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對地理信息科學的理解范文1
關鍵詞：地理信息科學；人才培養；專業建設
近年來，地方高校在地理信息科學專業人才培養中產生了一些問題，技術創新人才培養和社會服務能力較弱，無法適應新技術、新產業、新形式、新模式等新經濟蓬勃發展的特點和測繪地理信息產業的需求咱1暫。因此，在“新工科”專業建設的大背景下，文章進一步探討了地理信息科學專業的應用和技術型人才培養工作原則、建設思路、內容和要求，以期為地方高校的地理信息科學專業的應用技術型人才培養提供參考借鑒。
一、地理信息科學專業課程設置的主要問題
課程設置缺乏連貫性。地理信息科學是計算機與地理相結合的一門交叉性學科，要求學生必須在地理信息科學的課程建立中掌握地理信息的基礎理論及其實踐操作技能咱2暫。以“GIS二次開發”課程為例，當學生完成相應的課程后，相關的課程與地理信息系統二次開發之間沒有直接的聯系。專業課程的研究與學習缺乏銜接導致畢業論文設計或者作品的原型體系設計與研究開發變得捉襟見肘咱3暫，學生無法把畢業設計或者需的基礎專業技巧與論文撰寫的選題相結合。課程依賴關系考慮不足。應用型本科院校不僅需要加強大學生的知識和理論基礎，而且還應培養大學生的理論和實踐技術水平。學生自主實踐技術綜合素養的提升是一個循序漸進的發展過程，不合理的課程設置已經超出了學生認知范圍，容易引起學生對課程的厭倦。實踐教學內容過于陳舊。地理信息系統的研究與一般計算機信息系統的研究相似，理論、技術和方法的創新也將對地理信息系統的設計和研究產生深刻的影響。應用型本科院校要求學生緊跟當前的主流技術，及時更新大學生在實踐過程中所掌握的實際知識和內容，培養學生對于應用新一代技術的興趣。師資力量不足。由于近幾年來教師的流動性比較大，很難建立起一支較為穩定的人才隊伍。并且高校缺乏教師培訓、交流和深造的機制，導致年輕教師的能力提升較慢。
二、“新工科”建設背景下地理信息科學專業建設內容
為突破建設和發展“新工科”的瓶頸問題，針對南寧理工學院地理信息科學專業的現狀，“新工科”背景下的地理信息科學專業建設需要突破傳統的思維方式，以“新工科”理念為指導，創新人才培養的模式，提升人才培養的質量。專業建設的關系涉及人才培養的每一個環節咱4暫，本文主要從專業的課程體系設置、實訓制度和教學資源建設等角度進行論述。
（一）課程體系設置及優化
目前，我國對工科新課程建設的研究主要集中在宏觀方面，對專業課程體系的研究才剛起步，對基礎通識教育課程的選擇和開設還未形成統一的意見。由于我國許多應用型學校未設立地理信息科學專業，教學資源存在不足咱4暫。針對這一現狀，文章在傳統基礎課程體系的基礎上，有機融合地方特色文化以及區域自然和人文地理元素，加強遙感應用、測量及應用能力等內容。新工科背景下的課程體系框架見圖1。課程框架主要分為通識教育、學科基礎課、專業課程、集中實踐、拓展與創新五大培養模塊五個培養模塊。依據對地理科學類專業的教學質量要求以及國家標準、地理信息技術行業的發展、有關企業、高等院校的調研以及對南寧理工學院地理信息科學類專業人才培養的指導意見，進一步加強和深化教學改革，創新了人才培養的模式，提高了人才培養的質量咱5暫，優化了地理信息科學類專業的培養。課程架構采用平臺+模塊的“4+4”框架結構：通識教育平臺、學科基礎平臺、專業教育平臺、實踐教學平臺、通識教育選修模塊、學科基礎選修模塊、專業選修模塊、創新創業模塊咱6暫。緊貼不同行業的發展要求，地理信息科學專業主要劃分為土地數據處理與信息應用技術開發兩方面來對其進行專業教育培養，有利于促進學生就業并滿足學生升學深造需要。
（二）實訓制度建設
GIS工程作為一門新興的具有高度交叉性和前沿性的工程學科，GIS基礎課程的應用實踐技術教學日益受到重視，特別是針對應用型大學的應屆畢業生而言，課程的實踐教學要與學科專業、產品的不斷發展和學校應用實踐技術教學領域的先進科技相結合，在從事課程實踐技術教學的課程內容上，要求在課程相關基礎軟件的研究開發及拓展、相關學科專業基礎軟件的應用多樣化、實驗教學資料的使用多元化方面做到與時俱進。應用型人才既有別于學術類人才，也有別于由高職高專院校培養的技能類人才。學術類人才強調對理論知識和科學方面的研究，而應用類人才則強調對技術的應用。因此，GIS課程的理論和實踐教學方法不應以課堂教學為主，必須不斷開辟和創新校外實訓基地，拓寬以應用型、實習人才培養為導向的理論和實踐教學。在該時代背景下，學校采取了“3+1”頂崗實習模式，積極擴大校外實訓基地，大幅增加了學生的實習機會，拓展了學生的專業視野。
（三）加強課程資源建設
首先，要充分突出以人為本的教學目標引領，充分考慮滿足學生課內課外教學實踐的不同需求，使教學形式豐富多元、內容豐富、手段新穎。在當前現代化的課堂網絡教學環境中，課堂上的PPT、微課、MOOC、學科前沿信息連線資源鏈接、案例、拓展性知識閱讀、討論式習題練習、提問與問題解答等教材資源都已經逐步成為所有學科必備的基本知識資源，教材資源將會成為所有學科課程基礎資源的組成部分，內容豐富的教材資源不但為廣大學生學習提供了知識庫，而且還能培養學生學科綜合應用能力，做到線上線下有機結合，提高課堂教學效率。
（四）師資隊伍建設
建立定期的繼續教育師資隊伍培訓、交流及繼續教育工作機制，積極鼓勵和支持其他專業教學領域的帶頭人與教學監督委員會、學術社區組織以及高等院校之間進行學術交流。組織骨干教師到國內外著名大學訪問，或者支持優秀的青年教師繼續深造?！爱a學研結合”的根本實質在于建立一種校企間的緊密合作關系，做到優勢互補，相互交流其需求，相互推廣和促進，是有效保障專業教育質量，落實培養目標，發展專業性和特色，提高專業技術教師綜合素質的有效途徑。應當鼓勵更多的青年老師到企業中工作，增強其實際操作經驗?？梢匝堉母咝：痛笮兔駹I企業的專家作為學校的訪問教授，不但對本科生進行教學，而且還負責引導青年老師申請科研課程項目和撰寫學術論文。也可以邀請專家學者對青年教師與大學生開展專題演講，指導教師參加該領域的學科建設。鼓勵廣大教師在課堂上堅持將教學、科研的有機結合，鼓勵科技創新。加強與全省各高校同類型教師的交流與合作，安排同類型教師交流、合作、參加國內外的會議或短期訪問，打造一支充分理解現代化社會發展需求、具備豐富的教學管理經驗、熱愛于教學事業的中小班級高層次、組合化的教學團隊，為人才成長創造良好的環境和條件。
（五）完善教師以及學生激勵機制
為激勵教師的教學工作，學?？梢詫炐憬處熯M行口頭表揚、光榮榜表彰以及設置教學成果獎等方式，作為教師職稱晉升的加分項。對學習成績好學生、獲取國家或者省級各類獎學金的學生、通過國家某些高難度考試的學生、被錄取為研究生的學生、實習階段即獲單位正式錄用且工資達到納稅水平的學生，都應該在學校張榜表彰，以激勵其他學生。
三、結語
2021年，南寧理工學院開始制定新的地理信息科學專業人才培養計劃，并將根據畢業生所在企業、事業單位的反饋情況不斷修訂。對通識教育、學科基礎課、專業課和集中實踐課的內容安排上進行了優化，鞏固了學生的基礎理論知識，促進了理論和實踐的有機融合，提升了學生在GIS領域的綜合競爭能力。
參考文獻：
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對地理信息科學的理解范文2
[關鍵詞]GIS應用 認知階層性 地理信息 有效傳輸
[中圖分類號] P25 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-10-175-1
隨著科學技術的快速發展，GIS的應用越來越廣泛，逐漸成為人們獲取地理信息的主要依據。而GIS想要有更廣泛的應用市場，則必須將GIS地理信息的傳輸與人們的普遍認知進行有效的結合，以此才能夠得到用戶對于GIS的信賴，并逐步的滲透到用戶的生活中。
1 GIS應用在地理信息傳輸中的優勢
GIS的優勢在于它的數據綜合、地理模擬和空間分析能力，這是GIS的核心和優勢。GIS首先是一個信息系統，其特征和功能與一般的信息系統類似，不同的是GIS把各種信息通過“地理位置”有機地組織起來，其存儲處理的信息是經過地理編碼的，地理位置和與位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。以查詢工廠數據庫為例，只要數據庫記錄了工廠的地址和產值等信息，信息系統就可以回答諸如“北京有哪些工廠？”，“上海年產值超過2000萬元的工廠有哪些？”之類的查詢，因為城市、產值都是數據庫的數據項。但如果用戶需要回答“在某商店附近10公里范圍內共有多少消費者？”之類的查詢，一般的信息系統就無能為力了，因為數據庫里沒有記錄每個工廠與任意一個地點之間的距離或是所在地點的所有人口信息。地理信息系統可以解答以下類型的問題：在地域中研究對象A的位置；研究對象B和地點的關系；在距離研究對象A某一范圍內有多少研究對象B；在某一地點A，數據項B的值是多少（如某公司所在街道的人均收入有多高）；從地點A經由地點B至地點C的最短路線是什么？GIS不僅可以直接查詢數據庫里記錄的信息，還可以通過運算查詢數據庫里沒有直接記錄的信息。例如房地產經紀人可以用GIS在一定的區域內尋找滿足“框架結構、有四室2廳2衛1廚、房價每平方公尺少于3000元”的所有房屋。模擬某事件產生的后果（例如，如果附近的湖水位上升3米，某公司所在地會不會被水淹沒？）等。
2 GIS的階層性認知原則
人類對于外部環境的認知是基于對各種關系的理解，根據對各種關系的理解而進行階層性類別的分類。而這種階層性的認知具有著廣泛的普遍性和個別的差異性。抓住人類階層性認知的普遍性就是GIS應用有效傳輸的一個關鍵性因素。在GIS應用中，根據人類階層性認知原則，可以將GIS應用分為兩個空間，一個是人類認知空間，一個是地理認知空間。
2.1人類認知空間
人類認知事物是通過階層性的認知形式來實現的，也就是分類認知。譬如說人可以很快的分辨出這個動物是貓而不是狗，這就是通過階層性的認知來實現的。但人類在進行事物的階層性認知過程中，可以根據不同的關系和分類條件來進行分類。譬如說貓和石頭相比，貓是有生命的，而石頭是沒有生命的。其對比參造物不同，其階層性認知也存在著不同的差異性。如果根據人類的認知進行GIS應用認知階層的粗略花販，是不能夠實現GIS地理信息的有效傳輸的。因此必須要進行更深層次，更細致的劃分。當信息制造者所發出的信息與信息接受者能夠認知的信息相吻合，就能夠實現信息的有效傳輸。因此，只有將人類認知空間與GIS應用系統的地理空間進行有效的融合，就可以實現信息的有效傳輸了。
2.2地理認知空間
其實，地理認知空間也是根據不同的關系和分類條件進行實際復雜的地理情況的階層性認知空間和層次的劃分的。GIS應用中地理空間階層性的分類依據是位置的相互關系。通過相互關系的確定來進行等級的分類，并通過信息制造者繪制的概念地圖模型來反映地理信息，與人類的認知空間有著一定的對應關系。其地圖模型需要與人類的認知空間相匹配的，否則就會造成信息的傳輸障礙，影響信息的有效傳輸。
3 GIS的感覺和概念的認知原則
首先，在信息的傳輸過程中，當人類的認知空間與信息制造者所模擬的地理空間發生重疊時，用戶會產生對地理信息的感知和共鳴，從而獲得地理信息這種概念而實現地理信息的有效傳輸。在信息制造者進行概念地圖模型的創建時，不僅需要注意認知的階層性問題，還需要注意到認知的感覺性問題。而概念地圖模型中最為關鍵的感覺是視覺。因此，在進行視覺變量（包括顏色、形狀以及相對尺寸比例等）和幾何變量（點、線、面等）的設計時，需要實現感覺認知的對應性，否則也會影響地理信息的有效傳輸。此外，GIS應用還具有查詢和分析功能。如果想要這兩個功能得到實現，則需要依賴感覺和概念認知所產生的學習認知。只有設計者將設計的認知空間與人類的學習認知實現有效的對應和重疊，才能夠真正的發揮其應用的效果。
4地理信息有效傳輸的條件
根據上面的敘述可以知道，一條地理信息傳輸鏈需要經過四個認知空間：信息制造者的地理空間和認知空間；信息接受者的地理空間和認知空間。這四個空間是相互對應的關系，也只有這四個空間實現相互重疊，才可能實現GIS應用的地理信息的有效傳輸。
信息的制造者也就是繪圖者，繪圖者需要根據客觀世界當中的地理實體進行公路的測量，并通過制圖的形式繪制出地圖，并用紅色線將地圖中的地理要素進行繪制。繪圖過程不但依靠的是客觀世界，也包括制圖者對客觀世界的認知。只有制圖者對客觀世界的認知與信息接受者對客觀世界的認知相符合，才能夠完成信息的有效傳輸。
5總結
綜上所述可以知道，GIS應用系統的地理信息傳遞過程有三個主體，如果要實現有效傳輸，則需要保證三個主體都能夠實現相對應的地理空間和認知空間的重疊。因此，可以知道在進行GIS應用概念地圖模型的設計時，不但需要依靠信息技術科學、地理科學，還要依靠認知科學。只有基于認知科學的掌握，才能夠保證GIS應用中地理信息的有效傳輸。
參考文獻
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對地理信息科學的理解范文3
關鍵詞：GIS RS 空間信息技術 實踐教學
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0176-02
地理信息系統是一個新興的交叉學科，在我國學科設置中，地理學一級學科、測繪科學一級學科、計算機一級學科都設有地理信息系統的二級學科。我國已有近200多所大學設立了地理信息系統專業，我校資源環境與旅游學院也于2002年建立了地理學一級學科下的地理信息系統專業，目前，在教育部新修訂的專業目錄中，已改為地理信息科學專業。遙感科學與技術是測繪科學一級學科下設立的新專業，我校于2011年正式開始招生。地理信息系統學科和遙感科學與技術的設置也表明了該學科的交叉性，盡管兩個專業的側重點不同，但都涉及到地理學、測繪學、圖形圖像學、計算機科學等專業相關的各種專業知識。為貫徹“厚基礎，寬口徑”的教育理念，切實做到理論聯系實際。我們向大一新生開設了“空間信息技術基礎”這門課，開設這門課的目的是對新生系統全面地介紹空間信息技術的全貌、各分支學科的主要內容及其之間的關系，闡述空間信息技術的發展歷程，并將其經典基礎理論與現代應用信息技術有機結合。通過該課程，一方面激發新生對空間信息技術產生濃厚的學習興趣，建立學習本專業的信心，使學生提高對空間信息技術的整體認識，熱愛地理信息系統和遙感專業，而且也為通識教育夯實基礎。我校地理信息系統和遙感專業主要向全國十多個省市招收理科生，主要存在學生計算機水平與知識不平衡，理科生地理不作為高考引起的地理基礎不牢，網絡條件下信息服務參與度差別大等特點，而作為交叉學科的空間信息技術涉及到計算機科學、網絡技術、地理學、圖形圖像學等。因此，在大一進行空間信息技術課程的講授不同于其他專業課重點在專業技能和專業素質的提高，如何在起點不同、網絡信息服務逐步深入學生學習生活的同時開展空間信息技術基礎的教法研究是一個重要的課題。
1 網絡信息服務中的空間信息技術實踐教學
我校地理信息系統和遙感科學兩個專業招收的都是理科生，在現行高考體制下，理科綜合中只包含物理、化學和生物，沒有地理學科。同時，不同省份和不同家庭條件的學生中計算機水平和對信息技術的了解水平分異較大，這些都成為空間信息技術基礎這門課教學有效開展的障礙。通過與多屆學生的教學互動以及與大學一年級新生的深入交流，學生主要有以下一些特點：一是地理知識和功底相對比較薄弱，主要原因是在高考指揮棒下理科生學習地理知識的課時和精力相對較少，特別是在農村地區；二是計算機應用和相關知識分異較大，一些農村地區在高中以前沒有使用或者很少使用計算機與網絡，而北京城區的學生計算機和網絡使用水平相對較高；三是計算機軟硬件和網絡條件較好，學生使用計算機和網絡興趣濃厚，受考上大學的影響，大部分學生都擁有計算機，同時學校提供的網絡上網條件較好，基本能夠實現教學區和休息區的全覆蓋，使用網絡信息服務來引導空間信息教學條件較好。實踐教學是加深感性認識、提高課程興趣的重要手段。通過本課程的積極引導，讓網絡信息服務不僅成為生活娛樂的工具，也成為專業學習的工具。通過與日常生活相關的實踐教學提升學生的專業鑒賞能力。針對以上條件，在實際空間信息技術教學中主要采用以下一些方法與手段來充分利用網絡信息服務來進行空間信息技術基礎的教學工作。
（1）通過分組的方式，利用課堂和課下互動來分享空間信息技術帶來的不同的網絡體驗，提升專業興趣。在充分了解學生各項基本知識和基本功能后，通過老師引導和學生自愿分組的方式，將學生分成3～5人的一個小組，小組完成以下諸如課堂討論、課下互助的方式開展各項學習過程，在分組時應注意到學生的地域、計算機基礎等的差異。如在第一堂課后，會讓學生學會使用googleearth，并在googleearth上找到自己的家，并向第二堂課上向全班介紹自己學習使用googleearth的過程、對它的認識，以及找到家鄉的過程。通過幾輪的課堂教學效果來看，學生在沒有老師引導的情況對空間分布、影像尺度等相關專業知識和思想有了樸素的認識，在課堂介紹階段通過提問、討論、點評等方式，能夠將樸素的感性認識轉化為專業知識和認知能力。在整個課程的教學過程中，設計了諸如家鄉、著名自然旅游景點、熱點事件的熱點區域等多個課下實踐和課上交流的過程，在空間信息網絡服務的支持下從不同的知識側面引導學生從單一的講授學習到課下實踐-課堂交流的互動和主動學習。在此過程中，各小組組員組成的合理性，各個課下實踐-課堂交流主題的有趣性，以及選擇各小組課堂交流的順序都成為該方法手段能夠順利高效進行的關鍵因素。第一次選擇小組完成任務的優秀程度可能直接決定了以后幾次該方法手段的優秀程度。
（2）通過不同網絡服務形式比較，加深學生重點基礎知識和重要地學思想的理解。在空間信息技術基礎教學過程中，需要學生通過地理對象抽象形成地理數據模型，通過數據模型的抽象形成數據結構，通過對數據結構的實體化形成地理信息等三個步驟，而在空間信息技術的發展過程，對地理對象的抽象、數據模型的類別、數據結構的多樣性以及實體數據的海量性等都有不同的認知。在這些過程中，既有豐富的具體形象的對象，也有抽象的模型、數據等，借助網絡信息服務下一些具體事例，方便學生更好的加深理解。如我們通過讓學生觀察自己的校園，并研讀百度地圖、虛擬城市等不同的網絡信息服務工具下的矢量地圖、影像地圖、三維地圖和地勢圖等不同的地圖表現形式，通過比較、討論、點評等多種方式，對空間信息技術中的矢量、柵格等不同數據格式和結構。
（3）引導學生將學習、生活與網絡信息服務中的空間信息技術結合起來，應用專業知識來分析和理解?？臻g信息技術在當今社會各個領域的部門應用越來越廣泛，一些空間信息技術中較為專業的名詞簡稱或者縮寫如GPS等經常出現在同學們的身邊，教學過程中教師理應通過這些有利的條件引導學生學習、理解和深入探討相關。我們可以通過比較新聞聯播后的天氣預報中的氣象衛星遙感影像和資源衛星影像來引導學生分析不同對地觀測衛星的用途與特點，可以通過googleearth上不同影像分辨率的變化來引導學生理解空間分辨率與地理空間尺度的概念，可以通過矢量地圖、影像地圖等常用的地圖服務引導學生分析兩種地圖格式的異同等等。教學互動的過程覆蓋到了同學的學習與生活的過程，我們在課堂上也積極引導學生將日常生活中觀察到空間信息技術的應用與同學們分享，如在事件過程，同學們了解到了利用無人機獲取影像的內容，在討論過程中，學生和老師共同討論了各種遙感平臺、不同遙感影像、獲取國家基礎地理信息的手段等多種主題，教學效果良好。
2 結語與討論
空間信息技術已經從專業化的應用向網絡信息社會服務方向轉化，應用這些基本的素材和網絡信息服務的便利，可以有效的提升空間信息技術基礎教學手段的效用。在空間信息網絡信息服務的支持下通過課堂-課下教學互動能夠幫助學生較好的形成空間信息技術的基本框架，提高學生學習興趣和學習能力，形成良好的專業鑒賞能力。
參考文獻
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對地理信息科學的理解范文4
【關鍵詞】巖土工程勘察；數字化；GIS；數據庫
0 引言
巖土工程地質勘察是工程設計的先決條件，但傳統的巖土工程地質勘察資料一般都局限于二維、靜態的表達，這種表達描述場地地質空間構造起伏變化的直觀性差，不能充分揭示場地地質空間變化的規律，難以使人們直接、準確、完整的理解和感受場地土的物理力學性質變化情況，也越來越不能滿足巖土工程的空間分析要求，因此不能很好的服務于工程設計。如何突破傳統巖土工程勘察的技術缺陷，如何利用巖土工程勘察資料來推斷場地土的區域分布規律，如何利用巖土工程勘察資料來預測場地土的巖土工程性質，是巖土工程界一個古老而又有新意的問題。巖土工程地質勘察數字化主要解決的是巖土工程勘察中場地方域的數字化、場地物性指標的數字化、場地地層的數字化和巖土工程勘察數據庫的設計。本文在分析、總結前人理論的基礎上，提出了巖土工程地質勘察數字化的體系和具體的實現方法。
1 場地方域的數字化―地理信息系統
地理信息系統（Geographical Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學、信息科學、地理學等多門學科為一體的新興學科，它是在計算機軟件和硬件支持下，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。一個典型的GIS系統應包括四個基本的組成部分：計算機系統（硬件、軟件）、空間數據庫系統、應用人員與組織機構和應用模型。
1.1地理信息系統的功能與應用
作為地理信息自動處理和分析系統，地理信息系統的功能與應用貫穿數據采集、分析、決策應用的全部過程，具體可概括為以下幾個方面：
（1）數據采集與編輯。即在數據處理系統中將系統外部原始數據傳輸給系統內部，主要用于獲取數據，保證系統數據庫中的數據在內容上與空間上的完整性、數據值邏輯一致性等。目前可用于地理信息系統數據采集的方法和技術很多，如跟蹤數字化、掃描數字化、遙感等。
（2）數據操作。包括數據的格式化、轉換、概化。數據的格式化是指不同數據結構的數據間變換；數據轉換包括格式轉換（如矢、柵格式的轉換）、數據比例尺的變換、投影變換等；數據概化包括數據平滑、特征集結等。
（3）數據的存儲與組織。這是一個數據繼承的過程，也是建立地理信息系統數據庫的關鍵步驟，涉及到空間數據和屬性數據的組織，其關鍵是如何將二者融合為一體。
（4）查詢、檢索、統計、計算功能。這是地理信息系統應具備的最基本的分析功能。
（5）空間分析功能。這是地理信息系統的核心功能，也是地理信息系統與其它計算機信息系統的根本區別。地理信息系統的空間分析可分為三個不同的層次。一是空間檢索，包括從空間位置檢索空間實體及其屬性和從屬性條件集檢索到空間實體。第二是空間拓撲疊加分析，空間拓撲疊加實現了輸入特征的屬性的合并以及特征屬性在空間上的連接。第三是空間模擬分析，包括外部的空間模擬分析 （將地理信息系統作為一個通用的空間數據庫，而空間模擬分析功能則借助于其它軟件）、內部的空間模擬分析（利用地理信息系統軟件來提供空間分析模塊）和混合型的空間模擬分析（盡可能利用地理信息系統所提供的功能，同時充分發揮地理信息系統使用者的能動性）。
（6）輸出功能。以報表、圖形、地圖等形式顯示輸出全部或部分數據。
1.2 地理信息系統在巖土工程勘察中的應用
巖土工程勘察設計一體化系統與地理信息系統雖屬于兩個不同研究領域，但巖土的工程力學性質具有地理信息的屬性，即二者之間存在著一個重要的相似之處，即它們都蘊含著與空間坐標有關的信息。巖土工程勘察設計一體化側重于在空間信息基礎上進行設計、并對設計結果做出分析、評價和決策。它離不開全面的空間信息的支持。而地理信息系統側重于對各種空間信息的采集、管理和分析。如將地理信息系統技術，應用于巖土工程勘察設計，利用GIS強大的數據采集、管理能力和空間查詢、空間分析能力，對巖土工程勘察、設計、施工中獲取的大量的、形式多樣的信息進行有效地管理和分析，并為設計方案的生成、分析、評價和決策提供全面的信息支持，將為巖土工程勘察設計走向一體化開辟一條有效途徑。
將地理信息技術用于巖土工程勘察設計，與傳統的巖土工程勘察設計技術相比，具有以下優勢：
（1）地理信息系統強大的數據采集和數據處理能力，使巖土工程勘察數據來源更加廣泛，數據采集質量更高、速度更快。
（2）勘察設計數據具有內容上的復雜性和形式上的多樣性等特點，傳統的勘察設計系統對其處理顯得無能為力。能夠描述和表達復雜的空間實體且對于圖形、圖像數據和屬性數據高度集成的地理信息系統數據庫，為全面管理勘察設計信息提供了可能，從而為建立完善的專業設計模型、分析模型、評價和輔助決策模型提供了全面的信息支持。
（3）GIS空間分析功能，如拓撲疊加、緩沖區分析、數字地形分析等，為建立完善的專業設計、分析、評價、輔助決策模型提供了強有力的分析工具。
（4）GIS強大的可視化操作能力，為巖土工程勘察提供一個可視化操作平臺。
2 場地地層的數字化―巖土工程建模
所謂模型，就是根據實物、設計圖、構想，按比例、生態或主要特征（屬性）做成相似的物體或圖件，用以顯示、展示、揭示一類事物和問題。在巖土工程學科中，巖土工程地質模型，就是依據工程性狀，將重要的巖土工程條件，亦可稱要素，按實際狀態，簡明醒目地用圖形表示出來，簡言之，即工程與地質條件相互依存關系的圖示。這種地質與工程結合形式一一模型，能較好地解決了地質與工程的脫節，便于設計人員充分認識與真正應用好巖土工程工作成果，它深化了巖土工程條件的研究，更抓住了影響工程巖土變形或破壞的關鍵條件，與此同時，還促進地質與工程結合后的巖土變形規律、效應與法則的理性化，在理論與實用的兩方面均會得到實質性的進展。
2.1 巖土工程地質模型的特點
（1）確定性
巖土工程地質模型的應用特點是針對工程所涉巖土實體，它一般表現為場地
或地基。巖土工程工作者解釋研究的對象是確定的巖體，相應的它的地質模型應
具有確定性，不應當只局限在有限個剖面上。
（2）可視性
可以有多種方式對巖土工程地質模型進行可視化表述，常見的有以下5種：
①三維景觀方式。它容許人們從不同角度、不同方位、不同距離觀看三維工程地質模型的表面。為了增強模型的真實感，還要加上光照、紋理等效果，給人以逼真的感覺。但它還是只能看到模型的表面。
②掀蓋層三維景觀方式。在三維景觀方式的基礎上，想象掀開上覆的蓋層看到下伏工程地質界面，其實是第一種方式的變形。
③透視三維景觀方式。假象穿透地質體的一些部分，看到內部的工程地質界面，這也可以看做是掀蓋層三維景觀方式的一種變形。
④切面方式。假象切開工程地質模型，看到地質模型內部的水平或垂直切面上的地質構造形態。由于在二維切面上能方便地進行量算、修改等操作，還可以采用平行切出一系列切片的方式來形象地反映工程地質模型的內部結構，因而它是用二維方式來表達三維模型內部結構的一種理想方式，地質工作中常用的剖面圖就是這種方式的原形。在三維模型的支持下，用切面方式能產生很好的二維與三維聯動效果，即在二維剖面上的修改將影響到三維模型的形態。
⑤投影等值線方式。將工程地質界面的等高線或界面交線垂直地投影到水平面上形成等值線圖，地震勘探層位構造圖、礦床標高或厚度等值線圖等就是投影方式的原形。使用者可以根據工程地質界面的等高線圖對工程地質界面的空間形態有著非常好的把握能力，因此，該方法是傳統的用二維方式表達三維模型的重要方式之一。
（3）可修改性
要求工程地質模型具有可修改性是基于以下原因。一是由于勘探的實施獲取了新的數據資料，需要對己經建立的地質模型進行細化；二是隨著研究的深入，巖土工程師對地質模型有了新的認識，需要修改地質模型；三是利用已建立的地質模型指導進一步的勘探工作。可修改性使人們能對地質模型進行修改和處理，使設想中的東西變成虛擬現實。
2.2 巖土工程地質建模的實現方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法（也叫數字表面模型）的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法。也是目前廣泛使用的建模方法。
表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據。然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性。有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法。
（1）圖示模型法
常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等。
①邊界表示法：通過面、線、點等簡單幾何元素的屬性來表示工程地質體的位置、形狀、屬性，這種方法用來表示簡單物體時十分有效。但對于很不規則的地質實體則很不方便，只有再降低精度要求的情況下，才可以使用。
②規則格網法（Grid ）規則網格：通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規則網格。規則網格將區域空間切分為規則的格網單元，每個格網單元對應一個數值。數學上可以表示為一個矩陣，在計算機實現中則是一個二維數組。每個格網單元或數組的一個元素，對應一個屬性值。
③等值線模型：等值線通常被存成一個有序的坐標點對序列，可以認為是一條帶有屬性值的簡單多邊形或多邊形弧段。由于等值線模型只表達了區域的部分屬性值，往往需要一種插值方法來計算落在等值線外的其它點的屬性值，又因為這些點是落在兩條等值線包圍的區域內，所以，通常只使用外包的兩條等值線的屬性值進行插值。
④不規則格網法（TIN ） ： TIN模型根據區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡，區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程）。所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。
3 巖土工程勘察數據庫的建設
巖土工程勘察數據具有多源性和空間性特點，常規關系數據庫技術已不能滿足人們對這些數據處理的需要，并且巖土工程勘察數據顯著的空間特征和復雜的結構屬性，使巖土工程勘察成為計算機科學可視化的一個既非常重要又十分復雜的應用領域。如何有效地在數據庫系統的基礎上利用計算機技術實現巖土工程勘察數據的時空分析、并開展定量結構刻畫和空間建模，是擺在當今巖土工程勘察工作者面前的一道難題。值得慶幸的是，隨著計算機信息處理技術飛速進步而迅猛發展起來的地理信息系統（GIS）技術，集計算機科學、地理學、地圖學、計算機圖形學、測繪學、遙感學、環境科學、空間科學、信息科學、管理科學以及數據庫技術于一體，以其對空間地理數據強大的儲存查詢和分析處理功能、鮮明地區別于普通管理信息系統，它將空間數據處理、屬性數據處理、空間分析與模型分析等技術與計算機技術緊密結合，展示了極強的空間表現力，它能夠對復雜的地球空間數據進行采集、儲存、分類、檢索查詢、刻畫表述、分析建模，從而為我們開展相關研究提供了一個不可多得的、多學科集成的基礎平臺。因此，建立以處理空間數據為特征的巖土工程勘察數據庫系統和高效、快捷地巖土工程勘察數據進行采集、儲存、分類、檢索查詢、刻畫表述、分析建模等功能的GIS平臺是完全可以實現的。
3.1 基于GIS的巖土工程勘察數據庫的建設
地理信息系統集數據庫、制圖、空間分析功能為一體，它的出現為地質領域繁雜的數據管理、多源的成果表達形式和空間數據分析提供了快速、方便、準確的手段。建立正確有效的信息數據庫無疑是地質數據分析、研究的重要基礎，一個高質量的數據庫系統將使系統的功能得到最大限度的發揮。
（1）巖土工程勘察數據庫的概念模型設計
巖土工程勘察信息處理系統是一個信息處理系統，信息或數據及其作用在信息或數據之上的處理是系統需求分析的主要任務，即要弄清需要有哪些數據，數據之間有何聯系，數據本身有何性質，數據的結構和應對數據進行哪些處理，每個處理有什么邏輯功能。因此，為了把用戶的數據要求明確地表達出來，首先在較高的抽象層面上，使用一種面向問題的數據模型（概念性數據模型），按照用戶的觀點來對數據和信息建模。
（2）數據庫建立實現
巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。
原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據（位置）和測點信息屬性數據（地層厚度、地層頂面標高、含水率、孔隙度、抗壓強度等物性參數）。
中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作。
最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料（如單孔柱狀圖、連線剖面圖等）和文檔資料（如地質勘察報告等）。由于巖土工程的復雜關系，對于巖土工程的數據庫管理必須嚴格遵循時間序列，即遵循原始數據―中間數據―最終數據的關系。
3.2 基于GIS的巖土工程數據庫的主要功能
（1）數據輸入
數據輸入的時候關鍵是需要注意數據有效性檢驗和規范化處理。確保進庫數據滿足實際需要的精度和誤差范圍。
（2）數據庫檢索
某一實體的信息包括空間位置數據和屬性數據兩部分，相應地，數據庫檢索就可以依據實體的空間位置檢索或依據實體的屬性進行檢索?？臻g檢索包括 “圖示點檢索”、“圖示矩形檢索”和“區域檢索”，而“條件檢索”和“交叉條件檢索”則屬于屬性檢索。利用數據庫檢索這一功能檢索和提取數據中的地質信息。
（3）空間分析
空間分析包括以下3個內容：
①疊加分析。包括區對區疊加分析，區對線疊加分析，區對點疊加分析，點對線疊加分析等。
②緩沖區（Buffer）分析。包括點緩沖區分析，線緩沖區分析，區緩沖區分析。
③多層立體疊加。
（4）屬性分析
包括為單屬性統計分析、單屬性累計直方圖、單屬性累計頻率直方圖、單屬
性分類統計、單屬性基本初等函數變換、雙屬性累計直方圖、雙屬性累計頻率直
方圖、雙屬性分類統計、雙屬性四則運算等。
（5）數據輸出
數據庫中單表、雙表、多表的單項數據、雙項數據、多項數據的單向和多向輸出和多組合輸出。這項功能的完成有賴于上述各項任務的完成程度，其目的是使用數據庫中裝載的數據來完成某項任務或為某項任務提供數據。
4 結論與建議
本文主要論述了基于GIS的巖土工程數字化系統涉及到的相關理論知識，如地理信息系統理論、地質統計學、土性相關距離理論、地質建模技術、巖土工程數據庫技術等，在此基礎上，對基于GIS的巖土工程數字化系統進行了研究，提出以下建議：
1、在巖土工程建模中沒有考慮斷層、透鏡體等地質現象的影響，巖土工程
地質模型有一定的局限性。為解決此問題，其中重要的環節是獲取研究區域關于
這方面的實際資料，通過知識反饋不斷來修正工程地質模型。
2、將研究區域當成一個統一體來看待的，沒有區分不同地質單元的差別，如河流、湖泊與陸地的差別，這個問題的解決，應當通過劃分區塊，將不能統一對待的區域從研究區剔除出來。但這樣做，會引起另外一個問題，就是研究區域在平面上就不是連續的，在插值計算時會有突變現象發生。對此問題的研究有待加強。
3、在地質物理力學性質指標的統計計算中是將研究區域作為一個區域體來看待的，而實際上往往是一個大區域在物理力學性質指標上可以劃分為幾個小區域。對此問題的解決首先確定小分區的邊界，然后對每個小分區單獨進行統計。
作者簡介：趙斌，男，1982年生，2006年7月畢業于沈陽農業大學水利學院，畢業后于遼寧省第五地質大隊工作，現主要從事巖土勘察工作。
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對地理信息科學的理解范文5
關鍵詞GIS網絡Web GIS歷程趨勢
1 GIS的概念
(1)GIS的定義
GIS即地理信息系統，是在計算機硬、軟件系統支持下，對現實世界(資源與環境)各類空間數據及描述這些空間數據特性的屬性進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統，它作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體的新興邊緣學科而迅速地興起和發展起來。地理信息系統中“地理”的概念并非指地理學，而是廣義地指地理坐標參照系統中的坐標數據、屬性數據以及以此為基礎而演義出來的知識。
(2)GIS的特點
為了滿足GIS對地球表面、空中和地下若干要素空間分布和相互關系的研究，GIS必須具備以下基本特點。
①公共的地理定位基礎
所有的地理要素，要按經緯度或者特有的坐標系統進行嚴格的空間定位,才能使具有時序性、多維性、區域性特征的空間要素進行復合和分解，將隱含其中的信息變為顯示表達，形成空間和時間上連續分布的綜合信息基礎,支持空間問題的處理與決策。
②標準化和數字化
將多信息源的空間數據和統計數據進行分級、分類、規格化和標準化，使其適應于計算機輸入和輸出的要求，便于進行社會經濟和自然資源、環境要素之間的對比和相關分析。
③多維結構
在二維空間編碼基礎上，實現多專題的第三維信息結構的組合，并按時間序列延續，從而使它具有信息存貯、更新和轉換能力，為決策部門提供實時顯示和多層次分析的方便。這顯然是常規二維或二維半的地形圖所不具備的。
④具有豐富的信息
GIS數據庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關的其它信息，如人口分布、環境污染、區域經濟情況、交通情況等。紐約市曾經對其數據庫進行了調查，發現有80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關。
(3)GIS與其它系統的區別
GIS有別于DBMS(數據庫管理系統)。GIS具有以某種選定的方式對空間數據進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數據管理，這種能力使用戶能得到關于數據的知識，GIS是能對空間數據進行分析的DBMS,GIS必須包含DBMS。
GIS有別于MIS(管理信息系統)。GIS要對圖形數據和屬性數據庫共同管理、分析和應用。MIS則只有屬性數據庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢，沒有拓撲關系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS,MIS在概念上更接近DBMS。
GIS有別于地圖數據庫。地圖數據庫僅僅是將數字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數據和屬性數據進行深層次的空間分析和提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數據源。
GIS有別于CAD系統。二者雖然都有參考系統，都能描述圖形，但CAD系統只處理規則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。
(4)GIS的應用
GIS是一門以應用為目的的信息產業，其應用可以深入到各行各業、千家萬戶，形成諸如資源與環境GIS,災害監測與防治GIS,農林牧副漁GIS,工商經營管理GIS,國民經濟運營、交通管理和規劃GIS,城市管理、運行和規劃GIS,工礦生產管理GIS及各部門辦公GIS等。據調查統計，美國有84%的聯邦政府機構在辦公室中正在使用和將要使用GIS技術，有7萬個以上的地方和州政府部門使用GIS技術。是否具備和使用先進的城市地理信息系統,已成為衡量一個城市管理水平和投資環境的重要標志。在我國，沙市、常州、海口、深圳、北京、上海、天津、廈門等城市已建立具有一定規模的城市信息系統，一些GIS技術開發公司在一些城市的大街上設置了旅游線路查詢信息系統，并己成為市政建設的一個內容。
進入90年代，隨著GIS產業的建立和數字化信息產品在全世界的普及,GIS將逐漸成為信息產業的主流。
2 GIS發展歷程
(1)GIS的產生
國外不少人認為，19世紀以來普遍應用的地圖和專題圖就是一種模擬式的地理信息系統。照此定義，我國地理信息系統的產生可追溯到宋代的地理圖碑，它刻繪了山脈、長江、黃河、長城以及全國各級行政機構，是宋代的中國地圖。
到本世紀50年代，隨著電子計算機科學的興起和它在航空攝影測量學與地圖制圖學中的應用以及政府部門對土地利用規劃與資源管理的要求，使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯、處理各種與空間和地理分布有關的圖形和有屬性的數據，并通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務，這才導致了現代意義上的地理信息系統的問世。
1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數據庫，隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發展土地信息系統(LIS)用于地籍管理。1963年，加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息這一術語，并于1971年建立了世界上第一個GIS――加拿大地理信息系統(CGIS),用于自然資源的管理和規劃。稍后，美國哈佛大學研究出SYMAP系統軟件。由于當時計算機水平的限制，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，地學分析功能極為簡單。與此同時，國外許多與GIS有關的組織和機構紛紛建立。例如，美國1966年成立了城市和區域信息系統協會(URISA),1969年又建立起州信息系統全國協會(NASIS):國際地理聯合會(IGU)于1968年設立了地理數據收集和處理委員會(CGDSP)。這些組織和機構的建立為傳播GIS知識、發展GIS技術起了重要的推動作用。
(2)GIS的發展
進入本世紀70年代以后，由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展，促使GIS朝著實用方向迅速發展，一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。例如，從1970年至1976年，美國地質調查局就建成50多個GIS,加拿大、聯邦德國、瑞典和日本等國也相繼發展了自己的GIS。與此同時，一些商業公司開始活躍起來，軟件在市場上受到歡迎，許多大學和研究機構開始重視GIS軟件設計及應用的研究。
80年代，由于計算機行業推出了圖形工作站和PC機等性能價格比大為提高的新一代計算機，為GIS普及和推廣應用提供了硬件基礎。GIS軟件的研制和開發也取得了很大成績，涌現出一些有代表性的GIS軟件，如Arc/Info、Genamap、MGE、Cicad、System9等。GIS的普及和推廣應用又使得其理論研究不斷完善，使GIS理論、方法和技術趨于成熟，開始有效地解決全球性的難題，例如全球沙漠化、全球可居住區的評價、厄爾尼諾現象、酸雨、核擴散及核廢料等問題。
我國GIS的起步較晚，到70年代末才提出開展GIS研究的倡議。進入80年代后迅速發展，在理論探索、規范探討、實驗技術、軟件開發、系統建立、人才培養和區域性試驗等方面都取得了突破和進展。一些有遠見的地方政府也開始投資建立本地的G1S,在GIS應用日益活躍的今天，諸如沙市這樣名不見經傳的中小城市，由于GIS起步早而譽冠全國。80年代末，武漢測繪科技大學在攝影測量與遙感專業的基礎上建立了信息工程專業，使我國GIS基本人才的培養納入了正軌。1994年4月，我國專門成立了“中國GIS協會”,此后又成立了“中國GIS技術應用協會”,加強了國內各種GIS學術交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版權的GIS軟件。
3 GIS的發展趨勢
GIS正朝著一個可運行的、分布式的、開放的、網絡化的全球GIS發展。
(1)GIS與其它學科結合更加緊密，應用更加廣泛3S(地理信息系統GIS、遙感RS、全球定位系統GPS)或5S(前面3S加上數字攝影測量系統DPS、專家系統ES)的集成，使得測繪、遙感、制圖、地理、管理和決策科學相互融合，成為快速而實時的空間信息分析和決策支持工具，使GIS廣泛用于交通、環保規劃、公安偵破、車船自動駕駛、大田農作物因地施肥、科學耕種和海上捕魚等。不管是在3S還是5S的集成概念中，“3”和“5”己不是一個確切的數字概念，它們是泛指多個系統。3S和5S強調的是“l+l>2”,有了這個觀念，我們就可以將GIS與其它可以結合的任何學科進行集成研究，輸出方式更直觀，以滿足人們生產、生活的各種需求，使人們可以合理利用資源、保護環境，實現人類可持續性發展。事實上，GIS己涉及到社會科學、自然科學的許多領域，因此，我們還可以得出這樣的結論，GIS必將發展成為集社會科學、自然科學于一體的全球性、綜合性巨型軟科學。
(2)基于因特網的WebGIS是下階段GIS發展的一個主流
從GIS發展的歷程來看，GIS每一次大的發展都與計算機發展水平有關,今后仍將是這樣。如今計算機網絡的興起和迅速發展，信息高速公路的建設，為GIS的新發展鋪設了通行無阻的金光大道。由于地理信息和大量的空間數據都是以文字、數字、圖形和影像方式表示的，將它們數字化，送入電子計算機，便可方便、快速和及時地將地理信息傳送到需要的地方去，以發揮地理信息在國民經濟建設、國防建設和文化教育等行業中的應用價值。而GIS工作者則需研制一個萬維網上的GIS和GIS瀏覽器(即視窗GIS),使億萬網民隨時根據需要來查詢GIS。
(3)空間數據基礎設施建設
“數字地球”一詞已在世界廣為提及，但很多人并不理 解它的真正含義,僅僅把它理解成全球各零散的數字信息在因特網上的流通。按照美國副總統戈爾在闡述“數字地球”概念時所舉的例子不難理解，它實際上就是一個GIS。要實現地球數字化必須有數據基礎，數字地球的基礎是空間數據基礎設施?？臻g數據基礎設施建設包括空間數據服務體系、空間數據交換網站、數字地球空間數據框架和空間數據標準體系的建立。要在今后做到“秀才不出門，便知天下事”,做到網上“逛商場”,空間數據基礎設施建設必須要搞好。
(4)組件式GIS的研究
建立一個小型的GIS己不是一兩個人所能完成的，數字地球的建立更是一個極為龐大的工程，需要全世界各地的人們參與。因此，把龐大的GIS軟件系統分解成可按應用需要組裝成“定做系統”的GIS “元件”,怎樣將這些GIS“元件”通過標準的系統環境(如OLE和OpenDOC)與其它非GIS的“元件”嵌接，有效地實現系統合成，自然就成了GIS的研究方向。一旦實現了這一步，全世界的人都可以參與GIS的建設，完善數據庫，建立豐富的元件庫，用戶可根據需要拼裝調用。這種組件式的GIS的各元件或數據應該是分布式的存貯，通過分布式對象管理系統進行管理。
(5)與多媒體技術的結合
多媒體技術正在進入GIS中，以改善GIS的數據采集、數據處理以及成果表達與輸出的效能，發揮聲、像等多媒體的應用。目前，圖形圖像的立體顯示己成功地融入數字攝影測量系統(DPS)中，DPS與GIS的集成和多媒體技術的應用將把我們感興趣的東西變成一個虛擬實體，我們可以通過GIS的輸出系統用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等來感知它。
4 GIS面臨的問題
(1)認識問題
國家和地方政府對GIS建設的基礎投資太少，沒有從戰略上提出一個GIS發展構想，沒有把GIS建設提到一個應有的高度。而在美國，信息高速公路、數字地球卻是總統、副總統提出，并以政府文件形式下達。科索沃戰爭給我們一個警示，必須高度重視GIS的作用。
（2)人才問題
GIS產業對人才不僅有一個量的要求，還要有一個質的要求，這種人才不僅要有過硬的專業知識，還要有廣博的知識面，不僅要懂得自然科學知識,還要懂得相當的社會科學、軟科學知識。政府部門要擁有高素質的GIS人才,才能有效地利用GIS進行管理和決策。
(3)數據質量問題
影響GIS數據質量的因素千頭萬緒，名目繁多，存在許多不確定性，導致數據質量不好控制，給建庫帶來很多不便。進入數據庫的數據質量過高,則是浪費;反之，質量偏低，則達不到要求，可能造成嚴重的后果，把握適度質量有一定難度。
(4)安全問題
特別是基于因特網的GIS,要非常注意數據的保密性。而GIS中龐大的數據要逐一核實其對外是否符合國家安全是一件很困難的事，一旦出了問題，可能造成嚴重后果。
對地理信息科學的理解范文6
關鍵詞：GIS技術，城市規劃；運用
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
一、GIS技術的優勢及常規應用
地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，也有稱GIS為“地理信息科學”（Geographic Information Science）。GIS系統構成如下圖所示。
地理信息系統（GIS）技術能夠應用于科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如，一個地理信息系統(GIS)能使決策者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間，或利用GIS系統來發現那些需要保護不受污染的濕地。
國家測繪地理信息局日前印發了《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》，目標是到2015年，建成數字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規劃還提出，爭取把地理信息產業納入國家戰略性新興產業規劃。
二、GIS技術在廣西城市規劃中的應用發展情況
廣西大地測量基準成果管理與服務系統，是一個以GPS、GIS、計算機、互聯網技術為支撐，采用B/S架構集成了大地測量基準成果地理位置（概略坐標）在線查詢、動態和事后三維基準傳遞、運行信息實時等功能于一體的大地基準成果信息化管理與服務系統。
廣西測繪局將廣西現有的傳統大地測量成果和現代空間定位框架動態基準成果集成一體，搭建基于Web Service技術的、穩定可靠、快速便捷的測繪基準成果信息化管理與服務平臺，為用戶提供一站式成果服務，逐步改變傳統大地測量成果被動式的服務模式。
三、GIS技術對規劃決策的影響及決定性作用
由于目前的城市規劃，涉及的內容及關聯項目較多，比如各類電力、燃氣、通訊、供熱市政線路管道，以及鐵路、高架線路、國防設施等分屬不同政府部門管轄的規劃及設置等等，一旦缺失其中一方面的考慮，則會造成規劃審批的決策性錯誤。比如說南寧市已經主體建設完畢的南寧市凌鐵大橋，由于在城市規劃以及協調各方原則性同意時未獲得統一意見，導致江北部分的引橋方案屢次變更都無法進行，工程建設擱置多年。因此，為了避免類似于由于規劃因素考慮不周導致的規劃缺憾，在制定以及編制規劃之前，需要使用GIS來對用地進行數據的疊加分析，要建立模型對項目選址的決策進行精確地計算和評估。
四、GIS技術在城市規劃中的決策與運用技巧
1、GIS 技術與辦公自動化系統緊密結合，提高數據流轉的高效性。
城市規劃決策及管理工作規模宏大信息數據駁雜，因此必須根據其特點監理相應的辦公自動化信息處理系統，并且建立以GIS 技術為核心的集成系統來實現整個城市規劃管理工作的自動化。相關的規劃審批文檔資料和網絡數據傳輸等方面的工作應當采用GIS 作為整個系統的技術核心，城市規劃管理所需的所有數據及操作應該完全地融于一個自動化的工作流程之中，通過工作流引擎以統一的界面將不同的工作內容送至每個相關操作人員。
2、建立以GIS技術為基礎的城市規劃數據一體化管理體系，并實現并聯。
城市規劃的圖形數據、屬性數據以及各種文檔資料在實質上存在著緊密聯系，在進行規劃及設計決策時，只有建立在充分的數據系統上，才能避免缺漏和不恰的情況出現，而這一切的實施，都必須在一個以GIS技術為基礎的城市規劃數據一體化管理體系中才能實現。而這個一體化系統，必須實現及時的數據更新及轉換，才能保證整個系統的先進性、高效性和實用性。
3、全面而規范的數據組織及管理是決策的基礎。
城市規劃工作基本上是建立在對地圖的處理模式上的，目前城市規劃管理信息系統的主要數據源也主要是各種紙質地圖及其相應屬性數據，通過數字化存入計算機，系統根據數據采集的對象和手段來設計數據組織與處理模式，都是面向地圖的。因此，應該考慮改變以地圖為基礎的模式，直接面向客觀世界中的空間實體及其相互之間的關系，在人們感興趣的范圍內進行計算。城市規劃信息系統建設的核心是數據問題。在數據組織上應該突破原有的實體點線面、圖層、地圖和圖庫的結構，直接面向空間區域或空間實體集合，從中處理面向城市規劃的信息數據。
五、基于GIS技術的城市規劃空間決策應用模型
從目前大多數GIS 在城市規劃行業的應用情況來看，運用最多的還是空間數據獲取、存儲、查詢、顯示、制圖、制表等工作上，只是通過GIS 的空間分析功能對城市信息進行簡單的分析得出結果，缺少對復雜空間問題決策的有效支持能力。而空間決策支持系統能幫助決策者從錯綜復雜、撲朔迷離的現象中抓住本質、理清頭緒、明確自己的主要任務和目標：自主、靈活地生成各種解決問題的方案，研究和比較它們的利弊與矛盾，進而找出切實可行的解決辦法，采取相應的措施與行動。
在城市規劃管理業務中，審批的首要依據是對規劃設計方案的審核。通過對審批項目的規劃設計方案的各項經濟技術指標的計算，確認是否符合整個城市的總體規劃的要求，同時符合我國城市規劃法律法規的相關規定，為城市規劃管理部門提供科學的決策依據。在進行空間輔助決策業務的工作中，根據工作的需要提取特定決策模型，利用GIS 的空間分析、海量數據檢索得到決策分析結果，同時利用三維景觀技術真實模擬實際場景，為決策者提供更為逼真的決策效果。
在建立模型時，首先充分理解和分析決策模型的知識內容，逐步分解成每一個細致的知識點，然后針對每一個知識點賦予相應的決策算子，最終形成決策模型數據庫。在實施空間輔助決策工作中，決策平臺提供數據輸入、數據處理、提取模型、決策運算、結果表達幾個步驟，逐步建立空間輔助決策工作規范化操作流程。在設計方案的審批決策中，首先定義規劃設計方案的圖檔標準，結合空間輔助決策平臺操作流程，在數據輸入階段，決策平臺提供自動識別設計方案的所有信息的接口，在數據處理階段時對設計方案的數據進行整理，對方案中的各個要素進行分類，在決策運算階段時提取方案指標計算模型，通過模型中的各個決策知識點自動計算方案的各項經濟技術指標，如：容積率、綠地率、建筑密度、日照時間等，最后對運算出來的結果與規劃的預計指標進行比較，濾出不符合的指標。 最后在結果表達階段，可以將輔助決策結果以多種形式表達出來，一種就是列出符合的指標項和不符合的指標項，使得決策者對設計方案的決策結果能清楚地識別，另外一種表現結果就是采用三維虛擬現實技術，將決策結果形成三維景觀，模擬反映設計方案的真實效果，使決策者更能直觀地了解設計方案的各項指標，從而準確發現設計方案的問題，及時完善。
六、結束語
城市規劃空間輔助決策軟件平臺的建立，為城市規劃管理中諸多決策任務提供更為科學準確的理論依據，通過建立和完善城市規劃通用模型，不僅可以規范空間輔助決策支持系統建設，而且可以推進城市信息共享，并且靈活運用其子系統能夠有效的解決不同行業、不同部門之間的差異問題。
參考文獻：
[1]朱光.城市規劃信息系統中的GIS 技術探討[J].測繪通報，2002（01）。
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