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地理信息系统原理和方法范文1
【关键词】地理信息系统环境GIS分布式
地理信息系统是融计算机图形和数据库于一体的有关信息的集合。它把地理位置和相关属性信息图文并茂地输出给用户。用户借助其可视化表达可进行各种辅助决策。地理信息系统的产生改变了传统的信息处理方式使人们处理信息由数值领域进入到了空间领域。地理信息系统一直与信息技术息息相关。随着分布式计算技术、网络技术的迅速发展，分布式计算技术作为一个能够承载地理空间信息的平台，已成为目前GIS发展的最重要的方向。分布式地理信息系统是建立在分布式空间数据库基础上由一组分布式服务器协同为客户端提供地理信息服务的网络地理信息系统。网络信息系统能够有效地管理一个大的地理区域复杂的污染源信息，详细分析区域环境影响诸因素的变化情况，以及主要污染物的地理属性和特征等。
一、网络地理信息系统的特点
（一）随着网络的迅速普及，依赖网络获取信息扩大地理信息系统的应用领域。将网络软件通过普通浏览器，享用地理空间信息服务，从而降低数据散发成本。比如数字地图的出现，使得人们得以抛弃传统的印刷地图，可以在网络上简便地查询地点和路线。对同一区域不同时段，不同的环境影响因素进行特征叠加，分析区域质量演变与其它诸因素之间的相关系。对区域的环境质量进行预测。此外可在一张地块地图上显示重点污染源的位置及其对环境的影响。
（二）实现资源共享。为实现信息的共享，建立面向用户的、资源共享的开放式网络。具有强大的空间分析和数据处理功能充分利用网络的功能模块结合选定的环境监测模型可以对多源环境信息进行处理从中发现环境演变的动态规律，建立科学的监测模型，实现对环境的综合动态监测。
（三）速度快，精度高。利用网络分布技术可以将数据与地图相关联建立拓扑关系进行空间分析，实现对各类专题地图辅助决策和管理。不仅节省大量的人力、物力、财力最主要的是获得成果的速度快精度高。
（四）透明性，位置透明，即用户不需知道文件和数据库的位置，资源的名字资源无须更名就可自由地在系统中流动外界不需要知道系统为使资源均衡而改变对象的位置。系统可以随意地为文件进行附加拷贝而无须用户知道，并且在用户没有感觉的情况下并行发生。隐藏数据表示和调用机制的异同，可以将出错和恢复事件隐藏在对象内部，以达到纠错的目的。
二、网络式地理信息系统的主要表现方法
（一）DCOM的分布式网络地理信息系统
1.具有数据管理功能：（1）由关系型数据库管理属性数据，地理空间数据以义件的形式存储，由空间数据管理软件包进行空间操作。地理空涮数据文件和关系型数据库之唰以指针或关键词建立联系；（2）对关系型数据库进行完善，统一管理属性和空间数据在关系数据库中引入面向对象技术，建立对象关系型数据库或纯对象数据库，对象和底层表示分离，空间属性和非空间属性定位平等，实现了属性数据和空间数据的一体化管珲。随着技术进步，客户端能采用新的协议，利用web技术完善地理信息系统的新技术，能够在浏览器上显示多媒体数据，而WebGIS中的信息通过交互操作，对空间数据进行查询和分析。用户可以浏览站点上的空间数据，进行各种空间数据检索和空间分析。
2.分布式网络系统的表现方法：（1）插件方法。利用布式网络系统，一些简单的操作都需要服务器完成并将结果返回。当网络流量较高，就需要利用插件技术，利用能够同浏览器交换信息的软件，将一部分服务的功能转移到客户端，加快了用户操作的反应速度，减少了网络流量和服务器负载。而且简单操作，使普通用户也能方便的获取所需的信息。利用通用的浏览器进行地理信息的，通常使用免费的插件，大程度的降低用户的经济负担；（2）跨平台性：无论客户和服务器采用何种系统，服务器端使用何种软件，用户都可以透明的访问WebGIS数据，实现远程异构数据的共享；（3）可移植性：能够实现有状态的空间数据传输协议，经过同样的数据传输过程，数据传输之间建立联系，减少网络传输负担较重。它作为一种进程内扩充方法，有效减少进程耗费的时间。客户端同样不具备数据管理机制，运行的速度比较快，网络和服务器负担轻。
（二）AGENT技术的分布式地理信息系统
它是以数字化的形式反映人类社会赖以生存的地球空间的现势和变迁的各种空间数据，以及描述这些空间数据特征的属性，以模型化的方法来模拟地球空间对象的行为，在计算机软、硬件的支持下，以特定的格式支持输入/输出、存贮、显示以及进行地理空间信息查询、辅助决策的有效工具。一句话，地理信息系统为人们提供了管理地理信息和开展空间分析的先进工具。随着计算机网络、计算机通信等技术的发展，Agent系统放松了对集中式、顺序控制的限制，提供了分散控制和并行处理，解决了网络分布系统应用领域之间的协同工作问题，不同领域的系统通过相互合作完成相关的应用，分析地理信息和地理应用的互操作问题，相互访问信息和异构地理信息处理环境下的互操作，实现资源的有效管理问题，高质量地进行地理信息和服务的交流，减少了服务器和客户之间的频繁交互，可用于测量和地理建模等本地地理计算和二次处理，对数据进行个性化的展示。数据的具体表现可以描述任意复杂的内容，而且具有明显的优势和特点，包括实现了空间数据与网络分布服务共享、高性能的计算、数据资源的安全性等。
作者：王立宇
参考文献：
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[2]陈述彭鲁学军周成虎编著 《地理信息系统导论》 科学出版社2000
[3]边馥苓等编著《地理信息系统原理和方法》 测绘出版社1996
地理信息系统原理和方法范文2
论文关键词：GIS专业，信息技术，信息类课程，课程设置
1.信息技术对GIS专业人员的重要性
近十几年来，信息技术得到了飞速发展，快速地渗透到各个行业，各个领域，取得了惊人的成就。GIS界也不例外，从最早的微机地理信息系统到今天的开放式地理信息系统平台，GIS在融人信息技术以后，已由古老的地图，沙盘时代跨人到了今天的电子GIS时代。
信息技术（Information Technology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（Information and Communications Technology, ICT）。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
从地理信息系统的学科交叉来看,计算机科学与技术、信息技术是地理信息系统重要的学科基础;从技术层面看,本质上说信息系统,计算机软硬件系统与信息处理是地理信息系统的关键;从理论支持来看,空间信息表达、3S集成技术都需要信息技术的支持。因此,信息技术是地理信息系统重要的理论和技术基础,相应在教学层面上,地理信息系统专业必然要对信息类课程提出较高的要求[1]。
2.课程设置中存在问题
信息类课程在地理信息系统专业教育中的地位和作用至少体现在以下几方面:
1.信息类课程是地理信息系统专业课程体系的重要基础和组成部分。相对于其他一些专业中信息类课程仅是一种技术性、辅课程,信息类课程本身是地理信息系统专业产生、发展与教育的重要基础和主要内容,其体系结构与教学水平将直接影响到地理信息系统专业教育水平与学生培养质量[2]。
2.信息类课程是地理信息系统专业教育上水平、上台阶的重要推动力。当前地理信息系统发展的前沿问题如网络地理信息系统、组件式地理信息系统、虚拟地理信息系统、多维动态地理信息系统等都需要现代信息技术的支持。在培养合格的应用型和开发型地理信息系统人才方面 ,信息能力与应用水平同样是一个重要方面。因此要培养适应社会需求的、 面向地理信息系统技术前沿的人才 ,信息技术教育将是关键之一[3]。
如今，计算机图形字，计算机控制技术信息技术，多媒体技术，数据库，计算机通信等信息技术渗透到地理信息系统，3S集成，测绘技术的各个方面免费论文。而目前GIS专业信息类课程教学却与GIS新技术的发展显得极不适应。信息技术应用水平的高低，势必影响到受教育者的素质。
信息技术在GIS界得到了广泛的应用，引起了世界各国的关注，然而我国GIS教育界却没有表现出应有的重视。国内各GIS院校GIS专业的教学计划中只有《计算机基础及应用》这门基础课，其它课程均为选修课或考查课(非主要课程)，教材内容也落后于现状的需要，如选用的教材内容肤浅、陈旧、课时少。有些专业课程，比如《空间数据库技术》及《GPS原理》都要求有信息类课程的基础，但课本里只是泛泛带过，学生并没有信息前导类课程的学习[4]。
3.GIS专业学生信息类课程的特点
针对GIS技术类专业对信息类课程的需求特点，选择正确的教学摘要涵盖信息管理与信息系统，数据库技术以及电子的定位导航等课程在内的一个广泛的信息课程体系。
1）GIS专业学生通常与诸如信号，图像，方程，表格等实体打交道比较多。为了能够对GIS类的学生有所帮助，信息基础课程须教会他们如何表示这些工作中会用到的数据，以及如何操作这些数据，对学生不太会感兴趣的诸如复杂数据结构和算法则进行适当的调整，增加用例。
2）GIS专业对学生的要求往往是能够熟练运用工作中所遇到的各种信息化工具，而非自身的兴趣所在，更非其职业追求的目标。他们通常对信息技术已有所接触，能够在家里轻松自如地运用信息技术进行一些图像编辑，多媒体合成等简单操作。在课堂上学的枯燥的原理和繁琐编程很容易让他们产生一种复杂的错觉。
3）课程中引用的例子应尽量与专业相关,使学生都可直觉接受的。特别是一些和学生学习生活相关的例子信息技术，是学生所喜闻乐见的。
4）GIS专业学生在信息类课程上的学习时间十分有限，他们不太可能系统地学习这些课程。由于GIS的相对复杂性。GIS专业的学生除了要掌握有关信息类知识外，他们对其他有关GIS的专业知识，GIS相关的体系的知识也要有相应的掌握和理解。
5）用于GIS科学的软件包很多，要选择一些对其未来工作中接触机率大的。目前GIS商用工具软件有数十种之多，其应用和功能各有侧重，如果让学生完全掌握如此多种的软件实属困难。所以在教育教学中应采用一些主流的应用软件进行教授。
4.信息类课程的设置方案高校信息技术(包括计算机基础)教育的目的是培养学生的基本信息素养和信息能力，使学生能将计算机与信息技术用于其工作领域，成为既熟悉本专业知识又掌握信息技术的复合性人才。在进入信息时代的今天，信息基础教育对于提高21世纪大学生的素质和能力有着十分重要的作用。多年的教学实践使我们认识到大学生的信息技术教育是一个循序渐进的教育过程，要着眼于学生信息素养和信息能力的培养，包括通识素养和能力与应用创新素养和能力。通识素养和能力是对所有大学生的基本要求，是指在接受高等教育之后，在信息技术方面应该具备的基本知识和能力。例如计算机的基本知识，信息表述能力、信息交流能力、信息系统的使用能力等。应用创新素养和能力是指学生能自主学习，具备较强的创新意识和开发能力，能灵活自如地把信息技术用于专业研究领域。实践证明，许多在信息技术领域有成就的人是非信息专业毕业的学生。他们既具有本专业的知识，又掌握信息技术，跨学科的人才知识面宽，富有创造精神。关键在于正确引导和培养。
国内外很多高校为GIS专业开设了多种不同类型的信息类课程，大体上可分为三种:1导论课程(计算机文化基础、信息系统基础)。2原理课程（电子技术、导航原理、数据库原理）免费论文。3应用课程(GIS软件应用、GIS 软件应用)。在研究GIS专业信息技术课程设置和教学时应当充分围绕这两个层次素质与能力。为此提出“1＋3＋X”（1门基础课＋3门限选课＋X门任选课）的分层课程设置方案。 其中，1门基础课是“大学计算机基础”公共通识课，课程主要涉及计算机基础性和适用性的概念、技术和应用，它在培养学生的计算机知识、能力和素质方面起到基础性、先导性的作用。可以帮助学生对信息课程有一个概述上的了解和认识。在1门基础课程学习完成之后，各专业可根据需要在“数据库技术及应用”、“计算机网络技术及应用”、“电子技术”、“导航原理”、“地理信息系统原理”、“通信原理”中选择三门作为专业限选课。这些课程在已有“大学计算机基础”的基础上让学生更好理解和接受，同时也是对一些GIS高年级课程所必不可少的基础。只有在这些课程的基础上学生才能更好的把握有关GIS专业知识信息技术，将各种技术、方法更好的应用和融合。
为了达到新形势下培养学生动手实践能力的目的，学校可以在学分制下采用的是多模块、多层次的进阶式教育模式。由于学生的基础各异，学校还提倡学生根据自己的基础知识、兴趣爱好和实际应用需要选修实用技能课程。为此，我们可还设置了一系列信息类选修课程，供学生自主选择。可以结合GIS专业的实际的情况，适当开设“地理信息系统软件应用”、“导航软件应用”、“局域网的组建与管理”、“GIS模拟软件应用”、“数学建模软件”、“GIS计算软件应用”中选择X门作为专业任选课。这些选修课可以在学生已经有的限选课的知识基础上，可以更好、更有效率的学习GIS专业知识，把握有关技巧，所有知识融会贯通，有得于提高学习效率，加快知识层次的升华。
5.结束语课程设置和建设是一个系统工程，涉及到方方面面的问题，比如学校定位、学生来源、专业特点、师资结构等。我们对课程设置所做的工作和将要进行的改革目标都是为了提高我校信息技术教学的教学质量、教学效果，最终使学生受益。同时我们要充分试识到GIS在引入信息技术后所呈现出新的特点，不断补充新的知识，及时调整课程体系结构，以适成GIS技术发展的需要。
参考文献
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地理信息系统原理和方法范文3
关键词：地理信息系统；软件设计；教学；资源与环境
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）36-0192-03
教育部于1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，将原土壤与农业化学、农业环境保护、渔业资源与渔政管理以及农业气象合并为农业资源与环境，属于环境生态类[1，2]。按照专业规范的要求，农业资源与环境专业的业务培养目标是：培养具备农业资源与环境方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在农业、土地、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、生态农业、资源遥感与信息技术的教学、科研、管理等工作的高级科学技术人才[3]。随着本科专业目录的调整，农业院校的土壤与农业化学专业更名为农业资源与环境专业，其课程设置和教学计划也有较大的变化。各学校根据自身的实际情况，对有关课程设置的调整变化很大[4]。人类80%的信息都和空间位置有关，因此地理信息系统作为资源调查和评价过程中的重要工具，在资源环境专业中得到了充分的重视，因此越来越多的资源环境专业开设了地理信息系统和地理信息系统设计与开发相关课程。
从20世纪90年代开始，地理信息系统贯穿在数据采集、存储、处理、管理、分析及决策中，为越来越多的领域提供动态模拟、统计分析、预测预报、决策支持等服务[5]。在资源与环境专业的教学过程中以培养学生的GIS软件的应用能力为基础上，更加侧重培养学生的GIS系统的设计与应用开发能力，以提高学生解决不同实际问题的能力[6]。基于此，在本科教学方案中增设“GIS设计与开发”这门课程。目前“GIS设计与开发”作为资源与环境专业一门专业基础课，具有较强实践性、跨学科和领域等特点。针对资源与环境专业发展特点，本文讨论了“GIS设计与开发”课程设置目标的教学内容、教学方式和考核形式及其特殊性，先修课程调整、综合实习内容以及学生综合能力培养上给出教学意见，提高教学质量。
一、教学目标
如何实现专题GIS应用系统，提高GIS应用水平和效益，本课程就是在这样一个环境背景下产生的。“GIS设计与开发”是资源与环境专业学生的一门应用性很强的课程。该课程是在完成地理信息系统原理、遥感导论、数字图像处理、GPS原理、地图学、C语言、Windows程序设计、数据库原理等基础课程之后，综合GIS、RS和GPS理论与计算机科学理论，以满足特定的应用要求。遵循地理信息标准，运用软件工程思想和方法，结合地理信息自身和相关应用领域的特点，设计和开发具有明确目标的信息系统。学生通过这门课的学习，掌握GIS设计与二次开发的基本原理、方法和工具，使学生具备地理信息系统二次开发的能力，熟悉空间数据库设计的基本原理和方法，了解应用项目开发中组织和管理涉及到的基本概念和策略，提高运用所学知识解决资源与环境专业方面实际问题的水平，为毕业设计和后续其它课程的学习夯实基础。
二、课程特点与基本要求
1.课程特点。（1）“GIS设计与开发”是一门具有学科交叉性特征的课程。该课程本身涉及到地理信息系统原理、地图学、遥感原理、软件工程、数据库原理、Windows程序设计、数学建模等多个学科的内容，具有较为明显的学科交叉性。就资源与环境专业而言，设计与开发更加侧重数据的分析、处理和表达，因此在课程中更加侧重数据的分析和制图表达上，但是对一些基本的功能的要求也必不可少。故此，资源与环境专业在“地理信息软件设计与开发”上应该兼顾所有的基础学科，同时对数学建模相关课程有深入了解。（2）“GIS设计与开发”是一门不断发展的课程。GIS基础软件与应用软件受到计算机软硬件技术的更新而不断发展的，这也对GIS软件设计与开发也提出了更高的要求。在教学中要不断吸收新兴技术，在教学过程中指导学生查阅与GIS软件设计和软件设计有关的新兴资料，把握GIS的前沿动态。在教学过程中，适当的提出问题，调动学生积极查阅图书文献资料，培养学生积极学习态度和自学能力。（3）“GIS设计与开发”是一门实践性很强的课程。要进行GIS软件设计必须在软件设计模式、集成开发环境的运用、软件编码等方面都较好的基础，强调理论和实际应用的结合，根据具体情况解决具体问题。要求将设计与开发的理论与方式用于具体实践工作中。在教学过程中设计了单独的“地理信息软件设计与开发”的实验课程。实验课程采用分解知识点进行训练和综合训练解决实际问题的能力。
2.基本要求。学生较好地掌握地理信息系统项目组织和管理的特殊性和相关理论，学习GIS软件设计的方法，理解其特殊性，为地理信息系统的设计与开发奠定基础。能熟练运用一种程序语言和地理信息系统基础平台进行二次开发。掌握GIS软件的二次开发的基本原理，熟悉组件式GIS软件开发的基本架构，了解目前主流组件库的基本特征，具备开发GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine进行GIS组件式二次开发。掌握如何将地理信息系统与应用模型及其他系统集成综合解决和处理问题的基本方法，达到会设计与应用的目的。
三、教学设计
1.参考书选择。由于“地理信息软件设计与开发”这方面的教材比较少。教学过程中涉及到软件设计的基本原理与方法，在教学过程中选择Ian Sommerville编写的《软件工程》部分内容为指定阅读材料；同时考虑到GIS软件设计过程中的共性和特性，理论教学选择吴信才等编写的《地理信息系统设计与实现（第二版）》为参考书；课程是实验采用ArcEngine进行二次开发，因此参考相关的二次开发教材，主要包括ArcEngine开发帮助、类图等。同时给出部分图书清单，要求学生自学完成C#程序设计和设计模式等相关知识。
2.开发环境。学生的先修课程包含C语言、数学建模及Matlab等课程。然而除了个别学生自学了VC程序设计之外，大部分不具备VC的开发能力。如果为了可视化编程选择VC，则在有限的课时内，学生将投入大量精力来学习VC及MFC的基本开发技能。Matlab软件是国际公认的最优秀的科技应用软件。考虑到资源与环境专业背景，Matlab能在GIS开发中能够很好的挖掘和分析资源环境数据。但是考虑到GIS需要管理海量的空间数据，然而常见的空间数据Matlab不能进行直接的支持。因此Matlab不能作为本课程的主要开发环境。结合学生现有的开发基础，以及.NET在界面设计和面向对象的优势，因此本课程选择C#.NET作为高级语言开发环境。Visual Studio作为一个强大的开发环境，直接对C#等.NET原生语言支持。在Visual Studio 2010中对UML进行了支持，能够创建UML类图、活动图、序列图、用例图和组建图。利用对UML的支持，能够很好的支持在课程中的设计和建模。
在二次开发控件主要选择目前主流的ArcEngine提供的基本控件和类库。利用ArcEngine来开发实现GIS相关功能，而其他关于资源与环境的信息挖掘则采用Matlab来实现，并通过Matlab Builder将Matlab代码成为.NET程序集实现Matlab和.NET之间的互操作。
3.教学课程结构。“地理信息系统设计与开发”是我校资源与环境专业一门重要专业基础课。总学时为48，其中理论课程为32学时，实验课程为16学时。考虑到培养学生对GIS的实践能力，理论课程和实验课程比例达到了2：1，课程的教学内容如下表。
全部课程安排了16课时的实验，其中C#开发4个课时，基于UML的GIS系统设计4个课时，最后还有8个课时进行ArcEngine的二次开发内容。每次实验提交实验报告及相关的源代码和对应设计文档，用以检查教学效果，及时调整教学方案。
4.教学方法。“GIS设计与开发”教学主要借助多媒体等现代教学方法，理论教学配合对应内容演示，融合其它课程内容的方式。可以针对不同的教学内容采用不同的教学方式。例如，在讲解GIS软件设计的相关理论基础时，进行启发式教学，鼓励学生提出问题，诱导学生思考并解决问题。互动式教学是课程讲授的一种有效的教学方法，通过师生之间对同一问题的分析，促进对理论理解，对问题的分析方法理解，能营造良好的课堂气氛，提高了教学效果。研究式教学方法也很重要，采用研究的方式与激励学生查阅资料，了解未来的发展方向并阐述观点。
5.考核形式。为了培养学生的创造性思维、动手能力和综合素质，侧重应用开发的角度来对学生进行综合考察。本课程主要采用平时考核、最终试卷考试和实验考查三方面相结合的方式对学生进行考核。由于没有较完整的教材，教学过程中也采用了较多的新兴资料，因此在课程学习过程中要求学生查阅指定内容的文献资料，学生提交相关的读书报告，以此作为平时成绩考核标准之一；平时的出勤率和随堂提问也作为平时成绩一部分。实验课程考核包含实验完成代码、设计文档和实验报告三个部分，能较好提高学生的实践动手能力。考试内容包含了对学生对基本知识掌握程度的考察，还增加系统分析和设计讨论题。该类题目有较大的灵活性，能够考察学生综合素质，同时能体现教学效果。学生最终的成绩由3个部分组成：平时作业和出勤率占30%，实验占30%，期末考试占40%。
四、教学建议
1.调整先修课程。任何一门专业课的开设都建立在先修课程基础之上的。资源与环境专业在先修课程中虽然学习了“地理信息系统”、“遥感导论”、“数学建模”等课程。然而在理论教学课程中发现，学生对GIS的基础知识理解不够深入。如在简介空间查询时，需要先讲解空间拓扑的相关知识，才能进一步简介基于空间的查询方式。其次，学生在实验课程中动手能力表明，通识教育的高级程序语言现在还是侧重基本语法，导致学生的应用开发能力难以满足GIS开发的基本要求。因此，在通识教育过程中改变课程教学侧重点，使之更加符合资源与环境专业的学习，便于后续课程的开展。
2.增加综合实习。“地理信息系统设计与开发”是一门应用和实践较强的课程，同时其中的软件过程管理的内容又过于抽象，学生很难同时掌握基本的开发方法和软件过程管理。因此增加2周（80课时）的课程实习。集中时间让学生完整完成从设计到开发实现的过程，让学生巩固学习的GIS软件的设计方法，理解软件过程管理，同时强化学生的开发能力。在实验课程中学生掌握了基本的设计理论知识和程序开发技能。通过综合实习，能将学过的知识综合起来加以应用，既培养学生的动手能力又加强学生的创新意识。实习将学生分为2个实习目标，每个内容约30人，其中包含5个实习小组，每个小组5～6人，每个小组围绕实习目标完成不同的任务目标，由组长控制整个开发过程协调组员之间工作，在80课时内完成小型的GIS系统的设计与原型系统的开发任务。通过实习使得学生将基本的理论与应用开发联系在一起。
3.培养综合应用能力。本校的资源与环境专业主要研究方向有土地利用规划、流域管理、土壤与环境污染评价、防治与规划，耕地肥力管理、专家系统开发等。学生在毕业后，有很大一部分就转到了相关应用领域工作，把GIS作为处理该领域的一种工具。在先修课程中主要是利用Matlab、SPSS等软件对资源环境信息进行挖掘，同时也采用ArcGIS中的ArcTool工具包进行空间分析。因此在课程培养中需要结合上述的内容，需要培养学生综合统计和空间分析知识来解决实际问题的能力，使得学生能够为今后的工作和继续深造打下坚实的基础。
五、结束语
GIS的发展为资源与环境的飞速发展注入了新鲜的血液，提供了新的契机。在资源与环境专业设置地理信息课程是顺应时展趋势的。“GIS设计与开发”是资源与环境专业的一门重要课程，具有理论抽象和实践较强的特点。因此，要改变传统教学观念，不断改进教学方法，适时的调整和更新教学内容，充分调动学习的主动性，提高学生的综合运用能力，力争培养出具有良好专业基础的地理信息应用人才。
参考文献：
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地理信息系统原理和方法范文4
关键词：新技术；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
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着卫星遥感、GPS等为代表的空间测量技术的日趋成熟，以计算机系统的支持、系统工程及信息科学为基础的地理信息系统的出现和应用都为测绘信息技术的发展提供了有了的技术支持和保障，测绘技术正经历着前所未有的发展。
1.测绘新技术的应用
1.1 数字化技术
建立地理信息系统，就必须对数据的采集和编辑，是指各实体要素对应代码坐标输入计算机当中，经过软件处理后可以生成所需要的数字地图，输入的方式基本用软件自动提取识别地图信息，而在外业当中运用了全站仪、电子手簿、电子平板等设备。
与以往的测图方法相比较，地图数字化技术具有便于保存，易于修改，再次利用时对数据再次更新即可。在外业的测量当中可以现场测得数据现场绘图、现场修改。
1.2 全球定位系统
全球定位系统（Global Positioning SystemGPS），简称GPS。是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，全方位实时定位的卫星定位系统，采用距离交汇法。GPS技术能够快速、高效、准确地提供精确的三维坐标，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。借助GPS所提供的数据可以制出各种使用的测绘产品。可以说由于GPS的出现使得测绘行业大跨步的前进。
1.3北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统（BeiDou(COMPASS) Navigation Satellite System）是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十三颗北斗导航卫星，将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。 2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。 在不远的将来北斗卫星导航系统也会广泛应用到测绘领域。
1.4 GIS技术
GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，利用计算机、空间科学信息等来进行科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础。而且GIS已经成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段，在测绘领域发挥越来越重要的作用。
1.5 RS技术
RS技术即遥感技术（Remote Sensing，简称RS），遥感技术是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地理的电磁波信息，并通过对这些认息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。 遥感技术包括传感器技术、信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。
1.6 3S的集成技术
3S技术的发展形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了对地球的认识能力，拓展了传统的测绘科学的研究领域，是一个自然的发展趋势。
1.7 测绘的4D产品
1.7.1数字线划地图（Digital Line Graphic，缩写DLG）
是现有地形图要素的矢量数据集，保存各要素间的空间关系、拓扑关系和相关的属性信息，全面地描述地表目标。
1.7.2 高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）是在某一投影平面上按一定规则格网点或三角网点上的高程数据集。DEM的格网间隔应与其高程精度相适配，并形成有规则的格网系列。根据不同的高程精度，可分为不同类型。为完整反映地表形态，还可增加离散高程点数据。它的主要应用是查询和分析地面高程、坡度等三维分析应用。
1.7.3数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）是利用数字高程模型对经扫描处理的数字化航空像片、遥感影像，经过像元纠正、投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。
1.7.4 数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写DRG）是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件，就是数字化产品。每一幅地形图在扫描数字化后，经过纠正，图像处理和数据压缩，彩色地形图还应色彩校正，栅格文件在地图内容上、几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。
1.8测绘技术的发展展望
测绘生产向数字化的转变不仅仅是将模拟图转换为数字图，而是实现基础地理信息从采集、存储、管理到产品输出的整个流程作业方式的改变，从而达到进一步提高测绘效率的目的。新的技术不断涌现，让我们立足现在，展望未来，携手并进，期待测绘技术的更快更好发展。
参考文献
[1]龚健雅.地理信息系统基础.北京：科学出版社.2001
地理信息系统原理和方法范文5
关键词：测量技术，数 字化，信息化
中图分类号： TM930.9 文献标识码：A文章编号：
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
随着科学技术的飞速发展 ，计算机 网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前，世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术，数字化信息也正朝着网络化的方向发展，这标志着数字化时代已经来临。近年来，我国经济社会信息化水平不断提高，使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加，数字化基础地理信息已经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在，我国正处于非常重要的发展时期，要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设 以及自然资源的开发利用，这对测绘技术提出更高的要求，同时也提供了更广阔的发展空间。
1、传统测量学
传统测量学是研究如何测定地面点的平面位置及高程，如何将地球表面的地貌及其它信息测绘成图，如何确定地球形状和大小，并将设计图上的工程构造物放到实地上的科学 它的任务与作用包括测绘与测设两个方面 测绘是测定地球表面的自然地貌及人工构造物的平面位置及高程，并按一定比例尺缩放成图，供国防工程及国民经济建设规划设计管理和科学研究用，测设是将设计图上的平面位置和高程实地标设出来，作为施工的依据。
测量学按其研究的对象和应用范围可分为以下几门课程：
普通测量学，研究将地球表面局部的地貌及人工构造物测绘成大比例尺地形图的基本理论和方法的科学，这是测量学的基础。
大地测量学，研究地球表面区域的点位测定以及整个地球的形状大小和地球重力场测定的理论和方法的。
科学摄影测量学，研究利用摄影和遥感技术获取被测地表物体的信息，进行分析处理，绘制成地形图和数字模型的理论和方法的。
科学工程测量学，研究工程建设在规划设计、施工运行、管理等各阶段经行的测量工作的理论和方法的科学制图学，研究将地球表面的点、线经过投影变换后绘制成满足各种不同要求的地图。
2、 测量技术的发展
技术（GIS）遥感技术（RS）及数字摄影测量近些年来，伴随着科学的发展，测量科学也有着巨大的进步，现代数字化技术全球定位系统（GPS ）地理信息技术（GIS ）遥感技术（RS ）及数字摄影测量等各种新技术在测量学中得以研究和应用。
2.1 GPS技术
全球定位系统（GPS ）是美国军方在 1973 年开始发展的新一代卫星导航和定位军事系统，由分布在六个轨道上的21+3个卫星组成，民用限制使用。大约1983年开始用于解决大地测量问题，它的基本定位原理是依据用户和四颗卫星之间的伪距测量，根据卫星在适当参考框架中的已知坐标确定用户接收机天线的坐标信号由卫星发出，基本观测值是信号由卫星天线到接收机天线传播的时间间隔，然后用信号传播速度将信号传播时间换算成距离。按照原理，只要同步观测三颗卫星即可交会出测站的三维坐标 RTK实时动态技术是在 GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的 GPS定位测量方式，是 GPS应用的重大里程碑 RTK测量是将 l 台 GPS接收机安装在已知点上对 GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对 GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用 0TF （运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置 RTK测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图 同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样，因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍房地产测绘数字化测图及施工放样等各种工作中。
2.2 RS技术
遥感（RS ）是不接触物体本身，用传感器采集目标物的电磁波信息，经处理分析后，识别目标物，揭示其几何物理性质和相互联系及其变化规律的科学技术一切物体，由于其种类和环境不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性。遥感技术就是利用物体的这种电磁波特性，通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标及现象，达到识别物体及物体存在的环境条件的技术。
2.3 GIS技术
地理信息系统（GIS ）是在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、贮存、检索、更新显示、制图和综合分析应用的技术系统，它是将计算机技术与空间地理数据分布相结合，通过一系列空间操作和分析方法，为地球科学，环境科学和工程设计，乃至政府行政职能和企业经营提供对规划，管理和决策有用的信息，并回答用户提出的问题。目前 GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘 地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用 GIS 数据库内外一体化测图扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
2.4 3S 技术
3S技术的集成，是 GPS， RS， GIS技术的发展，并走向集成，是当前国内外的发展趋势在3S技术的集成中，GPS主要用于实时快速提供目标物的空间位置，RS用于实时快速提供地表物体及其环境的几何物理信息，以及它们的各种变化 GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的的平台。
2.5 数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品全数字摄影工作站的出现，加上 GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向 4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
2.6地图学技术
现在，地图学已经朝着多层次 、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术 、地理信息系统 技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发 展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合，研发出实用化专题地图设计专家系 统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统 。
2.7海洋测绘技术
在海洋测绘方面，海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度 ，研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标，进一步提高海洋测绘自动化过程，通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库，最终建立海洋测量信息系统。
3、现代测绘技术的作用
3.1在地理信息系统建设中起主导作用
地理信息系统 ( GI S )主要分为 2种，即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术 主要为基础地理信息系统建设服务，同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据，必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此，现代测绘技术在地理信息系统建设 中起主导作用。
3．2为城市信息化管理提供帮助
测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状 、大小 、位置以及属性等测定的结果，能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图，其含有极丰富和详细的地理信息，是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同，其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如，在城市里同一块区域，城市规划建设和土地管理 等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图，因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况，而供电供水部门需要铺设管线，则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。
3.3满足人们对地理位置信息的需求
在现实生活中人们都使用过交通 图等地形图，表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分，而测绘资料是绘制地形图的基础，因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料 。随着 GI S与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合 ，以及与 GPS和遥感技术 ( RS)的集成，将使空间信息获取和处理更新速度大大加快 ，使人们能够对空间信息进行适时处理 ，例如进行车辆定位、手机定位等 ，从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。
地理信息系统原理和方法范文6
【关键词】地理信息系统 中药材适宜性 层次分析法 辅助规划
1 引言
地理信息系统（GIS）技术是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学为一体的新兴学科，是在计算机硬件和软件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是一种对定性问题进行定量化分析的比较实用的多准则决策方法。应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重，为最佳方案的选择提供依据。
而中药材的生长受到温度、日照长度、降雨量、地理位置等环境因素的影响。中药材资源进行科学规划和合理管理需要将中药材数据与影响他的空间因素数据结合起来，通过GIS系统利用层次分析法进行计算分析。通过模型得出的结论为主要参考进行中药材资源的合理管理、规划。
2 系统总体设计
下图为系统总体设计图：
3 系统基本功能
1）文档基本操作：文档的新建、打开、保存、另存为、添加地图、删除地图等。2）地图编辑功能：启动编辑、终止编辑、撤销、重做、选择、输入点、输入线、 输入区、输入标记、图元参数、图元移动、图元缩放、旋转图元和量算等。3）视图管理功能：属性视窗及地图操作窗口、更换皮肤、鹰眼浏览、地图操作窗口的放大、缩小、移动、复位、更新等功能。4）查询功能：查询包括图层属性浏览、药材分布查询、空间查询、其他查询。5）要素分析功能：有缓冲区分析，在药材区域扩建上会给出重要帮助。6）辅助拟合规划：通过层次分析法结合相应数据后台进行性模型求解运算分析得出初步规划建议。7）图档输出：通过对药材数据以及相关图层的修饰美化后以各种专题图形式输出药材分布及规划后专题图。
4 系统核心功能实现
4.1 建立层次结构模型
根据影响因素建立以下层次结构模型如图所示：
4.2 建立两两比较的判断矩阵
针对图中准则层中的各影响因素，根据目标层作年平均温度与年平均降雨量，年平均温度与日照强度……PH值与年积温，PH与年平均降雨量……等两两间比较建立准则层判断矩阵，再根据准则层的影响因素对方案层的影响做方案层药材1 与药材2，药材1与药材3，……，药材1与方案n，药材2与药材3，……，药材n-1与药材n等比较，从而得到判断矩阵，……。
4.3 进行层次单排序及一致性检验
对准则层矩阵求最大特征值对应的特征向量W归一化后从而得到排序后的各权值和。
（1）计算一致性指标：
（2）查找相应的平均随机一致性指标然后计算一致性比例：
同样的方法对矩阵进行一致性检验。
当 时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。
4.4 层次总排序及一致性检验
总排序权重要自上而下地将单准则下的权重进行合成。那么经过系统后台计算将单准则下的权重进行合成，然后进行排序得到总排序权。最后通过系统从中选出对应的药材即为该区域最适宜种植的药材。
4.5 将结果显示在地图
通过上面的计算可以批量计算几个地点各自适宜那种药材，最后将所的结果通过GIS模块显示到地图上对应的区域。而系统提供的缓冲区功能可以根据地域一定范围内的环境因素相似性进行缓冲区分析从而能扩大某一药材的种植区域。
最后将所得地图添加各地图要素，最后以专题图输出。
5 系统的资源管理功能
系统的管理功能主要集中在查询功能等其他模块。通过查询可以很清楚的知道哪些区域有哪些药材，以及某些药材的分布规律。以及药材的大致产量等，地图编辑功能模块也方便了用户在地图上直接对药材资源分布的标记，查看等功能。
参考文献：
