地理信息系統原理及應用精選(九篇)
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第1篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞:地理信息；校園管理；校園地理信息系統
引言
隨著信息技術的日新月異，以地理信息的收集、分析、處理、輸出等功能為主的GIS技術在城市建設規劃、環境資源利用、協調發展和決策支持等方面發揮巨大作用。校園地理信息系統 (CGIS)用圖形、圖像數字信息來表現校園各種空間及屬性要素，為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空間分析、統計操作以及按不同用戶要求輸出相應的專題要素，為校園的發展預測、規劃決策、科學管理提供可靠依據。
1 校園地理信息系統的應用
1.1 校園地理信息的管理
CGIS的建立和應用，可以從根本上改變校園大部分信息的人工管理狀態，如：學院綜合信息(校園全景、黨政機關、教學部門、后勤服務等)、學院各種教育資源信息(教學樓、實驗室、圖書館、學生宿舍等)、校園基礎設施信息(校園的各種建筑、道路、地下各種管線等)，通過獨立分層的方式對校園各種數據進行管理，不但能較強地體現出校園信息數據的地理屬性，而且使得信息的管理更加高效化、條理化。
1.2 校園信息的查詢檢索
CGIS的系統數據庫包含了校園的各種空間及屬性信息。這些信息可以以圖形數據、圖像數據、統計表數據以及文字數據等形式來反映。圖形數據是CGIS的基礎表現形式，主要通過校園的地形圖、建筑平面圖等形式表達校園地形、地物的空間分布；圖像數據主要以像片的形式表達各種校園信息；統計表數據以專題表格的形式表達各種統計信息；文字數據以文字介紹的形式來表現信息。CGIS可以提供文字查詢、地圖查詢、圖像查詢以及教學資源、公共設施、校園管線等信息的查詢。
1.3在校園的發展規劃、決策支持、評價等方面的應用
CGIS的主要作用應是充分利用GIS的分析、處理、操作功能，為校園的發展規劃、決策支持、評價等快速而準確地提供各種所需的圖、文、聲、像并茂的資料。校園地理信息系統可以為學校的施工建設及時提供準確而現勢的各種資料，如：管線的位置、埋深、臨近管線的位置、橫斷面、縱斷面、長度等，以此數據進行空間(包含、相交、緩沖區)分析，從而減少因地下管線信息不明或不準確而造成的各種損失。
2 校園地理信息系統的結構設計
CGIS的結構設計一般利用系統工程分析法和有關結構的概念，采用自上而下劃分功能子系統，各個子系統又劃分為多個功能模塊，然后自下而上逐步實現。CGIS系統結構各子系統的功能與要求介紹如下：
2.1 系統主界面
主界面提供CGIS的主菜單，負責調度以及協調運行各子系統，設置系統的各種狀態。
2.2 空間數據庫管理子系統
空間數據庫是CGIS運行的基礎。數據庫包括校園的有關教學資源、辦公資源、各種建筑、道路、基礎設施、地表景觀、地下管網等信息的地理圖形數據、圖像數據、屬性數據、多媒體數據等。CGIS空間數據庫的管理主要包括校園中各種數據的采集、整理、存儲、處理、查詢、檢索、更新、輸出等。
2.3 模型數據庫管理子系統
該系統主要負責建立、修改、查詢用于分析、規劃、決策的各種應用模型。如：校園某一專題的分析預測模型、校園環境質量預報模型等。
2.4 空間查詢檢索子系統
CGIS可以按不同的需求提供不同功能的信息查詢和簡單的分析統計。包括圖形屬性的雙向查詢，生成電子地圖并在屏幕上可視化處理，對校園綜合信息、教室信息、實驗室信息、圖書館信息等某一專題要素的查詢以及對教室分布情況、實驗室設備情況、圖書館藏分布等進行分析。能夠生成專題圖、直觀圖。查詢檢索是CGIS的一個重要部分。
2.5 空間分析子系統
空間分析子系統是CGIS的另一個重要部分，通過組合空間分析命令以回答有關空間現象問題，即對一個空間決策過程進行模擬，以便用于系統的分析、預測和規劃，它以空間數據庫以及模型數據庫為基礎。空間分析主要包括：最佳路徑分析、緩沖區分析、相交分析、網絡分析、統計分析等。
2.6 數據輸出與表達子系統
CGIS根據使用者提出的不同需求，采用屏幕顯示、繪圖、打印、立體模擬等方式表達給用戶。
3 校園地理信息系統設計建設中的幾個問題
3.1 校園地理信息的分類與編碼
科學、規范地對校園地理信息進行分類、編碼，能夠促進CGIS的規范化與標準化，更好的發揮CGIS的功能。分類可以按不同方式來進行，按地形、地物的不同構成分為：點狀地物、線狀地物、面狀地物；可以按不同專題來分類：校園綜合信息專題、教學樓信息專題、學生宿舍信息專題等。校園地理信息數據量大，一般需要采用壓縮數據的編碼方式減少數據冗余，編碼應盡量層次清晰，簡短明了。
3.2 校園地理信息系統用戶界面的開發
用戶界面是人機交互的接口，校園地理信息系統采用菜單驅動的方式將各種類型、不同級別的數據有機地聯系起來。校園地理信息系統界面設計的原則是：友好方便，體現出用戶的需求，易于用戶操作和使用，符合校園教學管理等工作的特點和要求。純用戶化的界面可以根據不同用戶的需求來開發，用戶界面的開發包括菜單條、菜單、菜單項、對話框的開發與設計以及聯機文檔、幫助文件等。
3.3 校園地理信息系統應用模型的開發與建立
校園地理信息系統除完善空間分析、空間操作功能外，還應著力解決各種應用分析模型（空間數據模型）的開發與建立，如：分析預測模型、優化模型、比較模型等，提高系統的分析功能，快速完成各種分析、預測、規劃、決策。
4 校園地理信息系統的發展方向和前景
4.1 數據的采集與更新將與3S綜合集成技術相結合
CGIS要保持很強的現勢性，一個很重要的方面就是數據的采集與更新。3S綜合集成技術作為實時、客觀獲取空間信息的新興技術手段，已成為GIS的重要數據來源。隨著3S綜合集成技術的應用與發展，在CGIS的設計建設當中，應將3S綜合集成術應用其中，自動、實時地采集各種校園信息，對空間數據庫進行動態更新，保持校園地理信息的現勢性。
4.2 三維(3D-CGIS)校園地理信息系統以及虛擬 (VR-CGIS)校園地理信息系統的實現
應用三維(3D)技術以及虛擬現實(VR)技術將校園地理空間在電腦中立體化顯示，可以使用戶有身臨其境的感覺，增加對現實場景的認知與了解。在預測與規劃當中，還可以仿真與虛擬現實場景，預先體驗感受，以便進一步完善規劃方案。清華大學開發研制的“清華大學校園三維可視化場景”已初步實現了此項功能。CGIS與3D、VR技術相結合，必將促進CGIS仿真與虛擬技術的發展。
4.3基于GIS和人工神經網絡的校園發展預測
人工神經網絡（ANN）是由大量簡單神經元聯結而成的非線性復雜系統，具有并行分布處理、自組織、自適應、自學習和健全性與容錯性等特點，在模式識別、方案決策、知識處理等方面具有很強的能力。把人工神經網絡和地理信息系統相結合，可以發揮各自信息處理方面的優勢，能夠精確再現校園發展過程。將GIS技術和ANN技術相結合，建立校園用地轉換模型，可以對校園的用地進行預測。
參考文獻
[1] 羅云啟等．數字化地理信息系統MapInfo應用大全[M]． 北京：北京希望電子出版社，2001
[2] 朱光.基于MAPINFO的校園管理信息系統[J].北京：工程勘察，2001，(5)：61-64
第2篇：地理信息系統原理及應用范文
【關鍵詞】“3S”技術；地理信息技術；考點詮釋
地理信息技術指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現代技術的總稱，主要包括遙感（RS）、全球定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS）等。近年考試考查中，該考點呈現材料的方式比較新，并與學科知識聯系較為緊密；考查角度比較新，側重考查考生的比較辨析能力。考題更加重視知識點的縱深，所以想僅從題面上就能看到考點并不容易。筆者認為應引導學生學會分析和挖掘考點，在平時復習中要多讀圖看圖，運用圖解法將提供新材料、新情境的文字式選擇題進行遷移突破，化難為易；運用圖圖互變、文圖互變、圖表互變轉換思維角度，推導地理規律和原理。目前現代地理信息技術的應用不僅僅是一種單一技術的應用，常常是兩種或多種技術的綜合應用，其中地理信息系統是必不可少的，如遙感和地理信息系統在自然災害監測中的應用，本文就該考點作詳盡具體的詮釋。
一、遙感（RS）
1.定義：是人們在航空器（如飛機、高空氣球）或航天器（如人造衛星）上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。
2.組成：有遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統等。
3.遙感的優越性：（1）提高研究工作的精度和質量，節省人力、財力，提高效率；（2）遙感信息作為重要的信息源，為區域地理環境研究從定性到定量、從靜態到動態、從過程到模式的轉化和發展，提供了條件。
4.應用：區域地理環境研究的前提是獲取地理信息，在區域地理環境研究中，遙感廣泛應用于資源凋查、環境監測、自然災害防御監測等領域。遙感技術的應用范圍很廣。除了森林火災、洪水監測外，還廣泛應用于農業、地質、海洋研究、環境監測等許多方面。而且我國的遙感技術也已經在世界上具領先地位。具體應用分析如下：
二、全球定位系統（GPS）
利用衛星，在全球范圍內適時進行導航、定位的系統，稱為全球定位系統，簡稱GPS。
1.組成：GPS包括三個部分：空間部分―GPS衛星星座；地面控制部分―地面監控系統；用戶設備部分―GPS信號接收機。地面上任何一點、任何時刻的上空至少有4顆GPS衛星。用他們提供的星歷參數和時間信息算出地面點的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息（GPS衛星定位的基本原理）；用戶設備部分――GPS信號接收機。
2.特點：全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續性和實時性
3.應用：（1）為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間；（2）在區域地理環境研究中的應用：如野外調查是區域地理環境研究常用的方法之一，全球定位系統可以幫助野外考察人員確定考察點的地理位置（經度和緯度）、高程（海拔），從而可在野外調查中獲得更為精準的數據；（3）在日常生活中應用――GPS導航。無論是在何時何地，只要擁有GPS信號接收機，就能知道自己前進的方向和所處的地理坐標。目前GPS廣泛的應用于交通、郵電、地礦、建筑、農業、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業。
三、地理信息系統（GIS）
專門處理地理空間數據的汁算機系統，稱為“地理信息系統”，簡稱“GIS”。
1.地理信息系統的簡要程序：其工作流程由地理空間數據的輸入、管理、分析和表達等過程構成，即“信息源――數據處理――數據庫――空間分析――表達”。
2.應用的領域相當廣泛：凡是用到地圖或需要處理地理空間數據的領域都可用到；（1）在區域地理環境研究中，地理信息系統可提供反映區域狀況的各種空間信息；（2）利用地理信息系統所提供的查詢檢索、空間分析等功能，可對區域內的地理要素進行精確的分析、評價；（3）運用地理信息系統對環境和自然災害進行動態監測及評估預測；（4）地理信息系統在城市管理中的應用已得到推廣。在城市管理中的具體應用如下：
四、地理信息技術與數字地球
1.“3S”技術的聯系和區別：（1）遙感技術主要用于地理信息數據的獲取，全球定位系統主要用于地理信息的空間定位，地理信息系統主要用來對地理信息數據的管理、更新、空間分析和應用評價等；（2）遙感技術為地理信息系統提供信息數據，加快了地理信息數據庫系統的更新，保證了地理信息系統的時效性，全球定位系統為遙感信息數據地面定位目標選擇、野外驗證、圖像分類等提供了必要的數據信息，為更好地利用遙感技術解決實際問題提供支持。既互為獨立發展又相互促進。
第3篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞：GIS 地理 信息 系統 應用
中圖分類號： G623.45文獻標識碼： A
正文：
1 GIS 地理信息系統相關背景概述
1.1 地理信息系統的概述
地理信息系統最初被提出的時候是在上個世紀的六十年代，由一個加拿大的測量學家提出，這樣就使得加拿大地理信息系統逐漸形成。地理信息系統在提出以后在很多的國家都得到了應用，而且效果是非常好的。我國在經濟發展有一定成績的時候才引入了地理信息系統，并且在我國的很多行業都得到了應用，在實際的應用中，地理信息系統的效果非常好，對我國的經濟發展和建設有很大的促進作用。地理信息系統作為一個綜合性非常強的應用系統，主要是對地球表層的空間物體進行研究，將其地理位置和視圖信息進行結合，然后結合幾何學和地理學的相關知識，利用計算機技術和 CAD制圖技術等先進的技術繪制出來地理圖形，然后對相關的數據進行采集和儲存，通過這樣的方式提供地理空間信息。地理信息系統是以地理信息數據作為發展的基礎，同時利用計算機技術來對空間地理信息進行分析。地理信息系統在出現的時候是為了更好的解決地理方面的問題，但是在發展過程中，對金融、電力、交通、水利等行業的發展也是效果很顯著的，對促進經濟更好發展的作用是非常明顯的。
1.2 GIS 地理信息系統工作原理分析
地理數據的來源是非常廣泛的，其中包含著地圖數據，也包含著地形圖像等文件形式的相關影像、資料和軟件。在地圖方面通常是利用數字化儀器對所需要的地形來進行處理的，然后在地理信息系統中對相關的信息進行輸入。地理信息系統是可以進行數字化的操作的，但是在進行操作的時候不能使用掃描儀將地圖直接掃描成為圖像文件或者是表格類的文件，但是可以直接轉變成為視圖形式。隨著空間技術的不斷發展，現在的遙感技術和地球定位技術在發展中已經慢慢成為了地理信息系統中獲取數據的重要手段，其中，地球定位技術的不斷發展使得現在的定位精度和靈活性得到了明顯的提高，使得現在的測量技術在發展過程中技術是無法比擬的。地理信息系統在信息儲存方面方式是比較單一的，一般在進行儲存的時候，一副完整的地圖通常包含著兩種基本信息，分別是空間信息和描述性信息。空間信息主要是對地理特征的基本因素進行反映，主要包括地理特征中的位置和形狀，描述性信息主要對地理特征中的一些基本的原件進行反映，分別包括地圖中的點特征和線特征。點特征主要是對獨立的位置進行反映，在地圖中對象通常是比較小的，這樣就使得無法用線性特征進行反映，同時也不能用面積特征進行反映。線性特征是由一些有序的坐標點連接而成的，主要是因為在地圖中對象的寬度不夠，無法形成面積區域，這樣就使得在進行描述的時候要采用線性特征來進行反映。線性特征進行反映的時候同時也能對一些根本就不存在寬度的地圖對象進行反映，例如等高線。面積特征主要反映的是封閉地形區域，其中包含著相同性質的區域。在地圖中，地圖對象的相關地理特征和非空間特征都是利用一些特殊的符號來進行反映的，這樣使得人們在進行地圖觀看的時候能夠更直接的對地圖中的信息進行掌握。地理信息系統在進行地圖儲存的時候，并不是進行傳統意義上的計算機地圖文件進行儲存，而是要利用數據庫的形式來進行儲存，在地理信息系統中數據庫是非常重要的組成部分，是地理信息系統區別于其他繪圖系統的重要特征。人們在使用地理信息系統的時候，可以直接對空間信息數據庫進行訪問，同時對要了解的相關地理數據就可以直接進行分析和處理，然后在計算機屏幕上進行直接的顯示。地理信息系統在對空間信息的數據庫進行使用的時候，可以對描述性數據庫進行同時的訪問，這樣可以利用一定的識別代碼將兩者進行必要的聯系，這樣用戶在使用系統的時候可以對地理信息進行雙向的查詢。
2 GIS 地理信息系統具體應用分析
2.1 在城區規劃中可以利用 GIS 將城區數據信息進行分類匯總歸到統一系統中，再對城區進行整體規劃與開發。一般包括城鎮的總體規劃、用地適宜性的評價、道路交通的規劃、環境質量評價、公共設施的配置、城區環境動態檢測這幾方面，實現這些功能需要依靠 GIS 空間搜索技術、多種信息疊加分析處理技術。
2.2 在資源以及環境保護中的應用
對資源進行清查是 GIS 的基本職能之一，利用 GIS 地理信息系統基本分析及統計功能，為資源環境保護提供各類有效信息，同時可以建立相應的數據模型，為政府作決策提供相應的幫助與依據。
2.3 GIS 地理信息系統在道路交通規劃中的應用
近幾年來，GIS 地理信息系統已經被廣泛應用于道路交通規劃方面，并形成了道路交通專業地理信息系統，即 GIS-T 系統。道路交通規劃中，GIS 一般是通過對地形圖以及道路網絡等空間數據進行分析，進行路廊設計和道路管理等工作，主要是對道路進行動態分段管理，道路數據庫里，記錄的道路屬性起點到原點距離，不是真的將道路進行切斷存儲，而是為了適應動態分析、流量分析以及路徑分析等。
2.4城市規劃和管理中的應用
目前，由于城市化進程的加快，造成城市規劃業務急劇膨脹，僅以當前技術手段進行城市規劃建設顯然已經無法滿足要求。于是，城市規劃電子報批這一全新的報批模式開始嶄露頭角。簡單來說，電子報批將傳統的報批由紙介質轉化為電子介質，并通過一套計算機程序加以規范，從而實現計算機輔助審批報批圖件。GIS作為城市規劃電子報批中一項重要而先進的技術，在其中發揮著至關重要的作用。首先，GIS可以使得規劃審批手段標準化。傳統的城市規劃報批多為人工完成，這就難免造成一些細節方面的錯誤和漏洞，使得報批過程旁生枝節，徒增麻煩。而融入了GIS的電子報批的方式則將彌補這方面的缺陷，大大提升報批，審批的效率。隨著GIS的成熟，城市的規劃和管理逐漸變得效率化和規范化，這對社會的可持續發展，加快城市化建設等方面都是極大的利好。
3 GIS 地理信息系統未來發展方向分析
3.1 4S 技術集成以及三維 GIS 技術的研究與發展
4S 技術集成指的是將 RS 遙感、GPS 全球定位技術、地面測量以及調查資料當作數據來源以及數據更新的手段；將 GIS 地理信息系統當作成搜集、分析與管理空間數據平臺；將 ES 即專家系統當作實現決策與管理自動化及智能化的重要手段。現實世界里，地理實體通常具備三維幾何特征。但是目前許多 GIS 技術以及應用都是在二維笛卡爾坐標中建立起來，缺乏分析與管理復雜的三維實體功能，因此，很難適應當前地理科學與相關學科對于三維空間的特征研究要求。未來，三維 GIS 技術的研究和開發將是 GIS 領域研究的重點方向。三維空間中的數據模型、拓撲關系以及數據內插、三維實體測量分析、三維可視化和多維圖形的圖解模型都將成為當前 GIS三維技術研究中的重點關注內容。
3.2 GIS 地理信息系統網絡化發展方向分析
隨著計算機及信息化技術的發展，GIS 技術將大力引進網絡技術，通過網絡信息技術的運用，將大大提高 GIS 地理信息系統的數據獲取以及分析處理能力。當前，萬維網的建立方便了 GIS 地理信息系統對數據獲取以及分析利用，并且可以利用網絡瀏覽器建立地理信息數據資源的共享平臺，從而有利于地理信息的使用者可以更為方便的利用 GIS 技術獲取與處理相關信息。在這種模式下，GIS 對數據的獲取不用局限在現實空間里，而是可以通過網絡。
4 結語
地理信息系統在發展的過程中經歷了漫長的過程，同時技術也在不斷的完善。地理信息系統是一門綜合性的學科，其中包含著地理科學、信息技術和遙感技術以及全球定位技術。這些技術的應用使得地理信息系統更加的完善，同時在精確度方面效果更加的好，因此，地理信息系統被應用到了很多的領域中。
第4篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞：地理信息 地質學 系統應用
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0091-01
1 地理信息系統的功能特征
地理信息系統亦稱之為GIS，是基于地理空間數據庫，并借助計算機軟硬件，對具有空間內涵的地理數據進行科學分析和綜合管理，在地質學中的應用，可提供地質管理、決策等重要信息。其系統功能特征表現為以下幾點：（1）數據輸入。地理信息系統在收集相應地質信息資料之后，以圖形數據、圖像數據和屬性數據的形式，將數據輸入到系統當中，為地質災害防范、環境地質研究、地質剖面繪圖等，提供科學合理的數據。（2）檢索查詢。地理信息系統提供交互式查詢檢索、影像庫查詢檢索、圖形庫查詢檢索、屬性庫查詢檢索等檢索查詢功能，可供系統應用時快速找到所需的數據資料。（3）統計分析。針對地質學中的空間分析、模型分析預測、專業統計分析、常規統計分析等統計分析需求，在經過一系列信息篩選后，分析輸出地質災害、環境地質研究等所需的信息。（4）圖像處理。圖像處理功能體現為專題信息提取、信息復合、圖像糾正、文本報表、統計制圖、空間分析制圖、影像圖幾個方面，為地質學應用提供更為專業科學的圖像。
2 地理信息系統在地質學中的應用
地質學中應用地理信息系統，主要應用范圍分為地質災害、環境地質研究、地質剖面繪圖、地質礦山四個方面，筆者結合相關的工作經驗，對地理信息系統的具體應用方法，進行如下總結：
2.1 在地質災害中的應用
地理信息系統在泥石流、地面沉降、水土流失等地質災害中，具有預測性的作用。（1）地震災害。為滿足地震分析、預報、抗震、救災、災后評估等需求，借助計算機采集地震相關數據信息，并通過自動判別系統提供信息，對地震展開客觀性、系統性和智能化的預測，至于地震災害損失評估和震后減災，可根據地理信息系統評價經濟損失、人員傷亡，并以最短路徑等空間分析方法，提供救災方案制定、避震疏散、危險品貯存、火災輔助等決策依據。（2）滑坡災害。滑坡災害的風險評估，將地理信息系統引入滑坡災害危險性的評價，作為滑坡災害危險性評價的分析工具，以此提高滑坡危險性評價的精度。總之，地理信息系統的信息技術功能，憑借信息處理的優勢，并以信息自動識別功能，是救災、抗災和防災工作的重要技術輔助手段。
2.2 在環境地質研究中的應用
在環境地質研究中，要求掌握評估地質災害風險、識別水土污染風險、充分利用地下水資源、評價城市地質脆弱性等方法。地理信息系統在環境地質研究中應用的表現如下：（1）地質圖編制和數據庫建設，即基于地理信息系統建立地質學信息空間數據庫，以及自然災害風險評估決策系統，形成提供環境地質研究數據的系統平臺。（2）便于地質資源的評價和地質環境的管理，尤其是在資源匱乏和環境污染較為嚴重的環境地質區域，通過對資源的評價和環境的管理，可為該區域環境地質的改善，提供研究的科學條件。（3）在技術系統應用方面，地理信息系統提供了專業的技術空間，在與其他技術的配合應用下，譬如RS和GPS等技術，可有效調查和監測地質狀態。
2.3 在地質剖面繪圖中的應用
地理信息系統的數據庫和圖形處理功能，因此能夠有效存儲和處理空間信息，具體應用方法如下：（1）對于地質剖面繪圖的應用來說，有利于將地質體地理位置和地質屬性結合起來，從而真實、生動、準確地將信息呈現在用戶面前，并輔助地質工作者分析剖面數據、繪制柱狀圖和繪制剖面圖。（2）以某柱狀圖的繪制為例，在自然電位分析的基礎上，從數據庫當中提取相關的鉆孔和巖性數據，確定自然電位為2.5mv，然后按照系、組、段分析地層，其中地層的系為二疊系和石炭系；地層的組為下石盒子組、山西組、太原組；地層的段無具體數據顯示，至于井深，分為75m、800m、850m、900m四個勘測點，然后分析巖性剖面和視電阻率，通過系統的柱狀圖自動生成功能，生成具體的柱狀圖。（3）利用地理信息系統繪制剖面圖，其原理可歸結為：初始化點、線、字符及符號—提取鉆孔柱子數據—計算每個柱子頂部中點坐標—求取左右兩邊柱子每個巖層的頂底板標高—按順時針方向排列左上角4個頂點—將頂點連線成四邊形—顯示或導出線—繪制完成。
2.4 在礦山地質中的應用
在礦山地質中應用地理信息系統，通過礦山地質點、線、面、體的勾畫，構建三維地理信息系統數據模型，以此描述礦山地質中的各種現象。借助模型，礦山開采時就能夠掌握各種地質現象的特點，并在空間精度和便利性方面，解決地質描述的實際難題。筆者認為地理信息系統具有獨特的空間分析功能和數據分析能力，可為礦山地質劃分出不同危險性的等級區域，并以危險性制圖的方式體現出來，以及借助系統評價和管理礦山地質，以分區評價地質災害的危險性，并與專家系統集中應用，管理相應的時空數據，以便形成對礦山地質的動態管理。總之，地理信息系統基于傳統三維數據模型，承上啟下地開發出三維地理信息系統模型，為礦山開采質量和安全管理，提供科學合理的地質材料依據。
3 結語
綜上所述，地理信息系統以地理空間數據庫為基礎，并借助計算機軟硬件，對具有空間內涵的地理數據進行科學分析和綜合管理，包括數據輸入、檢索查詢、統計分析、圖像處理幾個方面的功能特征，在地質學中的應用，為地質災害防范、環境地質研究、地質剖面繪圖、礦山地質確定等方面，可提供地質管理、決策等重要信息。通過文章的研究，基本明確了地理信息系統在地質學中的具體應用方法，但具體的應用細節，仍然需要結合實際予以不斷總結和完善，以進一步提高應用的效果。
參考文獻
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第5篇：地理信息系統原理及應用范文
【關鍵詞】地理信息系統；電力設計；應用
前言
現階段，在電力系統的設計中，應用地理信息系統的情況日益普遍，該系統與電網信息數據有機結合，為電力信息系統奠定了基礎，對于電網運行在輔助決策上具有一定的幫助。
1 地理信息系統在電力系統中應用的重要性
地理信息系統（geographic informationsystem ，GIS）在電力系統中的應用也可簡單的稱之為電力 GIS 系統。這種應用模式主要是將地理信息系統的原理與電力系統中的電力設備、變電站、輸電網絡、電力終端以及電力生產負荷、管理等核心內容想融合形成的一種對于電力系統進行信息化生產管理的綜合性智能化信息系統。該信息系統可以直觀的提供電力系統中相應電力設備的運行狀態信息、電力技術信息、電力生產和管理信息以及電力傳輸應用過程中途徑的山川、河流、城鎮、環境等等一系列的電力系統信息與自然地理環境信息集中于一體，通過查詢 GIS 系統相關數據、照片、圖像和技術參數等信息就可以實時掌握電力系統運行的狀態，在電力系統的維護和管理中有著十分重要的作用。
2 地理信息系統系統在電力系統中應用的特點
地理信息系統在電力系統中的應用，除了使電力系統具備GIS的基本特點之外，還擁有了更多的特點，具體的內容以下幾個方面：
（1）由于電力系統的運行參數復雜，信息量龐大，對于實時性和動態變化的監測有著更高的要求，因此，在電力GIS系統中如果要達到對電力系統中的瞬時信息進行實時的收集、傳輸、分析、響應和處理，就需要系統的存儲能力傳輸速度達到較高的要求，GIS系統的開放性和先進性都能滿足這方面的要求，可以使電力系統的應用更加高效和快速。
（2）電力系統中的數據量比較大，對于GIS的穩定性和可靠性要求較高，電力企業在電力系統的搭建和維護過程中通常會使系統具有更好的可維護性，結合GIS系統的開放性特點，可以使電力GIS系統實現數據的單次輸入和多次輸出，再通過進行層次的保護和數據統一管理的方式，從而確保數據信息的一致性，使系統參數的傳遞和分析更加精確和可靠。
（3）電力系統的傳輸距離和范圍以及使用終端的復雜程度，對于系統的拓撲分析能力和轉換能力要求比較嚴格，GIS系統自身的單機工作模式已經無法滿足電力系統多終端、接口類型復雜、信息覆蓋面廣泛的要求，充分利用GIS系統在局域網環境下的優勢，不僅可以提高電力GIS系統的拓撲能力和轉換能力，還能夠通過計算機技術進行電力信息數據的整合分析工作，并可以實現資源的網絡共享。
3. 地理信息系統在電力設計中的應用
3.1 電力設計中，應用地理信息系統的需求分析
地理信息系統在處理數據、分析網絡等方面的能力較強，在電網設計中，通過對地理信息系統合理應用，一來有利于對數據在管理上進行更好的規劃設計，二來可優化電力設計工作人員的工作效率、勞動強度等，使電力設計的直觀性、交互性更為突出，此外，該系統可有效保障電網設計的安全性、可靠性、合理性、科學性，且符合節能降耗與經濟環保的要求。
3.2 電力設計中，應用地理信息系統的目標分析
地理信息系統在電網設計中所設計到的工程數據均保存在系統內，并在地圖中以直觀的方式表現出來，為變電站的選址設計、線路設計、電網規劃設計等提供初步設計以及可行性研究報告等，在對新變電站、新通信線、新線路等進行設計時，通過地理信息系統，可達到充分掌握周邊地理環境以及電網情況的目標，有效減少了外出考察工作的次數，使電力設計的更為全面，盡可能減少了修改設計方案的次數。
4. 電力設計中，應用地理信息系統的思路分析
4.1 數據分析
基礎的地理數據屬于電力設計的前提條件。就數據的采集手段而言，可通過多種途徑獲得地理數據，例如工程測量方法、激光雷達方法、航測方法、衛星遙感方法等。此外，數據的形式也可以有多種，例如矢量電子地圖形式、數字柵格圖形式、數字高程模型形式以及數字正射影像形式等。地理數據在更新方面的效率為地理信息系統達到實用的重要因素。電網工程所涉及到的數據有多項，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網中不低于 110KV 的線路等。而電網工程的數據主要是用來對電網的基本屬性與地理屬性等進行管理。此外，在供電局原工程資料的管理系統處、設計院處等也可獲取細節方面的屬性資料，例如電源廠站所有設備的相關資料、變電站所有設備的相關資料以及線路各個桿塔的相關資料。
4.2 地理信息系統開發平臺型號的選擇
地理信息屬于地理信息系統的基礎所在，對于電力設計而言，地理信息系統所應用的開發平臺是否合適將會對項目的結果產生非常關鍵的影響。由于一個地區的地理數據十分放大，并且設計單位、供電局、電網公司等單位的相關人員在電網規劃中均是應用該系統，這一現伏要求了地理信息系統的開發平臺在可靠性、運行速度、數據容量等方面均需具備過硬的能力。通過對比發現，在多種地理信息的開發平臺中，以 Arc 地理信息系統平臺（來自美國的 ESRI公司）最為適合，該開發平臺可使多個用戶通過網絡在平臺上實現數據共享。
4.3 地理信息系統大致結構的分析
地理信息系統在基于遙感航測影像以及地形圖的情況下，對電網工程中所涉及到的多項數據進行管理及融合，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網中不低于 330KV 的線路等。通過空間數據上的查詢功能、分析功能等，從而給予輸電網中的設計工作、勘測工作以及規劃工作等提供指導，使電網結構最優化。如此一來，不漢可提高已有數據資源的共享程度，且還是外業的工作量實現最小化，有效提升了內部的工作效率。地理信息系統所應用的模式為 C/S 的模式，其中 C 代表的是客戶端，S 代表的是服務器，該模式支持局域網的訪問。通過標準、統一的數據平臺，可達到輸變電接人相關專業系統這一目標，并且為處理、分析以及儲存地理信息系統中輸變電設備相關信息打好了基礎。
4.4 地理信息系統地理信息系統中的主要功能分析
4.4.1 電網規劃與設計該功能是通過地理信息系統并結合現有的電網信息而實現的，從而在地理信息系統中規劃出電網的主框架。
4.4.2 線路規劃在地理信息系統中對不低于 110KV 的線路進行初步設計，可掌握線路的多項信息，例如主要跨越物、線路緩沖帶、轉角坐標以及轉角等。
4.4.3 數據管理在對數據的管理上，主要包括了：①導出或導人電網工程的數據；②基礎地理數據；③管理元數據；④導出在系統中不同專業初步設計的成果；
4.4.4 變電站選址的規劃通過地理信息系統繪制出變電站的站址，并從中獲取四周坐標，可根據導出的坐標而計算著變電站在一定高程下的土石方需求量。
5. 應用地理信息系統的關鍵技術分析
5.1 在開發基礎地理數據的維護平臺中，結合多種類型（空間參照系具有差異）的數據，進而實現編輯元數據、修改數據、數據配置以及導人（導出）數據的作用。
5.2 在開發元數據的服務系統期間，許多多項性能進行考慮，例如互操作性、專用性、通用性等。并在系統中為用戶提供下載元數據、瀏覽元數據以及查詢元數據的功能，通過圖形化地圖載體，使用戶可更為直觀的對數據進行處理與操作。
5.3 在線路設計期間，需實時顯示線路的緩沖區、坐標以及轉角度數等，并預先將輸電線在平臺管理中設計到保密性問題時，需對權限嚴格控制。因此需設計相應的審批流程，但審批流程應盡可能簡潔，從而便于設計人員的工作。比如：輸電線路建模，系統采用坐標錄入、手工調整、以及文件導入等多種方式，對線路進行編輯維護。實現在地理圖上添加輸電桿塔、架空導線，并顯示出用戶指定的文字標注信息（線路名稱、塔號等）。同時提供便捷的工具處理設備的拓撲連接關系及電纜進站。
結束語：
綜上所述，經過調查資料顯示和實踐證明電力 GIS 系統既能夠充分發揮 GIS 系統的全部優勢，同時還能夠結合電力系統的特點和要求，進行整合優化，實現了電力系統控制管理的智能化和人性化，對于實現電力系統的現代化有著十分重要的應用意義。
參考文獻：
第6篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞：大數據時代；地理信息系統；問題分析；應用研究
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0019-02
以往學者對地理信息系統應用大數據方面的研究較多偏向整體方面的研究，較為缺乏對地理信息系統應用大數據在技術層次方面的探討。本研究從地理信息系統應用大數據在數據存儲和數據處理方面的問題著手進行研究，提出了基于大數據的MongoDB和Dremel的解決措施。
1 地理信息系統應用大數據的必要性
受當時數據存儲技術的限制，早期的地理信息系統主要采用RDBMS進行管理，或者采用文件與RDBMS的方式進行管理，如國產GIS軟件GeoStar就采用后者的方式予以實現，其屬性數據仍沿用RDBMS管理模式，圖形、影響和DEM則交由文件系統管理[1]。但GIS本身固有的空間數據和海量數據特征以及數據處理快速響應的需求，決定了以RDBMS為代表的傳統數據存儲和以統計學和數據挖掘為代表的傳統數據處理技術已經無法適應GIS數據存儲及處理的發展需求。大數據的出現，帶給了地理信息系統新的變革。就整體而言，大數據處理方式與傳統數據處理方式存在以下區別。
大數據與傳統數據處理方式存在諸多不同：首先，大數據沒有抽樣概念，其針對的是全部數據，即全樣本數據概念，而傳統的數據處理方式無論是統計學還是數據挖掘，都是以在數據中抽取樣本研究的方式進行；其次，傳統的統計學注重數據的因果關系分析，而大數據則完全無視數據的因果關系而在乎數據的關聯信息；再次，傳統的RDBMS數據處理技術十分追求優良的精確性、高度的一致性，使得其并不具備良好的可擴展性，而大數據則因為多樣化的數據類型需要必須具備良好的可拓展性，并不再盲目追求計算結果的精確性，雖然RDBMS數據處理方式已經有了并行計算，但追求高度一致性和容錯性的特點使得其無法像MapReduce等大數據并行處理技術那樣具備“秒級定律”的可用性和可拓展性；最后，大數據處理的數據類型也不同于以結構化數據為主的傳統數據處理方式，其數據處理對象包括了以數字、字符為代表的結構化數據、員工簡歷信息等為代表的半結構化數據、音頻、視頻等為代表的非結構化數據這三大類型，在數據處理難度大為艱巨的同時，數據處理能力也得到了極大的提升[2]。
由以上四個方面的對比可以看出，大數據相比傳統的數據存儲及處理技術，無疑更能滿足地理信息系統空間數據、海量數據和數據處理快速響應的需求，因而地理信息系統應用大數據已成為時代的必然。
2 地理信息系統應用大數據的問題分析
2.1 數據存儲
地理信息系統的空間數據特點注定了其數據存儲具有明顯的非結構化特征，其數據集呈現出典型的大數據特點，即海量數據規模（Volume）、快速的數據流轉和動態的數據體系（Velocity）、多樣化的數據類型（Variety）、快速變化的數據模型（Vitality）和高價值低密度（Value），以及高復雜度（Complexity）的大數據5V+1C特性。我國巨大的地理信息系統市場需求，爆炸性增長的空間數據存儲、越來越快速的數據處理響應以及越來越多樣化和清晰化的數據描述需求等等這些都對地理信息系統應用大數據提出了高要求。此外，地理信息系統的數據共享與保護、大量重復數據的處理也對其應用大數據構成了挑戰。
2.2 數據處理
雖然地理信息系統目前已實現對海量空間數據通過多種途徑進行匯總，但其對海量空間數據的組織、處理、加工和存儲技術仍是較為落后[3]。在數據處理技術方面主要呈現為非結構化的海量空間數據與傳統SQL數據處理技術的不相兼容，致使對海量空間數據的管理、處理和加工效果仍是差強人意，以此為基礎的數據增值產品自然無法順利產生，這已成為制約我國地理信息系統市場進一步發展的瓶頸。隨著市場競爭和用戶需求的現實需要，地理信息系統空間數據集的實時更新要求正不斷被提升，在客觀上需要不斷加強的計算能力及效率。這既是地理信息系統應用大數據的客觀需要，同時也是其海量空間數據順應社會發展的必然要求。
3 地理信息系統應用大數據研究
3.1 數據存儲
盡管GIS軟件已經通過加入對象關系模型實現了對RDBMS的性能擴展，使其能夠同時管理圖形、屬性數據、影響和DEM數據，并已實現了多比例尺空間數據的存儲，但該數據存儲模式已觸碰到既有技術發展的瓶頸，并且是導致地理信息系統空間數據自動綜合能力與效率低下的重要原因。此外，以C/S架構為基礎的GIS系統由于自身的封閉性導致了其自身的數據共享能力偏弱，對批量數據處理后的存儲與同步性更新能力與效率也仍是有待加強。有鑒于此，有必要采取大數據的存儲方式，對傳統的地理信息系統數據存儲模式進行革新。
大數據處理方式與傳統數據處理方式的一大明顯區別是數據存儲形式的不同。傳統的數據處理方式在這一環節主要依靠RDBMS來實現。RDBMS尤其擅長結構化數據的數據存儲，但卻無法很好地存儲半結構化數據與非結構化數據。而大數據處理方式均很擅長對半結構化數據與非結構化數據的存儲。此外，大數據普遍采用分布式數據庫或分布式計算集群實現數據的存儲。其數據庫類型被人統稱為NoSQL，盡管傳統的RDBMS也有分布式數據庫，但它的存儲方式仍以結構化數據為主，并在高一致性、高精確度等方面進行嚴格要求，因而無法實現良好的擴展功能，而NoSQL則沒有這方面的嚴格限制。因此，NoSQL云存儲技術應是未來地理信息系統數據存儲的主流技術。
NoSQL摒棄了RDBMS的關系與連接特性，保證了在數據存儲上的極佳可拓展性。數據存儲模型的靈活多變，更是大大減少了其在進行數據存儲和更新操作時的系統開銷。以MongoDB為例，它為了實現對多樣化的數據存儲形式的兼容，采用了面向文檔的數據庫管理措施，使得其具備優良的可拓展性。其原理就是將RDBMS中“行”的概念替換成“文檔”模型，因而能夠確保實際數據存儲時文檔或數組的嵌套，并實現了復雜層次關系的單一記錄存儲[4]。它所存儲的數據結構十分松散，保障了其數據存儲模型的靈活多變特性，并能夠有效支持復雜的屬性數據，在索引結構方面也由于自身復雜層次關系的簡化和查詢索引技術的強大，已經基本實現了對RDBMS查詢功能的完全支持。
由此可見，文檔型NoSQL存儲技術十分符合地理信息系統空間數據存儲的要求，并且避免了地理信息系統傳統數據存儲技術在存儲海量空間數據時耗費的數據壓縮與轉換的系統開銷，因而能夠通過對數據存儲方式的革新有效提升地理信息系統在數據讀取與更新時的效率。
3.2 數據處理
傳統空間數據庫都會建立多比例尺的空間數據庫，再根據實際應用的需要調動不同比例尺數據庫的數據，來增強地理信息系統對數據處理響應速度的需求[1]。但就其實際操作而言仍無法較好地滿足地理信息系統對數據處理接近實時數據處理的要求，其矢量數據的自動綜合能力也是差強人意。但在大數據時代，該空間數據的處理方式完全可以用大數據的交互式數據處理方式來予以解決。
交互式數據處理，主要指通過人機交互來逐步實現對數據的處理，它能讓數據被及時地處理和修改，并讓處理結果立刻被用戶知悉和運用。當前交互式數據處理系統有Spark和Dremel等。作為高效分布式計算系統，Spark在性能上要比Hadoop在數據處理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更為上層的API。Spark的代碼簡潔，Hadoop要實現與其相同功能的代碼往往需要數十倍或上百倍的長度。Dremel則通過組建規模上千的集群來實現PB級別海量數據的秒級處理。因為Google專門設計Dremel用來彌補MapReduce的不足，因而Dremel在規模上、交互式查詢能力都要比后者優越。
以Dremel為例，它通過嵌套式的數據模型來支持對半結構化和非結構化數據的并行處理。通過用列式存儲方法來保存數據，進而在數據處理和分析時只需要針對指定數據進行處理，因而減少了CPU和磁盤的訪問量。最后，Dremel結合了Web搜索和并行DBMS的技術，通過借鑒Web搜索的“查詢樹”概念，將復雜巨大化的查詢搜索分割成并發在大量節點上處理的較小簡單數據查詢。簡單而言，交互式數據處理方式就是通過對數據的分片存儲和對查詢功能的優化來實現對海量數據的快速處理。
由此可見，地理信息系統傳統的多比例尺數據庫數據完全可以通過Dremel嵌套式數據模型的列式存儲方式進行存儲，進而在響應實際數據處理需求時通過類似Web搜索的處理方法調出符合查詢要求的分片數據，從而實現空間數據處理的優化，因為數據搜索的系統開銷大為降低，因而大大提升地理信息系統的數據處理響應速度。
4 結束語
經過探討地理信息系統在大數據應用方面的數據存儲及數據處理問題，并針對性地給出基于大數據的解決措施，可以發現大數據在未來的地理信息系統具備廣闊的應用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大數據處理技術，大數據還有以MapReduce為代表的批量數據處理技術、以Storm為代表的流式數據處理技術和以Neo4j為代表的圖數據處理技術，它們都在未來的地理信息系統發展中大有可為。
參考文獻：
[1] 龔健雅. 中國地理信息系統技術的發展[J]. 測繪工程， 2002（2）： 5.
[2] 維克托?邁爾?舍恩伯格， 肯尼思?庫克耶.大數據時代[M]. 盛楊燕， 周濤， 譯. 杭州： 浙江人民出版社， 2012.
第7篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞：地理信息系統；測繪；應用實例
引言
地理信息系統（GIS）主要是在測繪測量基礎上發展而來，地理信息系統屬于計算機系統的一種，其主要功能在于以數據庫作為數據源來對其進行研究與管理，該系統能為人們提供與數據相關的空間信息，同時在測繪方面，地理信息系統能夠利用計算機來實現數據存儲或檢索等功能。
1地理信息系統
1.1地理信息系統工作原理
在測繪工作中，地理信息系統占據重要作用，地理信息系統一方面能夠有效準確的分析系統中信息、數據以及參數等，同時根據實物的坐標來對其進行定位，并利用測繪設施設備根據檢測的結果來制作圖像，最終形成具體的影響信息。地理信息系統的問世及應用在很大程度上幫助人們減少了工作量，且大大提高了測繪的工作效率。
1.2地理信息系統在測繪中的應用過程
1.2.1采集數據。對于地理信息系統而言，數據是一切的基礎，系統主要是根據數據處理的結果來形成實物性質的影響，因此做好數據的采集工作也是十分必要的。在地理信息系統中，矢量和柵格是最常見的儲存方式，當然隨著我國地理信息科技的不斷發展，新的技術開始逐漸應用于地理信息系統中，數據采集更為依賴全球定位系統的設備，不僅能減少測繪的誤差，也能更準確的測量物體的實際坐標、高程等。1.2.2編輯數據。在完成了數據采集后，就需要對數據進行存儲，而地理信息系統主要利用的儲存方式為矢量和柵格，且都能夠將數據進行良好的儲存，同時還能利用地圖特性來將數據劃分為數個層級，同時將不同層級進行相互疊加來獲取相關的數據內容。在獲取數據內容后地理信息系統能夠對地理數據進行空間分析，而這一步驟是地理信息系統為人們提供決策信息的關鍵步驟。在完成數據分析后要將數據輸出，地理信息系統能夠通過選擇合適的方式來將數據輸出，為人們提供想要獲得的數據。1.2.3空間的處理與分析。地理信息系統在完成了信息采集、處理以及轉換之后，緊接著會進行空間的處理與分析，相關的數據可以從全球定位系統中獲取，在獲取信息后換算相關的圖形信息，從而實現對空間中的實物進行定量測繪。空間處理分析作為地理信息系統中不可或缺的一個部分，在操作的過程中涉及面極廣，會應用到許多不同的技術和學科，同時空間分析可以幫助人們得到空間信息，進行更好的預測現實的空間。1.2.4顯示數據。通常情況下人們會在地圖上將地理特征描述出來，特別是在進行一些大中型城市測繪工程時，為了將城市內部不同區域市民分布的情況清楚的體現出來，可以適用點來進行表示，簡單來說就是用不同密集程度的點來表示居民的分布情況。同理可得，也可以使用線來對道路、街區等進行體現，以此來區別市民的分布情況，不同密集程度線能夠將各區市民的居住情況更清晰的體現出來。而使用不同的顏色來體現城市交通、街道的交通量。1.2.5整合測繪成果。地理信息系統在完成了上述的測繪內容之后，就要對測繪成果進行進一步的整合，才能真正的完成測繪影像的資料。經過整合后的成果不僅提高了測繪的安全實用性，同時還能為保障測繪成果提供更好的保障。
2地理信息系統在測繪中應用的實例分析
2.1工程項目概況介紹
本文在取得了湖北省測繪地理信息局以及黃石市國土資源局的支持下，申請了數字黃石地理空間框架建設試點項目，并得到了黃石市人民政府的鼎力支持，并積極配合了我們的工作，為我們提供了相關的數據支持。由于項目中有許多以CAD格式數據為主的大比例尺數據，但是由于勢性一般，因此難以使用。所以我們決定使用地理信息系統來根據黃石市地理基礎建設地理信息庫，并將其整合為同一坐標系、統一分類代碼以及統一的數據模型，這樣能夠更好的對現有的數據進行核心要素的提煉，從而增加數據勢性。
2.2作業方法
2.2.1核心要素更新辦法。首先將地形圖數據以及正射影像套盒疊加在一起，利用對比的方式來對地物要素變化較為的區域進行確定，緊接著根據正射影像的位置來對相關數據進行收集，例如交通、水系、居民分布情況等。最后對新舊要素之間的關系進行科學的調整，具體的步驟如下：（1）數據整理。首先更改需要更新數據的層碼，例如將數據都歸入11層中，然后將其插入測區后將舊數據刪除，并做好相關的接邊工作即可。（2）處理更新數據。根據入庫的要求，要對數據進行更新，同時對數據進行檢查，是否符合地物、屬性、漏骨架線等，若存在不符合的情況下要立即進行更換。（3）構面數據的檢查。完成數據構面后需要仔細的檢查水系、道路等要素，一定要確保道路和水系的相通，同時將附加屬性記錄在檔案中。（4）轉庫。在地理信息庫中更新數據，輸入數據前需要確保數據不存在屬性錯誤、面不閉合等問題，至少在確保數據無誤后才能進入GIS。與此同時還要對數據的編碼進行檢查，在保障兩項檢查無誤之后，用轉庫程度來將數據轉入GDB數據庫中。（5）更新數據庫。在更新數據庫的過程中，可以將其劃分三種幾何特性進行處理，分別為點、線、面三種。首先對更新的范圍進行明確，并刪除更新范圍內的點狀、面狀、線狀等要素，值得注意的是在刪除這些要素時，接邊工作一定要做好，千萬不可將非更新范圍內的要素進行刪除。在完成了以上步驟后才能在數據庫中導入更新范圍內的全部數據。（6）數據庫檢查。在完成數據庫更新后，就可以進行線、面數據的融合。2.2.2數據改造及入庫。（1）數據改造及入庫基本要求。數據整合改造的三個主要內容包括整理數據、改造數據以及數據入庫，其中處理數據主要是負責將一些本身存在的錯誤信息進行數據處理；而改造數據則是對數據進行構面；數據入庫就是收集所有的數據信息。要協調要素之間的關系，確保所有的要素能夠按照地形圖要素來采集屬性，并正確的表示相關的信息，例如地理分布情況。在采集信息的過程中一定要對數據的參數進行嚴格要求，確保其符合要求，例如圖形的質量、屬性的精度以及邏輯性。（2）選擇軟件平臺。本次采用ArcGIS平臺，以AutoCAD，FME以及Office2007為輔助軟件進行建設。2.2.3改造數據圖層及編碼規定。我們采用南方CASS編碼方式來應用于要素圖層于編碼上，當然特殊情況下也會另行規定，同時也采用CASS標準圖層命名來進行圖層命名。首先要將要素圖層以及編碼統統轉換為南方CASS圖層與編碼，并將其中的AXES（中心線）和BOUND（構面線）當成自定義圖層，其中AXES主要是負責將條狀地物進行連接，而BOUND（構面線）主要負責表示較為復雜的面狀地物。
3結束語
地理信息系統的應用對于我國測繪行業的發展而言有著重大的意義，不僅為其提供了可靠的技術支持，同時也為我國測繪行業的發展提供了動力，大大減少了測量施工的工作量，提高了測繪工程的效率和科學水平。總而言之地理信息系統的應用在提高了測繪工作準確性的同時也對城市規劃的合理性提供了一定的支持。
參考文獻
[1]毛永強，李鐵春，王子玉.地理信息系統在測繪工作中的應用[J].黑龍江科學，2015（05）：42-43.
第8篇：地理信息系統原理及應用范文
1.培養目標
浙江農林大學作為一所特色鮮明的地方性高等院校，堅持依靠自身優勢和特色，為地方經濟建設特別是為浙江農業、農村、農民服務［7］。地理信息系統專業應抓住此發展契機，以面向浙江省“三農”作為發展的著力點與突破口，充分發揮自身專業的獨特優勢。地理信息系統在數字林業建設中應用廣泛，我國林業院校，如北京林業大學、南京林業大學、西北農林科技大學、中南林業科技大學、浙江農林大學、西南林學院等都開設了GIS本科專業，共同的特點就是依托農林等學科的優勢，培養具有堅實的計算機科學和地理學的理論基礎，掌握地圖學與地理信息系統的基本知識、基本理論和基本技能，能在林業、農業、地籍、環境、規劃設計、森林工程、防災減災等領域從事與地理信息系統開發相關的工作的高級專門人才［4］。因此，畢業的學生應具有較強的工作能力，以適應社會對地理信息系統應用型人才的需求。基本知識和基本技能強、基礎扎實、能力強、素質高且具有創新精神和實踐能力等方面工作，全面發展與鮮明個性相結合，具有進一步自主學習能力的應用型人才。
2課程設置
地理信息系統是多種學科交叉的產物，如測量學、地圖制圖學、計算機科學、地理學等，它綜合應用這些學科的思想和方法，形成了自己的體系［8］。因此，要求農林院校的學生既要學習這些相關課程具備一定的背景知識打下扎實的理論基礎，又要掌握院校特色的農科和林科的行業知識。根據我校“寬口徑，厚基礎，強實踐，重應用”的人才培養基本要求，充分考慮學生就業及以后深造需要，構建了“平臺+模塊”的“3+1”培養模式。由公共基礎平臺、學科基礎平臺、專業平臺和方向模塊四個層次構成。同時，綜合考慮到學校特色及本省就業需求，開設林學林學相關課程，較好地解決了通識教育與專業教育、厚基礎與強應用之間的矛盾。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:掌握數學、地圖學、計算機科學、地理信息系統、遙感、全球衛星定位系統的基本理論和基本知識，以及地理信息系統技術開發的基本原理和基本方法;具有將地理信息系統應用于農、林、水、土管、城建、環境等方面的基本能力。與此同時，為了保證學生在四年八個學期內有足夠的精力和時間完成學業，課時的安排設計為“鐘”型。
3.實踐教學與畢業設計
地理信息系統專業是一個應用性、操作性、實踐性很強的專業，因此加強GIS實踐教學和畢業設計是提高教學質量的一個重要手段。在我校GIS專業課程教學計劃中，主要實踐性教學環節總計37．5周學時。實踐主要包括課程實驗、實習、畢業設計三個環節。這三個環節從GIS專業基本技能訓練到綜合應用，形成實踐內容的銜接，由淺至深，貫穿四年的實踐教學體系。這些以培養基本技能與方法的課程實驗課以林業生產實驗、GIS應用開發技術基礎實驗訓練等為主。綜合專業實習主要以GIS行業應用軟件開發、3S技術應用、野外測繪實習、結合農業院校的特點開展相關森林資源調查等綜合性專業實習。重點培養學生的地理信息系統的二次開發能力和實踐應用能力以減少與生產單位的差距。
畢業設計是實現地理信息系統專業人才培養目標的最后一個教學環節，也是最重要的一個教學環節。教師設計畢業論文題目，由學生自己設計、自己編程開發，充分發揮主動性、能動性和創造性。同時，與教師科研、相關的GIS公司、林業與土地有關部門的生產科研課題結合，學校與生產單位可以建立長期的合作關系，這樣可以提高學生分析問題、解決問題的綜合能力，實現產學研相結合，為畢業后較早進入狀態奠定基礎。
4.學科競賽
我校采取“走出去、引進來”的辦法，開闊學生的視野和思路。積極組織學生參與各種形式的全國性的大學生專業競賽。積極創造條件，有步驟地縮短與應用生產單位的差距;積極主動與國內外知名世界一流的GIS軟件企業、著名的科研院所合作，積極參與他們組織的一年一度的全國大學生GIS軟件開發大賽。目前，浙江農林大學地理信息系統專業已參加的比賽活動有中國地理學會和ESRI中國有限公司舉辦的全國大學生GIS競賽•ESRI杯、中國科學院地理信息產業發展中心和北京超圖公司舉辦的SuperMap杯全國高校GIS開發大賽，且與北京超圖公司成立了聯合實驗室。同時，成立了以浙江農林大學森林經理學科教師為主指導學生參加各類專業競賽的指導小組和團隊，采用高年級學生和低年級學生組隊、生手和新手組隊、3人組隊的“階梯層次式”學科競賽模式，利用暑假期間指導學生主攻全國性的GIS專業競賽，培養可持續參賽的人才，連續四年取得不菲的成績。《浙江日報》《中國綠色時報》《浙江教育報》和中國教育電視臺等媒體對我校GIS專業學生予以關注和肯定。
第9篇：地理信息系統原理及應用范文
關鍵詞：IMAGIS；三維地理信息系統；三維建模；高程
中圖分類號：TP 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)33-1411-02
Design and Realization of Geographic Information System for Rural Based on IMAGIS
ZHANG Zhen-mei, GAO Yu-zhuo, YUAN Fang
(Network Center of Ningxia University,Yinchuan 750021,China)
Abstract: With deepening of a new socialist countryside the rural people's living standards continued to improve,the new countryside planning and management will reach to a new level,in order to improve the information construction in rural areas of the visual effect for publicity,in this paper,IMAGIS,the new rural Three-dimensional scenes of the construction issues were discussed,and It would create three-dimensional model of rural scenes which based on the principles and methods, to analyze its system of space data and attribute data Management.
Keywords: IMAGIS;Three-dimensional Geographic Information System;Three-dimensional Modeling;elevation
1 引言
傳統二維地理信息系統是對三維地理空間中的各種地理對象進行二維平面投影的一種簡化，它所表達的地理信息是平面的，因此無法完整地反映客觀世界。隨著GIS技術和計算機圖形學等相關學科的深入研究，傳統的二維地理信息系統在很多領域已不能滿足人們對現實世界認識與表達的需要，三維GIS正成為當前的一個研究熱點。三維地理信息系統是應用三維可視化技術和虛擬現實等技術[1]，以直觀的三維地形地物代替了抽象的二維地圖符號，使地理空間信息在電腦中立體化顯示，從而更加真實的反映三維客觀世界，使用戶有身臨其境的感覺。通過三維GIS，可以完成二維GIS無法進行的某些特性分析，如淹沒分析、通視分析、斷面分析等，可以實現對三維場景的實時瀏覽。
新農村三維景觀建設是新農村規劃建設的重點之一，是農村信息化的具體實施，其相關的空間屬性和數據對新農村規劃建設有很大的幫助。本文利用IMAGIS在三維地理信息系統可視中的應用，用三維立體空間場景代替傳統的抽象二維地圖及其相應的描述文件，以其生動的模型來模擬和顯示三維空間，以人機互動方式來實現新農村景觀的實時漫游，為農村綜合事務的管理和服務提供一個科學簡便、形象直觀的可視化人機交互平臺，也為自身對外宣傳提供一個直觀的平臺。
2 系統設計
2.1 系統設計基本原則
為使系統的設計標準化，減少數據冗余，提高工作效率，系統設計必須遵循以下一些基本的原則：1) 數據標準化原則：為了便于數據的共享和交換，對地理要素的分類和編碼，屬性數據的命名和編碼，文件的命名以及數據庫的設計等都采用統一的標準。2) 與二維地理信息系統集成原則：二維地理信息系統發展到現在已經相當成熟了，和三維地理信息系統相比較，它們各有優缺點，應充分利用二維地理信息系統研究的成果，將二者有機的集合起來。三維地理信息系統數據模型也常常要利用二維平面數據。3) 易擴展、易維護原則：采用軟件工程學的原理方法對系統進行分析和設計，系統中各模塊之間盡可能地獨立，便于以后進行修改擴展。同時做出的三維模型也要便于修改和維護。
2.2 系統結設計流程
整個系統主要完成三維建模和三維瀏覽兩部分工作，本系統設計流程如圖1。
2.3 空間數據和屬性數據的管理
圖1 系統設計流程
系統中所涉及的數據比較多，主要可以分為兩類：空間數據和屬性數據。空間數據主要包括原有的二維地面數據以及三維農村模型；屬性數據主要包括村內地物的各種屬性信息，以及村民的各種相關信息，另外還有一些多媒體信息如建筑物影像文件，語音文件，文本文件等。二維及三維空間數據根據所采用的地理信息系統軟件所能處理的文件格式進行存儲，屬性數據采用關系數據庫，如Access進行管理，多媒體信息采用文件方式進行管理，系統記錄其存儲位置。各類數據通過唯一的標識碼（ID號）進行連接，系統存儲結構圖如圖2所示。
3 系統實現
3.1 平臺選擇
本系統充分利用現有的比較成熟的三維可視化地理系統軟件IMAG1S進行三維模型的建立及瀏覽。IMAGIS軟件是武漢適普公司開發的一套以數字正射影像(DOM)、數字地而模型(DAM)、數字線劃圖(DRG)作為對象的虛擬現實管理的GIS系統。IMAGIS是基于4D產品的二維可視化地理信息系統，它將常規的而為數據模型推廣到三維空間，為用戶提供了強大的交互操作工具。在二維動態環境中，用戶可以真實地重現或創建各種復雜的二維形體，如地貌、地物等。為了進一步的空間決策服務，IMAGIS系統可以直接從二維模型上進行分析和查詢，如面積、周長、距離、體積和剖面等。該系統結合了二維可視化技術（Visual Reality）與虛擬現實技術（Virtual Reality)真正做到了管理意義上的“所見及所得”。通過調用IMAGIS影像快速漫游系統（IMAGIS 3D Browser)實現對三維農村模型的顯示、場景漫游、空間信息和屬性信息的查詢和分析等功能[2]。
3.2 三維模型建立
首先選擇農村1:500地形圖作為底圖，利用AutoCAD對其地圖進行處理，轉換為IMAGIS兼容的數據接口.dwf (R14)格式，將處理過數字化地圖利用IMAGIS中的二維圖形編輯系統進行屏幕數字化，獲得IMAGIS能處理的二維農村矢量平面圖。對二維農村矢量平面圖中的幾何實體添加必要的屬性，如建筑物實體添加建筑物高度，顏色等屬性。同時利用IMAGIS中的二維圖形編輯系統打開等高線文件或導人由其他軟件生成的等高線文件，根據等高線文件生成數字高程模型DEM。調用IMAGIS中的三維編輯系統，打開二維矢量平面圖，然后在其上添加數字高程模型DEM，以真實的再現地形地貌。如果還有農村正射影像，還可以使用正射影像為DEM貼上紋理，有了正射影像，地面看上去將更加真實，重現了建筑物所在的周圍環境。利用IMAGIS中提供的豐富的三維建模功能，根據二維矢量平面圖中的線條數據以及屬性信息創建三維模型。對于比較規則的建筑物，可以根據建筑物高度，然后統一進行自動創建建筑物或人工創建建筑物。一些較復雜的建筑物可以采用系統提供的三維建模工具進行建模，[3] 也可以先用3DMAX建立模型，再導人到IMAGIS中。基本模型建成之后，再將實地采集的建筑物原始紋理，先用Photoshop加工處理，再采用自動貼紋理或對應點貼紋理等功能貼到各個建筑物表面，從而獲得更加真實的農村三維模型。對于樹和廣告牌等特殊的模型，可以從IMAGIS的模型庫中選擇相應的模型按照一定的參數添加到當前的場景中。建立的三維農村模型如圖3所示。
圖2 系統數據存儲結構圖
利用系統的數據庫管理功能，定義和農村三維模型相關聯的數據表的名稱和結構，添加農村三維模型中各個建筑物的屬性信息。系統可以將和各建筑物相關的一些多媒體數據添加到系統中，供用戶進行瀏覽和查看，比如選中的一個建筑物實體，如果多媒體屬性文件為“.AVI”格式，則彈出多媒體播放器進行播放。
3.3 三維模型瀏覽
有了農村三維模型，用戶就可以進行一些二維地理信息系統所無法完成的一些三維空間查詢與分析，如通視分析，水淹分析等等，將所建立的農村三維模型以及相對應的數字高程模型加入該場景中，用戶可以任何的方式進行漫游，進行一些視圖操作。用戶還可以進行實時控制飛行或指定一條路徑進行飛行，并將飛行的過程錄制一段電影以供其他文件的調用。
3.4 數據系統
可利用IMAGIS平臺所提供的VRML數據接口，將三維農村模型輸出為.wrl格式的數據文件,然后借助專門的網絡瀏覽器插件(如:Cortona 2.0等等)實現網絡。
3.5 系統二次開發
圖3 三維農村模型
作為一個三維地理信息系統平臺，IMAGIS所提供的功能不可能完成所有的專業任務。因此，IMAGIS提供了二次開發的接口，針對一些專業應用，用戶可以使用其他語言編寫腳本程序，再由IMAGIS調用，實現IMAGIS所無法提供的一些功能。通過編寫腳本程序進行二次開發，就可以開發出符合用戶要求的三維地理信息系統[4]。
4 總結
三維農村地理信息系統的建立將給用戶展示一個更加真實的新農村，可以為相關部門對新農村的布局及規劃進行可視化[5]瀏覽，提供可視化的分析和決策，同時可作為新農村對外宣傳的一個窗口。三維地理信息系統的技術及方法正逐漸應用于城市規劃，工程勘察等其他部門，如建筑方案的比較與選擇、災害預測與防治、資源調查與環境保護等、在數字城市的建設中發揮很大的作用，促進國民經濟的發展。
參考文獻:
[1] 劉曉艷,林琿,張宏.虛擬城市建設原理與方法[M].北京:科學出版社,2003.
[2] 適普有限公司.IMAGIS用戶手冊[M].北京:適普有限公司.
[3] 張文軍,王衛紅.基于IMAGIS的三維景觀模型的建立[J].四川測繪,2003.
