地理信息系统导论精选(九篇)

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第1篇：地理信息系统导论范文

关键词：地理信息系统；经济；产业

中图分类号：F207 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2012.11.02 文章编号：1672-3309（2012）11-05-02

地理信息系统（GIS）是一种用于追踪事件、活动和事物本身以及它们发生或存在的位置的一种专用系统[1]。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的空间信息系统。由于人类活动在一定的空间范围内，社会活动也发生在一定的空间范围内，因此，以处理、分析和描述地理信息为主要特征的地理信息系统就与人类的生活密切联系在一起[2]。

一、地理信息系统是为社会服务的工具，其产生和发展与社会、经济活动是分不开的

地理信息系统最早是与国土资源管理相结合而出现的，在20世纪60年代，加拿大联邦政府和各省级政府为了确定国土资源的数量和存在形式，对土地潜力进行评价，对全国的土地进行了普查，对土地面积的精确量测工作促进了第一个地理信息系统的产生[3]。到20世纪60年代末，美国人口统计署设计了一个用于人口普查的工具，而这项技术又促进了70年代末哈佛大学计算机制图与空间分析实验室对满足上述应用的GIS的开发。而现代GIS的迅速发展是在20世纪80年代初期，当时计算机硬件价格下降，能够满足大规模软件的生产和应用开发，计算机的高性能能够为GIS功能的实现提供支持。

二、地理信息系统产业推动区域经济发展

地理信息系统具有科技含量高、增长潜力大、资源消耗少、环境污染少、吸纳就业能力强、产业关联度高等优势，发展地理信息系统产业既有利于数字国土、数字城市等领域的信息化建设，助力其他产业发展，也有利于进一步优化产业结构，加快经济发展方式转变，实现地区经济可持续发展。

在土地管理方面，比如长春市国土资源局的三维地籍管理系统，实现了对城市土地和地上建筑物立体化、多角度、多比例尺的全数字化可视管理；在立足于国土管理的基础上，又提供了路径漫游、光照分析和基础地理信息查询等公共服务功能，为城市规划、房产管理、交通管理、公共安全等领域提供共享服务，一举实现了土地经济效益、社会效益和生态效益的三重保障[4]。

在森林管理方面，地理信息系统以森林资源数据为基础，结合森林管理的需求，实现森林综合数据查看、统计、查询、人员管理、林班管理、湿地管理、野生动物及病虫害管理功能，并可对各类数据进行添加、修改等维护操作，大大提高森林资源管理的效率，为地区森林资源储备、开发进行有益的指导。

在市场分析方面，地理信息系统依托人口分布位置和人口流动规律，以专业方法进行分析，可以对潜在的客户群体进行预测，对有价值的商业位置进行预测。美国在线公司（AOL）推出过一项基于网上地理信息系统的城市潜在市场预测服务，成功地带动了所在城市的商业投资与商圈的发展。许多投资商正是通过在网上的地理信息系统平台所提供的信息，对有商业价值的潜在商业点进行投资，进而获得巨大的收益。

三、区域经济发展带动地理信息系统产业发展

近年，各地相继开展建设“数字城市”，从一定程度上反映出各地经济发展收益开始向地理信息系统产业倾斜，促进产业向技术含量更高、更加具有发展潜力的数字城市乃至智慧城市发展。国家测绘地理信息局支持下的天地图项目，致力于打造一个基础地理信息系统公共服务平台，为各行业部门提供地理信息服务，各地相继开展天地图项目建设，打造本地的天地图地理信息服务平台，这一平台的出现，也是经济发展对行业发展的有效例证。在数字城市建设上，测绘地理信息部门在全国300多个地级城市主导开展了数字城市建设，其中150个城市建成使用，成果已在60多个领域得到广泛应用[5]，有力地促进了城市运行管理的科学化、精细化、协同化，为推动数字城市向智慧城市发展创造了最直接和强有力的条件。在数字城市建设中，测绘地理信息部门建立了城市地理空间基础框架，其中包括现代化测绘基准建设、基础地理信息数据库建设、地理信息数据获取系统建设、地理信息公共服务平台建设、政策法规标准体系建设、技术支撑体系建设、组织机构和运行体系建设等。地理信息产业在区域经济的带动下，逐渐向科学化、规范化发展，也变得更加有活力。

结语

地理信息系统产业与区域经济的发展存在着辩证统一的关系。一方面，地理信息系统产业的自身优势对区域经济的发展有巨大的推动作用，另一方面，区域经济的收益又会促进地理信息系统产业的完善和发展。纵观这一规律，相信在未来的区域经济发展上，地理信息产业将不仅是测绘地理信息领域的市场主体，而且也成为测绘地理信息科技创新的主体。为经济可持续发展、转变经济发展方式，发挥了不可替代的作用。借助先进技术，地理信息系统产业将成为高新技术产业、战略性新兴产业和现代服务业的融合点，成为推动区域经济增长的主要力量。

参考文献：

[1] 隆里（美）等著.地理信息系统与科学（第2版） [M].机械工业出版社， 2007.

[2] 陈健飞、张筱林译.地理信息系统导论[M].科学出版社，2010.

[3] 谭泽琼.Web GIS综述[J].今日湖北（下旬刊），2011，（07）.

第2篇：地理信息系统导论范文

【关键词】 地理信息技术；GIS；上机实验；高校教学

引言

1998年1月31日，美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为《数字地球：二十一世纪认识地球的方式 （The Digital Earth：Understanding Our Planet in the 21st Century）》的讲演，提出了“数字地球”（Digital Earth）的概念。戈尔在讲演中指出：我们需要一个“数字地球”，一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示［1］。戈尔关于“数字地球”的这些观点引起了科技界的高度重视与响应。21世纪已进入数字化时代，谷歌地球（Google Earth）、数字城市、电子政府等词汇与理念开始深入人心。2004年8月，地理信息技术与生物技术、纳米技术被美国劳工部并列为三大最具前景的新兴产业［2］。我国在这个世纪初以来，也注重地理信息技术专业人才的培养，各种地理信息技术相关的优秀教材也不断出现［2-4］。

笔者从2008年开始给本科生和研究生讲授地理信息技术课程。其中本科生课《地理信息技术与数字地球》为跨专业全校性选修课，研究生则为全英文教学的海洋事务硕士生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》。从选修学生的专业背景知识来看，文理工兼具，层次也参差不齐。如何让不同专业的学生能理解地理信息技术相关专业知识，课堂上机实验的设计对于这两门实用性很强的课程尤其重要。本文主要以这两门与地理信息技术相关的课程为例，围绕课程上机实验的设计与探索，谈些体会，以飨读者。

1 知识背景与课程定位

据统计，地球上有超过80%的数据与空间相关，而地理信息技术是空间数据数字化的核心技术之一，是将地球上各种资源信息可视化表达、存贮、分析以方便人类生活、生产的重要技术支撑。地理信息技术是一种强有力的空间信息获取、管理和分析的工具［5］。这里谈及的地理信息技术主要为3“S”，即：地理信息系统（ GIS，Geographical Information System）、遥感（RS，Remote Sensing）、全球定位系统（ GPS，Global Positioning System）。其中，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、操作、分析和显示，并采用模型分析方法，适时提供多种空间和动态信息，为地理研究和决策服务而建立起来的计算机技术系统［6］。RS 与GPS 是两种重要的空间信息采集工具，是GIS重要的数据源。

由以上可知，地理信息技术是与计算机、地理学等学科相关性很强的一门实用型技术，并与我们的日常生活息息相关，如：利用GPS导航定位、利用谷歌或百度上的电子地图进行相关空间查询等。事实上，地理信息技术的应用领域已不再仅仅是地理学，已被应用于卫生、交通、林业、房地产、旅游、农业等各行各业中 ［7-8］。世界最大的GIS软件公司环境系统研究所Environmental Systems Research Institute（ESRI）的创建者、总裁Jack Dangermond说过，GIS的应用仅受限于使用者的想象力。也因为这样，从2008年开课以来，学生选修这门课的积极性较高，不论他们的专业背景是历史、音乐、哲学、英语、或是化学、生物、建筑、机械自动化与计算机等。表1列出了2010－2011年开设的本科生全校性选修课和海洋事务硕士生选修课两门课的选课学生的专业及人数构成情况。

表1 选课学生专业及人数构成

由表1可见，两门选修课，无论是本科生还是研究生的课程，选课学生的专业背景五花八门，这给教学与上机实验带来了一定的挑战。但无论是全校性本科生选修课，或是全英文授课研究生选修课，本课程的定位都是一致的，即结合自身的课题研究成果，如GIS在流域与海岸带管理中的应用等，介绍地理信息技术的基本功能及其应用，让学生了解地理信息技术、数字 地球与人类生产生活紧密相关，并初步掌握地理信息技术常用软件的基本操作。

2 课程设计与上机实验教学方案

围绕上述课程开设的定位，进行了课程的整体安排与上机实验教学的设计。表2为全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》课程的整体设计。由表2可见，涉及到GIS、RS软件实际操作与课程作业的第4、7和8讲，占整个课程课时（36课时）的近60%（22课时），这是出于该课程实用性较强，需有足够时间保证上机的考虑。

表2 全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》之课程设计

基于同样的思路，开展了海洋事务研究生选修课的课程设计，详见表3。由表3可见，有关ArcGIS软件学习的时间占用了20个学时，并进一步设计了两个有关GIS软件的课程实践（作业），目的是保证学生有充分的时间上机练习及完成课程作业。

表3 海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》之课程设计

在保证让学生在课堂上有时间能自己动手操作软件的前提下，基于课程的定位，为了让学生掌握一些基本的软件功能，进一步设计一些能使不同专业背景的学生都能感兴趣的上机内容。表4进一步给出了本科生选修课《地理信息技术与数字地球》第4讲（表3）的上机实验设计。需要强调的是，本科生教学所涉及到的GIS软件为MapInfo和ArcView两个较易上手，界面友好同时对机房的硬件要求不高的桌面式GIS软件，主要的参考教材是《地理信息系统导论》（第一版）［3］。

表4 《地理信息技术与数字地球》之第4讲上机实验设计

通过上机操作，学生基本上掌握了空间数据采集（数字化）与编辑、属性数据输入与管理以及专题地图制作等基本的GIS软件操作，从课程难度上也较适合于这些跨专业（文理工兼具）的本科生。

对于海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》，表3所列的第2－10讲“ArcGIS软件学习”的上机内容进一步展开如表5所示。需要说明的是，由于是研究生课程及上机条件的改善，学习的GIS软件为ArcGIS，主要的教材是《地理信息系统导论》（第三版）［2］。该教材有中文导读，其它内容包括上机说明都是英文，是现有较适合作为GIS英文教学的教材。在实际授课中，针对每一讲，采用“概念与原理介绍”与“上机实践”两部分相结合的形式，有效地保证了学生的上机时间。

表5 《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》第2－10讲之上机实验模式设计

由表5可见，尽量课时有限，但基于研究生具有一定的自学能力的考虑，通过这样的上机实验设计，学生较为系统地掌握了GIS软件的基本功能如空间数据采集、编辑、制图、简单的缓冲区分析、空间叠置等空间分析，并学到了一些高级的空

间分析，如地形分析、水文分析等以及GIS模拟。

3 期末课程作业设计与课程教学效果评估

对于这两门实践性较强的选修课，如果在期末用闭卷考的形式，仅是要求学生掌握地理信息技术相关的原理、概念，则有悖于课程的定位。取而代之的是，通过结合实际情况的开放式课程作业的设计，来考核学生对课程掌握的情况，从学生提交的作品来评估教学效果。

对于全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》，通过2个期末作业来评估学生课程的表现。课程作业1是“数字化厦门大学本部地图”。通过采集身边的空间数据并进行制图表达，让学生进一步掌握MapInfo的空间数据采集，属性数据录入，数据编辑以及制图等基本操作。学生较好地完成了作业，并建立了不同的空间图层，如道路、林地、建筑用地、湖泊、草地等图层（见图1A）。课程作业2是专题地图制作“中国人口分布图”，通过该作业，评估学生应用ArcView进行专题地图制作的能力。图1是这两个课程作业的学生作品。

图1 本科生课程作业（A-作业1；B-作业2）

由图1可见，学生基本掌握了对周边地理事物进行数字化与制图表达的能力。通过这样的开放式的课程作业设计，联系身边的地理现象，让学生学以致用（如厦大校园地图制作），极大地激发了他们学习这门课程的自主性和积极性。

对于海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》，同样采用课程作业来评估学生对课程的掌握情况。作业1是有关创建GIS数据库及地理制图。其中的制图包括普通地图与专题地制作。通过开放式分组（按学生所在国家）作业的完成，让学生掌握从网上获取各种相关空间数据的数据采集方式，并进一步编辑与地理制图。作业2是利用GIS的空间分析功能并与模型结合估算流域尺度的水土流失量并表达其空间分异性（基于课题研究成果）。该作业涉及到表5中的第6、7、8、10讲的内容，可让学生进一步巩固相关知识并通过GIS项目练习对GIS的空间分析与地理表达有进一步的认识。图2和图3分别是来自美国与喀麦隆的两位学生完成的两个作品。

图2 研究生课程作业1之学生作品

图3 研究生课程作业2之学生作品

从图2－3可以看出，学生较好地掌握了地理信息技术的相关知识与软件技能。值得强调的是，图2作业是本科专业是生物学的美国学生自己从网上下载相关空间数据图层，包括行政边界、河流、道路、人口等并完成制图的，来自韩国、喀麦隆等地的学生也完成了他们各自国家专题地图制作，篇幅所限，这里无法一一列出他们的作品。显然，通过这样的课程作业设计会使他们产生能用所学的东西制作自己国家地图的自豪感和成就感，学以致用。课后来自不同国家、学习层次不同的学生的普遍反映是该课程的实用性强，能学到一些“超出预期”的东西。

4 教学心得与体会

通过三年多的跨专业本科生、研究生地理信息技术相关课程的教学实践与探索，总结如下教学心得与体会：

4.1 联系实际并明确“学以致用”的课程定位。通过课题研究的成果展示并联系身边有关空间数据的事例，让学生了解地理信息技术是解决研究问题并与日常生活紧密相关的常用工具，有效地减少了跨专业学生对这个从未曾接触的软件工具的陌生感。进一步地从实用性的角度进行课程、上机实验设和课程作业设计，让学生掌握地理信息技术常用软件的基本操作。

4.2 “概念与原理介绍”与“上机实践”两部分相结合的授课形式对于地理信息技术这种实用型技术的教学是有效的。有关地理信息技术的原理与概念介绍很晦涩难懂，在简要地对重点概念与原理介绍之后，通过给学生有具体操作步骤的上机练习，完成特定任务，在课堂上有成就感，这很重要。课程设计上要保证学生有较多的上机时间。

4.3 课程评估宜采用开放式的课程作业的形式，让学生提交作品，而非闭卷考试。通过进一步的上机操作、复习相关内容并完成作品，可以进一步巩固学生对这一实用型技术的基本功能的掌握。

参考文献

［1］ Core A. The Digital Earth：Understanding our planet in the 21th Century. Given at the California Science Center，Los Angeles，California，on January 31，1998

［2］ Chang K S著，陈健飞译. 地理信息系统导论（第三版）. 科学出版社，2006

［3］ Chang K S著，陈健飞译. 地理信息系统导论（第一版）. 科学出版社，2003

［4］ 汤国安，杨昕. ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程. 科学出版社，2006.

［5］ 黄金良，洪华生，张珞平，张玉珍. 地理信息技术在海岸带资源环境管理中的应用，台湾海峡，2003，22（1）：79-84

［6］ 黄杏元，马劲松，汤勤. 地理信息系统概论. 北京：高等教育出版社，2001

第3篇：地理信息系统导论范文

毕国栋（1990-），男，汉族，山东菏泽人，郑州大学，水利与环境学院10级，水利水电工程

摘要：地理信息系统自20世纪60年代起步以来，至今已有了相当大的成就。并且随着计算机技术的发展，地理信息系统正在呈社会化应用趋向，已成为科研、生产、生活、学习不可或缺的技术。本文介绍了地理信息系统的概念，并对其发展概况及其在部分领域（以城市和水利为例）的应用现状进行论述。

关键词：地理信息系统 发展概况 应用现状

一、 概念

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）通常泛指用于获取、存储、查询、综合、处理、分析、显示和应用地理空间数据及其与之相关信息的计算机系统。它把空间的逻辑思维延伸到了形象思维。[1]目前，人们对于GIS的理解逐渐加深，内涵也在不断的丰富，从不同的角度看有不同的侧重点。

1、从技术角度看。GIS是依靠计算机软件和硬件的支持，管理、分析和显示空间数据的技术系统。

2、从学科角度看。GIS是一门新兴的交叉学科，它依赖于测绘学、地理学、统计学等基础性学科，又取决于计算机硬件与软件技术、遥感技术、航空航天技术和人工智能与专家系统技术的科研进步与成就。

3、从用途角度看。GIS是一个工具箱，其中包含有一套用于采集、存储、管理、处理、分析和显示地理数据的计算机软件工具。[2-3]

二、 发展概况

我国地理信息系统的起步稍晚，但发展速度相当快，近三十年我国GIS已取得了很大的成就。大致可分为三个阶段：

1、起步阶段。20世纪70年代初期，我国开始尝试将电子计算机应用于测量、制图和遥感领域中。国家测绘局推出了一系列地形测量和航空摄影成图，为建立地理信息系统数据库打下了坚实基础。在1976年陈述彭教授在国内一次会议上首次提及“地理信息系统”概念。1978年，ESRI总裁杰克受陈述彭教授邀请访华，赠予中国科学院相关的GIS软件和源代码，并联合开展GIS研究和人才培养。

2、试验阶段。进入80年代，在大力发展遥感应用的同时，GIS也进入了试验阶段。1980年中国科学院遥感应用研究所第五研究室的成立，标志着我国第一个从事GIS研究应用的专门机构建立。我国将数据规范和标准、空间数据库建设、数据处理和分析算法及应用软件的开发等作为典型试验中主要的研究内容。在专题实验和实际应用方面，探索地理信息系统的设计和应用，包括人口、经济、资源和环境等。

3、全面发展阶段。80年代末到90年代以来，随着社会主义市场经济的发展，我国的GIS走上了全面发展阶段。由于沿海经济开发区的发展、土地的使用和外资的引进，GIS的应用就显得迫在眉睫，从而有力地促进了地理信息系统的发展。后来GIS研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关项目，此后GIS的理论研究和应用建设便有条不紊的开始进行。GIS技术在技术研究、成果应用、人才培养、软件开发等方面进展十分迅速。大量的资金和人才投入也促进了GIS的全面发展。[4]

三、应用现状

GIS的应用非常广泛，已经应用于各行各业，形成了诸如资源与环境GIS，国土管理GIS，工商经营管理GIS，城市规划GIS，农林牧副渔GIS，工矿生产管理GIS，灾害监测与防治GIS，及各部门办公GIS等；其应用也渗透到人们的日常生活中，如掌上电脑PDA-GIS，电子地图等。下面以GIS在城市和水利方面的应用进行介绍。

1、在城市规划中的应用

1）概述

城市规划数字化工程，也可以理解为“数字城市规划”，城市规划信息系统是由众多规划管理子系统构建成，该系统利用计算机技术对城市规划信息进行获取、处理、存储、管理、分析及辅助决策。

2）基本信息

一般情况下该系统主要包括10个子系统，分别为总体和分区规划系统、城市控制性详细规划系统、城市修建性详细规划系统、道路规划系统、地下管线信息系统、规划管理办公自动化系统、辅助设计系统、城市规划网上咨询信息系统、即时通信&OA系统以及专项规划管理系统。

每个城市规划信息系统，其功能全面、完备，能够高效、系统地服务于城市规划管理工作的各个层次，其主要功能为：地形管理、规划设计、城市规划信息管理、规划审批、网络和系统管理等。[5]

3）现状及问题

随着经济的高速发展，城市规划面临的挑战也日趋严峻。在当今的城市中，城市空间信息已成为宝贵的资源。据不完全统计，我国已建立一定规模的城市GIS的城市及地区有：深圳、厦门、海口、北京、天津、上海、北海、沙市、常州、洛阳、大亚湾经济技术开发区等。

城市地理信息系统在预测城市空间扩张时，不仅要预测其扩张的量而且要考虑到在空间上的格局变化；到目前为止，大部分的城市管理系统是基于数据、过程驱动型的，即以数据为中心，利用现已存在的技术去模拟人工信息的处理过程，实现人工过程的自动化。[6]城市策略优化仍然处于起步阶段，真正的智能化还需要进一步的努力才可以实现。

2、 在水利行业的应用

1）概述

水利地理信息系统主要是利用GIS和RS实现水利信息化，将GIS技术应用于水利工程建设和管理中的开发、应用中。

2）主要信息

GIS在水利行业的应用又可以分为在以下几方面的应用：防洪减灾、水资源管理、水环境和水土保持以及水利水电工程建设和管理。

a.在防洪减灾方面应用的主要作用是防汛决策支持和信息管理、灾情评估及灾后重建、洪涝灾害风险分析与区划，另外还可以具体应用于城市防洪。

b.水资源管理方面主要是数据管理和动态加载、基本信息查询、时空统计、可视化表达信息及其水资源管理模式区划等功能。

c.在水环境和水土保持方面的应用中主要功能为数据管理、水质参数的双向查询、统计某流域各等级水质的河段长、水质水量模拟与预测、污染排放管理与控制等等。

d.在水利水电工程建设和管理方面的主要功能为三维可视化显示及贯穿飞行模拟、位置或线路的优化、空间信息的叠加与分析、影响区的确定及开挖量剖面分析等。

3）现状及前景

我国水资源短缺，而且分布极不均匀。同时由于社会经济在高速发展的过程中忽视环境保护，因此同时出现了资源性缺水和水质性缺水。面对如此严峻的形势，水资源的管理工作就显得十分重要，而GIS恰能很好的满足它的要求，所以水利地理信息系统的应用越来越广泛，占据的地位也越来越重要。据不完全统计，已有很多城市开始应用水利GIS，主要有：沂沐泗流域、三峡库区的区域、上海市、北京市、柳州市、江西省、黑龙江省、广东省、山西省等部分城市。水利地理信息系统仍有很大的发展空间，例如可以将遥感更多的应用于水利GIS，或是将系统设计的更智能化。（作者单位：郑州大学水利与环境学院）

参考文献：

[1]张成才，水利地理信息系统，武汉大学出版社，2006，1，2-6.

[2]康玲，地理信息系统原理与应用，中国水利水电出版社，2009，2.

[3]朱选，刘素霞，地理信息系统原理与技术，华东师范大学出版社，2006，4.

[4]刘明皓，地理信息系统导论，重庆大学出版社，2010，15.

第4篇：地理信息系统导论范文

关键词：GIS；空间数据；系统应用

Abstract: the article discusses the geographic information system (GIS) function, characteristics and development, exploring the application of GIS in the urban construction and the development direction.

Keywords: GIS; The spatial data; System application

中图分类号：G623.45文献标识码：A 文章编号：

测绘技术

0.引言

GIS（Geographic Information System），地理信息系统，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴技术，是采集、储存、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的计算机系统。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来，其操作对象是空间数据，在计算机软硬件支持下，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。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理结果。随着GIS技术在国民经济建设各领域、各部门的应用日益普及和深入，GIS的潜在价值正在不断地发现和挖掘。GIS系统作为国民经济重要基础设施之一的重要性和不可替代性正在被广泛认识和接受。GIS正在逐渐成为各种各样基于IT的信息系统和应用系统的公共平台。GIS需要发挥的已不仅仅是其传统同时也是最基本的作为空间查询检索和专题制图辅助工具的那些功能和作用，更重要地，GIS正在逐步成为一种与我们的工作、学习、生产和生活密不可分的重要因素。

1.地理信息系统在国内的研究应用。

虽然目前地理信息系统软件很多，但对它的研究应用，归纳概括起来与两种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS基础上，利用它的开发功能进行二次开发，成为用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统的应用进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

1.1 GIS的技术特点

GIS的数据输入是将现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码输入到数据库中的过程。常规做法有地图上手扶跟踪数字化、图形扫描等，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，如利用RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据作为数据源；GIS的数据处理重要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别储存，重要可以根据需要选定不同的图层叠加以形成各种专题地图。

在空间分析和统计方面GIS帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。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。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析、缓冲区分析、网络分析等。栅格空间数据分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析。

1.2 GIS系统与其它系统的区别

GIS有别于DBMS（数据库管理系统）。GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DMBS。

GIS有别于MIS（管理信息系统）。GIS要对图形数据库和属性数据库共同管理、分析和应用。MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文字形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。

GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据库和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。

GIS有别于CAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

2.GIS对城市发展的影响

2.1 GIS在城市建设的应用

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中主要内容。利用GIS技术可进行城市规划的辅助设计、工程选址等工作，也可进行城市管理的规划控制、辅助决策等工作。在大规模城市基础设施建设中，根据区域地理环境特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，充分体现了GIS的空间分析能力。

2.2 GIS在城市规划中的作用

在GIS中，由于所获取的地图数据详尽、可靠、准确，大大提高了城市规划的科学性。同时，计算机的高速运算和具有极强的逻辑判断功能，可在短时间内提供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性。而且，计算机可以自动地生成各种规划用图、表格和报告，利用数据库又易于删补、更新，因而还可以实现城市规划的动态监控和动态设计。通过对GIS的研究和使用，充分发挥数字地图在城市规划设计中的作用，使信息的获取和使用臻于统一，促进城市规划工作。

2.3对城市GIS的展望

随着城市信息化进程的快速发展，城市GIS将会在政府宏观决策、城市建设的各个领域中发挥出越来越重要的作用，城市GIS发展将面临许多方面的挑战。城市地理信息系统建立后，有条件进行小范围的局部更新，要坚持通过竣工验收的方式，进行竣工测量，保证地理信息数据的质量和观势性。同时，充分利用信息科学、计算机技术和网络技术，不断完善城市地信息处理数据系统，加强城市地理信息服务系统功能的开发和城市地理信息网络交换系统的建设，从而实现地理信息的快速获取与更新、智能化处理和一体化管理、网络化生产管理与分发服务，相信城市GIS必将迎来一个迅速发展的崭新阶段。

3.结束语

地理信息系统是一个非常全面而又非常基础的应用系统，优秀的地信息系统可为许多专业领域提供基础的信息情况，并通过多种计算机技术进行分析及辅助觉得，本套系统中实用功能按照人们日常生活、工作、出行的需求进行设计，以人们的最熟知的操作习惯入手，可为公众提供更多更全面的服务。GIS的发展速度和规模空前。它正在与GPS（全球定位系统）、RS（遥感系统）、DPS（数字摄影测量系统）、ES（专家系统）和多媒体技术进一步融合，扩展其功能。一旦更全面地解决了数字地图信息的自动采集问题，加强了空间技术的研究，将空间数据库与方法库、知识库联接起来，GIS又将向集成化、智能化方向发展。将有力地推动城市规划管理的严格性，决策的科学性和设计的高效率。

参考文献：

[1]郭仁忠.空间信息[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社.2000.

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[3]李志伟.地理信息系统及其应用[J].计算机工程与应用,1995.

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[5]边馥苓.地理信息系统原理和方法.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.

[6]郭伦等.地理信息系统统一原理、方法与应用.北京:科学出版社,2001.

第5篇：地理信息系统导论范文

关键词：地理信息系统精确定位应用

中图分类号： C931.6 文献标识码： A 文章编号：

随着现代测绘技术的飞速发展，测绘在经济社会发展和人们的生活越来越密切，与我们的生活息息相关。例如，神舟六号的发射、回收，需要测绘的支持；国家“十二五”要制定各类和区域地域、空间有关系的规划，需要测绘保障；在汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流等地质、气象的重大灾害的应急救灾和灾后重建，需要测绘先行；各类大型工程的建设，需要测绘贯穿其中；老百姓要出去旅游、出行、探险，需要测绘的服务。因此，现代测绘技术和我们经济社会发展，和老百姓的生活密切相关。

1.现代测绘技术简介

测绘技术起源于社会的生产需求，有着悠久的历史，并随社会的进步而发展。现代测绘就是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位子信息。

当前，我国测绘地理信息事业正处于转型发展的重要时期。“十二五”测绘地理信息发展的总体战略是“构建数字中国、监测地理国情，发展壮大产业、建设测绘强国”。它要求积极促进地理信息应用社会化，大力发展卫星导航、位置服务、现代测绘装备制造、网上地图服务以及经营性测绘等产业，测绘的应用更为广泛。

2.测绘技术在精确定位与导航的应用

人们进入了使用电子地图时代，随着汽车技术的不断进步，车载导航系统作为高附加值的电子产品在汽车里所占的比重越来越高。同时，互联网基础设施的完善，智能手机的普及，电子地图、手机导航的需求量和使用量也越来越大，生活中，人们利用电子地图寻找美食、店铺等。测绘技术正逐渐渗透到我们生活的各个层面，为我们生活的便利、丰富添彩。

GPS即为全球定位系统，是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始深入人们的日常生活。

由中国自主研制和建立的用于导航和定位的北斗卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。目前，北斗卫星导航系统开始正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。

3.现代测绘技术在农业信息化方面的应用

进入21世纪后，测绘新技术应用到农业生产中，农业信息化成为了农业发展的重要标志，许多发达国家的信息农业已经进入了新的阶段，出现了数字农业、智能农业、精细农业等来称谓以信息为基础的农业。农业信息化系统通过GIS与GPS、RS以及INTERNET的集成，实现农业相关资源信息的搜集、监测和分析。我国的农业信息化工作起步较晚，自20世纪80年代以来，开展了数据库与信息管理系统、遥感、地理信息系统等技术应用于农业，已取得一些阶段性成就。当前，加强农业信息化建设是农业现代化建设的重中之重。

目前在农业生产实践中应用较多的是地理信息系统技术（GIS），利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。再利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用遥感技术（RS）技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。

4.现代测绘技术在综合防灾减灾中的应用

现代测绘新技术实现了对灾害过程的实时监测，为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供着可靠依据。灾害严重地威胁着人类的生存与发展。防灾减灾是一项系统工程，灾害的监测、预报、评估、恢复、管理等每一个过程都与地理空间信息密切相关，地理空间信息分析和处理已经成为防灾减灾的重要手段。尤其目前将“3S”（即是地理信息系统GIS、遥感RS、和全球定位系统GPS）集成使用，可以更好的预测预报灾害，并为相关部门提供实时的决策参考。

例如，应用GPS技术可监测活断层的现今活动状态和构造应力场状态，利用测出的地壳变形资料等可对地震活动进行预测，也是对地震活动、地震危险性评价的依据；RS可进行对活断层

遥感技术（RS）能对大江、大河和湖水水位进行及时监测， RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。遥感技术还可调查地下水资源状况，监测水污染。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，我国许多地方和部门建立了众多的灾情预报系统，它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用，为我们的生命和财产安全提供保障。

5.现代测绘技术推进数字城市建设

“十二五”期间，将在全国全面推进数字化城市建设，力争完成全部333个地级市和部分有条件的县级市的数字城市建设。

建设地理信息数字城市，所涉及到的几乎所有的管理和运营对象都与地理空间位置有关。地理信息系统（GIS）是重要的基础，它管理城市基础地形数据、城市部件数据等空间数据，以及基于空间数据的分析和处理。城市管理本身也从单纯的管理、执法，向管理、执法与服务相结合过渡。借助GIS这个平台，城市管理能为市民提供更好的城市基础功能和公共空间服务，使全体市民都能够公平合理地分享。

结束语

测绘是社会发展的助推器，为城市经济社会发展和信息化建设提供了有力支撑，为促进科学发展、构建和谐社会将作出更大的贡献。

参考文献

[1]廖克等. 地球信息科学导论[M]. 北京：科学出版社，2007.

第6篇：地理信息系统导论范文

关键词:地理信息系统;实验;原则

地理信息系统原理课程有较强的理论性和技术性，其理论抽象，技术复杂，难以理解，不便掌握，成为课程教学的难点。因此通过科学的实验项目与内容设计，让理论与实践结合，是不二之选，而实验设计的原则与方法则是首先要考虑的。

1课程性质

地理信息系统学科是融地理科学、计算机、遥感和地图学于一体的边缘学科，是“用于回答地理学问题的艺术、科学、工程和技术”的统称[1]。它首先是一个信息系统，只是数据管理的难度高于一般系统；它既是一门多学科交叉学科，还是一门技术性很强的学科，虽外观表现为计算机软硬件，内涵却是数据的流动；兼具工具、资源和学科三大属性，它有以空间操作和分析专业提供空间问题答案的工具属性，以整合多源数据与资源体现资源性，而学科属性则是指其相对独特的研究对象和技术体系，并正在逐步地发展为关于地理空间信息处理的专门技术、服务和科学等。地理信息系统原理课程是地理信息科学、测绘科学与技术、遥感科学与技术及相关专业的入门课程，也是学生的第一门专业主干核心课程，担负学科导论的作用。故课程具有理论性、技术性、实践性、综合性、先导性，它是确定教学目标、教学内容和教学方式的前提。

2实验教学要求

2.1总体教学目标

作为入门基础课程，旨在通过本课程的学习，让学生树立正确的空间认知观，了解数据采集规范，掌握数据输入、处理技术，熟悉基本空间分析和建模分析方法，明确GIS技术与专业应用的结合手段，提高解决实际问题的能力，学会平台软件的使用。具体教学内容可划分为基本理论、系统技术和应用方法三大模块。基本理论包括基本概念、信息传播理论、空间定位基础、空间分析理论及学科发展等，技术系统涵盖系统配置、数据结构、输入输出系统、空间数据管理、用户界面和支撑软件操作等，应用方法涉及专题分析模型、系统设计、各类技术手段及实际问题与技术的结合方法等，它们以知识的逻辑结构，形成相对固定的教学顺序。而伴随着地理信息科学的推广，将有更多创新的理论、思路、技术和实用模型被充实进来。课程教学目标可分为了解、理解、掌握三个层次，而课程学习中需深入理解和掌握的内容较多。概念多而严密，须加以深刻理解，并区分与日常生活和相关学科概念的内涵异同；其理论是学科的支撑，是地理信息科学的基石，恰恰是陌生的；技术系统———功能实现，杂乱、抽象、技术性强；应用方法，缺少思路，难以捉摸，难与具体决策结合；即使于了解层面，也需了然于胸，否则影响后续教学。既要求宏观体系的把握，又要细节的理会。综上所述，本课程教学具有任务重、类型多样、涉猎面广、知识点丰富、知识体系庞杂等特点，构成大一统的内容体系。教学过程表现出内容“虚”，理解难，基础内容多，要求学生基础全面、学习能力强，成为了教学的难点。化解以上问题，常辅以阅读材料、使用相关教学法和实验等手段。

2.2实验设置问题

有学者通过社会需求、教与学三个方面的分析，对理工科的教学方法进行研究，提出引导高校理工科学生“应用创新”的授课方法和手段，从而将教学落实到“实处”，成为有影响的教改思想。也有学者提出立体化教学方法、问题教学法等，皆为多手段并用，让学生充分参与，亲自动手。而随着地理信息科学的出现，有研究者提出针对地理信息科学方法论的教学机制，建立了地理信息本体论、科学方法、技术方法及创新机制与策略的教学体系，同样强调创新。前述方法中最突出的要求就是理论与实践结合。在教学过程中设立课程实验，这已是通行的方法。实验所用软件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它们虽有所差异，但都是成熟的支撑平台，均能满足课程需要。但现有实验存在针对软件功能而设置的问题[2-3]，如设立初识软件、数字化、数据库管理、数据操作、空间分析、制图等实验，重心是软件操作和功能实现，其实是一种验证实验，虽然对理解教学内容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，与理论教学和知识体系结合不紧密，并非针对课程，无法达到以实验巩固、化解知识的目标，突显教学目标和实验设计的矛盾。因此实验设置的目标就必须针对课程内容、教学目标和实验存在的问题展开，以此探讨设计原则。

3实验设计的原则

3.1一般原则

这是所有实验设置必须遵守的共同原则。首先是科学可行性原则。原理、方法、材料和结果要满足科学性，符合客观规律，不违背基本知识、基本原理，逻辑正确。做到实验目的明确、原理正确、手段恰当。其次是对照性原则。通过对照实验的设计消除无关变量影响，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响。再次是可重复性原则。实验都必须能够重复，这是可靠性的标志，也就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验，避免偶然性，提高试验可靠程度，要求控制实验条件、实验变量下重复实验，消除无关条件的干扰。还有就是最经济原则。不论什么实验，都有它的最优选择方案，这包括在资源的使用及时间的损耗上，可用产出和投入的比值来衡量，不可超越所拥有的实验条件。此外还有随机性原则。即研究样本可以从总体中任意抽取[4]。而平衡原则、弹性原则也是需要遵循的。

3.2专有原则

除通用原则外，结合课程特点还应该有需要遵守的专门原则。理论性原则。这是针对课程全新晦涩的理论和易混的概念，要求实验服务于理论，实验结论落实于理论、原理，而非别处，以实验加深对理论的理解。操作性原则。服务于技术操作功能，突出系统的基本功能和应用功能，便于学生对知识体系的把握。应用性原则。服务于应用，与方法结合，锻炼学生解决实际问题的能力。融合性原则。基于边缘交叉的学科性质，适当扩充，顾及其他，让学生扩大知识面。总之要服务于教学目标。实验内容设置应包含训练、综合、分析和验证多类别。具体的实验设计涉及实验目的、实验内容、方案设计等，宜展开后续研究。

4总结

第7篇：地理信息系统导论范文

【关键词】教学改革 理论教学 实践教学

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）1-0072-02

1 引言

南京邮电大学的地理信息系统专业强化地理、测绘、遥感等传统的地学领域"本色"教育，并凸现地理信息系统与移动通信技术、信息处理技术融合的"特色"教学[1]。近年来经过不断的教学实践，初步建立了相对完善的课程体系。但在具体的课程教学活动中，我们也发现在"专业特色课程"教学活动中存在一些亟待解决的问题[2]，具体表现为：课程内容重点不突出、课程内容的理论高度需进一步提高，以及缺乏集成课程整体内容的综合性实验等问题。为此，我们选取"移动GIS原理与系统开发"，这门地理信息系统"专业特色课程"中的课程为研究对象，开展特色课程的教学内容及方法的改革示范研究。

2 研究目标与思路

2.1研究目标

改革的目标是通过对"移动GIS原理与系统开发"课程的教学内容及方法的改革与研究，建立"移动GIS原理与系统开发"新的课程教学内容体系，以满足地理信息系统专业特色课程建设，培养高素质、复合型人才的需求。

2.2研究思路

（1） 调研"移动GIS原理与系统开发"课程中关键技术方法涉及的相关基础课程与专业课程，并通过分析总结与凝练，对本课程先修课程的教学内容提出具体要求。（2） 对"移动GIS原理与系统开发"课程中关键技术内容进行理论凝练总结，去除冗余的公式推导，重点讲述基本原理与方法。（3） 设计集成"移动GIS原理与系统开发"课程整体内容的综合性实验环节，增强实验的立体层次性，以培养学生开展实验过程中的创新意识。（4） 修订课程教学计划、教学大纲，编制课程教材。

3 研究成果

具体的研究成果主要包括三个方面：课程教学内容，实践教学内容以及开发的实验教学系统。

3.1课程教学内容

基本的课程教学内容及知识模块如下：

1.移动GIS导论（2学时）

1.1产生与发展

1.2基本定义

1.3体系结构

2.移动计算技术（2学时）

2.1体系结构

2.2计算环境

2.3计算模式

2.4技术体系

3.移动定位技术（2学时）

3.1基于移动终端的定位

3.2基于网络的定位

3.3混合定位

3.4定位方案的选择

4.移动互联网（2学时）

4.1概述

4.2网络通信技术

4.3应用模式

5.嵌入式技术（6学时）

5.1基本概念

5.2系统的组成

5.3应用领域与发展趋势

5.4Windows CE操作系统嵌入式系统定制

5.5Microsoft Visual Studio 2005的Windows CE智能设备开发

6.ArcGIS MobileSDK开发基础（6学时）

6.1 SDK安装与部署

6.2开发环境

6.3系统架构

6.4A工作流程

7ArcGIS MobileSDK的组件模型与开发方法（28学时）

7.1地图控件模型

7.2移动服务组件模型

7.3目录服务组件模型

7.4地图行为组件模型

7.6几何对象模型

7.7GPS组件模型

7.8控件参考系组件模型

3.2实验教学内容

形成了更加完整的课程实践教学内容，具体如表1所示。

3.3实验教学系统

系统硬件采用功能强大且费用较低的LEGO MINDSTORMS NXT机器人套件，开发软件采用Eclipse4.3，系统界面如图1所示。该实验教学系统主要包括三部分功能：（1）初步信息处理。首先，利用2D-laser激光扫描探测240°范围内二维平面，得到车体与地标之间距离。然后，利用超声波传感器探测车体行进过程中遇到的障碍物，并使车体能及时采取避让、停止等措施。（2）行进路径的规划。具体包括定位和路线计算。（3）车体实际运动。NXT根据运动指令控制马达运行，并最终使车体安全行驶到目标终点。

4 结论及评价

本文围绕着培养本色凝重、特色鲜明的专业人才的目标选取本专业的特色课程："移动GIS原理与系统开发"为研究对象，开展特色课程的教学内容及方法的改革示范研究，通过建立"移动GIS原理与系统开发"新的教学内容体系，为进一步完善"本色凝重、特色鲜明"的课程体系，培养高素质专业人才做出贡献。本研究成果不仅可满足我校地理信息系统专业开展"移动GIS原理与系统开发"特色、创新实验实践教学的需要，还可为本专业以及我校其他相关专业的课程建设提供一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]原立峰，马明栋，张海涛，顾燕.GIS专业人才培养模式与课程体系建设研究[J].2010，89（1）.

[2]张海涛，姜杰，顾燕，江畅. GIS专业《移动GIS》课程教学方法研究[J].测绘科学，2010，（S1）.

[3]田孝华，周义建.无线电定位理论与技术[M].国防工业出版社，2011.

第8篇：地理信息系统导论范文

关键词：水利信息化，遥感技术，全球定位系统，地理信息系统

 

0 背景

3S技术是遥感技术(Remote sensing，简称RS)、地理信息系统(Geographic InformationSystem，简称GIS)和全球定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，是地学研究走向定量化的科学方法之一，也是水利信息数字化的关键技术之一。

水利建设及管理是一个信息密集型行业，一方面，水利部门要向社会提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水质和水量信息、水资源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部门也离不开相关行业的信息支持，如气象信息、地理环境信息、社会经济信息等。当今世界信息技术的飞速发展对水利信息的采集、传输、处理、共享方式等都提出了更高的要求，传统的信息采集技术在时间、空间、采集频度和精度方面与水利建设各项工作的整体需求已不相适应，质和量两方面也都难以满足水利信息化的要求，因此，水利建设及管理噩需借助3S技术提升水利建设及管理的效率及效益。

1 GPS技术及其应用

1.1 GPS简介

GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是美国从20 世纪70 年代开始研制，历时20年，耗资200 亿美元于1994年全面建成的具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前，由于GPS 定位技术的不断改进和软、硬件的不断完善，传统上以测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术正逐步被一次性确定三维坐标的高效率、高精度、低费用、易操作的GPS 技术所代替。同时随着GPS 接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展和美国SA(Selective Availability)技术的解除，GPS技术在水利工程建设、导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域都有了更为广泛的应用。目前水利、铁路、公路、桥梁及隧道等大型工程控制网的实施均采用了GPS 技术，时至今日，GPS定位技术已经基本上淘汰了用常规测角、测距手段建立大地控制网的方法，其良好的精度、可观的经济效益已为水利建设领域所公认。

1.2 GPS的应用

GPS技术在水利建设中的应用范围很广，如GPS可应用于航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段，同时通过加密测试控制点，可应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图并用于水利工程的施工放样。而与GPS导航和RTK技术相比，水利工程建设中应用最多的是GPS静态定位技术，GPS静态定位技术广泛应用在精密水利工程测控网布设、城市、矿区和油田地面沉降监测、水库大坝变形监测、同层建筑变形监测、隧道贯通测量等方面，可实现各种水利工程设施的实时监测和控制。随着我国A、B 级GPS 控制网的建立，水利部门基于这些GPS控制网提供的高精度平面和高程三维基准进行水利工程建设，将大大提高水利水电工程设计和施工质量。

2 GIS技术及其应用

2.1 GIS简介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系统)是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20 世纪60 年代至今只有短短的四十多年的时间，但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台，成为地学空间信息分析的基本手段与工具。GIS其技术优势不光在于它的集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间分析、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用，基于GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。论文格式。

2.2 GIS的应用

GIS是水利信息存储、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁杂，既有实时数据又有历史数据同时还包含环境数据、经济数据、矢量数据、栅格数据等等。存储、管理这么庞杂的数据唯有地理信息系统能够胜任，同时借助GIS还可进行水利信息的可视化查询与网上。如在防洪救灾的过程中，可利用GIS进行防洪评估、洪涝灾害风险分析及城市防洪管理等等。而在水资源的管理方面，可利用GIS进行水资源信息的空间与属性双向查询、历史数据管理和实时数据的动态加载、水资源信息的时空统计、多种方式的可视化表达及各类信息的空间分布和动态变化过程模拟、区域水资源的空间分析、主要用水户的分布、区域水资源管理模式区划等等，所有这些应用都为合理利用及管理水资源提供了方便的途径。当然，GIS在水利建设的其他方面也有着广泛的作用，如GIS在水环境及水土保持方面的应用及水利工程建设及管理方面的应用等等。

3 RS技术及其应用

3.1 RS简介

RS(RemoteSensing，遥感)技术由于其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，因而得到了快速的普及及应用，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。目前，各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查，并编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图，获取了大量社会与自然环境资料，为城市规划建设及国土资源开发利用提供了宝贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱分辨率和更高空间分辨率发展，加之遥感相关处理技术的日益成熟，结合GIS 和GPS，必将使RS 技术在工程等领域应用进一步普及和深化。

3.2 RS的应用

随着高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率卫星数据的日益丰富及普及，RS对水利建设及管理的影响和作用越来越大，目前RS在水利建设及管理方面的应用主要分为以下几个方面：洪涝灾害遥感监测、水资源监测、水环境监测、旱情监测、水土流失调查、河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查。

3.2.1洪涝灾害遥感监测

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。目前，我国各地、各部门已建成洪涝灾情预报系统（如黄河下游洪水预警信息系统），它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用。

3.2.2水资源监测

水资源遥感监测方面，在地表水体提取上，20世纪80年代用近红外遥感图像比较多，而在近10年来则更多地利用SAR图像，提取河流、水库、湖泊等地表水体。遥感结合地理信息系统技术还可以寻找地下水，通过遥感图像可查明与地貌、岩溶地貌、第四纪地质和新构造有密切联系的水文地质条件，结合物探结果，可较准确地评价地下水资源。重视遥感资料的地质和水文地质分析是我国用遥感调查裂隙水准确率较高的原因。此外，主动微波遥感对地面有一定的穿透能力，可以发现地下古河网的踪迹，寻找地下潜水层。另外，遥感对雪盖范围、雪的状态以及雪盖融雪程度的监测十分有效。近年来，用SAR对雪盖厚度的测定有了新进展，从而对雪盖水当量的估算更加精确。论文格式。对1998年长江大洪水的成功预测与1997年冬和1998年春用遥感手段对青藏高原积雪的监测有密不可分的关系。融雪是我国西部地区水资源的重要组成部分，目前遥感是冰川、融雪水资源调查最为有效的手段。

3.2.3 水环境监测

利用航空红外扫描图像可以确定热电厂排水口外的水体升温及其空间分布，利用SAR图像或红外扫描仪确定海面油污染的范围和油膜的厚度，利用TM图像确定水生物（藻类）、赤潮的范围等等，都是在水环境监测领域应用遥感技术的例子。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、PH值、总含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查

遥感技术的优势之一是能够监测动态变化。几十年前的遥感影像可以真实、具体、形象地反映当时的下垫面情况。因此在河道、河口等的动态监测中遥感是首选工具，河道与河口的泥沙淤积以及引起的相应河势变化对防洪、航运等都至关重要。遥感在悬移质泥沙分布和河势监测中的应用也有技术优势。我国利用卫星遥感信息监测河道变化、预测河道发展趋势，并应用到水利规划、航道开发以及防灾减灾等方面，产生了十分可观的经济效益和显著的社会效益。尤其是近年来，开展了大量的河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积遥感调查工作。

3.2.5 水土流失调查

近年来，随着现代遥感技术的发展及其在水土保持领域的应用，定量或定性与定量结合的侵蚀评价在区域监测中得以实现，而地理信息系统技术又为较大范围的空间分析提供了快速、准确的技术手段，人们可以利用矢量和栅格两种类型的空间数据分析侵蚀因子的属性、数量值及其空间分布，进而评价侵蚀的类型、程度以及不同类型、不同程度侵蚀的分布规律。这就在技术、方法乃至理论上深化了区域土壤侵蚀监测的研究。论文格式。

4 结束语

当前在水利应用方面，3S（GPS、GIS、RS）技术的应用在国内外还处于起步阶段，但是已经取得了一定的进展。目前，“3S集成技术”已经在“全国江河洪水调度模拟系统”、“广西防灾减灾预警预报系统”、“广西洪水预警预报系统”、“天津城市防洪信息系统”、“天津引滦入港供水管道系统”及其他应用系统中得到充分应用。不可否认的是，国内GIS技术在水利方面的应用起步相对较早，但大部分只局限于二维的电子地图，并未形成一定发展模式，在实际应用中也只起到防汛分析的功能。国外，在防汛方面作了相当大的工作，并为此开发出相应的GIS 系统以解决科学分析、辅助决策等功能。而GPS、RS在水利中应用则相对较少。

“数字水利”是当今社会发展的必然趋势，而“数字水利”离不开3S技术。随着遥感、卫星及雷达等技术和地理信息系统的应用，可提供了多元化的更丰富和更准确的信息，如防汛抗旱信息。卫星和雷达信息的引进不仅弥补了地面观测信息的不足，而且提高了信息的准确度和可靠性。GIS 的应用，推进了“数字化流域”，从而使流域的规划、开发、管理全面实现信息数字化，而GPS技术在水利的监测应用方面可提供精确、可靠、及时的信息。因此3S技术是“数字水利”的重要技术基础。

参考文献：

[1] 徐绍铨，张华海等. GPS 测量原理及应用[M] . 武汉：武汉大学出版社，2001，7.

[2] 邬伦，刘瑜等. 地理信息系统原理、方法和应用[M] . 北京：科学出版社，2001，2.

[3] 梅安新，彭望禄等. 遥感导论[M]. 北京：高等教育出版社，2001，7.

[4] 翟天放. GIS技术在吉林省水利地理信息平台中的应用[J]. 吉林水利，2006，(05)

[5] 王孟樵. GPS技术在水利工程领域中的应用[J]. 四川水利，2005，(01)

[6] 佟祥明. 3S 集成技术在“数字水利“中的应用[J]. 广西水利水电，2005，(03)

第9篇：地理信息系统导论范文

关键词：工程测绘；档案管理系统设计；数字化系统设计应用

一、测绘数字化的含义

测绘数字化随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容，广泛用于测绘生产和水利水电工程。数字化测图技术将逐步取代人工模拟测图，成为地形测图的主流。数字测图技术的发展极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程，使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图，还方便传输、处理、共享的基础电子数字信息。数字化测图是以计算机为核心，在外接输入输出设备硬件、软件的条件下，通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图，需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。数字测图主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成。

二、现代测绘技术

2O世纪9O年代以来，随着电子技术的迅速发展及计算机技术的广泛使用，以GPS定位技术为中心的测绘新科技迅速倔起，为测绘行业提供了新仪器、新技术和新方法，使测量工程仪器和技术向精密化、自动化、智能化、信息化盼方向发展。尤其是3s技术的结合与集成。从整体上成为了空间对地观测的理想手段。使人们可以用各种现代化方法采集、获取、摄测、存储、管理、显示、传播、应用和更新与地理和空间分布有关的、随时间变化的数据和信息，并以它们为基础构成各种空间信息系统，以便于应用计算机进行资源调查、区域发展规划、国土整治、环境保护与监测、灾害预报与防治、城市规划与市政管理、房地产管理与经营等。所谓3S技术是指GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、GIS(Geographie Information System，地理信息系统)、RS(RemoteSensing， 遥感)的简称。3s技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。3s的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了 一个大脑，两只眼睛 的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。

三、工程测绘数字化的应用―― 以测绘档案管理系统为例

测绘档案资料是十分重要的信息资源，是广大测绘工作者辛勤劳动和智慧的结晶。它与国家的规划、建设和管理柯着非常密切的关系，是进行我国现代化建设事业的重要基础资源，是国家档案的重要组成部分，也是国家的宝贵财富，随着测绘事业的发展，测绘档案的品种和数量与日俱增。测绘档案信息管理系统由以下几个子系统组成：光盘档案信息管理系统、航摄航测档案管理系统、SMIS地图制印系统。

(一)光盘档案信息管理系统

该系统可用于大地测 类、综合类、科研类等档案资料的管理。目前该系统主要用于管理大地测j 类的文本档案资料该系统利用光盘的大容{ 存储能力和先进的图形压缩技术，使文本档案能以原文图像方式在计算机中存储、检索并提供利用。其硬件由Pc机、扫描仪、可擦写光盘驱动器、激光打印机等组成。系统提供如下功能：(1)建库管理；(2)数据录入；(3)快速扫描；(4)图像显示、打印；(5)图形拼接；(6)检索查询；(7)报表打印。具柯如下特点：(1)图文并茂； (2)检索迅速，数据准确；(3)使用方便，效果清晰；(4)数据易共享；(5)海填储存；(6】保护原件，利于保密等。

(二)航摄航测档案管理系统

1、文本检索

系统的文本检索功能建立在多重模糊检索的基础之上。根据系统提供的用户界面，刚‘输入任意的检索条件(含各种操作运算符等)迅速、准确地查得所需结果。

2、图形检索

图形检索建立在数字地理底图之上。该数字地理底图包括行政区划(可至县级)、水系、铁路、公路、大城市等基本地理要素，再叠加航摄、航测数据库的相关内容，形成专题数字地图。例如，显示有国界线、大城市、铁路部分摄区航片分布等信息(各种地理信息可视需要自由增减)。可根据任意的地理要素(包括经纬度、各种比例尺图幅范围)等，定位检索出所需的信息，并以不同的颜色在图中显示。该数字地图町自由缩放，以便更好地浏览检索出的各种信息。图形检索将GIS技术中图一库交互查询等技术引进到测绘资料档案管理中。

(--)SMIS地图制印子系统

SM1S地图制印子系统用于管理各种地图档案资料等，较好地促进了测绘档案现代化管理进程。该系统具彳r一般数据库管理系统的所有通用功能。以信息中心的局域网为基础，建立 测绘档案信息管理系统 网络，通过国家主联网接收、信息，开发数字测绘档案管理系统，进一步完善各子系统的功能等将是发展的方向。

四、结语

测绘是实现社会口J‘持续发展的基础性工具。测绘数据是国家重要的基础性、战略性信息资源，测绘工作是经济社会发展的重要保障。随着现代科技的发展，只 使测绘迈向以信息化测绘体系建设为核心的町持续发展道路，逐步形成以数字系统地理空间框架为主体的测绘公共服务体系，全面提高测绘保障能力和服务水平，才能为构建和谐社会、全面建设小康社会提供町靠、适用、及时的测绘保障。

参考文献：

【l】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，2000