地理信息科學定義精選(九篇)

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第1篇：地理信息科學定義范文

解讀GIS

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以及遙感和計算機科學，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，隨著GIS的發展，也有稱GIS為“地理信息科學”（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為"地理信息服務"（Geographic Information service）。

GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。GIS與其他信息系統最大的區別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。

由于不同的部門和不同的應用目的，GIS的定義也有所不同。當前對GIS的定義一般有四種觀點：即面向數據處理過程的定義、面向工具箱的定義、面向專題應用的定義和面向數據庫的定義。Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合技術系統”。有學者認為“GIS是屬于從現實世界中采集、存儲、提取、轉換和顯示空間數據的一組有力的工具”，俄羅斯學者也把GIS定義為“一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內部聯系的工具集合”。面向數據庫是定義則是在工具箱定義的基礎上，更加強調分析工具和數據庫間的連接，認為GIS是空間分析方法和數據管理系統的結合。面向專題應用的定義是在面向過程定義的基礎上，強調GIS所處理的數據類型，如土地利用GIS、交通GIS等；我們認為地理信息系統它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它和其他計算系統一樣包括計算機硬件、軟件、數據和用戶四大要素。只不過GIS中的所有數據都具有地理參照，也就是說，數據通過某個坐標系統與地球表面中的特定位置發生聯系。

開創美好未來

在這次的大會上，來自各行各業的專家和代表交流經驗和技術。國家測繪地理信息局副局長李朋德指出，“如果想要利用地理信息來提升國家治理能力和現代化建設，一定要把地理信息當做一種公共語言、公共知識，讓地理信息數據成為國家的公共財富。這樣我們的數據才能夠權威，才能夠支撐我們國家治理能力和現代化建設中的空間決策，比如說空間的規劃，以及生態文明建設的監測等。缺乏統一的空間位置、平臺，這些事都難以實現。”但如何才能做到呢？李朋德認為，“要培養更多領導干部和整個社會的地理空間思維能力。提出來，大家要有戰略思維，我覺得我們各級干部還應該要有空間思維，就像《孫子兵法》所說的，識地形，天時、地利、人和，這個地利在哪兒、天時在哪兒，就是時空概念。怎么樣能把復雜的地理信息引入到黨政行政學院，怎么樣把這些知識帶進幼兒園、中學、大學，怎么讓所有的受教育者都形成空間思維能力，這對于我們國家的協作、合作能力是至關重要的。”

中國科學院院士周成虎發表了題為《創新GIS》的講話。他指出，GIS的發展，經歷了上個世紀七八十年代的大型機時代，九十年代的個人機時代，本世紀初的互聯網時代，以及剛剛起步的大數據時代。這期間GIS發生了巨大的變化，主要表現在：遙感影像、實時感知、海量動態數據成為主流數據；高性能計算、云服務成為新的支撐技術體系；普適化應用、知識化服務的地理信息應用網絡主導應用模式。可以說，GIS科學與技術正處于一個重大變革的時期。大數據要求人們改變對精確性的苛求，轉而追求混雜性；要求人們改變對因果關系的追問，轉而追求相關關系。這是一種革命性的思維轉變，對GIS也提出了新的挑戰與要求。

Esri中國信息技術有限公司技術總監沙志友在技術和應用展示環節上表示，GIS已經發生變化，主要兩個方面。第一方面，地圖已經成為人們日常生活中非常重要的組成部分，已經不是GIS專業或者GIS圈的專業知識和技術，只要智能手機裝著一份電子地圖， 74%的成人都會在自己的生活和工作中去采用電子地圖或者地圖知識解決遇到的問題。第二方面就是IT消費者化，ArcGIS消費者化不僅影響著公眾的消費者，實際對GIS的組織結構也產生比較大的影響，這并不意味著組織結構面向的的公眾消費者，而是把組織結構需要采用公眾消費者的思維去規劃、設計、去管理自己內部的信息化的系統。

第2篇：地理信息科學定義范文

一、地理信息系統概述

地理信息系統（Geographical Infor-

mation System，簡稱GIS）是20世紀60年代創立并發展起來的一門新興技術。它集地圖學、測繪學、遙感學、環境學、空間科學、信息科學、管理科學及計算機科學于一體，是現代分析和處理海量地理數據的一種重要技術。不同的部門與應用領域，對GIS的定義也不盡相同。或將其定義為“一種對空間數據進行采集、存貯、提取、分析和顯示的工具”，或是“一個協助發展與規劃，并且作出決定的工具”，或定義它為“一種處理空間數據的系統”這些定義有的側重于GIS的技術內涵，有的則強調GIS的應用功能。不論側重哪個方面， GIS實現地球系統科學研究工作的總體思路都是利用現代科技手段獲取地球信息、利用數學方法進行各種信息之間的轉換、預測和驗證。實施這一思路的核心是計算機技術，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析，主要研究內容是地球系統內的信息流，并以資源環境為主要研究和服務對象。這是GIS不同定義的共性。與其他信息系統相比，其強大之處是能處理空間分布數據。它將空間數據與屬性數據結合起來，經現代計算機技術分析、處理之后，結果以圖、表或曲線等形式反映出來，提高了人們的認識能力和信息處理能力，為科學管理和決策提供了重要手段。

二、地理信息系統的應用

隨著地理信息系統技術的不斷完善，其應用已滲透到社會各個方面，涉及所有相關的空間信息領域，包括諸如土地、海洋、農林業、水利、礦產資源、自然災害預測、全球變化、環境保護等等。在各個應用領域中，以土地信息系統（LIS）、城市信息系統（VIS） 、自動制圖與設施管理（AM/FM） 、環境信息系統（EIS）等占主導地位。發達國家以GIS應用于城市和設施管理為特征，而發展中國家則側重于資源管理。

1.GIS 與數字城市

GIS、RS（Remote Sensing，遙感）和GPS（Global Positioning System，全球衛星定位系統）技術構成了空間信息技術的主要部分，即通常所說的3S 技術，其中GIS技術是核心技術。城市是人類活動最活躍的環節，GIS 技術的應用集中體現在城市應用中。近兩年來，數字城市已經成為國內信息化的熱點問題，而且還有持續升溫趨勢。而以GIS 為核心的空間信息技術是數字城市的核心應用技術，它與無線通信、寬帶網絡和無線網絡日趨融合在一起， 為城市生活和商務提供了一種立體的，多層面的信息服務體系。數字城市建設包括4部分內容，即基礎設施、電子政務、電子商務及公眾信息服務。而GIS應用貫穿上述4個部分和各個層面，從城市基礎地理信息數據庫到政府空間數據共享、電子商務物流配送以及基于網絡的公眾地理信息服務，GIS都發揮著不可缺少的作用。從具體的應用來說，GIS已經廣泛應用于構成數字城市的眾多行業，如城市規劃、城市地下管網、電力、電信、公安、消防、急救等方面。

2.GIS 與企業信息化

GIS技術在企業整個商務過程中都能發揮重要的作用。以GIS 為核心的空間信息技術可以無縫集成到企業信息化的整體業務平臺中，與企業的財務系統、銷售系統、工作流管理系統、客戶關系管理系統等融合，并且在底層數據庫層面上實現數據的相互調用。當建立在網絡架構上時則可以實現遠程和分布式計算。

3.GIS 與人們的生活

近幾年來，隨著GSM 移動通信技術的發展，GIS的應用范圍迅速擴展到人們的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM 的技術已開始廣泛應用于車輛安全防范系統和調度系統，為人們提供車輛反劫防盜、報警、道路指引、醫療救護以及在此系統平臺基礎上擴展各種電子商務增值服務。以醫療救護為例，當患者向監控中心請求急救時，監控中心可以從GIS 電子地圖上查看到患者的具置，并同時搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者。患者進入救護車后，監控中心可以通過雙向通話功能， 指導救護車上的醫生實施救護治療，同時通過GIS 的最優路徑功能，給救護車指引道路， 使其以最快的速度到達醫院或急救中心。而在救護車行進的過程中， 患者的家屬可以通過互聯網立即上網查詢救護車的行進位置及患者的狀態信息。通過GIS，并結合GPS 和GSM 無線通信及網絡，使患者、家屬、救護車及醫生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時的治療。

如果在車輛移動目標、家居固定點目標、重點保護單位甚至路燈上都安裝了GPS、GSM 或其他無線通信設備，那么我們在城市生活中，無論是開車、行走或者是在單位、在家里，都可以通過由GIS、GPS、互聯網以及無線通信技術構成的綜合服務系統獲得急救、報警和各種商務服務，真正使我們處于立體的、全方位的數字化生活中，體驗數字空間高科技價值。

三、GIS發展趨勢

一個優秀的GIS軟件應具備支持數字（ 區域、城市） 地球的能力， 應是在OS、DBMS等軟件之上的應用集成平臺。GIS 軟件的發展要實現從簡單的二維或三維處理向多維處理的轉變；實現從以系統為中心向以數據為中心的轉變；實現從面向地圖的處理向面向空間實體及其時空關系處理的轉變； 實現從單純的管理型向分析決策型轉變。在技術體系上， GIS軟件的發展應向以下幾個方向努力。

（1）數據組織與融合方面。目前計算機運算速度能滿足海量空間數據的運算， 因此要改變以圖層為基礎的組織方式， 實現直接面向空間實體的數據組織；實現不同尺度空間數據之間的互動；實現矢量數據、影像數據的互動；實現多維屬性與嵌套表組織；實現多源空間數據的裝載與融合， 支持數據倉庫機制；具有強大的索引機制。

（2）數據存儲、查詢和分析處理方面。實現從面向過程的分析、處理手段向面向問題的分析、處理手段發展；實現以空間數據為基礎的數據挖掘；實現聯機分析處理（ OLAP）與聯機事務處理（ OLTP）；實現擴充的、支持空間的關系概念與關系運算。

（3）空間數據管理和計算方面。實現多用戶同步空間數據操作與處理機制；實現數據、服務和多級B/S體系結構；實現不同GIS 系統之間的互連與互操作；實現空間數據分布式存儲與數據安全；實現空間數據高效壓縮與解壓縮。

第3篇：地理信息科學定義范文

GIS（Geographic Information System）是綜合類的技術學科。是基于計算機技術的發展、遙感技術的廣泛運用，再與地質學科相互輔助和結合的新型科學理論。即屬于又區別于信息科學。

地理信息系統的定義最早由西方國家確定，主要目的是為了獲取空間數據，并將這些數據做儲存和整理，方便檢索和分析，這里的數據主要指空間定位數據。對這些數據運用信息化技術進行管理，就是西方地理中心對地理信息系統的定義。在我國，對它的定義則內容涵蓋的更加廣泛和全面一些。國內的定義認為地理信息系統，是對承載地理信息的所有物質進行一系列的分析整理活動（數據的輸入、數據的存放、數據的修改以及進行計算和分析，再輸出的過程）。這里的物質，包含文字材料、圖片信息、各類型的數據。

由上，我們將地理信息系統的定義歸納總結為：針對地表空間，具有采集信息、存儲數據、并能夠便捷的進行維護、及時更新的功能。具有綜合分析、管理和預測的特征；它的主要工具是使用計算機的軟件、硬件的作用，結合地理理論知識，快速有效的分析復雜的地表空間信息。

地理信息系統的主要核心來源于計算機系統，另一方面管理和使用者則是地理信息系統表現形式和運行方式的決定者。主要內容則是通過空間的數據來體現。因此，完整的地理信息系統的構成，必須含有其核心：計算機硬件系統以及軟件系統；其內容的體現：空間數據的收集。運行方式的決定者，操作人員。

2.地理信息系統的內容

（1）特定的專題信息。這一方面的內容是某一地理資源體系或地理形態的專項信息類別。是專項為某種目的服務的，具有很強的專業性和目的性。

（2）根據地域形態或區域劃分不同，設定的地理信息系統。這一內容主要服務于相應的區域。是地區內對氣候、資源、生態環境等地理情況的綜合分析和了解的主要工具。比如國家地理信息系統。

（3）主要的系統工具。主要是計算機軟件系統的工具運用。一般性是以軟件包形式出現。將所有圖片信息、文字材料組合形成綜合信息，借助數字化軟件，將其數字化，以方便于管理和查詢；

3.GIS的主要運用

國際上，地理信息系統的首次出現是在加拿大，于1964年由加拿大政府批準，稱為CGIS（加拿大國家地理信息系統）。這為后期GIS的發展做了鋪墊。在這之后，GIS在美國得到了高速發展，在二十年間，由美國研究開發的GIS軟件已超過兩百個。

國內GIS的發展從上世紀80年代初才開始萌芽，主要由國家科技發展委員會進行組織，建立了專項的研究小組，主要規范研究我國國家資源和生態環境體系。隨著遙感技術得到越來越廣泛的運用，一些專門性研究所和國家高等院校開始加入到研究隊伍中來。豐富了研究體系，并取得了明顯的研究成績。

關于地理信息系統的運用，在國內外主要在土地和資源的規劃、勘測方面。例如城市的規劃、水土流失的研究、水資源管理等方面。地理信息系統逐步發展，不再是單一的在地理、自然科學領域的運用。同時在社會科學領域中，它可以幫助社會經濟的發展，進行規劃管理，協助研究的作用。

3.1水文地質的地理信息系統運用

由于GIS在我國的發展時間較短，在水文地質方面的應用還處于基礎萌芽階段。其實，水文地質方面的GIS運用在一些發達國家已經發展的較為成熟，為我國的GIS實踐，提供了寶貴的經驗。

3.1.1國外對水文地質方面GIS的應用的發展

上世紀90年代初，美國亞拉巴馬州的莫比爾市，開展了專題討論會。討論了地下水模型以及水文資源運用方面的問題。這次專題討論會還討論了GIS的主要技術問題。比如計算機軟件的應用，硬件的使用以及結合遙感系統的發展等各個方面。

緊接著美國“地理信息系統和水資源專題討論會”的召開，在奧地利的維也納也召開了同類型的學術討論會，主要討論了水文學和水資源管理的實際應用。這次討論會比較全面的提出了GIS在水文地質專業的應用。包含了相關的決策系統，遙感技術的具體應用方法，三維立體技術以及四維技術的問題研究，低下水系統如何運用GIS系統等。

3.1.2 GIS在水文地質方面的應用形式

（1）決策支持系統：主要運用于地下水管理中，由操作者即信息管理工作人員、操作工具即主要的計算機硬件、軟件系統，主要的載體即用戶操作體系組成。主要作用是幫助決策者進行決策。主要方式的是數據庫和基本模型庫的綜合利用，以構建半結構化的過程。主要的研究成果是識別和分析采集到的空間數據庫。并形成相應的圖像顯示出來。以Sandia國家實驗室為例，在環境保護的決策系統中，提出了定量化的概率形式來評估監測井網。因為按照美國的環境恢復法要求，必須設置地下水監測系統。但是只規定了關于數量的設定，監測井網的質量和其他方面的細節之處則需要通過管理者的主觀判斷。這就容易形成較大的誤差和環境保護結果的區別。

（2）地下水系統：主要是地下水流模型的運用。可以有效準確的模擬地下水的具置、地下水流量的大小以及根據測算結果，進行地下水量補給的過程。這一系列活動的原理，來源于GIS的各個方面，例如對專業模型的開發和設計。方便清楚模擬情景展示等。以水量的平衡模型來舉例。主要利用數學微積分，根據水文數據、地形遙感圖像，運算出區域年降水量平衡、構建一維模型。來研究某一區域的年水量是否平衡。

（3）不同的含水層確定：這一應用，可以判斷出沖擊含水層和深層含水層。首先運用信息軟件生成地域空間圖像。采集已挖掘水井的含水層深度。分析出供水的主要含水層。

（4）地下水監測網的設計：為了促使GIS性能的一體化，運用分析法和排列法等方式，驗證實例已達到對空間數據的管理。因為其具有靈活形象的顯示功能，在評價權重方案和監測最優監測點方面，有非常重要的作用。

（5）數據的比較和計算設置：GIS在地下水流模型邊界的排列方面、以及地質圖和地區地表厚度圖的數據比較是非常有效的，結果也十分準確。這給社會學科的部分解釋提供了有力依據。但是對寬闊的山谷、高原地區等起伏較小的地表高度數據的形成，有部分錯誤性。需要進一步的檢查。

GIS在水文地質方面的應用形式多樣，比如在水源保護方面：GIS可以開發出相應的用戶界面。儲存水源保護區的GIS數據庫。提供給用戶自由提取信息。方便對水源保護區的管理和描述。例如對潛在污染源的識別和預防機制的建立。在研究地下水方面：通過遙感技術可以有效辨別地表形態，利用高分辨率的衛星數據，可以為地下水的開采確定目標區域，提高地下水開采的質量和效率。還有編制水文地質圖方面都有較為廣泛和有效的應用。

第4篇：地理信息科學定義范文

關鍵詞: 地理時空本體; 時間本體; 空間本體

時間與空間永遠是人類永恒的話題, 也是一直困擾著各學科的少數共同概念之一. 對于地理學而言, 其所有的研究對象都與時間和空間密切相關.地理信息具有區域性、多維結構特征和動態變化特征. 地理信息系統的出現, 使其以地理信息世界來表達地理現實世界, 來真實、快速地模擬各種自然過程和思維過程. 傳統的地理信息系統中只考慮了地物的空間特性, 忽略了其時間特性. 而在許多應用領域, 這種動態變化規律在問題的求解過程中起著十分重要的作用. 因此, 近年來對g is 中時態特性的研究十分活躍, 即所謂“時空系統”. 時空語義對于在建立真實世界和地理信息系統的聯系起極其重要的橋梁作用. 但是, 受到研究理論和技術制約, 目前對于時空g is 的研究進展仍十分緩慢. 隨著g is 的智能化、網絡化和大眾化的發展必然趨勢, 對g is 理論和技術上的創新也提出了更高的要求.

為此, 將本體論作為新的理論和方法引入時空g is 的研究中具有十分重要的意義. 論文由于本體技術對于地理信息科學研究的重要性以及地理信息科學中時空的重要性, 地理本體必須包含一個對于世界的全面的時空觀點, 成了地理時空本體研究的重要背景. 本文介紹了時空本體的相關概念、表示模型等, 綜述了目前時空本體的研究進展, 并對目前研究中存在的一些問題及發展方向進行了探討.

1 時空本體的起源基礎

本體最初為哲學概念, 是指關于存在及其本體和規律的學說, 是關于世界某個方面的一個特定的分類體系. 本體論發展到后來, 演變成了一種“借用”或“承諾”. 后來被引入人工智能領域后, 本體被認為是共享的概念模型的明確的形式化規范說明[ 1 ]. 在地理信息領域, 雖然目前還沒有達成共識的地理本體的概念, 但一致認為地理本體應該包含哲學本體和信息本體的內涵.

時空地理本體的研究是建立在前人對時間本體和空間本體的大量研究成果之上的. 畢業論文這里簡要介紹時間本體以及空間本體的基元、屬性以及表示模型等.

1. 1 時間本體

心理學和哲學領域通常把時間分為3 種, 即自然時間( natu ral t im e )、習俗時間( conven t ional t im e) 和邏輯時間( logic t im e) [ 2 ]. 在人工智能領域,由于應用領域的復雜性, 需要使時間概念更加明確. 因而時間本體的建立一般是基于時間基元( tempo ral p rim it ive) 的, 時間基元的選擇對于表示時間概念的時間模型尤其重要. 目前對于時間基元主要有兩種對立的觀點, 即時間點( in stan t s o r po in t s) 和時間段(periods o r in tervals). 有些學者認為時間基元可以同時包含二者. 此外, 也有學者并不基于純粹的時間基元建立時間本體. 例如moen 等人便從語言學角度出發, 研究了基于原因、結果等概念上的時間本體[ 3 ].

時間本體的屬性主要涉及次序、結構和界限性等問題. 時間的次序性問題主要為: 時間流是線形、分支還是循環的? 時間的結構是密集的、離散的還是連續的? 時間是有限的還是無限的? 線性時間是最普遍的模型, 而分支模型考慮了將來可能發生的多種可能性, 循環時間可以看作是線性時間的特殊形式. 密集型時間與有理數集(q ) 同構, 離散時間與整數集(z) 同構, 而連續時間則與實數集(r ) 同構. 時間的無限延展可以發生在連續的線性時間和循環時間中, 卻不能發展在離散的線性或分支時間里; 在時間系統里引入度量關系就可以轉化為一個日歷系統.

決定時間關系類型以及時間表現形式的時間約束有基于定性時間關系的和基于定量信息的, 也有將二者融合進行約束的. 定性關系主要有a llen的時間區間代數[ 4 ]、m atu szee 等人的基于時間段端點的局部信息方法[ 5 ]、f rek sa 基于鄰近概念的半區間方法[ 6 ]等. 定量關系中最簡單的例子是根據日期或其他準確的數值形式獲得時間信息. kau tz和l adk in[ 7 ]等人提出了把時間的定性和定量關系相結合的方法來處理不同精度時間知識的可得性.

時間關系的表示模型很多, 根據它們所采用的時間本體的基元不同可以大致分為兩類, 即以時間點為時間基元的表示模型和以時間段為時間基元的表示模型. 在人工智能早期的研究中, 多數的工作是以時間點為時間基元的, 例如狀態演算(situat ional calcu lu s) [ 8 ]、b ruce 的ch rono s 系統[ 9 ]以及時間專家系統( t im e specialist) [ 10 ]等. 但是在后來的研究中, 以a llen 為首的許多學者認為時間段比時間點更能體現人們常識中的時間概念.a llen 提出, 由于時間段是表示屬性(p ropert ies) 和事件(even t s) 的最好概念, 因而它應該是唯一的時間基元. 此后, 許多學者都以此為依據建立一些模型. 也有學者提出過包含兩種基元的時間模型, 例如v ila[ 11 ]等人.

1. 2 空間本體

對于空間本體的基元, 主要有基于點和基于區域兩種選擇[ 12 ]. 最初的空間數學理論中, 把點作為基本空間實體, 并用點把區域定義為點的集合. 在q sr (定性空間表示) 中, 更趨向于把區域作為基本空間實體. 盡管本體的出現意味著為多數空間和幾何概念建立新的理論, 但是多數學者仍認為區域是本體基元.

除了基元問題外, 空間本體還要考慮空間的性質, 即它是同維的還是混合維的、離散的還是連續的、有限的還是無限的.碩士論文 這些問題引發了允許什么樣的基元“計算”的問題. 即相當于邏輯理論中什么樣的簡單非邏輯符號在沒有定義而只是被某個公理既約束條件下可以被承認. 另一個本體問題就是多維空間的建模問題, 一個方法是通過分別考慮每個維來進行空間建模, 但這種方法仍非常不完備.

由于空間關系可以分為3 類, 即拓撲關系、方位關系和度量關系. 因而, 其表示模型可以分為拓撲模型、方向模型和度量模型. 空間拓撲模型有點集拓撲和區域拓撲兩類, 影響較大的是rcc 模型[ 13 ] , 它是以區域作為空間基元的. 方向模型研究中, 使用了點和區域兩種基元, 例如f rank 的“錐形法”和“投影法”[ 14 ]以及f rek sa 的“雙十字模型”[ 15 ]等都是針對點對象的; 而goyal 和egenhofer 的mbr 法則[ 16 ]依據于區域. 度量關系模型中多以點為空間基元, 定量度量關系通常使用歐氏距離來進行量算, 偶爾也采用曼哈頓距離等; 而定性度量關系則常用遠、近、中等等來表示距離. 在定位時, 度量關系往往需要和方向關系進行結合.

2 時空本體的研究進展

現實世界中時間和空間是緊密聯系、不可分割的. 因而, 人們日益認識到真實世界的時空模型的重要性和必要性. 目前, 有兩種建立時空模型的思路, 其一是利用已有的時間模型和空間模型; 其二是試圖重新建立統一的時空模型. 前者主要是在已有的時態模型的基礎上添加對空間的支持能力; 或在已有的空間模型的基礎上添加對時態的支持; 或者是將時態模型和空間模型作正交組合. 后者則將時空看作原子實體, 以此為基礎建立新的時空統一模型. 兩種思路各有千秋, 從實現難度看, 前者與現有研究基礎結合比較緊密, 更易于實現; 而從理論角度看, 后者則更為完美. 總的說來, 目前從本體角度對時空關系進行研究仍處于探索階段, 尚無十分成熟的理論和技術方法.

2. 1 主要研究趨向

目前孤立研究時間關系或空間關系的學者較多, 但是將二者結合起來, 并明確提出從本體角度研究時空關系的學者仍比較少, 主要有a uf rank, b it tner t , p ierre grenon 等. f rank 最早開始在對時空數據庫的基礎本體的研究中提出了一個5 層的本體, 每層都應用不同的規則. 他把自然事實看作一個四維場模型, 構造公式a= f (x , y , z , t) 來表示一個只有唯一值的函數, 該公式表明只有唯一的時空世界[ 17 ]. 此外他還從語言學和認知角度研究了時空g is 中的本體的一致性[ 18 ].

但也有學者認為時空本體并非是唯一的, 單一四維模型不能有效的表達現實世界的時空關系.b it tner[ 19 ]首先提出了建立兩種時空本體, 即sna pon to logy (快照本體) 和span on to logy (時段本體) , 前者認為永久的實體處于特定的時刻之中, 后者認為實體持續存在于完整的時間之中. 并且他提出了粒度的概念來分解空間和時間, 分別建立對應的本體論. grenon[ 20 ]定義的時空本體在時空表示方面也區分了兩種對象: 持續對象(endu ran t) , 可以在給定時刻存在的物質、性質、關系、功能等; 連續對象(perdu ran t) , 對應某個過程, 并不在某個給定時刻存在, 而是作為整體存在于一段時間之內.這兩種對象分別對應e2本體和p2本體. 持續對象可以作為連續對象的組成部分, 參與連續對象對應的過程. 他還給出了時空本體的20 條公理. 在隨后的工作中, grenon 和sm ith[ 21 ] 針對地理現實的動態性, 進一步提出一個好的本體應該既能表示同時發生的現實又能表示歷史事實, 針對這兩個不同的任務他們提出了用當代哲學本體中的三維和四維相結合的辦法來解決, 他們建立了一個包括兩個成分的形式本體sna p 和span , 一個是針對地理對象, 一個針對地理過程. sna p 處理三維實世界, 包括它們所處的空間區域以及所有的性質、功率、功能、角色以及其他從一個時刻到下一個時刻保持一致的實體. span 則適于處理包括持續實體在內的過程以及這些過程發生的時空體( spat io tempo ralvo lum es). 國內也有學者[ 22 ]將其分為tsoo (時空對象本體) 和tspo (時空過程本體) , 其觀點與grenon 觀點實質相同.

雖然目前對于時空本體的形式化尚未取得一致性意見, 但是有一些學者提出了自己對建立時空本體的規范性要求的看法. galton[ 23 ] 在在回顧了地理學以及地理信息科學范圍內的多種現象種類后, 確定了3 個可以全面、適當處理這些現象的時空地理本體所必要條件, 一個這樣的本體必須:①提供合適的表現和操作形式以適當處理基于場和基于對象的世界視點間的豐富的相互連接的網絡; ②把基于場和基于對象的模型, 以及用來處理這些模型的表現形式擴展到時間領域; ③提供一種方法來發展時空范圍以及范圍內存在的現象的不同模型, 尤其是對于那些諸如暴風雪、洪水、野火等似乎既表現為對象性又表現為過程性的雙重性的現象.

2. 2 時空本體庫

由于時間與空間都屬于常識范疇, 是重要的常識概念, 因此, 任何重要的上層本體都必須考慮時間和空間的問題. 目前已有的時空本體庫里一般是將時間本體與空間本體分開建立. 比較大型的本體庫有斯坦福大學的p ro tégé本體庫[ 24 ]、cyc 上層本體庫[ 25 ] , ieee 的標準上層本體工作組開發的sumo 本體[ 26 ]等. 其中p ro tégé本體庫中涉及到時間和空間本體的有na sa 開發的sw eet( sem an t ic w eb fo r earth and environm en tal term ino logy ) 本體系統; o gc (open g is con so rt ium ) 的地理標記語言o gc 本體系統; iso的owl 本體中包括地理信息空間框架( iso 19107: 2003)、地理信息時間框架( iso 19108:2002)、地理信息空間坐標參考( iso 19111: 2003)、地理信息空間地理標記參考( iso 19112: 2003) 等.比較常用的是以語言命名的daml 時間本體和空間本體. 也有學者嘗試著對建立統一的時空本體提出了自己的構想, 如胡鶴在其博士論文中利用owl dl 對daml 時間本體和空間本體進行結合建立了統一的時空本體框架[ 27 ]. 此外, 還有一些小的時間本體、空間本體以及時空本體的存在.

2. 3 研究熱點

2. 3. 1時空本體建模的形式化語言與推理

f rank 認為本體需要形式化語言來描述, 并且這種語言應該具有客觀的形式、明確的聲明性、類型化、自動的一致性檢驗機制以及可執行性[ 17 ]. 研究時空本體的傳統方法主要是邏輯的方法. 且使用較多的是以一階謂詞邏輯為基礎, 引入其他非經典邏輯的方法. 例如,wo lter 等人[ 28 ] (2000) 采用語義的方法, 將時態模型t 和空間模型s 結合成一個多維時空結構. 他們把時空解釋成時間和空間結構的迪卡爾乘積, 并基于brcc - 8 進行時空表示, 構造st 0、st 1、st 2 這3 個時空邏輯. 對st i 應用模態算子、得到stb i, 在stb i 上添加時間區域項得到stb i+ . wo lter[ 29 ]等人(2002) 構造了一階時空邏輯(fo st ) , 并指出在基于無限時間流的拓撲時態模型中, 由于時態操作符和作用于區域變量上的量詞導致fo st 的可滿足問題是不可判定的, 他們將brcc- 8 嵌入到雙模態邏輯s4u 中(可判定的) , 然后再把s4u 嵌入到一階邏輯單變量子集中(n p- 完全的) , 構造出命題時空語言(pst ) , 有關任意拓撲模型中的pst 公式可滿足性問題的計算性質還有待研究. 通過在brcc- 8 中加入區間時態邏輯(all - 13) 得到arcc- 8 邏輯. arcc- 8公式在時態拓撲模型中是n p 完全的. bennet t 等人[ 30 ] (2002) 將命題時態邏輯ptl 和空間模態邏輯s4u 結合起來, 形成了“二維”時空邏輯pstl.

pstl 是否可判定, 仍然是未解決的問題, 但通過嵌入pstl 到rcc8 空間邏輯, 能得到一些可判定的子系統. m u ller[ 31 ] (2002) 把時間和空間看成同質(homogeneity) 的, 以時空區域(時空歷史) 為基本實體, 在擴展a sher 的空間邏輯公理集基礎上,定義了時序關系和時空約束, 建立了一階時空邏輯模型, 并基于該邏輯提出了有關運動的推理理論.隨著更易被人和機器理解的描述邏輯(dl ) 的出現與發展, haarslev 在alc (d) 的基礎上對描述邏輯進行了擴展. 他研究了alcrp (d ) 理論作為地理信息系統領域的知識表示和查詢操作的基礎, 通過具體領域和一個角色形成謂詞算子的結合, 把時間推理加入了空間和術語推理中, 克服了過去alc(d) 只能進行概念推理或只能進行空間定性推理的局限性. 并且haarslev 還證明了alcrp (d ) 在具體的時空領域應用中具有明顯的優勢[ 32 ]. 該方法后來被sw iss 國家基金委o fes 支助的部分歐洲know ledgew eb 和d ip 項目所采用.

2. 3. 2時空本體的粒度問題　粒度是構成完整的空間和時間數據所必需的, 粒度問題是影響時空不確定性的關鍵因素. 大量的應用要求事實以及其時空背景一起存儲, 這就需要根據合適的粒度來表示. 并且, g is 中時空數據可以用不同的粒度來記錄和查詢. 因此需要在不同粒度之間進行轉化與合并. 目前已經有許多學者分別研究了時間粒度和空間粒度的問題. bet t in i[ 33 ] 等人提出了形式化表示的時間粒度——日歷代數(calendar a lgeb ra) , 并把它應用到時間數據庫、時間csp、時間數據挖掘等領域. 他將時間劃分為日歷法中的年、月、日、小時、分鐘等不同粒度. wo rboys[ 34 ]等則研究了空間的粒度問題. b it tner (2000) 采用了一個基于粗糙集理論的時間或空間粒度理論, 提出用大致位置的方法來表示近似空間區域[ 35 ] 或時間段[ 36 ]. stell[ 37 ](2003) 對時空粒度的定性外延進行了研究. 但是這些工作都沒有形式化理論來解決時空信息的多時空粒度問題. b it tner 的理論只適合解決單一的時間或空間問題, 而stell 只進行了描述, 沒有給出明確定義和操作.ith 和b rogaard[ 38 ] 于2002 年在對l ew is 提出的個體與個體和的部分- 整體關系的分類進行總結的基礎上提出了粒度劃分(granu lar part it ion). 該方法以集理論和部分- 整體理論為其理論基礎, 可作為形式化本體的工具和人類認知表現結構. 隨后sm ith 和b it tner 又提出了粒度劃分的形式化理論[ 39 ] , 并針對時空本體sna p和span 提出了粒度時空本體sna p 和span [ 40 ].國內也有部分學者提出了自己的觀點, 王生生等人[ 41 ]提出了一個對于時空數據模型通用的支持多粒度和不確定性時空粒度的理論. 他主要是使用了時間粒度和空間粒度的乘積空間來表示時空粒度.也有人[ 22 ]提出了用于g is 整合的時空語義粒度,即時空對象粒度本體與時空過程粒度本體, 二者都可以根據粗糙程度進一步細分為良性粒度和粗糙粒度.

2. 3. 3時空本體的應用　由于時空問題普遍存在于各領域中, 因而時空本體的研究對于解決不同時空表示系統之間的交互、集成、共享、重用等有著重要的意義. 醫學論文 目前, 時空本體已經引起了生物信息化、g is、常識庫建造以及語義w eb 領域學者的廣泛關注, 并且在一些應用領域已有一些實證研究. 但是,目前對于地理時空本體的應用研究仍然處于探索階段, 主要用于時空推理方面, 例如, kaupp inen 和hyv nen 等[ 42 ]建立20 世紀到2004 年的芬蘭的時間區域本體, 他們使用了本體的時間序列模型來進行推理以解決與歷史相關的數據庫中的信息查詢問題, 該方法成功的表示了芬蘭歷史地理區域隨時間演變的過程.

3 結論與展望

總的來說, 目前對于時空地理本體的研究, 仍然處于起步階段, 因而很多研究領域都存在亟待解決的問題.

(1) 地理時空本體基元的選擇. 不同基元的選擇受人們對時空現象認知的影響, 反過來, 基元的選擇對于時空本體的形式化表示至關重要, 以不同基元為基礎的時空本體會影響人們對世界的進一步認知以及知識的交流. 目前對于時空本體基元的選擇仍未有統一看法.

(2) 地理時空本體的形式化表示以及時空本體的建立. 目前對時空本體采用的形式化工具多是基于一階謂詞邏輯的基礎上的, 而使用描述邏輯定義時空本體的工作仍較少. 因此應該進一步研究時空本體的形式化方法, 建立良性的形式化時空本體, 使得所建立的時空本體更適合于人們對時空常識的理解. 此外, 如何在建立的時空本體之間進行轉化, 尤其是如何在以不同基元為基礎的時空本體之間進行轉化與無縫結合也是個值得探索的問題.

(3) 地理時空本體粒度的研究. 粒度的變化影響人們對地理時空的認識, 不同粒度下, 人們認知的時空范圍大小與層次有所不同. 如何選擇適合人們不同視點需求并且易于在g is 中表達的粒度是值得進一步研究的課題.

(4) 地理時空本體與實際應用. 時空本體是可應用于各學科領域的頂級本體, 因此, 可以表達地理學領域與時空相關的一切地理現象. 但是, 目前對于地理時空本體的實際應用研究尚不多, 工作總結 仍然處于探索階段. 因而, 應該積極探索地理時空本體的廣泛應用領域, 并建立與具體應用領域相關的推理規則, 推理模型等, 以解決領域中的實際問題. 參考文獻:

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第5篇：地理信息科學定義范文

近年來，隨著市場經濟的發展和全球化進程的加快，社會對福利、救助、社區服務、行政區域精細界定及地名信息準確率的要求日益增高，對規范化、標準化和信息化服務的要求也日趨迫切。當前，民政信息化管理水平已不能滿足發展的需求，如何充分利用地理信息系統、網絡地理信息系統“雙平臺”，成為解決民政信息管理難題的關鍵所在。

GIS，電子政務之友

建設地理信息系統，對推進電子政務、社會決策具有重要的輔助作用。首先，通過整合不同渠道的信息，GIS將碎片化消息由微觀轉為宏觀，有助于決策者更好把握信息，提供“運籌帷幄、決勝千里”的全局感，提高領導對問題的判斷能力、宏觀把握能力以及發現潛在信息的可能。如基礎地理空間技術為電子政務的海量數據管理、多源空間數據和非空間數據的融合、Web 地理信息系統技術和自主版權軟件系統的開發、空間分析、空間數據挖掘和空間輔助決策等提供了技術支撐，幫助政府隨時掌握情況變化，在突發事件中實現實時跟蹤和顯示，便于應急事件處理和指揮調度。

其次，GIS的應用有助于政務信息整合和推進公共服務。地理信息在推動電子政務的同時，也為跨部門信息系統協同服務打下了基礎。電子政務需要各個部門報送本部門的權威數據，并將信息化成果通過統一的地理信息平臺進行展示。這不僅符合業務管理的需要，而且可以調動各部門參與建設和運行的積極性，有利于形成多部門、多信息系統協同服務的良好應用局面。同時，地理信息系統的應用還可以提供地理環境相關信息查詢，根據輸入的地址，在地圖上了解這個區域民政機構分布，及與市民生活相關的各種公共服務機構的動態信息。

最后，GIS可以為電子政務提供清晰易讀的可視化工具。地理信息系統通過面向應用的專題系列地圖、多媒體動態電子地圖系統、三維顯示技術和虛擬現實技術等手段，將枯燥的數字通過圖形方式直觀展現，有助于發掘隱藏在各種信息之中的潛在聯系，從而大幅度提高政府決策、應對的質量和效率。

多項功能，整合系統運用

民政地理信息系統（民政GIS）是民政電子政務建設的重要組成部分。依靠民政GIS，不僅可以實現對數據的空間分析、模擬表達和輔助決策，而且能夠完成民政的業務處理、綜合業務管理和非空間分析決策，有助于提高民政決策的科學性和時空性，極大提升民政的工作效率和公眾形象。

基礎地理信息平臺。基礎地理信息平臺是上海民政地理信息系統最底層的功能平臺，可以滿足其他個性化圖層管理需求，建立面向服務的地理信息基礎功能。如提供選址模型，平臺可綜合某個區域的人口、社區、交通和商業等數據建立模型，進行合理性分析，為其他系統或上層業務平臺、區劃管理平臺提供標準化的基礎構架。此外，平臺嚴格把控操作者權限，系統用戶可設為多種不同身份，不同身份對不同圖層的操作權限各不相同，有效避免了泄密或誤操作。

數據標準化。在上海市測繪院提供的標準底圖基礎上，系統按照等保三級要求，對標準底圖數據進行篩選、梳理，同時進行非處理和加工美化。建立民政業務數據規范和交換標準、規范采集機制，為實現民政業務系統和GIS系統的雙向整合和數據交換提供基礎。通過對各應用系統數據進行標準化建設，可針對民政數據特性，區分、規范家庭數據與個人數據，從技術方案和數據特性等方面進行標準化處理。

上海民政內外網與民政地理系統整合。通過建設民政門戶網站、子網站和電子政務平臺子門戶，實現民政業務數據與地理信息數據的整合，實現外網和內網民政業務數據展示。其美觀、大方、人性化的展示方式就是利用了基礎地理信息平臺提供的相關功能，從而實現民政業務數據的查詢、展現、統計、業務分析、專題分析等功能。尤其是運用四維展示方式后，大大加強了系統業務分析、專題分析能力。

功能平臺，信息一覽無余

通過民政GIS的建設，可以充分展現民政工作成果，合理分配社會資源。通過本系統可獲取民政各應用系統的實時或周期性數據，并進行適當分析和圖形化展示，為決策提供輔助服務，包括展示、統計、分析、預警、預測等多個功能。

展示功能。充分展示民政機構設施信息情況（含福利事業類、福利企業類、社會救助類、老齡工作類、社區建設類、雙退優撫類、婚姻收養類、殯葬設施類等13類）。各類信息能夠單獨展現也能夠和其他類別信息疊加展現。

查詢功能。一是民政機構設施屬性信息查詢。屬性信息包括文字、圖片、動畫等各類信息，通過模糊查詢、自定義條件查詢、空間查詢等工具，從不同角度來展示民政機構設施。二是特定目標查詢，民政機構或對象信息可以根據所屬區域來縱向劃分為市級、區級、街鎮，同時根據屬性信息（如在建或已建、公辦或民辦等）進行橫向劃分，達到快速查詢定位特定目標的目的。

專題分析功能。一是民政機構設施專題分析。以某個民政機構設施為核心，通過整合各種多媒體屬性數據、該機構設施相關的民政信息、非民政信息（含人口數據、經濟數據等），運用專門的分析工具，從不同角度來分析該機構設施。二是民政對象專題分析。以某類民政對象為核心，在地圖上任意畫區域（矩形、圓、多邊形），根據民政對象的地址信息自動統計該區域的民政對象數量，并以撒點、著色、動態示意圖等形象的形式來表示各行政區域的民政業務情況。三是民政業務專題分析。以某個民政業務工作內容為核心，整合各種民政信息和非民政信息，通過各種工具和數學模型，深入、細致地展現和分析該業務專題的各個方面，為各級領導及業務相關部門提供決策支持服務。

第6篇：地理信息科學定義范文

關鍵詞：地理本體；空間數據服務；語義推理；服務資源檢索

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.25.098

1地理本體在空間數據服務中的作用

空間數據是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數據，它可以用來描述來自現實世界的目標，然而空間數據的多源性、多語義性、多時空性、多尺度性以及表示方法的多樣性等特點造成了不同數據之間的多維異構性，這對空間數據的綜合應用及系統間的交流造成了極大的不便，造成了目前的空間數據服務的智能化程度較低的現狀。

本體的出現為空間數據的語義表達和推理提供了有效的手段，現階段本體在異構數據集成、智能數據檢索、數據挖掘抽取等方面發揮了重要的作用，取得了一定的應用效果。但在領域知識的形式化表達、時空推理分析、潛在語義的發現等方面仍沒能很好地發揮本體技術的語義表達和解析能力的優勢。本文將在空間信息服務網絡環境下，嘗試將本體引入到空間數據服務檢索中，通過示例展示對領域知識的表達和推理方法，試圖為地理本體的應用提供思路和參考。

2地理本體在空間數據服務中的應用

本體知識庫所能提供的語義知識不僅僅是行業術語以及概念間的層次關系，更重要的是這些術語間的語義關聯。地理本體可通過語義屬性和推理規則表達反映地學領域知識的潛在語義關聯，可解決目前因為語義關系而造成的空間數據服務的無法精確選擇、空間數據服務中的過多依賴人工交互、關鍵詞查詢中的匹配錯誤等問題。

2.1地理本體在空間數據服務中的應用

將地理本體引入到OWS（OGC Web Service體系）中，通過建立面向空間數據服務的多層地理本體和基于本體技術的空間數據服務機制，實現在多源空間數據服務過程中的智能化和精確化，可解決目前因為語義關系而造成的空間數據服務的無法精確選擇、空間數據服務中的過多依賴人工交互、關鍵詞查詢中的匹配錯誤等問題。

基于本體的空間數據服務資源發現技術主要研究在不同的數據源服務之間，如何利用基于本體的語義邏輯，來搜索和定位到最適合于用戶真實需要的數據源服務。在基于Web服務的數據服務系統中，傳統注冊中心能夠管理的僅僅是服務注冊信息，也就是WSDL中必需的信息。這些信息的結構是無差別的，不僅對于數據源是無差別的，甚至對于數據源和計算資源之間也是無差別的。基于本體的改進，就將這種資源發現過程復雜化，查詢的請求會被推理機基于已經構建的本體體系來進行推理，推理的結果將大大有助于準確定位用戶最終需要的某個數據資源。

當用戶提出空間數據服務請求時，首先根據服務要求進行基于語義的分析和匹配，待確定針對特定空間數據資源的具體應用本體后，才通過空間數據資源的接口獲得具體的資源數據和服務，使得空間數據服務處理過程是基于語義的，便于多源空間數據服務的集成和互操作。

2.2地理本體應用舉例

地理本體在空間數據服務中數據檢索的應用中，地理本體知識庫的建立和完善是重點，是語義分析和推理的重要依據，直接關系到應用的效果，需要采用與領域專家交互的反復改進和完善過程，目前存在較多的本體建立方法，此處不再累述。下面將通過一個典型案例來反映地理本體在空間數據檢索中的應用技術。

用戶通常能看到圖像的來源（遙感衛星數據）和基本屬性，能了解到具體應用所需要的圖像特性，但不能直接建立應用和遙感衛星間的關聯，下面的實例將采用基于語義的本體技術，來解決應用和衛星間的語義相關性推理分析。

（1）建立一個實驗本體，包含有：image、satellite和application三個類（概念），image類的主要語義屬性有：分辨率resolution、圖像文件大小size、圖像反映區域area，satellite類的主要語義屬性有：衛星類型kind、傳感器名稱sensor、軌道orbit，application類的主要語義屬性有：應用領域field、應用時間time。

（2）定義這些類間的語義關聯，包含有：反映應用關系的applyTo語義關系、反映數據來源的getFrom語義關系、反映使用關系的getUse語義關系，使用OWL描述如下所示：

（3）編寫語義推理規則，本實例使用Jena推理機進行語義推理，用于表達遙感應用和觀測衛星間潛在語義關系的語義推理規則如下所示：

[ getUse： （？img http：//#applyTo ？app），

（？img http：//#getFrom ？sat）

->

（？app http：//#getUse ？sat） ]

該推理規則所反映的語義含義為：若某個image實例存在與某個application實例對應的applyTo語義關系，并且該image實例存在與某個satellite實例對應的getFrom語義關系，則可推斷出該application實例存在與該satellite實例對應的getUse語義關系。

（4）添加各類的實例，設定各實例的語義性，以及各實例間的applTo和getUse對象間語義關系，具體對象屬性設置如圖1中實線所示（實線表示預先描述的語義信息）。根據上面定義的語義規則，可以分析并發現圖1中虛線對應的getUse語義關系的存在（虛線表示經過推導產生的潛在語義關聯），下面將使用Jena推理機制，實現這些虛線所表示的對象關系的自動推理產生。

基于此本體庫的語義推理演示頁面如下所示，其信息檢索過程如下：

首先是圖像的數據類型屬性查詢頁面，可以通過該頁面檢索到需要查看的image信息；

查詢成功后，可以查看到image實例的全部數據類型屬性信息和對象屬性關系；

點擊具體applicatin實例或satellite實例的超鏈接可以打開對應實例的屬性信息顯示頁面，若點擊application1超鏈接，則打開application1的屬性信息頁面，如圖2所示，可以看到getuse對象屬性對應到satellite1和satellite2；

若點擊application2超鏈接，則在打開的application2的屬性信息頁面中，如圖3所示，可以看到getuse對象屬性對應到satellite3。

通過演示頁面可以看出，經過Jena基于規則進行的語義推理，推導出了圖1中虛線所示的GetUse對象屬性，獲得了預期的語義推理效果，實現了領域專家知識與程序代碼的分離和形式化表達。

同樣可依據相同的方法，定義更多類的對象屬性，并設定相應的推理規則，即可完成同義關系、近義關系、反義關系等概念間關系的分析，還可對時空關系和領域知識進行形式化描述和推理，以及經過組合后更復雜的基于語義的空間數據檢索推理。

3結論

地理本體在地理信息科學中應用受到業內人士的重視，基于本體的地理信息表達和服務具有獨到的優勢，解決了地理信息的知識重用、知識共享、智能化、和網絡化推廣等問題，具有廣泛的應用前景。本文在調研和分析國內外地理本體的研究現狀基礎上，分析了現階段地理本體在領域知識的形式化表達、時空推理分析、潛在語義發現等方面存在的問題，嘗試在空間信息服務網絡環境下，將地理本體引入到空間數據服務檢索中，給出了空間信息領域知識的本體形式化描述和推理方法，通過典型案例對地理本體應用的具體技術進行了說明。地理本體中的語義關聯描述和發現技術將在本體應用中發揮重大的作用，本文對該問題進行了探索性的研究，進一步的研究工作包括有：復雜領域知識的形式化表達、空間信息的時空綜合化推理、地理本體在網絡環境下的應用模式等。

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第7篇：地理信息科學定義范文

關鍵詞：網絡拓撲；算法；配電GIS

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）11-0-02

引言

地理信息系統（Geographic　Information　System）起源于20世紀60年代。隨著地球科學、計算機技術、大地測量技術、航空技術和信息科學的發展，逐步形成了新的技術系統——地理信息系統。從廣義上講，地理信息系統是加工空間數據成為信息的工具，這些信息通常與地球上某些部分明確相連并用于各種工程決策。

配電GIS系統又稱為AM/FM/GIS，是一種面向配電網管理的專業GIS，一般基于通用GIS平臺結合專業特點二次開發而成，是GIS在電力信息系統中的一種延伸。配電GIS是地理信息系統在配電系統中的應用，可以提供配電網管理所需的地理層和設備層的基礎數據。

配電GIS的最基本特征是在電子地圖背景上進行配電網的管理，一般都基于某個地理信息平臺開發，目前國外上比較成功的有：Arc/Info、SmallWorld、MapInfo等，國內的有GeoStar、GrowGIS、SuperMap等。目前的配電GIS系統一般都采取客戶端/服務器（C/S）構架或瀏覽器/服務器（B/S）構架或二者同時具備，同時支持多用戶分布式處理。

在配電GIS系統中，配電網絡拓撲是配電網分析和優化的基礎。配電網是一種和地理信息密切相關的網絡，線路以及配電設備和用戶的分布都有明顯的地理特征，在配電網絡運行中許多操作都依賴于長度、距離、范圍、相對位置等地理因素，地理信息系統在配電網中的應用提高了配電網的管理水平，因此基于地理信息系統（GIS）的配電網絡拓撲成為人們最關注的問題之一。

大量文獻對配電網絡拓撲進行了研究，早期通過人工輸入的方法將配電網的接線關系填入特定的數據結構中，這些方法不僅需要人工錄入大量的數據且其數據結構通用性、可擴充性差、占用存儲空間大。后來發展到先基于矢量圖自動生成配電網絡的原始拓撲，再轉化為適合電力應用的拓撲數據。這類方法雖然提高了建模的效率，但是其數據結構復雜、參與配電網絡拓撲建模的設備種類眾多，尤其是在配電網規劃、設計中配電網的接線圖繪制往往不規范，仍然需要大量的人機交互，造成配電網規劃、設計的效率低下。

一、配電網拓撲分析算法分析

電力系統網絡拓撲分析的任務是處理開關信息的變化，形成新的網絡接線，為網絡分析的各種應用軟件開發奠定基礎。配電潮流、短路計算、網絡重構等都使用網絡各組成部分之間的電氣聯系這類信息。在實時運行時，這類信息必須隨時更新，否則，從一個不能正確反映實際網絡電氣聯系的結構出發所進行的各種計算將會導致錯誤的結果。

通常網絡接線分析包括兩個步驟：母線分析和電氣島分析。母線分析是將閉合開關連接在一起的節點集合定義為一個母線；電氣島分析是將線路和變壓器連接在一起的母線集合定義為一個“島”。既有電源又有負荷的“活島”在物理上對應帶電部分；“死島”在物理上對應停電部分。“活島”用于計算，“死島”沒有計算意義，但對指導檢修卻非常重要。常用的網絡拓撲分析算法包括樹搜索法和鄰接矩陣法。

二、樹搜索法

樹搜索法是目前針對網絡拓撲分析的最常用的方法，樹搜索法是通過搜索節點的相鄰節點的方法來進行網絡的拓撲分析，的常用的樹搜索法包括深度優先搜索法（Deep　First　Search，簡稱DFS）和廣度優先搜索法（Bread　First　Search，簡稱BFS）。

1.深度優先搜索法

深度優先搜索法的具體搜索過程是這樣的：DFS在訪問圖中某一起始定點V后，訪問V的任意相鄰節點V1；再從V1出發，訪問與V1相鄰但還未訪問過的節點V2；再從V2出發，進行類似的訪問，……如此進行下去，直到到達所有相鄰節點都被訪問過的節點U為止。接著，退回一步，返回到前一次剛訪問的節點，看是否還有其它沒有被訪問過的相鄰節點。如果有，則訪問此節點，之后再從此節點出發進行與前述類似的訪問；如果沒有就再退回一步進行搜索。重復上述過程，直到連通圖中所有節點都被訪問過為止。

以圖1為例，深度優先搜索法的一個可能的節點訪問順序是：V1，V2，V6，V10，V7，V8，V9，V3，V4，V5。

2.廣度優先搜索法

廣度優先搜索法的具體搜索過程是這樣的：BFS在訪問圖中某一起始定點V后，由V出發，依次訪問V的各個未被訪問過的相鄰節點V1，V2，…，Vt，再依次訪問V1，V2，…，Vt各個未被訪問過的相鄰節點，如此進行，直到連通圖內所有節點都被訪問過為止。

以圖1為例，廣度優先搜索法的一個可能的節點訪問順序是：V1，V2，V6，V3，V7，V10，V4，V5，V8，V9。

由于此種網絡拓撲分析方法是利用堆棧技術進行搜索，對所有結點分配母線號，當開關狀態發生變化后，重新在每個廠站內進行搜索，并重新為母線編號。這種針對局部網絡狀態的變化而采取的大范圍搜索，不可避免的造成了時間上的浪費。

3.深度優先搜索法與廣度優先搜索法比較

深度優先搜索法的算法是一個遞歸的過程，將深度搜索法的具體搜索過程設計成一個遞歸函數可以使得程序的編制比較簡單和清晰。廣度優先搜索法不是一個遞歸的過程，必須采用一個隊列，將某個頂點的未訪問的鄰接頂點依次放入隊列中，然后從隊列的頭依次取出每個頂點進行訪問。圖中的每一個頂點進隊列一次且僅進隊列一次。為了實現逐層訪問，算法中使用了一個隊列，以記憶正在訪問的這一層和上一層的節點，便于向下一層訪問。由于隊列的操作遵循先進先出的原則，因此在處理過程中，只有在前一步的所有狀態處理完后，才能處理后面一步的狀態。訪問中將線路作為樹中的節點數據，與被訪問節點屬同一線路級別的節點地址放在節點的右鏈域；比被訪問節點的線路級別低的節點地址放入節點的左鏈域。

三、鄰接矩陣法

鄰接矩陣通過自乘可以得到全接通矩陣。鄰接矩陣法主要通過鄰接矩陣的自乘運算得到全接通矩陣，再運用全接通矩陣來判斷網絡各節點之間的連通關系。

鄰接矩陣（Adjacency　Matrix）：是表示頂點之間相鄰關系的矩陣。設G=（V，E）是一個圖，其中V={v1，v2，…，vn}。G的鄰接矩陣是一個具有下列性質的n階方陣：①對無向圖而言，鄰接矩陣一定是對稱的，而且對角線一定為零，有向圖則不一定如此。②在無向圖中，任一頂點i的度為第i列所有元素的和，在有向圖中頂點i的出度為第i行所有元素的和，而入度為第i列所有元素的和。③用鄰接矩陣法表示圖共需要n2個空間，由于無向圖的鄰接矩陣一定具有對稱關系，所以扣除對角線為零外，僅需要存儲上三角形或下三角形的數據即可，因此僅需要n（n-1）/2個空間。

無向圖的鄰接矩陣一定是對稱的，而有向圖的鄰接矩陣不一定對稱。因此，用鄰接矩陣來表示一個具有n個頂點的有向圖時需要n2個單元來存儲鄰接矩陣；對有n個頂點的無向圖則只存入上（下）三角陣中剔除了左上右下對角線上的0元素后剩余的元素，故只需1+2+…+（n-1）=n（n-1）/2個單元。無向圖鄰接矩陣的第i行（或第i列）非零元素的個數正好是第i個頂點的度。有向圖鄰接矩陣中第i行非零元素的個數為第i個頂點的出度，第i列非零元素的個數為第i個頂點的入度，第i個頂點的度為第i行與第i列非零元素個數之和。用鄰接矩陣表示圖，很容易確定圖中任意兩個頂點是否有邊相連。

在文獻中提出了一種基于關聯矩陣的電網拓撲辨識算法。該算法使用節點-支路關聯矩陣表示配電網絡的基本拓撲結構，定義了矩陣的“與-或”乘法運算，利用連通性的傳遞性質，實現對配電網絡的拓撲辨識。在此基礎上，利用節點-支路關聯矩陣和節點-節點連通矩陣的對稱性，提出了加快計算的技術和實現方法。

文獻中把配電網映射成節點-支路模型，形成節點-支路的鄰接矩陣，并在此基礎上提出了配電網連通域的概念。在文獻中重點闡述了連通域的分離算法和基于DFS進行拓撲分析的流程并在配電網動態拓撲著色中進行了運用，以實現各種復雜結構的電力網的網絡拓撲分析，該文獻中提出矩陣結構的網絡拓撲技術，可具有很好的通用性和很強的可擴展性。同時，建立網絡拓撲矩陣與電網接線結.構相互對應，具有運用靈活和修改方便的優點。

鄰接矩陣算法的優點：可以清晰、直觀的表示網絡拓撲圖的連接情況；但是也存在著明顯的缺點：消耗內存空間，在系統運行時消耗內存多；浪費存儲空間，因為對于n個頂點的圖來說，需要n個存儲單元，需要的存儲空間大。

四、結束語

網絡拓撲分析算法一直都是業界研究的重點，其應用范圍廣，在許多領域都有其重要的指導意義。客觀地說，目前并不存在一種求解拓撲問題的最佳算法，如前文所述的各個算法都有其應用的局限性：樹搜索法追求精確解，但是忽略了算法的時間消耗；而鄰接矩陣法改進算法則是追求時間快，但是在求解的空間消耗上結果上往往不能讓人滿意。筆者認為今后在網絡拓撲分析的算法研究上應該把握3個方面：繼續改進已有網絡拓撲分析算法；采用人工智能的思想，創造新的網絡拓撲分析算法；集合各個算法的優點，進行混合網絡拓撲分析算法的研究。目前這些相關方向業界人士都有所涉及，也都取得了一定成效，相信在不久的將來，網絡拓撲分析算法問題一定會有更好的解決方案。

參考文獻：

[1]江南，于雪英.地理信息系統及其展望[J].電力系統自動化，2003（18）.

[2]邱家駒，李軍.配電網絡地理信息系統[J].電力系統自動化，1997，21（3）：13-16.

[3]何春林.配電GIS功能和實現方法初探[J].中國電力，2001（S1）：52-55，59.

第8篇：地理信息科學定義范文

關鍵詞：多源空間數據；GML；集成

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)13-2959-03

Research of Integration Mode for Multi-source Spatial Data Based on GML

LU Lei-yue ,GUAN Ji-hong

(School of Electronics and Information, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract: To solve the problem of integration of the multi-source spatial data, this paper introduced the research of integration mode of the different formats. Based on that, the author putted forward to a data integration framework for multi-source spatial data based on GML(Geography Markup Language). Then the author described a GML mode matching algorithm, and above all had a conclusion.

Key word: multi-source spatial data; GML; integration

近年來，隨著GIS特別是WebGIS的快速發展與廣泛應用，人們對地理信息資源的需求增加越來越快，但是大部分的GIS產品都有自己專用的數據格式，很難實現整個GIS系統集成以便于空間信息的共享和互操作。為了改變當前GIS應用與內部數據模型以及數據格式緊密捆綁的現狀，開放式地理信息系統協會（ODC）推出了基于XML的地理標記語言，即GML(Geography Markup Lan? guage)，用于地理信息的編碼、傳輸、存儲和。目前GML已成為Internet上地理信息表示事實上的國際標準，廣泛應用于Web和分布式地理信息系統中交換和集成空間數據。

1多源空間數據集成模式

目前對于不同格式的空間數據集成主要采取以下三種模式：

1.1數據格式轉換模式

數據格式轉換模式是指通過某種特定的轉換程序將各種異構數據轉換成一種數據格式，并將轉換后的數據復制到當前系統中。但這種模式也存在缺點，因為它首先需要將異構數據統一起來，這就使得數據間缺少了獨立性，而且因為沒有統一的描述方法，容易導致異構數據轉換后空間數據的信息丟失[1]，這樣就會給以后使用這些數據構成隱患；另外由于一般空間數據量比較巨大，所以要集中這樣的海量數據就顯得非常困難。

1.2數據互操作模式

數據互操作是指空間數據能夠在異構數據庫和分布計算的情況下交換、理解，不同GIS之間可以直接交互，透明地訪問需要的信息[2]。該模式是由OGC (OpenGIS Consortium)制定的規范。數據互操作為多源數據共享與集成提供了嶄新的思路，但是它更多地采用了OpenGIS協議的空間數據服務軟件和客戶軟件，對于其它的大量非OpenGIS標準的空間數據格式的處理缺少統一的規范[3]。

1.3直接數據訪問模式

直接數據訪問模式是指在一個空間信息軟件中直接訪問其他軟件的數據格式，并且用戶可以在該軟件中讀寫多種數據格式。這種模式的優點是不但沒有了復雜的格式轉換，而且因為訪問是發生在一個空間信息軟件中，所以就不需要用戶擁有主機軟件，更不需要運行該軟件。這種模式無疑更省人力和財力，但是實現起來對于技術要求相對高一些。

2 GML數據集成研究現狀

GML(Geography Markup Language)，是開放式地理信息系統協會(OGC)于1999年提出的，在日趨發展的網絡環境下，它的提出正是為了成為其中地理數據的一種通用接口，它符合空間數據集成模式中的第二種即數據互操作模式［4］。使用GML對多元異構地理空間數據集成，可以很好的避免以往網絡語言描述復雜的空間信息的巨大缺點，因為它對地理空間數據的描述擁有統一的數據格式，從而能夠更輕松的便于數據集成。

在國內，對于GML日新月異的發展，也早就已經引起了包括復旦大學、同濟大學、武漢大學等眾多知名高校學者的重視。武漢大學和國家基礎地理信息中心已經開始制定GML國家標準。周水庚課題組早在2003年就提出了一種新穎的方法，用于將GML文檔自動轉換到SVG文檔，在ACM-GIS 2003[5]。從跨入21世紀以來，關佶紅課題組就研究了基于GML和SVG的空間信息集成和、GML模式匹配、GML存儲機制和查詢處理以及壓縮算法等[6-9]。

同時國內外眾多學者對基于GML的空間數據集成也進行了大量的研究。Rancourt et al. (2001)將GML與先前所定義的空間標準進行比較，得出GML能有效的滿足空間數據交換標準的要求的結論，并預測GML將在行業應用中占據主導地位[10]。曠建中等(2005)采用設計模式方法和GML技術設計多源空間數據集成模型，將數據源通過轉換函數生成的GML文檔，利用合成器合成GML文檔，同時保存到GML數據庫，實現多個系統的數據集成，為實現多源空間數據集成提供了一個切實可行的方案[11]。鄔群勇等（2005）在分析GML數據格式和幾何特征基礎上，提出一個基于GML的空間數據動態集成框架，探討了數據動態集成過程，并以福建省漳浦縣綏安鎮的林業數據為樣本，進行了動態集成應用示范[12]。江衛東等（2007）描述了一個基于GML數據互操作模式的多源異構空間數據集成模型，并分析了該模型的運行機制和關鍵技術[13]，劉占偉等（2007）提出了一個基于GML的多源異構空間數據集成模型，實現了空間數據向GML文檔的轉換，使用網絡服務器技術，在.NET平臺上設計實現了該系統，從而實現了基于GML的空間數據集成，而且通過SVG技術實現了數據可視化[14]。

但是，目前的研究工作還遠不夠系統和深入，實際集成應用方案較少,所提出的一些技術和算法還不能滿足海量GML空間數據處理和管理的實際應用需要。因此，還需要進行進一步的研究，探索新的技術方案，開發更有效的算法。

3基于GML的空間數據集成框架

本文借鑒已有的研究成果提出一種基于GML的多源空間數據集成邏輯框架圖（如圖1），并且通過使用GML技術來實現異構空間數據的集成與互操作。然而多源空間數據因為來自不同的服務器，每份數據可能擁有各自的數據類型。

圖1空間數據集成邏輯框架

1）空間數據建立的輸入數據結構由于各自的物理結構不同，而且它們的儲存方式也不一樣，根據這樣的多樣性數據結構建立其應用模式。

2）基于GML的輸出數據結構的語法、結構和編碼模式建立模式轉換規則，該規則規定了輸入異構的空間數據結構應用模式如何轉換成GML Schema。轉換模塊必須根據模式轉換規則對實例模型進行轉換，建立基于輸出數據結構Schema的GML數據文檔，并具有對數據進行編碼和解碼的能力。

3）雖然來自不同數據源的空間數據都已經轉換成了GML數據文檔，但不同用戶的應用模式間可能存在各種語義或結構上的異構，在空間信息集成中造成歧義和困難。很多情況下，有相同概念的模式在結構和命名上都存在著差異；有些模式有相似的數據模型但包含不同的內容，或是用相同的詞表達不同的意義。這就需要進行模式匹配了，它的功能是通過兩個模式的相關元素間的匹配關系，來找出這兩個模式的元素間的映射關系和集成后的模式。

4 GML模式匹配

模式匹配的目的是為了達到數據集成，而數據集成又是以模式匹配為前提。模式匹配就是指通過一定的算法，把兩個模式的所有相關元素進行一一映射，經過一定的分析和對彼此元素的相似度來最終確定模式的元素間的映射關系。

GML模式匹配的基本過程是首先對文檔進行數據分析，因為GML文件是遵守XML語法的，可以使用基于樹的XML解析器；然后就是通過解析器提取模式文件節點生成GML模式樹，生成模式樹后，就可以設定算法，對兩個模式進行匹配了。在匹配的過程中，最關鍵的就是確定兩個元素的相似度，而元素間的相似度主要表現為語義相似度和結構相似度。用戶可以根據具體情況設置一個最小相似度值，即閾值，只有兩個元素的相似度值高于這一閾值weight，才進行匹配。

下面是該算法的描述：

MATCH（模式樹t1，模式樹t2）

{設置閾值weight；//0

設置葉節點的結構相似度s；

For each e1為t1的葉子

{后序遍歷t1；后序遍歷t2；

for each e2為t2的葉子

{計算兩個葉節點的相似度值s；

If（s>weight）這兩個節點可以進行匹配，生成映射關系；

Else退出；

}

}

返回映射關系；

}

如上可知算法中輸入為兩個樹狀結構的GML模式，輸出為一個關于兩模式間相關元素的映射關系。其中，tree1和tree2分別表示輸入的GML模式樹1和GML模式樹2，t1和t2為模式1和模式2中的元素，tree1’和tree2’是分別對tree1和tree2進行后序遍歷得到的結果。

在算法中，核心參數是確定兩個樹節點的相似度。在進行匹配時，對樹采用后序遍歷，并且相似度只確定一次以避免在匹配的過程中產生多對多的關系。當被比較的不是葉節點時，通過比較這兩個節點的子節點相似度來確定它們的的相似度，即用其所有的子節點的相似度除以所有的子節點數。葉節點的結構相似度為零。

為了正確的確定兩個schema樹中的各個非葉節點的結構相似度，在對非葉節點進行匹配前，首先要對葉節點進行匹配，令son(e1)和son (e2)分別代表以e1和e2為根節點的子樹上的節點的集合，s (a,b)為其中一個模式中的節點a與另一模式中節點b相似度，則有如下公式（1）：

當然最后確定了語義和結構相似度后，需要對兩者進行加權求和來獲得一個最終相似度，而這個權值由用戶自己根據具體情況來確定。

兩個模式匹配結束后，可以通過匹配算法生成的映射關系，即模式間元素一一對應的關系來生成集成的模式。

5結束語

GML作為一種OGC開發的基于XML的地理信息編碼標準，使用GML來作為多源異構數據的描述格式，并通過使多源空間數據模式轉換為統一數據格式來實現標準化數據層次集成，有利于空間信息充分共享和系統互操作。可是由于GML數據可能來自不同的數據源，導致它們的模式也可能不同，因此模式匹配是GML空間信息集成面臨的最嚴重的挑戰，如何能夠更進一步的改進模式匹配算法從而簡化集成過程，還需進一步的研究。

參考文獻：

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第9篇：地理信息科學定義范文

關鍵詞：土地管理；地理信息系統；應用；分析

中圖分類號：F301文獻標識碼： A

土地管理是一個相當廣泛的概念，包含多種數據，這些數據都具有圖形和屬性特征。其中，圖形數據涉及地籍圖、宗地圖、土地利用現狀圖、規劃圖以及各種應不同要求而制作的專題圖等圖件資料，它們描述了大量圖形目標的空間位置和相鄰關系；屬性數據則是與這些圖形數據相關的說明信息，按不同的實體類型可以分為宗地屬性、界址點屬性、界址線屬性。

土地管理的特色是對土地空間特性的管理，而這種空間特性，恰恰就為GIS的應用提供了廣闊的天地：首先，利用GIS的數據采集與編輯、信息查詢、數據庫管理、統計制圖、空間分析等功能，土地工作者可將已編碼的空間數據結合起來，確定其地理位置，并可以對空間數據進行邏輯分析和運算；其次，GIS在建立和分析地理對象之間的拓撲關系上具有極其強大的功能，可以對各類地物的屬性和它們的空間分布進行科學分析和最優決策；再者，GIS的圖形用戶界面大方直觀、簡單易用，用戶能夠快速熟練地掌握其操作技能，并可以方便地瀏覽和查詢地物的分布特征及其屬性信息。此外，GIS在土地管理中的應用可以大大改善土地管理系統中基礎數據的收集及管理運行方式，提高土地管理工作的效率。

1 GIS在土地管理中的應用

1.1地籍信息管理

地理信息系統對地籍信息的管理體現在其信息直接反映每一塊宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面積、利用類別、等級等),權屬管理(所有權、使用權、他項權利等),附著物信息(地上、地下建筑及各種設施情況),文檔信息(調查原始資料、法律、條例等)和圖形信息(地籍圖、土地利用現狀圖等)。地籍信息管理系統的目標是完成土地調查、登記、統計、評價，為地籍管理提供依據，為土地法律咨詢提供手段。在城鄉地籍管理領域,建立地籍管理系統、城鎮地籍管理信息系統、時域地籍信息系統、農村地籍管理信息系統、日常地籍管理信息系統。

1.2土地評價與利用規劃

土地利用規劃是一個系統工程,起著對土地利用進行控制、協調和監督的作用,使得土地的社會、經濟、生態效益達到最佳狀態。從內容上說, 土地利用規劃包括土地的自然和經濟屬性的評價和用地需求量的預測。地理信息系統在土地利用規劃中可以發揮巨大的作用,尤其是在土地評價方面,可以進行土地資源清查、土地生產潛力分析、土地適宜性評價和土地人口承載力分析。

1.3土地利用動態監測

由于土地利用動態管理信息系統是為城市規劃土地管理分析決策提供及時、準確的土地利用狀況信息，因此需要一套完整和科學的實時更新機制，既確保數據的真實性和現勢性，又能建立合理、有效的管理體系。在土地利用調查以及動態監測中,可以通過地理信息系統與遙感的結合,獲取土地類型和土地利用現狀信息,監測土地利用變化,通過地理信息系統數據庫以及在地理信息系統的支持下的土地評價分析,利用專家們的知識與學問研究，建立土地利用決策模型,輔助土地利用決策。

1.4土地政策的模擬

政策是支配為既定目標而操去行動的各重原則,是為解Q在土地上所發生的有關法規、程序、體制、效率或權益等問題，提出有系y、有程序解決問題的方式或作法。通過地理信息系統,可以模擬土地政策在土地管理的預先應用原則和效果,為制作完善的土地管理政策提供依據和平臺。

1.5土地利用總體規劃

土地利用總體規劃是在一定規劃范圍內，根據當地自然和社會經濟條件以及國民經濟發展要求，協調土地總供給與總需求，確定或調整土地利用結構和用地布局的宏觀戰略措施。土地利用總體規劃是我國今后實施土地用途管制的主要依據,其主要任務有具體落實土地利用總量平衡分解指標的數量與分布,土地生產潛力等級與土地質量等級的劃分和圖形的編制,土地開發、整治、復墾規劃項目的落實與實施,土地用途管理,土地利用動態變化信息反饋等等。

1.6城市地價評估

通過動態制定和監測城市地價，可以調查城市地價的水平及變化趨勢，及時向社會提供客觀、公正、合理的地價信息，為政府加強地價管理和宏觀調控土地市場提供決策依據。

1.7在地質礦產資源管理領域,有助于礦產資源管理地質災害的預防。

1.8測繪與地圖制圖

地理信息系統技術源于機助制圖。地理信息系統（GIS）技術與遙感（RS）、全球定位系統（GPS）技術在測繪界的廣泛應用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現在：地圖數據獲取與成圖的技術流程發生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數字地圖、網絡地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。特別是地形圖、地籍圖與房產圖，在城市基礎地理數據方面的內容基本上是一致的，只是地籍圖與房產圖增加了地籍與房產的專題內容（如宗地、丘、房屋棟號），而城市中的宗地和丘是一致，反映土地的權屬范圍和界線。建立GIS以后，完全有條件實現三圖的統一。

1.9服務窗口的運用

把窗口收件初審，辦事程序、辦事指南和辦件進度，查詢；審批等統一到電子政務系統中。實施限時辦公制度，明確窗口、各科室和信息中心的職責，提高透明度；使機關人員從繁瑣的手工制作中解脫出來，提高辦事效率；可以解決應用困難的問題。

2 GIS在土地管理中的應用前景

隨著計算機技術和空間技術的進步與快速發展。GIS在土地管理中的應用將會越來越廣泛。在未來，GIS不僅將成為土地管理的關鍵支撐技術之一，對土地管理產生極大的影響，促進土地管理的信息化、現代化，而且將與GPS、DPS(數字攝影測量系統)和RS(遙感技術)等先進技術一起促使自動化土地管理(ALM)產業的形成與發展。目前，遙感(R6)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)三者結合，其功能更為強大，尤其在土地利用動態監測方面。再者Internet與地理信息系統的結合，給地理信息系統提供了新的機遇。這些也都將會在土地管理領域得到長足的應用。

地理信息系統近年發展迅速，其內涵和外延正在不斷變化，最初的地理信息系統都是一些具體的應用系統，充其量只能稱之為一門技術，現在已發展成一個獨立的、充滿活力的新興學科。這已經為大家所公認。地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛星航空遙感或全球定位系統(GPS)接受信息。變換和校正后進人空間數據庫：數據庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數據庫和相關知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領域專用模型，如城市規劃模型、災害評價模型等：運用這些模型對地理數據進行有效分析，并把分析結果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出。這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉。

3結束語

科學技術是第一生產力。現代土地管理要充分利用高技術，使土地資源得到科學合理的利用、開發、整治和保護，實現土地資源的永續利用與社會、經濟、資源環境的協調發展，不斷滿足社會經濟長期發展的需要，達到最佳的社會、資源環境和經濟效益。

GIS技術經過近幾年的快速發展，已日趨成熟，逐步由靜態數據的管理發展為具備輔助日常業務辦公等管理功能的信息技術，建立一套基于GIS的管理系統可以大大提高土地整理項目管理的效率，具有較大的現實意義。

參考文獻: