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地理信息系統導論范文1
關鍵詞：概述；組成；特點；發展
中圖分類號：P208 文獻標識碼：A
現如今國民經濟的各個部門也在應用地理信息系統，地理信息系統發展到生活的各方面，時刻影響著我們生活中的每一個人獲取信息的能力和方式。
1 地理信息系統的概述
地理信息系統（Geographic Information System或Geo-Information system，GIS）又稱人們稱作“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。地理信息系統是一種十分重要的、特定的空間信息系統。它是利用計算機硬、軟件系統的功能，進行地球表層空間中整個或部分有關地理分布數據采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。簡單的講，地理信息系統就是人們通過計算機能夠迅速查詢到事先以電子地圖形式儲存在計算機里的地圖信息。地理信息系統可以廣泛應用于水氣管道、交通規劃、城市用地規劃、自然資源保護及災害監測和預防等領域，其巨大的實用價值已逐漸成為信息產業不可缺少的一部分。地理信息系統已經在醫學上得到了很好的應用，例如制作血管分布圖和器官的內部結構圖等，地理信息系統的運用能夠更加直觀地將人體各部位的位置關系展現在人們面前。目前地理信息系統已經成為醫療系統不可缺少的輔助工具。
2 地理信息系統的組成
2.1自系統組成及實踐應用的方面來看，地理信息系統可分為數據庫系統、計算機硬件和系統軟件、數據庫管理系統、應用人員和組織機構四個子系統。（1）數據庫系統的功能是完成對幾何（圖形）數據庫和屬性數據庫的存儲。幾何數據庫可以存儲屬性數據庫，即將二者合并為一體。（2）計算機硬件和系統軟件是地理信息系統得以開發與應用的基礎。其中，硬件主要包括計算機、繪圖儀、掃描儀、打印機等實體設備；而系統軟件相對于硬件而言是無形實體，即操作系統。（3）數據庫管理系統是地理信息系統的核心。對地理數據的輸入、處理、管理、分析和輸出都是通過數據庫管理系統來實現的。（4）應用人員和組織機構：地理信息系統成功應用的關鍵是因為有那些既熟練掌握專業知識又熟悉地理信息系統的專業人員存在；地理信息系統運行的保障是強有力的組織機構。
2.2 自數據處理的方面來看，地理信息系統又可以分為四個子系統。分別為數據輸入子系統、數據分析和處理子系統、數據存儲與檢索子系統、數據輸出子系統。（1）數據輸入子系統：在地理信息系統中，對數據的采集、預處理和數據的轉換是數據輸入子系統。（2）數據分析與處理子系統： 在地理信息系統中，對數據庫中的數據進行分析、計算和處理是數據分析與處理子系統。（3）數據存儲與檢索子系統： 在地理信息系統中，對數據庫中的數據進行組織和管理的是數據存儲與檢索子系統。以便人們在工作需要中進行于數據編輯、更新、查詢和處理。（4）數據輸出子系統： 在地理信息系統中，將數據庫中的計算內容和分析結果以圖形、表格、圖象等直觀形象的方式輸出到顯示器或繪圖紙上是數據輸出子系統。
3 地理信息系統的特點
3.1 地理信息系統具有與其他管理信息不同的特點：（1）公共的地理定位基礎。全部的地理要素要在一個特定投影和比例的參考坐標系統中進行嚴格的空間定位。（2）多維數據結構。地理信息系統不僅包括所研究對象的空間位置，還包括其具體屬性特征的描述，于此同時還具有明顯的時序性。地理信息系統的空間數據組織形式是一個由三維空間坐標及拓撲、屬性數據及時態數據所組成的多維數據結構。地理信息系統利用空間數據與屬性數據進行分析處理問題，再利用數據庫管理系統的功能將空間數據與屬性數據有效地聯系在一起進行共同管理、共同分析、共同應用，讓人們以一種新的思維方法去認識地理現象；而管理信息系統只能以機械形式存儲圖形、圖像等，不能進行空間查詢、檢索、相鄰分析等有關空間數據的操作，更不能實現復雜的空間數據分析。則只有屬性數據庫可以在管理信息系統中實現管理。地理信息系統以空間數據分析為主，空間數據通過空間解析式模型來分析，空間分析模型的研究與設計決定著地理信息系統應用的成功與否。（3）把數字的準確性、圖形的直觀性、聲音的引導性等利用圖文、聲和數據多媒體集成相結合，使讀者的各種感官得以充分的利用。（4）利用分析決策和查詢檢索功能，能夠實現從屬性數據到圖形和從地圖圖形到屬性數據的雙向檢索；具有良好的用戶界面，使讀者介入地圖的生成過程。（5）信息源輸入的數字化和標準化。對不同精度、不同比例、不同投影坐標系、形式多樣化的外部信息運用數字化設施以統一的坐標和統一的記錄格式進行轉換，實現多級比例尺不同程度的制圖綜合功能，存儲在數據庫內。
3.2 地理信息系統還包含以下具體特征。（1）地理信息系統具有空間性和動態性，能夠實現采集、管理、分析空間信息，還具有以多元化方式輸出地理空間信息的能力。（2）地理信息系統為管理和決策服務，具有多要素綜合分析、區域空間分析和動態預測能力，以地理模型方法為手段，產生決策支持信息及其它高層地理信息。
4 地理信息系統的發展現狀
軟件是GIS系統的核心，GIS軟件的組織方式就是GIS軟件體系。GIS軟件體系依賴于一定的軟件技術基礎，還決定了GIS系統軟件的集成效率和應用方式等各方面的特點。GIS系統應用軟件技術體系的發展歷程為：GIS模塊、模塊化GIS、集成式GIS、核心式GIS和萬維網GIS系統等各系統階段。隨著計算機和互聯網技術的不斷成熟以及廣泛的應用，促進了GIS的應用軟件系統的飛速發展，進而研發了各種不同功能和用途的GIS系統。比如OpenGIS系統、3D和4DGIS系統、新型的GIS系統空間數據管理系統、虛擬現實等。
結語
隨著技術的不斷發展，以GIS為核心的一批新技術涌現而出，他們豐富了GIS理論，對GIS發展做出了巨大的貢獻，會在未來的生產實踐中帶來巨大的經濟效益和社會效益。
參考文獻
地理信息系統導論范文2
關鍵詞：油田；地面建設；地理信息數據；GIS
中圖分類號：TE46 文獻標識碼：A
一、概述
隨著我國油田勘探開發規模的迅速擴大，油田數據也在不斷變化著。對這些數據進行及時、準確的處理分析對反映油田地面建設地理信息具有十分重要的作用。這里我們對地理信息系統以及其對油田地面建設地理信息數據的處理分析進行簡單的介紹。
二、GIS技術簡介
GlS的全稱為地理信息系統，GIS技術主要通過對地理空間數據庫的數據應用地理模型分析方法進行分析，為多種空間地理信息提供指導，同時提供地理研究以及地理決策服務。GIS通過將地理位置信息及其相關屬性進行有機的結合，并根據需要將信息真實、形象的傳遞給用戶，從而有效進行各種管理、分析和決策工作，為滿足人們對空間信息的要求提供便利。
GIS主要包括以下幾種基本功能：
1、數據的采集和存儲
對數據進行采集和存儲，保證信息數據內容和上的完整性以及邏輯一致。數據采集任務是系統建立后的首要環節，對獲取完備的海量數據十分重要。
2、將數據規范化處理
采集到的原始數據的類型以及數據結構各不相同，因此要按照要求對數據進行規范化處理。主要處理方法包括格式轉化以及數據比例尺變換。
3、數據查詢、檢索和統計分析
數據查詢、檢索和統計分析工作是數據分析系統的基本功能。在油田地面建設地理信息數據的處理分析過程中有著重要的作用。
4、對數據進行合理的組織管理
數據組織管理是研究地理信息系統的一個關鍵問題，具體的內容包括空間和屬性數據兩種數據類型的組織管理。
5、數據可視化服務
我們對數據進行可視化處理的主要目的就是將分析結果以直觀形象的報告、表格或者地圖等形式傳遞給用戶。
6、對空間問題進行分析處理
對空間問題的分析處理工作是地理信息系統的核心功能，是區別地理信息系統與其它管理系統差別的重要知道。
三、油田地面建設地理信息數據的基本特點
在油田的地面建設過程當中，油田地面工程系統的信息管理數據與其他類型的地理信息數據具有十分顯著的區別，其主要特點是：
油田地面建設地理信息數據涉及的地域比較廣闊，覆蓋面大；
油田地面建設地理信息數據所囊括的專業領域復雜，不同專業之間還存在一定的交叉；
油田地面建設地理信息數據存在大量不同類別的圖形數據，包括地理圖、平面布置圖、工藝流程圖以及結構設計圖等等；
油田地面建設地理信息數據量大，數據類型廣泛，不同的數據與圖像要素的關聯方式也不盡相同；
油田地面建設地理信息數據包含有大量的統計分析數據，如現狀數據、規劃數據以及設計方案等等。
四、油田地面建設地理信息數據的處理分析
對于油田地面建設地理信息數據的處理分析工作，其主要處理分析的對象是地面建設地理信息的相關數據以及關系，包括各種的空間定位數據、遙感圖像數據、圖形數據以及不同的屬性數據等等，應用這些數據進行對一定區域分布內各種現象的分析和處理工作，并提供相應的規劃、決策服務。油田地面建設地理信息數據的處理分析工作主要包括以下內容。
首先，要將現有的生產數據填寫入相應的地理信息系統數據庫中，為數據的進一步分析和處理提供數據源。一般情況下，工作人員只要使用相應的桌面工具就可以完成對相關數據的加載和維護工作。另外，在數據錄入以后，還需要對數據進行適當的維護工作。例如，屬性維護可以將數據庫中的數據按照專業、分層的方式從數據庫倉庫中調出，或者，我們還可以根據油田生產建設的需要對井、站等不同設施的屬性相關信息進行綜合的維護工作。對于不同類型的數據，可以按照不同的要求和準則進行導入和維護。
對于屬性數據必不可少的一部分，由于一般情況下，設備數據都存在這批量性的特征，因此，可以使用"批量導入"來對設備數據進行必要的維護工作。這樣做的好處是不但對設備數據進行了及時的維護，同時在工作準確性和提高工作效率方面有著積極的意義。
圖形數據同屬性數據一樣，數據量大時需要進行集中、統一的數據遷移。對于每年變動的產能數據則需要通過二級單位的各級維護人員來完成。圖形數據的維護包括各種線狀數據和點狀數據的新建和已建數據的維護。
新建圖形數據時，在田地理信息系統中進入“圖形編輯”功能，在圖層列表選框選擇要編輯的圖層。然后進行捕捉設置，選好相關圖層，就可以根據生產要求進行圖形數據的新建工作了。在圖形新建完成后，根據系統提供的對話框進行新建圖形的屬性錄入，最后保存、提交即可完成全部的新建工作。
對已建好的的圖形數據進行維護時，首先，在相應的圖層中調出所需數據圖形，然后，選中該數據并激活，使之進入可編輯狀態。此時即可對該數據進行編輯維護。最后，只要把該數據保存、提交就完成了編輯工作。
在對屬性數據和圖形數據完成保存并提交后，并沒有最終結束對數據的維護。工作人員所提交的數據必須通過三級用戶的三級審核機制來確保數據的準確性。只有完全通過三級審核的數據才能被最終的用戶應用。
通過地理信息系統的維護來實現對油田生產、采集信息進行處理工作，同時，還可以使用一定的方式將油田的屬性數據和圖形數據進行緊密結合，使數據的維護工作方便、快捷，成功實現了對數據有效、合理的管理，為地面工程設計、建設、維護和管理提供了科學有力的信息支撐，提高了油田的管理水平，應用地理信息系統是油田實現工程現代化管理的一種有效途徑。
結論
隨著我國信息技術、互聯網絡通信技術、多媒體技術的快速發展，GIS的應用越來越受到廣泛的關注。該技術不僅為油田的安全生產提供良好的解決方案，還通過對油田地面建設地理信息數據的處理分析，對大量的數據進行綜合管理，從而將油田地面信息化建設引入現代化、科技化的行列。
參考文獻
[1]李志軍等.油氣田開發GIS系統中的對象模型研究[J].西安石油大學學報，2004年.
[2]周京春等.GIS在油田地面工程建設中的應用[J].油氣田地面工程，2000年.
地理信息系統導論范文3
[關鍵詞]GIS系統 需求變更 模塊化
GIS即地理信息系統(Geographic Information System),經過了40年的發展,到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術,并且得到了極廣泛的應用。從應用的角度,GIS系統由硬件、軟件、數據、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統建設提供環境;數據是GIS的重要內容;方法為GIS建設提供解決方案;人員是系統建設中的關鍵和能動性因素,直接影響和協調其它幾個組成部分。
一、GIS系統的發展現狀
由于各個部門對GIS的應用有不同的需求,目前沒有一個GIS軟件可以同時滿足各個行業的需要,所以在實際工作中對于特定行業的GIS應用,一般都需要進行或多或少的軟件開發工作。但無論是GIS基礎軟件的開發還是在基礎軟件基礎之上的應用開發,無論是大至幾百上千萬的項目還是幾萬的小項目,GIS的開發目前在我國都存在一些問題。最主要的原因就是沒有遵循軟件工程學的科學方法,如:沒有足夠的分析和設計、代碼不規范和文檔不完備等。
二、GIS系統存在的問題
人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。GIS系統作為獲取、整理、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由于信息技術的發展,數字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用于現階段任何行業。
由于GIS工程項目的專業性和復雜性,用戶的需求在系統開發的整個過程中都在不斷變更。如果沒有一個完整的需求變更管理方案就貿然進入設計和開發階段,所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發生較大變化,對開發中的系統將可能是毀滅性的打擊。這種情況在實踐中屢見不鮮。軟件項目的目標超出原始計劃,業界通常稱為項目目標范圍蔓延.這是軟件開發中的固有矛盾。GIS項目目標定義困難,而且由于開發周期內項目必然會面臨改進,這就極易導致項目目標的蔓延。如果處理不當將成為項目失敗的主要原因。因此,必須采取一些措施控制對項目目標的蔓延,并確保開發者們不會受到這些改進帶來的負面影響。
近些年,GIS更以其強大的地理信息空間分析功能,在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。
三、GIS 系統的應用領域
地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展,廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。
在資源管理主要應用于農業和林業領域,解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。同時,GIS系統在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
近些年,GIS 系統也廣泛地用在城市規劃和管理方面。例如,在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。商業與市場是一個全新的發展空間,商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數,建成之后就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和數據庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
四、GIS系統的對策研究
GIS軟件工程包括GIS工程規劃、設計、實施、評價與維護技術,還包括工程的需求控制、質量控制、進度控制、風險控制等管理技術,另外,GIS數據生產的管理與質量控制體系也是GIS工程的重要組成部分。保證一個GIS工程的成功還涉及人員組織技術與成本控制技術,在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要,實現社會效益的同時,還能實現經濟效益,也是GIS工程管理的重要任務。
首先:加強GIS軟件工程的培訓和管理。軟件工程的概念還遠沒有在GIS工程的研究人員、開發人員、管理人員的頭腦中扎下根來,軟件工程的方法還遠沒有成為完成GIS工程的自覺行為。要提高GIS工程研究人員,開發人員和管理人員對軟件工程的重視,首先就要加強GIS軟件工程的教育工作。如在大學中開設GIS軟件工程課程或在相關課程中將GIS軟件工程作為重點章節進行講授。加強GIS從業人員的繼續教育,讓GIS從業人員認識到在GIS工程中實施軟件工程學方法是必然的。
其次:詳細的系統分析和設計。由于用戶需求涉及的因素較多,而用戶與軟件人員之間由于背景知識、看待問題的角度等的差異,對需求的描述和理解可能會不完備或存在不一致。在實際工作中,用戶的需求還常常隨外部條件或內在因素的變動而呈現易變的特點。充分地需求分析及系統分析可以最大限度地消除用戶與軟件人員之間的不一致,詳細地系統設計和代碼設計可以提高軟件的質量,增強系統的可移植性,提高工作效率。
參考文獻:
[1]張超等:地理信息系統[M],北京:高等教育出版社,2000
地理信息系統導論范文4
摘要：文章從數字城市入手，通過昌平地震信息平臺的建立，簡要介紹了該平臺業務系統的功能，詳細闡述了地理信息系統中網絡分析、地震影響區域分析等功能。
關鍵詞：地震；地理信息；空間數據
中圖分類號：P315.78 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）13-0253-02
一、數字城市
數字城市是數字地球的重要組成部分，是人類以數字的形式再現的城市信息場，是信息化的城市。它主要是綜合運用3S（地理信息系統GIS、遙感RS、全球定位系統GPS）、網絡以及虛擬仿真等技術，實現對城市各種信息的采集、動態更新和監測管理、輔助決策等功能。
在“數字北京”的帶動下，“數字昌平”實質是電子政務與電子商務的一體化集成，是在昌平公用信息平臺的基礎上，構建政府信息系統和企業信息系統，為政府和企業管理與決策提供服眨并為公眾提供信息服務。
依托“數字昌平”，構建北京市昌平區地震信息平臺，平臺具備日常信息管理和空間信息分析功能，為地震預案提供數據保障和宏觀決策依據。可以實現地震辦所關心的防災、救災、應急指揮、地震帶、監控點等相關數據與昌平區信息資源數據平臺上的數據進行整合，同時向昌平區信息資源數據平臺發送地震辦的相關數據，實現兩方面數據的無縫對接。能夠完成信息資源數據平臺上的實時辦公和實時維護相關數據。根據平臺建設需求，分為地震業務系統和地理信息系統兩部分來完成。
二、地震業務系統建立
地震業務系統所需管理的對象有昌平區轄域內所有與地震相關的地質形態，如斷裂帶等，同時需要管理與這些因素相關的周邊的信息，如斷裂帶兩側的相關建筑、危險企業、住宅、學校等相關信息，這些信息有助于政府在地震事故發生時將災害所造成的損失降到最低。同時，業務系統中還需要管理與災害相關的防災隊伍和后勤隊伍的建設。
業務系統應該包括以下相關的業務內容：（1）完成對區內地質形態的信息整理；（2）完成對區內地震防護設施的信息整理；（3）完成對區內地震監控點相關的周邊情況數據整理。如圖1為地震業務系統總體功能結構圖。
三、地理信息平臺建立
（一）基本功能
系統可以對地理信息空間數據進行放大、縮小、漫游、全幅顯示、測量面積、測量距離、地圖下載、數據雙向查詢等操作。地圖下載功能：可以將地圖以常用的圖像格式（包括BMP和JGP兩種）進行下載。
數據雙向查詢功能主要是針對地震相關設施，結合具體的業務數據庫內容，在空間地理信息數據支撐下，實現相關的業務數據選取、查詢、統計及專題制圖功能內容，具體內容包括：
1.圖形與屬性的交互式查詢：根據所選觀測點、避難場所等相關設施可查詢對應的屬性；根據屬性條件可查得相應的圖形。
2.圖形屬性的各種條件組合查詢：按照觀測點編號、觀測點名稱、避難所名稱、避難所編號、避難人數等各種屬性進行組合查詢。
3.多源信息查詢：用戶可以查詢所選取的防震相關設施的照片、錄像、聲音等多媒體聯接信息內容。
通過系統可以對空間數據進行加線、平移加線、加面、加兩點弧、加三點弧、加圖斑、加標注符號、修改地物、刪除地物等操作。
空間數據編輯功能包括：地物的分層控制，可控制分層錄入、分層顯示；設置圖式符號、漢字標注，其中標注位置、方向、大小均允許用戶進行調整；修改已錄入地物圖形數據，可用鼠標輕而易舉地進行刪除、修改；當輸入一個圖塊結束，而結束點已經被輸入時，系統自動將線連接到結束點，進行封閉處理。
屬性信息編輯功能包括：屬性數據的錄入、修改，包括：監測站點、宏觀點、避讓場所、昌平區內斷裂帶、地震動力分界線、重點部位、路網、危險源、水系、行政區、建筑物的屬性信息。
（三）網絡分析
網絡分析包括資源分配分析、最近避難場所分析、布局合理性分析、路徑分析。
1.資源分配分析。資源分配就是為網絡中的網線和結點尋找最近（這里的遠近是按阻礙強度的大小來確定的）的中心（資源發散或匯集地）。資源分配能為震區確定最近的消防、部隊、衛生機構、食品機構等資源分配是模擬資源如何在地震中心和它周圍的網線（街道、水路等）、結點（交叉路口、汽車中轉站等）間流動的。根據中心容量以及網線和結點的需求將網線和結點分配給中心，分配是沿最佳路徑進行的。用戶可以通過賦給中心的阻礙限度來控制分配的范圍。
2.最近避難場所分析。最近避難場所分析通過地理分析，給出距離某個住宅區或者單位的最近避難場所所在位置，并且顯示到達該避難場所的最短路徑。
3.布局合理性分析。布局分析是對現有地震觀測設施和避難場所的位置按照合理的布局條件進行分析，以及對新建地震觀測設施和避難場所位置在總體布局中是否合理提供科學準確的數學依據。
4.路徑分析。路徑分析其核心是對最佳路徑和最短路徑的求解。從網絡模型的角度看，最佳路徑求解就是在指定網絡中兩結點間找一條阻礙強度最小的路徑。最佳路徑的產生基于網線和結點轉角（如果模型中結點具有轉角數據）的阻礙強度。
（四）地震影響區域分析
地震影響區域分析應用地理信息系統的緩沖區分析功能對地震帶和斷裂帶某個范圍內的周圍房屋、重點單位、重點設施的所受影響的區域進行查詢分析。
地震影響區域分析方式有三種：（1）選定點為中心坐標、根據地震強度確定影響半徑，系統給定受此影響半徑的圓；（2）以選定的一條線為中軸線制定兩邊距離的區域；（3）任意選定的多邊形范圍內。
檢索的結果為在范圍內所受影響的建筑物、重點單位、重點設施、危險源的詳細信息。為疏散提供準確科學的依據、并且對震情進行宏觀和微觀分析，還可以對分析結果進行統計專題分析。
四、總結
綜上所述，應用地理信息系統技術通過地震信息平臺可以實現兩部分功能：（1）完成各委辦局日常辦公或其相關的事務；（2）使用GIS作為業務系統的辦公工作平臺，用MIS作為日常數據存儲及查詢的工作手段，既能滿足地震部門工作需要，又可以為地震預案、防災抗災提供數據保障和宏觀決策依據。
參考文獻：
[1]王家耀.關于我國電子政務與數字城市建設的思考[J].測繪科學，2002.
[2]吳彬，苗放，黃舒寒懋，吳宇祥，葉成名.數字地震信息系統應用探討[J].地理空間信息，2010.
[3]陳述彭，魯學軍，周成虎.地理信息系統導論[M].北京：科學出版社，1999.
[4]王成余，尹希寶.基于數字昌平組件式WebGIS的實現[J].測繪與空間地理信息，2011，（3）.
地理信息系統導論范文5
【關鍵詞】精準農業；技術體系；發展現狀
1 精準農業產生的原因
精確農業（precision agriculture）是由美國農業工作者在20世紀九十年代初倡導并實施的。精準農業的興起主要有兩個原因：一是可持續農業為世人所接受。傳統農業的發展在很大程度上依賴于化肥、農藥的大量投入的增加而實現。但是由于化學物質的過量投入造成生態環境污染和農產品質量下降，高能耗的生產方式導致農業生產效益低下。在當今農產品市場競爭日趨激烈的時代，急需精準農業這種新的生產模式來適應農業持續發展的需要。二是全球定位系統、地理信息系統、遙感、人工智能等高新技術的產生以及民用化。前者給精準農業的產生提供了思想準備，后者給精準農業的實現提供了技術準備。
2 精準農業內涵及其關鍵技術
精準農業指的是利用全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、連續數據采集技術、決策支持系統（DSS）、變量控制技術等現代高新技術獲取農田小區作物產量和影響作物生產的環境因素（如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間及時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，并采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區域對待，按需實施定位調控的“處方農業”。其技術體系由信息數據采集、信息數據處理和決策生成、決策實施等3個環節組成的[1]。如圖1所示：
圖1 精準農業技術體框架
2.1 地理信息系統（GIS）
地理信息系統是用于輸入、存儲、查詢、分析、和顯示地理數據的計算機系統[2]。地理信息系統開始應用于農業領域是在20世紀70年代，最先應用在耕地調查、土地資源評價、農業資源信息管理等方面。到20世紀90年代以后，地理信息系統開始廣泛的應用于農業領域，和全球定位系統、遙感、計算機網絡技術、自動控制等技術緊密地結合起來，主要用于采集、建立影響農田小區作物生產的地理環境數據、土壤數據、作物苗情數據、病蟲害數據、作物產量等空間數據庫。并且進行空間信息的地理統計處理、圖形處理和表達等，為分析空間和時間差異性和實施調控提供決策方案。
2.2 全球定位系統（GPS）
全球定位系統是指利用定位衛星在全球范圍進行定位、導航的系統。利用全球定位系統快速準確的定位系統可以實時的用于農田面積精準測量、農藥化肥的精準噴灑，在作物收獲時不僅可以精準收獲還可以不斷地記錄下幾乎每平方米的產量和其他信息。不僅有助于提高作物的產量還可以降低因化肥農藥的過量使用而造成的環境污染。
2.3 遙感（RS）
遙感是指在一定的距離之外，不與目標物體直接接觸，通過傳感器收集被測目標所發射出來的電磁波能量而加以記錄并形成影響，以供有關專業進行信息識別、分類、和分析的一門技術學科[3]。因此遙感技術是未來精準農業主要采用的信息獲取手段，是支持大面積快速獲得田間數據的重要工具。主要用于土壤數據采集、農業資源監測、作物產量預測、農情預報等方面。
2.4 專家系統（ES）
專家系統是一個能夠利用某個領域人類專家水平的知識和經驗來解決領域問題的智能計算機程序系統。一般是由知識獲取、知識庫、推理機和人機界面等幾個部分組成的。20世紀70年代專家系統在農業領域初次應用，隨著農業專家系統的不斷發展，專家系統在農業領域中的應用越來越廣泛，已經由單一的施肥、灌溉、病蟲害等服務擴展到播前、播種、施肥、灌溉、病蟲害、田間管理等全過程。
2.5 決策支持系統（DSS）
決策支持系統是一種以計算機為輔助工具，應用決策科學以及有關科學的理論與方法，以人機交互方式輔助決策者解決半結構或非結構化的決策問題的信息系統。在精準農業技術體系中，決策支持系統可以根據農作物的生長情況、環境因素、結合經濟分析以及作物生長相關的數據進行決策，并且根據專家知識，對不同的決策給出最優方案，從而指導田間操作。
2.6 作物模擬模型（CGSM）
作物模擬模型，是指能夠定量和動態地描述作物的生長、發育和產量形成過程及其對環境反應的計算機模擬程序[4]。作物模擬技術是60年代初在歐洲及美國出現的[5]，主要通過作物模擬模型研究不同播種時期、不同作物密度以及灌溉時間、灌溉次數、肥料使用量在不同的環境狀況下對作物布局和產量的影響?，F在將作物生長模擬模型與專家系統、多媒體技術、網絡技術、3S技術等技術相結合使得作物模擬模型在生產力預測預警、品種設計與評價、時空尺度分析、環境效應評估等方面發揮更大的作用。
3 我國精準農業的發展現狀
我國在1994年就提出在我國進行精準農業研究應用的建議，但是由于當時條件的限制，并沒有引起有關部門的重視。近幾年隨著信息技術的快速發展，信息技術在農業上的應用也得到了重視。國家計委劉江副主任訪美后，認為我們應該跟蹤國際農業生產技術的前沿領域，開展“精準農業”的研究應用?？萍疾啃旃谌A副部長在談發展“數字地球”時認為，“精準農業”是中國“數字地球”發展戰略的切入點之一。國家在863計劃中已列入了精準農業的內容，國家計委和北京市政府共同出資在北京搞精準農業示范區。中科院也把精準農業列入知識創新工程計劃，我國精準農業的思想已經為科技界和社會廣為接受，并在實踐上有一些應用。但是“精準農業”在理論上目前還是一些概念性的東西，沒有建立先進的體系，不足以對指導精準農業進行深入研究和實踐運作。且我國發展精準農業存在諸多限制因素：1）農田類型多種多樣、分布零星、人均耕地面積較少不利于聯合作業機械的實施。2）農業機械化水平較低且農業科技投入不足精準農業技術一時很難推廣。3）農民的信息意識不強、科研成果實用性不足高投入的精準農業在我國的多大部分很難付諸實施。所以我國精準農業的發展還處在起步階段。
【參考文獻】
[1]徐國強，高獻坤，田輝，侯瑞娟，余泳昌.精細農業研究[J].農機化研究，2001，01.
[2]Kang-tsung Chang.地理信息系統導論[M].陳建飛，等，譯.北京：科學出版社.
[3]張學檢，李曉瑞.精準農業及其支撐技術[J].甘肅農業科技，2006.
地理信息系統導論范文6
關鍵詞：數字化；信息化；信息化測繪
1引言
隨著計算機技術的飛速發展、空間技術的日新月異及計算機圖形學理論的日漸完善，GIS(Geographic Information System）技術也日趨成熟，并且逐漸被人們所認識和接受。近年來，GIS被世界各國普遍重視，尤其是“數字地球”概念的提出，使其核心技術GIS更為各國政府所關注。目前，以管理空間數據見長的GIS已經在全球變化與監測、軍事、資源管理、城市規劃、土地管理、環境研究、農作物估產、災害預測、交通管理、礦產資源評價、文物保護、濕地制圖以及政府部門等許多領域發揮著越來越重要的作用。當前GIS正處于急劇發展和變化之中，研究和總結GIS技術發展，對進一步開展GIS研究工作具有重要的指導意義。因此，本文就目前GIS技術的研究現狀及未來發展趨勢進行總結和分析。
2 GIS技術
GIS(Geotaraphical lnformation Systems)即地理信息系統，是利用計算機存貯、處理地理信息的一種技術與工具，是一種在計算機軟、硬件支持下，把各種資源信息和環境參數按空間分布或地理坐標，以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯及輸出，以滿足應用需要的人―機交互信息系統。它通過對多要素數據的操作和綜合分析，方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數字等多種形式輸出，滿足各應用領域或研究工作的需要。地理信息系統在國民經濟建設中得到了廣泛運用，特別是在地域開發、環境保護、資源利用、城市管理、災情預測、人口控制和交通運輸等方面發揮著積極的作用。
GIS技術發展大致經歷了三個主要階段：一是以大型機與UNIX為平臺的專業式ProfessionalGIS；二是以PC機為平臺的桌面式Desktop GIS；三是以網絡(Internet／Intranet)和Client／Server為技術平臺的網絡GIS、移動式或無線通訊式GIS。隨著網絡及通信技術的不斷發展，網絡GIS、移動式或無線通訊式GIS技術，已是空間信息整合技術的主導方向。
3 GIS技術的發展現狀
3.1 地理信息地發展現狀
隨著科學技術和社會經濟的發展，GIS系統軟件和應用軟件日趨成熟和完善，地理信息產業的建立以及數字化信息產品的普及，GIS 的社會需求增大，應用日趨廣泛，使其從一門專業技術發展成為一門獨立的新興學科。
（1）3D及4DGIS
現實世界與時間有極密切的關系，被描述的空間數據通常具有顯著的時態特征，因此時間維應作為空間數據的一個重要因素引入到GIS 中來。在GIS 中考慮時間的變化，原有的3DGIS 加入時間維，這樣便產生了時態GIS或4DGIS。
組件式GIS(COM GIS)
COM GIS（Component Object Model，組件對象模型）是一種以組件為單元的對象模型，各軟件組件可以用一種統一的方式進行交互。COM既提供組件之間進行交互的規范，也提供實現交互的環境，組件對象之間交互的規范不依賴于任何特定的語言。組件式GIS是GIS技術與COM 技術的結合，是一種面向對象技術和構件式技術的GIS軟件。
互聯網地理信息系統（WebGIS）
WebGIS是指基于Internet平臺進行信息、數據共享、交流協作，客戶端應用軟件采用WWW 協議，實現GIS信息的在線查詢和業務處理等功能，運行于互聯網上的地理信息系統。它是利用Internet 技術來擴展和完善GIS的一項新技術，其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP標準的應用體系，實現互聯網環境下的空間信息管理。WebGIS由多主機、多數據庫與多終端，通過Internet/Intranet連接組成，具有客戶/服務器（C/S）結構，服務器端向客戶端提供信息和服務，客戶端具有獲得各種空間信息和應用的功
能。WebGIS具有以下的特點：基于Internet/Intranet標準；分布式服務體系結構；對空間數據資源的高效利用；速度快，范圍廣；數據更新及時；開發工具豐富；界面友好；系統的建設投資小。
嵌入式地理信息系統
即移動GIS（Mobile GIS），又稱WAP GIS。WAP（無線應用協議）是為無線設備提供Internet服務而開發的新協議，旨在推進數據業務在移動設備上的實現。它將無線通信技術
和Internet結合起來，通過提供通用平臺，把HTML的語言信息轉化為用WML描述的信息顯數示據在移動屏幕上。
3.2當前GIS發展存在的主要問題
基于以上GIS技術現狀研究，本文分析認為GIS技術在模型、數據結構等方面存在著不足，一定程度上制約了GIS技術的發展。
(1)數據結構方面存在的問題
目前通用的GIS主要有矢量、柵格或兩者相加的混合系統，即使是混合系統實際上也是將兩類數據分開存儲，當需要執行不同的任務時采用不同的數據形式。在矢量結構方面，其缺點是處理位置關系（包括相交、通過、包含等）相當費時，且缺乏與DEM和RS直接結合的能力。在柵格結構方面，存在著柵格數據分辨率低，精度差；難以建立地物間的拓撲關系；難以操作單個目標及柵格數據存貯量大等問題。
(2)GIS模型存在的問題
傳統GIS模型是按照計算機的方法對客觀世界地理空間不自然的分割和抽象，使得人們認知地理空間的認知模型與計算機中的數據模型不能形成良好的對應關系，難以表達復雜的地理實體，更難滿足客觀世界的整體特征要求。在GIS軟件開發中，如果語義分割不合理，將難以有效表達地理空間實體間的關系，這就導致較深層次的分析、處理操作難以實現。隨著GIS應用需求領域的不斷開拓及計算機技術的迅速發展，對空間數據模型和空間數據結構提出了更高的要求，使得傳統的地理空間數據模型力不從心，逐漸暴露其弊端。
(3)其他方面亟待解決的問題
當前，GIS正處在一個大變革時期，GIS的進一步發展還面臨不少問題，主要表現在以下幾個方面[5]：①GIS設計與實現的方法學問題。在GIS設計與實現過程中缺乏面向對象的認知方法學和面向對象的程序設計方法學的指導，導致GIS軟件系統的可靠性和可維護性差；②GIS的功能問題。當前以數據采集、存儲、管理和查詢檢索功能為主的GIS,不能滿足社會和區域可持續發展在空間分析、預測預報、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的應用效益和生命力；③三維GIS模型及可視化問題。目前大多數GIS軟件的圖形顯示是基于二維平面的，即使是三維效果顯示也是采用DEM的方法來處理表達地形的起伏，涉及到地底下真三維的自然和人工現象顯得無能為力。
4 GIS技術未來發展趨勢
4.1 GIS網絡化趨勢銳不可擋
計算機網絡技術的飛速發展也在推動著GIS技術的快速更新和發展，使得在因特網上實現GIS日益成為熱點，基于WWW的地理信息系統(Web．GIS)已成為近年來GIS研究領域的一個熱門話題．webGIS或互聯網地理信息系統(IntemetGIS)是當前GIS的一個重要發展方向．隨著GIS網絡化技術的發展，人們通過互聯網可以很方便地查詢和獲取不同地域、不同時段的地理數據、GIS技術及獲取幫助[引，也可以進行數據的實時和修改，真正實現數據共享．
4.2 GIS的全球化發展勢在必行
在航空攝影以后，即可利用空中三角測量評定航空攝影質量，并生成影像疊拼圖；而過去的空中三角測量要首先由技術人員 ，根據控制點分布的要求、影像的重疊度選取像控點的點位，在遇到大面積水域等情況下，進行空中國三角測量的計劃就更加困難。但是，自動空中三角測量能夠自動跨越水域屏蔽落水影像，構成拼接圖，一般作業員就能布設控制點。過去空中三角測量的“計劃”可能就應該在空中三角測量的自由網之后進行。如建立影像的“控制點庫”，隨著信息化時代的到來，新影像直接與已有的正射影像配準，所謂的“控制點庫”的作用酒不太重要了。
4.3 實現“天地一體化”測繪服務體系
天地一體化測繪服務體系：機遇3S和通訊技術集成的地球空間信息科學，利用陸海空天一體化的導航定位和遙測遙感等空間數據獲取手段來建立完善的服務體系。
4.4 多學科技術融合和網絡化、標準化體系
現代信息化測繪體系，已經說明將來測繪學科必定是需要多種專業技術的綜合科學，只有注重多學科知識綜合，將各類只是融會貫通，構成有機的知識網絡，才能適應現代科技相互交叉、滲透、移植的特點，更快更好地掌握測繪新理論和新技術，以便進一步提高各項綜合能力。
5 結語
測繪,作為經濟建設、國防建設和社會發展的基礎性事業，在未來20年即面臨著廣闊的發展空間和良好機遇，同時又面臨著嚴峻的挑戰和更高的要求。目前，我國的測繪體系正從數字化測繪向信息化測繪轉變。在這種轉變過程中，我們還有很多問題亟待解決。只有充分了解了信息化測繪體系的特點，才能調動各方面的積極因素，推動測繪事業與地理信息產業的大發展，實現真正意義上的信息化測繪。
參考文獻：
(1) 余明地理信息系統導論. 清華大學出版社，2009
