地理信息科學的應用精選(九篇)

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第1篇：地理信息科學的應用范文

關鍵詞：探究性學習；地理；新課程

中圖分類號：G633.5 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2013）02-0232-01

在我國的基礎教育改革中，各學科制定的課程標準都提出：面向全體學生，開展多樣化的探究性學習。地理學科怎樣開展探究性學習？本文主要結合地理學科的特點談談。

1.地理學科的特點

地理學科是跨越自然科學和人文科學的交叉學科，涉及的知識面非常廣。傳統課堂主要采用灌輸--接受式的教學方式，學生的學習興趣不高，解決地理問題的能力水平偏低。中學地理課程改革要求全面提高每一個中學生的地理科學素養，突出地理的實用性、實踐性。《地理課程標準》中明確指出：要“學習生活中有用的地理”；“學習對終身發展有用的地理”；改變地理學習方式等。

由此可見，新課程要求教師從角色定位、教育理念、教學方式等方面做調整，從而改變學生的學習方式，培養學生運用地理知識解釋現象的能力；同時激發學生的興趣，引領學生帶著問題走向生活，這是新課程的顯著特點。

2.地理教學中運用探究性學習的幾點嘗試

2.1　更新觀念，轉變教學方式。在新課程的實施中，教師不僅是知識的傳播者，更是學生學習的指導者和合作者。對學生來說，老師講的東西實在是太多了，他不一定都記得。而他自己發現的東西，才是真正屬于他的，能長時間留下印象。

例如在七年級地理“東西半球的劃分”教學中，直接把分界線告訴學生效果不好。可以讓學生從經線的形狀考慮，必須是一個經線圈才能劃分東西半球。然后讓學生在地球儀上找到0？和180？經線圈，再找到20？W和160？E經線圈，用不同顏色的線標記出來，比較兩個經線圈經過的海洋和陸地。由于　20？W和160？E經線圈基本上從大洋通過，把它們作為東西半球的分界線，可以避免把一些國家分到兩個半球上。同時提醒學生注意：20？W和160？E的位置，相對于0？和180？來說是向西偏移了20？。這樣一來，學生的印象就更深了。

2.2　精心設計，優化教學效果。地理知識與生活實際聯系緊密，激發學生探究的題材十分豐富，教師要做有心人，針對教學內容提前做好設計，準備教學材料，帶領學生進行有目的的探究，提高課堂效率，獲得更好的教學效果。

例如，在“地形圖的判讀”教學中，我準備了泡沫山體模型、橡皮泥等材料，設計了以下活動方案：1、分組捏出一個地形構造，并在模型上畫出幾條等高線；2、沿等高線把模型切開，然后把等高線轉繪在平面圖上；3、討論：等高線上的數字大小反映了什么？不同位置的等高線疏密程度不同反映了什么？山峰、陡崖、山脊、山谷在等高線圖上各表現為什么特征？學生把地形模型與等高線地形圖一對比，很快就能得出結論，教師再對學生的結論作以補充和完善，這個問題就解決了。

2.3　開放課堂，營造探究氛圍。《地理課程標準》明確指出：“構建開放式地理課程。充分重視校外課程資源的開發利用，形成學校與社會、家庭密切聯系的開放性課程。”在教學中可以結合教材內容，從學生熟悉的生活實際中選取學生關注的、趣味的、時代性的內容為題材，有目的地引導學生學習。

例如在學習"海陸的分布"時，結合我國的航天事業，我設計了這樣幾個問題：①假如你在神舟九號飛船上，你能發現海陸分布的特點嗎？②假如你有一個能看無限遠的望遠鏡，當你繞地球自西向東轉時，你能辨認出地球上的七大洲、四大洋嗎？③你認為用什么方法可以牢記各大洲、大洋的位置？帶著對太空的憧憬，學生馬上進入學習狀態：有的拿著小地球儀邊轉邊觀察，有的看著地圖相互討論。最后，學生分別指圖說出自己的記憶方法，大家評價哪種方法記的又快又準。在開放的課堂上，學生的積極性很容易被調動起來，合作、探究的氛圍更能吸引學生主動探究。

2.4　有的放矢，精選探究題材。地理知識中有許多可以進行探究性學習的內容，需要精選探究題材。一般來說，選取的問題都是學生有疑問的，難易要適度，還應該具有啟發性。通過探究發展學生的創造性思維，使學生在掌握知識的同時，發展智力，培養地理能力。

在“海陸的面貌”一節，教材要求學生觀察課本上的分層設色地形圖，分析七大洲的地形特點。這對七年級學生來說有點難，需要用合適的問題引導學生去探究。可以這樣設計：①歐洲大部分地區顯現為什么顏色？這種顏色代表的海拔在什么范圍？②說明歐洲以哪種地形為主？非洲呢？③南極洲為什么是一片白色？④亞洲什么位置海拔最高？哪幾種地形占比例較大？⑤南北美洲和大洋洲的地形分布有哪些異同？這些問題由淺入深，學生經過探究、分析、綜合，就能發現七大洲的地形特點，同時也培養了使用分層設色地形圖的技能。

2.5　巧用活動，開展快樂探究。在課堂教學中，可以根據教材需要設計一些活動，調動學生的學習積極性，為學生搭起探究的平臺。如“用手電筒和地球儀演示晝夜更替現象”，“角色扮演地球和太陽演示公轉”，“學畫大陸輪廓的幾何圖形”等，學生通過活動進行探究，能加深對知識的理解，取得更好的學習效果。

在教學實際中，應用探究性學習法往往要花費更多的時間，有人質疑這種學習方式，其實大可不必。在地理課程標準中，對教學的評價是這樣的：“建立學習結果與學習過程并重的評價機制”，“既要關注學習結果，也要關注學習過程，以及情感、態度、行為的變化”。教師教學的目的應該是使學生學會學習，適應社會需求，健康和諧的發展。探究性學習的應用，使學生學會獨自獲取地理知識，并能在生活實踐中應用所學的知識解決問題，這就為其終身學習和全面發展打下良好的基礎。學會探究，善于探究，將使學生受益終身。

參考文獻

[1]　《地理課程標準解讀》，陳澄、樊杰主編，湖北教育出版社，2002年5月出版。

第2篇：地理信息科學的應用范文

【關鍵詞】地理信息系統環境GIS分布式

地理信息系統是融計算機圖形和數據庫于一體的有關信息的集合。它把地理位置和相關屬性信息圖文并茂地輸出給用戶。用戶借助其可視化表達可進行各種輔助決策。地理信息系統的產生改變了傳統的信息處理方式使人們處理信息由數值領域進入到了空間領域。地理信息系統一直與信息技術息息相關。隨著分布式計算技術、網絡技術的迅速發展，分布式計算技術作為一個能夠承載地理空間信息的平臺，已成為目前GIS發展的最重要的方向。分布式地理信息系統是建立在分布式空間數據庫基礎上由一組分布式服務器協同為客戶端提供地理信息服務的網絡地理信息系統。網絡信息系統能夠有效地管理一個大的地理區域復雜的污染源信息，詳細分析區域環境影響諸因素的變化情況，以及主要污染物的地理屬性和特征等。

一、網絡地理信息系統的特點

（一）隨著網絡的迅速普及，依賴網絡獲取信息擴大地理信息系統的應用領域。將網絡軟件通過普通瀏覽器，享用地理空間信息服務，從而降低數據散發成本。比如數字地圖的出現，使得人們得以拋棄傳統的印刷地圖，可以在網絡上簡便地查詢地點和路線。對同一區域不同時段，不同的環境影響因素進行特征疊加，分析區域質量演變與其它諸因素之間的相關系。對區域的環境質量進行預測。此外可在一張地塊地圖上顯示重點污染源的位置及其對環境的影響。

（二）實現資源共享。為實現信息的共享，建立面向用戶的、資源共享的開放式網絡。具有強大的空間分析和數據處理功能充分利用網絡的功能模塊結合選定的環境監測模型可以對多源環境信息進行處理從中發現環境演變的動態規律，建立科學的監測模型，實現對環境的綜合動態監測。

（三）速度快，精度高。利用網絡分布技術可以將數據與地圖相關聯建立拓撲關系進行空間分析，實現對各類專題地圖輔助決策和管理。不僅節省大量的人力、物力、財力最主要的是獲得成果的速度快精度高。

（四）透明性，位置透明，即用戶不需知道文件和數據庫的位置，資源的名字資源無須更名就可自由地在系統中流動外界不需要知道系統為使資源均衡而改變對象的位置。系統可以隨意地為文件進行附加拷貝而無須用戶知道，并且在用戶沒有感覺的情況下并行發生。隱藏數據表示和調用機制的異同，可以將出錯和恢復事件隱藏在對象內部，以達到糾錯的目的。

二、網絡式地理信息系統的主要表現方法

（一）DCOM的分布式網絡地理信息系統

1.具有數據管理功能：（1）由關系型數據庫管理屬性數據，地理空間數據以義件的形式存儲，由空間數據管理軟件包進行空間操作。地理空涮數據文件和關系型數據庫之唰以指針或關鍵詞建立聯系；（2）對關系型數據庫進行完善，統一管理屬性和空間數據在關系數據庫中引入面向對象技術，建立對象關系型數據庫或純對象數據庫，對象和底層表示分離，空間屬性和非空間屬性定位平等，實現了屬性數據和空間數據的一體化管琿。隨著技術進步，客戶端能采用新的協議，利用web技術完善地理信息系統的新技術，能夠在瀏覽器上顯示多媒體數據，而WebGIS中的信息通過交互操作，對空間數據進行查詢和分析。用戶可以瀏覽站點上的空間數據，進行各種空間數據檢索和空間分析。

2.分布式網絡系統的表現方法：（1）插件方法。利用布式網絡系統，一些簡單的操作都需要服務器完成并將結果返回。當網絡流量較高，就需要利用插件技術，利用能夠同瀏覽器交換信息的軟件，將一部分服務的功能轉移到客戶端，加快了用戶操作的反應速度，減少了網絡流量和服務器負載。而且簡單操作，使普通用戶也能方便的獲取所需的信息。利用通用的瀏覽器進行地理信息的，通常使用免費的插件，大程度的降低用戶的經濟負擔；（2）跨平臺性：無論客戶和服務器采用何種系統，服務器端使用何種軟件，用戶都可以透明的訪問WebGIS數據，實現遠程異構數據的共享；（3）可移植性：能夠實現有狀態的空間數據傳輸協議，經過同樣的數據傳輸過程，數據傳輸之間建立聯系，減少網絡傳輸負擔較重。它作為一種進程內擴充方法，有效減少進程耗費的時間。客戶端同樣不具備數據管理機制，運行的速度比較快，網絡和服務器負擔輕。

（二）AGENT技術的分布式地理信息系統

它是以數字化的形式反映人類社會賴以生存的地球空間的現勢和變遷的各種空間數據，以及描述這些空間數據特征的屬性，以模型化的方法來模擬地球空間對象的行為，在計算機軟、硬件的支持下，以特定的格式支持輸入/輸出、存貯、顯示以及進行地理空間信息查詢、輔助決策的有效工具。一句話，地理信息系統為人們提供了管理地理信息和開展空間分析的先進工具。隨著計算機網絡、計算機通信等技術的發展，Agent系統放松了對集中式、順序控制的限制，提供了分散控制和并行處理，解決了網絡分布系統應用領域之間的協同工作問題，不同領域的系統通過相互合作完成相關的應用，分析地理信息和地理應用的互操作問題，相互訪問信息和異構地理信息處理環境下的互操作，實現資源的有效管理問題，高質量地進行地理信息和服務的交流，減少了服務器和客戶之間的頻繁交互，可用于測量和地理建模等本地地理計算和二次處理，對數據進行個性化的展示。數據的具體表現可以描述任意復雜的內容，而且具有明顯的優勢和特點，包括實現了空間數據與網絡分布服務共享、高性能的計算、數據資源的安全性等。

作者：王立宇

參考文獻： 

[1]郭達志盛業華杜培軍等編著《地理信息系統原理與應用》 中國礦業大學出版社2002 

[2]陳述彭魯學軍周成虎編著 《地理信息系統導論》 科學出版社2000 

[3]邊馥苓等編著《地理信息系統原理和方法》 測繪出版社1996 

第3篇：地理信息科學的應用范文

關鍵詞：地方；應用型；就業；信息

中圖分類號：G647 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）007-0-01

社會市場的不斷進步推動著社會的整體進步，大學畢業生的數量越來越多，而相應的就業職位卻十分有限。大學畢業生要想在這有限的職位中獲取心滿意足的工作，就要全面的提高自己，順應社會發展潮流。對于剛畢業的大學生，由于社會閱歷不足，很難被企業或單位順利錄用，但是，如果畢業生有著過強的專業知識和專業技能，以及良好的心理素質和高尚的道德品質，在求職的過程中還是會得心應手的。這些也都只是一方面，最主要的還是要了解社會各方面的就業信息，看哪些用人單位與自身的狀況相符，這樣，才能更好的為自己的工作做好求職準備。

一、地方應用型本科院校就業指導部門畢業生就業信息的采集

對于大部分高校畢業生來說，要想找到一份滿意的工作，就要對社會發展形勢以及社會對人才的需求等各方面有一定的了解。在一些高校里面，學校每年會為當年的畢業生們尋求更多的就業崗位供學生們參考。一些用人單位也會主動聯系學校招生部門，將自己需要的人才類型信息發送給學校，讓學校通過用人單位所需信息在本校內進行相關人才的選拔。這種對就業信息的了解和熟知，是較為普遍的現象，這也是隨著社會發展狀況對人才需求的最根本要求，也是最直接的就業信息。選擇這樣的就業信息顯得尤為被動。一些高校拿出主動權，將自己的資源合理利用，努力為更多的畢業生尋找合適的就業環境，主動將自己本校內畢業生的信息于各大招聘網站，這樣的做法，對于學生掌握就業信息有一定的幫助。但是，具體的還是要從以下幾個方面進行考慮。

第一，學校可以將主動與被動相結合，在主動尋求用人單位的同時，將自己學校的高材生信息大量的出去，盡可能的展示于各大招聘網站，讓更多的用人單位關注并加深了解。

第二，要對就業信息進行有規律的大量收集。將畢業生們分成不同的組，分配合適的人選進行本組的管理，帶領大家走進社會進行實踐，或是在社會實踐的過程中不斷的宣傳自己，把自身的優點盡可能的展示出來，獲得更多企業和單位的認可。對于社會上形形的職業，也可以進行不同程度的信息統計，認識在當今社會發展中，哪些職位更容易就業，哪些職位更需要專業性的人才。同時，深入了解不同職位的薪資待遇和工作難易程度，通過不同的認識，首先樹立正確的擇業觀。

第三，高校和學生在了解和搜集就業信息的時候，應該順應社會發展現狀，以社會的發展狀況為依托，進行不同程度的深入了解。在現今社會，就業形式嚴峻的原因之一就是社會發展潮流的速度不斷加快。大學生若能根據社會發展現狀了解就業信息，了解不同職位對不同人才的需求程度，就能更好的獲取自己想要的工作，這在大學生就業過程中具有實際意義。大學畢業生在進行就業信息采集的過程中，還應該高度重視對就業信息的應用時間。因為大部分的企業和用人單位對人才的招聘的時間有著具體的限制性，企業和單位為了持續有效的發展，必須盡快的找到適合自己發展的人才，而畢業生在了解就業信息后，就應該迅速根據自身情況，判斷是否能勝任這份工作，抓住時機也是最為關鍵的一步。

大學畢業生對就業信息的采集和利用，不僅體現了各種就業信息存在的價值和意義，也能為社會市場的進步和發展及時有效的做出合理的判斷。同時，在對信息進行采集的過程中，能通過比較和分析取其精華，棄其糟粕，為企業，為單位，為自己今后的發展負責。

二、就業服務信息的利用

各大高校和社會上都會設置一些相關的就業指導部門。就業指導部門存在的意義就是對就業信息的采集和整理分類，將不同層次的職位進行合理的劃分，對于一些不利于求職者選擇職業的就業信息，就業指導部門會對此類信息進行制止，并不予采納一些不良的就業信息。就業指導部門的建立，為大學畢業生的就業創造了良好的平臺，為更多的大學生帶來生活和工作的便利，幫助更多的人去分析和判斷就業信息的真巍＞鴕抵傅疾棵諾某魷鄭從小的方面講，是對求職者的最大幫助，而從大的方面講，則是對社會市場經濟繁榮發展做出的巨大貢獻，也是對緩解國家就業壓力做出的巨大貢獻。對于高校和畢業生而言，要合理的使用不同的就業信息，對就業信息要有一定的認識和判斷，明確自己和企業、單位之間的不同需求，樹立正確的擇業觀，在社會和學校創造的良好環境下，為自己爭取更好的發展前途。通過其就業服務信息的利用，可以方便管理員對用人企業以及就業學生信息進行及時查詢，并能夠為班主任以及相關用人單位提供全面的學生信息，不但可以為學提供一個求職信息平臺，還能夠讓學生來對相關用人企業信息進行檢索。在平臺中加入一些附加功能之后，可以實現用人企業與學生之間的雙向交流。

三、結語

總而言之，對于目前嚴峻的就業形式，社會和各大高校都應該為大學生就業創造良好的就業環境，對于就業信息的與采集，各部門也應該做好自己的本職工作，保證就業信息的正確性和可靠性，讓更多的大學生順利走向工作崗位。

參考文獻：

[1]童輝杰，童定，仇月姣.蘇南地區大學生就業質量：自我效能與職業期望的影響[J].心理技術與應用，2017（03）：169-174.

[2]李嵐冰，律明.高校就業信息化建設的問題與對策研究[J].情報科學，2017（02）：107-111.

第4篇：地理信息科學的應用范文

1地理科學在科學體系中的地位

錢學森在20世紀80-90年代逐步完成了總結全人類研究的科學體系。概括起來分11個門類、5大巨系統、4項建設（圖1、圖2、圖3、表1），下面分別表述原著與解解的內容。

附圖

圖1錢學森論人類的知識體系

Fig.1ThestatementofhumanknowledgesystembyQianXuesen

錢學森將當今人類對科學知識的體系，分為數學科學、自然科學、地理科學、社會科學、建筑科學、軍事科學、人體科學、思維科學、行為科學、系統科學與美學11個體系。對上述人類知識體系解讀，可以將自然科學、社會科學和地理科學作為客體世界的主要研究對象；而人體科學、思維科學和行為科學作為人類主體的主要研究對象；建筑科學界于客體與主體科學之間；軍事科學實際上是指謀略科學（包括經濟、政治、軍事等），是在掌握所有科學基礎上的智慧較量；美學是縱貫于各個學科的；數學科學與系統科學是橫貫于各個學科的。因此有以下的科學分類網絡系統（圖2）。

附圖

圖2科學分類的網絡體系

Fig.2Thenetworksystemofscienceclassification

在五個開放的、復雜巨系統中（圖3），地理系統與星系系統、社會系統、人體系統、人腦系統并列，其中的物理、地理、事理、人理、腦理中的“理”都是指研究的“規律”。

錢學森提出的社會主義總體設計部（表1）中，除了政治文明建設、物質文明建設、精神文明建設外，特別提出地理建設，筆者將其修改為地理系統工程，并增加了人口、科教、城鎮、資源、災害、產業。

表1社會主義建設的系統結構（略有修改）

TablelThesystemstructureofsocialismconstruction

附圖

2地理信息科學

20世紀70年代以來，隨著航天技術的迅猛發展，來自外層空間的遙感、遙測、定位、通訊信息海量地增加；隨著計算機技術的迅猛發展，處理與解決這些海量數據的能力大幅度地提高。地理信息系統、地理專家系統、管理信息系統、輔助決策系統應運而生，使得地理信息科學首先獲得發展的機會。正是地理信息科學這門用高新技術武裝起來的技術科學的發展，帶動了整個地理科學的建立與發展。

附圖

圖3五個開放的復雜巨系統

Fig.3Fiveopencomplexgiantsystem

地理信息科學的主要內容就是天地信息一體化網絡系統，包括航天信息網絡系統（外層空間衛星之間的信息網絡）、地面的網絡系統、天地之間的網絡系統三部分，是有線網絡與無線網絡連通的一體化網絡系統。1998年筆者發表了“航天信息與地理信息一體化網絡系統及其應用”的論文[5]，2002年又發表了“論地理信息科學的發展”[6]一文。兩篇論文基本上代表了地理信息科學的創始與發展，當前各行各業都在進行數字化或信息化的建設，實際上都是天地信息一體化網絡中的部分子網絡或子系統。地理信息科學中最重要的原創性的成果是遙感信息模型與地理信息編碼模型。

隨著遙感信息的大量獲取，數學家以模式識別為工具對遙感信息進行圖像處理與分類，使用的數學工具主要是數理統計的方法，把遙感信息看成是沒有成因關系的隨機變量；物理學家則把獲取遙感的物理過程視為遙感信息的成因，因此采用反演的方法，使用輻射傳輸方程為主的數學工具，事實上不承認地理現象的不確定性；大多數地理學家將遙感信息當成系列成圖的基礎信息，快速、準確地制作系列地圖。地圖是符號系統，其信息量遠不可與遙感信息量比較，地圖學家把遙感信息轉化成符號系統的系列圖譜。遙感信息模型則是將地理復雜現象中的非遙感信息轉變為歸一化的影像信息，與遙感信息一起用方程、統計與相似準則結合，也即演繹邏輯、歸納邏輯與類比邏輯結合；確定性與不確定性（包括隨機的不確定性、模糊的不確定性、灰色的不確定性、分形的不確定性）辯證統一；圖像與方程（一個像元或一個圖斑、一個方程）耦合；抽象思維與形象思維互動而建立起來的一種地理復雜信息模型[7-9]。這種信息模型只有在遙感技術的推動下才有可能產生。這種信息模型是遙感信息與地理信息連接的紐帶。地理信息系統本來就是為了制作地圖而創建的，因此地圖學家將從遙感中提取的系列地圖存入地理信息系統，是順理成章的。但是這種地理信息系統無論空間分析功能多么強大，也不可能進行模型計算，外掛、內嵌種種方式都不可能解決直接進行模型計算問題。系列地圖存入計算機的圖形庫時，信息又是冗余的，因此帶來一系列與計算機技術發展格格不入的疑難，最為典型的是數據挖掘，數據挖掘說明存在數據庫中的信息有冗余。遙感信息模型的運算要求地理信息系統可以直接進行模型計算，由此地理信息編碼模型應運而生[10,11]。傳統的地理信息系統以圖形的疊合(Overlay)為主；而能夠進行遙感信息模型運算的地理信息系統則以像元或圖斑中的多位編碼的抽取(Extract)為主。這又是完全相反的途徑。地理信息編碼模型還是地理定量信息與定性信息轉化的紐帶，也是地理信息系統中屬性庫與地理專家系統中知識庫聯系的橋梁。

總之，天地信息一體化網絡系統是開放的復雜巨系統，研究這個巨系統的地理信息科學的內容遠遠超過了3S(RemoteSensing,GlobalPositioningSystem,GeographicalInformationSystem)的范圍，而是以天地信息一體化網絡系統為核心的天—地—人—機系統。地理信息科學雖然是從屬于地理科學的技術科學，但是地理信息科學的誕生與發展是引領地理科學成長的核心力量，因此本刊更名時，將地理信息科學與地理科學相提并論，突出了地理信息科學的重要性。

3地理系統工程

地理系統工程當前尚未被廣泛認識，已經認識到的也僅僅是系統工程在地理學中的應用。當地理信息科學中的模型在實踐中應用時，必然會涉及地理系統工程的可操作性。地理遙感復雜信息模型的建立，可以進行定量預報和回溯，因此為地理系統工程打下了工程的基礎。國民經濟的主戰場主要包括人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業等8個方面，這8個方面是互動的。中國的人口問題、西部開發問題、21世紀水資源問題、能源問題、洪旱災害問題、環境問題、生態農業問題、城鎮體系問題、基建布局問題、產業結構動態調整問題以及相互之間的協調發展問題，無不屬于地理系統工程。

地理現象是復雜現象，地理系統是開放的復雜巨系統。當研究西部開發時，如果國家各個部門各行其是，石油開發只考慮石油開采與輸送管道；交通只考慮公路建設；鐵路只考慮鐵路建設；水利只考慮南水北調問題；城鎮建設只考慮城市規劃等，那么整體的西部地區有可能產生許多事倍功半的現象，例如修了公路沒有物資運輸；城市居民結構不盡合理；勞動力與產業結構不配套等。錢學森的社會主義總體設計部就是要把地理系統工程與政治文明建設、物質文明建設、精神文明建設系統地結合起來，地理系統工程僅是其中的一個子系統。而人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業是地理系統工程中的子系統。人口中的數量、素質、結構、分布是人口系統中的要素；資源中的礦產資源、水資源、生物資源、土資源、大氣資源等又是資源系統中的子系統；大氣環境、水環境、土環境、生物環境、地質環境是環境系統的子系統；交通、鐵路、航運、航空、供排水、供電、供氣、供暖、電訊、電視、計算機網絡是基礎建設系統的子系統等。系統嵌套系統，分層次子系統與交叉子系統，構成完整的、開放的、復雜的巨系統。

研究開放復雜巨系統的方法，首先是將系統分解為多層次的子系統，明確其中的交叉子系統；其次是從定性到定量地確定子系統中各個要素與指標體系；第三是根據指標（相似準則）建立模型進行預測預報；最后是檢驗該巨系統的效益與效率。當前大多數是分別研究人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業等子系統，在一個地區全面研究區域地理系統工程的有效實例不多，區域經濟地理的研究還遠遠夠不上地理系統工程。筆者曾在2000年底提出中國水資源、水災害、水環境、生產用水、生活用水統一解決的洪水充分利用，全國水系網絡化與渤海淡化的地理系統工程，中國科技報曾進行報道，之后筆者在“21世紀黃河系統工程方略”一文中進行闡述，首先所能進行的研究是虛擬地理系統工程。全國水系網絡化與渤海淡化是21世紀的世紀工程，尚需有識之士共識，廣泛地深入研究，進一步的論證。如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究復雜的地理系統工程就是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，地理系統工程的實踐指日可待。

4理論地理科學

地理信息科學一方面可以進一步為地理系統工程提供研究方法與手段；另一方面又為理論地理科學提供技術基礎。從遙感信息模型發展到地理復雜信息模型再到地理數學[8]，為理論地理科學奠定了堅實的基礎。

理論地理科學中首要的是建立開放的復雜巨地理系統的理論；其次是地理類比的廣義相似理論[13]；第三是一般地理復雜模型理論與地理數學；第四是地理數學在部門地理—部門子地理系統工程與區域地理—區域地理系統工程中的應用。理論地理科學如果不能指導部門子地理系統工程的研究和區域地理系統工程的研究，那么就失去了理論意義。

如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究理論地理科學也是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，理論地理科學的建立指日可待。

5地理科學在可持續發展信息社會中的作用

地理學的發展經歷了“地理環境決定論”、“人類中心主義”，然后達到了地理科學的可持續發展的階段。地球上人類消耗的資源、能源是極其不平衡的，按照發達國家的水平，一個地球是滿足不了全人類的需求的。可持續發展只有在信息社會中才能實現，人類一方面需要依靠科學技術開發資源，如太陽能的利用，靠基因工程使綠色植被更多地利用太陽輻射，靠納米技術直接轉化太陽能為電能；另一方面是靠信息技術節省資源、能源，如天地信息一體化網絡系統就是信息社會的重要支柱之一，靠航天技術獲取外層空間信息源，靠計算機技術建立信息網絡。由此可見，地理信息科學在可持續發展信息社會中的作用[14]。隨著地理信息科學的發展，地理系統工程與理論地理科學的發展，將為國民經濟的主戰場做出重要的貢獻。

由上分析，可見地理科學與地理信息科學已經被廣泛共識，地理系統工程與理論地理科學的發展尚不夠充分，因此本刊更名為“地理與地理信息科學”是適時的，是既有繼承性又有發展性的；是既有前瞻性又有現實性的。在這里我們希望地理科學界的同仁，切不要輕視技術，高新技術恰恰是新理論、新應用的強大推動力。

【參考文獻】

[1]錢學森，等.論地理科學[M].杭州：浙江教育出版社，1994.1-325.

[2]錢學森.發展地理科學的建議[J].大自然探索，1987,6(19):36-46

[3]錢學森.就“地理科學”答《地理知識》記者問[J].地理知識，1990,(1):90-93.

[4]馬藹乃.論地理科學的發展[J].北京大學學報（自然科學版），1996,32(1):120-129.

[5]馬藹乃.航天信息與地理信息一體化網絡系統及其應用[J].北京大學學報（自然科學版），1998,34(4):533-541.

[6]馬藹乃，等.論地理信息科學的發展[J].地理學與國土研究，2002,18(1):1-8.

[7]馬藹乃.遙感信息模型[M].北京：北京大學出版社，1997.1-165.

[8]馬藹乃.遙感信息模型與地理數學[J].北京大學學報（自然科學版），2001,37(4):521-529.

[9]馬藹乃.遙感地理信息模型[J].地理學報，1996,51(3):266-271.

[10]馬藹乃.地理信息編碼模型[A].地理科學與地理信息科學論[C].武漢，武漢出版社，2000.283-302.

[11]馬藹乃.地理知識的形式化[A].地理科學與地理信息科學論[C].武漢，武漢出版社，2000.261-274.

[12]馬藹乃.21世紀黃河系統工程方略（首屆黃河論壇暨王化云治黃思想研討會）[N].黃河報（轉載），2002.

第5篇：地理信息科學的應用范文

大家好！

值此北京大學遙感與地理信息系統研究所成立二十周年之際，我謹代表全所師生員工，向各位領導、來賓和校友表示熱烈的歡迎！并致以崇高的敬意！向長期以來關心和支持北大遙感所發展的各位領導、專家和社會各界的朋友們表示衷心的感謝！

北大遙感所作為空間信息科學技術領域重要的教育與科研機構之一，在過去的二十年里，伴隨著我國遙感、空間信息科學技術研究與應用從無到有、從小到大的快速發展，取得了驕人的業績。在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”期間承擔了數十項遙感、地理信息系統與衛星導航系統方面的國家科技攻關計劃、高技術研究發展計劃（863）、自然科學基金、國防863重大項目等國家重大項目計劃與國際合作計劃項目，獲國家科技進步獎5項、部委級科技進步獎20余項。在軟件研制和成果轉化方面，北大遙感所是國內最早從事國產遙感、地理信息系統軟件的開發單位之一，開發了多套具有自主知識產權的遙感圖像處理系統和地理信息系統軟件，如“城市之星”（CityStar）3S集成軟件產品，曾獲國家“九五”科技攻關“重中之重”項目支持，還被聯合國開發計劃署、糧農組織及世界銀行的項目采用，并已實現了成果的企業化轉化。

北大遙感所現設有地圖學與地理信息系統教研室、攝影測量與遙感教研室、衛星定位與導航教研室和基礎課教研室，以及遙感信息科學、地理信息科學、航空遙感技術、地理信息系統技術與軟件、衛星導航應用、成像技術、空間信息應用工程、地圖制圖技術、數字地球等研究室和中心實驗室。擁有“地理信息系統”本科專業，“地圖學與地理信息系統”（理學）碩士點、博士點、博士后流動站，“攝影測量與遙感”（工學）碩士點和博士點。已經形成完整的人才培養體系。至2002年為止，已培養碩士研究生200多名，博士研究生40多名，博士后20多名，先后舉辦了數十期國內外培訓班，培訓人員近萬人。

近年來，北大遙感所面向“數字中國”、“電子政務”等國家重大信息化工程，在空間信息科學理論、技術與工程應用研究和人才培養方面發展更快。北京大學于2001年組建空間信息科學與技術系，與北大遙感所采用系所合一的管理模式，隸屬地球與空間科學學院。目前，在國務院信息化工作辦公室和北京大學的領導和支持下，正在積極籌建“北京大學數字中國研究院”。北大遙感所的發展進入了一個全新的階段。

第6篇：地理信息科學的應用范文

    在對學生成績總體評價方面,單位或企業都很看重學生的在校成績,希望學生成績在良好以上的單位占92.0%。在學生獲得各類證書方面,希望學生外語成績通過四六級考試的比例為72.0%,但有些單位不要求學生通過等級考試,這樣的單位有軟件公司和從事純測繪的單位。希望學生掌握計算機程序設計語言能力的單位占96.0%,但在計算機等級考試方面,希望學生過二、三級考試的單位占64.0%,也有28.0%的單位不需要學生過計算機等級考試,這樣的單位往往是行業管理單位或規模較小的單位。考慮學生是否具有“全國GIS應用水平考試證書”的單位不多,選擇可有可無的單位占80.0%,選擇需要的只占12.0%,“全國地理信息系統應用水平考試證書”考試是由地理信息系統軟件及其應用教育部工程研究中心組織的。目前除高校外,對大多數企業來講不是很了解,有待進一步加強宣傳力度,當其納入到政府行為的全國職業資格考試范疇時才會引起學生和用人單位的重視。在行業內地理信息系統軟件使用方面,有84.0%的單位要求學生熟練掌握地理信息系統軟件使用,說明單位看重學生的對行業內地理信息系統軟件的實際動手能力。在地理信息工程應用方面,希望學生在校期間參加過工程應用項目經歷的比例達84.0%,且92.0%的單位希望學生掌握了數據整理與建庫技術。在地理信息系統軟件開發方面,要求學生基本掌握或熟練掌握地理信息系統二次開發技術的比例達96.0%,要求熟練掌握的主要是地理信息系統軟件公司和信息中心等單位達48.0%。由于調查的是測繪地理信息行業,有68.0%的單位希望學生具有從事外業測繪工作的經歷和能力,不要求學生具備外業測繪能力的單位多數是軟件公司和信息中心。除外業測繪能力外,有96.0%的單位強調學生具有攝影測量與遙感方面的知識,因為企業都知道攝影測量與遙感技術是未來空間信息獲取的主要手段,此項知識的掌握有助于單位未來業務拓展。自學能力是一個人從事終生學習的基本要求,幾乎所有的單位都希望學生具有自學能力,有72.0%特別強調很需要,說明一個單位的發展離不開員工的知識更新。希望學生具有科學研究潛力的單位占80.0%,只有20%的單位不強調這一要求,其中私有企業幾乎都要求學生具有科學研究的潛力,表明企業要發展,必須要求員工具有科學研究潛力來保證。多數企業注重學生在校期間參加各類競賽活動并獲獎,有60.0%單位表示會優先考慮錄用獲得過各類競賽獎的學生,只有16.0%單位不會考慮。至于學生在校期間是否獲得獎學金,有60.0%的單位明確表示不考慮,表明單位注重學生實際能力的因素大于課堂考試成績因素。在團隊協作精神方面,有96.0%的單位強調學生這一素質,因此大學期間如何培養學生的團隊精神是今后學校應該關注的問題。就學生的交際能力方面,84.0%的單位表示學生應該具備較強的交際能力。在學生業余愛好方面,強調學生具有體育、藝術愛好的單位比例分別是48.0%和36.0%,也有20.0%的單位不對學生業余愛好提出要求。在學生生源的地域方面,有76.0%的單位不考慮學生的地域要求,希望學生來自農村或周邊省份的單位所占比例均為16.0%單位,這樣的單位是基礎測繪單位,希望學生能吃苦、穩定。在性別方面,有72.0%的單位不考慮學生的性別,有28.0%的單位希望是男生。這是由于GIS專業性質所決定,GIS專業人員大多在室內工作,男女生沒有什么太大的區別。而希望招收男生的主要是從事測繪與地理信息生產任務的單位。

    2地理信息科學專業本科學生能力結構體系

    2.1學生能力結構體系

    人的能力是在人的生理素質的基礎上,經過教育和培養,并在實踐過程中吸取前人的智慧和經驗而形成和發展起來的。能力=知識+科學方式+技能[6,7]。地理信息科學是一門集計算機科學、地理學、測繪科學、環境科學、空間科學以及管理科學等學科為一體的交叉學科,這就要求GIS專業的學生不僅要有扎實的理論基礎,還應該具有較強的動手能力和軟件開發能力,同時自主學習能力是學生適應未來學科發展和拓展應用領域的基礎[8]。具體來講,對一個GIS本科生的基本要求是:起碼要熟練掌握一門計算機語言,能夠開發簡單的GIS應用模塊,能夠掌握二種以上的常見地理信息系統軟件,并至少具有一種二次開發的能力,盡最大可能讓學生參與相關的科學研究與實用地理信息工程項目的開發[9]。由此可見,GIS專業學生能力除一般大學生所具備的能力和素質之外,更要突顯以下七個方面的能力:專業基礎理論與前沿技術、地理信息系統軟件使用與數據采集處理能力、空間數據建模與分析能力、地理信息工程建設能力、地理信息系統二次開發設計能力、自主學習能力以及GIS科研與創新能力等。基于上述分析,我們可以構建地理信息科學專業學生能力結構體系,通過專家打分后采用改進的層次分析法進行綜合評價得到各結構項的權重[10-12],如表2所示。在該能力結構體系中,強調學生的基礎理論、兼顧學生的基本技能,同時也突出了地理信息系統工程應用的特點和創新能力。權重的高低并不代表知識重要程度,因為表中的7個方面的知識和能力是地理信息科學專業所必須具備的,它是指各知識結構在整個知識結構中的比例,可以成為地理信息科學專業課程體系設置的基礎。

    2.2能力結構體系應用

    東華理工大學地理信息科學專業從1999年開設,專業教師一直在探索該專業學生能力體系結構,并根據能力結構體系制訂和修訂教學計劃。東華理工大學地理信息科學專業是依托測繪學科開設的,所以東華理工大學的特色在于突出空間信息的獲取與表達、地理信息工程開發與建設兩個方面。對此,東華理工大學加強了測繪類和計算機類課程的理論與實踐性教學的比重,體現理論與實踐性課程“四年不斷線”的教學計劃設計思路。例如,測繪類課程開設了地圖學、測量學、測量平差基礎、攝影測量學、GPS測量原理、遙感原理等課程;計算機類課程開設了計算機基礎、C語言、高級程序設計、數據結構、數據庫原理與地圖數據庫、計算機地圖制圖、GIS二次開發等課程;實踐性課程有數字化測圖軟件(測量學)、GIS軟件及應用、遙感軟件及應用,GIS設計與開發、專業綜合實習、生產(畢業)實習。這樣保證了學生從大一到大四每年都能在測繪類、計算機類、實踐類三方面都有相應的理論課程或實踐性教學環節,對鞏固學生的理論知識與實踐能力、對學生能力培養起到了很好的推動作用。此外,東華理工大學還注重為學生提供科技創新與動手能力的機會,例如實行本科生導師制、鼓勵學生參加老師生產型或研究型課題、引導學生參加各類科技創新與競賽活動等。實踐表明,通過教學計劃的調準,學生能力有穩步提高的趨勢。例如,東華理工大學2013屆地理信息科學專業有一個本科生就成功地在網絡環境下研發了一個“基于GIS的高校餐飲物流配送管理信息系統”,并應聘到上海誠信所從事軟件開發工作,這與平時東華理工大學加強學生知識結構與能力培養是分不開的。

第7篇：地理信息科學的應用范文

想認識地球的脾氣，得了解一下與研究地球相關的專業。下面我們簡單介紹三個。

地質學

生活在“地球”上，可以說人類與地球休戚相關。那么，地球內部啥樣？為什么會發生地質災害呢……地質學告訴我們答案。地質學是一門研究關于地球的物質組成、內部構造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史等知識體系的綜合性學科。作為一級學科地質學，其主要的分支二級學科有：礦物學、巖石學、礦床學、構造地質學、古生物和地層學。

地質學的研究對象是龐大的地球及地球悠遠的歷史，決定了這門學科具有特殊的復雜性。地質學是提高人類認識自然，增進與環境的協調和求得環境改善的科學。它是在不同學派、不同觀點的爭論中形成和發展起來的。地球表層的生物和人類的大量活動，都與地質條件相關。

地質學與人類的關系不僅僅在于資源的取用，還和人類生存、生活環境的諸多方面直接相關。現在，地質學已成為人類社會所普遍需要的科學。

培養目標——培養具備地質學基本理論、基本知識、基本技能和相關學科基礎知識，具有較好科學素養及初步研究、教學和管理能力的高級專門人才。

主要課程——地質學、結晶礦物學、古生物學、地史學、巖石學、構造地質學、礦床學、地球物理及勘探方法、地球化學、遙感技術等。學校一般會安排很多野外地質學習或區域地質測量實習。

由于地質學的發展和社會的發展互相支持、互相依賴，因此對地質學從史學、哲學和社會學的角度進行交叉研究所取得的進展，也將孕育新的學科。

該專業畢業生可以在地質、地震、冶金、煤炭、建材、化工、水電、城建、核能、海洋科學、材料科學等有關研究單位、高等院校和生產部門從事基礎理論及應用研究、教學和生產實際工作。如今，與環境相關的行業內如石油天然氣開采與利用、水污染治理、國土資源評價等也提供了大量的就業機會。

國內現在有十幾所大學設置了這個專業。較知名的綜合性大學主要有：中國地質大學、北京大學、南京大學、浙江大學、同濟大學、中山大學、吉林大學、西北大學、蘭州大學等。此外，還有成都理工大學、長安大學、中國海洋大學等一些專業性院校。

專家提醒，由于人類社會和科學技術的發展，建議有志報考該專業的學生將重點集中在環境方向。

地理信息科學

2012年教育部最新本科專業將地理信息系統改名為地理信息科學。它主要培養的是具備地理信息系統與地圖學基本知識、基本技能的高級專門人才。

地理信息系統是在計算機硬、軟件系統地支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它的處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。其實，說得直白一點，這個專業就是一個地球的“會計”——搜集整理各種地球資料數據。因為要“搜集數據”，所以它與測繪學和地理學專業有密切關系。自然地理學、人文地理學、經濟地理學、地圖學、遙感技術、數據庫技術、地理信息系統原理、地理信息系統設計與應用等就都是必修課程啦。但是，該專業學生要做好常常在室外甚至野外工作的準備。

其主干學科有地理學、地圖學、計算機科學與技術，主要課程包括自然地理學、人文地理學、經濟地理學、地圖學、遙感技術、數據庫技術、地理信息系統原理、地理信息系統設計與應用等。

近年來，此專業畢業生在國際人才市場上屬于熱門人選，美國勞工部更是將地球空間信息科學、納米技術和生物技術并稱為未來最有發展潛力的三大技術。畢業生可在國土管理、城市管理、規劃管理、交通、農業、電力、電信、環保、國防、軍事、公安等部門及有關科研單位從事信息系統的設計、開發建立、維護管理和信息處理分析工作。而擁有良好的計算機技術也使此專業畢業生有更多選擇。

國內開設該專業的高校比較好的有：武漢大學、北京大學、南京師范大學、南京大學、華東師范大學、中國地質大學等。

地球物理學

你是否聽過地球上的六大板塊呢？汶川大地震是怎么造成的？地震怎么會有如此巨大的能量……

如果你對這些感興趣，不妨學習一下地球物理學。它是研究廣泛系列的地質現象，主要研究對象是人類生息的地球及其周圍空間。具體地，是運用物理學的原理和方法，先進的電子和信息技術、地基監測和空間探測技術等手段對各種地球物理場進行觀測，探索地球內部奧秘，發現地球內部的各種物理過程并揭示其規律，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。在此基礎上為優化和改善人類生存環境，為預防及減輕自然災害，為探測和開發國民經濟建設中急需的能源及資源提供新理論、新方法和新技術，也為人類的太空活動提供空間環境保證。

由于其學習內容非常廣泛，地球本體、地球動力、機制、環境與災害預報、地球大氣、地磁與高空物理、近地空間環境、高層大氣……甚至整個太陽系的物理現象都是它的研究對象，所以在實際學習中，還會安排一定時間的野外地質實習，因此，堅韌不拔的耐力和相當的務實精神是對想學者必不可少的要求。

北京大學地球物理學專業創建于1956年，在全國同類專業中歷史最悠久，師資力量雄厚，并與國外著名大學和研究機構有著密切的聯系及良好的合作關系。

第8篇：地理信息科學的應用范文

如何提高學生的自身素質，而能更好地解決就業問題，筆者認為可從以下兩個方面加以考慮。

1.學科定位不同的高校都有自己的學科定位，學生培養的目標不同，其課程設置及實踐教學也有所不同。如何科學合理的進行專業的學科定位，是當前許多高校需要研究并解決的一個關鍵問題。2.實踐教學體系設置由于GIS是一門應用性很強的學科。加之用人單位無一例外地都要求所聘畢業生要具有一定的動手能力，能夠承擔實際工作，勝任所聘工作崗位。因此GIS專業實踐教學必須在注重“打好基礎”的同時，注重“應用過關”，如何科學、有效地制定實踐教學體系，是當前急需解決的問題。

二、地理信息科學專業發展的主要措施

建立和健全實踐教學課程體系，提高學生對實踐教學重要性的認識。深化實踐教學管理，實施“實踐教學導師負責制”，即每位教師分別負責幾位學生，或每位教師按地域負責學生，如負責北京，負責上海，負責長春等實踐教學基地，加強“實習+就業”培養模式，為畢業生就業提供良好的就業平臺。

1.在課程結構上，要加大實踐性教學的比重，把實踐操作技能訓練作為重要的教學內容。2.在理論課教學內容上，要與實踐相結合。刪減理論與實踐脫節的內容，增加實用性內容，按市場需求，把新知識、新技術、新方法滲透到專業教學之中。3.在教學方法上，采用實踐性教學，使理論課程的教學應用性和實踐性大大增強。4.強化校內實訓，成立興趣小組，組織專業技能大賽。5.通過對專業實習基地調研，實訓基地主要在一線城市，重點考慮北京、廣州、上海等城市。6.確定實習基地，實習前動員，學生與實習基地雙向選擇，送學生到實習單位，檢查學生實習情況，落實學生就業。

三、結語

第9篇：地理信息科學的應用范文

【關鍵詞】數據結構 地理信息科學專業 教學內容改革

一、前言

數據結構是計算機專業的一門綜合性專業基礎課，算法和數據結構是計算機科學的兩大支柱。地理信息系統（GIS）是在計算機硬、軟件系統支持下，對地理空間數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。作為計算機專業核心課程的數據結構是GIS專業的核心課程。然而，計算機專業和GIS專業學生專業背景不同，學習重點也不同。因此，在GIS專業數據結構教學過程中，根據本專業的需求，并結合專業特點，設計合理的教學內容是十分必要的。

二、GIS專業數據結構課程教學存在問題

通過數據結構的學習，要求學生掌握：數據的各種邏輯結構和物理結構，包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等；基于各種數據結構的各種運算，如插入、刪除、檢索等；基于各種數據結構的算法，例如基于圖的最短路徑分析、查找算法等；分析算法的效率，主要指算法的時間和空間復雜度[1]。

GIS專業是一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的新型專業。GIS專業的學生不僅要有深厚的計算機功底，而且還應該具有較強的空間思維能力，能夠處理和分析二維/三維的地理空間數據。然而教師在當前的數據結構教學過程中，普遍重視非空間數據的處理，較少涉及空間數據的組織和管理。同時，學生對于數據結構與GIS專業的關系非常疑惑，特別是常規的教學內容與方法，不能與專業相結合，學習起來就比較困難。

通過近幾年的教學研究，筆者在數據結構教學過程引入空間數據存儲、空間數據管理、空間關系、空間分析等與GIS專業關系密切的教學內容，使得學生對數據結構有了更好的理解，對GIS的學習也有了很好的促進作用。

三、GIS專業的數據結構教學內容改革實踐

（一）數據結構用于空間數據存儲和運算

數據結構研究內容包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結構。它們不僅能夠對非空間數據進行表達，也能夠對空間數據進行表達。在數據結構教學過程中，對數據結構存儲的內容進行擴展，數據結構中存儲的不再是整型、浮點型、字符型等簡單類型，還可以是各種各樣的空間數據。

在數據結構課程教學中，要求學生能夠獨立設計點、線和面等不同維度的矢量和柵格空間數據、影像空間數據的結構體（或類），并實現線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結構的定義和運算，使數據結構能夠處理各種類型的空間數據。

（二）樹結構用于空間數據管理

在數據結構課程教學中，要求學生能夠利用樹結構，設計典型的空間數據索引。空間數據的一個非常重要的特性是其海量特征。海量的空間數據管理，需要設計相應的空間索引。作為一種輔的空間數據結構，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，排除大量與特定空間操作無關的空間對象，從而提高空間操作的速度和效率。比較有代表性的空間索引有格網索引、四叉樹索引、R樹和R+樹索引、CELL樹索引。

空間索引的設計需要樹結構的支持。例如，四叉樹空間索引的構建可以用樹結構進行描述。通過建立樹結構表示，表達地理空間對象，能夠實現對空間數據的快速檢索。

（三）圖結構用于空間關系表示

GIS不僅關心空間目標自身的幾何特征及屬性，還必須能夠處理其與所處環境間的關系。因此，在數據結構課程教學中，要求學生掌握空間關系的基本理論并設計相應的圖結構，使圖數據結構能夠對各種空間關系進行計算機表達。

空間關系是GIS的核心研究內容之一，主要包含拓撲、方位和度量空間關系。拓撲關系描述了空間對象在拓撲變換下的拓撲不變量；方位關系描述了空間對象之間的相對位置信息；度量空間關系是用某種度量空間中的度量來描述對象間的關系。因此，數據結構支持空間關系的計算機表達，也是數據結構教學過程中的重點。

空間關系可以通過圖數據結構來表達。圖G是由集合V（G）和E（G）組成，記為G=（V，E），其中V（G）是頂點的非空有限集合，E（G）是邊的有限集合，邊是點的無序對或有序對。在空間關系的表達過程中，采用頂點表示地理空間對象，邊表示地理空間對象之間的空間關系。V（G）表示地理空間對象集合，E（G）表示地理空間對象關系的集合。然而，地理空間對象之間存在多種空間關系，例如，地理空間對象A和B之間的拓撲關系為相離、方位關系為東、度量關系為10米。這就需要定義多種子圖，分別表達不同的空間關系，然后將各種子圖進行合并，形成一更高級別的圖集合。可以定義圖的集合：，其中，表示圖的集合，分別表示各種子圖。

（四）數據結構應用于空間分析

GIS包含很多空間分析方法，如疊置分析、網絡分析、地形分析等。其中，網絡分析通過研究網絡的狀態以及模擬和分析資源在網絡上的流動和分配情況，對網絡結構及其資源的優化問題進行研究。在數據結構課程教學中，要求學生掌握空間分析的基本理論并設計相應的圖結構和改進的Dijkstra算法進行路徑選擇、資源分配和網流量分析。

網絡分析可以通過圖數據結構實現。例如，基于圖數據結構和改進的Dijkstra算法能夠進行網絡分析。進行網絡分析，能夠選取一條最優的路徑，也可以選擇合理的資源配置中心，同樣可以選擇最佳的布局中心。

四、結論和展望

空間數據存儲、空間數據管理、空間關系、空間分析是GIS專業的核心研究內容。教師結合GIS專業特色，對數據結構課程內容進行適當調整，強調數據結構在GIS方面的應用，使教學內容更具有針對性，既有利于增強GIS專業學生學習數據結構的興趣，又有利于GIS專業人才培養。

【參考文獻】

[1]嚴蔚敏，吳偉民.數據結構（C語言版）[M].北京：清華大學出版社，1997.

[2]胡學鋼，張晶，周紅鵑，等.數據結構實踐教學體系設計[J].吉林大學學報（信息科學版），2005，23（S2）：138-141.

[3]姜躍.《數據結構》課程的教改與實踐探索[J].云南師范大學學報（自然科學版），2011，31（03）： 71-73.