力，同时期中测试多采取开卷考核方式进行，期中测试成绩与期末考核成绩相差较大，部分学生也只是临近期末考试前突击背诵，导致出现考完即忘、无法深入理解的情况。
5.课程实验教材使用不合理，缺乏合适的实验素材。GIS课程是实践性较强的课程，GIS实践能力是GIS技能培养的重要方面，实验教学是决定GIS课程教学质量的关键步骤，同时也是学生能力培养的重要环节。我校地理信息系统实验教程采用的是2000年高等教育出版社出版的《地理信息系统实习教程》，该教程版本较为陈旧，实验内容不太适应于当今GIS技术的迅猛发展，并且多以基础性、验证性实验为主，与实际生产中GIS应用相脱节。由于缺乏较为实用的实验教程，学生无法通过实验教程掌握相关实践知识和能力。
三、GIS技能培养模式及教学改革探究
基于我校地理科学专业学生的实际情况，结合我校转型发展以及地理信息系统和地理信息系统实验课程教学的实际情况，在现有条件下，明确人才培养目标，通过理论与实践相结合的教学方式，以培养应用型、技能型地理科学人才为导向，积极引导学生拓宽视野，通过鼓励学生参与大学生课外科研活动、全国GIS技能大赛等方式，努力提高学生实际动手能力，培养学生解决实际问题的能力。
1.构建了“理论+实验+实践+应用”的四维一体课程教学模式。为提高学生的动手能力，改革教学手段和方法，以GIS技能培养为目标，从GIS理论与实践教学相结合的角度，构建了旨在促进学生专业理论学习和实践素质培养相结合的“GIS四维一体教学模式”，即“理论+实验+实践+应用”的课程体系下多层次、多模式的教学改革和实践。
“GIS四维一体教学模式”实现了理论是基础、实验是保障、实践是重点、应用是根本的地理类高素质应用型和技能型人才培养模式。在理论课堂教学方式上，打破了传统的灌输式和过分偏重讲授的教学方法，采取了讲解、演示、课堂讨论、案例教学等多种形式相结合的教学方式；实施互助式学习、启发式教学等教学模式启发学生的思维；注重理论联系实际的教学方法，培养学生学以致用，引导学生培养创新、创造能力。在实验课堂教学过程中，注重理论与实验相结合的教学方法，用实验进一步验证理论，使学生通过实际动手操作，进一步理解和掌握理论知识，达到理论指导实验，实验促进理论知识的掌握的目的。在实践环节，主要是通过积极引导学生申报各级各类大学生课外科研活动项目，鼓励学生参加诸如全国GIS技能大赛等方式，让学生学有所用。通过实践环节，进一步加深对理论和实验知识的理解和应用。
2.教学方法与教学手段的改革。GIS理论课程通过设计制作相关多媒体课件，辅以图片、视频等多媒体素材，使学生可以直观获取专业知识。通过启发式教学、互动式教学，及时将学生学习信息反馈给教师。授课过程中积极将本学科相关实际应用、发展现状及研究热点问题穿插于教学过程，使学生不止学习了书本知识，还了解了其具体应用和发展的情况，加深了学生的理解，提高了学生的学习兴趣。
3.构建系统化的实践教学体系，强化实验课教学，增强学生的实践能力。在GIS教学中选择较为权威、优良的理论教材的同时，注重实验教材的选取。实验课教学，以理论课程中的有关内容为主线，时间安排也一般与理论课教学穿行，目的是使学生加深理解理论课堂教学中的相关理论、知识和基本技术方法，并熟悉GIS软件工具的使用与操作等。
4.综合运用多渠道拓展学生思维。充分利用多媒体技术、网络技术等，将几个专业网站、论坛与学生一起分享，及时将本专业、本学科相关新闻和热点问题与学生进行交流和探讨，促进学生和教师之间的交流，开拓学生的视野。
5.改革考试考核方式。为科学反映教学的效果，将学生学习过程的考查与最终考试挂钩，将理论和实验考核相结合。学习过程中的考查主要以学生出勤率、课后作业为主、课程笔记、读书笔记、科技论文等为主；期末考试命题改变了以往只考查理论部分，现在的考试过程中增加了实际应用能力的考核以及学科发展方向、研究热点问题的考核。
四、结语
本文从传统地方高师类院校转型发展实际出发，结合社会经济发展需要以及地理科学专业自身特点，探讨了地理科学专业转型发展过程中，学生的GIS技能培养以及为进行GIS技能培养所进行的相关教学改革。以“四维一体教学模式”为核心，加以教学及考核方式的转变，在实际教学过程中取得了一定的成绩，学生GIS技能有所提高。
参考文献：
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第7篇：地理信息系统的基本内涵范文
关键词地理信息系统，计算机系统，空间数据库.
以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量.
本文将侧重从GIS技术的角度讨论GIS的定义、研究内容及研究动态.
1.GIS的定义和研究内容
1.1GIS的定义
GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GIS的准确定义是困难的，因为GIS涉及的面太广，站在不同的角度，给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GIS［2］.(1)面向功能的定义.GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GIS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询.
我们认为，虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1)；因此，可以这样定义：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统.
虽然GIS使用了地图、可视化、数据库等技术，但与CAD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别.
CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助象建筑、VLSI等人造对象的设计，其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CAD开始支持对象的非图形性质，而GIS处理的数据大多来自现实世界，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大.另外，CAD中的拓扑关系较为简单.更重要的是，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多.
计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺少拓扑关系；另外，它与数据库的联系通常是一些简单的查询.
数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询，其图形查询与显示功能极为有限，其数据分析功能也很有限.然而，数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术.
由此可见，GIS已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GIS的研究内容很广泛，下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GIS的研究内容.
1.2GIS的研究内容
(1)输入.地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价；扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言，全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能；因而，交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售.
目前GIS的输入正在越来越多地借助非地图形式，遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GIS的重要数据来源.与地图数据不同的是，遥感数据输入到GIS较为容易，但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情；因此，GIS中开始大量融入图象处理技术，许多成熟的GIS产品，如MAPGIS中都具有功能齐全的图象处理子系统.
地理数据采集的另一项主要进展是GPS技术.GPS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点，因而，除了作为原始地理信息的来源外，GPS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力.
(2)存储.GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题.在计算机高速发展的今天，尽管微机的硬盘容量已达到GB级，但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GIS的数据存储却有其独特之处.大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应.
地理数据存储是GIS中最低层和最基本的技术，它直接影响到其他高层功能的实现效率，从而影响整个GIS的性能.基于微机平台的MAPGIS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库，这不仅在国产GIS软件中处于领先地位，即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者，这与MAPGIS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关.
(3)地理数据的操作和分析.GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、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；有所不同的是GIS中图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述，对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GIS数据操作的主要问题.
地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一.通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的.
GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析.矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.
(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种：在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对GIS是必不可少的.这方面的技术主要包括：数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等.
2地理信息系统的发展动态
近年来地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求.另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中［3］.下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍.
2.1GIS中面向对象(objectoriented)技术研究
面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视［4］.图2展示了面向对象的GIS的一般结构.
面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象late_binding(后编译）的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon的面向对象的用户界面，便于用户操作和使用.
SmallworldGIS是目前面向对象GIS中最为典型的代表.一些传统的GIS也开始部分采用面向对象的技术，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系统等.
面向对象的GIS也存在一些尚待进一步研究的问题：(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制；(2)对象的独立性与颗粒度问题；(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题.
2.2时空系统(spatio_temporalsystem)
传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其时间特性.在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GIS忽略时态主要是受器件的限制，也有技术方面的原因.近年来，对GIS中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”［5］.
地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GIS的时间维分成处理时间维(transactiontimedimension)和有效时间维(validtimedimension).处理时间又称数据库时间或系统时间，它指在GIS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间，它指在实际应用领域事件出现的时间.
根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4类：静态时空系统(staticSTsystem)、历史时态系统(historicalSTsystem)、回溯时态系统(rollbackSTsystem)和双时态系统
(bitemporalSTsystem).(1)静态时空系统.它既不支持处理时间，也不支持有效时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间，这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史，有效时间记录了事件发生的历史.
时空系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充，如在关系模型的元组中加入时间，在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究.
2.3地理信息建模系统(geographicinformationmodellingsystem，简称GIMS)
通用GIS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用的GIS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如ARC/INFO提供的进行二次开发的宏语言AML.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GIS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策.这种GIS系统又称为地理信息建模系统.GIMS是目前GIS研究的热点问题之一.
目前实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他软件环境实现专用模型，其与GIS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GIS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离.
GIMS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GIS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在面向对象GIS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，应当比在传统GIS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户，用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之AML这类宏语言要方便和直观得多.(3)GIS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题，即存在GIS之外的模型和知识库如何与GIS耦合成一个有机整体.
2.4三维GIS的研究
三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括：(1)三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；(2)三维数据的生成和管理；(3)地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图象、全息图象显示，层次处理等.
3结语
地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化.最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术.现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科，这已经为大家所公认.地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS)接受信息，变换和校正后进入空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等；运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出.这一范围包括了计算机科学、地图学、航测、遥感等多种学科的交叉.总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术.
参考文献
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2MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～19
第8篇：地理信息系统的基本内涵范文
【关键词】Web-GIS;高等教育;专题图
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2009)08―0085―04
引言
GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是信息系统的一种,可以实现地理空间数据和信息的科学可视化,即通过图形图像等可辨认的手段,来形象表现科学数据的内涵[1]。信息的可视化能极大地提高信息与知识理解、传播的效率。
Web-GIS(万维网地理信息系统)是运行在万维网上的地理信息系统,是在Internet上面向大众提供地理信息服务的应用系统[2]。它基于Internet的网络平台,利用WEB浏览器作为客户端,通过HTTP协议访问远端GIS服务器。Web-GIS可以使基于地图(图形、图像)的应用系统得以通过互联网技术在各行各业中得到广泛的应用。
GIS已经被应用于日常生活的各个方面[3]。比如GIS可以用于电力、燃气、水等公用事业,帮助保持市场竞争力;在电信领域,GIS可用于新客户开发、电话报修分析以及客房关怀;在交通领域,GIS可用于交通基础设施和相关资产管理以及充足、有效的网络分析解决方案,用于最短路径的确定,为交通工具线路设计、城市交通模拟等服务;在应急管理领域,GIS可以整合空间数据,对灾害可能造成的影响、在瞬息万变的环境中最佳疏散路线的确定等进行模拟,也可以用于资产记录和资源的空间定位等;在土地管理领域,GIS已成为进行数据集成的核心;在城市规划中,GIS用于对城市规划信息进行编码和可视化;在图书馆领域,图书馆能提供越来越多的GIS信息,收集、维护、存储空间资源并提供访问。
在教育领域中,国内外GIS的应用案例并不多见。通过文献分析,我们发现GIS能够以直观的方式帮助决策者、研究者和普通公众了解教育资源的分布,通过与数据分析和挖掘技术相结合,可以帮助决策者、研究者抓住数据中所隐藏的一些规律,从而为决策、研究提供支持。因此,研究与实现教育地理信息系统对教育领域的数据显示、管理决策、科学研究等都非常重要。
本文所设计和实现的北京市高等教育地理信息系统充分利用WEB-GIS的功能,为高等教育研究者、社会公众、教育管理与决策者提供教育数据的查询、统计、分析、可视化显示等功能。开创了GIS在国内高等教育应用方面的先河,弥补了GIS在国内高等教育应用方面的空白,对高等教育信息管理、科研辅助、教育决策等方面的研究具有重大意义。
一 相关研究分析
位于阿肯色大学(University of Arkansas)教育与健康专业学院课程与教学系的美国国家测度与评估系统研究办公室(The National Office foe Research on Measurement an Evaluation Systems (NORMS)) 开发了分析阿肯色州教育成绩鸿沟的GIS应用――GAPS(Geographic Academic Policy Series) 。其目标是使用地理信息和颜色表示教育分析结果,以提供基于地图的分析“快照”。GAPS系统按年收集阿肯色州各学校、学区学生的文学、数学成绩的统计数据。研究人员选择人们关心的教育问题,在GAPS系统中进行专题分析,生成专题图,提供给决策者作为辅助决策工具。例如,针对学区规模与学生成绩是否存在相关关系的问题,GAPS生成了一系列专题图。从图形显示发现,学生成绩与学区规模没有显著关系,反而跟学区的地理位置有很大的相关性。位于阿肯色州30号州际公路右下方的学区学生成绩低于州平均水平的概率更高。不向大众开放使用,人们只能看到针对一些问题生成的静态的地图快照。因此从使用方式来说,不支持普通用户自己对数据进行分析。
2002年,俄勒冈州教育委员会、俄勒冈大学系统(the Oregon University System)与俄勒冈州立大学(Oregon State University)共同合作,启动美国俄勒冈州教育委员会GIS辅助决策支持项目(Oregon State Board of Education GIS Decision Support Pilot Project),旨在研究GIS在帮助俄勒冈州教育委员会进行政策决策方面的功用。该项目把俄勒冈划分为15个劳动力市场区域,以IT产业为例,按照各区域IT课程供应和IT招聘职数,制作了教育供给与劳动力需求专题图,对于教育资源布局和教育规划提供了有力的支持[4]。俄勒冈GIS辅助决策支持项目为我们在北京高等教育地理系统中利用GIS功能研究与呈现高等教育变量与相关社会经济变量之间的关系,进而辅助进行高等教育政策决策开拓了思路。这个项目也没有向公众提供可利用系统所提供的功能进行即时探查分析的入口。
北京市教育委员会提供的教育电子地图3在普通北京市地理系统基础上建设,它增加教育地理信息图层,包括各类院校、中小学、教育相关部门。它提供的功能有周边查询,如查询学校周围的银行;行车路线;公交服务;打车助手;交通路况。这个地图可以大大方便人们了解学校周边情况,但它只提供基本的地理信息查询功能,缺少教育的特色数据,也缺少教育的特色应用研究。
“中国教育地理信息系统(CEGIS)”由国家教育发展研究中心、中国教育发展战略学会和绍兴托普信息职业技术学院共同合作开发[5]。系统功能包括查询世界各国、全国各省、指定省各地的各类教育资源的布局、各种教育统计数据(当前和历史数据)及其空间分布情况,可以显示与教育密切相关的各种社会、经济统计数据和它们的地域分布情况;使用系统关联的国际著名统计分析软件SPSS For Windows可以对各国、各省或指定地、市、县的教育统计数据进行深入的定量分析,以便形成正确的决策、咨询意见等。该系统使用的数据主要是各种统计数据,缺乏专项调研数据和专题分析工具。这也是我们在设计HEDUGIS时,试图创新之处。
本文所描述的北京市高等教育地理系统的关注对象主要是研究人员,为此在系统中录入了大量的科研、课题数据,这是与中国教育地理信息系统(CEGIS)所不同的,因此系统能够提供的服务类型也会有所不同。
本文所描述的基于WEB的北京市高等教育地理信息系统(以下简称HEDUGIS)拥有各种教育特色数据,关注教育应用和社会服务,是已经实现、开始服务于全社会的系统。本文后面部分将重点介绍HEDUGIS的功能设计、系统设计和系统实现。
二 HEDUGIS的功能设计和系统结构
1 功能设计
本系统的目标主要是为研究者查询和高等教育研究的相关信息提供服务,同时为社会公众和政符工作人员提供相关的数据查询服务。因此本系统首先着眼于高等教育研究者的需求,同时兼顾社会公众和教育管理决策人员的需求。基于以上考虑,系统的目标为[6]:
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面向高等教育研究者提供数据输入服务,包括直接输入和由系统管理者协助的间接输入服务,使得高等教育研究所需的数据和成果都能方便地存储到系统中。
面向高等教育研究者、普通社会公众、教育管理决策者提供数据查询服务,包括基于文本的查询和基于地图的查询。
面向系统管理员,提供可协助研究人员制作和高等教育专题图的工具。地理专题图的制作和是一件比较复杂的任务,因此系统没有开发直接面向研究者的专题图制作和工具,而是利用GIS软件提供的可视化专题图制作功能和编程工具向系统管理员提供制作和专题图的工具和模板,让系统管理员制作并专题图后供研究人员使用。
面向高等教育研究者,提供按需设计的辅助工具开发及集成。高等教育研究者可以按自己需求开发出辅助工具并整合到本系统中。
基于以上系统设计目的,本文提出如图1所示的功能设计。
本系统包括以下四类功能模块:
数据查询工具:数据查询工具负责完成用户对数据的多种检索任务。根据查询的数据类型可分为地图数据检索、属性数据检索工具。根据数据查询的方式可分为数据分类浏览工具、数据结构化查询工具等。
数据管理工具:数据管理工具负责对数据库数据的添加、删除、修改、导入、导出等任务。
专题图制作、工具:专题图制作、工具负责根据用户需要制作专题图并将其到系统中,以方便用户浏览。
其他辅助工具:该类工具包括为了支持高等教育研究而按需开发的辅助型工具。
2 系统结构
根据系统设计目的和系统功能,考虑到Web-GIS的一般体系结构,我们提出三层的系统结构[6]。三层分别为:数据层,包括空间数据及属性数据;中间层,用来提供Web和GIS服务;表现层,包括用于Web客户端和GIS客户端的软件封装,Web客户端用于普通用户浏览地理信息,GIS客户端主要用于地图的制作、管理等。
基于系统设计,我们决定基于Windows平台开发本系统,数据库采用与Windows平台结合比较紧密、可用性和稳定性方面都比较优越的SQL Server 2005,GIS软件采用性价比较好的国产WEB-GIS软件开发平台SuperMap ,开发工具选用Visual 2005[6]。系统结构如图2所示。
系统特色介绍:
数据:HEDUGIS中不仅有大量的统计数据,还是大量的科研数据,如科研团队、研究中心等。因此,通过查询系统中的数据,科研人员可以了解相关研究机构的研究方向、前沿课题和同行等。
数据库设计:系统数据分为四种类型:基础代码类(存储名称与代码的对应关系)、信息表类(存储用于的具体数据)、数据库描述表类(存储数据表、视图的描述信息)、与SuperMap相关的数据表类(存储空间数据信息)。本系统数据库包含众多的数据表,为避免多表关联造成的程序编码复杂性,在数据库中生成相关表的数据视图,以便于业务逻辑层的数据访问。
WEB服务器端实现:采用技术进行WEB服务器端的动态网页编程,以分离HTML代码与后台程序代码,增强了
程序代码的可读性和可维护性,提高动态网页的执行效率。
三 HEDUGIS已实现功能
本系统已经基本实现功能设计的全部功能,部署在互联网上,对社会公众开放4。不同类型的用户可以通过这个系统找到自己感兴趣的数据。图3是系统首页。
1 数据查询
进入系统首页后,可以进行不同形式的信息查看方式,如分类浏览、数据查询(查询结果会在地图上显示出来)、纯文本查询(没有地图显示)等。
2 专题图工具:对北京市IT产业与高校布局的分析
专题图工具是一种查看一些专题图示例应用,如图4所示的北京市各区IT行业GDP占全市IT行业GDP总值的百分比专题图(2004数据),图5所示的各区县IT产业GDP占本区GDP总值的百分比。在专题图中,不同色块表示不同比例的百分比区间。
四 结束语
第9篇：地理信息系统的基本内涵范文
这个软件的优势在于不用像3DMAX软件一样要经过软件的预渲染之后再播放，而是能够直接进行三维建模、动态渲染、动态播放。捷力地理信息系统是在GIS地理信息系统的基础上由武汉捷力公司研发出来的，是一种公路路线平纵横一体化的系统软件，它可以根据公路路线的相关文件以及公路设计所需要设定的公路路线信息直接产生相当真实的三维立体模型，此软件能够正确的显示出公路交通的地理信息，在生成公路三维坐标图形之后进行平纵横集中数据处理，公路的横断面可以由公路设计者自主的进行设计，按照相关数据可以自动的将公路的三维动态透视图显示出来。
收集整理原始的资料要在借助先进的计算机辅助系统软件进行三维立体模型的建立之前就要完成的，原始资料的收集主要包括公路的设计资料、公路沿线地形的相关资料以及所要设计公路沿线景观的所有素材，准确可靠的原始资料信息对公路设计动态透视图是非常重要的。
动态透视图设计的辅助作用
(1)使公路设计具有很强的灵活性
在以往的公路设计中，公路设计者以国家规定的技术指标以及工程造价为基本的标准，在对这两者进行控制的时候，往往会忽略公路设计的线形、行车是否安全舒适、公路与周围的环境是否协调，以及公路是否影响到周边景观的美化等问题。在公路设计中，设计的相关指标都是根据国家规定的范围进行控制的，而在公路设计之前，所搜集的相关公路的信息资料是不可能非常准确的，那么在对公路相关技术指标取用的时候，由于规范的限制而不够明确，对于超出范围的部分设计不够灵活，并且这种公路设计也得不到相关的验证，其效果分析也是不能够顺利进行的。
动态透视图的设计就解决了这个问题，它能够将公路的相关信息通过动态视图表现出来，对于不符合规定的部分能够很容易的分析出来，并且能够及时的改正，对于公路设计的效果分析也是很明确的，而且动态透视图的设计将公路设计的线形、行车是否安全舒适、公路与周围的环境是否协调，以及公路是否影响到周边景观的美化等问题全都考虑进去了。
(2)公路设计时的安全因素考虑周全
现如今的公路设计是根据车辆行驶的动力学以及力学的安全性与舒适性进行考虑的，而对于人在驾驶时对公路的使用过程中视觉效应、心理接受以及生理上的需求等不能充分地考虑，这就容易造成行驶的安全隐患。动态透视图的设计能够将车辆行驶中的视觉情况反映出来，驾驶员能够清楚地看到公路的平纵横三维立体视图的详细公路线形的情况，在车辆行驶的过程中，驾驶员能够根据视觉中的情况安全驾驶，这就消除了驾驶员在驾车行驶过程中的安全隐患。
使公路设计更具有文化内涵
以往的公路设计只是局限于二维空间的公路设计，那么在驾驶员驾驶车辆行驶过程中，在视觉的范围内凭借感觉进行行驶，这就是说公路的设计完全忽略了文化内涵的体现。
