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地理信息系統原理和方法范文1
【關鍵詞】地理信息系統環境GIS分布式
地理信息系統是融計算機圖形和數據庫于一體的有關信息的集合。它把地理位置和相關屬性信息圖文并茂地輸出給用戶。用戶借助其可視化表達可進行各種輔助決策。地理信息系統的產生改變了傳統的信息處理方式使人們處理信息由數值領域進入到了空間領域。地理信息系統一直與信息技術息息相關。隨著分布式計算技術、網絡技術的迅速發展，分布式計算技術作為一個能夠承載地理空間信息的平臺，已成為目前GIS發展的最重要的方向。分布式地理信息系統是建立在分布式空間數據庫基礎上由一組分布式服務器協同為客戶端提供地理信息服務的網絡地理信息系統。網絡信息系統能夠有效地管理一個大的地理區域復雜的污染源信息，詳細分析區域環境影響諸因素的變化情況，以及主要污染物的地理屬性和特征等。
一、網絡地理信息系統的特點
（一）隨著網絡的迅速普及，依賴網絡獲取信息擴大地理信息系統的應用領域。將網絡軟件通過普通瀏覽器，享用地理空間信息服務，從而降低數據散發成本。比如數字地圖的出現，使得人們得以拋棄傳統的印刷地圖，可以在網絡上簡便地查詢地點和路線。對同一區域不同時段，不同的環境影響因素進行特征疊加，分析區域質量演變與其它諸因素之間的相關系。對區域的環境質量進行預測。此外可在一張地塊地圖上顯示重點污染源的位置及其對環境的影響。
（二）實現資源共享。為實現信息的共享，建立面向用戶的、資源共享的開放式網絡。具有強大的空間分析和數據處理功能充分利用網絡的功能模塊結合選定的環境監測模型可以對多源環境信息進行處理從中發現環境演變的動態規律，建立科學的監測模型，實現對環境的綜合動態監測。
（三）速度快，精度高。利用網絡分布技術可以將數據與地圖相關聯建立拓撲關系進行空間分析，實現對各類專題地圖輔助決策和管理。不僅節省大量的人力、物力、財力最主要的是獲得成果的速度快精度高。
（四）透明性，位置透明，即用戶不需知道文件和數據庫的位置，資源的名字資源無須更名就可自由地在系統中流動外界不需要知道系統為使資源均衡而改變對象的位置。系統可以隨意地為文件進行附加拷貝而無須用戶知道，并且在用戶沒有感覺的情況下并行發生。隱藏數據表示和調用機制的異同，可以將出錯和恢復事件隱藏在對象內部，以達到糾錯的目的。
二、網絡式地理信息系統的主要表現方法
（一）DCOM的分布式網絡地理信息系統
1.具有數據管理功能：（1）由關系型數據庫管理屬性數據，地理空間數據以義件的形式存儲，由空間數據管理軟件包進行空間操作。地理空涮數據文件和關系型數據庫之唰以指針或關鍵詞建立聯系；（2）對關系型數據庫進行完善，統一管理屬性和空間數據在關系數據庫中引入面向對象技術，建立對象關系型數據庫或純對象數據庫，對象和底層表示分離，空間屬性和非空間屬性定位平等，實現了屬性數據和空間數據的一體化管琿。隨著技術進步，客戶端能采用新的協議，利用web技術完善地理信息系統的新技術，能夠在瀏覽器上顯示多媒體數據，而WebGIS中的信息通過交互操作，對空間數據進行查詢和分析。用戶可以瀏覽站點上的空間數據，進行各種空間數據檢索和空間分析。
2.分布式網絡系統的表現方法：（1）插件方法。利用布式網絡系統，一些簡單的操作都需要服務器完成并將結果返回。當網絡流量較高，就需要利用插件技術，利用能夠同瀏覽器交換信息的軟件，將一部分服務的功能轉移到客戶端，加快了用戶操作的反應速度，減少了網絡流量和服務器負載。而且簡單操作，使普通用戶也能方便的獲取所需的信息。利用通用的瀏覽器進行地理信息的，通常使用免費的插件，大程度的降低用戶的經濟負擔；（2）跨平臺性：無論客戶和服務器采用何種系統，服務器端使用何種軟件，用戶都可以透明的訪問WebGIS數據，實現遠程異構數據的共享；（3）可移植性：能夠實現有狀態的空間數據傳輸協議，經過同樣的數據傳輸過程，數據傳輸之間建立聯系，減少網絡傳輸負擔較重。它作為一種進程內擴充方法，有效減少進程耗費的時間?？蛻舳送瑯硬痪邆鋽祿芾頇C制，運行的速度比較快，網絡和服務器負擔輕。
（二）AGENT技術的分布式地理信息系統
它是以數字化的形式反映人類社會賴以生存的地球空間的現勢和變遷的各種空間數據，以及描述這些空間數據特征的屬性，以模型化的方法來模擬地球空間對象的行為，在計算機軟、硬件的支持下，以特定的格式支持輸入/輸出、存貯、顯示以及進行地理空間信息查詢、輔助決策的有效工具。一句話，地理信息系統為人們提供了管理地理信息和開展空間分析的先進工具。隨著計算機網絡、計算機通信等技術的發展，Agent系統放松了對集中式、順序控制的限制，提供了分散控制和并行處理，解決了網絡分布系統應用領域之間的協同工作問題，不同領域的系統通過相互合作完成相關的應用，分析地理信息和地理應用的互操作問題，相互訪問信息和異構地理信息處理環境下的互操作，實現資源的有效管理問題，高質量地進行地理信息和服務的交流，減少了服務器和客戶之間的頻繁交互，可用于測量和地理建模等本地地理計算和二次處理，對數據進行個性化的展示。數據的具體表現可以描述任意復雜的內容，而且具有明顯的優勢和特點，包括實現了空間數據與網絡分布服務共享、高性能的計算、數據資源的安全性等。
作者：王立宇
參考文獻：
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地理信息系統原理和方法范文2
論文關鍵詞：GIS專業，信息技術，信息類課程，課程設置
1.信息技術對GIS專業人員的重要性
近十幾年來，信息技術得到了飛速發展，快速地滲透到各個行業，各個領域，取得了驚人的成就。GIS界也不例外，從最早的微機地理信息系統到今天的開放式地理信息系統平臺，GIS在融人信息技術以后，已由古老的地圖，沙盤時代跨人到了今天的電子GIS時代。
信息技術（Information Technology，簡稱IT），是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。它主要是應用計算機科學和通信技術來設計、開發、安裝和實施信息系統及應用軟件。它也常被稱為信息和通信技術（Information and Communications Technology, ICT）。主要包括傳感技術、計算機技術和通信技術。
從地理信息系統的學科交叉來看,計算機科學與技術、信息技術是地理信息系統重要的學科基礎;從技術層面看,本質上說信息系統,計算機軟硬件系統與信息處理是地理信息系統的關鍵;從理論支持來看,空間信息表達、3S集成技術都需要信息技術的支持。因此,信息技術是地理信息系統重要的理論和技術基礎,相應在教學層面上,地理信息系統專業必然要對信息類課程提出較高的要求[1]。
2.課程設置中存在問題
信息類課程在地理信息系統專業教育中的地位和作用至少體現在以下幾方面:
1.信息類課程是地理信息系統專業課程體系的重要基礎和組成部分。相對于其他一些專業中信息類課程僅是一種技術性、輔課程,信息類課程本身是地理信息系統專業產生、發展與教育的重要基礎和主要內容,其體系結構與教學水平將直接影響到地理信息系統專業教育水平與學生培養質量[2]。
2.信息類課程是地理信息系統專業教育上水平、上臺階的重要推動力。當前地理信息系統發展的前沿問題如網絡地理信息系統、組件式地理信息系統、虛擬地理信息系統、多維動態地理信息系統等都需要現代信息技術的支持。在培養合格的應用型和開發型地理信息系統人才方面 ,信息能力與應用水平同樣是一個重要方面。因此要培養適應社會需求的、 面向地理信息系統技術前沿的人才 ,信息技術教育將是關鍵之一[3]。
如今，計算機圖形字，計算機控制技術信息技術，多媒體技術，數據庫，計算機通信等信息技術滲透到地理信息系統，3S集成，測繪技術的各個方面免費論文。而目前GIS專業信息類課程教學卻與GIS新技術的發展顯得極不適應。信息技術應用水平的高低，勢必影響到受教育者的素質。
信息技術在GIS界得到了廣泛的應用，引起了世界各國的關注，然而我國GIS教育界卻沒有表現出應有的重視。國內各GIS院校GIS專業的教學計劃中只有《計算機基礎及應用》這門基礎課，其它課程均為選修課或考查課(非主要課程)，教材內容也落后于現狀的需要，如選用的教材內容膚淺、陳舊、課時少。有些專業課程，比如《空間數據庫技術》及《GPS原理》都要求有信息類課程的基礎，但課本里只是泛泛帶過，學生并沒有信息前導類課程的學習[4]。
3.GIS專業學生信息類課程的特點
針對GIS技術類專業對信息類課程的需求特點，選擇正確的教學摘要涵蓋信息管理與信息系統，數據庫技術以及電子的定位導航等課程在內的一個廣泛的信息課程體系。
1）GIS專業學生通常與諸如信號，圖像，方程，表格等實體打交道比較多。為了能夠對GIS類的學生有所幫助，信息基礎課程須教會他們如何表示這些工作中會用到的數據，以及如何操作這些數據，對學生不太會感興趣的諸如復雜數據結構和算法則進行適當的調整，增加用例。
2）GIS專業對學生的要求往往是能夠熟練運用工作中所遇到的各種信息化工具，而非自身的興趣所在，更非其職業追求的目標。他們通常對信息技術已有所接觸，能夠在家里輕松自如地運用信息技術進行一些圖像編輯，多媒體合成等簡單操作。在課堂上學的枯燥的原理和繁瑣編程很容易讓他們產生一種復雜的錯覺。
3）課程中引用的例子應盡量與專業相關,使學生都可直覺接受的。特別是一些和學生學習生活相關的例子信息技術，是學生所喜聞樂見的。
4）GIS專業學生在信息類課程上的學習時間十分有限，他們不太可能系統地學習這些課程。由于GIS的相對復雜性。GIS專業的學生除了要掌握有關信息類知識外，他們對其他有關GIS的專業知識，GIS相關的體系的知識也要有相應的掌握和理解。
5）用于GIS科學的軟件包很多，要選擇一些對其未來工作中接觸機率大的。目前GIS商用工具軟件有數十種之多，其應用和功能各有側重，如果讓學生完全掌握如此多種的軟件實屬困難。所以在教育教學中應采用一些主流的應用軟件進行教授。
4.信息類課程的設置方案高校信息技術(包括計算機基礎)教育的目的是培養學生的基本信息素養和信息能力，使學生能將計算機與信息技術用于其工作領域，成為既熟悉本專業知識又掌握信息技術的復合性人才。在進入信息時代的今天，信息基礎教育對于提高21世紀大學生的素質和能力有著十分重要的作用。多年的教學實踐使我們認識到大學生的信息技術教育是一個循序漸進的教育過程，要著眼于學生信息素養和信息能力的培養，包括通識素養和能力與應用創新素養和能力。通識素養和能力是對所有大學生的基本要求，是指在接受高等教育之后，在信息技術方面應該具備的基本知識和能力。例如計算機的基本知識，信息表述能力、信息交流能力、信息系統的使用能力等。應用創新素養和能力是指學生能自主學習，具備較強的創新意識和開發能力，能靈活自如地把信息技術用于專業研究領域。實踐證明，許多在信息技術領域有成就的人是非信息專業畢業的學生。他們既具有本專業的知識，又掌握信息技術，跨學科的人才知識面寬，富有創造精神。關鍵在于正確引導和培養。
國內外很多高校為GIS專業開設了多種不同類型的信息類課程，大體上可分為三種:1導論課程(計算機文化基礎、信息系統基礎)。2原理課程（電子技術、導航原理、數據庫原理）免費論文。3應用課程(GIS軟件應用、GIS 軟件應用)。在研究GIS專業信息技術課程設置和教學時應當充分圍繞這兩個層次素質與能力。為此提出“1＋3＋X”（1門基礎課＋3門限選課＋X門任選課）的分層課程設置方案?！?其中，1門基礎課是“大學計算機基礎”公共通識課，課程主要涉及計算機基礎性和適用性的概念、技術和應用，它在培養學生的計算機知識、能力和素質方面起到基礎性、先導性的作用。可以幫助學生對信息課程有一個概述上的了解和認識。在1門基礎課程學習完成之后，各專業可根據需要在“數據庫技術及應用”、“計算機網絡技術及應用”、“電子技術”、“導航原理”、“地理信息系統原理”、“通信原理”中選擇三門作為專業限選課。這些課程在已有“大學計算機基礎”的基礎上讓學生更好理解和接受，同時也是對一些GIS高年級課程所必不可少的基礎。只有在這些課程的基礎上學生才能更好的把握有關GIS專業知識信息技術，將各種技術、方法更好的應用和融合。
為了達到新形勢下培養學生動手實踐能力的目的，學校可以在學分制下采用的是多模塊、多層次的進階式教育模式。由于學生的基礎各異，學校還提倡學生根據自己的基礎知識、興趣愛好和實際應用需要選修實用技能課程。為此，我們可還設置了一系列信息類選修課程，供學生自主選擇。可以結合GIS專業的實際的情況，適當開設“地理信息系統軟件應用”、“導航軟件應用”、“局域網的組建與管理”、“GIS模擬軟件應用”、“數學建模軟件”、“GIS計算軟件應用”中選擇X門作為專業任選課。這些選修課可以在學生已經有的限選課的知識基礎上，可以更好、更有效率的學習GIS專業知識，把握有關技巧，所有知識融會貫通，有得于提高學習效率，加快知識層次的升華。
5.結束語課程設置和建設是一個系統工程，涉及到方方面面的問題，比如學校定位、學生來源、專業特點、師資結構等。我們對課程設置所做的工作和將要進行的改革目標都是為了提高我校信息技術教學的教學質量、教學效果，最終使學生受益。同時我們要充分試識到GIS在引入信息技術后所呈現出新的特點，不斷補充新的知識，及時調整課程體系結構，以適成GIS技術發展的需要。
參考文獻
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地理信息系統原理和方法范文3
關鍵詞：地理信息系統；軟件設計；教學；資源與環境
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）36-0192-03
教育部于1998年頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》，將原土壤與農業化學、農業環境保護、漁業資源與漁政管理以及農業氣象合并為農業資源與環境，屬于環境生態類[1，2]。按照專業規范的要求，農業資源與環境專業的業務培養目標是：培養具備農業資源與環境方面的基本理論、基本知識和基本技能，能在農業、土地、環保、農資等部門或單位從事農業資源管理及利用、農業環境保護、生態農業、資源遙感與信息技術的教學、科研、管理等工作的高級科學技術人才[3]。隨著本科專業目錄的調整，農業院校的土壤與農業化學專業更名為農業資源與環境專業，其課程設置和教學計劃也有較大的變化。各學校根據自身的實際情況，對有關課程設置的調整變化很大[4]。人類80%的信息都和空間位置有關，因此地理信息系統作為資源調查和評價過程中的重要工具，在資源環境專業中得到了充分的重視，因此越來越多的資源環境專業開設了地理信息系統和地理信息系統設計與開發相關課程。
從20世紀90年代開始，地理信息系統貫穿在數據采集、存儲、處理、管理、分析及決策中，為越來越多的領域提供動態模擬、統計分析、預測預報、決策支持等服務[5]。在資源與環境專業的教學過程中以培養學生的GIS軟件的應用能力為基礎上，更加側重培養學生的GIS系統的設計與應用開發能力，以提高學生解決不同實際問題的能力[6]?；诖?，在本科教學方案中增設“GIS設計與開發”這門課程。目前“GIS設計與開發”作為資源與環境專業一門專業基礎課，具有較強實踐性、跨學科和領域等特點。針對資源與環境專業發展特點，本文討論了“GIS設計與開發”課程設置目標的教學內容、教學方式和考核形式及其特殊性，先修課程調整、綜合實習內容以及學生綜合能力培養上給出教學意見，提高教學質量。
一、教學目標
如何實現專題GIS應用系統，提高GIS應用水平和效益，本課程就是在這樣一個環境背景下產生的?！癎IS設計與開發”是資源與環境專業學生的一門應用性很強的課程。該課程是在完成地理信息系統原理、遙感導論、數字圖像處理、GPS原理、地圖學、C語言、Windows程序設計、數據庫原理等基礎課程之后，綜合GIS、RS和GPS理論與計算機科學理論，以滿足特定的應用要求。遵循地理信息標準，運用軟件工程思想和方法，結合地理信息自身和相關應用領域的特點，設計和開發具有明確目標的信息系統。學生通過這門課的學習，掌握GIS設計與二次開發的基本原理、方法和工具，使學生具備地理信息系統二次開發的能力，熟悉空間數據庫設計的基本原理和方法，了解應用項目開發中組織和管理涉及到的基本概念和策略，提高運用所學知識解決資源與環境專業方面實際問題的水平，為畢業設計和后續其它課程的學習夯實基礎。
二、課程特點與基本要求
1.課程特點。（1）“GIS設計與開發”是一門具有學科交叉性特征的課程。該課程本身涉及到地理信息系統原理、地圖學、遙感原理、軟件工程、數據庫原理、Windows程序設計、數學建模等多個學科的內容，具有較為明顯的學科交叉性。就資源與環境專業而言，設計與開發更加側重數據的分析、處理和表達，因此在課程中更加側重數據的分析和制圖表達上，但是對一些基本的功能的要求也必不可少。故此，資源與環境專業在“地理信息軟件設計與開發”上應該兼顧所有的基礎學科，同時對數學建模相關課程有深入了解。（2）“GIS設計與開發”是一門不斷發展的課程。GIS基礎軟件與應用軟件受到計算機軟硬件技術的更新而不斷發展的，這也對GIS軟件設計與開發也提出了更高的要求。在教學中要不斷吸收新興技術，在教學過程中指導學生查閱與GIS軟件設計和軟件設計有關的新興資料，把握GIS的前沿動態。在教學過程中，適當的提出問題，調動學生積極查閱圖書文獻資料，培養學生積極學習態度和自學能力。（3）“GIS設計與開發”是一門實踐性很強的課程。要進行GIS軟件設計必須在軟件設計模式、集成開發環境的運用、軟件編碼等方面都較好的基礎，強調理論和實際應用的結合，根據具體情況解決具體問題。要求將設計與開發的理論與方式用于具體實踐工作中。在教學過程中設計了單獨的“地理信息軟件設計與開發”的實驗課程。實驗課程采用分解知識點進行訓練和綜合訓練解決實際問題的能力。
2.基本要求。學生較好地掌握地理信息系統項目組織和管理的特殊性和相關理論，學習GIS軟件設計的方法，理解其特殊性，為地理信息系統的設計與開發奠定基礎。能熟練運用一種程序語言和地理信息系統基礎平臺進行二次開發。掌握GIS軟件的二次開發的基本原理，熟悉組件式GIS軟件開發的基本架構，了解目前主流組件庫的基本特征，具備開發GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine進行GIS組件式二次開發。掌握如何將地理信息系統與應用模型及其他系統集成綜合解決和處理問題的基本方法，達到會設計與應用的目的。
三、教學設計
1.參考書選擇。由于“地理信息軟件設計與開發”這方面的教材比較少。教學過程中涉及到軟件設計的基本原理與方法，在教學過程中選擇Ian Sommerville編寫的《軟件工程》部分內容為指定閱讀材料；同時考慮到GIS軟件設計過程中的共性和特性，理論教學選擇吳信才等編寫的《地理信息系統設計與實現（第二版）》為參考書；課程是實驗采用ArcEngine進行二次開發，因此參考相關的二次開發教材，主要包括ArcEngine開發幫助、類圖等。同時給出部分圖書清單，要求學生自學完成C#程序設計和設計模式等相關知識。
2.開發環境。學生的先修課程包含C語言、數學建模及Matlab等課程。然而除了個別學生自學了VC程序設計之外，大部分不具備VC的開發能力。如果為了可視化編程選擇VC，則在有限的課時內，學生將投入大量精力來學習VC及MFC的基本開發技能。Matlab軟件是國際公認的最優秀的科技應用軟件。考慮到資源與環境專業背景，Matlab能在GIS開發中能夠很好的挖掘和分析資源環境數據。但是考慮到GIS需要管理海量的空間數據，然而常見的空間數據Matlab不能進行直接的支持。因此Matlab不能作為本課程的主要開發環境。結合學生現有的開發基礎，以及.NET在界面設計和面向對象的優勢，因此本課程選擇C#.NET作為高級語言開發環境。Visual Studio作為一個強大的開發環境，直接對C#等.NET原生語言支持。在Visual Studio 2010中對UML進行了支持，能夠創建UML類圖、活動圖、序列圖、用例圖和組建圖。利用對UML的支持，能夠很好的支持在課程中的設計和建模。
在二次開發控件主要選擇目前主流的ArcEngine提供的基本控件和類庫。利用ArcEngine來開發實現GIS相關功能，而其他關于資源與環境的信息挖掘則采用Matlab來實現，并通過Matlab Builder將Matlab代碼成為.NET程序集實現Matlab和.NET之間的互操作。
3.教學課程結構?！暗乩硇畔⑾到y設計與開發”是我校資源與環境專業一門重要專業基礎課。總學時為48，其中理論課程為32學時，實驗課程為16學時?？紤]到培養學生對GIS的實踐能力，理論課程和實驗課程比例達到了2：1，課程的教學內容如下表。
全部課程安排了16課時的實驗，其中C#開發4個課時，基于UML的GIS系統設計4個課時，最后還有8個課時進行ArcEngine的二次開發內容。每次實驗提交實驗報告及相關的源代碼和對應設計文檔，用以檢查教學效果，及時調整教學方案。
4.教學方法?！癎IS設計與開發”教學主要借助多媒體等現代教學方法，理論教學配合對應內容演示，融合其它課程內容的方式?？梢葬槍Σ煌慕虒W內容采用不同的教學方式。例如，在講解GIS軟件設計的相關理論基礎時，進行啟發式教學，鼓勵學生提出問題，誘導學生思考并解決問題?；邮浇虒W是課程講授的一種有效的教學方法，通過師生之間對同一問題的分析，促進對理論理解，對問題的分析方法理解，能營造良好的課堂氣氛，提高了教學效果。研究式教學方法也很重要，采用研究的方式與激勵學生查閱資料，了解未來的發展方向并闡述觀點。
5.考核形式。為了培養學生的創造性思維、動手能力和綜合素質，側重應用開發的角度來對學生進行綜合考察。本課程主要采用平時考核、最終試卷考試和實驗考查三方面相結合的方式對學生進行考核。由于沒有較完整的教材，教學過程中也采用了較多的新興資料，因此在課程學習過程中要求學生查閱指定內容的文獻資料，學生提交相關的讀書報告，以此作為平時成績考核標準之一；平時的出勤率和隨堂提問也作為平時成績一部分。實驗課程考核包含實驗完成代碼、設計文檔和實驗報告三個部分，能較好提高學生的實踐動手能力?？荚噧热莅藢W生對基本知識掌握程度的考察，還增加系統分析和設計討論題。該類題目有較大的靈活性，能夠考察學生綜合素質，同時能體現教學效果。學生最終的成績由3個部分組成：平時作業和出勤率占30%，實驗占30%，期末考試占40%。
四、教學建議
1.調整先修課程。任何一門專業課的開設都建立在先修課程基礎之上的。資源與環境專業在先修課程中雖然學習了“地理信息系統”、“遙感導論”、“數學建?！钡日n程。然而在理論教學課程中發現，學生對GIS的基礎知識理解不夠深入。如在簡介空間查詢時，需要先講解空間拓撲的相關知識，才能進一步簡介基于空間的查詢方式。其次，學生在實驗課程中動手能力表明，通識教育的高級程序語言現在還是側重基本語法，導致學生的應用開發能力難以滿足GIS開發的基本要求。因此，在通識教育過程中改變課程教學側重點，使之更加符合資源與環境專業的學習，便于后續課程的開展。
2.增加綜合實習?！暗乩硇畔⑾到y設計與開發”是一門應用和實踐較強的課程，同時其中的軟件過程管理的內容又過于抽象，學生很難同時掌握基本的開發方法和軟件過程管理。因此增加2周（80課時）的課程實習。集中時間讓學生完整完成從設計到開發實現的過程，讓學生鞏固學習的GIS軟件的設計方法，理解軟件過程管理，同時強化學生的開發能力。在實驗課程中學生掌握了基本的設計理論知識和程序開發技能。通過綜合實習，能將學過的知識綜合起來加以應用，既培養學生的動手能力又加強學生的創新意識。實習將學生分為2個實習目標，每個內容約30人，其中包含5個實習小組，每個小組5～6人，每個小組圍繞實習目標完成不同的任務目標，由組長控制整個開發過程協調組員之間工作，在80課時內完成小型的GIS系統的設計與原型系統的開發任務。通過實習使得學生將基本的理論與應用開發聯系在一起。
3.培養綜合應用能力。本校的資源與環境專業主要研究方向有土地利用規劃、流域管理、土壤與環境污染評價、防治與規劃，耕地肥力管理、專家系統開發等。學生在畢業后，有很大一部分就轉到了相關應用領域工作，把GIS作為處理該領域的一種工具。在先修課程中主要是利用Matlab、SPSS等軟件對資源環境信息進行挖掘，同時也采用ArcGIS中的ArcTool工具包進行空間分析。因此在課程培養中需要結合上述的內容，需要培養學生綜合統計和空間分析知識來解決實際問題的能力，使得學生能夠為今后的工作和繼續深造打下堅實的基礎。
五、結束語
GIS的發展為資源與環境的飛速發展注入了新鮮的血液，提供了新的契機。在資源與環境專業設置地理信息課程是順應時展趨勢的?！癎IS設計與開發”是資源與環境專業的一門重要課程，具有理論抽象和實踐較強的特點。因此，要改變傳統教學觀念，不斷改進教學方法，適時的調整和更新教學內容，充分調動學習的主動性，提高學生的綜合運用能力，力爭培養出具有良好專業基礎的地理信息應用人才。
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地理信息系統原理和方法范文4
關鍵詞：新技術；3S；4D
Abstract: With the development of the surveying and mapping technology development, new technologies continuing emerge; the traditional mapping method is completely changed. The improvement of the surveying and mapping technology not only improves efficiency, but also better serves the community. This article discusses the various new surveying technology developments and application, analyzes its advantages, and introduces various technical implementation steps.
Key words: new technology; 3S;4D
中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
隨著衛星遙感、GPS等為代表的空間測量技術的日趨成熟，以計算機系統的支持、系統工程及信息科學為基礎的地理信息系統的出現和應用都為測繪信息技術的發展提供了有了的技術支持和保障，測繪技術正經歷著前所未有的發展。
1.測繪新技術的應用
1.1 數字化技術
建立地理信息系統，就必須對數據的采集和編輯，是指各實體要素對應代碼坐標輸入計算機當中，經過軟件處理后可以生成所需要的數字地圖，輸入的方式基本用軟件自動提取識別地圖信息，而在外業當中運用了全站儀、電子手簿、電子平板等設備。
與以往的測圖方法相比較，地圖數字化技術具有便于保存，易于修改，再次利用時對數據再次更新即可。在外業的測量當中可以現場測得數據現場繪圖、現場修改。
1.2 全球定位系統
全球定位系統（Global Positioning SystemGPS），簡稱GPS。是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年全面建成，全方位實時定位的衛星定位系統，采用距離交匯法。GPS技術能夠快速、高效、準確地提供精確的三維坐標，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。借助GPS所提供的數據可以制出各種使用的測繪產品?？梢哉f由于GPS的出現使得測繪行業大跨步的前進。
1.3北斗衛星導航系統
北斗衛星導航系統（BeiDou(COMPASS) Navigation Satellite System）是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。中國此前已成功發射四顆北斗導航試驗衛星和十三顆北斗導航衛星，將在系統組網和試驗基礎上，逐步擴展為全球衛星導航系統。 2011年12月27日起，開始向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務。 在不遠的將來北斗衛星導航系統也會廣泛應用到測繪領域。
1.4 GIS技術
GIS即地理信息系統（Geographic Information System），地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，利用計算機、空間科學信息等來進行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，GIS是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統，是以測繪測量為基礎。而且GIS已經成為了獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具和手段，在測繪領域發揮越來越重要的作用。
1.5 RS技術
RS技術即遙感技術（Remote Sensing，簡稱RS），遙感技術是指從高空或外層空間接收來自地球表層各類地理的電磁波信息，并通過對這些認息進行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對地表各類地物和現象進行遠距離控測和識別的現代綜合技術。 遙感技術包括傳感器技術、信息處理、提取和應用技術，目標信息特征的分析與測量技術等。
1.6 3S的集成技術
3S技術的發展形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了對地球的認識能力，拓展了傳統的測繪科學的研究領域，是一個自然的發展趨勢。
1.7 測繪的4D產品
1.7.1數字線劃地圖（Digital Line Graphic，縮寫DLG）
是現有地形圖要素的矢量數據集，保存各要素間的空間關系、拓撲關系和相關的屬性信息，全面地描述地表目標。
1.7.2 高程模型（Digital Elevation Model，縮寫DEM）是在某一投影平面上按一定規則格網點或三角網點上的高程數據集。DEM的格網間隔應與其高程精度相適配，并形成有規則的格網系列。根據不同的高程精度，可分為不同類型。為完整反映地表形態，還可增加離散高程點數據。它的主要應用是查詢和分析地面高程、坡度等三維分析應用。
1.7.3數字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，縮寫DOM）是利用數字高程模型對經掃描處理的數字化航空像片、遙感影像，經過像元糾正、投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數字正射影像數據集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實等優點。
1.7.4 數字柵格地圖（Digital Raster Graphic，縮寫DRG）是現有紙質地形圖經計算機處理后得到的柵格數據文件，就是數字化產品。每一幅地形圖在掃描數字化后，經過糾正，圖像處理和數據壓縮，彩色地形圖還應色彩校正，柵格文件在地圖內容上、幾何精度和色彩上與國家基本比例尺地形圖保持一致。
1.8測繪技術的發展展望
測繪生產向數字化的轉變不僅僅是將模擬圖轉換為數字圖，而是實現基礎地理信息從采集、存儲、管理到產品輸出的整個流程作業方式的改變，從而達到進一步提高測繪效率的目的。新的技術不斷涌現，讓我們立足現在，展望未來，攜手并進，期待測繪技術的更快更好發展。
參考文獻
[1]龔健雅.地理信息系統基礎.北京：科學出版社.2001
地理信息系統原理和方法范文5
關鍵詞：測量技術，數 字化，信息化
中圖分類號： TM930.9 文獻標識碼：A文章編號：
Abstract: this paper mainly introduces the traditional measuring the concept of learning and research objects, measurement of new technology global positioning technology GPS geographic information technology GIS remote sensing technology RS 3 S and digital photography in the measurement of the advantages and the new technology development in national economic construction of survey, design, construction and maintenance of the various stages of applications.
Keywords: measurement technique, number of words, information
隨著科學技術的飛速發展 ，計算機 網絡技術、衛星定位系統以及地理信息系統的運用使得現代測繪技術的作用領域不斷擴大。目前，世界上已有多個國家實現了現代數字測繪技術代替傳統的模擬測繪技術，數字化信息也正朝著網絡化的方向發展，這標志著數字化時代已經來臨。近年來，我國經濟社會信息化水平不斷提高，使得社會各個領域對數字化測繪產品的需求量也隨之增加，數字化基礎地理信息已經成為一種不可或缺的數字地理空間支撐條件?，F在，我國正處于非常重要的發展時期，要進一步加強水利、交通、能源等基礎設施的建設 以及自然資源的開發利用，這對測繪技術提出更高的要求，同時也提供了更廣闊的發展空間。
1、傳統測量學
傳統測量學是研究如何測定地面點的平面位置及高程，如何將地球表面的地貌及其它信息測繪成圖，如何確定地球形狀和大小，并將設計圖上的工程構造物放到實地上的科學 它的任務與作用包括測繪與測設兩個方面 測繪是測定地球表面的自然地貌及人工構造物的平面位置及高程，并按一定比例尺縮放成圖，供國防工程及國民經濟建設規劃設計管理和科學研究用，測設是將設計圖上的平面位置和高程實地標設出來，作為施工的依據。
測量學按其研究的對象和應用范圍可分為以下幾門課程：
普通測量學，研究將地球表面局部的地貌及人工構造物測繪成大比例尺地形圖的基本理論和方法的科學，這是測量學的基礎。
大地測量學，研究地球表面區域的點位測定以及整個地球的形狀大小和地球重力場測定的理論和方法的。
科學攝影測量學，研究利用攝影和遙感技術獲取被測地表物體的信息，進行分析處理，繪制成地形圖和數字模型的理論和方法的。
科學工程測量學，研究工程建設在規劃設計、施工運行、管理等各階段經行的測量工作的理論和方法的科學制圖學，研究將地球表面的點、線經過投影變換后繪制成滿足各種不同要求的地圖。
2、 測量技術的發展
技術（GIS）遙感技術（RS）及數字攝影測量近些年來，伴隨著科學的發展，測量科學也有著巨大的進步，現代數字化技術全球定位系統（GPS ）地理信息技術（GIS ）遙感技術（RS ）及數字攝影測量等各種新技術在測量學中得以研究和應用。
2.1 GPS技術
全球定位系統（GPS ）是美國軍方在 1973 年開始發展的新一代衛星導航和定位軍事系統，由分布在六個軌道上的21+3個衛星組成，民用限制使用。大約1983年開始用于解決大地測量問題，它的基本定位原理是依據用戶和四顆衛星之間的偽距測量，根據衛星在適當參考框架中的已知坐標確定用戶接收機天線的坐標信號由衛星發出，基本觀測值是信號由衛星天線到接收機天線傳播的時間間隔，然后用信號傳播速度將信號傳播時間換算成距離。按照原理，只要同步觀測三顆衛星即可交會出測站的三維坐標 RTK實時動態技術是在 GPS基礎上發展起來的，能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的 GPS定位測量方式，是 GPS應用的重大里程碑 RTK測量是將 l 臺 GPS接收機安裝在已知點上對 GPS衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去；流動站在對 GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機再利用 0TF （運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置 RTK測量可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度快速地測定圖根控制點界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖 同時，也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣，因此，RTK被廣泛應用于圖根控制測量，地籍房地產測繪數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2.2 RS技術
遙感（RS ）是不接觸物體本身，用傳感器采集目標物的電磁波信息，經處理分析后，識別目標物，揭示其幾何物理性質和相互聯系及其變化規律的科學技術一切物體，由于其種類和環境不同，因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性。遙感技術就是利用物體的這種電磁波特性，通過觀測電磁波，從而判讀和分析地表的目標及現象，達到識別物體及物體存在的環境條件的技術。
2.3 GIS技術
地理信息系統（GIS ）是在計算機軟件和硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、貯存、檢索、更新顯示、制圖和綜合分析應用的技術系統，它是將計算機技術與空間地理數據分布相結合，通過一系列空間操作和分析方法，為地球科學，環境科學和工程設計，乃至政府行政職能和企業經營提供對規劃，管理和決策有用的信息，并回答用戶提出的問題。目前 GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪 地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用 GIS 數據庫內外一體化測圖掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
2.4 3S 技術
3S技術的集成，是 GPS， RS， GIS技術的發展，并走向集成，是當前國內外的發展趨勢在3S技術的集成中，GPS主要用于實時快速提供目標物的空間位置，RS用于實時快速提供地表物體及其環境的幾何物理信息，以及它們的各種變化 GIS則是對多種來源時空數據的綜合處理分析和應用的的平臺。
2.5 數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品全數字攝影工作站的出現，加上 GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向 4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
2.6地圖學技術
現在，地圖學已經朝著多層次 、多領域、多時態以及多功能的方向發展。遙感技術 、地理信息系統 技術、自動制圖技術以及多媒體技術的發展使地圖學的理論、技術和工藝發生巨大變化。地圖學技術發 展的關鍵是如何把遙感技術和其他快速更新地圖信息的手段結合，研發出實用化專題地圖設計專家系 統、地圖自動編輯制版系統以及地圖信息分析應用專家系統 。
2.7海洋測繪技術
在海洋測繪方面，海洋測繪技術向著高精度、全覆蓋以及全過程自動化的方向發展。利用衛星定位技術或卡爾曼濾波等方法可提高海洋測繪定位精度 ，研發航空航天遙感測深系統或高精度條帶式測深系統來達到全面覆蓋測量海洋信息的目標，進一步提高海洋測繪自動化過程，通過與海洋圖自動制圖技術的鏈接建立海洋圖數據庫，最終建立海洋測量信息系統。
3、現代測繪技術的作用
3.1在地理信息系統建設中起主導作用
地理信息系統 ( GI S )主要分為 2種，即基礎地理信息系統和應用地理信息系統?，F代測繪技術 主要為基礎地理信息系統建設服務，同時為應用地理信息系統建設提供地理信息平臺。GIS的重要內容是地理信息數據，必須依靠現代測繪技術獲得良好的地理信息數據。因此，現代測繪技術在地理信息系統建設 中起主導作用。
3．2為城市信息化管理提供幫助
測繪成果是對自然地理要素和地表人工設施的形狀 、大小 、位置以及屬性等測定的結果，能為城市規劃和土地管理等提供重要幫助。測繪資料是一個各等級控制點坐標和各種比例尺地形圖，其含有極豐富和詳細的地理信息，是城市信息化管理中有關地理信息的唯一來源。由于不同管理部門的職能不同，其對地理信息了解的詳細程度的要求也不一樣。例如，在城市里同一塊區域，城市規劃建設和土地管理 等管理部門需要信息量大且準確的較大比例地形圖，因為其需要了解該區域建筑物的布局以及土地使用情況，而供電供水部門需要鋪設管線，則需要細化到單體房屋類型和結構的地形圖。
3.3滿足人們對地理位置信息的需求
在現實生活中人們都使用過交通 圖等地形圖，表明地理位置信息已經成為人類生活的重要組成部分，而測繪資料是繪制地形圖的基礎，因為構建高質量地形圖的關鍵必須依靠準確詳細的測繪資料 。隨著 GI S與光盤存儲技術、可視化技術和多媒體技術的融合 ，以及與 GPS和遙感技術 ( RS)的集成，將使空間信息獲取和處理更新速度大大加快 ，使人們能夠對空間信息進行適時處理 ，例如進行車輛定位、手機定位等 ，從而極大地滿足了人們對地理位置信息的需求。
地理信息系統原理和方法范文6
【關鍵詞】地理信息系統 中藥材適宜性 層次分析法 輔助規劃
1 引言
地理信息系統（GIS）技術是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學為一體的新興學科，是在計算機硬件和軟件支持下，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對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。
層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是一種對定性問題進行定量化分析的比較實用的多準則決策方法。應用這種方法，決策者通過將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，就可以得出不同方案的權重，為最佳方案的選擇提供依據。
而中藥材的生長受到溫度、日照長度、降雨量、地理位置等環境因素的影響。中藥材資源進行科學規劃和合理管理需要將中藥材數據與影響他的空間因素數據結合起來，通過GIS系統利用層次分析法進行計算分析。通過模型得出的結論為主要參考進行中藥材資源的合理管理、規劃。
2 系統總體設計
下圖為系統總體設計圖：
3 系統基本功能
1）文檔基本操作：文檔的新建、打開、保存、另存為、添加地圖、刪除地圖等。2）地圖編輯功能：啟動編輯、終止編輯、撤銷、重做、選擇、輸入點、輸入線、 輸入區、輸入標記、圖元參數、圖元移動、圖元縮放、旋轉圖元和量算等。3）視圖管理功能：屬性視窗及地圖操作窗口、更換皮膚、鷹眼瀏覽、地圖操作窗口的放大、縮小、移動、復位、更新等功能。4）查詢功能：查詢包括圖層屬性瀏覽、藥材分布查詢、空間查詢、其他查詢。5）要素分析功能：有緩沖區分析，在藥材區域擴建上會給出重要幫助。6）輔助擬合規劃：通過層次分析法結合相應數據后臺進行性模型求解運算分析得出初步規劃建議。7）圖檔輸出：通過對藥材數據以及相關圖層的修飾美化后以各種專題圖形式輸出藥材分布及規劃后專題圖。
4 系統核心功能實現
4.1 建立層次結構模型
根據影響因素建立以下層次結構模型如圖所示：
4.2 建立兩兩比較的判斷矩陣
針對圖中準則層中的各影響因素，根據目標層作年平均溫度與年平均降雨量，年平均溫度與日照強度……PH值與年積溫，PH與年平均降雨量……等兩兩間比較建立準則層判斷矩陣，再根據準則層的影響因素對方案層的影響做方案層藥材1 與藥材2，藥材1與藥材3，……，藥材1與方案n，藥材2與藥材3，……，藥材n-1與藥材n等比較，從而得到判斷矩陣，……。
4.3 進行層次單排序及一致性檢驗
對準則層矩陣求最大特征值對應的特征向量W歸一化后從而得到排序后的各權值和。
（1）計算一致性指標：
（2）查找相應的平均隨機一致性指標然后計算一致性比例：
同樣的方法對矩陣進行一致性檢驗。
當 時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應對判斷矩陣作適當修正。
4.4 層次總排序及一致性檢驗
總排序權重要自上而下地將單準則下的權重進行合成。那么經過系統后臺計算將單準則下的權重進行合成，然后進行排序得到總排序權。最后通過系統從中選出對應的藥材即為該區域最適宜種植的藥材。
4.5 將結果顯示在地圖
通過上面的計算可以批量計算幾個地點各自適宜那種藥材，最后將所的結果通過GIS模塊顯示到地圖上對應的區域。而系統提供的緩沖區功能可以根據地域一定范圍內的環境因素相似性進行緩沖區分析從而能擴大某一藥材的種植區域。
最后將所得地圖添加各地圖要素，最后以專題圖輸出。
5 系統的資源管理功能
系統的管理功能主要集中在查詢功能等其他模塊。通過查詢可以很清楚的知道哪些區域有哪些藥材，以及某些藥材的分布規律。以及藥材的大致產量等，地圖編輯功能模塊也方便了用戶在地圖上直接對藥材資源分布的標記，查看等功能。
參考文獻：
