對地理信息科學(xué)的認(rèn)識精選(九篇)

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第1篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：GIS；發(fā)展；演化

一、前言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。其既是表示、模擬現(xiàn)實空間世界和進行空間數(shù)據(jù)處理分析的“工具”，也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”，同時還是一門關(guān)于空間信息處理分析的“科學(xué)技術(shù)”。

二、GIS的提出和迅速發(fā)展

50年代，由于電子計算機科學(xué)的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學(xué)中的應(yīng)用，使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計算機對數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務(wù)，這樣就導(dǎo)致了地理信息系統(tǒng)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?dāng)?shù)據(jù)庫，隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發(fā)展土地信息系統(tǒng)（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大測量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語，并建立了世界上第一個GIS—加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國哈佛大學(xué)研究出SYMAP系統(tǒng)軟件。但是，由于當(dāng)時計算機技術(shù)水平不高，存儲量小、磁帶存取速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，地學(xué)分析功能極為簡單。當(dāng)時的系統(tǒng)能實現(xiàn)手扶跟蹤數(shù)字化地圖，進行地圖數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉嫞址鶖?shù)據(jù)的拼接，并發(fā)展了基于柵格的操作方法。

進入70年代以后，由于計算機硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大容量存取設(shè)備—磁盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強了人機對話和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發(fā)展。一些發(fā)達國家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。GIS這一技術(shù)成為一個引人注目的領(lǐng)域。

三、80年代的GIS—地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）

80年代是GIS在理論、方法和技術(shù)上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計算機，特別是微型計算機和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)，為計算機的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計算機網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外，軟件開發(fā)工具的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的推廣，推動了GIS的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術(shù)的進一步發(fā)展，并逐步走向成熟。GIS的應(yīng)用從解決基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃（如道路、輸電線等）轉(zhuǎn)向更加復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)問題。當(dāng)時，GIS已跨越國界，在全世界范圍內(nèi)全面推廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，并與衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合，開始應(yīng)用于全球性的問題（如全球變化、全球沙漠化監(jiān)測等）。因此，國際著名的GIS專家，即前面提到的R.T.Tomlinson認(rèn)為：“如果70年代是GIS發(fā)展的鞏固時期，那么80年代則是國際上GIS發(fā)展具有突破性的年代”。這個時期，GIS還保留有地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）的含義和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）

地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了人類處理和分析大量有關(guān)地球資源、環(huán)境、社會與經(jīng)濟數(shù)據(jù)的能力，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的進一步發(fā)展則必須以地球信息機理理論為基礎(chǔ)。陳述彭院士在論述地理信息系統(tǒng)發(fā)展時強調(diào)了對于地球信息基礎(chǔ)理論的研究，并指出地球信息基礎(chǔ)理論的實質(zhì)內(nèi)容：地理信息系統(tǒng)已不僅僅限于物質(zhì)流與能量流的信息載體，而且包括研究地學(xué)信息流程的動力學(xué)機理與時空特征、地學(xué)信息傳輸機理及其不確定性(多解)與可預(yù)見性等；并認(rèn)為：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于這個Info還包括很多地學(xué)規(guī)律，其分析模型必須以地學(xué)為基礎(chǔ)。

Goodchild于1992年提出地理信息科學(xué)(Geographic information Science)的概念。地理信息科學(xué)主要研究在應(yīng)用計算機技術(shù)對地理信息進行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題，如數(shù)據(jù)的獲取和集成、分布式計算、地理信息的認(rèn)知和表達、空間分析、地理信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地理數(shù)據(jù)的不確定性及其對于地理信息系統(tǒng)操作的影響、地理信息系統(tǒng)的社會實踐等。地理信息科學(xué)的提出是地理信息系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展到相當(dāng)水平后的必然要求，它是在人們不再滿足于僅僅利用計算機技術(shù)來對地理信息進行可視化表達及其空間查詢，而強調(diào)地理信息系統(tǒng)的空間分析和模擬能力時產(chǎn)生的；它在注重地理信息技術(shù)發(fā)展的同時，還注意到了與地理數(shù)據(jù)、地理信息有關(guān)的其他一些理論問題，如地理數(shù)據(jù)的不確定性、地理信息的認(rèn)知以及社會對于地理信息技術(shù)運用于實踐的認(rèn)可等。由此可見，地理信息科學(xué)在地理信息技術(shù)研究的同時，還指出了對于支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論研究的重要性。 世紀(jì)之交，由于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，加上航空和航天遙感、全球定位系統(tǒng)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(Internet)和地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展及其相互間的滲透和整合，逐漸形成了以地理信息系統(tǒng)為核心的地球空間信息集成化技術(shù)系統(tǒng)，為解決區(qū)域范圍更廣、復(fù)雜性更高的現(xiàn)代地學(xué)問題提供了新的分析方法和技術(shù)保證；同時，這些現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合發(fā)展及其應(yīng)用的日益深廣，掀起了全球變化研究與對地觀測計劃的新高朝，于是時勢造英雄，促使一門新興的交叉學(xué)科“地理信息科學(xué)”的脫穎而出。這個時期，GIS己經(jīng)漸變地含有地理信息科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）的含義和意思。

五、現(xiàn)在的GIS—地理信息服務(wù)(Geographic Information Service，GIS)

近年來，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和地球數(shù)字化產(chǎn)品的普及應(yīng)用，GIS的發(fā)展進入到各行各業(yè)乃至各家各戶的用戶時代，成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。這個時期，社會對GIS的認(rèn)識普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系統(tǒng)已成為許多機構(gòu)（特別是政府決策部門）必備的工作和決策咨詢系統(tǒng)。國家級乃至全球級的地理信息系統(tǒng)已成為公眾關(guān)注的問題，地理信息系統(tǒng)已被列入“信息高速公路”計劃，也是美國前副總統(tǒng)戈爾提出的“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的重要組成部分。地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用正逐步形成行業(yè)，具備了走向產(chǎn)業(yè)化的條件。

近來，個人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移動電話的普及給新的應(yīng)用創(chuàng)造了許多機會。這樣的應(yīng)用有流動工作人員和基于位置服務(wù)。流動工作人員，顧名思義，他們工作在遠(yuǎn)程位置，如客戶處、分公司或者野外現(xiàn)場。這些工作人員經(jīng)常要為完成某項任務(wù)下載一段所需的數(shù)據(jù)，在遠(yuǎn)端使用這段數(shù)據(jù)，然后在每天工作結(jié)束的時候?qū)⒏膭痈拢ㄍ降兀┑街鲾?shù)據(jù)庫上。這種場景的一個重要方面是：客戶端保留有數(shù)據(jù)，并以離線方式在本地對數(shù)據(jù)進行操作?；谖恢梅?wù)的使用是近年來出現(xiàn)的一個重要趨勢，這類服務(wù)徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用，可以很容易確定任何一個客戶/使用者的精確位置，并根據(jù)用戶的地理位置提出最佳解決方案。基于位置服務(wù)的影響和重要性促使開放GIS協(xié)會（Open GIS Consortium，OGC）提出了開放位置服務(wù)（Open Location Service，OpenLS），希望能夠?qū)⒌乩砜臻g數(shù)據(jù)和地理操作的資源集成到位置服務(wù)和電信基礎(chǔ)設(shè)施中去。美國聯(lián)邦政府已于2001年10月頒布了規(guī)定：所有蜂窩電話的位置在67%的使用時間里必須是可追蹤的，追蹤精度為 125米。這樣，一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念，與此同時，對于空間技術(shù)的需求卻在不斷增長。位置服務(wù)（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通過固定或移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送GIS功能和基于位置信息，從而在任何時間應(yīng)用到任何人、任何位置和任何設(shè)備上。當(dāng)前，LBS已成為科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)展和市場開拓領(lǐng)域共同的熱點話題。此時，GIS已朝著地理信息服務(wù)(Geographic Information Service，GIS)的方向發(fā)展。

六、結(jié)　論

第2篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：一帶一路；西部；地理信息科學(xué)

引言

2015年3月，國家發(fā)改委、外交部以及商務(wù)部在海南博鰲亞洲論壇上聯(lián)合了《推動共建絲綢之路經(jīng)濟帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動》（以下簡稱《愿景與行動》）[1]，標(biāo)志著中國的“一帶一路”戰(zhàn)略正式進入全面推進與建設(shè)階段，已經(jīng)成為繼“西部繼續(xù)開發(fā)開放、東部轉(zhuǎn)型走出去”之后，我國在新的歷史時期提出的持續(xù)開放的新戰(zhàn)略。事實上，“一帶一路”戰(zhàn)略并非偶然之舉，而是世界經(jīng)濟格局變化和經(jīng)濟全球化深入發(fā)展的必然結(jié)果，同時也是一個具有高度空間選擇性的戰(zhàn)略概念[2]?！耙粠б宦贰睆娬{(diào)經(jīng)濟要素的自由流動、資源的高效配置以及市場深度的融合，傳遞一種合作、發(fā)展與共贏的理念[3]。然而，長期以來，國內(nèi)對“一帶一路”沿線國家的研究與認(rèn)識相對不足，對相關(guān)國家的基本國情、資源環(huán)境、社會經(jīng)濟概況等數(shù)據(jù)信息的了解也是零散殘缺的，這種狀態(tài)不利于“一帶一路”的合作建設(shè)與共同發(fā)展。

地理信息科學(xué)（GIS）通過數(shù)字技術(shù)來描述與表達現(xiàn)實空間，與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）共同構(gòu)成了地理信息的3S技術(shù)，形成了對地球的數(shù)字模擬，使我們首次實現(xiàn)了足不出戶的了解地球。“一帶一路”在政策、經(jīng)濟、文化、環(huán)境等多方面均面臨挑戰(zhàn)，亟待利用地理信息科學(xué)技術(shù)開展對“一帶一路”國家的相關(guān)研究。同時，西部地區(qū)作為“一帶一路”戰(zhàn)略的橋頭堡，其整體教育水平與我國東部地區(qū)仍然存在一定的差距。GIS是近幾十年發(fā)展起來的新興綜合性學(xué)科，在當(dāng)前信息化潮流中，“一帶一路”戰(zhàn)略的實施能夠促進我國西部地區(qū)GIS人才培養(yǎng)的跨越式發(fā)展?；诖?，本文從“一帶一路”的戰(zhàn)略角度出發(fā)，探討地理信息科學(xué)教育的新思路，為我國西部地區(qū)GIS及相關(guān)學(xué)科的教學(xué)提供理論參考。

“一帶一路”戰(zhàn)略與西部發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系

中國西部是“一帶一路”戰(zhàn)略的重點區(qū)域，在《愿景與行動》中已經(jīng)突出強調(diào)了西北地區(qū)作為絲綢之路經(jīng)濟帶上重要的交通樞紐作用，建成面向中亞、南亞、西亞國家的通道、商貿(mào)物流樞紐、重要產(chǎn)業(yè)與人文交流基地。西南地區(qū)是形成21世紀(jì)海上絲綢之路與絲綢之路經(jīng)濟帶有機銜接的重要門戶。隨著一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略的實施，西部地區(qū)將成為我國對外開放的前沿，兩者的內(nèi)在聯(lián)系突出表現(xiàn)在以下幾個方面。

西部將成為開放前沿

近年來，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施的深入，西部地區(qū)發(fā)展顯著加快。2014年，國務(wù)院相繼批復(fù)設(shè)立陜西西咸新區(qū)、貴州貴安新區(qū)以及成都天府新區(qū)三個國家級新區(qū)。目前，我國西部地區(qū)的國家級新區(qū)已達到5個，分別位于重慶（2010）、甘肅（2012）、陜西（2014）、貴州（2014）、四川（2014），體現(xiàn)出國家發(fā)展戰(zhàn)略的整體向西。然而，由于發(fā)展基礎(chǔ)、地理區(qū)位等限制，西部地區(qū)的整體發(fā)展與東部仍然存在一定的差距?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略將構(gòu)筑新時期我國對外開放的格局，是西部地區(qū)跨越發(fā)展的新契機。在“一帶一路”戰(zhàn)略的支持下，西部地區(qū)能夠形成貫穿中西的對外經(jīng)濟走廊，建立全方位對外開放格局，真正實現(xiàn)東部西部的均衡發(fā)展。

西部在“一帶一路”設(shè)施聯(lián)通中具有重要的區(qū)位優(yōu)勢

“一帶一路”以交通運輸為紐帶，貫穿亞歐非大陸，一頭是活躍的東亞經(jīng)濟圈，一頭是發(fā)達的歐洲經(jīng)濟圈，中間廣大腹地國家發(fā)展?jié)摿薮螅瑢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求旺盛?！耙粠б宦贰钡年P(guān)鍵是交通節(jié)點的打造以及交通服務(wù)的一體化，通過促進互聯(lián)互通以及通關(guān)便利化，能夠大力開拓“一帶一路”沿線國家的市場，發(fā)展運輸服務(wù)貿(mào)易。西部地區(qū)在“一帶一路”的設(shè)施聯(lián)通中具有重要及獨特的區(qū)位優(yōu)勢，如從重慶出發(fā)，經(jīng)西安、蘭州、烏魯木齊到達俄羅斯、白俄羅斯、波蘭、德國、比利時的渝新歐國際鐵路，一直由于鐵路軌距等原因，造成運輸線路的長期不通暢。因此，設(shè)施聯(lián)通需要因地制宜，充分考慮沿線國家多沙漠戈壁、高山峻嶺的實際環(huán)境情況，開發(fā)具備高技術(shù)含量、統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)施聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)“一帶一路”區(qū)域交通一體化。

西部是“一帶一路”能源開發(fā)與合作的重要契合點

我國所在的東北亞地區(qū)是全世界能源需求量最大的地區(qū)之一，能源領(lǐng)域的合作是一帶一路的重點區(qū)域?！耙粠б宦贰毖鼐€國家資源要素稟賦各異，與西部地區(qū)眾多產(chǎn)業(yè)存在優(yōu)勢互補與互利共贏的合作空間。目前，我國油氣資源進口的主要通道是馬六甲海峽，存在一定的能源安全隱患?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略將廣泛聯(lián)系沿線國家，構(gòu)建我國的陸上能源通道。通過尋找與沿線國家合作的契合點，加強能源資源深加工技術(shù)及傳統(tǒng)能源資源勘探開發(fā)合作，形成能源資源合作上下游一體化產(chǎn)業(yè)鏈。

西部地理信息教育融入“一帶一路”戰(zhàn)略的思路

“一帶一路”跨越亞、歐、非三大洲，沿線包括60余個國家40多億人口，存在涉及國家多、面積廣、氣候類型多樣等情況，在該區(qū)域內(nèi)開展交通基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟貿(mào)易、資源開發(fā)、跨境生態(tài)環(huán)境保護、旅游文化等合作，必須充分利用現(xiàn)代化GIS與遙感技術(shù)，克服地理時空距離等方面的障礙和限制[4]。另一方面，通過GIS的廣泛應(yīng)用，能夠獲得包括整個區(qū)域的基礎(chǔ)地理、自然資源、生態(tài)環(huán)境、人口與社會經(jīng)濟等的空間分布格局、規(guī)模數(shù)量、構(gòu)成質(zhì)量以及時空分異和變化規(guī)律等第一手的信息，以研究市場資源要素之間的相關(guān)關(guān)系和影響機制，支撐區(qū)域重大建設(shè)工程的實施。

國家測繪地理信息局副局長李朋德指出：“一帶一路”需要地理信息作為支撐，以實現(xiàn)“一帶一路”各類信息的空間化集成。因此，在“一帶一路”背景下，西部的地理信息科學(xué)教育是“一帶一路”戰(zhàn)略發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。同時，考慮到GIS專業(yè)的學(xué)科交叉屬性以及較強的技術(shù)性與實踐性，西部的GIS教育面臨著新的挑戰(zhàn)與機遇。鑒于此，作者提出以下西部GIS教育的新思路。

1.強化GIS的基礎(chǔ)教育屬性

地理信息通過空間視角，將自然環(huán)境與人類活動聯(lián)系起來，并應(yīng)用圖形進行空間表達。近年來，GIS的引用領(lǐng)域已經(jīng)突破了地理界線，并迅速滲透到各行各業(yè)中?；诖?，GIS的教育中需要充分考慮“一帶一路”戰(zhàn)略的需求，強化GIS的基礎(chǔ)教育屬性，強調(diào)相關(guān)專業(yè)的空間思考能力。事實上，GIS是一門面向應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科。因此，各個與空間相關(guān)的專業(yè)，包括政府公共管理、城市規(guī)劃、資源開發(fā)利用等均存在著GIS教育的需求，以協(xié)助解決各專業(yè)中相關(guān)的自然環(huán)境、社會經(jīng)濟等問題。因此，有必要在這些相關(guān)專業(yè)中增加GIS原理與應(yīng)用、遙感基礎(chǔ)原理等課程，讓相關(guān)專業(yè)學(xué)生認(rèn)識GIS、了解GIS，以適應(yīng)“一帶一路”戰(zhàn)略發(fā)展的需求。

2.以應(yīng)用為導(dǎo)向，著重解決實際問題

在GIS教學(xué)中，充分考慮到GIS面向應(yīng)用的屬性，強調(diào)GIS理論與應(yīng)用的結(jié)合。如“一帶一路”戰(zhàn)略中的設(shè)施聯(lián)通必然涉及交通道路的規(guī)劃及設(shè)計等。在此過程中，每一個階段均涉及大量的GIS應(yīng)用。以道路規(guī)劃為例，GIS的多源數(shù)據(jù)處理與空間分析能力使其具備獨有的優(yōu)勢。在路網(wǎng)規(guī)劃中需要涉及多種空間與屬性信息，如土地利用、植被覆被、地形、人口及經(jīng)濟等，而GIS與遙感能夠獲取這些信息的第一手資料。進一步利用GIS建立數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)需求創(chuàng)建相關(guān)的專題地圖，能夠極大地提升工作效率，豐富數(shù)據(jù)的表達形式，是實施“一帶一路”戰(zhàn)略的重要科技參考。然而，目前西部的GIS培養(yǎng)過程中覆蓋面廣、專業(yè)性強、教學(xué)板塊多，導(dǎo)致部分學(xué)生存在“什么都懂，什么都不會”的問題?；诖耍贕IS人才的培養(yǎng)中需要以具體應(yīng)用為導(dǎo)向，增加相關(guān)實踐課程，著重于綜合解決實際問題的培養(yǎng)。

3.以共享數(shù)據(jù)為切入點，強化區(qū)域遙感應(yīng)用

經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，相關(guān)地理信息空間數(shù)據(jù)尤其是遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過多平臺、多傳感器的長時間序列積累，GIS學(xué)科已經(jīng)積累了海量數(shù)據(jù)。地理信息空間數(shù)據(jù)作為一種數(shù)據(jù)資源，其繼承與共享受到國內(nèi)外的廣泛重視，如國內(nèi)的地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺已經(jīng)開展了相關(guān)的研究，整合了大量的地球信息科學(xué)數(shù)據(jù)資源。進一步考慮遙感科學(xué)的綜合性與可比性，在“一帶一路”地區(qū)開展基于遙感的國別研究，獲取相關(guān)區(qū)域的自然環(huán)境與社會經(jīng)濟資料，如利用基礎(chǔ)地理信息資料及相關(guān)遙感數(shù)據(jù)分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境歷史變遷、區(qū)域資源環(huán)境承載力及區(qū)域氣候條件與氣候變化等，均是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要參考。

結(jié)語

在信息資源日益豐富與信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，西部地區(qū)作為“一帶一路”戰(zhàn)略的橋頭堡，其地理信息教育具備趕超東部乃至國際先進水平的良好機遇。因此，需要相關(guān)科研與教學(xué)機構(gòu)從“一帶一路”的戰(zhàn)略需求出發(fā)，強調(diào)GIS學(xué)科在不同專業(yè)中的基礎(chǔ)屬性，以應(yīng)用為導(dǎo)向，以相關(guān)共享的地學(xué)數(shù)據(jù)為切入點，強化區(qū)域遙感應(yīng)用，著重解決實際問題的培養(yǎng)，對于促進西部地理信息科學(xué)教育及服務(wù)社會可持續(xù)發(fā)展非常重要與迫切。

【基金項目：科技基礎(chǔ)性工作專項項目（2011FY110400）、重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目（cstc2014jcyjA90012）、重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項目（KJ130625）、重慶師范大學(xué)本科人才培養(yǎng)升級改革試點項目（02020307-0021）?！?/p>

參考文獻

[1] 國家發(fā)改委，外交部，商務(wù)部.推動共建絲綢之路經(jīng)濟帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動.北京：外交出版社.2015.

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[3] 劉衛(wèi)東.“一帶一路”戰(zhàn)略的科學(xué)內(nèi)涵與科學(xué)問題.地理科學(xué)進展，2015.34（5）：538-544.

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作者簡介：

第3篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：GPS、GIS、RS、3S;應(yīng)用與研究

3S（GPS、GIS、RS）集成技術(shù)在發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，空間技術(shù)的交叉滲透，信息科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，3S集成技術(shù)正在不斷的完善和發(fā)展，全球定位技術(shù)（GPS）、地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）等各種新技術(shù)在工程測量中得以應(yīng)用和研究。

一、工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）

GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分――GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分――地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分――GPS信號接收機。GPS接收機的改進，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展，使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

RTK（Real Time Kinematics，實時動態(tài)）技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺的載波上，再通過基準(zhǔn)站電臺發(fā)射出去;流動站在對GPS衛(wèi)星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準(zhǔn)站電臺發(fā)射的信號，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)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(shù)由基準(zhǔn)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(shè)各級控制點，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)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(biāo)，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(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進行施工放樣。因此，RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測量，地籍、房地產(chǎn)測繪、數(shù)字化測圖及施工放樣等各種工作中。

二、工程測量中的地理信息（GIS）技術(shù)

GIS是集計算機科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。

地理信息系統(tǒng)就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統(tǒng)，它不但能分門別類、分級分層的去管理上述信息；而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統(tǒng)還有一個特殊的"可視化"功能，就是通過計算機屏幕把所有的信息逼真地再現(xiàn)到地圖或遙感像片上，成為信息可視化工具，清晰直觀的表現(xiàn)出信息的規(guī)律和分析結(jié)果，同時還能動態(tài)的在屏幕上監(jiān)督"信息"的變化。總之，其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。

三、工程測量中的遙感（ RS）技術(shù)

遙感（RS）技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

遙感數(shù)據(jù)的處理――通常是圖像形式的遙感數(shù)據(jù)的處理，主要包括糾正（包括輻射糾正和幾何糾正）、增強、變換、濾波、分類等功能。

（一）圖像糾正圖像糾正是消除圖像畸變的過程，包括輻射糾正和幾何糾正。輻射畸變通

常由于太陽位置，大氣的吸收、散射引起；而幾何畸變的原因則包括遙感平臺的

速度、姿態(tài)變化，傳感器，地形起伏等，幾何糾正包括粗糾正和精糾正兩種，前

者根據(jù)有關(guān)參數(shù)進行糾正；而后者通過采集地面控制點（GCPs, Ground Control

Points），建立糾正多項式，進行糾正。

（二）增強增強的目的是為了改善圖像的視覺效果，并沒有增加信息量，包括亮度、

對比度變化以及直方圖變換等。

（三）濾波濾波分為低通濾波、高通濾波和帶通濾波等，低通濾波可以去除圖像中的

噪聲，而高通濾波則用于提取一些線性信息，如道路，區(qū)域邊界等。濾波可以在

空域上采用濾波模板操作，也可以在頻域中進行直接運算。

（四）變換包括主成分分析(Principal Component Analyst)，色度變換以及傅立葉

變換等，還包括一些針對遙感圖像的特定變換，如纓帽變換。

（五）分類 利用遙感圖像的主要目的是為了提取各種信息，一些特定的變換可以用于提取信息，但是最主要的手段則是通過遙感圖像分類(Classification)。

四、GIS與遙感的集成及具體技術(shù)

地理信息系統(tǒng)是用于分析和顯示空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，而遙感影象是空間數(shù)據(jù)的一種形式，類似于GIS中的柵格數(shù)據(jù)。因而，很容易在數(shù)據(jù)層次上實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與遙感的集成，但是實際上，遙感圖像的處理和GIS中柵格數(shù)據(jù)的分析具有較大的差異，遙感圖像處理的目的是為了提取各種專題信息，其中的一些處理功能，如圖像增強、濾波、分類以及一些特定的變換處理等，并不適用于GIS中的柵格空間分析，目前大多數(shù)GIS軟件也沒有提供完善的遙感數(shù)據(jù)處理功能，在一個遙感和地理信息系統(tǒng)的集成系統(tǒng)中，遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要信息來源，GIS則可以作為遙感圖像解譯的強有力的輔助工具，而遙感圖像處理軟件又不能很好地處理GIS數(shù)據(jù)，這需要實現(xiàn)集成的GIS。

在軟件實現(xiàn)上，GIS與遙感的集成，可以有以下三個不同的層次:1）分離的數(shù)據(jù)庫，通過文件轉(zhuǎn)換工具在不同系統(tǒng)之間傳輸文件；2）兩個軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示；3）集成的最高目的是實現(xiàn)單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統(tǒng)。

五、GIS與全球定位系統(tǒng)的集成及具體技術(shù)

GPS作為實時提供空間定位數(shù)據(jù)的技術(shù)，可以與地理信息系統(tǒng)進行集成，GPS與GIS集成也是最有發(fā)展前景的集成，也是最容易實現(xiàn)的集成。這種集成的主要思路是把DGPS的實時數(shù)據(jù)通過串口實時進入GIS中，然后對數(shù)據(jù)進行處理，如通過投影變換將經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)所采用的參照系中的坐標(biāo)，最后進行各種分析運算，其中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示以及數(shù)據(jù)存儲是其基本功能。

六、工程測量中的3S集成技術(shù)

3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的結(jié)合，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢， 3S集成不是GPS、GIS、RS的簡單組合，而是一種利用現(xiàn)代化技術(shù)、遙感技術(shù)、定位技術(shù)、圖像和圖像處理技術(shù)與計算機于一體，向GIS和RS數(shù)字圖像處理系統(tǒng)提供足夠的數(shù)量、精度、可靠性、完備性的空間數(shù)據(jù)，通過空間分析、預(yù)測、決策，確保地理系統(tǒng)問題的優(yōu)化、系統(tǒng)解決。3S集成是高度自動化、實時化、智能化對地觀測系統(tǒng)，并有自動、實時地采集、處理和更新數(shù)據(jù)的功能。單純從軟件實現(xiàn)的角度來看，開發(fā)3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實現(xiàn)技術(shù)方案是：通過支持柵格數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的處理分析操作以實現(xiàn)與遙感的集成，而通過增加一個動態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對于3S集成技術(shù)而言，最重要的是在應(yīng)用中綜合使用遙感以及全球定位系統(tǒng)，利用其實時、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力，降低應(yīng)用成本或者實現(xiàn)一些新的應(yīng)用。3S集成技術(shù)的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統(tǒng)，提高了人類認(rèn)識地球的能力；相應(yīng)地，它拓展了傳統(tǒng)測繪科學(xué)的研究領(lǐng)域。作為地理學(xué)的一個分支學(xué)科，Geomatics產(chǎn)生并對包括遙感、全球定位系統(tǒng)在內(nèi)的現(xiàn)代測繪技術(shù)的綜合應(yīng)用進行探討和研究。同時，它也推動了其它一些相聯(lián)系的學(xué)科的發(fā)展，如地球信息科學(xué)、地理信息科學(xué)等，它們成為“數(shù)字地球”這一概念提出的理論基礎(chǔ)。

第4篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：空間信息技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TP39 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0050-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]?？臻g信息技術(shù)是指采用現(xiàn)代探測與傳感技術(shù)、攝影測量與遙感對地觀測技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等為主要手段，研究地球空間目標(biāo)與環(huán)境參數(shù)信息的獲取、分析、管理、存儲、傳輸、顯示、應(yīng)用的一門綜合和集成的信息科學(xué)和技術(shù)[2]。

近年來，在物聯(lián)網(wǎng)概念及其應(yīng)用迅速發(fā)展的背景下，空間信息技術(shù)迎來了應(yīng)用與發(fā)展的新機遇，并逐漸顯示出了其在物聯(lián)網(wǎng)中的重要地位和不可替代的作用。探討空間信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用與應(yīng)用，對于促進多方的技術(shù)融合與協(xié)同發(fā)展的必要性日益顯現(xiàn)。

1 空間信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概況

1.1 空間信息技術(shù)的發(fā)展

空間信息技術(shù)是當(dāng)前人類獲取并處理大區(qū)域地球空間及其動態(tài)信息的唯一技術(shù)手段。隨著科技的進步，空間信息技術(shù)無論是在單項技術(shù)還是在綜合集成上，都得以飛速發(fā)展，尤其是在1998年戈爾提出“數(shù)字地球”概念后，世界各國均紛紛出臺相關(guān)的發(fā)展策略與長遠(yuǎn)規(guī)劃。目前，在空間信息獲取上，全球?qū)Φ赜^測能力不斷增強，人類逐步進入一個多源、多時相、全方位和全天候?qū)Φ赜^測的新時代；在空間定位技術(shù)上，則以GPS、GLONASS、伽利略和北斗星系統(tǒng)為代表，在靜態(tài)動態(tài)定位精度、運行可靠性以及實時數(shù)據(jù)上都得以改善與提高；在空間信息分析處理上，GIS作為集地理、測繪、計算機等多學(xué)科為一體的交叉綜合性學(xué)科快速發(fā)展，其以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進行數(shù)據(jù)的輸入、輸出、組織和管理，更關(guān)鍵的是GIS提供了對信息的認(rèn)識表達、綜合分析、理解決策等方面的技術(shù)和模型，具有強大空間數(shù)據(jù)處理與空間信息分析功能，業(yè)已成為地球空間信息科學(xué)的重要理論內(nèi)涵與技術(shù)手段，是空間信息技術(shù)深化應(yīng)用的核心，并向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、三維化以及智能化等方向發(fā)展。

在具體的應(yīng)用上，國內(nèi)外相繼開展了數(shù)字地球、智慧地球、數(shù)字區(qū)域、數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)等一系列研究。目前的應(yīng)用已走出軍事、測繪等傳統(tǒng)領(lǐng)域，進入經(jīng)濟社會發(fā)展各個領(lǐng)域，包括資源環(huán)境、城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程建設(shè)、交通、電力、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電信、商業(yè)、旅游、現(xiàn)代物流等領(lǐng)域以及大眾服務(wù)行業(yè)，并形成了規(guī)模強大的空間信息產(chǎn)業(yè)[3]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)理念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書 [4]。1998年，美國麻省理工大學(xué)（MIT）提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想。1999年，美國Auto-ID首先明確提出“物聯(lián)網(wǎng)”概念。2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》年度報告，正式將“物聯(lián)網(wǎng)”稱為“the Internet of Things”，并對物聯(lián)網(wǎng)概念進行了擴展 [5]。目前，國外對物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在美、歐、日、韓等少數(shù)國家。2008年，歐盟智慧系統(tǒng)整合科技聯(lián)盟（EPOSS）發(fā)表《2020的物聯(lián)網(wǎng)：未來藍(lán)圖》的報告。2009年，彭明盛提出“智慧地球”概念，美國總統(tǒng)奧巴馬就職后，將“智慧地球”提升為國家層級的發(fā)展戰(zhàn)略，從而引起全球關(guān)注。2009年6月，歐盟委員會提交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃》，隨后了其物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。日本政府自20世紀(jì)90年代中期以來相繼制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan 等多項國家信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府自1997年起出臺了一系列推動國家信息化建設(shè)的產(chǎn)業(yè)政策。我國也在2006年的《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》中將物聯(lián)網(wǎng)的核心傳感網(wǎng)列入重點研究領(lǐng)域。2009年，總理提出“感知中國”概念，并于2010年《政府工作報告》中指出要加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用，國家工業(yè)和信息化部門也把物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展作為國家信息產(chǎn)業(yè)確定的三大發(fā)展目標(biāo)之一。

與基礎(chǔ)性研究同步，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究也取得了一定的進展，在倉儲物流、假冒產(chǎn)品的防范、智能樓宇、路燈管理、智能電表、城市自來水網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療護理、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)的精確應(yīng)用、智能化專家管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)、生物信息和診斷系統(tǒng)、食物安全追溯系統(tǒng)等領(lǐng)域體現(xiàn)了極大的應(yīng)用價值，并將發(fā)揮巨大的潛在作用。

2 空間信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用

2.1 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供空間認(rèn)知的基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展，使得人們生活在一個由計算與通信技術(shù)構(gòu)成的信息空間與物理空間共存的空間中。在這個對偶空間中，既有存在從物理空間中獲取信息形成信息空間的組成過程，也有從信息空間向物理空間提供信息的反饋過程[6]。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要認(rèn)知物理空間，并促進兩個空間的深度融合，而對于物理空間的認(rèn)知與基準(zhǔn)問題則應(yīng)包括幾何、物理和時間基準(zhǔn)等內(nèi)容，這些也恰是空間信息技術(shù)研究的基本問題?？臻g信息技術(shù)在確定空間信息幾何形態(tài)和時空分布上的技術(shù)進步與應(yīng)用發(fā)展間接上奠定了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對于物理空間的認(rèn)知基準(zhǔn)。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化是任何行業(yè)發(fā)展必須面對的問題，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由于其自身綜合性、交叉性等特點，標(biāo)準(zhǔn)化問題尤為突出。而伴隨著空間信息技術(shù)發(fā)展形成的一系列空間信息標(biāo)準(zhǔn)，包括括數(shù)據(jù)的格式、精度、質(zhì)量以及信息的分類編碼、安全保密、技術(shù)服務(wù)等諸多方面的內(nèi)容可以直接被物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化所借鑒，至少在空間數(shù)據(jù)與信息上可以利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化成果。

2.2 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供實時與非實時空間信息

人們接觸的信息中約80%和地理位置相關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中空間信息更是占據(jù)重要地位，空間信息技術(shù)則可以為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供實時和非實時的空間信息。隨著3S技術(shù)（RS、GPS、GIS）的進步以及與信息、通信技術(shù)的結(jié)合發(fā)展，現(xiàn)已實現(xiàn)對于目標(biāo)的實時與非實時分類識別、跟蹤定位和監(jiān)測監(jiān)管。一方面，隨著制圖學(xué)與空間數(shù)據(jù)庫相關(guān)理論與技術(shù)的進步，業(yè)已形成多層次標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)地理信息平臺，并直接影響到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣度和深度[7]。另一方面，RS和GPS也是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)獲取相關(guān)空間信息的途徑之一。其中，RS作為宏觀觀測地球的手段，其數(shù)據(jù)的空間、時間、光譜、輻射分辨率不斷提高，數(shù)據(jù)傳輸與處理的實時性顯著增強，并積累了大量的歷史數(shù)據(jù)形成空間影像動態(tài)數(shù)據(jù)庫；GPS的定位精度和覆蓋范圍也不斷提升，且從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從單點到廣域，從事后處理到實時定位，足以為物聯(lián)網(wǎng)提供高精度的實時定位信息，另外，GPS還可以為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間信息。

2.3 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供空間數(shù)據(jù)的分析處理、集成管理與數(shù)據(jù)挖掘

物聯(lián)網(wǎng)本意是要將物體與物體通過傳感器、網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)合為有機整體，要將物體的特征特性轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)進行信息傳輸交流，這些數(shù)據(jù)具有異構(gòu)、分散、多源、海量和時空動態(tài)等相關(guān)特性，這給系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與管理帶來了挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須將繁雜的數(shù)據(jù)進行有效的集成聚合與分析處理，才能保證物體之間的信息交流。作為空間信息技術(shù)之一的地理信息技術(shù)則是空間信息的存儲、處理、分析、管理和應(yīng)用的核心技術(shù)，在數(shù)據(jù)存儲與管理方面，業(yè)已形成先進的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和成熟的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)；在數(shù)據(jù)的分析處理上，GIS有強大的空間數(shù)據(jù)處理能力，尤其在空間分析能力上更是其區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的顯著標(biāo)志。

空間分析是為獲取和傳輸空間信息而基于地理對象的位置及形態(tài)特征的分析與建模的系列技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特征要求其具有強大的空間分析能力，以達到對海量空間數(shù)據(jù)的處理分析、挖掘、推理，并達到智能決策與服務(wù)的目的。當(dāng)前，空間信息技術(shù)在數(shù)據(jù)管理與處理上已從傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)逐步向空間決策支持系統(tǒng)轉(zhuǎn)變[8]。為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，空間數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘還將向泛空間信息分析、協(xié)同實時處理、智能推理、面向公眾服務(wù)等方向轉(zhuǎn)變[9]。

2.4 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供空間可視化技術(shù)

人占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中人與物的信息交互的主導(dǎo)地位。有研究表明，人獲取客觀世界的信息約有80%來自視覺，相對于其它途徑和方式，圖形圖像信息最易被人們直接識別，可視化技術(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解釋為直觀的圖形，從而簡化、便捷了人們獲取信息的方式與途徑。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中涉及復(fù)雜的多源、多維空間數(shù)據(jù)，空間可視化理論與技術(shù)奠定了其可視化的基礎(chǔ)，并在一定程度上提高了人/機、人/物的信息交互效率。此外，GIS的發(fā)展已從傳統(tǒng)的2維地圖發(fā)展至2.5維與真3維空間信息系統(tǒng)，其基于空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的虛擬環(huán)境與情景模擬技術(shù)日趨成熟，以數(shù)字地球為代表的系統(tǒng)建設(shè)也已在應(yīng)用方向逐漸普及，這些都將在新時代物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中向廣度和深度發(fā)展。未來計算機技術(shù)與人的思維科學(xué)將進一步融合，人也會成為物聯(lián)網(wǎng)虛擬環(huán)境中的一部分，而其大前提則是需要借助空間信息可視化技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)來保證人與物、人與虛擬環(huán)境、人與空間信息的交互。

2.5 為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供其他相關(guān)技術(shù)支撐

空間信息技術(shù)除了在空間數(shù)據(jù)的管理、處理、可視化等領(lǐng)域以外，還可以為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供很多其他相關(guān)技術(shù)支撐。例如，在物聯(lián)網(wǎng)中人與物的物理空間是連續(xù)的，而傳感器所獲取的數(shù)據(jù)大多為點數(shù)據(jù)，在獲取連續(xù)的空間數(shù)據(jù)上則需要空間信息相關(guān)技術(shù)的支撐。遙感就是獲取大范圍數(shù)據(jù)的最佳手段之一，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，借助其與相關(guān)點數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)反演也是當(dāng)前通過點源數(shù)據(jù)獲取大范圍連續(xù)數(shù)據(jù)的技術(shù)方法。

另外，早在物聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前，空間信息技術(shù)已有了長足的發(fā)展，產(chǎn)生了諸多應(yīng)用基礎(chǔ)平臺與相關(guān)支撐技術(shù)，例如基礎(chǔ)地理信息平臺、分布式空間數(shù)據(jù)庫平臺與技術(shù)、移動GIS平臺與技術(shù)等。在這些平臺之上又成功地出現(xiàn)了一系列應(yīng)用，如導(dǎo)航、智能購物等公眾LBS服務(wù)，又如數(shù)字地球、數(shù)字城市等大區(qū)域范圍的應(yīng)用。在這樣一些應(yīng)用上，已經(jīng)出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)概念的雛形，這些已建成以及正在發(fā)展的平臺為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了平臺與技術(shù)基礎(chǔ)，很多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建可以基于上述平臺，添加物聯(lián)網(wǎng)的傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等技術(shù)以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，例如冷鏈物流管理系統(tǒng)等[10]。

3 空間信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

有學(xué)者指出物聯(lián)網(wǎng)的概念脫胎于應(yīng)用，其相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用雛形早已出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括資源、環(huán)境、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、公共安全、交通運輸、城市管理、平安家居和醫(yī)療健康等等，而這些領(lǐng)域中很多都是空間信息技術(shù)傳統(tǒng)與新興的應(yīng)用領(lǐng)域。在即將來臨的物聯(lián)網(wǎng)新時代中，空間信息技術(shù)在這些領(lǐng)域中成功的應(yīng)用案例和知識積累也將為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

3.1 空間定位技術(shù)應(yīng)用

空間定位技術(shù)自誕生以來，逐漸由軍方轉(zhuǎn)向民用，已形成巨大的應(yīng)用市場，目前較為成熟的應(yīng)用主要有導(dǎo)航、物流以及各種基于位置的服務(wù)（LBS）。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，空間定位技術(shù)提供了人、物的空間位置信息，在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中有著舉足輕重的地位并有著廣闊的應(yīng)用市場。例如，人和物的跟蹤定位，在安全、物流、遠(yuǎn)程醫(yī)療、LBS服務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域都是不可或缺的，空間定位技術(shù)勢必被這些領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)所應(yīng)用。

3.2 遙感技術(shù)應(yīng)用

遙感是空間信息技術(shù)中最具歷史的技術(shù)，在地質(zhì)、資源環(huán)境、災(zāi)害、區(qū)域、城市等調(diào)查監(jiān)測、分析預(yù)測方面有著成功的應(yīng)用。作為一種傳感技術(shù)，遙感將在這些領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用中成為系統(tǒng)信息源之一，也必將因其具有低代價大范圍連續(xù)獲取信息的能力而大有作為，尤其是在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)傳感器以點信息源為主的情況下，遙感獲取的信息恰是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用中有待發(fā)掘的藍(lán)海領(lǐng)域。

3.3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)的核心技術(shù)涵蓋多源空間數(shù)據(jù)集成、空間信息可視化、空間分析技術(shù)、空間數(shù)據(jù)挖掘和GIS 應(yīng)用建模等諸多方面[11]，因此，在各領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，GIS不僅可以提供功能強大的數(shù)據(jù)存儲、處理、交換、分析、管理和應(yīng)用，還可以提供對空間與非空間信息的認(rèn)識、分析與數(shù)據(jù)挖掘、表達和決策的技術(shù)和模型。隨著物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用的深入，出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與GIS的集成應(yīng)用[12]，一些物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)也直接基于GIS而設(shè)計開發(fā)，因此GIS在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用價值和應(yīng)用前景也越來越被人們所共識。

4 結(jié) 語

從物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，到近年來的快速發(fā)展，許多先進理念與科技創(chuàng)新不斷出現(xiàn)，但有學(xué)者指出物聯(lián)網(wǎng)還缺乏理論依據(jù)和技術(shù)支撐，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要傳感、網(wǎng)絡(luò)、計算機以及空間信息技術(shù)等相關(guān)理論技術(shù)的支撐。徐冠華院士曾在國家遙感中心成立15周年紀(jì)念會上提到，空間信息技術(shù)在過去的幾十年里得到了迅速發(fā)展，但在產(chǎn)業(yè)化和實用化方面還有相當(dāng)距離，而物聯(lián)網(wǎng)概念的誕生及其在各領(lǐng)域的發(fā)展恰為空間信息技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的市場和發(fā)展機遇。因此，清醒地認(rèn)識空間信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中的作用及其應(yīng)用，促進空間信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的集成結(jié)合對于物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

參 考 文 獻

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第5篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：ArcView GIS； 體驗式教學(xué)； 地理教學(xué) ；信息技術(shù)

中圖分類號：TP434文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-7800（2013）006-0171-03

作者簡介：李聰（1987-），女，渤海大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向為現(xiàn)代教育技術(shù)。

0引言

為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，有關(guān)部門制定了義務(wù)教育學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版），并于2012年秋季開始執(zhí)行?！兜乩韺W(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》要求地理教學(xué)要重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的習(xí)慣，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑并提出觀點，為自主學(xué)習(xí)營造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時，課標(biāo)建議教學(xué)時要注意突出地理學(xué)科的特點，靈活運用多種教學(xué)方式方法，充分重視地理信息資源和信息技術(shù)的利用，注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識和實踐能力。因此本文引用ArcView GIS輔助中學(xué)地理體驗式教學(xué)，期望達到課標(biāo)的要求。 GIS（Geographic information system）是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫。ArcView是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）的GIS產(chǎn)品。ArcView擁有任何GIS桌面系統(tǒng)所具有的最大范圍的可用功能，具有直觀的基于Windows的圖形用戶界面，簡單、易用且包括有附加的在線幫助和全面詳盡的文檔。

1中學(xué)地理體驗式教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，中學(xué)地理體驗式教學(xué)在發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的同時也存在一些問題，其問題主要表現(xiàn)在教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的問題和課堂教學(xué)中所遇到的問題兩方面。

1.1教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的問題

第一，教學(xué)情境選擇的單一或數(shù)量的繁多。在情境創(chuàng)設(shè)中，很多教師經(jīng)常會選擇視頻或者圖片作為學(xué)生的體驗情境，但學(xué)生只能從拍攝者的角度去體驗地理現(xiàn)象，使學(xué)生的體驗受到局限，從而導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知過程單一乏味。在教學(xué)設(shè)計中，有些教師還會走入情境過多的誤區(qū)。在一堂課的容量中，設(shè)計多次不同的體驗環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生只能感受，而沒有時間和空間去體驗。

第二，教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的局限。在教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)中，教師常常通過感知語言意境、欣賞圖片和觀看視頻等途徑讓學(xué)生進行想象體驗。但是在地理學(xué)科中，有些知識距離學(xué)生的生活實際太遠(yuǎn)，大大超出學(xué)生的經(jīng)驗范圍，僅觀看視頻或欣賞圖片難以使學(xué)生在感知上對地理知識形成完整的認(rèn)識和對地理知識的真正體驗，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情難以被激發(fā)，無法建構(gòu)自己的知識體系。

1.2課堂教學(xué)過程中的問題

在課堂體驗式教學(xué)的過程中，教師往往忽視學(xué)生個體的獨特體驗，沒有注意到不同學(xué)生體驗的層次性。學(xué)生已有的知識經(jīng)驗、知識結(jié)構(gòu)、興趣愛好等都在一定的程度上存在差異，可能導(dǎo)致他們對地理事物的理解不一致，因此學(xué)生獲得的體驗也各不相同。同時教師忽視了對學(xué)生的引導(dǎo)，沒有對學(xué)生的思維和活動作出及時的評價，教學(xué)目標(biāo)就很難達成，體驗活動也就形同虛設(shè)。因此這樣的體驗式教學(xué)無法達到教學(xué)設(shè)定的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維教學(xué)目標(biāo)。

針對中學(xué)地理體驗式教學(xué)的現(xiàn)狀，將ArcView GIS融入到中學(xué)地理體驗式教學(xué)中非常必要。

2ArcView GIS用于中學(xué)地理體驗式教學(xué)的必要性

2.1符合中學(xué)地理體驗式教學(xué)的基本要求

中學(xué)地理體驗式教學(xué)最基本的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生利用各種學(xué)習(xí)資源主動建構(gòu)地理知識、提高學(xué)生分析地理現(xiàn)象的能力、促進學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。中學(xué)階段是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力發(fā)展的重要階段， ArcView GIS提供給學(xué)生一種分析解決地理問題和地理現(xiàn)象的工具，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)和幫助下，自主地利用ArcView GIS進行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、表達、建構(gòu)地理知識。ArcView GIS的應(yīng)用將會使以學(xué)生為主體的體驗式教學(xué)得到充分的體現(xiàn)。因此，在中學(xué)地理體驗式教學(xué)中引入ArcView GIS，推進信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育情境和有力的學(xué)習(xí)工具，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，是中學(xué)地理體驗式教學(xué)發(fā)展的要求。

2.2適應(yīng)中學(xué)地理新課程改革的基本要求

《地理學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》對課程的基本理念是引導(dǎo)學(xué)生從地理的視角思考問題，關(guān)注自然與社會，使學(xué)生逐步形成人地協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展的觀念，并強調(diào)要著眼于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力，倡導(dǎo)多樣的地理學(xué)習(xí)方式，鼓勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

課程的實施，關(guān)鍵在于教師的教學(xué)。課標(biāo)建議教學(xué)時要注意突出地理學(xué)科的特點，充分重視地理信息資源和信息技術(shù)的利用。地理圖像、地理輔助軟件以及計算機網(wǎng)絡(luò)等都承載了大量的地理信息，教師要充分利用這些信息載體，豐富課程內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)情境。ArcView GIS既是教師的教學(xué)工具，也是學(xué)生的學(xué)習(xí)工具。因此，ArcView GIS作為一種具有廣闊發(fā)展前景的信息技術(shù)被引入到中學(xué)地理體驗式教學(xué)，符合地理課程新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3實現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合的基本要求

將ArcView GIS與中學(xué)地理課程整合，可以理解為把ArcView GIS技術(shù)融入到地理課程教學(xué)之中。整合強調(diào)ArcView GIS要服務(wù)于課程，應(yīng)用于教學(xué)；強調(diào)學(xué)生能夠利用ArcView GIS主動建構(gòu)地理知識；強調(diào)根據(jù)學(xué)生的特征，發(fā)揮ArcView GIS的教育功能。ArcView GIS在教師、學(xué)生與教材三者之間，將起到橋梁和紐帶的作用。教師由知識的傳遞者轉(zhuǎn)換為學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、啟發(fā)者和促進者，教師不再是課堂上唯一的知識源，不再把傳遞知識作為自己的唯一任務(wù)和目的，而是要指導(dǎo)學(xué)生獲得自己所需要的信息，教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)。學(xué)生也將從被動接受知識的模式中解放出來，變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體。

因此，將ArcView GIS應(yīng)用到中學(xué)地理體驗式教學(xué)中，能夠創(chuàng)設(shè)教與學(xué)的良好環(huán)境，讓學(xué)生真正體驗到學(xué)習(xí)的樂趣，是實現(xiàn)信息技術(shù)與地理課程整合的基本要求。

3ArcView GIS用于中學(xué)地理體驗式教學(xué)的優(yōu)勢

3.1優(yōu)化教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生最好的老師，教師要上好一節(jié)課，就必須創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生一種迫切想要學(xué)習(xí)地理知識的渴望。將ArcView GIS用于中學(xué)地理體驗式教學(xué)中，能夠提供給學(xué)生許多真實的學(xué)習(xí)情境，可以使地理事物和地理現(xiàn)象直觀地顯示，使抽象問題形象化、具體化，從而實現(xiàn)地理事物大小、遠(yuǎn)近、動靜、虛實、快慢等的轉(zhuǎn)換。也可以直觀、全方位地展現(xiàn)地理事物的全貌以及地理事物的發(fā)展過程，揭示地理事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。這樣的教學(xué)情境可以刺激學(xué)生多種感官，引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

ArcView GIS可以為學(xué)生營造生動直觀、內(nèi)容豐富的教學(xué)情境，將枯燥的教學(xué)內(nèi)容融知識性、邏輯性和趣味性于一體，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生空間觀念的建立，提高學(xué)生對地理事物之間的空間聯(lián)系的認(rèn)識，使學(xué)生在積極的思維狀態(tài)中輕松愉快地掌握地理知識。

3.2優(yōu)化信息傳遞，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

ArcView GIS可以從多方位提供地理教學(xué)的相關(guān)信息，增大信息傳遞的速度、密度等，使學(xué)生在豐富的信息中不斷擴大自己的視野、拓寬知識面。ArcView GIS的數(shù)據(jù)查詢功能，可以讓學(xué)生詳細(xì)地查詢地理知識的每一個細(xì)節(jié)內(nèi)容，方便、快捷、全面地獲取地理信息，同時發(fā)現(xiàn)適合自己處理信息的最佳途徑。豐富的信息能加深學(xué)生對地理現(xiàn)象和地理事物的認(rèn)識，在幫助學(xué)生全面、直觀地認(rèn)識地理問題的同時，縮短學(xué)習(xí)時間，實現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

運用ArcView GIS提供的學(xué)習(xí)信息和學(xué)習(xí)素材，讓學(xué)生利用信息庫中的內(nèi)容，擴大學(xué)生的思路，活躍學(xué)生的思維，從而使有限的學(xué)習(xí)素材，成為無限的學(xué)習(xí)天地，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。利用ArcView GIS傳遞教學(xué)信息，有助于課堂教學(xué)中師生的雙邊活動，充分體現(xiàn)了“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)思想，對于提高課堂教學(xué)質(zhì)量、實現(xiàn)有效教學(xué)有積極的作用。

綜上所述，ArcView GIS被引入到教學(xué)中，充分體現(xiàn)了體驗式教學(xué)遵循現(xiàn)代教育以人為本的理念，給學(xué)生以最大的發(fā)展空間。根據(jù)課標(biāo)要求，將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高學(xué)生動手實踐能力作為教學(xué)中的重點，讓學(xué)生從中體驗知識的真諦和學(xué)習(xí)的樂趣，由此培養(yǎng)出能適應(yīng)信息社會的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

4ArcView GIS在中學(xué)地理體驗式教學(xué)中的教育功能

4.1地理事物和地理現(xiàn)象分布特征及規(guī)律的教育功能

在地理體驗式教學(xué)中，教師可以利用ArcView GIS在空間上顯示符合條件的地理要素的功能，幫助學(xué)生認(rèn)識地理空間事物和地理現(xiàn)象；利用ArcView GIS對地理事物的空間分布具有數(shù)據(jù)查詢、分析、表達和顯示的功能，輔助教師講授或?qū)W生主動學(xué)習(xí)某區(qū)域自然與人文要素的分布特征及規(guī)律；通過地圖漫游的功能，可以實現(xiàn)地圖比例尺的無限放大或縮小，使教師和學(xué)生能夠清楚地看到地圖的某一個部分的詳細(xì)情況，從而彌補了教學(xué)掛圖、課本地圖和地圖冊等教學(xué)用圖中固定比例尺的束縛。

利用ArcView GIS進行教學(xué)或?qū)W習(xí)，不僅可以探究地理知識領(lǐng)域的宏觀內(nèi)容，還可以利用縮放功能，到微觀的領(lǐng)域深入體驗學(xué)習(xí)地理知識。也可對各地理事物和地理現(xiàn)象等地理要素之間的空間關(guān)系進行分析，幫助學(xué)生掌握地理事物和地理現(xiàn)象等地理要素的分布特征及其空間分布規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維，提高學(xué)生分析地理問題、解決地理問題的能力。

4.2數(shù)據(jù)的組織與管理的教育功能

ArcView GIS將地理數(shù)據(jù)分成點、線、面等不同類型，并分別歸入不同的數(shù)據(jù)集，每個數(shù)據(jù)集作為一個單獨的圖層，每個圖層中的數(shù)據(jù)所對應(yīng)的地理事物具有相同的特征，ArcView GIS以此實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)分類、分層的管理。將多個圖層“透明疊合”即可表達完整的地理信息。圖層方便了ArcView GIS對不同特性事物的數(shù)據(jù)進行管理和應(yīng)用。

ArcView GIS地圖還可以進行復(fù)合疊加，并將地圖表達的信息靈活動態(tài)地顯示出來，將幾個圖層進行疊加組合成一張綜合的地圖，對地理事物和地理現(xiàn)象分布的特征和規(guī)律進行多因素的綜合分析，這是教學(xué)掛圖、課本地圖和地圖冊等教學(xué)用圖難以做到的。

例如，陸地自然帶的分布情況與氣候、土壤的分布情況有著密切的聯(lián)系，但要綜合三幅紙質(zhì)地圖對它們的分布特征、規(guī)律和相關(guān)性進行分析，既復(fù)雜又困難。而用Arcview GIS軟件分別對陸地自然帶、氣候、土壤的地圖先進行處理，然后將各圖層疊加，這樣就可以很方便地分析出它們的分布特征及規(guī)律，更是一目了然地得出它們的相關(guān)性。

4.3空間信息可視化的教育功能

ArcView GIS是對現(xiàn)實世界空間關(guān)系的計算機模擬，它使我們對空間上地理事物和地理現(xiàn)象的分布有一個非常直觀的視覺感受。ArcView GIS軟件對地圖的無級縮放和地圖漫游功能使學(xué)生可以小比例尺查看地圖的全圖、適當(dāng)比例尺查看地圖的局部、大比例尺查看地圖的某一特定部分。

例如，講授七年級《地圖》一節(jié)的活動內(nèi)容時，要求通過比較“中國地圖”和“北京市略圖”，說明地圖表示范圍和內(nèi)容與比例尺大小的關(guān)系，并得出結(jié)論。使用ArcView GIS地圖來展現(xiàn)這兩幅地圖，能夠使學(xué)生準(zhǔn)確地獲得有用的信息，通過在大、小比例尺范圍下的比較分析，學(xué)生可以很容易、很直觀地得出結(jié)論：地圖的比例尺反映地圖表示的范圍大小和內(nèi)容詳略程度。

由此可見，ArcView GIS的空間信息可視化的教育功能在揭示地理事物和地理現(xiàn)象的空間關(guān)系、提高學(xué)生從地圖上獲取信息的能力、培養(yǎng)和提高學(xué)生空間思維能力、建立空間概念等方面是地圖冊等教學(xué)用圖不可比擬的。

4.4地理事物空間查詢的教育功能

地理事物空間查詢是ArcView GIS最基本的功能之一， 可以提高學(xué)生的地理空間思維能力和辯證思維能力。主要包括圖形與屬性的關(guān)聯(lián)查詢、復(fù)合條件查詢兩種查詢方式。

（1）圖形與屬性的關(guān)聯(lián)查詢。在View1窗口中，選擇任意一個區(qū)域，系統(tǒng)可以根據(jù)鼠標(biāo)所指的地理事物的空間位置或所選擇的空間范圍，查出該位置或該范圍的地理事物空間實體及其屬性，并在屬性窗口列表中顯示所選擇區(qū)域相應(yīng)的屬性信息。同樣，在屬性窗口列表中選擇任意一行屬性數(shù)據(jù)，在View1窗口中就會突出顯示對應(yīng)的區(qū)域圖形。

（2）復(fù)合條件查詢。復(fù)合條件查詢，也稱SQL（結(jié)構(gòu)查詢語言）查詢，是一種較為復(fù)雜的查詢方式，查詢的條件并不僅局限于某些地理事物的屬性條件、指定的某空間位置或選擇的某空間范圍，而是它們的綜合，是ArcView GIS中利用屬性信息查找滿足多個特定條件的空間目標(biāo)的查詢方法。

正是借助于地理事物空間查詢的教育功能， ArcView GIS才可以完成大量的空間分析方面的教學(xué)內(nèi)容。

5結(jié)語

地理空間思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是《地理學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》的一個重要教學(xué)目標(biāo)。本文結(jié)合新課標(biāo)的教學(xué)理念在中學(xué)地理體驗式教學(xué)中引入了ArcView GIS。作為現(xiàn)代教育技術(shù)手段的ArcView GIS以強化學(xué)生空間概念、幫助學(xué)生處理地理信息、引導(dǎo)學(xué)生理解地理事物的空間差異和空間聯(lián)系為目標(biāo)，讓學(xué)生從地理的視角看待地理現(xiàn)象和解決地理問題，以達到教學(xué)設(shè)定的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維教學(xué)目標(biāo)，實現(xiàn)體驗式教學(xué)的真正效果。

參考文獻：

[1]王葉冬.高中地理體驗式教學(xué)研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2010.

第6篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

【關(guān)鍵詞】巖土工程勘察；數(shù)字化；GIS；數(shù)據(jù)庫

0 引言

巖土工程地質(zhì)勘察是工程設(shè)計的先決條件，但傳統(tǒng)的巖土工程地質(zhì)勘察資料一般都局限于二維、靜態(tài)的表達，這種表達描述場地地質(zhì)空間構(gòu)造起伏變化的直觀性差，不能充分揭示場地地質(zhì)空間變化的規(guī)律，難以使人們直接、準(zhǔn)確、完整的理解和感受場地土的物理力學(xué)性質(zhì)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(wù)于工程設(shè)計。如何突破傳統(tǒng)巖土工程勘察的技術(shù)缺陷，如何利用巖土工程勘察資料來推斷場地土的區(qū)域分布規(guī)律，如何利用巖土工程勘察資料來預(yù)測場地土的巖土工程性質(zhì)，是巖土工程界一個古老而又有新意的問題。巖土工程地質(zhì)勘察數(shù)字化主要解決的是巖土工程勘察中場地方域的數(shù)字化、場地物性指標(biāo)的數(shù)字化、場地地層的數(shù)字化和巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。本文在分析、總結(jié)前人理論的基礎(chǔ)上，提出了巖土工程地質(zhì)勘察數(shù)字化的體系和具體的實現(xiàn)方法。

1 場地方域的數(shù)字化―地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學(xué)、信息科學(xué)、地理學(xué)等多門學(xué)科為一體的新興學(xué)科，它是在計算機軟件和硬件支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。一個典型的GIS系統(tǒng)應(yīng)包括四個基本的組成部分：計算機系統(tǒng)（硬件、軟件）、空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用人員與組織機構(gòu)和應(yīng)用模型。

1.1地理信息系統(tǒng)的功能與應(yīng)用

作為地理信息自動處理和分析系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)的功能與應(yīng)用貫穿數(shù)據(jù)采集、分析、決策應(yīng)用的全部過程，具體可概括為以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)采集與編輯。即在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中將系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容上與空間上的完整性、數(shù)據(jù)值邏輯一致性等。目前可用于地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法和技術(shù)很多，如跟蹤數(shù)字化、掃描數(shù)字化、遙感等。

（2）數(shù)據(jù)操作。包括數(shù)據(jù)的格式化、轉(zhuǎn)換、概化。數(shù)據(jù)的格式化是指不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)間變換；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括格式轉(zhuǎn)換（如矢、柵格式的轉(zhuǎn)換）、數(shù)據(jù)比例尺的變換、投影變換等；數(shù)據(jù)概化包括數(shù)據(jù)平滑、特征集結(jié)等。

（3）數(shù)據(jù)的存儲與組織。這是一個數(shù)據(jù)繼承的過程，也是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟，涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織，其關(guān)鍵是如何將二者融合為一體。

（4）查詢、檢索、統(tǒng)計、計算功能。這是地理信息系統(tǒng)應(yīng)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(tǒng)的核心功能，也是地理信息系統(tǒng)與其它計算機信息系統(tǒng)的根本區(qū)別。地理信息系統(tǒng)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?fù)浏B加分析，空間拓?fù)浏B加實現(xiàn)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(tǒng)作為一個通用的空間數(shù)據(jù)庫，而空間模擬分析功能則借助于其它軟件）、內(nèi)部的空間模擬分析（利用地理信息系統(tǒng)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(tǒng)所提供的功能，同時充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)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?jǐn)?shù)據(jù)。

1.2 地理信息系統(tǒng)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)雖屬于兩個不同研究領(lǐng)域，但巖土的工程力學(xué)性質(zhì)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(biāo)有關(guān)的信息。巖土工程勘察設(shè)計一體化側(cè)重于在空間信息基礎(chǔ)上進行設(shè)計、并對設(shè)計結(jié)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(tǒng)側(cè)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(tǒng)技術(shù)，應(yīng)用于巖土工程勘察設(shè)計，利用GIS強大的數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)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(shè)計走向一體化開辟一條有效途徑。

將地理信息技術(shù)用于巖土工程勘察設(shè)計，與傳統(tǒng)的巖土工程勘察設(shè)計技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢：

（1）地理信息系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理能力，使巖土工程勘察數(shù)據(jù)來源更加廣泛，數(shù)據(jù)采集質(zhì)量更高、速度更快。

（2）勘察設(shè)計數(shù)據(jù)具有內(nèi)容上的復(fù)雜性和形式上的多樣性等特點，傳統(tǒng)的勘察設(shè)計系統(tǒng)對其處理顯得無能為力。能夠描述和表達復(fù)雜的空間實體且對于圖形、圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)高度集成的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為全面管理勘察設(shè)計信息提供了可能，從而為建立完善的專業(yè)設(shè)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?fù)浏B加、緩沖區(qū)分析、數(shù)字地形分析等，為建立完善的專業(yè)設(shè)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(shù)字化―巖土工程建模

所謂模型，就是根據(jù)實物、設(shè)計圖、構(gòu)想，按比例、生態(tài)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(xué)科中，巖土工程地質(zhì)模型，就是依據(jù)工程性狀，將重要的巖土工程條件，亦可稱要素，按實際狀態(tài)，簡明醒目地用圖形表示出來，簡言之，即工程與地質(zhì)條件相互依存關(guān)系的圖示。這種地質(zhì)與工程結(jié)合形式一一模型，能較好地解決了地質(zhì)與工程的脫節(jié)，便于設(shè)計人員充分認(rèn)識與真正應(yīng)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(guān)鍵條件，與此同時，還促進地質(zhì)與工程結(jié)合后的巖土變形規(guī)律、效應(yīng)與法則的理性化，在理論與實用的兩方面均會得到實質(zhì)性的進展。

2.1 巖土工程地質(zhì)模型的特點

（1）確定性

巖土工程地質(zhì)模型的應(yīng)用特點是針對工程所涉巖土實體，它一般表現(xiàn)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(yīng)的它的地質(zhì)模型應(yīng)

具有確定性，不應(yīng)當(dāng)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(zhì)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(zhì)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(chǔ)上，想象掀開上覆的蓋層看到下伏工程地質(zhì)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(zhì)體的一些部分，看到內(nèi)部的工程地質(zhì)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(zhì)模型，看到地質(zhì)模型內(nèi)部的水平或垂直切面上的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。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(zhì)模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而它是用二維方式來表達三維模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種理想方式，地質(zhì)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(chǎn)生很好的二維與三維聯(lián)動效果，即在二維剖面上的修改將影響到三維模型的形態(tài)。

⑤投影等值線方式。將工程地質(zhì)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(gòu)造圖、礦床標(biāo)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(jù)工程地質(zhì)界面的等高線圖對工程地質(zhì)界面的空間形態(tài)有著非常好的把握能力，因此，該方法是傳統(tǒng)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(zhì)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(shù)據(jù)資料，需要對己經(jīng)建立的地質(zhì)模型進行細(xì)化；二是隨著研究的深入，巖土工程師對地質(zhì)模型有了新的認(rèn)識，需要修改地質(zhì)模型；三是利用已建立的地質(zhì)模型指導(dǎo)進一步的勘探工作?？尚薷男允谷藗兡軐Φ刭|(zhì)模型進行修改和處理，使設(shè)想中的東西變成虛擬現(xiàn)實。

2.2 巖土工程地質(zhì)建模的實現(xiàn)方法

巖土工程地質(zhì)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(shù)字表面模型）的歷史較早，它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)。然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規(guī)則連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片，進而確定整個地質(zhì)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(shù)學(xué)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(guī)則格網(wǎng)法、等值線法、不規(guī)則格網(wǎng)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(zhì)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(guī)則的地質(zhì)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(guī)則格網(wǎng)法（Grid ）規(guī)則網(wǎng)格：通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則網(wǎng)格。規(guī)則網(wǎng)格將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個格網(wǎng)單元對應(yīng)一個數(shù)值。數(shù)學(xué)上可以表示為一個矩陣，在計算機實現(xiàn)中則是一個二維數(shù)組。每個格網(wǎng)單元或數(shù)組的一個元素，對應(yīng)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(biāo)點對序列，可以認(rèn)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(qū)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(qū)域內(nèi)，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(guī)則格網(wǎng)法（TIN ） ： TIN模型根據(jù)區(qū)域內(nèi)有限個點將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi)。如果任意點不在頂點上，則該點的數(shù)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(nèi)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(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。

3 巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

巖土工程勘察數(shù)據(jù)具有多源性和空間性特點，常規(guī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)已不能滿足人們對這些數(shù)據(jù)處理的需要，并且?guī)r土工程勘察數(shù)據(jù)顯著的空間特征和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)屬性，使巖土工程勘察成為計算機科學(xué)可視化的一個既非常重要又十分復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域。如何有效地在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用計算機技術(shù)實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)的時空分析、并開展定量結(jié)構(gòu)刻畫和空間建模，是擺在當(dāng)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(shù)飛速進步而迅猛發(fā)展起來的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，集計算機科學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)、計算機圖形學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)于一體，以其對空間地理數(shù)據(jù)強大的儲存查詢和分析處理功能、鮮明地區(qū)別于普通管理信息系統(tǒng)，它將空間數(shù)據(jù)處理、屬性數(shù)據(jù)處理、空間分析與模型分析等技術(shù)與計算機技術(shù)緊密結(jié)合，展示了極強的空間表現(xiàn)力，它能夠?qū)?fù)雜的地球空間數(shù)據(jù)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(guān)研究提供了一個不可多得的、多學(xué)科集成的基礎(chǔ)平臺。因此，建立以處理空間數(shù)據(jù)為特征的巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和高效、快捷地巖土工程勘察數(shù)據(jù)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(xiàn)的。

3.1 基于GIS的巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

地理信息系統(tǒng)集數(shù)據(jù)庫、制圖、空間分析功能為一體，它的出現(xiàn)為地質(zhì)領(lǐng)域繁雜的數(shù)據(jù)管理、多源的成果表達形式和空間數(shù)據(jù)分析提供了快速、方便、準(zhǔn)確的手段。建立正確有效的信息數(shù)據(jù)庫無疑是地質(zhì)數(shù)據(jù)分析、研究的重要基礎(chǔ)，一個高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將使系統(tǒng)的功能得到最大限度的發(fā)揮。

（1）巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計

巖土工程勘察信息處理系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng)，信息或數(shù)據(jù)及其作用在信息或數(shù)據(jù)之上的處理是系統(tǒng)需求分析的主要任務(wù)，即要弄清需要有哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間有何聯(lián)系，數(shù)據(jù)本身有何性質(zhì)，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)模型（概念性數(shù)據(jù)模型），按照用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。

（2）數(shù)據(jù)庫建立實現(xiàn)

巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類：用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。

原始數(shù)據(jù)由測點數(shù)據(jù)組成，而測點數(shù)據(jù)又由測點幾何屬性數(shù)據(jù)（位置）和測點信息屬性數(shù)據(jù)（地層厚度、地層頂面標(biāo)高、含水率、孔隙度、抗壓強度等物性參數(shù)）。

中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)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(jù)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(shù)據(jù)種類繁多，主要是根據(jù)用戶需要由中間數(shù)據(jù)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(zhì)勘察報告等）。由于巖土工程的復(fù)雜關(guān)系，對于巖土工程的數(shù)據(jù)庫管理必須嚴(yán)格遵循時間序列，即遵循原始數(shù)據(jù)―中間數(shù)據(jù)―最終數(shù)據(jù)的關(guān)系。

3.2 基于GIS的巖土工程數(shù)據(jù)庫的主要功能

（1）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)據(jù)輸入的時候關(guān)鍵是需要注意數(shù)據(jù)有效性檢驗和規(guī)范化處理。確保進庫數(shù)據(jù)滿足實際需要的精度和誤差范圍。

（2）數(shù)據(jù)庫檢索

某一實體的信息包括空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分，相應(yīng)地，數(shù)據(jù)庫檢索就可以依據(jù)實體的空間位置檢索或依據(jù)實體的屬性進行檢索。空間檢索包括 “圖示點檢索”、“圖示矩形檢索”和“區(qū)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(shù)據(jù)庫檢索這一功能檢索和提取數(shù)據(jù)中的地質(zhì)信息。

（3）空間分析

空間分析包括以下3個內(nèi)容：

①疊加分析。包括區(qū)對區(qū)疊加分析，區(qū)對線疊加分析，區(qū)對點疊加分析，點對線疊加分析等。

②緩沖區(qū)（Buffer）分析。包括點緩沖區(qū)分析，線緩沖區(qū)分析，區(qū)緩沖區(qū)分析。

③多層立體疊加。

（4）屬性分析

包括為單屬性統(tǒng)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(tǒng)計、單屬性基本初等函數(shù)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(tǒng)計、雙屬性四則運算等。

（5）數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)庫中單表、雙表、多表的單項數(shù)據(jù)、雙項數(shù)據(jù)、多項數(shù)據(jù)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(wù)的完成程度，其目的是使用數(shù)據(jù)庫中裝載的數(shù)據(jù)來完成某項任務(wù)或為某項任務(wù)提供數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論與建議

本文主要論述了基于GIS的巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)涉及到的相關(guān)理論知識，如地理信息系統(tǒng)理論、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)、土性相關(guān)距離理論、地質(zhì)建模技術(shù)、巖土工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，在此基礎(chǔ)上，對基于GIS的巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)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(zhì)現(xiàn)象的影響，巖土工程

地質(zhì)模型有一定的局限性。為解決此問題，其中重要的環(huán)節(jié)是獲取研究區(qū)域關(guān)于

這方面的實際資料，通過知識反饋不斷來修正工程地質(zhì)模型。

2、將研究區(qū)域當(dāng)成一個統(tǒng)一體來看待的，沒有區(qū)分不同地質(zhì)單元的差別，如河流、湖泊與陸地的差別，這個問題的解決，應(yīng)當(dāng)通過劃分區(qū)塊，將不能統(tǒng)一對待的區(qū)域從研究區(qū)剔除出來。但這樣做，會引起另外一個問題，就是研究區(qū)域在平面上就不是連續(xù)的，在插值計算時會有突變現(xiàn)象發(fā)生。對此問題的研究有待加強。

3、在地質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的統(tǒng)計計算中是將研究區(qū)域作為一個區(qū)域體來看待的，而實際上往往是一個大區(qū)域在物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)上可以劃分為幾個小區(qū)域。對此問題的解決首先確定小分區(qū)的邊界，然后對每個小分區(qū)單獨進行統(tǒng)計。

作者簡介：趙斌，男，1982年生，2006年7月畢業(yè)于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，畢業(yè)后于遼寧省第五地質(zhì)大隊工作，現(xiàn)主要從事巖土勘察工作。

參考文獻：

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第7篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) GIS 地質(zhì)災(zāi)害 評估 應(yīng)用

中圖分類號：P208；P694 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0009-02

當(dāng)前我國對地質(zhì)災(zāi)害的研究越來越重視，與此同時，對地質(zhì)災(zāi)害評估的研究也越來越向高準(zhǔn)備、高要求、高預(yù)測以及高防治的方向發(fā)展。其中，新興的GIS作為當(dāng)前在地質(zhì)災(zāi)害評估研究中應(yīng)用最廣泛的信息系統(tǒng)。做好地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評估中的應(yīng)用研究就顯得尤為迫切和重要。

1 GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估概述

1.1 認(rèn)識GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估

GIS即地理信息系統(tǒng)，它是一門集信息科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)為一體的綜合技術(shù)學(xué)科，它實現(xiàn)了遙感技術(shù)、計算機信息工程以及現(xiàn)代地學(xué)理論和方法的有機結(jié)合。作為一種基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地理信息的空間分析以及地圖可視化的計算機系統(tǒng)。它是有效表達、處理以及分析與地理分布有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)，并為人們提供了一種快速展示有關(guān)地理信息和分析信息的新的手段和平臺。GIS的主要功能有：數(shù)據(jù)采集和提取、轉(zhuǎn)換與編輯、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)的重構(gòu)與轉(zhuǎn)換、查詢與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數(shù)據(jù)更新等。

地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估是指對地質(zhì)災(zāi)害活動程度及破壞損失情況進行評定估算的工作，對于有發(fā)生可能但尚未發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害評估是預(yù)測評價地質(zhì)災(zāi)害的可能程度。地質(zhì)災(zāi)害的評估內(nèi)容包括如下兩點：一是分析評價地質(zhì)災(zāi)害活動的危險程度和地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)受災(zāi)體的可能破壞程度，即地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價。二是在做出地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價基礎(chǔ)上進一步分析預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)期損失，即進行地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失評價。其中，地質(zhì)災(zāi)害評估的基本目的是通過綜合指標(biāo)或單項指標(biāo)定量化反映地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失程度和主要特點，從而為相關(guān)部門規(guī)劃、部署和實施地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用主要有以下三個方面：一是利用GIS開展的地質(zhì)災(zāi)害的評價和管理。通過建立基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)可以對某一特定空間分布的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料以及空間分布特征信息等進行評價和管理。二是利用地GIS可以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的危險性分區(qū)，通過評價地質(zhì)因素之間相互作用的復(fù)雜性，以及由于各種地質(zhì)因素本身的不確定性，對研究區(qū)運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析模型進行地質(zhì)災(zāi)害危險性等級的劃分，從而為地質(zhì)災(zāi)害的管理和防治提供科學(xué)依據(jù)。三是GIS在與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的專家系統(tǒng)中的集成應(yīng)用。其中，在集成的專家系統(tǒng)中，GIS主要負(fù)責(zé)時空數(shù)據(jù)的管理，利用專家知識和空間目標(biāo)的事實推理，在進行空間分析的基礎(chǔ)上實習(xí)災(zāi)害危險程度的自動判定，從而可以實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)管理。

2 GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的研究方法

應(yīng)用GIS技術(shù)的基于多源數(shù)據(jù)和面向突發(fā)性自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險快速評估研究方法是當(dāng)前我國政府部門在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管理中應(yīng)用的最為廣泛的地址災(zāi)害評估研究方法，該方法的應(yīng)用為政府及地方社會應(yīng)對各類突發(fā)性自然災(zāi)害的救災(zāi)、減災(zāi)等提供了有效的信息保障和科學(xué)的決策支持。該研究方法主要包括GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建以及地形因子的提取三個方面的內(nèi)容。

2.1 GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

在進行災(zāi)害研究及評估前需要準(zhǔn)備多項數(shù)據(jù)，主要是野外實測CAD數(shù)據(jù)的整理，然后提取CAD數(shù)據(jù)中的高程點數(shù)據(jù)為.dat文件。將該.dat文件作為研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，后面所有的應(yīng)用分析都是基于野外實測CAD數(shù)據(jù)進行。CAD數(shù)據(jù)的處理軟件有多種，其中GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備常用的軟件主要有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、TopMap、GeoBean等。

2.2 格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建

數(shù)字高程模型（DEM）區(qū)域地形的基礎(chǔ)信息之一，是賴以構(gòu)建區(qū)域地形型和進行各種地形研究的基礎(chǔ)信息。數(shù)字高程模型是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。而格網(wǎng)數(shù)字高程模型是把DEM覆蓋區(qū)劃分成規(guī)則格網(wǎng)，每個網(wǎng)格大小和形狀都相同，用相應(yīng)矩陣元素的行列號來實現(xiàn)網(wǎng)格點的二維地理空間定位，第三維為特性值，可以是高程和屬性。以MapGIS軟件生成的格網(wǎng)DEM為例。在MapGIS工作平臺下，利用該軟件的強大地形分析功能模塊DTM分析模塊，采用基于距離冪函數(shù)反比加權(quán)網(wǎng)格的離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法，生成GRD地形數(shù)據(jù)。

2.3 地形因子的提取

地形因子的提取是指研究區(qū)坡度與坡向的提取。而坡度就是指GRID中像素高程值的變化率，分別用0～90度來表示，每一定的度數(shù)間隔采用不同的顏色表示。坡向是指GRID中每個像素面的朝向，范圍為0～360度，其中0度代表北，90度代表東等。

3 GIS在地質(zhì)災(zāi)害評估過程中的實際應(yīng)用案例分析

3.1 研究區(qū)域概況

陜西省府谷縣新區(qū)地處陜、晉、蒙三?。▍^(qū)）交界處，渭北黃土高原溝壑區(qū)，以丘陵、山地地貌為主，總的地勢是西北高、東南低，海拔高度在780～1426.5 m之間。區(qū)內(nèi)屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，溫差大、降水變化明顯。旱、澇、霜、雹自然災(zāi)害加之溝壑地形結(jié)構(gòu)，為地質(zhì)災(zāi)害創(chuàng)造了有利條件。而不合理的人為開挖和填埋等活動更加重了該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害惡化的程度，境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。因此該區(qū)迫切需要進行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報防患于未然。根據(jù)府谷縣新區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評估的需要，通過建立以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的、用于地質(zhì)災(zāi)害評價的空間分析模型，調(diào)查、分析評估區(qū)內(nèi)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，以及工程建設(shè)和建成后可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，進行地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估，對地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評估意義重大。

3.2 基于GIS的三維地形圖的描述

三維地形圖是遙感、地理信息系統(tǒng)、三維仿真等高新技術(shù)的結(jié)合。它主要以一種三維電子沙盤的形式反映研究區(qū)的地形起伏情況，根據(jù)高程的不同賦予不同顏色值，制作出三維地形圖，用以表達不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的三維地形圖如圖1所示。

3.3 標(biāo)高分析圖的生成

標(biāo)高分析圖是由若干離散高程數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)差值生成的地理曲面數(shù)據(jù)（.GRD格式數(shù)據(jù)），然后進行等值線分析產(chǎn)生的。經(jīng)過分層設(shè)色后，不同高程的范圍值被賦予一定的高程數(shù)據(jù)，顯示不同的顏色值，來反映不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的標(biāo)高分析圖如圖2所示。

3.4 基于數(shù)字高程模型的坡度分析和坡向分析

坡度是描述地形特征信息的重要指標(biāo)，它能夠間接表示地形的形態(tài)起伏和結(jié)構(gòu)特征，并且反映地貌坡面的傾斜程度。坡向作為描述地貌特征的重要參數(shù)，它反映坡面所面對的方向，也是通過數(shù)字高程模型（DEM）計算得到的。其中，研究區(qū)的坡度分析和坡向分析分別如圖3和圖4所示。

3.5 地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價

經(jīng)過上述的地質(zhì)災(zāi)害評估，可以發(fā)現(xiàn)陜西省府谷縣新區(qū)地形復(fù)雜，以及存在滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的潛在危害性較大，對于該地區(qū)農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟等埋下隱患；在新區(qū)存在潛在的地質(zhì)災(zāi)害、相關(guān)工程建設(shè)和建成后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)部門需要結(jié)合評估結(jié)果提供科學(xué)有效的防治措施。

4 前景與討論

當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中應(yīng)用的非常廣泛，將GIS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的中，可以成功進行地形分析，通過制作各種地形分析圖，給地質(zhì)工作者提供了地形分析的數(shù)據(jù)，從而能夠使地質(zhì)決策部門更好的掌握研究區(qū)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害狀況。

由于預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)是一個復(fù)雜的過程，基于GIS的計算機技術(shù)也在不斷革新。本文的思想技術(shù)方法可以為相關(guān)課題提供框架路線，相應(yīng)的評估方法和應(yīng)用手段還需進一步探討和研究。

參考文獻

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第8篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

關(guān)鍵詞：市政；道路建設(shè)；軟基加固

中圖分類號：TU99 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、引言

工程測量通常是指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。隨著空間技術(shù)、計算機技術(shù)、電子學(xué)、激光技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，工程測量在其定義、服務(wù)領(lǐng)域、測量設(shè)、技術(shù)手段等方而都發(fā)生了根本性的變化。工程測量學(xué)隨之與新興的信息技術(shù)相結(jié)合，數(shù)字化成圖、GPS、GIS、RS、3S集成等測繪新技術(shù)在工程測量方面廣泛應(yīng)用，為地質(zhì)、交通、水利電力、能源、航天和國防等各種部門提供了優(yōu)質(zhì)、高效的測繪服務(wù)。

二、工程測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用

1.工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)

GPS是一種可以定位、實時跟綜的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，用在工程測量上可以測距、測時，并根據(jù)測定數(shù)據(jù)進行空間交會定點，然后通過網(wǎng)絡(luò)向各用戶提供實時、連續(xù)、高精度的三維坐標(biāo)、距離、速度和時間信息。全球定位系統(tǒng)GPS具有全供球性、全天侯、連續(xù)性、實時性導(dǎo)航定位和定時功能，能為各類用戶提精密的三維坐標(biāo)、速度和時間。單點導(dǎo)航定位與相對測地定位是G PS應(yīng)的兩個方而;對常規(guī)測量而言相對測地定位是主要的應(yīng)用方式。GPS測地型接收設(shè)備是實現(xiàn)測地定位的基本條件，接收機有單頻與雙頻之分，雙頻機能以L2觀測值修正電離層折射影響，最適宜于中、長基線(大于20 km)測量，具有快速靜態(tài)測量的功能，可升級為RTK功能;單頻機適宜于小于20 km的短基線測量，對于一般工程測量具有良好的價格比。RTK系統(tǒng)由GPS接收設(shè)備、無線電通訊設(shè)備、電子手薄及配套設(shè)備組成，整套設(shè)備在輕量化、操作簡便性、實時可靠性、里米級精度等方而的特點，完全可以滿足數(shù)據(jù)采集和工程放樣的要求。鑒于GPS系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)有限，在對空通視受遮擋的條件下，不能保證正常解算，影響定位的精度和可靠性。實踐表明，單頻GPS系統(tǒng)由于多環(huán)境的制約，存在著很大的局限性。隨著俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONAS)的不斷完善，利用GLONASS來改善GPS性能的雙星座系統(tǒng)(GLONASS+GP}已由美國Ashtech公司研制成功，這種全天候、全地域、高精度的系統(tǒng)為用戶提供了更為完善的接收設(shè)備。

2.工程測量中的地理信息技術(shù)（GIS）

地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)作為獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。

GIS已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前，G IS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS,數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測ICI、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

3.工程測量中的遙感技術(shù)(RS)

遙感技術(shù)(RS)由于大而積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了I一分便利的方法和手段。遙感技術(shù)的優(yōu)勢在于觀測的現(xiàn)實程度增高，效果增強，數(shù)字的系統(tǒng)分析與組合的程度變高，而價格相應(yīng)減少，因此迅速掀起技術(shù)應(yīng)用的革命。采用多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星，進行對地觀測、獲取基礎(chǔ)地理信息。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，每一個在衛(wèi)星掌控之內(nèi)的地形的縮略圖都將充分展不，為建設(shè)提供地形圖，各種比例都能實現(xiàn)，從宏觀到細(xì)節(jié)都能充分反應(yīng)，觀察效果越來越好

4.工程測量中的3S集成技術(shù)

3S

5.工程測量中的攝影測量技術(shù)

攝影測量技術(shù)實際上就是通過攝影的方式來將目標(biāo)物的信息采集的一種技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，當(dāng)前的攝影測量測繪技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展到了數(shù)字化的攝影測繪階段，它主要是利用影像處理和計算機技術(shù)對影像進行測繪，將大量的測量從外業(yè)轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，不僅精度很高，而且具有很高的速度，在一些人日比較密集的地區(qū)，利用該技術(shù)能夠高效地形成大而積成圖，為城市的建筑工程和城市規(guī)劃等提供良好的指南。攝影測量技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用，大大提高了工程測量的精確度和速度，同時也節(jié)約了大量的人力和財力，實現(xiàn)了工程建設(shè)成本的節(jié)約，為工程建設(shè)的發(fā)展起到了良好的促進作用。

6. 工程測量中的地圖數(shù)字化測繪技術(shù)

實現(xiàn)各樣的GIS工作，把原來的圖案變成數(shù)字形式，進而帶來大量的工作內(nèi)容，并在投入和人員的配置上都花費很多，對于存在的己經(jīng)成型的紙上地圖，如果它的精度過關(guān)，而具有可用性，則使用掃描等數(shù)字辦法把其數(shù)字化，并在電腦中處理。經(jīng)過修補和擴充等成為可利用的地圖，當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件對信息的自動識別效果較高，效率高，還原成都好，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化處理

7. 工程測量中的信息化測繪技術(shù)

信息化測繪技術(shù)的發(fā)展是我國測繪技術(shù)實現(xiàn)了由傳統(tǒng)測繪向數(shù)字化測繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進入的又一個新的發(fā)展階段，在技術(shù)上和效率上都有了新的提高，它代表著我國測繪技術(shù)發(fā)展在進入新世紀(jì)后現(xiàn)代化建設(shè)總的戰(zhàn)略方向。信息化測繪技術(shù)的最本質(zhì)的特征就是可以實現(xiàn)隨時隨地的地理信息服務(wù)，能夠為工程測量提供極大的幫助。信息化測繪技術(shù)中的前沿技術(shù)如現(xiàn)代坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)等，在工程測量各方而的應(yīng)用，使得工程測量的準(zhǔn)確度不斷提高，同時信息化測繪技術(shù)在生態(tài)建設(shè)、節(jié)能減排、新農(nóng)村建設(shè)等方而的廣泛應(yīng)用，為國家和人民帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，也極大的提升了我國的綜合國力，實現(xiàn)了國家和社會的可持續(xù)發(fā)展。

三、對我國未來測繪新技術(shù)應(yīng)用的展望

伴隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長，工程測量事業(yè)也得到長足發(fā)展。目前我國已全面進入數(shù)字化測繪技術(shù)快速發(fā)展階段，但距離信息化測繪技術(shù)的發(fā)展還有一定的距離，因此，在此后的經(jīng)濟發(fā)展過程中，一定要加強對信息化測繪技術(shù)的研究，以促進信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使我國盡快進入信息化測繪技術(shù)發(fā)展階段，朝著測暈內(nèi)外作業(yè)一體化，數(shù)據(jù)獲取及處理自動化，測量過程控制和系線行為智能化，測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化，測量信息管理可視化，信自共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展，其發(fā)展特點可概括為精確、可靠，快速、簡便、連續(xù)、動態(tài)、遙測、實時。測繪技術(shù)代表了先進的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，不僅為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展提供了重要的發(fā)展方向和科學(xué)依據(jù)，也為工程測量提供了準(zhǔn)確及時的勘測信息。不斷創(chuàng)新，提供更為精確科學(xué)的信息探測數(shù)據(jù)，讓測繪新技術(shù)成果普及到我國的每一項工程建設(shè)當(dāng)中，逐步提高我國的綜合國力。

4.結(jié)束語

隨著測繪新技術(shù)的不斷進步和在工程測量中的應(yīng)用，我國工程測量技術(shù)日漸成熟，推動了測繪工程建設(shè)的發(fā)展，開創(chuàng)了工程測量發(fā)展的新時代，為國家和人民帶來了更大的經(jīng)濟效益和社會效益。測繪技術(shù)還在不斷的探索和發(fā)展當(dāng)中，在未來的工程測量中，必然會有更多的測繪新技術(shù)應(yīng)用到工程測量中，更好的促進工程測繪的發(fā)展。但是我們也應(yīng)該認(rèn)識到，我國測繪技術(shù)發(fā)展還很不平衡，無法滿足國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展和社會進步的需要。我們應(yīng)當(dāng)探索和發(fā)展測繪新技術(shù)，充分利用CPS技術(shù)、GIG技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)、攝影測量技術(shù)、RS技術(shù)、3S集成技術(shù)等先進技術(shù)和設(shè)備，使測繪工作向測量內(nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。

參考文獻：

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第9篇：對地理信息科學(xué)的認(rèn)識范文

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（二）夜間燈光數(shù)據(jù)的缺點

事物都有兩面性，有優(yōu)點，就會有缺點。DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)也有缺點，首先，DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)的分辨率不是很高，只有 1 km，這就限制了 DMSP 不能應(yīng)用于高精度的圖像展示，只能展示空間范圍較大的地理信息，比如省域、全國范圍、全球范圍。其次，DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)是非輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)，簡單來說，就是數(shù)據(jù)存在著一些誤差和缺陷，需要通過一些校正方法對數(shù)據(jù)進行校正才能更好地使用，但是 DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用主要是圖示作用，并不是運用于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究，對它是否進行校正可以根據(jù)教師的地理信息系統(tǒng)技術(shù)是否嫻熟來決定，也受教學(xué)環(huán)境和教學(xué)目的所影響。

二、夜間燈光數(shù)據(jù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）GDP 空間化的操作步驟

首先是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，在互聯(lián)網(wǎng)相應(yīng)網(wǎng)站和廣西統(tǒng)計年鑒中得到 2013 年DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)、廣西的縣級和市級行政區(qū)界線、面的 shp 格式數(shù)據(jù)以及2013 年廣西各縣市區(qū)的 GDP 數(shù)據(jù)。利用 Arcgis 軟件平臺的區(qū)域分析功能得到每個縣市區(qū)的夜間燈光亮度值，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Excel 表格和對應(yīng)的各縣市區(qū) GDP 進行一元線性回歸，得到回歸方程的系數(shù)，再利用 Arcgis 的柵格計算器的乘法功能得到廣西的 1 km*1 km 分辨率的 GDP 空間化圖像。如果追求更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以利用增強型植被指數(shù)（EVI）對 DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)進行飽和校正，然后再進行提取數(shù)據(jù)和 GDP 進行線性擬合，最后再通過系數(shù)調(diào)整校正得到更準(zhǔn)確的 GDP 圖像。

（二）GDP 在空間上的分布的教學(xué)展示

根據(jù)上述步驟，就可以得到廣西GDP 空間化的結(jié)果。雖然 GDP 在空間上的差異可以縣級、市級、省級作為地理單元在地理信息系統(tǒng)上展示出來，但是還是不能確定 GDP 在空間上的具置，給學(xué)生的展示效果欠佳，基于夜間燈光數(shù)據(jù)的 GDP 空間化突破了行政界線的限制，能直觀地展示 GDP 在空間上的確切位置，有利于加深學(xué)生對于 GDP 來源以及分布的理解，為下一步對 GDP分布影響因素做進一步的深入分析做好準(zhǔn)備。根據(jù)廣西 GDP 空間化結(jié)果圖，可以在課堂上引導(dǎo)學(xué)生觀察哪個市的 GDP 最多？市轄區(qū)的 GDP 和縣級的 GDP 有什么差異？廣西的 GDP 在空間上的分布有什么規(guī)律？在地理教學(xué)中，特別是傳統(tǒng)人文地理教學(xué)中，GDP 空間的分布、大小排名只是借助文字或者表格給學(xué)生展示，缺少地理空間上的識別教學(xué)，通過夜間燈光數(shù)據(jù)的 GDP 空間化成果，可以培養(yǎng)學(xué)生識圖能力和加深對 GDP 空間分布的理解。以廣西為例，在以夜間燈光數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制作的廣西 GDP 空間化圖像中，引導(dǎo)學(xué)生觀察制作的廣西 GDP空間化專題地圖的圖例、行政界線和行政區(qū)名稱，依據(jù) GDP 空間化圖像中柵格的多寡來判斷 GDP 的排名依次如下：從市級行政區(qū)域而言，南寧市>柳州市>桂林市>玉林市>梧州市>百色市>欽州市>貴港市>北海市>崇左市>來賓市>河池市>防城港市>賀州市；從縣市級行政區(qū)域而言，南寧市轄區(qū)>橫縣>武鳴縣>賓陽縣>隆安縣>上林縣>馬山縣。這比簡單地看表格中 GDP 數(shù)字更加直觀，更加容易理解。

（三）地形對 GDP 的分布影響的教學(xué)展示

在 GDP 排名中，南寧市 GDP 第一，柳州市次之，桂林市排在第三，西北部的百色市和河池市的 GDP 最少。這樣的分布是受什么影響呢？在 Arcgis 平臺上將高程和廣西 GDP 空間化結(jié)果圖疊加，得到廣西高程與 GDP 空間化疊加圖，可以很明顯地看出地形對 GDP 的影響。之前的GDP 大小排名只能做到“識圖”，也就是認(rèn)識地圖，通過疊加圖則能做到更深一步的“析圖”――解析和分析地圖。同樣以廣西為例，引導(dǎo)學(xué)生識別高程、GDP空間化圖例、行政界線和行政名稱，可以發(fā)現(xiàn)：從省級行政范圍而言：南寧市的GDP 主要集中于海拔 200 m 以下的南寧盆地，柳州市、桂林市、玉林市、梧州市、北海市等東南部城市 GDP 都分布于海拔 200 m 以下的平坦地區(qū)，西北部山區(qū)的河池市、宜州市市區(qū)和百色市市區(qū) GDP 都分布于海拔 200 m 以下的平坦谷地，而河池市和百色市的縣級 GDP 幾乎都分布于平均海拔 200-1000 m 的喀斯特山區(qū)。在教導(dǎo)學(xué)生“識圖”之后，就要引導(dǎo)學(xué)生思考為什么GDP都分布于海拔較為平坦的區(qū)域，這就是一個“析圖”的過程，通過不同地貌區(qū)域的 GDP 對比，可引導(dǎo)學(xué)生得到以下結(jié)論：相比平原地區(qū)，喀斯特山區(qū)典型的峰林、峰叢洼地地貌導(dǎo)致百色市和河池市大部分地區(qū)耕地較少，平坦地方較少，對交通路線的建設(shè)，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展都受到極大的限制，這就是西北部山區(qū)的百色市和河池市 GDP 排名落后的重要原因之一；從縣級區(qū)域，南寧市內(nèi)的 GDP 排名是：南寧市轄區(qū) GDP>橫縣 GDP>武鳴縣 GDP>賓陽縣 GDP>隆安縣 GDP>上林縣 GDP>馬山縣 GDP，從疊加圖上可以發(fā)現(xiàn)，這和各個縣市級行政區(qū)域的平均海拔 200 m 以下的土地面積有極大關(guān)聯(lián)。從圖上明顯看出，平坦區(qū)域土地面積大小排名如下：南寧市轄區(qū)所在的南寧盆地>武鳴縣盆地>賓陽縣平原>上林縣丘陵>馬山縣喀斯特山區(qū)，同樣可以得出：平原或者盆地地區(qū)的GDP>丘陵或者山區(qū) GDP。這些因素的分析，教師可以在課堂上結(jié)合廣西高程與 GDP 空間化疊加圖對學(xué)生進行提問、搶答或者其他擴展教學(xué)活動。

（四）交通對 GDP 的分布影響的教學(xué)展示

除了可以展示地形對 GDP 分布的影響，還可以展示交通對 GDP 的影響分布。通過 Arcgis 將交通路線，主要是公路和鐵路疊加到廣西高程與 GDP 空間化圖像上，就得到高程、GDP 空間化結(jié)果與交通路線疊加圖。從疊加圖上看，市轄區(qū)交通線路數(shù)量>縣級行政區(qū)交通線路數(shù)量，交通線路越多，交通越發(fā)達，這和之前展示的市轄區(qū) GDP>縣級 GDP的趨勢是一樣的，說明了交通對 GDP 的分布呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系；從地級市范圍而言，交通路線排名如下：南寧市>柳州市>桂林市>玉林市>梧州市，這和 GDP 的排名分布也是一致的，可見交通對 GDP 的巨大推動作用；從更大的區(qū)域而言，西北山區(qū)（河池市和百色市），雖然有公路和鐵路經(jīng)過，但是受到喀斯特峰林、峰叢等地貌的影響，大型交通路線對當(dāng)?shù)氐目h級行政單元資源、人口的輻射作用和經(jīng)濟帶動作用相對較弱，東南部較平坦，海拔較低，地形開闊，有利于交通路線的輻射，有更多土地發(fā)展工農(nóng)業(yè)。最后得出結(jié)論：東南部經(jīng)濟發(fā)達和西北部山區(qū)的相對落后，這些都是地形、交通路線等多種因素的綜合作用。地理教師可以參照以上這樣的案例講解在課堂上培養(yǎng)學(xué)生綜合思考的思維模式。

經(jīng)過上文分析，可以得到以下結(jié)論：夜間燈光數(shù)據(jù)量小，信息量大，處理比較簡單，適合中學(xué)地理教師發(fā)掘利用來進行地理教學(xué)，特別是人文地理方面的教學(xué)。除了利用夜間燈光數(shù)據(jù)進行簡單的GDP 空間化以外，夜間燈光數(shù)據(jù)還可以進行城市建設(shè)用地的提取、人口的空間化等地理要素的分析和處理，再結(jié)合高程、交通路線等數(shù)據(jù)的疊加可以激發(fā)學(xué)生對地理教學(xué)的興趣，同時加深學(xué)生對地理這一門課相關(guān)內(nèi)容的理解。隨著地理教師教學(xué)水平以及電腦信息技術(shù)的不斷進步，不久的將來可以引入更多有助于教學(xué)的遙感數(shù)據(jù)，使地理教學(xué)更上一層樓。

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