地理信息系统原理和方法精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的地理信息系统原理和方法主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：地理信息系统原理和方法范文

【关键词】“3S”技术；地理信息技术；考点诠释

地理信息技术指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）等。近年考试考查中，该考点呈现材料的方式比较新，并与学科知识联系较为紧密；考查角度比较新，侧重考查考生的比较辨析能力。考题更加重视知识点的纵深，所以想仅从题面上就能看到考点并不容易。笔者认为应引导学生学会分析和挖掘考点，在平时复习中要多读图看图，运用图解法将提供新材料、新情境的文字式选择题进行迁移突破，化难为易；运用图图互变、文图互变、图表互变转换思维角度，推导地理规律和原理。目前现代地理信息技术的应用不仅仅是一种单一技术的应用，常常是两种或多种技术的综合应用，其中地理信息系统是必不可少的，如遥感和地理信息系统在自然灾害监测中的应用，本文就该考点作详尽具体的诠释。

一、遥感（RS）

1.定义：是人们在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。

2.组成：有遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等。

3.遥感的优越性：（1）提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率；（2）遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。

4.应用：区域地理环境研究的前提是获取地理信息，在区域地理环境研究中，遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。遥感技术的应用范围很广。除了森林火灾、洪水监测外，还广泛应用于农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。具体应用分析如下：

二、全球定位系统（GPS）

利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统，称为全球定位系统，简称GPS。

1.组成：GPS包括三个部分：空间部分―GPS卫星星座；地面控制部分―地面监控系统；用户设备部分―GPS信号接收机。地面上任何一点、任何时刻的上空至少有4颗GPS卫星。用他们提供的星历参数和时间信息算出地面点的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息（GPS卫星定位的基本原理）；用户设备部分――GPS信号接收机。

2.特点：全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性

3.应用：（1）为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间；（2）在区域地理环境研究中的应用：如野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一，全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置（经度和纬度）、高程（海拔），从而可在野外调查中获得更为精准的数据；（3）在日常生活中应用――GPS导航。无论是在何时何地，只要拥有GPS信号接收机，就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。目前GPS广泛的应用于交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。

三、地理信息系统（GIS）

专门处理地理空间数据的汁算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。

1.地理信息系统的简要程序：其工作流程由地理空间数据的输入、管理、分析和表达等过程构成，即“信息源――数据处理――数据库――空间分析――表达”。

2.应用的领域相当广泛：凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到；（1）在区域地理环境研究中，地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息；（2）利用地理信息系统所提供的查询检索、空间分析等功能，可对区域内的地理要素进行精确的分析、评价；（3）运用地理信息系统对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测；（4）地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。在城市管理中的具体应用如下：

四、地理信息技术与数字地球

1.“3S”技术的联系和区别：（1）遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息数据的管理、更新、空间分析和应用评价等；（2）遥感技术为地理信息系统提供信息数据，加快了地理信息数据库系统的更新，保证了地理信息系统的时效性，全球定位系统为遥感信息数据地面定位目标选择、野外验证、图像分类等提供了必要的数据信息，为更好地利用遥感技术解决实际问题提供支持。既互为独立发展又相互促进。

第2篇：地理信息系统原理和方法范文

【关键词】地理信息系统 测绘 精度

地理信息系统是能够以数据库的管理系统为基础来分析和管理地理信息的相关数据的系统，对于地理信息数据的采集以及输入来建立初步的数据库，而且要长期对数据进行存储，进而对于以后会应用到的数据进行相关的整理和分析。随着信息社会的发展和数字化时代的到来，地理信息系统的运用也越来越广泛，为人们生产生活做出了巨大的贡献。在理论上，地理信息系统能够运用到现阶段的所有工作和领域之中。

1地理信息系统的概论

1.1地理信息系统的不同角度分析

首先在学科的角度上来分析，地理信息系统是在地图学、地理学、测量学、计算机科学以及统计学等学科的基础上发展起来的比较新的学科，这个学科具有很强的有逻辑独立性以及完整的学科体系；其次在应用和技术的方向去分析，地理信息系统能够解决空间上的地理问题。并且具有独特的技术手段和方法；再次，在功能上来分析，地理信息系统具有对于地理信息数据进行存储、显示、获取、分析、输出等处理功能；除此之外，如果在地理信息系统的结构上来分析，地理信息系统具有完整的空间数据库结构，有着很多普通系统不能具备的系统特征。

1.2地理信息系统的进展

地理信息系统是一个比较新的技术和科学手段，它发展到现阶段也仅仅经过了40年的时间，在地理信息系统的发展过程中，科学技术的进步使得人们对于信息的精确度的要求越来越高。目前，地理信息系统正在不断的完善，并且能够在各个领域内部的应用越来越广泛，相信在不久的未来，地理信息系统会不断的完善和更广泛的应用。

2地理信息系统在测绘之中的使用优势

2.1测绘工作的工作特点

测绘技术是通过一些手段将信息数据和地表的特征来进行测量和采集，进而形成能够反应这个地表的具体特征数据的数据资料和图形，然后用来指导行政的规划和工程的建设，其实，测绘的工作性质是对于规定地理位置的地理位置来采集以及整理数据并分析，然后测绘的结果就是能够得到一些直观的图表和数字信息，而测绘的最终目标就是能够正确的指导管理和规划工程。

2.2传统的测绘方式的缺点

（1）一些传统的测绘方式非常费时费力，因为是采用人工的方式来对数据进行采集、分析。所以肯定要消耗很多的人力和物力，而且，在测绘完毕之后还要在所测的地点返回到工作的地点，非常耗时间。

（2）传统的测绘方式的误差比较大，很容易出现失误，而且原因可能会来自测绘工作中的每一个环节，这种失误可能会出现在采集的过程之中，也可能会出现在分析数据的过程中，在制作测绘的结果时候出现失误的概率更大，但是这种误差只能尽量减少，却不能避免。除了这两个缺点之外传统的测绘方式还有效率低、测绘的信息很难采集、测绘的结果专业性太强等等。

2.3地理信息系统的运用优势

（1）地理信息系统大大的节省了测绘过程中的精力和时间消耗，因为其拥有它自己的工作方式以及流程，而这种流程主要还是依赖于计算机的系统，计算机的操作系统和人工操作相比，消耗的精力和时间更少、效率更高，所以在很大的程度上能够减少测绘工作的流程和时间。

（2）具有较强的时效性，地理信息系统在测绘工程中，如果设定了具体的系统行动的规则，就能够根据地理环境的变化来调整和分析结果，地理信息系统是辅助于卫星和即时监控等等一些新的科技手段，来完成对于特定的区域的监控，并且能够根据暗送秋波的地理环境的改变来将这些变化对于测绘工作的影像及时的分析出来。

（3）能够较少失误发生率，使得测绘结果更加准确，因为地理信息系统的测绘工作是依赖于计算机系统的预先设定的程序来进行的，那么所有的输入、采集、分析整理等等工作都是通过计算机系统来自动完成的，所以可以避免在工作流程之中发生的失误，使得测绘的结果更加精准，也越来越有利于测绘结果对于指导行政管理和工程规划的作用。

3地理信息系统在测绘之中的应用

3.1地理信息系统在测绘中的技术应用

（1）GIS的系统工作的原理

GIS系统主要是要通过对于数据的分析，然后根据各种参数来确定实物的坐标位置，对于仪器的测绘和测量的数据结果进行图形的绘制进而形成数据资料，其应用为测绘工程提高员工效率，缩短工作时间来得到更加准确和真实的数据资料。GIS系统的测绘过程主要是对于数据采集，然后在对其进行转换处理，通过测得各个参数进行空间的分析和属性处理，然后形成具体的影像。GIS空间的分析过程是GIS系统之中最重要也是最关键的环节，因为会涉及到很多学科理论，所以空间分析处理实际上会发生非常复杂的变换过程，空间的分析处理主要描述的是现实的空间过程，并且获取空间数据，然后对于空间做进一步的预测。

（2）GIS在系统的主要功能和应用

首先GIS系统不仅要储存和提取地理信息，还要根据不同的地形或者地貌的情况来对于相对应的信息模式进行建立。评价结果主要是以命令的方式来预测未来结果；再次就是GIS既具有空间的分析和空间的查询功能，对于GIS的数据库系统的建立，一般是采用构建的模式，通过输入原始图到系统之中，对于系统的查询和分析也能够被表现出来，在空间定位的方面，能够保证原图和已经处理过的图片能够保持一致，采用不同的算法对于其的测绘过程主要是对于数据采集，然后在对其进行转换处理，通过测得各个参数进行空间的分析和属性处理，然后形成具体的影像。这种空间的变换可以包括拓扑空间进行查询、分析重置、分析空集合等等；GIS的另外功能就是输出，可以利用这个功能来输出一些数字化的地图，并且能够建立相关的地图数据库。这样不仅能够提高其工作效率，且降低计算机的制图的成本。

3.2 CIS在测绘中的具体应用

（1）采集数据

数据的采集是通过对于测量仪器在外业之中的实物位置，并且通过GIS之中的储存方式把数据信息存储到其自身的数据库之内，然后栅格中的数据由数据的储存单元的相对应的行和列来组成，点、面、线的矢量表达方式来表达客观存在的对象，随着GIS的科研成果的刷新，更加依赖于GPS的仪器，随着GIS的科研成果的不断探索，误差目前在毫米以上，测量实物的坐标，并且通过GIS来进行数据的采集工作。

（2）空间的分析处理能力

空间的分析是通过数据的采集和转换发生的数据系统信息的操作过程，通过GIS系统来得到数据，并且进行空间数据的分析，通过一些图形数据的计算，对于空间的实物也要进行相应的定量的描述，GIS空间的分析过程是GIS系统之中最重要也是最关键的环节，因为会涉及到很多学科理论，所以空间分析处理实际上会发生非常复杂的变换过程，空间的分析处理主要描述的是现实的空间过程，并且获取空间数据，然后对于空间做进一步的预测。

（3）数据之间的转换和处理

在对数据进行处理时，GIS是通过对各种属性条件或者数字化的空间关系来进行识别，并且对于实物进行空间的链接和对数据的参数进行综合分析。连接GIS时候，要对数据拓扩建模，为数据分析的高效进行而创造一定的条件。同时，在GIS系统对数据进行转换时候，会出现一些影响到精度的因素，这种问题要选择性的删除或者处理。

3.3地理信息系统在测绘中的实际的技术应用

（1）相关的技术应用方面

随着科学的进步，人们对于世界的认识已经非常便捷，只要通过网络就能够看到你想了解的地方的具体的地貌特征，这些都是测绘的贡献，而且测绘在测量之中能够形成比较抽象的一些影像资料，GIS系统也发挥着重要的作用，和一般的系统相比较，GIS系统的优势不仅体现在全面性、专业性还体现在精确性上，所以不可以用来科学的调研、规划设计、绘制图形还能够进行财产的管理。

（2）相关的专业应用方面

在专业角度上来讲，GIS系统其自身所具有的独特的定位搜查和空间分析能力，能够为人们带来非常快捷的信息，对于地理信息系统的管理和应用，可以更加快捷和简便的解决某个地理区域之内的对象分布，并且对其进行非常合理的数据处理，并且通过计算机的系统进行有效、合理的综合和描述。至于这样的数据转换功能，能够获取常规中很难得到的有效信息和真实的地形地貌。

（3）生活导航方面的应用

随着国家越来越城市化的脚步，经济的发展、道路的逐渐复杂化以及城市的扩建等使得人们经常会在城市中迷失方向，如果是开车族，安装了定位导航就能够解决出行困难的问题，而且还能够节省大量的时间，GIS就是结合了GPS的定位系统，为开车族设计的具有很多功能的导航系统，随着科研人员的继续研究和实验，GIS的应用范围会越来越广，甚至能够和其它的系统进行完美的结合，进而真实化虚拟的技术，使得使用过程更加清新，精准度更加高。

4结束语

GIS的发展迅速，正在和GPS（全球的定位系统）、DPS（数字摄影测量系统）、RS（遥感系统）、ES（专家系统）以及多媒体的技术逐渐融合，只要能够解决地图信息的自动采集问题，进而加强空间的技术研究，并且把空间的数据库和方法库以及知识库互相连接起来，使得GIS走向集成化和智能化的方向，，对于测绘学科来说，GIS、RS、GPS的结合能够从根本上改善传统测绘学科的缺陷，使得测绘将原来的只是提供信息的工作转变成为能够参与规划设计与决策管理的重要部分，将进一步的推动测绘管理的更加严格、决策更加科学以及规划更加合理化。

随着处理和获取遥感数字的图像在明显的进步，预计在未来的几年时间之后，多光谱航空、数字化、航天遥感在质量、费用以及信息量上都会有所提升。所以，应该将遥感信息作为地理信息系统的重要组成部分，尽量要采用一些影像图来作为一些规划成果的背景图片，并且通过对于GIS的空间信息的相关查询、应用以及分析，能够增加设计规划的广度和深度。地理信息系统凭借其很强大的信息处理和输出能力，对于测绘的意义不断加大，而测绘结果逐渐多维化以及信息不断多元化是现代测绘的主要发展趋势。进而表现出测绘工作在国民的经济建设过程中的重要性，测绘系统将会更多的和一些尖端的科技进行结合。在GIS的利用方面，我们要大胆的创新和借鉴，与时俱进，相信一定能够推动测绘技术迈上更有水平大发展平台。

参考文献：

[1]宋小东，叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].北京.科学出版社，1998.

[2]谭玉莲.浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J].现代物业，2011（7）.

[3]吴炳方，张明金，李新功.地理信息系统的发展[J].地理学报，2008（4）.

[4]吴秀芹.ArcGIS9地理信息系统应用与实践[M].北京：清华大学出版社，2007.6

第3篇：地理信息系统原理和方法范文

关键词：地理信息系统；课程实验；要点分析

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2014）001016702

作者简介作者简介：徐兵（1979-）男 ，硕士，广东海洋大学信息学院讲师，研究方向为图像处理、GIS。

0 引言

地理信息系统通常简称为GIS（Geographic Information System），它是用于描述地理空间信息的计算机系统，融合了地图学、地理学、测绘、计算机等多学科知识，并被广泛地应用于城市规划、国防军事、防灾减灾、资源调查等领域[1]。本文所述《地理信息系统》是面向农学、资源环境等非地学专业学生的一门必修课程，为学生讲授地理信息系统的基本原理和方法，使学生掌握常用的GIS工具软件，熟悉基本的地学空间分析方法，能够对已有地理数据熟练地进行采集、绘图、建库、空间分析、可视化等操作，并对各类空间数据进行统一管理[2]。由于课程是面向非地学专业学生开设，这些学生普遍缺少地理学、程序设计、数据库、测绘信息等方面的知识储备，在学习GIS软件工具的过程中，很多学生对一些重要概念和空间分析操作往往不能很好地理解，造成实验教学效果大打折扣[3]。因此，本文结合课程实验教学实践，总结出该课程的实验教学要点，通过对要点进行分析归纳，有针对性地应用到以后的实验教学中，以期提高课程实验教学效果。

1 实验教学目标

本文面向环境科学专业开设的《地理信息系统》课程安排了32学时理论教学、16学时的实验教学以及32学时的学期末课程实习。在实践教学环节，16学时实验与理论教学同步，这些实验主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系统软件的操作学习，其主要任务是使学生在对地理信息获得感性认识的基础上，接受常用GIS软件进行制图技术的基本训练，培养学生独立制图、建立数据库和属性库，学会基本空间分析的能力。而32学时的课程实习主要以实际应用案例为基础，要求学生利用所学的GIS基本理论和空间分析方法，对实际应用案例进行分析、提出解决方案。通过课程实习一方面促使学生继续深入掌握GIS基本工具软件的使用；另一方面加强学生对GIS空间分析原理与方法的理解，并能够学会运用GIS工具进行初步的空间分析应用，同时结合基本程序框架实现GIS应用的可视化表达，并提交实验结果和分析报告。

2 实验课程设置

2.1 基本实验

该课程安排了8次共16个学时的基本实验操作，主要包括：①地理信息系统软件的基本操作；②数据文件与空间数据库；③地图数字化与专题制图；④地图查询与统计分析；⑤GIS空间分析；⑥初步建立3D GIS；⑦GIS二次开发；⑧3S集成及其初步应用。这些实验的设置与理论教学基本同步，在设置过程中由浅入深、由简到难，基本覆盖了GIS软件操作的大部分内容。

2.2 课程实习

学期末的课程实习以地理信息系统工程的分析和开发案例为基础，通过实际的项目开发完成课程实习报告，检验学生对GIS软件以及对GIS软件开发的掌握情况。在具体实习环节中，设置了多个实际应用案例，以“城市公交系统的优化及空间分析”为例进行说明。该实习题目的基本要求是：①以某个城市（比如湛江或广州的某个区）的公交系统运行情况为基本背景，调查该区域现有的公交线路运行设置情况；②通过资料查找的方式获得研究区域的城市交通图，借助于ARCGIS或MapInfo软件对该地图进行数字化处理，按照地理信息系统工程应用的基本要求，对地图进行配准、矢量化等处理；③以所学的地理空间分析基本原理和方法为依据，设计出城市公交系统线路优化、公交换乘、最短路径等方案，可以选择其中一个作为重点进行设计，并以选择的功能为基础，对地图矢量化进行调整和优化；④运用所学的地学空间分析方法，对研究区域的公交系统进行线路优化、公交换乘、最短路径等方案进行空间分析，得出空间分析结果，并对结果进行优化和评价；⑤以报告形式将上述过程完整记录，并总结本次实习工作，提交最终报告和实习过程中的各类数据。

3 实验教学要点分析

3.1 空间数据结构

空间数据结构是地理信息系统的一个重要基础，在GIS系统开发中通过构建空间数据模型并定义各空间数据之间的关系，实现地理信息与属性信息的关联。在实验教学中，学生对地图分层、图层控制、空间数据与属性数据关系等概念往往理解不清晰，由于缺少数据库相关知识，在建立空间数据时经常出现差错、导致图层分层不清晰，后续应用开发无法使用地图的问题。因此，该知识点需要教师在实验教学中给予足够重视，通过理论讲解与实际操作相结合的方式向学生解释空间数据、属性数据、空间数据库构建等概念。一般来说，在GIS开发中，用户可以根据自己的实际需求对整张电子地图中的各类空间实体进行有序的分层处理，通过图形分层方法将一张地图分成不同图层，相同的图层代表用户定义的特定的空间实体类。采用这样的分层方法可以提高电子地图中各类实体要素的检索效率，便于后期GIS开发中调用各类图层[4]。医疗卫生机构地理分布的空间分层结构如图1所示。

图1 空间数据结构

3.2 空间数据关联

在GIS二次开发过程中涉及的数据包括图形矢量数据、空间属性数据和工程管理数据，不同的GIS二次开发平台对数据格式、存储标准等均有所差别。以MapInfo软件为例，矢量化的图层数据文件以标准格式存储在目录文件中，在图层文件.TAB中通过设置每个地物对象的唯一编号（通常用地物ID号表示）来建立相应的空间索引。由于MapInfo自带的数据表存储容量有限，因此，通过.TAB文件的ID号与属性数据表中地物的ID号进行关联，建立起空间数据与属性数据的索引机制，将更多的属性信息通过空间索引机制存贮在关系数据库系统中。通过地物对象属性信息的ID号实现空间数据与属性数据的对应关系[5]，以医疗机构的地理分布为例，其图形文件与属性数据表的关联如图2所示。

图2 空间数据与属性数据的关联关系

3.3 空间分析

空间分析是GIS的主要功能之一，这也是课程教学中的重点内容。在讲授空间分析问题时，经常会提到最短路径问题，它是网络分析中经常遇到的一个技术难点，在实验教学中要求学生能够掌握基本的最短路径方法和应用。最短路径不仅包括物理意义上的距离最短，还包括了如时间、费用、流量等其它多参数融合的度量，这实际上涉及到了学生运用最优化理论解决实际空间分析问题的能力。比如，在课程实习中要求学生分析城市公交换乘及其优化问题，在具体分析之前，会将相关的算法介绍给学生，其中，Dijkstra算法是在实验教学中向学生介绍的最短路径算法之一。学生在掌握基本的原理和方法后，开始设计整个公交换乘的算法、程序流程、空间表现结果等，在这一过程中可以重点考查学生的空间数据结构设计以及空间分析能力。在公交换乘算法中需要存储一些地理信息，譬如节点、道路等信息，这就要求有一个较好的空间数据结构。此外，对于一个大型的城市公交网络而言，Dijkstra算法的效率显得尤为重要，这时需要重点考虑如何进行算法优化提高Dijkstra算法的计算速度（如基于cache的缓存计算方式）。通过这些实验内容的优化设置能够有效地锻炼学生自主分析和解决问题的能力。

4 结语

实验教学历来是理工科类课程的重要组成部分，地理信息系统作为一门交叉综合性课程，其实验教学的重要性不言而喻。通过任课教师对课程实验教学内容的优化设置、对实验教学要点的深入分析，能够帮助学生更好地掌握GIS基本原理与方法，并将所学理论融入到实际的GIS开发中。本文通过对实验教学中的主要知识要点进行分析，为后续教学活动提供有益参考，有助于教师更准确地把握学生实验中存在的问题，对加强实验教学效果、提高实验教学质量有一定的促进作用。

参考文献参考文献：

[1] 田雨，卢秀山，姜岩，等.GIS专业实验教学建设与实践[J].理工高教研究，2009，28（1）：116118.

[2] 汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社，2007.

[3] 李朝奎，王利东.不同专业背景下GIS专业建设探讨[J].当代教育理论与实践，2011，3（4）：9395.

第4篇：地理信息系统原理和方法范文

[关键词]地理信息系统　发展概况　发展前景

引言：

地理信息系统是一个技术性的决策支持系统，是以地理空间数据库为基础，采用适当的地理模型和分析方法，适时的提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。

1　GIS的发展

1.1　G18发展简史

20世纪60年代，为GIS的开拓期。加拿大测量学家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系统的概念，把地图变成数字形式的地图，并领导建立了世界第一个地理信息系统――CGIS，它具有覆盖，测量，资料数字化扫描的功能，支持一个跨越大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”，并且将属性和位置的信息分别存储在单独的文件中，以实现专题地图的叠加、面积量算等。

20世纪70年代，为GIS的发展期。随着计算机软硬件技术飞速发展，GIS技术朝实用化方向发展。世界上先后出现了许多不同专题、不同规模、不同类型各具特色的GIS。如美国地质调查局研发了50多种地理信息系统用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息；法国建立了地理数据库GITAN系统和深部地球物理信息系统：瑞典的区域统计数据库、土地测量信息系统、城市规划信息系统等。

20世纪80年代，为G18的突破期，注重于空间决策支持分析。随着计算机技术的普及及计算机网络的建立，地理信息的处理效率和传输时效，尤其在栅格扫描输入的数据处理方面得到极大的提高。地理信息系统逐渐走向成熟，并进入多学科领域，从比较简单的、功能单一的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统，并向智能化发展，新型的GIS将运用专家系统知识进行分析、预报和决策。

20世纪90年代以来，为GIS的普及期。随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS由单机、静态、二维向网络、动态、多维的方向发展，为满足了不同人群的需求建立了事务处理系统(TPS)、管理信息系统(MIC)、决策支持系统(DSS)、人工智能和专家系统(EC)。GIS进入各行各业，成为许多机构的必备系统，成为现代化最基本的服务系统。

1.2　我国的GIS发展概况

1980年，中科院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室标志着我国的G18研究工作的起航，虽然起步较晚但发展迅速。世界的G18技术已经趋于成熟，为我国快速发展G18技术创造了条件。我国以改革开放为契机，加强了与国外的学术和技术的交流，并进行了一系列的理论探索和区域性研究，为我国GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。

1985年以来，GIS作为政府行为，正式被列入了国家科技攻关计划，筹建了一个新型的开放性研究实验室――国家资源与环境系统实验室，并完成了技术引进，数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等，在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上，建成了1：100×104国土基础信息系统和全国土地系统；1：400×104全国资源和环境信息系统；1：250×104水土保持信息系统。

21世纪人类社会全面进入信息时代，GIS作为一门多技术交叉的信息空间科学，不断地用新的技术和方法来装备自己。在我国，全国开发了一系列空间信息软件和制图软件，建立大量数据库和一些具有分析和应用深度的地理模型和基础性的专家系统，完成了一批综合性、区域性和专题性的系统，如中国科学院的中国国土基础信息系统、资源开发模型工具库系统、黄河下游洪水险情预警信息系统等。GIS的研究逐步与国民经济建设和社会需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。

2.GIS的发展前景

2.1　地理信息系统与数字地球

数字地球是地理信息系统的延伸，是“3S”(全球定位系统GPS、地理信息系统G18和遥感Rs，简称“3S”)技术发展的必然产物。数字地球是一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球表示，即在全球范围内建立一个以空间位置为主线，按地理坐标整理构建一个全球信息模型，描述地球上每一点的全部信息，使地理信息可随时随地的为任何人任何事服务。数字地球在当前的工农业建设中的重大作用已初见端倪，它必将在林业、水产、交通、地矿、通信、教育、资源、环境、人口、军事、新闻媒体、城市建设等众多领域产生巨大的社会和经济效益。

2.2　GIS在抗灾减灾中的应用

近年来，全球的自然灾害频发，给人类社会带来了巨大的生命和财产损失，我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，因而我国的自然灾害防范应对形势更加严峻，亟需建立更加有效的自然灾害管理系统。G18技术可为其提供空间数据和相关属性数据的快速存取和管理及分层可视化功能；提供空间、属性数据一体化分析和多种空间决策功能，并可与灾害分析预测模型相结合，快速生成有效的决策支持信息。在1991年江淮等地发生的重大洪涝灾害中，我国综合应用遥感、通信和G18技术建立的国家防洪遥感信息系统发挥了重大作用。随着综合减灾研究的进行，GIS技术将会更加广泛的应用于灾害的监测和预报，自然灾害评估，灾害应急救助救援，灾害保险与恢复等领域。

3.结语

在高度信息化的时代，地球数字化、网络化的信息科学技术的时代，G18技术将更加受到重视，在全球享受GIS技术带来巨大便利的同时，GIS技术的研究与应用必将进一步深化，GIS必将在经济建设、资源管理、环境工程等各个领域发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1]吴信才等.地理信息系统原理、方法及应用.[M].武汉：中国地质大学信息工程学院，1998.8

第5篇：地理信息系统原理和方法范文

关键词：地理信息系统；特点；安全机制

Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism

中图分类号：F512.99 文献标识码：A

1、地理信息系统的内容概述 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、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。

2、地理信息系统的特点

与独立主机结构的GIS相比，地理信息系统的出现使GIS大众化及空间数据的共享成为可能，这主要是因为地理信息系统具有传统GIS无法比拟的优点。具体表现在：2.1 大规模降低成本，全面取代GIS桌面系统。无论是以何种机构来组织开发的地理信息系统，它都是一个多用户的空间信息系统。用户无需拥有自主版权的GIS软件系统就可以通过网络使用GIS功能。2.2 使企业的事务与GIS专业有机结合。地理信息系统的出现可以使企业成员的交流合作与GIS专业操作有机结合，构成企业群体生产力。2.3 地理信息系统中的WebGIS采用网页操作取代传统GIS的窗口操作，简单易用，降低了操作难度。2.4 GIS处理能力大为提高。由于地理信息系统是一个任务分布处理系统，可以充分利用网络资源，采用分布式协同计算来完成复杂、计算量大的地理空间计算任务。这是一种比较理想的全局优化模式。2.5 地理信息系统是一个动态系统，可以根据用户的请求随时向用户动态提供其所需的空间信息服务，为用户提供个性化空间信息服务。2.6 跨平台性好。地理信息系统的分布性、多用户特点决定了地理信息系统必须具有较强的跨平台性能，即能够适用于异构系统。2.7 互操作能力强。2.8 利用地理信息系统容易实现大范围的数据分发。总之，与传统GIS相比，地理信息系统具有明显的优势，这也使得地理信息系统能够得到广泛应用和迅速发展。

3、地理信息系统的安全机制分析

共享数据不等于无限制地随意使用数据，恶意的个人或团体有可能在没有得到授权的情况下非法复制、传播版权保护的内容。因此，需要对具有版权的数据实施有效保护，否则将会挫伤数据生产者的积极性，导致所能获得的共享数据越来越少。有效的版权保护是空间信息共享中需要考虑的一个重要问题。一般认为，空间信息的安全主要包括空间信息的访问安全、空间信息的传输安全和机密空间信息的隐藏等几个方面。3.1 空间信息的访问安全对于版权保护的地理空间数据，安全保护的一般方法是在服务器端控制不同用户对地理空间信息源的访问，对版权保护的地理空间数据，只提供给授权用户访问以防止非法信息的获取。权限的控制可以在操作系统级，也可以在网络防火墙或数据库层次进行授权。总之，版权保护就是在服务器端通过某种措施，控制不同用户对数据的访问权限。3.2 空间信息的传输安全地理空间信息的传输安全措施主要是防止空间信息在网络中传输被非法截获、复制和修改，保证地理空间数据网上传输的安全性与保密性。由于密码技术是保护信息安全的主要手段之一，因此使用密码技术不仅可以保护空间信息的机密性，而且可以保护信息的完整性和确定性，防止信息被篡改、伪造和假冒。网络加密常用的技术有链路加密、节点加密和端到端加密三种。数据的加密是由各种加密算法具体实现的，这些算法的目的是以尽可能小的代价提供尽可能高的安全保护能力。在多数情况下，数据加密是保证信息传输中机密性的最有效的方法。到目前为止已经公布发表的各种加密算法多达百种。3.3 机密空间信息的隐藏信息隐藏是将一个消息隐藏在另一个消息中。有些空间信息，如军事基地，也许只希望部分授权用户可以看到，或者说对普通用户来说需要保密，这时候就要将空间信息中的这些机密信息隐藏起来，并且同时不影响隐藏了机密信息后的空间信息的使用价值，这也是空间信息安全中需要重点解决的问题。①从隐藏机密信息的伪遥感影像中提取嵌入机密信息的影像块，然后利用JPEG标准量化表对该影像块进行量化，以提取机密信息；②用相同的密钥生成二值混沌序列对提取的机密信号进行解密；③进行十进制编码与解压缩，可提取出机密子影像；④将机密信息子影像与隐藏机密信息的伪遥感影像进行综合，即可恢复遥感影像原貌。

第6篇：地理信息系统原理和方法范文

[关键词]GIS 电信管线资源管理

一、概述

GIS即地理信息系统,是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。与一般CAD系统和MIS相比较,GIS具有不可替代的技术优势,其主要体现在:空间定位与属性要素的有效结合:空间实体及相互关系、拓扑关系的定义与空间分析能力。

随着“数字地球”这一概念的提出和加深,从二维向多维动态以及网络方向发展是地理信息系统发展的主要方向。在技术发展方面,一个发展是基于Client/Server结构。另一个发展是通过互联网络发展Internet GIS或Web-GIS,可以实现远程寻找所需要的各种地理空间数据,包括图形和图像,而且可以进行各种地理空间分析。目前,GIS的应用遍及环境、资源、石油、电力、铁路、地籍、公安、急救、市政管理、城市规划、经济咨询、灾害损失预测等行业。

近十几年来中国通信业务地飞速发展,通信网络资源的规模不断扩大,网络资源维护管理的要求越来越高。由于电信管线网络具有很强的地域性和空间性,而且有复杂的空间拓扑关系。将GIS技术应用于电信光纤网络的管理,不仅可以实现基本的光纤网络的空间及属性数据的管理,还能够对相关数据进行综合分析处理,为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持。

二、系统的构架与实现

1. 系统总体结构

如图2-1所示意,系统从整体上可以分为数据服务器、应用终端以及系统维护三大部分。系统整体结构上为客户机/服务器结构(C/S结构),客户服务中心座席员、其他部门以及客户都可以通过B/S结构和系统关联,根据登录权限实现对网点信息进行查询检索;客户服务中心的系统维护人员可以通过桌面处理软件,根据权限实现对服务器上的相关数据的管理和更新。

2. 系统软件开发结构设计

系统总体软件结构可以如图2-2所示。系统所有的空间数据和非空间数据都集中存放在关系数据库SQL server 2000中,系统通过应用服务器和C/S结构连接,通过Internet Information Server与Web GIS Server和B/S结构连接。

Client/Server结构主要是实现数据更新等相关功能。该部分通过桌面地理信息系统软件SuperMap Deskpro来实现空间数据管理。Browser/Server结构是本系统的主体部分,其提供浏览、查询等功能,供远程用户通过登录到Internet上使用。该部分一般是采用Web GIS软件和其他Internet工具一起开发。

3. 系统数据组织设计

系统采用1:2.5万拉萨地图数据作为基础底图,用于作为浏览、索引查找具体光缆干线支线的底图。

光缆分布及专网客户分布空间数据以及资源设备属性数据属于业务紧密型数据,需要甲方提供全部数据或可经过简单转换即可使用的数据格式。比如CAD数据和业务表结构。基础地理信息数据有开发单位进行采购,并进行二次加工处理后方可应用于本系统。

名称 数字配线单元

厂商 北京市朝阳区三里屯路甲三号

型号 MPX286-2DF1

规格 DDF

… …

三、系统的主要功能

1. 机房管理

系统以直观图形的方式表现机房所在物理位置的设置,机房内机架/机柜的布局设置。机架/机柜的以添加的方式加入机房,并通过编号的形式标识其在机房布局的物理位置,以贴标签的形式规范机房内的机架/机柜。图3-1简单展示了机房布局情况。

2. 外线资源管理

对配线设备的出局线缆进行支列线缆分配,指定外线线缆基本信息包含:线缆对/芯数、线缆类型、起始位置、分散/终点位置等。对外线资源分布的地图式显示,以及支列线缆、主干线缆、分支线缆的占用情况进行展示。

3. 客户信息管理

客户信息的录入、修改、删除。并将客户与支线线缆资源进行关联绑定。在客户基础下添加其下属的业务号码,进行配线设置,及将号码与配线设备上的出局端口进行关联绑定。

四、结束语

综上所述,G I S的光纤网络资源管理系统可以为电信系统实现高效的资源管理,及时的资源故障响应,规范的作业记录文档等一系列能有效提高资源管控,随着它的不断发展,必将在更多行业得到更加广泛的应用。

参考文献:

[1]吴信才.地理信息系统原理与方法[M].北京:电子工业出版社, 2002

[2]毛志红.地理信息系统(GIS)发展趋势综述[J].城市勘测,2002(1):15-20

[3]谢榕.地理信息系统中空间数据库建立的关键技术[J].北京测绘,2004(4):2-5

第7篇：地理信息系统原理和方法范文

基金项目：防灾科技学院第六批重点课程建设课程资助项目；防灾科技学院教学研究与教学改革项目（JY2014A02）

[摘要]《GIS原理及其应用》是测绘工程专业一门重要的专业必修课。本文对目前该课程在测绘专业教学中存在的诸多问题进行了深入分析，在此基础上，结合我院测绘工程专业的培养目标，对该课程在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了改革探讨，加深学生对GIS的基本理论、基本方法和基本技能的理解，特别突出GIS实践的重要性，以期提高《GIS原理及其应用》课程的教学效果和教学质量，培养适应社会经济发展，具有创新精神和实践能力的高素质专业人才。

[关键词]GIS原理及其应用；教学；改革；实践；考核

中图分类号： G642. 0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

随着测绘信息技术的飞速发展，测绘产品的获取、处理、管理、分析、应用等方面都跟GIS密切相关。理解GIS的基本原理和常用的空间分析方法，在此基础上掌握GIS专业软件的操作使用，这对测绘专业学生今后的就业和继续深造具有很大的实际意义。《GIS原理及其应用》作为测绘专业学生一门重要的专业必修课，具有较强的理论性和实践性，通过本门课的教学使学生掌握GIS的基本原理及其常用的空间分析方法，熟悉空间数据组织和管理常用方法，了解空间数据采集和输入、数据质量分析的基本方法和内容，了解地理信息系统在现代社会所处的地位、地理信息系统发展与应用的趋势、以及地理信息系统在测绘工程中的重要应用。因此，《GIS原理及其应用》这门课程的学习对测绘专业学生影响深远。目前，在测绘工程专业的GIS教学中一直沿用GIS专业的教学内容和教学方法，由于前期课程安排和学时等方面与GIS专业有很大差别，这就造成了测绘专业学生对GIS的学习不能达到预期效果，为更好地完成本课程的教学目标，有必要对《GIS原理及其应用》教学内容和教学方法进行思考、探讨和改革。

1确定培养目标

结合我校“立足地震行业，面向社会”的战略目标，我校培养的测绘学生是可在地震行业中立足，同时更主要的是面向社会的大众化需求，因此培养的学生要具备扎实的测绘理论知识、掌握测绘工程专业技能、具备实施地形变形测量、变形监测、精密工程测量等测绘工程的设计、实施及管理等能力，能在地震监测预报、灾害防御、国家基础测绘、国家资源调查、城市规划与管理等部门从事设计、实施、管理等方面的厚基础、重实践的应用型人才。而随着计算机技术、RS技术和GPS技术的发展，在掌握了基本测绘理论和方法的基础上，如何实现测绘信息的有效集成和应用，GIS成为其实现信息集成的首选工具。因此，《GIS原理及其应用》作为测绘工程专业的必修课，是测绘专业学生在未来发展的必然需求。

2教学中存在的问题

2.1非GIS专业先修课程差异

地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而诞生的边缘学科，因此它明显地体现出多学科交叉的特征；而测绘科学是一门研究如何确定地球的形状和大小及地面、地下和空间各种物体的几何形态及其空间位置关系的科学。两个专业教学目标有很大不同，但又有所交叉。测绘科学为地理信息系统提供高精度的空间数据，保证了空间数据的精度和质量，以及地理信息系统产品的开发；地理信息系统为测绘科学成果的有效集成提供了良好的解决方案。由于专业特色的限制，GIS专业在前期的理论基础学习中开设关于计算机和地理学的课程，如数据库系统概论、计算机图形学、自然地理学、人文地理学等课程，这些课程的开设为接下来的GIS原理及其应用的学习奠定了理论基础。计算机学提供了GIS学习的软、硬件知识；地理学作为GIS的理论依托，为GIS提供引导空间分析的方法和观点。而在测绘工程专业的人才培养方案中，《 GIS原理及其应用》课程开设缺乏一定的前期理论支撑，这使得测绘专业的《GIS原理及其应用》的教学内容与教学方法并不适合沿用GIS专业所采用的教学内容和方法，要根据测绘专业的特点调整其教学内容和教学方法，以便更适应于测绘专业学生的学习和掌握。

2.2教学内容多，实践课时少

在现行的本科教学培养方案中，明确限制总学时数不超过2500学时，而在测绘专业基础课等不被压缩的前提下，测绘专业开设GIS课程的学习，其学时安排是48课时，还包含了不少于8课时的实践课时，而GIS本科专业学习中，其学时的安排一般为64课时。在课时明显压缩的前提下，要想较好地完成《GIS原理及其应用》的教学，必须对现行教学内容、方法和安排做出调整。由于GIS的学习具有较强的理论和实践相结合的特点，调整后的GIS学习必须保证理论和实践课时的饱满，这样才能保障学生学习的效果。

3、教学改革的措施

3.1侧重学科交叉，注重GIS思维的培养

由于地理信息系统的多学科交叉特性，在测绘专业的GIS教学过程中，侧重强调测绘专业与GIS的交叉性，突出GIS学习与测绘专业的紧密性，将GIS的学习定位到测绘专业体系内。在教学过程中，注重讲授GIS的基本理论、常用空间方法、应用模型等内容，这些是初次接触GIS的学生必须了解和掌握的知识；在教学内容的安排上，注重地学理论与工科技术的交叉，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生遇到问题时能够以GIS的思维方式进行问题的抽象与表达，并在后续工作中善于应用所学和所知道的测绘技术、GIS理论进行数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示。这个过程既考察了学生对所学技术的掌握程度，又注重培养了学生运用GIS思维对空间数据集成的应用，使学生能够更加真实了解测绘与GIS集成在解决实际问题的优势，并在解决问题的过程中对所学理论与方法有更深刻的理解。

GIS作为一个辅助决策工具，教学过程中突出GIS解决问题的思路，同时将涉及到的其他学科知识作为解决问题中的一个环节，加强学生自学意识，学会问题的分解与表达，构建适合于地理信息分析和表达的应用模型，以此达到解决问题的目的。

3.2合理安排课程，理论和实践分层次实现

长期以来，高校普遍存在的一种教学模式就是任课老师讲-学生听，学生处于被动接受的地位，这种传统的教学模式，在理论知识传授的系统性和完整性方面有一定的优势，但其在实践性较强的学科教学中的不足也显而易见。首先，学生遇到问题，解决问题的积极性没有被调动起来；其次，不能将理论知识和实践操作很好的结合在一起；最后，没有经过学生思考和实践过的理论是无法在工作中得到很好应用的。基于这些问题，首先在课程安排上做出调整，将《GIS原理及其应用》安排在第五学期，在这门课的学习过程中，主要侧重基础理论的学习，如GIS的基本概念、基本构成、基本功能、发展历史、数据结构、空间分析方法等。同时对涉及到的测绘专业知识给予重点提示，加深对测绘专业基础知识的掌握，突出GIS多学科交叉的特点。在安排的8课时实验中通过对Mapinfo9.5的学习，让学生对GIS解决问题的基本思想有所认识，即通过对现实世界的抽象，到计算机世界的存储，对数据空间数据结构以及存储有一个系统的认识。这学期完成学习后，学生对GIS的基本理论知识、常用空间数据结构、以及空间数据获取与测绘技术的结合已有一个清晰的认识，即达到GIS理论教学目标。 由于学时有限，但又强调GIS实践应用的重要性，在第六学期安排一门《GIS软件应用》，以ESRI公司的ArcGIS作为实践平台，弥补GIS理论学习中实践不足的问题，在GIS软件应用这门课中，所有的实验以案例的方式提出，要求学生给出应用到的相关理论知识和解决方案，并通过动手实验达到解决问题的目的。

3.3 巩固理论知识，多种考核方式相结合

在考核方式上，《GIS 原理及其应用》采用“平时成绩（10%）+实验报告（20%）+期中考试成绩（20%）+期末考试成绩（50%）”的方式。平时成绩主要是通过作业和课堂表现获得；实验报告是对学生动手能力的考察；期中考试主要是在课程中期对学生进行测试，对学生起一个督促作用；期末考试则是对学生理论知识最终掌握情况的检验。采用上述考核方式，能较好地反映学生对知识的掌握情况，以及在分析问题、解决问题等方面的能力。

4结论

《GIS原理及其应用》是测绘工程专业的一门必修基础课，本课程学习对后续《GIS软件应用》的学习及学生今后的就业和深造影响深远。本文首先介绍了该课程在测绘工程专业培养目标中的地位，并分析了现行教学中存在的问题，在此基础上提出了教学改革的具体措施：1）侧重学科交叉，注重GIS思维的培养；2）合理安排课程，理论和实践分层次实现；3）巩固理论知识，多种考核方式相结合。以此不断提高教学水平，及时了解学科发展动态，掌握学生对专业知识的需求，从而及时对教学内容和教学方式进行调整和完善。

参考文献

[1] 黄杏元，马劲松.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 宋小冬，钮心毅.地理信息系统实习教程[M].北京：科学出版社，2013.

[3] 周文国，郝延锦.工程测量[M].测绘出版社，2011年9月.

[4] 刘小阳，孙广通.《工程测量》课程教学改革探索[J].科技信息，2011（11）：480.

[5] 孙广通，宋萍，刘小阳.《普通测量学》课程教学改革探讨[J].科技信息，2013（36）：26.

第8篇：地理信息系统原理和方法范文

关键词：数据库建设；地理信息系统；思索

中图分类号：G250.74 文献标识码：A 文章编号：

引言

伴随着数字城市的快速运用和发展，城市地理空间构造和地理信息数据库的建设也开始逐渐发展起来。地理信息系统是依靠地理空间数据库为根基的，从基本的模型为基础，提供了许多的空间的和动态的地理信息，更好的为地理探究和地理决策服务的计算机技术系统提供服务，是一种决策支持系统。数字城市就是基于地理信息系统而运用的，为各个单位和行业提供地理信息参考数据，查看和提取地理信息，运用在各种类型的专题项目当中。。

地理信息系统的构成

地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。

计算机硬件及网络环境

地理信息系统将以地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。

软件环境

应用软件(数据采集、数据处理软件、图形图像处理等)宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。

技术标准体系

系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。

管理体系

严格地说，地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。

二.地理信息数据库

由于目前地理信息数据库建设依旧不能完全脱离现有关系型数据库，故本文结合关系型数据库Oracle，探讨了利用地理信息应用软件ArcGIS与Oracle之间的中问件ArcSDE进行地理信息数据库的建设的方法，以便为行业的发展提供参考。

1.地理信息数据库数据组成

地理信息数据库的建设包括国家、省区和市县级，它由地理数据、管理系统和支撑环境组成，当然数据是核心，有5个基本分库为大地测量数据库、数字线划图数据库、数字正射影像数据库、数字高程模型数据库和数字栅格地图数据库;管理系统和支撑环境是数据的存储、管理和运行维护的软硬件和网络条件。

地理信息数据库的组成，主要包括以下几种：

1)大地测量数据.

这里大地测量数据包括市级GPSD、E级点和一二级控制点成果。

2)4D产品数据

4D包括数字线划图数据、数字正射影像数据、数字高程模型数据、数字栅格地图数据。

3)其它数据

主要有地形地籍数据、地名数据和元数据等。将上述的数据准备好以后，就可以进入系统进行初始数据采集与系统建库。对于地形地籍数据，可以采用武汉大学开发的数字测图软件SCZT采集外业数据，经过检查合格转换成南方CASS数据，再经过检查合格后转出.shp数据，导入CMS地籍入库管理软件进行属性填写、拓扑检查修改，进行数据入库管理得到的城市地形地籍数据。

2.ArcSDE中间件的应用

本次试验通过ArcSDE进行存储数据到关系型数据库，并进行管理。它是ESRI公司提供的一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器，可以提供空间和非空间数据进行高效率操作的数据库服务，符合地理信息数据库建设的要求，所以选用它作为中间件。

3.数据库的建设方案

3.1软件配置

本次试验基于Oraclel0g、ArcSDE、ArcGIS。先安装Oracle，创建数据库sdeorcl;安装ArcGIS，安装ArcSDE，postinstallation安装设置连接数据库，连接测试数据库sdeorcl，见图2。

3.2数据库的组成与分级

1)组成

地理信息数据是地理信息数据库的核心，如前文所述，按类型分为大地测量数据、数字线划图数据、数字正射影像数据、数字高程模型数据和数字栅格地图数据5个分库，分库又可以根据比例尺和分辨率的变化细分为子库，子库又可以根据要素分成若干层。

2)分级

针对本次试验考虑，市县级地理信息库的数据尺度包括1：500，1：1000和1：2000。

3.3数据库数据图层结构设计

取地籍调查数据为例，根据相关标准，通过SDE建立数据集土地权属“TDQS”，对照数据库结构设计，建立要素地类宗地一ZD、宗地注记一ZDZJ、界址线一JZX、界址线注记一JZXZJ、界址点一JZD、界址点注记一JZDZJ、房屋一Fw、房屋注记一FWZJ层。其中，宗地一ZD层根据宗地属性结构描述表设置表结构，见表2。

3.4数据的导入

依据外业测量，内业处理得出数据，例宗地层，通过ArcSDE导入。根据表结构设计，编辑sde@ZGB02.sde下SDE.TDQS要素集的要素图层SDE.ZD的数据结构，使之与设计相符。并通过对照数据结构，一一对应设计和数据源的数据结构，导人数据，确认数据导入成功。

结束语：

为了能够使得地理信息数据库建设更加丰富，在接下来的成果数据查看、大量数据的入库经管、每一种比例尺数据的管理、数据的定时更新、数据库的移植上进行深入的探索，这样方便能够为同行业的地理信息提供更完善的服务。

第9篇：地理信息系统原理和方法范文

关键词： 行动导向 GIS技术应用 课程标准

传统教学模式按照教材编排顺序教学，不利于高职学生掌握基本知识和技能，而且理论与实际应用难以结合。而行动导向课程教学模式将抽象的理论知识融于具体学习情境中，通过完成学习项目中的各个任务提高学生知识和技能。本文以国土资源调查专业《GIS技术应用》课程为例进行行动导向课程标准建设与开发。

《GIS技术应用》是国土资源调查专业的核心课程。通过对数据库原理与应用、测绘CAD和数字地籍测量的学习，为数字图像处理和摄影测量与遥感等后续课程奠定基础。

通过本课程学习，要求学生掌握地理信息系统基本知识，能熟练使用MAPGIS软件对数字、文字、地图、遥感图像、航片、GPS实时数据等多源地学数据进行有效采集、编辑成图、一体化管理、综合空间分析和可视化表示。

1.课程目标

1.1课程总目标

GIS技术是一门实践很强的课程，着重对学生测绘核心能力“测、算、绘”中“绘”能力的培养，在学习中专业理论以“必须、够用”为度，注重实际操作能力培养。通过本课程学习，应掌握地理信息系统基本原理和方法，具备利用MAPGIS 软件进行数据采集和处理的能力，具备编辑成图能力和数据入库能力，具备空间数据和属性数据一体化管理能力，能进行综合空间分析和数据可视化表示；同时养成认真、耐心、细致等良好职业道德；培养学生可持续发展能力，为专业培养目标提供重要支撑作用。

1.2课程的具体目标

1.2.1知识目标

通过对MAPGIS地理信息系统主要功能的讲授，使学生认识地理信息系统的基本概念和原理，对已获得的地理信息数据熟练采集、绘制成图、建立数据库和属性库，并对其进行综合分析与统一管理，给出最终决策。

1.2.2技能目标

能根据相关规范熟练掌握和应用地理信息系统软件实时对地理数据进行有效采集、编辑成图、一体化管理、综合空间分析和可视化表示。

1.2.3态度目标

具有勤于思考的习惯和乐观的生活态度，具有积极主动精神；具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；有求真务实、一丝不苟的工作精神。

1.2.4拓展能力目标

自学能力、获取信息的能力、思考能力、分析与解决问题的能力和创新与创业能力。

2.课程内容组织及安排

2.1课程内容组织

本课程以“强化能力、重在应用”为指导思想，以岗位技能需求为目标，以任务驱动确定教学内容，统筹考虑增加实践教学学时，培养学生工程实践能力。

2.1.1遵循学生职业能力培养规律，按照工作岗位需求和工作过程和任务，整合、序化教学内容，积极探索“教、学、做”一体化课程教学体系。

2.1.2课程大部分内容在校内实训中心完成，教师通过采取演示法、任务驱动法、案例分析法等教学方法，调动学生主动学习积极性，培养学生动手能力、沟通能力、评判性思维能力等。

2.2课程安排

基于行动导向的教学理念将本课程分为五个项目，总上课课时88课时。分别是GIS基本概念分析与软件平台认识（10课时）、GIS数据采集（24课时）、GIS数据分析（18课时）、GIS数据入库（12课时）、地形图制作（24课时）等（见下表）。

3.课程实施建议

3.1教学方法建议

行动导向教学理念“项目引领，任务驱动”教学方法。在校企合作平台之上，充分利用系部数字化机房、GIS制图实训室，融入生产项目，教师在分配任务时“做中教”，学生分组完成任务时“做中学”。最终培养学生GIS数据管理与分析、综合制图等能力及团队协作、吃苦耐劳、勇于创新、求真务实等职业素养。

3.2学习方法的建议

演示法，利用模型挂图演示，教学生识图辨图；实习法，学生动手操作；模拟法，将项目过程引进教学；情境法，野外现场情境教学，如野外GPS数据的采集等。

3.3教材选用或编写建议

本课程选用高职高专规划教材，学校出版的GIS实训指导教材，并配合使用MAPGIS地理信息系统软件操作说明，配合使用手机的实训数据资料，紧跟行业发展，与学院特色贴近。

3.4基本教学设施要求

为满足本课程教学实施必须配备各种不同数据源，更新GIS软件、多媒体教室、机房和网络资源。

3.5课程资源的开发与利用建议

已经申请院级优质资源共享课程。课程基本资源包括：课程介绍、课程标准或教学大纲、教学团队、教学日历、教案或演示文稿、重点难点指导、作业试卷、参考资源目录、学习指南。课程拓展资源包括：案例库、专题讲座库、素材资源库、试卷库、课程教学、教学互动、教学录像等。

3.6师资条件建议

本课程团队均为研究生以上学历，大都为双师型教师，技术职称包括教授、高级工程师、讲师，均有多年生产一线工作经验，双师型教师占80%以上。

4.课程考核要求

4.1课程考核基本要求

构建以能力考核为中心，以过程考核为基础的考核评价体系。由企业和课程团队共同制定考核标准，以工作岗位能力为考核依据，每个子项目均要求学生提交成果，根据学生在学习过程中每个子项目的知识和技能掌握情况及完成质量综合考虑总成绩。

4.2课程考核方式

课程考核方式：平时上课到课情况、回答问题情况及完成任务情况，占30%；期末上机考试，主要考核学生的综合制图能力，占40%；期末试卷考试，主要考核学生对基本概念、基本知识的掌握与理解，占30%。

参考文献：

[1]蔡永超.“项目引导、任务驱动”教学法在《电工基础》课中的开发[J].职业技术，2010，1：142.

[2]吴仕荣，梅莹.浅谈“项目引领、任务驱动”教学模式在中职计算机网络技术专业中的应用[J].科学咨询（科技.管理），2014，12：9-2.94.

[3]王丽敏，，计小辈，朱良.《模具设计与制造》行动导向课程设计与实践[J].邢台职业技术学院学报，2012-6-29（3）.

[4]肖清华，晏涵，郑平.“项目引领、任务驱动”《构造地质分析》课程标准的开发[J].亚太教育，2016.

[5]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海：华东师范大学出版社，2009.