對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)精選(九篇)

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第1篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)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(zhuān)門(mén)用于采集、存儲(chǔ)、管理、分析、和表達(dá)空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。其既是表示、模擬現(xiàn)實(shí)空間世界和進(jìn)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(wèn)題的“資源”，同時(shí)還是一門(mén)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(jì)算機(jī)科學(xué)的興起和它在航空攝影測(cè)量與地圖制圖學(xué)中的應(yīng)用，使人們開(kāi)始有可能用電子計(jì)算機(jī)來(lái)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(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的分析來(lái)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(wèn)世。

1956年，奧地利測(cè)繪部門(mén)首先利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，隨后各國(guó)的土地測(cè)繪和管理部門(mén)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(cè)量學(xué)家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)，并建立了世界上第一個(gè)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(guó)哈佛大學(xué)研究出SYMAP系統(tǒng)軟件。但是，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不高，存儲(chǔ)量小、磁帶存取速度慢，使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩，地學(xué)分析功能極為簡(jiǎn)單。當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)手扶跟蹤數(shù)字化地圖，進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的拓?fù)渚庉?，分幅?shù)據(jù)的拼接，并發(fā)展了基于柵格的操作方法。

進(jìn)入70年代以后，由于計(jì)算機(jī)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(pán)的使用，為空間數(shù)據(jù)的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強(qiáng)有力的手段。用戶(hù)屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強(qiáng)了人機(jī)對(duì)話(huà)和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后建立了許多專(zhuān)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(gè)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(wèn)世，推出了第四代計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊傳輸設(shè)備的出現(xiàn)，為計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，加上計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)工具的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的推廣，推動(dòng)了GIS的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機(jī)交互對(duì)話(huà)、地圖的輸入、編輯和輸出技術(shù)的進(jìn)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(xiàn)等）轉(zhuǎn)向更加復(fù)雜的區(qū)域開(kāi)發(fā)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)，GIS已跨越國(guó)界，在全世界范圍內(nèi)全面推廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并與衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合，開(kāi)始應(yīng)用于全球性的問(wèn)題（如全球變化、全球沙漠化監(jiān)測(cè)等）。因此，國(guó)際著名的GIS專(zhuān)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(shí)期，那么80年代則是國(guó)際上GIS發(fā)展具有突破性的年代”。這個(gè)時(shí)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(lèi)處理和分析大量有關(guān)地球資源、環(huán)境、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步發(fā)展則必須以地球信息機(jī)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(shí)強(qiáng)調(diào)了對(duì)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(shí)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(dòng)力學(xué)機(jī)理與時(shí)空特征、地學(xué)信息傳輸機(jī)理及其不確定性(多解)與可預(yù)見(jiàn)性等；并認(rèn)為：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于這個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地理信息進(jìn)行處理、存貯、提取以及管理和分析過(guò)程中所提出的一系列基本問(wèn)題，如數(shù)據(jù)的獲取和集成、分布式計(jì)算、地理信息的認(rèn)知和表達(dá)、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(duì)于地理信息系統(tǒng)操作的影響、地理信息系統(tǒng)的社會(huì)實(shí)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(mǎn)足于僅僅利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)對(duì)地理信息進(jìn)行可視化表達(dá)及其空間查詢(xún)，而強(qiáng)調(diào)地理信息系統(tǒng)的空間分析和模擬能力時(shí)產(chǎn)生的；它在注重地理信息技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，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(wèn)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(huì)對(duì)于地理信息技術(shù)運(yùn)用于實(shí)踐的認(rèn)可等。由此可見(jiàn)，地理信息科學(xué)在地理信息技術(shù)研究的同時(shí)，還指出了對(duì)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(wèn)題提供了新的分析方法和技術(shù)保證；同時(shí)，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(duì)地觀測(cè)計(jì)劃的新高朝，于是時(shí)勢(shì)造英雄，促使一門(mén)新興的交叉學(xué)科“地理信息科學(xué)”的脫穎而出。這個(gè)時(shí)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(lái)，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(jìn)入到各行各業(yè)乃至各家各戶(hù)的用戶(hù)時(shí)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(gè)時(shí)期，社會(huì)對(duì)GIS的認(rèn)識(shí)普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)（特別是政府決策部門(mén)）必備的工作和決策咨詢(xún)系統(tǒng)。國(guó)家級(jí)乃至全球級(jí)的地理信息系統(tǒng)已成為公眾關(guān)注的問(wèn)題，地理信息系統(tǒng)已被列入“信息高速公路”計(jì)劃，也是美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅摹皵?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(lái)，個(gè)人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移動(dòng)電話(huà)的普及給新的應(yīng)用創(chuàng)造了許多機(jī)會(huì)。這樣的應(yīng)用有流動(dòng)工作人員和基于位置服務(wù)。流動(dòng)工作人員，顧名思義，他們工作在遠(yuǎn)程位置，如客戶(hù)處、分公司或者野外現(xiàn)場(chǎng)。這些工作人員經(jīng)常要為完成某項(xiàng)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(shí)候?qū)⒏膭?dòng)更新（同步地）到主數(shù)據(jù)庫(kù)上。這種場(chǎng)景的一個(gè)重要方面是：客戶(hù)端保留有數(shù)據(jù)，并以離線(xiàn)方式在本地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作?；谖恢梅?wù)的使用是近年來(lái)出現(xiàn)的一個(gè)重要趨勢(shì)，這類(lèi)服務(wù)徹底改變了對(duì)用戶(hù)地理位置的依賴(lài)。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(gè)客戶(hù)/使用者的精確位置，并根據(jù)用戶(hù)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(kāi)放GIS協(xié)會(huì)（Open GIS Consortium，OGC）提出了開(kāi)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(guó)聯(lián)邦政府已于2001年10月頒布了規(guī)定：所有蜂窩電話(huà)的位置在67%的使用時(shí)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(píng)述著Internet革命“消滅”了地理的概念，與此同時(shí)，對(duì)于空間技術(shù)的需求卻在不斷增長(zhǎng)。位置服務(wù)（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通過(guò)固定或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送GIS功能和基于位置信息，從而在任何時(shí)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(chǎng)開(kāi)拓領(lǐng)域共同的熱點(diǎn)話(huà)題。此時(shí)，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(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)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(guó)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(dòng)共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動(dòng)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《愿景與行動(dòng)》）[1]，標(biāo)志著中國(guó)的“一帶一路”戰(zhàn)略正式進(jìn)入全面推進(jìn)與建設(shè)階段，已經(jīng)成為繼“西部繼續(xù)開(kāi)發(fā)開(kāi)放、東部轉(zhuǎn)型走出去”之后，我國(guó)在新的歷史時(shí)期提出的持續(xù)開(kāi)放的新戰(zhàn)略。事實(shí)上，“一帶一路”戰(zhàn)略并非偶然之舉，而是世界經(jīng)濟(jì)格局變化和經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展的必然結(jié)果，同時(shí)也是一個(gè)具有高度空間選擇性的戰(zhàn)略概念[2]?！耙粠б宦贰睆?qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)要素的自由流動(dòng)、資源的高效配置以及市場(chǎng)深度的融合，傳遞一種合作、發(fā)展與共贏的理念[3]。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家的研究與認(rèn)識(shí)相對(duì)不足，對(duì)相關(guān)國(guó)家的基本國(guó)情、資源環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(guò)數(shù)字技術(shù)來(lái)描述與表達(dá)現(xiàn)實(shí)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(duì)地球的數(shù)字模擬，使我們首次實(shí)現(xiàn)了足不出戶(hù)的了解地球?！耙粠б宦贰痹谡摺⒔?jīng)濟(jì)、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(kāi)展對(duì)“一帶一路”國(guó)家的相關(guān)研究。同時(shí)，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(guó)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(lái)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(shí)施能夠促進(jìn)我國(guó)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(guó)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(guó)西部是“一帶一路”戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域，在《愿景與行動(dòng)》中已經(jīng)突出強(qiáng)調(diào)了西北地區(qū)作為絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上重要的交通樞紐作用，建成面向中亞、南亞、西亞國(guó)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(jì)帶有機(jī)銜接的重要門(mén)戶(hù)。隨著一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，西部地區(qū)將成為我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的前沿，兩者的內(nèi)在聯(lián)系突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

西部將成為開(kāi)放前沿

近年來(lái)，隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施的深入，西部地區(qū)發(fā)展顯著加快。2014年，國(guó)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(gè)國(guó)家級(jí)新區(qū)。目前，我國(guó)西部地區(qū)的國(guó)家級(jí)新區(qū)已達(dá)到5個(gè)，分別位于重慶（2010）、甘肅（2012）、陜西（2014）、貴州（2014）、四川（2014），體現(xiàn)出國(guó)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(shí)期我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的格局，是西部地區(qū)跨越發(fā)展的新契機(jī)。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(duì)外經(jīng)濟(jì)走廊，建立全方位對(duì)外開(kāi)放格局，真正實(shí)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(shì)

“一帶一路”以交通運(yùn)輸為紐帶，貫穿亞歐非大陸，一頭是活躍的東亞經(jīng)濟(jì)圈，一頭是發(fā)達(dá)的歐洲經(jīng)濟(jì)圈，中間廣大腹地國(guó)家發(fā)展?jié)摿薮?，?duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求旺盛。“一帶一路”的關(guān)鍵是交通節(jié)點(diǎn)的打造以及交通服務(wù)的一體化，通過(guò)促進(jìn)互聯(lián)互通以及通關(guān)便利化，能夠大力開(kāi)拓“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家的市場(chǎng)，發(fā)展運(yùn)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(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，如從重慶出發(fā)，經(jīng)西安、蘭州、烏魯木齊到達(dá)俄羅斯、白俄羅斯、波蘭、德國(guó)、比利時(shí)的渝新歐國(guó)際鐵路，一直由于鐵路軌距等原因，造成運(yùn)輸線(xiàn)路的長(zhǎng)期不通暢。因此，設(shè)施聯(lián)通需要因地制宜，充分考慮沿線(xiàn)國(guó)家多沙漠戈壁、高山峻嶺的實(shí)際環(huán)境情況，開(kāi)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(shí)現(xiàn)“一帶一路”區(qū)域交通一體化。

西部是“一帶一路”能源開(kāi)發(fā)與合作的重要契合點(diǎn)

我國(guó)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(diǎn)區(qū)域?！耙粠б宦贰毖鼐€(xiàn)國(guó)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(shì)互補(bǔ)與互利共贏的合作空間。目前，我國(guó)油氣資源進(jìn)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(xiàn)國(guó)家，構(gòu)建我國(guó)的陸上能源通道。通過(guò)尋找與沿線(xiàn)國(guó)家合作的契合點(diǎn)，加強(qiáng)能源資源深加工技術(shù)及傳統(tǒng)能源資源勘探開(kāi)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(xiàn)包括60余個(gè)國(guó)家40多億人口，存在涉及國(guó)家多、面積廣、氣候類(lèi)型多樣等情況，在該區(qū)域內(nèi)開(kāi)展交通基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、資源開(kāi)發(fā)、跨境生態(tài)環(huán)境保護(hù)、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(shí)空距離等方面的障礙和限制[4]。另一方面，通過(guò)GIS的廣泛應(yīng)用，能夠獲得包括整個(gè)區(qū)域的基礎(chǔ)地理、自然資源、生態(tài)環(huán)境、人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)等的空間分布格局、規(guī)模數(shù)量、構(gòu)成質(zhì)量以及時(shí)空分異和變化規(guī)律等第一手的信息，以研究市場(chǎng)資源要素之間的相關(guān)關(guān)系和影響機(jī)制，支撐區(qū)域重大建設(shè)工程的實(shí)施。

國(guó)家測(cè)繪地理信息局副局長(zhǎng)李朋德指出：“一帶一路”需要地理信息作為支撐，以實(shí)現(xiàn)“一帶一路”各類(lèi)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(shí)，考慮到GIS專(zhuān)業(yè)的學(xué)科交叉屬性以及較強(qiáng)的技術(shù)性與實(shí)踐性，西部的GIS教育面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。鑒于此，作者提出以下西部GIS教育的新思路。

1.強(qiáng)化GIS的基礎(chǔ)教育屬性

地理信息通過(guò)空間視角，將自然環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，并應(yīng)用圖形進(jìn)行空間表達(dá)。近年來(lái)，GIS的引用領(lǐng)域已經(jīng)突破了地理界線(xiàn)，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(qiáng)化GIS的基礎(chǔ)教育屬性，強(qiáng)調(diào)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的空間思考能力。事實(shí)上，GIS是一門(mén)面向應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科。因此，各個(gè)與空間相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，包括政府公共管理、城市規(guī)劃、資源開(kāi)發(fā)利用等均存在著GIS教育的需求，以協(xié)助解決各專(zhuān)業(yè)中相關(guān)的自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。因此，有必要在這些相關(guān)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(shí)際問(wèn)題

在GIS教學(xué)中，充分考慮到GIS面向應(yīng)用的屬性，強(qiáng)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(jì)等。在此過(guò)程中，每一個(gè)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(dú)有的優(yōu)勢(shì)。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(jì)等，而GIS與遙感能夠獲取這些信息的第一手資料。進(jìn)一步利用GIS建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)需求創(chuàng)建相關(guān)的專(zhuān)題地圖，能夠極大地提升工作效率，豐富數(shù)據(jù)的表達(dá)形式，是實(shí)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(guò)程中覆蓋面廣、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、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(huì)”的問(wèn)題?；诖?，在GIS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(shí)踐課程，著重于綜合解決實(shí)際問(wèn)題的培養(yǎng)。

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

經(jīng)過(guò)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(guò)多平臺(tái)、多傳感器的長(zhǎng)時(shí)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(guó)內(nèi)外的廣泛重視，如國(guó)內(nèi)的地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)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(jìn)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(kāi)展基于遙感的國(guó)別研究，獲取相關(guān)區(qū)域的自然環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yǔ)

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(guó)際先進(jìn)水平的良好機(jī)遇。因此，需要相關(guān)科研與教學(xué)機(jī)構(gòu)從“一帶一路”的戰(zhàn)略需求出發(fā)，強(qiáng)調(diào)GIS學(xué)科在不同專(zhuān)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(diǎn)，強(qiáng)化區(qū)域遙感應(yīng)用，著重解決實(shí)際問(wèn)題的培養(yǎng)，對(duì)于促進(jìn)西部地理信息科學(xué)教育及服務(wù)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展非常重要與迫切。

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

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

第3篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)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(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，隨著計(jì)算機(jī)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(cè)量中得以應(yīng)用和研究。

一、工程測(cè)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(hù)設(shè)備部分――GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS接收機(jī)的改進(jìn)，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(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

RTK（Real Time Kinematics，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)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(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測(cè)量是將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上，再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí)，也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量;流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF（運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度）技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度，最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。RTK測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度、快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí)，也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此，RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量，地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。

二、工程測(cè)量中的地理信息（GIS）技術(shù)

GIS是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測(cè)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(tái)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(gè)專(zhuān)門(mén)管理地理信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它不但能分門(mén)別類(lèi)、分級(jí)分層的去管理上述信息；而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢(xún)、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統(tǒng)還有一個(gè)特殊的"可視化"功能，就是通過(guò)計(jì)算機(jī)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(shí)還能動(dòng)態(tài)的在屏幕上監(jiān)督"信息"的變化?？傊浼夹g(shù)優(yōu)勢(shì)不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、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(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。

三、工程測(cè)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(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，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(duì)地觀測(cè)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(lái)獲取，為應(yīng)用于工程測(cè)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(qiáng)、變換、濾波、分類(lèi)等功能。

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

常由于太陽(yáng)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(tái)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(jìn)行糾正；而后者通過(guò)采集地面控制點(diǎn)（GCPs, Ground Control

Points），建立糾正多項(xiàng)式，進(jìn)行糾正。

（二）增強(qiáng)增強(qiáng)的目的是為了改善圖像的視覺(jué)效果，并沒(méi)有增加信息量，包括亮度、

對(duì)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(xiàn)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(jìn)行直接運(yùn)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(duì)遙感圖像的特定變換，如纓帽變換。

（五）分類(lèi) 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(guò)遙感圖像分類(lèi)(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(lèi)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(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與遙感的集成，但是實(shí)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(zhuān)題信息，其中的一些處理功能，如圖像增強(qiáng)、濾波、分類(lèi)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(méi)有提供完善的遙感數(shù)據(jù)處理功能，在一個(gè)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(lái)源，GIS則可以作為遙感圖像解譯的強(qiáng)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(shí)現(xiàn)集成的GIS。

在軟件實(shí)現(xiàn)上，GIS與遙感的集成，可以有以下三個(gè)不同的層次:1）分離的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)文件轉(zhuǎn)換工具在不同系統(tǒng)之間傳輸文件；2）兩個(gè)軟件模塊具有一致的用戶(hù)界面和同步的顯示；3）集成的最高目的是實(shí)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(shí)時(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)的集成。這種集成的主要思路是把DGPS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)串口實(shí)時(shí)進(jìn)入GIS中，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如通過(guò)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(jìn)行各種分析運(yùn)算，其中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是其基本功能。

六、工程測(cè)量中的3S集成技術(shù)

3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)， 3S集成不是GPS、GIS、RS的簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)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(guò)空間分析、預(yù)測(cè)、決策，確保地理系統(tǒng)問(wèn)題的優(yōu)化、系統(tǒng)解決。3S集成是高度自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、智能化對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，并有自動(dòng)、實(shí)時(shí)地采集、處理和更新數(shù)據(jù)的功能。單純從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，開(kāi)發(fā)3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒(méi)有多大的障礙。目前一般工具軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是：通過(guò)支持柵格數(shù)據(jù)類(lèi)型及相關(guān)的處理分析操作以實(shí)現(xiàn)與遙感的集成，而通過(guò)增加一個(gè)動(dòng)態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對(duì)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力，降低應(yīng)用成本或者實(shí)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(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，提高了人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球的能力；相應(yīng)地，它拓展了傳統(tǒng)測(cè)繪科學(xué)的研究領(lǐng)域。作為地理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，Geomatics產(chǎn)生并對(duì)包括遙感、全球定位系統(tǒng)在內(nèi)的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的綜合應(yīng)用進(jìn)行探討和研究。同時(shí)，它也推動(dòng)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(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)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(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2013）07-0050-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)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(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。空間信息技術(shù)是指采用現(xiàn)代探測(cè)與傳感技術(shù)、攝影測(cè)量與遙感對(duì)地觀測(cè)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(chǔ)、傳輸、顯示、應(yīng)用的一門(mén)綜合和集成的信息科學(xué)和技術(shù)[2]。

近年來(lái)，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(lái)了應(yīng)用與發(fā)展的新機(jī)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(duì)于促進(jìn)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(lèi)獲取并處理大區(qū)域地球空間及其動(dòng)態(tài)信息的唯一技術(shù)手段。隨著科技的進(jìn)步，空間信息技術(shù)無(wú)論是在單項(xiàng)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?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”概念后，世界各國(guó)均紛紛出臺(tái)相關(guān)的發(fā)展策略與長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。目前，在空間信息獲取上，全球?qū)Φ赜^測(cè)能力不斷增強(qiáng)，人類(lèi)逐步進(jìn)入一個(gè)多源、多時(shí)相、全方位和全天候?qū)Φ赜^測(cè)的新時(shí)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(dòng)態(tài)定位精度、運(yùn)行可靠性以及實(shí)時(shí)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(cè)繪、計(jì)算機(jī)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(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)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(duì)信息的認(rèn)識(shí)表達(dá)、綜合分析、理解決策等方面的技術(shù)和模型，具有強(qiáng)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(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)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(cè)繪等傳統(tǒng)領(lǐng)域，進(jìn)入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各個(gè)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(qiáng)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(lái)之路》一書(shū) [4]。1998年，美國(guó)麻省理工大學(xué)（MIT）提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想。1999年，美國(guó)Auto-ID首先明確提出“物聯(lián)網(wǎng)”概念。2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》年度報(bào)告，正式將“物聯(lián)網(wǎng)”稱(chēng)為“the Internet of Things”，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)概念進(jìn)行了擴(kuò)展 [5]。目前，國(guó)外對(duì)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(guó)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(lái)藍(lán)圖》的報(bào)告。2009年，彭明盛提出“智慧地球”概念，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職后，將“智慧地球”提升為國(guó)家層級(jí)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(huì)提交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)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(lái)相繼制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan 等多項(xiàng)國(guó)家信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府自1997年起出臺(tái)了一系列推動(dòng)國(guó)家信息化建設(shè)的產(chǎn)業(yè)政策。我國(guó)也在2006年的《國(guó)家中長(zhǎng)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(diǎn)研究領(lǐng)域。2009年，總理提出“感知中國(guó)”概念，并于2010年《政府工作報(bào)告》中指出要加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用，國(guó)家工業(yè)和信息化部門(mén)也把物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展作為國(guó)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(jìn)展，在倉(cāng)儲(chǔ)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(lái)水網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療護(hù)理、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)的精確應(yīng)用、智能化專(zhuān)家管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(jià)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(gè)由計(jì)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(gè)對(duì)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(guò)程，也有從信息空間向物理空間提供信息的反饋過(guò)程[6]。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要認(rèn)知物理空間，并促進(jìn)兩個(gè)空間的深度融合，而對(duì)于物理空間的認(rèn)知與基準(zhǔn)問(wèn)題則應(yīng)包括幾何、物理和時(shí)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(wèn)題?？臻g信息技術(shù)在確定空間信息幾何形態(tài)和時(shí)空分布上的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用發(fā)展間接上奠定了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)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(duì)的問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由于其自身綜合性、交叉性等特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)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(lèi)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(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的空間信息。隨著3S技術(shù)（RS、GPS、GIS）的進(jìn)步以及與信息、通信技術(shù)的結(jié)合發(fā)展，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)對(duì)于目標(biāo)的實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)分類(lèi)識(shí)別、跟蹤定位和監(jiān)測(cè)監(jiān)管。一方面，隨著制圖學(xué)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)理論與技術(shù)的進(jìn)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(kù)，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)，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(cè)地球的手段，其數(shù)據(jù)的空間、時(shí)間、光譜、輻射分辨率不斷提高，數(shù)據(jù)傳輸與處理的實(shí)時(shí)性顯著增強(qiáng)，并積累了大量的歷史數(shù)據(jù)形成空間影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)；GPS的定位精度和覆蓋范圍也不斷提升，且從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)，從單點(diǎn)到廣域，從事后處理到實(shí)時(shí)定位，足以為物聯(lián)網(wǎng)提供高精度的實(shí)時(shí)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(shí)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(guò)傳感器、網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)合為有機(jī)整體，要將物體的特征特性轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)空動(dòng)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(lái)了挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須將繁雜的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǔ)、處理、分析、管理和應(yīng)用的核心技術(shù)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理方面，業(yè)已形成先進(jìn)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和成熟的空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；在數(shù)據(jù)的分析處理上，GIS有強(qiáng)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(duì)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(qiáng)大的空間分析能力，以達(dá)到對(duì)海量空間數(shù)據(jù)的處理分析、挖掘、推理，并達(dá)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(shí)時(shí)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(lái)自視覺(jué)，相對(duì)于其它途徑和方式，圖形圖像信息最易被人們直接識(shí)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(jiǎn)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(jī)、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(kù)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?yàn)榇淼南到y(tǒng)建設(shè)也已在應(yīng)用方向逐漸普及，這些都將在新時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中向廣度和深度發(fā)展。未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)與人的思維科學(xué)將進(jìn)一步融合，人也會(huì)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(shí)技術(shù)來(lái)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)反演也是當(dāng)前通過(guò)點(diǎn)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(zhǎng)足的發(fā)展，產(chǎn)生了諸多應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)與相關(guān)支撐技術(shù)，例如基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)、分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)與技術(shù)、移動(dòng)GIS平臺(tái)與技術(shù)等。在這些平臺(tái)之上又成功地出現(xiàn)了一系列應(yīng)用，如導(dǎo)航、智能購(gòu)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(tái)為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了平臺(tái)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(tái)，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(shí)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(yùn)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(lái)臨的物聯(lián)網(wǎng)新時(shí)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(shí)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(lái)，逐漸由軍方轉(zhuǎn)向民用，已形成巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，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(chǎng)。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(shì)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(cè)、分析預(yù)測(cè)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(jià)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(diǎn)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、交換、分析、管理和應(yīng)用，還可以提供對(duì)空間與非空間信息的認(rèn)識(shí)、分析與數(shù)據(jù)挖掘、表達(dá)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(jì)開(kāi)發(fā)，因此GIS在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景也越來(lái)越被人們所共識(shí)。

4 結(jié) 語(yǔ)

從物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，到近年來(lái)的快速發(fā)展，許多先進(jìn)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(jì)算機(jī)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(guó)家遙感中心成立15周年紀(jì)念會(huì)上提到，空間信息技術(shù)在過(guò)去的幾十年里得到了迅速發(fā)展，但在產(chǎn)業(yè)化和實(shí)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(chǎng)和發(fā)展機(jī)遇。因此，清醒地認(rèn)識(shí)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(jìn)空間信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的集成結(jié)合對(duì)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(shí)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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第5篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TP434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7800（2013）006-0171-03

作者簡(jiǎn)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?yàn)楝F(xiàn)代教育技術(shù)。

0引言

為貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，有關(guān)部門(mén)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(kāi)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(dú)立思考的習(xí)慣，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑并提出觀點(diǎn)，為自主學(xué)習(xí)營(yíng)造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，課標(biāo)建議教學(xué)時(shí)要注意突出地理學(xué)科的特點(diǎn)，靈活運(yùn)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(shí)和實(shí)踐能力。因此本文引用ArcView GIS輔助中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)，期望達(dá)到課標(biāo)的要求。 GIS（Geographic information system）是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)。ArcView是美國(guó)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(hù)界面，簡(jiǎn)單、易用且包括有附加的在線(xiàn)幫助和全面詳盡的文檔。

1中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，中學(xué)地理體驗(yàn)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(shí)也存在一些問(wèn)題，其問(wèn)題主要表現(xiàn)在教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題和課堂教學(xué)中所遇到的問(wèn)題兩方面。

1.1教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的問(wèn)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(huì)選擇視頻或者圖片作為學(xué)生的體驗(yàn)情境，但學(xué)生只能從拍攝者的角度去體驗(yàn)地理現(xiàn)象，使學(xué)生的體驗(yàn)受到局限，從而導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知過(guò)程單一乏味。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，有些教師還會(huì)走入情境過(guò)多的誤區(qū)。在一堂課的容量中，設(shè)計(jì)多次不同的體驗(yàn)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生只能感受，而沒(méi)有時(shí)間和空間去體驗(yàn)。

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(guò)感知語(yǔ)言意境、欣賞圖片和觀看視頻等途徑讓學(xué)生進(jìn)行想象體驗(yàn)。但是在地理學(xué)科中，有些知識(shí)距離學(xué)生的生活實(shí)際太遠(yuǎn)，大大超出學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)范圍，僅觀看視頻或欣賞圖片難以使學(xué)生在感知上對(duì)地理知識(shí)形成完整的認(rèn)識(shí)和對(duì)地理知識(shí)的真正體驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情難以被激發(fā)，無(wú)法建構(gòu)自己的知識(shí)體系。

1.2課堂教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題

在課堂體驗(yàn)式教學(xué)的過(guò)程中，教師往往忽視學(xué)生個(gè)體的獨(dú)特體驗(yàn)，沒(méi)有注意到不同學(xué)生體驗(yàn)的層次性。學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、興趣愛(ài)好等都在一定的程度上存在差異，可能導(dǎo)致他們對(duì)地理事物的理解不一致，因此學(xué)生獲得的體驗(yàn)也各不相同。同時(shí)教師忽視了對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，沒(méi)有對(duì)學(xué)生的思維和活動(dòng)作出及時(shí)的評(píng)價(jià)，教學(xué)目標(biāo)就很難達(dá)成，體驗(yàn)活動(dòng)也就形同虛設(shè)。因此這樣的體驗(yàn)式教學(xué)無(wú)法達(dá)到教學(xué)設(shè)定的知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維教學(xué)目標(biāo)。

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

2ArcView GIS用于中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)的必要性

2.1符合中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)的基本要求

中學(xué)地理體驗(yàn)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(dòng)建構(gòu)地理知識(shí)、提高學(xué)生分析地理現(xiàn)象的能力、促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)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(wèn)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(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、表達(dá)、建構(gòu)地理知識(shí)。ArcView GIS的應(yīng)用將會(huì)使以學(xué)生為主體的體驗(yàn)式教學(xué)得到充分的體現(xiàn)。因此，在中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)中引入ArcView GIS，推進(jìn)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(shì)，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(yàn)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(duì)課程的基本理念是引導(dǎo)學(xué)生從地理的視角思考問(wèn)題，關(guān)注自然與社會(huì)，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(qiáng)調(diào)要著眼于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，倡導(dǎo)多樣的地理學(xué)習(xí)方式，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

課程的實(shí)施，關(guān)鍵在于教師的教學(xué)。課標(biāo)建議教學(xué)時(shí)要注意突出地理學(xué)科的特點(diǎn)，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(jì)算機(jī)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(yàn)式教學(xué)，符合地理課程新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3實(shí)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(qiáng)調(diào)ArcView GIS要服務(wù)于課程，應(yīng)用于教學(xué)；強(qiáng)調(diào)學(xué)生能夠利用ArcView GIS主動(dòng)建構(gòu)地理知識(shí)；強(qiáng)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(shí)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(jìn)者，教師不再是課堂上唯一的知識(shí)源，不再把傳遞知識(shí)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(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)。學(xué)生也將從被動(dòng)接受知識(shí)的模式中解放出來(lái)，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(yàn)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(yàn)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，是實(shí)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(yàn)式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

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(shí)的渴望。將ArcView GIS用于中學(xué)地理體驗(yàn)式教學(xué)中，能夠提供給學(xué)生許多真實(shí)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(wèn)題形象化、具體化，從而實(shí)現(xiàn)地理事物大小、遠(yuǎn)近、動(dòng)靜、虛實(shí)、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(guò)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(yíng)造生動(dòng)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(shí)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(duì)地理事物之間的空間聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，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(shí)。

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(kuò)大自己的視野、拓寬知識(shí)面。ArcView GIS的數(shù)據(jù)查詢(xún)功能，可以讓學(xué)生詳細(xì)地查詢(xún)地理知識(shí)的每一個(gè)細(xì)節(jié)內(nèi)容，方便、快捷、全面地獲取地理信息，同時(shí)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(duì)地理現(xiàn)象和地理事物的認(rèn)識(shí)，在幫助學(xué)生全面、直觀地認(rèn)識(shí)地理問(wèn)題的同時(shí)，縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

運(yùn)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(kù)中的內(nèi)容，擴(kuò)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(wú)限的學(xué)習(xí)天地，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)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(dòng)，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(duì)于提高課堂教學(xué)質(zhì)量、實(shí)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(yàn)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(dòng)手實(shí)踐能力作為教學(xué)中的重點(diǎn)，讓學(xué)生從中體驗(yàn)知識(shí)的真諦和學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，由此培養(yǎng)出能適應(yīng)信息社會(huì)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

4ArcView GIS在中學(xué)地理體驗(yàn)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(yàn)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(shí)地理空間事物和地理現(xiàn)象；利用ArcView GIS對(duì)地理事物的空間分布具有數(shù)據(jù)查詢(xún)、分析、表達(dá)和顯示的功能，輔助教師講授或?qū)W生主動(dòng)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(guò)地圖漫游的功能，可以實(shí)現(xiàn)地圖比例尺的無(wú)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(gè)部分的詳細(xì)情況，從而彌補(bǔ)了教學(xué)掛圖、課本地圖和地圖冊(cè)等教學(xué)用圖中固定比例尺的束縛。

利用ArcView GIS進(jìn)行教學(xué)或?qū)W習(xí)，不僅可以探究地理知識(shí)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(yàn)學(xué)習(xí)地理知識(shí)。也可對(duì)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(jìn)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(wèn)題、解決地理問(wèn)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(diǎn)、線(xiàn)、面等不同類(lèi)型，并分別歸入不同的數(shù)據(jù)集，每個(gè)數(shù)據(jù)集作為一個(gè)單獨(dú)的圖層，每個(gè)圖層中的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的地理事物具有相同的特征，ArcView GIS以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)分類(lèi)、分層的管理。將多個(gè)圖層“透明疊合”即可表達(dá)完整的地理信息。圖層方便了ArcView GIS對(duì)不同特性事物的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和應(yīng)用。

ArcView GIS地圖還可以進(jìn)行復(fù)合疊加，并將地圖表達(dá)的信息靈活動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，將幾個(gè)圖層進(jìn)行疊加組合成一張綜合的地圖，對(duì)地理事物和地理現(xiàn)象分布的特征和規(guī)律進(jìn)行多因素的綜合分析，這是教學(xué)掛圖、課本地圖和地圖冊(cè)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(duì)它們的分布特征、規(guī)律和相關(guān)性進(jìn)行分析，既復(fù)雜又困難。而用Arcview GIS軟件分別對(duì)陸地自然帶、氣候、土壤的地圖先進(jìn)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(duì)現(xiàn)實(shí)世界空間關(guān)系的計(jì)算機(jī)模擬，它使我們對(duì)空間上地理事物和地理現(xiàn)象的分布有一個(gè)非常直觀的視覺(jué)感受。ArcView GIS軟件對(duì)地圖的無(wú)級(jí)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(jí)《地圖》一節(jié)的活動(dòng)內(nèi)容時(shí)，要求通過(guò)比較“中國(guó)地圖”和“北京市略圖”，說(shuō)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(lái)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(guò)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(jiàn)，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(cè)等教學(xué)用圖不可比擬的。

4.4地理事物空間查詢(xún)的教育功能

地理事物空間查詢(xún)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(xún)、復(fù)合條件查詢(xún)兩種查詢(xún)方式。

（1）圖形與屬性的關(guān)聯(lián)查詢(xún)。在View1窗口中，選擇任意一個(gè)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(shí)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(huì)突出顯示對(duì)應(yīng)的區(qū)域圖形。

（2）復(fù)合條件查詢(xún)。復(fù)合條件查詢(xún)，也稱(chēng)SQL（結(jié)構(gòu)查詢(xún)語(yǔ)言）查詢(xún)，是一種較為復(fù)雜的查詢(xún)方式，查詢(xún)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(mǎn)足多個(gè)特定條件的空間目標(biāo)的查詢(xún)方法。

正是借助于地理事物空間查詢(xún)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(yǔ)

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(gè)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(yàn)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(qiáng)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(wèn)題，以達(dá)到教學(xué)設(shè)定的知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)式教學(xué)的真正效果。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

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

0 引言

巖土工程地質(zhì)勘察是工程設(shè)計(jì)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(dá)，這種表達(dá)描述場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)地土的物理力學(xué)性質(zhì)變化情況，也越來(lái)越不能滿(mǎn)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(jì)。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(lái)推斷場(chǎng)地土的區(qū)域分布規(guī)律，如何利用巖土工程勘察資料來(lái)預(yù)測(cè)場(chǎng)地土的巖土工程性質(zhì)，是巖土工程界一個(gè)古老而又有新意的問(wèn)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(chǎng)地方域的數(shù)字化、場(chǎng)地物性指標(biāo)的數(shù)字化、場(chǎng)地地層的數(shù)字化和巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。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(shí)現(xiàn)方法。

1 場(chǎng)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(jiǎn)稱(chēng)GIS）是一門(mén)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、地理學(xué)等多門(mén)學(xué)科為一體的新興學(xué)科，它是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，運(yùn)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(duì)規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。一個(gè)典型的GIS系統(tǒng)應(yīng)包括四個(gè)基本的組成部分：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（硬件、軟件）、空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用人員與組織機(jī)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(dòng)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(guò)程，具體可概括為以下幾個(gè)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(kù)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(chǔ)與組織。這是一個(gè)數(shù)據(jù)繼承的過(guò)程，也是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(xún)、檢索、統(tǒng)計(jì)、計(jì)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(jì)算機(jī)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(gè)不同的層次。一是空間檢索，包括從空間位置檢索空間實(shí)體及其屬性和從屬性條件集檢索到空間實(shí)體。第二是空間拓?fù)浏B加分析，空間拓?fù)浏B加實(shí)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(gè)通用的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，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(lái)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(shí)充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)使用者的能動(dòng)性）。

（6）輸出功能。以報(bào)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(jì)一體化系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)雖屬于兩個(gè)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(gè)重要的相似之處，即它們都蘊(yùn)含著與空間坐標(biāo)有關(guān)的信息。巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化側(cè)重于在空間信息基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果做出分析、評(píng)價(jià)和決策。它離不開(kāi)全面的空間信息的支持。而地理信息系統(tǒng)側(cè)重于對(duì)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(jì)，利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、管理能力和空間查詢(xún)、空間分析能力，對(duì)巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工中獲取的大量的、形式多樣的信息進(jìn)行有效地管理和分析，并為設(shè)計(jì)方案的生成、分析、評(píng)價(jià)和決策提供全面的信息支持，將為巖土工程勘察設(shè)計(jì)走向一體化開(kāi)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(jì)，與傳統(tǒng)的巖土工程勘察設(shè)計(jì)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）地理信息系統(tǒng)強(qiáng)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(lái)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(jì)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(diǎn)，傳統(tǒng)的勘察設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)其處理顯得無(wú)能為力。能夠描述和表達(dá)復(fù)雜的空間實(shí)體且對(duì)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(kù)，為全面管理勘察設(shè)計(jì)信息提供了可能，從而為建立完善的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)模型、分析模型、評(píng)價(jià)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)、輔助決策模型提供了強(qiáng)有力的分析工具。

（4）GIS強(qiáng)大的可視化操作能力，為巖土工程勘察提供一個(gè)可視化操作平臺(tái)。

2 場(chǎng)地地層的數(shù)字化―巖土工程建模

所謂模型，就是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)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(lèi)事物和問(wèn)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(chēng)要素，按實(shí)際狀態(tài)，簡(jiǎn)明醒目地用圖形表示出來(lái)，簡(jiǎn)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(jì)人員充分認(rèn)識(shí)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(shí)，還促進(jìn)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(shí)用的兩方面均會(huì)得到實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

2.1 巖土工程地質(zhì)模型的特點(diǎn)

（1）確定性

巖土工程地質(zhì)模型的應(yīng)用特點(diǎn)是針對(duì)工程所涉巖土實(shí)體，它一般表現(xiàn)為場(chǎng)地

或地基。巖土工程工作者解釋研究的對(duì)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(gè)剖面上。

（2）可視性

可以有多種方式對(duì)巖土工程地質(zhì)模型進(jìn)行可視化表述，常見(jiàn)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(qiáng)模型的真實(shí)感，還要加上光照、紋理等效果，給人以逼真的感覺(jué)。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(kāi)上覆的蓋層看到下伏工程地質(zhì)界面，其實(shí)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(kāi)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(jìn)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(lái)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(lái)表達(dá)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(dòng)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(xiàn)方式。將工程地質(zhì)界面的等高線(xiàn)或界面交線(xiàn)垂直地投影到水平面上形成等值線(xiàn)圖，地震勘探層位構(gòu)造圖、礦床標(biāo)高或厚度等值線(xiàn)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(xiàn)圖對(duì)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(dá)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(shí)施獲取了新的數(shù)據(jù)資料，需要對(duì)己經(jīng)建立的地質(zhì)模型進(jìn)行細(xì)化；二是隨著研究的深入，巖土工程師對(duì)地質(zhì)模型有了新的認(rèn)識(shí)，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(jìn)一步的勘探工作?？尚薷男允谷藗兡軐?duì)地質(zhì)模型進(jìn)行修改和處理，使設(shè)想中的東西變成虛擬現(xiàn)實(shí)。

2.2 巖土工程地質(zhì)建模的實(shí)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(guò)精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來(lái)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(lái)源是通過(guò)測(cè)點(diǎn)獲得的一系列離散的測(cè)點(diǎn)資料，包括測(cè)點(diǎn)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?？梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c(diǎn)按照一定的規(guī)則連接起來(lái)，構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片，進(jìn)而確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性。有很多方法用來(lái)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(xiàn)法、不規(guī)則格網(wǎng)法等。

①邊界表示法：通過(guò)面、線(xiàn)、點(diǎn)等簡(jiǎn)單幾何元素的屬性來(lái)表示工程地質(zhì)體的位置、形狀、屬性，這種方法用來(lái)表示簡(jiǎn)單物體時(shí)十分有效。但對(duì)于很不規(guī)則的地質(zhì)實(shí)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(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值。數(shù)學(xué)上可以表示為一個(gè)矩陣，在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中則是一個(gè)二維數(shù)組。每個(gè)格網(wǎng)單元或數(shù)組的一個(gè)元素，對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性值。

③等值線(xiàn)模型：等值線(xiàn)通常被存成一個(gè)有序的坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)序列，可以認(rèn)為是一條帶有屬性值的簡(jiǎn)單多邊形或多邊形弧段。由于等值線(xiàn)模型只表達(dá)了區(qū)域的部分屬性值，往往需要一種插值方法來(lái)計(jì)算落在等值線(xiàn)外的其它點(diǎn)的屬性值，又因?yàn)檫@些點(diǎn)是落在兩條等值線(xiàn)包圍的區(qū)域內(nèi)，所以，通常只使用外包的兩條等值線(xiàn)的屬性值進(jìn)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(gè)點(diǎn)將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。如果任意點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，則該點(diǎn)的數(shù)字屬性值通常通過(guò)線(xiàn)性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個(gè)頂點(diǎn)的高程，在三角形內(nèi)則用三個(gè)頂點(diǎn)的高程）。所以TIN是一個(gè)三維空間的分段線(xiàn)性模型，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。

3 巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)，常規(guī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已不能滿(mǎn)足人們對(duì)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(jì)算機(jī)科學(xué)可視化的一個(gè)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(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)的時(shí)空分析、并開(kāi)展定量結(jié)構(gòu)刻畫(huà)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(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)飛速進(jìn)步而迅猛發(fā)展起來(lái)的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、測(cè)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(kù)技術(shù)于一體，以其對(duì)空間地理數(shù)據(jù)強(qiáng)大的儲(chǔ)存查詢(xún)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(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，展示了極強(qiáng)的空間表現(xiàn)力，它能夠?qū)?fù)雜的地球空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、分類(lèi)、檢索查詢(xún)、刻畫(huà)表述、分析建模，從而為我們開(kāi)展相關(guān)研究提供了一個(gè)不可多得的、多學(xué)科集成的基礎(chǔ)平臺(tái)。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(kù)系統(tǒng)和高效、快捷地巖土工程勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、分類(lèi)、檢索查詢(xún)、刻畫(huà)表述、分析建模等功能的GIS平臺(tái)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

3.1 基于GIS的巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)

地理信息系統(tǒng)集數(shù)據(jù)庫(kù)、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(dá)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(kù)無(wú)疑是地質(zhì)數(shù)據(jù)分析、研究的重要基礎(chǔ)，一個(gè)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的概念模型設(shè)計(jì)

巖土工程勘察信息處理系統(tǒng)是一個(gè)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行哪些處理，每個(gè)處理有什么邏輯功能。因此，為了把用戶(hù)的數(shù)據(jù)要求明確地表達(dá)出來(lái)，首先在較高的抽象層面上，使用一種面向問(wèn)題的數(shù)據(jù)模型（概念性數(shù)據(jù)模型），按照用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)建立實(shí)現(xiàn)

巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類(lèi)：用戶(hù)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(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成，而測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又由測(cè)點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù)（位置）和測(cè)點(diǎn)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(qiáng)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(dòng)生成的地層層面等值線(xiàn)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(hù)需要的各種圖件，還可以進(jìn)行各種信息查詢(xún)操作。

最終數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，主要是根據(jù)用戶(hù)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(xiàn)剖面圖等）和文檔資料（如地質(zhì)勘察報(bào)告等）。由于巖土工程的復(fù)雜關(guān)系，對(duì)于巖土工程的數(shù)據(jù)庫(kù)管理必須嚴(yán)格遵循時(shí)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(kù)的主要功能

（1）數(shù)據(jù)輸入

數(shù)據(jù)輸入的時(shí)候關(guān)鍵是需要注意數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)和規(guī)范化處理。確保進(jìn)庫(kù)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足實(shí)際需要的精度和誤差范圍。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)檢索

某一實(shí)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(kù)檢索就可以依據(jù)實(shí)體的空間位置檢索或依據(jù)實(shí)體的屬性進(jìn)行檢索。空間檢索包括 “圖示點(diǎn)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(kù)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(gè)內(nèi)容：

①疊加分析。包括區(qū)對(duì)區(qū)疊加分析，區(qū)對(duì)線(xiàn)疊加分析，區(qū)對(duì)點(diǎn)疊加分析，點(diǎn)對(duì)線(xiàn)疊加分析等。

②緩沖區(qū)（Buffer）分析。包括點(diǎn)緩沖區(qū)分析，線(xiàn)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(jì)分析、單屬性累計(jì)直方圖、單屬性累計(jì)頻率直方圖、單屬

性分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、單屬性基本初等函數(shù)變換、雙屬性累計(jì)直方圖、雙屬性累計(jì)頻率直

方圖、雙屬性分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、雙屬性四則運(yùn)算等。

（5）數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)庫(kù)中單表、雙表、多表的單項(xiàng)數(shù)據(jù)、雙項(xiàng)數(shù)據(jù)、多項(xiàng)數(shù)據(jù)的單向和多向輸出和多組合輸出。這項(xiàng)功能的完成有賴(lài)于上述各項(xiàng)任務(wù)的完成程度，其目的是使用數(shù)據(jù)庫(kù)中裝載的數(shù)據(jù)來(lái)完成某項(xiàng)任務(wù)或?yàn)槟稠?xiàng)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(shí)，如地理信息系統(tǒng)理論、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)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(kù)技術(shù)等，在此基礎(chǔ)上，對(duì)基于GIS的巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出以下建議：

1、在巖土工程建模中沒(méi)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(wèn)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(shí)際資料，通過(guò)知識(shí)反饋不斷來(lái)修正工程地質(zhì)模型。

2、將研究區(qū)域當(dāng)成一個(gè)統(tǒng)一體來(lái)看待的，沒(méi)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(gè)問(wèn)題的解決，應(yīng)當(dāng)通過(guò)劃分區(qū)塊，將不能統(tǒng)一對(duì)待的區(qū)域從研究區(qū)剔除出來(lái)。但這樣做，會(huì)引起另外一個(gè)問(wèn)題，就是研究區(qū)域在平面上就不是連續(xù)的，在插值計(jì)算時(shí)會(huì)有突變現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)此問(wèn)題的研究有待加強(qiáng)。

3、在地質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算中是將研究區(qū)域作為一個(gè)區(qū)域體來(lái)看待的，而實(shí)際上往往是一個(gè)大區(qū)域在物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)上可以劃分為幾個(gè)小區(qū)域。對(duì)此問(wèn)題的解決首先確定小分區(qū)的邊界，然后對(duì)每個(gè)小分區(qū)單獨(dú)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介：趙斌，男，1982年生，2006年7月畢業(yè)于沈陽(yáng)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(duì)工作，現(xiàn)主要從事巖土勘察工作。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

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

中圖分類(lèi)號(hào)：P208；P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0009-02

當(dāng)前我國(guó)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研究越來(lái)越重視，與此同時(shí)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的研究也越來(lái)越向高準(zhǔn)備、高要求、高預(yù)測(cè)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(píng)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(píng)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(píng)估概述

1.1 認(rèn)識(shí)GIS及地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估

GIS即地理信息系統(tǒng)，它是一門(mén)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(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息工程以及現(xiàn)代地學(xué)理論和方法的有機(jī)結(jié)合。作為一種基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、地理信息的空間分析以及地圖可視化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是有效表達(dá)、處理以及分析與地理分布有關(guān)的專(zhuān)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(tái)。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(xún)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(píng)估是指對(duì)地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)程度及破壞損失情況進(jìn)行評(píng)定估算的工作，對(duì)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(píng)估是預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害的可能程度。地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估內(nèi)容包括如下兩點(diǎn)：一是分析評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)的危險(xiǎn)程度和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)受災(zāi)體的可能破壞程度，即地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和災(zāi)害區(qū)的易損性評(píng)價(jià)。二是在做出地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和災(zāi)害區(qū)的易損性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)期損失，即進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失評(píng)價(jià)。其中，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的基本目的是通過(guò)綜合指標(biāo)或單項(xiàng)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(diǎn)，從而為相關(guān)部門(mén)規(guī)劃、部署和實(shí)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(gè)方面：一是利用GIS開(kāi)展的地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)和管理。通過(guò)建立基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)可以對(duì)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(jìn)行評(píng)價(jià)和管理。二是利用地GIS可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性分區(qū)，通過(guò)評(píng)價(jià)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(duì)研究區(qū)運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析模型進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)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(zhuān)家系統(tǒng)中的集成應(yīng)用。其中，在集成的專(zhuān)家系統(tǒng)中，GIS主要負(fù)責(zé)時(shí)空數(shù)據(jù)的管理，利用專(zhuān)家知識(shí)和空間目標(biāo)的事實(shí)推理，在進(jìn)行空間分析的基礎(chǔ)上實(shí)習(xí)災(zāi)害危險(xiǎn)程度的自動(dòng)判定，從而可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)管理。

2 GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評(píng)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(xiǎn)快速評(píng)估研究方法是當(dāng)前我國(guó)政府部門(mén)在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理中應(yīng)用的最為廣泛的地址災(zāi)害評(píng)估研究方法，該方法的應(yīng)用為政府及地方社會(huì)應(yīng)對(duì)各類(lèi)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(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

在進(jìn)行災(zāi)害研究及評(píng)估前需要準(zhǔn)備多項(xiàng)數(shù)據(jù)，主要是野外實(shí)測(cè)CAD數(shù)據(jù)的整理，然后提取CAD數(shù)據(jù)中的高程點(diǎn)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(shí)測(cè)CAD數(shù)據(jù)進(jìn)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(lài)以構(gòu)建區(qū)域地形型和進(jìn)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(xiàn)性和非線(xiàn)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(shí)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(gè)網(wǎng)格大小和形狀都相同，用相應(yīng)矩陣元素的行列號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)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(tái)下，利用該軟件的強(qiáng)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(lái)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(gè)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(píng)估過(guò)程中的實(shí)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(shì)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(kāi)挖和填埋等活動(dòng)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(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)防患于未然。根據(jù)府谷縣新區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的需要，通過(guò)建立以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的、用于地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)的空間分析模型，調(diào)查、分析評(píng)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(xiǎn)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(xiǎn)性，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(pán)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(dá)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(guò)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(jìn)行等值線(xiàn)分析產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)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(lái)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(duì)的方向，也是通過(guò)數(shù)字高程模型（DEM）計(jì)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(xiǎn)性評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)上述的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)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(duì)于該地區(qū)農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟(jì)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(xiǎn)性，地質(zhì)災(zāi)害及其危險(xiǎn)性，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)部門(mén)需要結(jié)合評(píng)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(píng)估的中，可以成功進(jìn)行地形分析，通過(guò)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(mén)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(cè)地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，基于GIS的計(jì)算機(jī)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(xiàn)，相應(yīng)的評(píng)估方法和應(yīng)用手段還需進(jìn)一步探討和研究。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：市政；道路建設(shè)；軟基加固

中圖分類(lèi)號(hào)：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、引言

工程測(cè)量通常是指在工程建設(shè)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)的總稱(chēng)。隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(cè)量在其定義、服務(wù)領(lǐng)域、測(cè)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(cè)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(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量方面廣泛應(yīng)用，為地質(zhì)、交通、水利電力、能源、航天和國(guó)防等各種部門(mén)提供了優(yōu)質(zhì)、高效的測(cè)繪服務(wù)。

二、工程測(cè)量中測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用

1.工程測(cè)量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)

GPS是一種可以定位、實(shí)時(shí)跟綜的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，用在工程測(cè)量上可以測(cè)距、測(cè)時(shí)，并根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行空間交會(huì)定點(diǎn)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向各用戶(hù)提供實(shí)時(shí)、連續(xù)、高精度的三維坐標(biāo)、距離、速度和時(shí)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(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能，能為各類(lèi)用戶(hù)提精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對(duì)測(cè)地定位是G PS應(yīng)的兩個(gè)方而;對(duì)常規(guī)測(cè)量而言相對(duì)測(cè)地定位是主要的應(yīng)用方式。GPS測(cè)地型接收設(shè)備是實(shí)現(xiàn)測(cè)地定位的基本條件，接收機(jī)有單頻與雙頻之分，雙頻機(jī)能以L(fǎng)2觀測(cè)值修正電離層折射影響，最適宜于中、長(zhǎng)基線(xiàn)(大于20 km)測(cè)量，具有快速靜態(tài)測(cè)量的功能，可升級(jí)為RTK功能;單頻機(jī)適宜于小于20 km的短基線(xiàn)測(cè)量，對(duì)于一般工程測(cè)量具有良好的價(jià)格比。RTK系統(tǒng)由GPS接收設(shè)備、無(wú)線(xiàn)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(jiǎn)便性、實(shí)時(shí)可靠性、里米級(jí)精度等方而的特點(diǎn)，完全可以滿(mǎn)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(duì)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(shí)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(lái)改善GPS性能的雙星座系統(tǒng)(GLONASS+GP}已由美國(guó)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(hù)提供了更為完善的接收設(shè)備。

2.工程測(cè)量中的地理信息技術(shù)（GIS）

地理信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)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(qiáng)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(lái)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(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)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(tái)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(shì)不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、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(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。目前，G IS不僅發(fā)展成為一門(mén)較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè)，在測(cè)繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開(kāi)發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。采用GIS,數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)外一體化測(cè)ICI、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù)，為專(zhuān)業(yè)信息系統(tǒng)提供及時(shí)、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(lèi)專(zhuān)業(yè)信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

3.工程測(cè)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(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，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(duì)地觀測(cè)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(lái)獲取，為應(yīng)用于工程測(cè)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(shì)在于觀測(cè)的現(xiàn)實(shí)程度增高，效果增強(qiáng)，數(shù)字的系統(tǒng)分析與組合的程度變高，而價(jià)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(jìn)行對(duì)地觀測(cè)、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(lái)獲取，每一個(gè)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(shí)現(xiàn)，從宏觀到細(xì)節(jié)都能充分反應(yīng)，觀察效果越來(lái)越好

4.工程測(cè)量中的3S集成技術(shù)

3S

5.工程測(cè)量中的攝影測(cè)量技術(shù)

攝影測(cè)量技術(shù)實(shí)際上就是通過(guò)攝影的方式來(lái)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(jìn)步，當(dāng)前的攝影測(cè)量測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展到了數(shù)字化的攝影測(cè)繪階段，它主要是利用影像處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)影像進(jìn)行測(cè)繪，將大量的測(cè)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(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用，大大提高了工程測(cè)量的精確度和速度，同時(shí)也節(jié)約了大量的人力和財(cái)力，實(shí)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(jìn)作用。

6. 工程測(cè)量中的地圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)

實(shí)現(xiàn)各樣的GIS工作，把原來(lái)的圖案變成數(shù)字形式，進(jìn)而帶來(lái)大量的工作內(nèi)容，并在投入和人員的配置上都花費(fèi)很多，對(duì)于存在的己經(jīng)成型的紙上地圖，如果它的精度過(guò)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(guò)修補(bǔ)和擴(kuò)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(lèi)儀器，針對(duì)大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件對(duì)信息的自動(dòng)識(shí)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(cè)量中的信息化測(cè)繪技術(shù)

信息化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展是我國(guó)測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進(jìn)入的又一個(gè)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(guó)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展在進(jìn)入新世紀(jì)后現(xiàn)代化建設(shè)總的戰(zhàn)略方向。信息化測(cè)繪技術(shù)的最本質(zhì)的特征就是可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的地理信息服務(wù)，能夠?yàn)楣こ虦y(cè)量提供極大的幫助。信息化測(cè)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(cè)量各方而的應(yīng)用，使得工程測(cè)量的準(zhǔn)確度不斷提高，同時(shí)信息化測(cè)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(guó)家和人民帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也極大的提升了我國(guó)的綜合國(guó)力，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

三、對(duì)我國(guó)未來(lái)測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用的展望

伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，工程測(cè)量事業(yè)也得到長(zhǎng)足發(fā)展。目前我國(guó)已全面進(jìn)入數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)快速發(fā)展階段，但距離信息化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展還有一定的距離，因此，在此后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，一定要加強(qiáng)對(duì)信息化測(cè)繪技術(shù)的研究，以促進(jìn)信息化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使我國(guó)盡快進(jìn)入信息化測(cè)繪技術(shù)發(fā)展階段，朝著測(cè)暈內(nèi)外作業(yè)一體化，數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化，測(cè)量過(guò)程控制和系線(xiàn)行為智能化，測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化，測(cè)量信息管理可視化，信自共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展，其發(fā)展特點(diǎn)可概括為精確、可靠，快速、簡(jiǎn)便、連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)。測(cè)繪技術(shù)代表了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，不僅為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(cè)量提供了準(zhǔn)確及時(shí)的勘測(cè)信息。不斷創(chuàng)新，提供更為精確科學(xué)的信息探測(cè)數(shù)據(jù)，讓測(cè)繪新技術(shù)成果普及到我國(guó)的每一項(xiàng)工程建設(shè)當(dāng)中，逐步提高我國(guó)的綜合國(guó)力。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步和在工程測(cè)量中的應(yīng)用，我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)日漸成熟，推動(dòng)了測(cè)繪工程建設(shè)的發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了工程測(cè)量發(fā)展的新時(shí)代，為國(guó)家和人民帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。測(cè)繪技術(shù)還在不斷的探索和發(fā)展當(dāng)中，在未來(lái)的工程測(cè)量中，必然會(huì)有更多的測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)量中，更好的促進(jìn)工程測(cè)繪的發(fā)展。但是我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，我國(guó)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展還很不平衡，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。我們應(yīng)當(dāng)探索和發(fā)展測(cè)繪新技術(shù)，充分利用CPS技術(shù)、GIG技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)、RS技術(shù)、3S集成技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，使測(cè)繪工作向測(cè)量?jī)?nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：對(duì)地理信息科學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

>> 基于夜間燈光數(shù)據(jù)的城市化研究進(jìn)展 基于DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度關(guān)研究 基于DMSP―OLS夜間燈光數(shù)據(jù)的中國(guó)城市擴(kuò)張規(guī)律研究 數(shù)據(jù)地圖在地理教學(xué)中的應(yīng)用 GIS在地理教學(xué)中的應(yīng)用 地圖在地理教學(xué)中的應(yīng)用 提問(wèn)在地理教學(xué)中的應(yīng)用 “案例”在地理教學(xué)中的應(yīng)用 詩(shī)詞在地理教學(xué)中的應(yīng)用 古詩(shī)在地理教學(xué)中的應(yīng)用 MapInfo在地理教學(xué)中的應(yīng)用 淺析燈光設(shè)計(jì)在會(huì)展中的應(yīng)用 燈光設(shè)計(jì)在園林景觀中的應(yīng)用 燈光設(shè)計(jì)在娛樂(lè)空間設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 PLC在舞臺(tái)燈光控制中的應(yīng)用 LED燈具在電視燈光中的應(yīng)用 地理圖表在區(qū)域地理教學(xué)中的應(yīng)用 鄉(xiāng)土地理在地理教育教學(xué)中的應(yīng)用 淺析“地理地圖”在地理教學(xué)中的應(yīng)用 淺論地理插圖在地理教學(xué)中的應(yīng)用 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l）進(jìn)行下載，和 Landsat TM 遙感衛(wèi)星相比，不需要選取軌道號(hào)、日期等信息，方便地理教師進(jìn)行下載。

（二）夜間燈光數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)

事物都有兩面性，有優(yōu)點(diǎn)，就會(huì)有缺點(diǎn)。DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)也有缺點(diǎn)，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(guó)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是數(shù)據(jù)存在著一些誤差和缺陷，需要通過(guò)一些校正方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yùn)用于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究，對(duì)它是否進(jìn)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(lái)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(jì)年鑒中得到 2013 年DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)、廣西的縣級(jí)和市級(jí)行政區(qū)界線(xiàn)、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(tái)的區(qū)域分析功能得到每個(gè)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(duì)應(yīng)的各縣市區(qū) GDP 進(jìn)行一元線(xiàn)性回歸，得到回歸方程的系數(shù)，再利用 Arcgis 的柵格計(jì)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(qiáng)型植被指數(shù)（EVI）對(duì) DMSP 夜間燈光數(shù)據(jù)進(jìn)行飽和校正，然后再進(jìn)行提取數(shù)據(jù)和 GDP 進(jìn)行線(xiàn)性擬合，最后再通過(guò)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(jí)、市級(jí)、省級(jí)作為地理單元在地理信息系統(tǒng)上展示出來(lái)，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(xiàn)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(duì)于 GDP 來(lái)源以及分布的理解，為下一步對(duì) GDP分布影響因素做進(jìn)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(gè)市的 GDP 最多？市轄區(qū)的 GDP 和縣級(jí)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(shí)別教學(xué)，通過(guò)夜間燈光數(shù)據(jù)的 GDP 空間化成果，可以培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖能力和加深對(duì) 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(zhuān)題地圖的圖例、行政界線(xiàn)和行政區(qū)名稱(chēng)，依據(jù) GDP 空間化圖像中柵格的多寡來(lái)判斷 GDP 的排名依次如下：從市級(jí)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(lái)賓市>河池市>防城港市>賀州市；從縣市級(jí)行政區(qū)域而言，南寧市轄區(qū)>橫縣>武鳴縣>賓陽(yáng)縣>隆安縣>上林縣>馬山縣。這比簡(jiǎn)單地看表格中 GDP 數(shù)字更加直觀，更加容易理解。

（三）地形對(duì) 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(tái)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(duì) GDP 的影響。之前的GDP 大小排名只能做到“識(shí)圖”，也就是認(rèn)識(shí)地圖，通過(guò)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(shí)別高程、GDP空間化圖例、行政界線(xiàn)和行政名稱(chēng)，可以發(fā)現(xiàn)：從省級(jí)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(jí) 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(shí)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(gè)“析圖”的過(guò)程，通過(guò)不同地貌區(qū)域的 GDP 對(duì)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(duì)交通路線(xiàn)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(jí)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(yáng)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(gè)縣市級(jí)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(yáng)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(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)、搶答或者其他擴(kuò)展教學(xué)活動(dòng)。

（四）交通對(duì) GDP 的分布影響的教學(xué)展示

除了可以展示地形對(duì) GDP 分布的影響，還可以展示交通對(duì) GDP 的影響分布。通過(guò) Arcgis 將交通路線(xiàn)，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(xiàn)疊加圖。從疊加圖上看，市轄區(qū)交通線(xiàn)路數(shù)量>縣級(jí)行政區(qū)交通線(xiàn)路數(shù)量，交通線(xiàn)路越多，交通越發(fā)達(dá)，這和之前展示的市轄區(qū) GDP>縣級(jí) GDP的趨勢(shì)是一樣的，說(shuō)明了交通對(duì) GDP 的分布呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系；從地級(jí)市范圍而言，交通路線(xiàn)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(jiàn)交通對(duì) GDP 的巨大推動(dòng)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(guò)，但是受到喀斯特峰林、峰叢等地貌的影響，大型交通路線(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)氐目h級(jí)行政單元資源、人口的輻射作用和經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用相對(duì)較弱，東南部較平坦，海拔較低，地形開(kāi)闊，有利于交通路線(xiàn)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(jì)發(fā)達(dá)和西北部山區(qū)的相對(duì)落后，這些都是地形、交通路線(xiàn)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(guò)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(jiǎn)單，適合中學(xué)地理教師發(fā)掘利用來(lái)進(jìn)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(jìn)行簡(jiǎn)單的GDP 空間化以外，夜間燈光數(shù)據(jù)還可以進(jìn)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(xiàn)等數(shù)據(jù)的疊加可以激發(fā)學(xué)生對(duì)地理教學(xué)的興趣，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)地理這一門(mén)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(jìn)步，不久的將來(lái)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。

【參考文獻(xiàn)】

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