第一篇：GIS地理信息系統(tǒng)課程論文 地理信息系統(tǒng)與其他學(xué)科的關(guān)系及應(yīng)用前景

地理信息系統(tǒng)與其他學(xué)科的關(guān)系及應(yīng)用前景

摘要

步入21世紀(jì)后，GIS正向集成化、產(chǎn)業(yè)化和社會(huì)化方向邁進(jìn)。它不但與全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感（RS）相結(jié)合，構(gòu)成3S集成系統(tǒng)，而且與CAD、多媒體、通信、因特網(wǎng)、辦公自動(dòng)化、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)。GIS理念的產(chǎn)生及其方法與技術(shù)的成熟，使其在諸多領(lǐng)域上得到了深入的應(yīng)用。GIS作為一門(mén)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多門(mén)科學(xué)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)。由于信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字時(shí)代的來(lái)臨，從理論上來(lái)講，GIS可以運(yùn)用于現(xiàn)階段任何行業(yè)并且與各學(xué)科都有著密切的關(guān)系。這種關(guān)系能夠加強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系，合理的開(kāi)發(fā)以及利用將有利于其他學(xué)科或其他行業(yè)更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；學(xué)科關(guān)系；發(fā)展；應(yīng)用前景

GIS作為傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，為各部門(mén)涉及空間數(shù)據(jù)分析的學(xué)科提供了新的技術(shù)方法，而這些學(xué)科又都不同程度地提供了一些構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的技術(shù)與方法。因此，認(rèn)識(shí)和理解地理信息系統(tǒng)與這些相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，對(duì)準(zhǔn)確地定義和深刻地理解地理信息系統(tǒng)有很大的幫助。

地理學(xué)是GIS的理論依托，為GIS提供有關(guān)空間分析的基本觀點(diǎn)和方法。測(cè)繪學(xué)為GIS提供各種定位數(shù)據(jù)，其理論和算法可直接用于空間數(shù)據(jù)的變換和處理。雖然GIS涉及了眾多的領(lǐng)域，并且與眾多的學(xué)科都有很大的關(guān)聯(lián)，但與GIS聯(lián)系最為緊密的還是地理學(xué)、地圖學(xué)、制圖學(xué)、計(jì)算機(jī)、測(cè)繪與遙感等。1.GIS與地理學(xué)的關(guān)系

在地理學(xué)的研究中，空間分析的理論和方法具有悠久的歷史，它為地理信息系統(tǒng)提供了有關(guān)空間分析的基本觀點(diǎn)和方法，成為地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論依托。而地理信息系統(tǒng)的發(fā)展也為地理問(wèn)題的解決提供了全新的技術(shù)手段，并使地理學(xué)研究的基礎(chǔ)理論得到了充分的發(fā)揮。

地理信息系統(tǒng)的內(nèi)部及其外界，不僅存在著物質(zhì)和能量的交流，還存在著信息流，這種信息流使得系統(tǒng)許多看似不相關(guān)的形態(tài)各異的要素聯(lián)系起來(lái)，共同作用域地理系統(tǒng)。而地理信息系統(tǒng)體現(xiàn)著一種信息聯(lián)系，由系統(tǒng)建立者輸入，而由機(jī)器存儲(chǔ)的各種影像、地圖和圖表都包括了豐富的地理空間信息的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)指針或索引等組織信息相關(guān)聯(lián)；系統(tǒng)軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)編碼和處理；用戶對(duì)GIS發(fā)出指令，GIS按約定的方式作出解釋后，獲得用戶指令信息，調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)提取相應(yīng)的信息，從而對(duì)用戶作出反應(yīng)，這是信息按一定方式流動(dòng)的過(guò)程。

自然界與人類存在著深刻的信息聯(lián)系，地理學(xué)家所面對(duì)的是一個(gè)形體的，即自然的地理世界，而感受到的卻是一個(gè)地理信息世界。地理研究實(shí)際上是基于這個(gè)與真實(shí)世界并存而且在信息意義上等價(jià)的信息世界的，GIS以地理信息世界表達(dá)地理現(xiàn)實(shí)世界，可以真實(shí)、快速地模擬各種自然的過(guò)程和思維的過(guò)程，對(duì)地理研究和預(yù)測(cè)具有十分重要的作用。2.GIS與地圖學(xué)的關(guān)系

地圖是記錄地理信息的一種圖形語(yǔ)言形式，從歷史發(fā)展的角度來(lái)看，地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，地圖學(xué)理論與方法對(duì)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的影響。GIS是地圖信息的又一種新的載體形式，它具有存儲(chǔ)、分析、顯示和傳輸空間信息的功能。同時(shí)，地圖仍是目前地理信息系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源之一。兩者的區(qū)別在于：地圖強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)分析、符號(hào)化和顯示，而地理信息系統(tǒng)更注重于信息分析。

從地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程可以看出，地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展與制圖系統(tǒng)存在著密切的聯(lián)系，兩者的相同之處是基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的表達(dá)、顯示和處理。從系統(tǒng)構(gòu)成與功能上看，一個(gè)地理信息系統(tǒng)具有機(jī)助制圖系統(tǒng)的所有組成和功能，并且地理信息系統(tǒng)還有數(shù)據(jù)處理功能。地圖是一種圖解圖像，是根據(jù)地理思想對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行科學(xué)抽象和符號(hào)化表示的一種地理模型，是地理思維的產(chǎn)物，也是實(shí)體世界地理信息的有效載體。3.GIS與計(jì)算機(jī)科學(xué)的關(guān)系

GIS與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制圖和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等有著密切的聯(lián)系。數(shù)據(jù)是信息的載體，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋可提取信息，通用數(shù)據(jù)庫(kù)和地理數(shù)據(jù)庫(kù)都是針對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行管理的，而GIS則在數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，通過(guò)地理模型運(yùn)算產(chǎn)生有用的地理信息，其取得信息的多少和質(zhì)量，與地理模型的水平密切相關(guān)。GIS是隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善的，但是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)所處理的圖形數(shù)據(jù)是不包含地理屬性的純幾何圖形，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的幾何抽象，但不能完成數(shù)據(jù)的地理模型分析和許多具有地理意義的數(shù)據(jù)處理，因而不能構(gòu)成完整的GIS。4.GIS與遙感技術(shù)的關(guān)系

GIS和RS之間的聯(lián)系非常緊密，RS數(shù)據(jù)可以作為GIS的重要數(shù)據(jù)源，而GIS是遙感圖像處理的擴(kuò)大和延伸。但它們之間也有很大的區(qū)別。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，遙感圖像處理主要采用柵格結(jié)構(gòu)，而GIS不僅具有柵格結(jié)構(gòu)，還使用矢量結(jié)構(gòu)；在數(shù)據(jù)源方面，GIS是一個(gè)多源的系統(tǒng)，GPS和RS不是GIS的全部的數(shù)據(jù)源，它更多地采用地圖數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其他的數(shù)據(jù)源；在數(shù)據(jù)分析能力上，遙感技術(shù)主要處理遙感圖像的操作和分析，而GIS不僅具備一般圖形分析和操作的能力，還進(jìn)一步提高了模型分析的能力。5.GIS與測(cè)量學(xué)的關(guān)系

測(cè)量學(xué)是地理信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來(lái)源之一，可為GIS的空間定位提供數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)是一個(gè)資源用量巨大的國(guó)家，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)資源的需求也越來(lái)越多。目前存在的問(wèn)題是對(duì)資源的監(jiān)控及合理利用程度不夠，造成了嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象。GIS技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)空間信息分析技術(shù)，在資源與環(huán)境等應(yīng)用領(lǐng)域中，它發(fā)揮著技術(shù)先導(dǎo)的作用。

GIS技術(shù)可以有效地管理具有空間屬性的各種資源環(huán)境信息，從而對(duì)資源環(huán)境管理和實(shí)踐模式進(jìn)行快速和重復(fù)的分析測(cè)試，便于制定決策和進(jìn)行科學(xué)的、基于政策標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)；有效地對(duì)多個(gè)時(shí)期的資源環(huán)境狀況及生產(chǎn)活動(dòng)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和分析比較；將數(shù)據(jù)收集、空間分析和決策過(guò)程綜合為一個(gè)共同的信息流，能明顯地提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，為解決資源環(huán)境問(wèn)題及保障可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。在GIS未來(lái)的發(fā)展道路，適應(yīng)目前的國(guó)情，在土地利用規(guī)劃、景觀生態(tài)保護(hù)、防災(zāi)減害、環(huán)境保護(hù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)管理、礦產(chǎn)資源管理和水資源管理中的應(yīng)用上將會(huì)有更大的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：

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[4] 胡祥培，劉偉國(guó)，王旭茵.地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用 [M]北京：電子工業(yè)出版社，2011.6。

第二篇：城市地理信息系統(tǒng)課程論文

城市地理信息系統(tǒng)課程論文

姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)： 指導(dǎo)老師： 日期：

李想 *** 地理信息科學(xué)

李春杰 2016年 6月 12 日

淺談城市地理信息系統(tǒng)的原理與應(yīng)用

摘要：城市地理信息系統(tǒng)（UGIS）是GIS技術(shù)在城市空間的綜合應(yīng)用，是將反應(yīng)城市現(xiàn)狀、規(guī)劃、變遷的各類空間數(shù)據(jù)（如地形、地貌、建筑物、道路、綜合管線等）以及描述這些空間特性數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、輸出的一門(mén)綜合性空間信息系統(tǒng)，它是在GIS技術(shù)高度發(fā)展和城市科學(xué)研究對(duì)信息數(shù)據(jù)處理的技術(shù)手段要求不斷提高的前提下產(chǎn)生的，城市地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理中有著極其重要的意義。

本系統(tǒng)是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市各種空間和非空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用，以處理城市各種空間實(shí)體及其關(guān)系為主的技術(shù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、安全性、易操作性、可擴(kuò)展性、開(kāi)放性和運(yùn)行高效性，完全達(dá)到規(guī)劃業(yè)務(wù)處理、圖形瀏覽、網(wǎng)絡(luò)查詢等日常工作要求。

本文將對(duì)城市地理信息系統(tǒng)的基本概念及其構(gòu)成、發(fā)展和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行闡述，并對(duì)基于GIS建立城市地理信息系統(tǒng)做了深入的研究。在分析了基于ArcGIS軟件建立城市地理信息系統(tǒng)的可行性基礎(chǔ)上，提出了設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)組織模式和功能模塊劃分方法等；其次，實(shí)現(xiàn)城市地理信息系統(tǒng)的查詢、統(tǒng)計(jì)、緩沖區(qū)分析很功能模塊，并解決了最短路徑查詢問(wèn)題；追蹤建立了基于ArcGIS的城市地理信息系統(tǒng)。

關(guān)鍵字：城市地理信息系統(tǒng)；信息服務(wù)；數(shù)據(jù)處理；GIS

一、城市地理信息系統(tǒng)的概念

城市地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“UGIS”。它是GIS的一個(gè)分支，是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市各種空間和非空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用，以處理城市各種空間實(shí)體及其關(guān)系為主，滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對(duì)空間信息的需求，同時(shí)借助其特有的空間分析功能和可視化表達(dá)，進(jìn)行各種輔助決策的技術(shù)系統(tǒng)。它是城市基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是一種城市現(xiàn)代化管理、規(guī)劃和科學(xué)決策的先進(jìn)工具。其應(yīng)用由各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、電信基礎(chǔ)設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)站群、信息化終端、城市空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)、城市綜合信息平臺(tái)等要素組成。

目前在我國(guó)的電子政務(wù)和城市信息化建設(shè)中，GIS收到了廣泛的關(guān)注。作為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息與空間位置配準(zhǔn)的重要手段，GIS也已經(jīng)開(kāi)始融入到許多日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，為提高管理和決策的定量化、科學(xué)化發(fā)揮著不可替代的作用。

二、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況

國(guó)際上的城市地理信息系統(tǒng)研究始于 70 年代初、中期，經(jīng)過(guò) 20 多年的迅猛發(fā)展，目前發(fā)達(dá)國(guó)家已將它作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施之一，用于城市動(dòng)態(tài)管理和規(guī)劃發(fā)展.并將它作為對(duì)城市重大問(wèn)題和突發(fā)性事件進(jìn)行科學(xué)決策的現(xiàn)代化手段。美國(guó)、日本、澳大利亞等許多國(guó)家在城市規(guī)劃、市政工程、交通設(shè)施、公共服務(wù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面都廣泛應(yīng)用城市地理信息系統(tǒng)，美國(guó)首都華盛頓持區(qū)啟用 34 個(gè)城市信息子系統(tǒng)進(jìn)行城市動(dòng)態(tài)管理，定時(shí)發(fā)布交通狀況信息，導(dǎo)向車輛運(yùn)行，即一成功范例。

我國(guó)城市地理信息系統(tǒng)研究以遙感為先導(dǎo)，1980年在天津和 1983 年在京、津、渤地區(qū)都進(jìn)行了有益的探索。1989 年利用世界銀行貸款正式在常州、洛陽(yáng)和沙市三個(gè)中等城市進(jìn)行城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的研究探索和建設(shè)。1999 年后，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化進(jìn)程的加快，特別在經(jīng)濟(jì)特區(qū)和東南沿海城市，對(duì) UGIS 的需求出現(xiàn)了一股熱潮，加大了資金和技術(shù)投入。深圳、廣州等城市的 UGIS 建設(shè)已進(jìn)入城市管理和規(guī)劃的業(yè)務(wù)應(yīng)用階段。我國(guó)在城市信息的查詢、數(shù)據(jù)和信息的更新、土地規(guī)劃和房地產(chǎn)管理的計(jì)算機(jī)化、城市問(wèn)題的分析評(píng)價(jià)與科學(xué)決策等方面, 在不同程度上借助 UGIS 這一先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)生了非常明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

總體上講，我國(guó)的城市 GIS 目前己逐步趨于成熟。UGIS 作為城市管理和決策的現(xiàn)代化工具已被許多城市列為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)進(jìn)行建設(shè)。由于它具有綜合信息的存儲(chǔ)、分析、交換和服務(wù)的功能, 可為城市規(guī)劃、管理和建設(shè)的定量化、科學(xué)化以及各類信息的進(jìn)行快速查詢和分析提供先進(jìn)的技術(shù)手段和方法,并為決策提供輔助支持。因此, 城市地理信息系統(tǒng)是數(shù)字城市不可缺少的工具。當(dāng)前，城市 GIS 技術(shù)更加成熟并呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、分布式、集成化、組件化和三維可視化的發(fā)展趨勢(shì)。

三、城市地理信息系統(tǒng)的原理

城市地理信息系統(tǒng)是由硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市各種空間、非空間數(shù)據(jù)的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新，并以處理城市各種空間實(shí)體及其關(guān)系為主的技術(shù)系統(tǒng)。城市地理信息系統(tǒng)是一種城市現(xiàn)代化管理，規(guī)劃和科學(xué)決策的先進(jìn)工具，由數(shù)據(jù)、硬件和網(wǎng)絡(luò)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)隊(duì)伍以及組織管理五大要素構(gòu)成。通過(guò)建立城市地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種信息的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)算機(jī)化，從而達(dá)到統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)共享和促進(jìn)辦公自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)信息的快速查詢檢索，實(shí)時(shí)交換以及可視化表達(dá)和輸出，逐步形成一個(gè)以計(jì)算機(jī)為核心的城市動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，對(duì)城市實(shí)行現(xiàn)代化管理。通過(guò)建立不同的分析模型和輔助決策支持系統(tǒng)，對(duì)城市城市綜合管網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，提出方案，供主管部門(mén)

決策參考。

四、城市地理信息系統(tǒng)的基本要求 1.數(shù)據(jù)輸入輸出方面

系統(tǒng)應(yīng)具有完善的地形和管線圖形及屬性信息的輸入編輯功能，保證基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和管線數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性、安全性、現(xiàn)勢(shì)性。能夠讓數(shù)據(jù)維護(hù)人員方便地輸入各種數(shù)據(jù)和地形圖，包括對(duì)圖形的各種方式的輸入（文本、手工、轉(zhuǎn)換等）和編輯功能（增加、刪除、修改、移動(dòng)），對(duì)屬性數(shù)據(jù)的輸入和編輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能（復(fù)制、刪除、修改等）。

系統(tǒng)應(yīng)具有完善的數(shù)據(jù)接口，能夠方便可靠地進(jìn)行各類數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出。系統(tǒng)需要提供一些必要的輔助工具來(lái)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，如屬性錄入情況檢查、屬性庫(kù)清潔、圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一致性檢測(cè)等。

2.管理與分析功能

系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)功能，完成對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的查詢。統(tǒng)計(jì)和分類管理，并可以根據(jù)查詢或統(tǒng)計(jì)的結(jié)果生成滿足要求的報(bào)表、圖形等信息。系統(tǒng)應(yīng)具備建立正確的政府決策支持模型的能力，從而為政府的宏觀決策提供信息支持。系統(tǒng)要具有功能強(qiáng)大的專業(yè)圖形制作功能，能為政府決策、規(guī)劃建設(shè)等提供詳實(shí)的專業(yè)圖形和報(bào)表資料，如平面圖、帶狀圖、縱橫斷面圖等。系統(tǒng)要有較為完整的符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)庫(kù)，使得圖形數(shù)據(jù)的表示準(zhǔn)確可靠。

3.系統(tǒng)的可靠性與易用性

系統(tǒng)要具有較高的安全性，包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、系統(tǒng)使用的安全管理和系統(tǒng)正常運(yùn)行管理等，并提供相應(yīng)的安全管理工具。系統(tǒng)在界面功能的開(kāi)發(fā)上，要符合目前國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及管理的一些習(xí)慣，使系統(tǒng)容易掌握和使用。系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)方面要簡(jiǎn)單、實(shí)用，并具有較高的安全保障。系統(tǒng)要有較靈活的圖形顯示和管理功能，是用戶能夠較為自由地選擇自己的顯示方式，體現(xiàn)個(gè)性化的表達(dá)特點(diǎn)。

五、城市地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 1.城市規(guī)劃管理

國(guó)際上的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)研究始于 20 世紀(jì)70 年代初期，經(jīng)過(guò)近30 年的迅猛發(fā)展，目前發(fā)達(dá)國(guó)家已將城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)作為城市現(xiàn)代化標(biāo)志與重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，用于城市動(dòng)態(tài)管理和規(guī)劃發(fā)展，并將它作為對(duì)城市重大問(wèn)題和突發(fā)性事件進(jìn)行科學(xué)決策的現(xiàn)代化手段。城市規(guī)劃管理系統(tǒng)的主要功能包括文

檔管理和圖形管理。其中文檔管理包括數(shù)據(jù)錄入、傳輸、案件處理、結(jié)案處理、監(jiān)督處理、統(tǒng)計(jì)、輸出等；圖形管理包括圖形數(shù)據(jù)的輸入與輸出、編輯、專題圖

生成與調(diào)用、動(dòng)態(tài)更新、查詢等。2.城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的專業(yè)性更強(qiáng)，它是規(guī)劃管理工作的基礎(chǔ)。城市規(guī)劃設(shè)計(jì)遠(yuǎn)比其他設(shè)計(jì)對(duì)空間信息的依賴程度更大。首先通過(guò) 3S 等技術(shù)可以直接的將現(xiàn)實(shí)中 的地形、地貌、建筑物等信息輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使規(guī)劃設(shè)計(jì)依據(jù)更加準(zhǔn)確及時(shí)。其次，通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)繪制出符合要求的城市發(fā)展藍(lán)圖。第三，可以采用仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、比較和瀏覽用于與實(shí)際效果的比較及發(fā)展預(yù)測(cè)。最后，還可根據(jù)社會(huì)公眾的意見(jiàn)及時(shí)修改和調(diào)整，使城市的規(guī)

劃設(shè)計(jì)方案更加符合城市的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展各方面的要求。以四川山水畫(huà)卷風(fēng)格生態(tài)人文濱江城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案為例

3.城市交通管理

在城市道路建設(shè)方面，可以對(duì) 3S 系統(tǒng)所產(chǎn)生的城市空間信息充分利用，對(duì)城市的道路進(jìn)行合理布局與規(guī)劃，利用動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行仿真、模擬，進(jìn)行評(píng)估，使方案滿足需要的同時(shí)又能預(yù)留出一定的發(fā)展空間。在交通工具方面，對(duì)公共車輛配置 GPS 接收設(shè)備，對(duì)車輛進(jìn)行導(dǎo)航。市民出行可以辦理公交智能卡，方便快捷。在交通管理方面，城市 GIS 將城市道路系統(tǒng)與交通管理部門(mén)需要的交通管理信息疊加，通過(guò)信號(hào)燈管理、警力配置系統(tǒng)，每輛車配的置的專用傳感器，可使設(shè)置在路邊的信號(hào)采集設(shè)備及時(shí)將每輛車在城市中的流動(dòng)情況反饋到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心將采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的交通規(guī)劃全景情況進(jìn)行分析、對(duì)比并將結(jié)果送往指揮中心，指揮中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)相關(guān)路段的交通信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)信號(hào)的變化對(duì)交通流量進(jìn)行調(diào)度。

以道路選線（成本距離分析）為例

分辨率不一致，輸出數(shù)據(jù)中分辨率（比例尺不同，即數(shù)據(jù)精度不同，輸出數(shù)

據(jù)以精度最高的輸入數(shù)據(jù)中的最低精度），坡度（elevation）的分辨率為25，選擇用高程數(shù)據(jù)做出坡度圖，選擇拉伸的著色方式對(duì)其進(jìn)行重分類，對(duì)不同地類賦予相應(yīng)的工程成本值，新建字段，為短整型，將lu_cost的值轉(zhuǎn)換給value，用重分類工具，加載導(dǎo)入數(shù)據(jù)后點(diǎn)在進(jìn)行賦值，設(shè)置環(huán)境，把分辨率設(shè)置為和坡度一致，然后綜合考慮坡度修路成本的影響和土地利用對(duì)修路成本的影響的因素，分別復(fù)制為0.6和0.4，以為坡度的影響比較大，利用成本距離計(jì)算公式基本成本距離，然后計(jì)算成本方向，將結(jié)果轉(zhuǎn)為矢量圖輸出即為最終結(jié)果。

4.城市地下管線管理

城市綜合地下管線管理系統(tǒng)就是指利用 GIS 技術(shù)和其他專業(yè)技術(shù)，采集、管理、更新、分析和處理地下管線數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。在城市 GIS 應(yīng)用中，對(duì)每一個(gè)地下管線都有一個(gè)空間定位，根據(jù)空間信息可以制作出能反映地下管線狀況的數(shù)字地圖，將不同的管線圖疊加到數(shù)字地形圖上，就可以顯示出不同管線

在同一標(biāo)準(zhǔn)地形圖上的準(zhǔn)確位置，同時(shí)將管線的屬性數(shù)據(jù)輸入到根據(jù)管網(wǎng)圖形信息而建立的屬性信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，使二者一致，即可以通過(guò)圖形信息查閱其屬性信息，又能檢索屬性數(shù)據(jù)也可直觀地查詢到管線位置的圖形。這樣一方面，在進(jìn)行城市建設(shè)過(guò)程中可以及時(shí)查清建設(shè)項(xiàng)目所在位置地下管線的分布情況，避免因建設(shè)工地地下信息不清造成重大損失，同時(shí)也可以合理布局。另一方面，各部分還可以建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對(duì)這些數(shù)據(jù)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理和更新。

5.城市水資源管理與配置應(yīng)用

應(yīng)用 GIS，可以從空間上、時(shí)間上徹底了解水資源的現(xiàn)狀與變化發(fā)展，奠定水資源管理所需要的數(shù)字基礎(chǔ)；可以直觀表現(xiàn)水資源狀況，更好地認(rèn)識(shí)水資源的變化規(guī)律；為水資源管理提供直觀、系統(tǒng)、科學(xué)的管理工具；可以規(guī)范管理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息共享，便于各部門(mén)數(shù)據(jù)的交換，改進(jìn)和完善水資源調(diào)度管理與數(shù)據(jù)更新維護(hù)機(jī)制。在配置方面，要在制水過(guò)程中建立數(shù)字化系統(tǒng)，包括配給、過(guò)濾、生產(chǎn)、供應(yīng)等全過(guò)程。同時(shí)在數(shù)字地圖基礎(chǔ)上建立供水監(jiān)控系統(tǒng)，利用 GPS定位與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相連，隨時(shí)將大范圍的監(jiān)測(cè)信息反饋到中央控制中心，保障供水的需要。

6.房地產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用

將 GIS 引入房地產(chǎn)管理是對(duì)傳統(tǒng)房地產(chǎn)管理方式的一個(gè)突破，它標(biāo)志著房地產(chǎn)管理走向更加成熟、更加規(guī)范的管理模式。其總體功能結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

圖 1 城市房地產(chǎn)管理信息系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu) 城市房地產(chǎn)信息系統(tǒng)的建立既滿足目前國(guó)內(nèi)房產(chǎn)管理部門(mén)所迫切需要的自動(dòng)化辦公要求，又具有處理速度快、精度高、分析科學(xué)、查詢方便、圖形和屬性一體化管理、界面友好的特點(diǎn)。同時(shí), 隨著計(jì)算機(jī)在房產(chǎn)管理部門(mén)的普及, MIS 技術(shù)的完善, 建立一套滿足房產(chǎn)管理的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、科學(xué)、高效的辦公系統(tǒng)，使房產(chǎn)管理部門(mén)通過(guò)系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)的整體鏈接，從而使房產(chǎn)管理部門(mén)之間形成統(tǒng)一的整體。

7.政府決策支持方面

城市 GIS 應(yīng)用的建設(shè)過(guò)程中，很多應(yīng)用領(lǐng)域都以政府管理的需求與應(yīng)用為主導(dǎo)和發(fā)展方向。為政府部門(mén)提供多方面的交流，及時(shí)的數(shù)據(jù)和信息，是減少

政府決策失誤的有力保證。如城市遭受自然災(zāi)害的情況時(shí)有發(fā)生，建立相應(yīng)的系統(tǒng)和電子地圖就可以對(duì)現(xiàn)狀作出及時(shí)判斷和分析，對(duì)災(zāi)害影響和災(zāi)情發(fā)展進(jìn)行模擬，系統(tǒng)根據(jù)模擬結(jié)果提出緊急響應(yīng)方案，政府根據(jù)方案立即部署，同時(shí)采取行動(dòng)以最大限度地減少損失。災(zāi)后還要評(píng)估災(zāi)情，及時(shí)作出災(zāi)后重建工作規(guī)劃。特別是 3S 等為基礎(chǔ)的高新技術(shù)的應(yīng)用，為政府在制訂有關(guān)城市可持續(xù)發(fā)展的政策方面提供更加客觀、科學(xué)、可靠的決策依據(jù)。

七、總結(jié)

在GIS眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中，城市是應(yīng)用最早、最成功、最活躍的領(lǐng)域之一，我國(guó)的城市GIS目前已逐步趨于成熟，這種成熟不僅表現(xiàn)在GIS開(kāi)發(fā)商上，更主要體現(xiàn)在GIS用戶身上。在我國(guó)現(xiàn)代城市中，信息量急劇膨脹，社會(huì)管理日益復(fù)雜，對(duì)城市管理手段的要求越來(lái)越高。面對(duì)有限的空間資源，如何使之產(chǎn)生最大的效益，是城市管理面臨的共同課題。針對(duì)現(xiàn)代城市的社會(huì)空間結(jié)構(gòu)，利用 UGIS技術(shù)，實(shí)施戰(zhàn)略信息綜合管理是一項(xiàng)面向未來(lái)的具有重大意義的事業(yè)。由于GIS本身的特點(diǎn)，過(guò)去建立起來(lái)的城市GIS系統(tǒng)的實(shí)際效益在未來(lái)幾年將會(huì)逐步顯示出來(lái)，人們的認(rèn)識(shí)會(huì)進(jìn)一步提高，城市GIS的生命力將愈加旺盛，并將會(huì)發(fā)揮應(yīng)有的、符合其特點(diǎn)的作用，城市GIS也將真正走向產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。作為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與空間位置配準(zhǔn)的重要手段，GIS也已經(jīng)開(kāi)始融入到許多日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，為提高管理和決策的定量化、科學(xué)化發(fā)揮著不可替代的作用。21世紀(jì)我國(guó)的城市將會(huì)有更大的發(fā)展，城市的發(fā)展將給城市GIS技術(shù)帶來(lái)新的機(jī)遇。城市GIS雖然面臨挑戰(zhàn)，但未來(lái)無(wú)限光明。

第三篇：美國(guó)地理信息系統(tǒng)GIS研究方向及就業(yè)前景

愛(ài)迪歐環(huán)球留學(xué) 出國(guó)留學(xué)申請(qǐng)高端品牌

美國(guó)地理信息系統(tǒng)GIS研究方向及就業(yè)前景

來(lái)源：愛(ài)迪歐環(huán)球留學(xué)（）

近年來(lái)，國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略把地理信息系統(tǒng)專業(yè)(GIS)人才的需求推向了前所未有的高度，使得該專業(yè)成為為數(shù)不多的人才供不應(yīng)求的熱門(mén)專業(yè)之一。地理信息系統(tǒng)專業(yè)遠(yuǎn)沒(méi)有想象中的那么神秘。下小編給為廣大學(xué)生總結(jié)一下GIS專業(yè)的申請(qǐng)。

一、專業(yè)細(xì)分：

1.GIS 地理信息系統(tǒng)

2.RS 遙感技術(shù)

3.人文地理/規(guī)劃

4.自然地理/生態(tài)環(huán)境

二、核心課程：

GIS Algorithms and Data Structures

Cartography and Geographic Visualization

GIS Data Analysis

Cognitive Geography and Geographical Cognition

Database Design for Geographic Information Systems

Programming in Geographic Information Science

Advanced Research Methods in Geography

三、研究方向

美國(guó)大學(xué)一般將地理信息系統(tǒng)碩士課程開(kāi)設(shè)在地理系。2002年，美國(guó)大學(xué)地理信息科學(xué)協(xié)會(huì)(UCGIS)為地理信息系統(tǒng)劃分了19個(gè)研究方向，這19個(gè)方向又可以歸屬于地理數(shù)據(jù)的收集、處理、分析與表達(dá)四個(gè)階段。

在地理數(shù)據(jù)的獲取和收集過(guò)程中，GIS主要研究地理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和不確定性(Uncertainty in Geographic Information)。地理數(shù)據(jù)通常通過(guò)野外測(cè)量、數(shù)字化、遙感等手段獲得，獲取過(guò)程中不可避免地存在誤差。

隨著中國(guó)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和更新以及全球地理信息數(shù)據(jù)共享熱潮的到來(lái)，地理信息的組織和管理過(guò)程是當(dāng)前國(guó)內(nèi)GIS領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，在中國(guó)有著最為廣泛 的實(shí)踐和應(yīng)用空間。其中較為熱門(mén)的研究方向包括空間認(rèn)知(Spatial Cognition)、海量數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)構(gòu)體系(Institutional Aspects of Spatial Data Infrastructure)、空間本體論(Spatial Ontologies)、空間決策支持系統(tǒng)(Spatial Decision Support System)、時(shí)空數(shù)據(jù)關(guān)系及建模(Space and Space/Time Analysis and Modeling)、GIS和RS技術(shù)的集成(Incorporating Remotely Sensed Data and Information in GIS)、時(shí)空數(shù)據(jù)語(yǔ)義研究(Geospatial Semantic Web)、空間數(shù)據(jù)共享以及互操作研究(Integration)等。

地理信息數(shù)據(jù)獲取手段的不斷豐富和提高使得地理信息數(shù)據(jù)量正在以驚人的速度增長(zhǎng)，海量的地理數(shù)據(jù)正在等待GIS專家進(jìn)行分析和利用，地理數(shù)據(jù)背后隱藏的巨大潛力仍有待挖掘。鑒于此，國(guó)外目前的GIS研究熱點(diǎn)集中在地理信息的分析和表達(dá)過(guò)程，其中最為熱門(mén)的研究方向包括與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)地理服務(wù)(GeoWeb)、與計(jì)量地理有關(guān)的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(Geo-computation)、空間數(shù)據(jù)挖掘(Geographic Data Mining and Knowledge Discovery)、應(yīng)急反應(yīng)中的數(shù)據(jù)獲取和分析(Emergency Data Acquisition and Analysis)、空間信息可視化和虛擬地理環(huán)境(Visualization)、社會(huì)背景中GIS的表達(dá)以及GIS在公眾信息傳播中的研究(GIS and Society)等。

四、特色院校介紹：

University of California — Santa Barbara(加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校)

該校擁有全美研究水平最高、實(shí)驗(yàn)室最多、研究方向最全的地理系，同時(shí)也是GIS界大牛Michael F.Goodchild的大本營(yíng)，科研經(jīng)費(fèi)充裕，NCGIA(National Center for Geographic Information & Analysis美國(guó)國(guó)家地理信息分析中心)三校之一。研究方向主要側(cè)重于地理建模、地理分析、遙感分析以及地理信息可視化。盡管該系對(duì)申請(qǐng)者的官方要求最低，只有GPA 3.25、GRE 1100、TOEFL 80分，但從以往的錄取結(jié)果來(lái)看，每年中國(guó)只只有不超過(guò)兩個(gè)本科生申請(qǐng)者能進(jìn)入該地理系攻讀MA/PhD學(xué)位。

Penn State University(賓州州立大學(xué))

該校地理系成立于1945年，目前有30名教授和副教授，27名碩士生以及50名博士生。GIS Science 在賓州州立大學(xué)地理系下作為一個(gè)獨(dú)立的方向單獨(dú)存在。主要研究方向偏重GIS應(yīng)用而非理論研究，例如GIS在人口/環(huán)境/土地利用/生態(tài)研究中的應(yīng)用和表 達(dá)，并有針對(duì)地理建模、地理信息可視化等的研究。申請(qǐng)中同時(shí)接受托福和雅思成績(jī)，對(duì)于托福的總分最低要求為80分，同時(shí)口語(yǔ)部分需要達(dá)到19分。

Ohio State University(俄亥俄州立大學(xué))

該校地理系的空間分析方法研究具有悠久的歷史。目前主要研究方向還包括空間分析在城市規(guī)劃、人文等方面的應(yīng)用。此外土木和環(huán)境系下也有部分老師從事GIS 研究。該校與中國(guó)多所學(xué)校有研究合作項(xiàng)目，對(duì)中國(guó)學(xué)生的認(rèn)可度較高，但近年來(lái)系里申請(qǐng)到的研究經(jīng)費(fèi)有所下降，因此獎(jiǎng)學(xué)金獲得的可能性降低。

SUNY-Buffalo(紐約州立大學(xué)水牛城分校)

雖然該校綜合排名不高，但GIS相當(dāng)出名，是NCGIA三校之一，學(xué)術(shù)會(huì)議比較多，研究方向覆蓋GIS的諸多研究領(lǐng)域。另外，水牛城的地理系還是中國(guó)人聚集的地方，有好幾位做GIS的中國(guó)教授，碩士申請(qǐng)難度較小，但博士獎(jiǎng)學(xué)金很難申請(qǐng)到。因?yàn)槭侵萘W(xué)校的緣故，一年的學(xué)費(fèi)和生活費(fèi)的總和不超過(guò)20萬(wàn)元人民幣。

Arizona State University(亞利桑那州立大學(xué))

該校的地理科學(xué)學(xué)院擁有眾多GIS大牛，空間分析和Geo-computation方向的研究尤其出色，科研經(jīng)費(fèi)充足。除M.A./Ph.D.in Geography外，該校還提供Masters of Advanced Study(M.A.S.)in Geographic Information Systems、Geographical Information Science Certificate等職業(yè)學(xué)位。申請(qǐng)者GRE成績(jī)需達(dá)到總分1150，寫(xiě)作3.5以上。托福和雅思成績(jī)同時(shí)接受，需要達(dá)到托福80分或雅思6.5分。

四、美國(guó)就業(yè)前景：

地理信息系統(tǒng)GIS去美國(guó)留學(xué)還是有一定數(shù)量的同學(xué)申請(qǐng)?jiān)搶I(yè)的，下面王晨晨老師來(lái)介紹以下地理信息系統(tǒng)專業(yè)就業(yè)情況，以及GIS畢業(yè)生可以從事哪些領(lǐng)域的工作，為大家清晰未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃，以此來(lái)選擇專業(yè)。

地理信息系統(tǒng)專業(yè)的入門(mén)要求低，但發(fā)展方向比較多，提高的空間很大。可以做GIS Application Development.這類職位主要是要求具有GIS的基本概念和知識(shí)。同時(shí)具有電腦開(kāi)發(fā)的背景。這類工作的特點(diǎn)是：具有程序開(kāi)發(fā)職位的薪水，但沒(méi)有那么大的電腦新知識(shí)和技能更新的壓力。主要工作是根據(jù)需要，在一些GIS軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)(面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)環(huán)境)。只需要跟進(jìn)所涉及的二次開(kāi)發(fā)的 GIS軟件的更新就可以了。

建立模型，數(shù)據(jù)分析與管理：這需要與自己的專業(yè)背景相結(jié)合，掌握GIS 技術(shù)，將這種數(shù)據(jù)處理與分析的工具更好地運(yùn)用到自己的專業(yè)工作中去。大多數(shù)的移民朋友都具有非常優(yōu)秀的專業(yè)知識(shí)和工作背景，如果再加上GIS的背景，就會(huì)幫助移民朋友更容易地找到專業(yè)工作，并且容易成為具有良好發(fā)展前景的高級(jí)專業(yè)人才。

數(shù)據(jù)生成，編輯，轉(zhuǎn)換，集成與管理。這只需要具有基本的GIS的知識(shí)背景，電腦的基本操作能力，經(jīng)過(guò)培訓(xùn)就能勝任了。Toronto 有大量的數(shù)據(jù)處理公司，政府各部門(mén)也有大量的GIS數(shù)據(jù)需要處理與更新。這種職位多，而且容易謀到。

一般具有電腦，建筑，土木，地質(zhì)，地理，交通，測(cè)量，商業(yè)分析，銷售，統(tǒng)計(jì)，機(jī)械，城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃，遙感，測(cè)量，制圖以及有AUTOCAD經(jīng)驗(yàn)的移民朋友在經(jīng)過(guò)本課程的培訓(xùn)之后，均能快捷地找到專業(yè)工作。GIS是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。它是多學(xué)科交叉發(fā)展的產(chǎn)物，并隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷完善更新。因此，適合具有不同學(xué)科背景的移民朋友涉足。

就業(yè)方向：聯(lián)邦，省，市，縣等各級(jí)政府部門(mén)，如自然資源部，環(huán)境部，交通部等等;數(shù)據(jù)處理公司，測(cè)量公司，商業(yè)分析行業(yè)，如銀行，保險(xiǎn)公司，房地產(chǎn)公司，Wal-mart, Canadian-Tire, Soya Bean, McDonald, TTC實(shí)時(shí)交通控制與管理等。

五、國(guó)內(nèi)就業(yè)前景：

目前來(lái)看，地理信息系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)生可以在城市建設(shè)、國(guó)土規(guī)劃、市政建設(shè)、土地勘測(cè)、測(cè)繪等單位找到適合自己發(fā)揮專業(yè)技能的空間，當(dāng)然還有各類高技術(shù)公司。

學(xué)生工作后主要從事運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)開(kāi)發(fā)各種信息系統(tǒng)的工作，具體內(nèi)容則依據(jù)工作單位類型的不同，開(kāi)發(fā)各種地理信息系統(tǒng)并進(jìn)行維護(hù)，應(yīng)該說(shuō)，這是一知識(shí)密集型的工作，要求學(xué)生掌握充分體現(xiàn)區(qū)域地理綜合特征的地圖編制理論技術(shù)，具有地圖測(cè)繪、計(jì)算機(jī)制圖與地圖印、制、繪

等方面扎實(shí)的基本功。同時(shí)，由于地理信息系統(tǒng)是一個(gè)快速發(fā)展的學(xué)科，因此，還要求學(xué)生有不斷吸收本學(xué)科新理論和新技術(shù)的能力。因此，只要認(rèn)真完成在校學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)踐的訓(xùn)練，畢業(yè)生走入工作崗位是完全可以勝任的。

六、美國(guó)地理信息系統(tǒng)專業(yè)哪個(gè)方向最好就業(yè)

美國(guó)地理信息系統(tǒng)專業(yè)就業(yè)情況怎么樣?這是很多想申請(qǐng)?jiān)搶I(yè)的學(xué)生非常關(guān)心的問(wèn)題，美國(guó)的geophysics 開(kāi)設(shè)master的學(xué)校比例不大。在master里，最好就業(yè)的是GIS(Geographic Information System)這個(gè)方向，但是在geophysics 下學(xué)習(xí)GIS的學(xué)生畢業(yè)之后的起薪是不及CS和EE下GIS的學(xué)生的。第二個(gè)好就業(yè)的方向是遙感測(cè)繪這一塊。其他的方向基本上都很難就業(yè)，就只有PhD到底了。

第四篇：燃?xì)獾乩硇畔⑾到y(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

燃?xì)獾乩硇畔⑾到y(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

2010-3-23白連明 儲(chǔ)強(qiáng) 宋桂平

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摘要：闡述了地理信息系統(tǒng)的基本功能及在燃?xì)夤镜膽?yīng)用前景，探討了系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)注意的問(wèn)題，給出了系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用的兩點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；燃?xì)夤芫W(wǎng)；空間數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)

Construction and Application of Gas Geographic Information System

BAI Lian-ming，CHU Qiang，SONG Gui-ping

Abstract：The basic functions of GIS and its application prospect in gas companies are described.The problems to which attention should be paid in the system construction are discussed.Two suggestions on the system construction and application are offered.Key words：geographic information system(GIS)；gas network；spatial data；attribute data概述

宜興市燃?xì)夤芫W(wǎng)始建于1995年，近年來(lái)城市建設(shè)飛速發(fā)展，燃?xì)庥脩舸蠓仍黾樱細(xì)夤芫W(wǎng)不斷延伸，目前已有地下燃?xì)夤芫W(wǎng)近1000km。管網(wǎng)資料越積越多，同一處管道由于改造變更可能出現(xiàn)多份資料，以傳統(tǒng)方式保存燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)和資料，信息分散且容易遺失，給管理帶來(lái)諸多困難。改變傳統(tǒng)落后的管理手段，實(shí)現(xiàn)城市燃?xì)庖?guī)劃、發(fā)展、服務(wù)、管理的科學(xué)化、規(guī)范化、自動(dòng)化，建設(shè)城市燃?xì)獾乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)是必由之路。

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS)是一種采集、處理、傳輸、儲(chǔ)存、管理、查詢、檢索、分析、表達(dá)和應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析、處理和挖掘海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)、GIS，專業(yè)軟件、地理數(shù)據(jù)等組成。借助GIS，充分利用現(xiàn)有管道及地形數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管道空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、拓?fù)潢P(guān)系的一體化管理，可為燃?xì)夤芫W(wǎng)的維護(hù)維修、事故搶險(xiǎn)、業(yè)務(wù)分析提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，形成一套行之有效的燃?xì)夤芫W(wǎng)信息管理系統(tǒng)。

宜興港華燃?xì)庥邢薰綠IS建設(shè)于2004年，系統(tǒng)平臺(tái)為Intergraph公司專門(mén)面對(duì)燃?xì)庑袠I(yè)的G/Gas產(chǎn)品。本文結(jié)合宜興港華GIS的特點(diǎn)，主要針對(duì)燃?xì)夤綠IS探討其基本功能、應(yīng)用及建設(shè)情況。系統(tǒng)功能

2.1 基本功能

燃?xì)庠O(shè)施數(shù)據(jù)輸入是GIS最基礎(chǔ)的操作，也是系統(tǒng)平臺(tái)搭建完成之后需要進(jìn)行的首要工作，沒(méi)有數(shù)據(jù)輸入，系統(tǒng)功能就無(wú)從談起。GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入方式與目前燃?xì)夤境Ｓ玫腃AD繪圖軟件十分相似。系統(tǒng)除支持燃?xì)庠O(shè)施的矢量、空間輸入外，[1]

也支持各種燃?xì)庠O(shè)施屬性輸入，例如敷設(shè)方式(地下、地上等)、竣工時(shí)間、施工單位等等。一定規(guī)模的管道設(shè)施數(shù)據(jù)被輸入后，系統(tǒng)具備以下4個(gè)基本功能。

① 圖形打印

利用GIS強(qiáng)大的繪圖打印功能，除可以進(jìn)行常規(guī)打印設(shè)置外，還可進(jìn)行個(gè)性化頁(yè)面設(shè)置，如在打印頁(yè)面放置圖標(biāo)、比例、鑲嵌文本(Word、Excel)等，通過(guò)設(shè)置不同圖層的開(kāi)關(guān)、圖形比例、線型顏色等可以滿足不同目的的打印，輸出的GIS圖紙不同于傳統(tǒng)CAD或手繪竣工圖，它不僅可以準(zhǔn)確顯示燃?xì)庠O(shè)施的絕對(duì)位置，還可以清晰顯示與周邊參照物的相對(duì)位置，通過(guò)使用GIS圖紙可以提高燃?xì)夤竟艿姥膊椤⑿孤z測(cè)、管道維護(hù)的工作效率。

② 區(qū)域分析

進(jìn)行區(qū)域定義之后，通過(guò)系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域分析功能，可以查詢區(qū)域內(nèi)管道設(shè)施的數(shù)量及其各種屬性，并可按需輸出存檔、打印。此功能的應(yīng)用不僅能提高管網(wǎng)維修、搶修的工作效率，也能帶動(dòng)燃?xì)夤竟芾硭降恼w提升。

③ 事故追蹤

管道連接性追蹤功能可以較快地顯示與目標(biāo)管道及設(shè)施連接的設(shè)施(如閥門(mén))，可以幫助我們實(shí)現(xiàn)管道連接性追蹤、事故狀態(tài)分析等功能。用于指導(dǎo)管網(wǎng)事故處理，增強(qiáng)事故反應(yīng)能力，減少事故損失。在管網(wǎng)發(fā)生泄漏事故時(shí)迅速找出事故位置，自動(dòng)給出最優(yōu)閥門(mén)關(guān)閉方案及事故處理意見(jiàn)，迅速繪制出事故發(fā)生地點(diǎn)的管網(wǎng)圖及必須關(guān)閉的閥門(mén)的栓點(diǎn)圖，并可打印出停氣用戶名單。

④ 智能化位置查詢

隨著城市區(qū)域的不斷擴(kuò)大及管網(wǎng)的不斷延伸，GIS應(yīng)用途徑的不斷擴(kuò)展及使用人員的不斷增加，對(duì)系統(tǒng)智能化位置查詢功能的應(yīng)用愈加頻繁。位置顯示不僅可以按照設(shè)備編號(hào)定位，也可以按照道路名稱及交口位置快速定位。此外，瀏覽者可以通過(guò)簡(jiǎn)單設(shè)置以達(dá)到分層顯示及高亮顯示的目的。

2.2 應(yīng)用前景

① 客戶用氣管理

在進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)輸入時(shí)，添加諸如小區(qū)名稱、樓棟、立管等屬性，與公司現(xiàn)有客戶系統(tǒng)建立屬性連接之后，可以定期把客戶資料導(dǎo)入GIS，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在GIS查詢客戶資料及客戶用氣分析的功能。

② 管網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)管理

由于管網(wǎng)建設(shè)數(shù)量大、范圍廣、變化快，其固定資產(chǎn)管理一直是個(gè)難以解決的問(wèn)題。借助GIS，可以按照管網(wǎng)地理位置，按圖分區(qū)逐個(gè)管段、逐項(xiàng)管網(wǎng)設(shè)施地加以統(tǒng)計(jì)分析，并設(shè)立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，做到資產(chǎn)數(shù)量與實(shí)物相符，家底一覽無(wú)余。可以提供多種統(tǒng)計(jì)查詢方法，如按任意給定區(qū)域、按管徑、按使用年限、按管道材質(zhì)、按閥門(mén)種類等進(jìn)行單項(xiàng)或多項(xiàng)組合查詢，以便全面了解管網(wǎng)狀況。在管道設(shè)施屬性輸入時(shí)，通過(guò)投運(yùn)時(shí)間及維護(hù)時(shí)間等屬性的編輯管理，根據(jù)投用年限、運(yùn)行、維修及保養(yǎng)情況，進(jìn)行綜合分析，制定出維修及更換計(jì)劃，使設(shè)備整體處于最佳狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的動(dòng)態(tài)管理功能。

③ 圖檔管理

GIS管道設(shè)施的輸入以竣工圖為基礎(chǔ)，但成型的GIS管道圖形也不能完全代替竣工圖的相關(guān)功能，通過(guò)屬性的輸入可以建立竣工圖與GIS相應(yīng)設(shè)施的鏈接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)竣工圖的電子化管理，動(dòng)態(tài)更新、雙向查詢。另一方面，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD，將全部圖檔包括地形圖、管網(wǎng)布置圖、施工圖、竣工圖等矢量化，打印成光柵圖，以疊加打包方式保存，實(shí)現(xiàn)圖檔管理無(wú)紙化。

④ 市場(chǎng)開(kāi)發(fā)

通過(guò)GIS，能夠宏觀地看出管網(wǎng)的分布、管道的走向、管網(wǎng)的成環(huán)情況，這樣在實(shí)際的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)中就能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出新管道開(kāi)通時(shí)間，為用戶提供比較準(zhǔn)確的通氣時(shí)間；通過(guò)GIS瀏覽住宅區(qū)密度分布，為市場(chǎng)開(kāi)拓計(jì)劃提供直觀數(shù)據(jù)；通過(guò)GIS能夠查詢小區(qū)的實(shí)有住戶與現(xiàn)有燃?xì)庥脩簦瑸槭袌?chǎng)提供潛在客戶分析數(shù)據(jù)，這樣進(jìn)行市場(chǎng)開(kāi)拓具有針對(duì)性。

⑤ 管道規(guī)劃

利用地形圖庫(kù)與現(xiàn)狀管道庫(kù)的信息，按技術(shù)規(guī)范要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、方案比較，合理確定管徑、材質(zhì)、管位，判斷與建、構(gòu)筑物及地下現(xiàn)狀管道的水平間距、垂直間距，進(jìn)行綜合分析與協(xié)調(diào)。在施工前妥善解決所出現(xiàn)的問(wèn)題，將有利于工程進(jìn)展和費(fèi)用控制。一方面通過(guò)海量數(shù)據(jù)庫(kù)，大量詳細(xì)、準(zhǔn)確的空間信息，如地下各類管線資料、地上自然景觀、城市建筑等，為企業(yè)做出更全面、更完善的規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。另一方面通過(guò)GIS能夠精確地量算出設(shè)計(jì)管道的長(zhǎng)度，瀏覽實(shí)際的地形地貌情況，作出可行的管道走向設(shè)計(jì)，這樣通過(guò)GIS數(shù)據(jù)保證了設(shè)計(jì)的快捷性、合理性和可行性。系統(tǒng)建設(shè)

3.1 觀念

① GIS建設(shè)的必要性及重要性

傳統(tǒng)工作方式中，信息一般由圖紙、圖表描述，采用人工管理，甚至有些資料只存在于一些有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員的頭腦中，圖檔資料不齊全使管理一個(gè)龐大管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)力不從心。另外，大規(guī)模市政建設(shè)導(dǎo)致參考建筑日益變化，一些管網(wǎng)資料失去了原有價(jià)值，設(shè)備管理相當(dāng)困難，管網(wǎng)設(shè)計(jì)也很難優(yōu)化。為了徹底改變這一現(xiàn)狀，必須引入GIS來(lái)管理管網(wǎng)資料。管網(wǎng)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行維護(hù)等各方面。這就要求供氣企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和廣大員工要充分認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)建設(shè)的必要性和重要性，并應(yīng)建立新機(jī)制，切實(shí)加大投入。

② 規(guī)劃與分期實(shí)施

要建立一個(gè)功能強(qiáng)大的GIS，需要進(jìn)行良好的規(guī)劃，在規(guī)劃的指導(dǎo)下有目的有計(jì)劃地逐步實(shí)施。規(guī)劃一般包括GIS所涉及的信息及其來(lái)源、系統(tǒng)所應(yīng)有的功能、系統(tǒng)在供氣企業(yè)整體信息管理系統(tǒng)中的地位和作用及其連接方式、實(shí)施開(kāi)發(fā)所需時(shí)[2]

間和經(jīng)費(fèi)等內(nèi)容。運(yùn)用GIS建立供氣管網(wǎng)管理系統(tǒng)，其目標(biāo)和前景十分誘人，但是整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用需要較長(zhǎng)時(shí)間，不可能一蹴而就。應(yīng)該本著統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、邊建設(shè)邊應(yīng)用、有投入有效益的原則，既要為公司節(jié)約項(xiàng)目開(kāi)發(fā)資金，又要建立起穩(wěn)定可靠、切實(shí)可用的燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)。任何急功近利、急于求成、幻想一步到位的開(kāi)發(fā)思想，都是不切實(shí)際的。

3.2 軟硬件選擇

系統(tǒng)硬件包括由服務(wù)器及PC機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)，由打印機(jī)、繪圖儀與數(shù)字化儀器組成的外部設(shè)備。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、GIS軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等，常用GIS軟件有MapInfo、Arc/Info、ArcView、GeoStar、MapGIS等，常用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件有Foxpro、Access、Orcal等。系統(tǒng)在規(guī)劃及建設(shè)時(shí)，可根據(jù)具體情況做出合適的選擇，但系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)。

① 開(kāi)放性和易擴(kuò)展性

系統(tǒng)應(yīng)支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如TCP/IP、CORBA、COM/OLE、ODBC等；提供與常用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的接口，如SQL、Oracle、DB2等；提供與常用的應(yīng)用程序的接口，如Visual Basic、Visual C++、Delphi等；支持其他應(yīng)用程序，如Web Browsers；支持讀取不同格式的數(shù)據(jù)；支持與其他應(yīng)用程序的集成，如能實(shí)現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)、客戶系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)等應(yīng)用程序的集成。應(yīng)支持跨平臺(tái)操作，可以在Windows NT、UNIX、Linux等多種平臺(tái)上運(yùn)行，使在不同平臺(tái)上編寫(xiě)的代碼可以不加修改地直接移植。為了充分適應(yīng)燃?xì)馄髽I(yè)各種應(yīng)用需求的不斷變化和發(fā)展，GIS必須具有易擴(kuò)展的特點(diǎn)。

② 先進(jìn)性和針對(duì)性

GIS平臺(tái)必須具有先進(jìn)的技術(shù)和理念，從而滿足現(xiàn)有的、未來(lái)的復(fù)雜多樣的應(yīng)用需求。對(duì)不同的行業(yè)，其管理和運(yùn)行必然有著不同的特點(diǎn)，因此GIS平臺(tái)也應(yīng)該是一個(gè)充分針對(duì)行業(yè)特點(diǎn)而設(shè)汁的平臺(tái)，其內(nèi)核結(jié)構(gòu)應(yīng)該針對(duì)行業(yè)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。

③ 穩(wěn)定性和安全性

對(duì)GIS平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性，需要做好認(rèn)真的調(diào)研和論證。例如：是否支持多用戶并發(fā)處理；支持多用戶并發(fā)處理時(shí)，是否會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞甚至系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象；是否能夠高效地支持大量數(shù)據(jù)的存取和交換等。

④ 經(jīng)濟(jì)性

一個(gè)平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)性很大程度上取決于平臺(tái)帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)好處和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。一個(gè)優(yōu)秀的平臺(tái)，應(yīng)該能夠降低地圖數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和更新開(kāi)銷，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，最大程度地提高數(shù)據(jù)維護(hù)的效率，避免因數(shù)據(jù)不斷更新而造成成本增長(zhǎng)。另外，還應(yīng)具有較低的開(kāi)發(fā)成本和數(shù)據(jù)維護(hù)成本。

3.3 底圖選擇

GIS的空間數(shù)據(jù)是系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)類型，即明確表達(dá)管道等設(shè)施在什么位置(空間位置)的數(shù)據(jù)。其建立主要依靠城市地形圖，而近年來(lái)城市建設(shè)的速度非常快，需要經(jīng)常修測(cè)城市地形圖，而修測(cè)地形圖投入大，費(fèi)用高，企業(yè)難以承受。少數(shù)城市注[3][3]

重城市地形圖的管理，建立了統(tǒng)一協(xié)調(diào)、信息共享的管理體系，并且投入了大量資金，從而保證了地形圖能夠及時(shí)修測(cè)。地形圖數(shù)據(jù)一般有3個(gè)來(lái)源：①由當(dāng)?shù)匾?guī)劃測(cè)繪部門(mén)繪制；②由道路建設(shè)單位或小區(qū)開(kāi)發(fā)商提供；③燃?xì)夤緦?duì)舊管線建設(shè)地區(qū)自行測(cè)繪。對(duì)于眾多數(shù)據(jù)的處理，要注意這樣兩個(gè)問(wèn)題：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，圖幅接邊(坐標(biāo)比對(duì))。地形圖大多采用矢量數(shù)據(jù)，對(duì)于矢量數(shù)據(jù)，不同來(lái)源采用不同的數(shù)據(jù)格式，這要求燃?xì)釭IS能把來(lái)自測(cè)繪等部門(mén)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本系統(tǒng)適用的數(shù)據(jù)格式，其最快捷的方式是把不同系統(tǒng)的圖形文件和屬性文件轉(zhuǎn)換成DXF格式，DXF文件是標(biāo)準(zhǔn)的ASCII文本文件，很容易轉(zhuǎn)換成其他圖形文件格式。

3.4 模塊建設(shè)

GIS數(shù)據(jù)主要有兩類：①空間數(shù)據(jù)，即描述管道等設(shè)施空間位置的數(shù)據(jù)，是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，常用的數(shù)據(jù)獲取方法有掃描數(shù)字化、手動(dòng)輸入、實(shí)地測(cè)量、利用GPS等。空間數(shù)據(jù)包括長(zhǎng)輸管道、中壓干管、低壓管道、庭院管道、管道附件、門(mén)站、儲(chǔ)配站、區(qū)域調(diào)壓站、調(diào)壓箱、用戶等設(shè)施的空間位置。②非空間數(shù)據(jù)(屬性數(shù)據(jù))，系統(tǒng)功能的拓展及發(fā)揮在很大程度上依賴于此。非空間數(shù)據(jù)包括管道編號(hào)、圖號(hào)、燃?xì)忸悇e、管道類別(高壓、中壓、低壓)、敷設(shè)年月、管徑、管壁厚度、材質(zhì)、防腐層種類、驗(yàn)收單位(編號(hào)或名稱)、驗(yàn)收資料編號(hào)、施工單位編號(hào)、維修單位編號(hào)、竣工圖號(hào)、管理單位編號(hào)、使用日期、巡檢周期、維修周期、使用年限、陰極保護(hù)站號(hào)、維修記錄表格等屬性數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)模塊的選擇及建設(shè)具有很強(qiáng)的行業(yè)性及針對(duì)性，即一方面要考慮燃?xì)庑袠I(yè)特點(diǎn)、行業(yè)規(guī)范，另一方面也要考慮使用者輸入及瀏覽的方便性。屬性數(shù)據(jù)模塊規(guī)劃是系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)中重要組成部分，它直接決定今后系統(tǒng)的應(yīng)用水平及效率，建設(shè)中應(yīng)注意各屬性之間、表之間的關(guān)系，并應(yīng)適當(dāng)?shù)仡A(yù)留擴(kuò)展余地。

3.5 人員培訓(xùn)

要搞好GIS的應(yīng)用工作，就必須對(duì)GIS的管理人才、技術(shù)人才作好相應(yīng)的規(guī)劃，尤其是對(duì)相應(yīng)的技術(shù)技能培訓(xùn)工作，要加以注意并進(jìn)一步落實(shí)。其中系統(tǒng)管理人員的配備尤為重要，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，有效地處理系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，系統(tǒng)才能發(fā)揮作用，因此對(duì)人才的培養(yǎng)必須高度重視。實(shí)際具體操作可以從兩方面切入：一方面結(jié)合系統(tǒng)規(guī)劃制定切實(shí)可行的系統(tǒng)操作指引，包括基本命令操作、功能調(diào)用、系統(tǒng)規(guī)劃及常見(jiàn)問(wèn)題解決方案；另一方面重視對(duì)人才引進(jìn)和培養(yǎng)，共同構(gòu)建GIS應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。建議

① 數(shù)據(jù)管理

建立城市燃?xì)釭IS應(yīng)從深刻理解“三分軟件，七分管理、十二分?jǐn)?shù)據(jù)”開(kāi)始，數(shù)據(jù)的輸入及管理是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素。沒(méi)有完整、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就失去了基礎(chǔ)，燃?xì)夤芫W(wǎng)信息系統(tǒng)中最有價(jià)值的不是硬件和軟件，而是數(shù)據(jù)，只有完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才能使得系統(tǒng)的功能得到充分發(fā)揮。數(shù)據(jù)的錄入和維護(hù)是動(dòng)態(tài)的。系統(tǒng)初具規(guī)模之后，功能是否高效發(fā)揮，完全取決于數(shù)據(jù)能否實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新。也應(yīng)認(rèn)識(shí)到系[2]

統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立不是一蹴而就的，也不是一成不變的，應(yīng)按照系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃思路分階段實(shí)施。

② 系統(tǒng)應(yīng)用

一定規(guī)模的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)后，如何使公司更多的人共享使用、瀏覽GIS數(shù)據(jù)，成為系統(tǒng)應(yīng)用中的首要問(wèn)題。GIS采用的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)軟件購(gòu)置費(fèi)與使用(登錄)人員數(shù)量有關(guān)，為節(jié)約資金也沒(méi)有必要為增加幾個(gè)系統(tǒng)瀏覽權(quán)限而額外購(gòu)買(mǎi)軟件使用權(quán)限(賬號(hào))，再者過(guò)多的電腦安裝GIS平臺(tái)也不利于系統(tǒng)管理。實(shí)際應(yīng)用中可設(shè)法導(dǎo)出GIS數(shù)據(jù)(包括管道、調(diào)壓器、閥門(mén)等設(shè)施屬性)到Microstation(或類似于CAD的矢量繪圖軟件)，使用者電腦只需安裝Microstation即可實(shí)現(xiàn)GIS中基本的查詢?yōu)g覽功能。這種做法至少有兩方面益處：公司不需購(gòu)買(mǎi)更多的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)使用權(quán)限，節(jié)省系統(tǒng)造價(jià)；提高GIS在公司的應(yīng)用效率，可以使更多人享受到GIS的開(kāi)發(fā)成果。參考文獻(xiàn)：

[1] 朱恩利，李建輝.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[2] 陳琴，張?zhí)烊A.城市燃?xì)夤芾硇畔⑾到y(tǒng)的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2009，29(10)：B26-B29.[3] 韓杰，劉興華，王炳強(qiáng)，等.地理信息系統(tǒng)與電子標(biāo)志系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2009，29(9)：B24-B27.

第五篇：地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)總結(jié)

地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)總結(jié)

第一章 緒論

1.美國(guó)聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)(FICCDC)地理信息系統(tǒng)概念（GIS）： GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來(lái)支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的管理和規(guī)劃問(wèn)題。

GIS的物理外殼是計(jì)算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)，GIS操作對(duì)象是地理實(shí)體的數(shù)據(jù)——區(qū)別于其他類

型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志。

2.GIS組成：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型、應(yīng)用人員。or Internet,設(shè)計(jì)和使

用GIS的人，空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)硬件，系統(tǒng)軟件，分析處理程序。

3.GIS功能：1）基本功能：數(shù)據(jù)的采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)處理和變換、空間

分析和統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品制作和顯示，二次開(kāi)發(fā)和編程；

2）應(yīng)用功能：資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土監(jiān)測(cè)、輔助決策。

第二章 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)

1.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念：是指空間數(shù)據(jù)適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理、處理的邏輯結(jié)構(gòu)，換句話

說(shuō)就是空間數(shù)據(jù)以什么樣的形式在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和管理。

2.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念：是通過(guò)坐標(biāo)值來(lái)精確表示點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體的。獲取方式:外業(yè)測(cè)量，柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，跟蹤數(shù)字化

3.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念：以規(guī)則的像元陣列來(lái)表示空間地物和現(xiàn)象的分布的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，陣列中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的屬性特征。

獲取方式:來(lái)自于遙感數(shù)據(jù)，圖片的掃描，矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，手工方法獲取，格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)(當(dāng)屬性值為地面高程)柵格數(shù)據(jù)常用的相鄰:四方向相鄰，八方向相鄰

柵格數(shù)據(jù)編碼方法:①直接?xùn)鸥窬幋a(將柵格數(shù)據(jù)看做一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，逐行或逐列記錄代碼

操作方便 無(wú)數(shù)據(jù)壓縮)②游程長(zhǎng)度編碼(按行掃描，將相鄰等值像元合并，并記錄代碼重復(fù)的個(gè)數(shù)

區(qū)域越大，數(shù)據(jù)相關(guān)性越強(qiáng)則壓縮越大 壓縮效率高，疊加合并等運(yùn)算簡(jiǎn)單，編碼和解碼運(yùn)算快)③鏈?zhǔn)骄幋a④四叉樹(shù)編碼 ⑤行程長(zhǎng)度編碼

4.空間數(shù)據(jù)(地理實(shí)體)基本特征:屬性~ 空間~ 時(shí)間~ 5.根據(jù)地理實(shí)體的特征，可以把它的數(shù)據(jù)分為屬性數(shù)據(jù)，幾何數(shù)據(jù)(描述空間實(shí)體空間特征

定位數(shù)據(jù))，關(guān)系數(shù)據(jù)(描述空間實(shí)體之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)，主要指拓補(bǔ)關(guān)系)6.拓補(bǔ)關(guān)系:圖形保持連續(xù)狀態(tài)下變形，但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)。拓補(bǔ)空間中不考慮距離函數(shù)。

7.最基本拓補(bǔ)關(guān)系:關(guān)聯(lián)(不同拓補(bǔ)元素之間的關(guān)系，如結(jié)點(diǎn)與鏈 鏈與多邊形)，鄰接(相同拓補(bǔ)元素之間的關(guān)系，如結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn) 鏈與鏈 面與面等，鄰接關(guān)系是借助于不同類型的拓補(bǔ)元素描述的，如面通過(guò)鏈而鄰接)

其他拓補(bǔ)關(guān)系:包含關(guān)系，連通關(guān)系，層次關(guān)系 8.拓補(bǔ)關(guān)系的表示:①面–鏈關(guān)系 面and構(gòu)成面的面的鏈

(注意邊的方向和構(gòu)成面的方向)②鏈–結(jié)點(diǎn)關(guān)系

鏈and鏈兩端的結(jié)點(diǎn)③結(jié)點(diǎn)–鏈關(guān)系 結(jié)點(diǎn)and通過(guò)該結(jié)點(diǎn)的鏈④鏈–面關(guān)系 鏈and左面and右面

第三章 空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制

1.GIS數(shù)據(jù)源：是指建立GIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)所需要的各種數(shù)據(jù)的來(lái)源。主要包括地圖數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、文本資料、統(tǒng)計(jì)資料、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

2空間數(shù)據(jù)采集的任務(wù)：是將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測(cè)成果、航空?qǐng)D片、遙感圖像、文本資料

等轉(zhuǎn)換成GIS可以處理和接受的數(shù)字形式，通常要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、修改和編輯等處理

3.GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量(GIS空間數(shù)據(jù)的可靠性，通常用空間數(shù)據(jù)的誤差來(lái)度量)研究目的：建立一套空間數(shù)據(jù)的分析和處理體系，包括誤差源的確定、誤差的鑒別和度量誤差的方法、誤差傳播的模型、控制和消弱誤差的方法等，使未來(lái)GIS在提供產(chǎn)品的同時(shí)，提供產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，即建立GIS產(chǎn)品合格證制度。

4.研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的意義：對(duì)于評(píng)定GIS質(zhì)量、評(píng)判算法的優(yōu)劣性、減少GIS在設(shè)計(jì)與

開(kāi)發(fā)時(shí)的盲目性具有重要意義。

5.空間數(shù)據(jù)的地理參照系：①地球的形狀（大地水準(zhǔn)面，參考橢球）

②坐標(biāo)系：地理坐標(biāo)系(大地坐標(biāo)系)

平面坐標(biāo)系

③高程系

高程是指由高程基準(zhǔn)面起算的地面點(diǎn)的高度 6.地圖投影（GIS不可缺少的）：將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法。

GIS以地圖

方式顯示地理信息，地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球上 因此地圖投影在GIS中不可缺少。

7.空間數(shù)據(jù)采集:GIS的核心是地理數(shù)據(jù)庫(kù)

建立GIS第一步就是把空間實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入地理數(shù)據(jù)庫(kù)中

——GIS的數(shù)據(jù)采集

三方面工作：幾何數(shù)據(jù)采集(地圖跟蹤數(shù)字化，地圖掃描數(shù)字化)、屬性數(shù)據(jù)

采集、幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接。

8.GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?nèi)容：位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完備性、現(xiàn)勢(shì)性。9.GIS誤差類型：誤差源、處理誤差

10.GIS誤差傳播：代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播(代數(shù)運(yùn)算)

邏輯關(guān)系下的誤差傳播(邏輯交并等運(yùn)算

如疊置分析時(shí)的誤差傳播)

推理關(guān)系下的誤差傳播(不精確推理)

第四章 空間數(shù)據(jù)的處理

1.矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)建立：鏈的組織

結(jié)點(diǎn)匹配

檢查多邊形是否閉合建立多邊形

島的判斷

確定多邊形的屬性

內(nèi)點(diǎn)個(gè)數(shù)=多邊形個(gè)數(shù) 2.空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換：1）幾何糾正：高次變換、二次變換、仿射變換

2）投影變換：解析變換法(反解變換法 正解變換法 換帶算法)、數(shù)值變換 數(shù)值解析變換

題:一般從掃描儀上直接得到的地圖存在圖形變形、坐標(biāo)系不一致等問(wèn)題，可以通過(guò)幾何糾正和投影變換來(lái)糾正。

3.空間數(shù)據(jù)的壓縮處理：1）矢量數(shù)據(jù)(壓縮目的:刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，節(jié)省存

儲(chǔ)空間，加快后繼處理速度)：道格拉斯?普克法

垂距法

光欄法

2）柵格數(shù)據(jù)：直接?xùn)鸥窬幋a

游程長(zhǎng)度（行程）編碼

四叉樹(shù)編碼（最有效）例：

AAAA

ABBB

AABB

AABB 解：直接?xùn)鸥窬幋a：1）從左到右AAAAABBBAABBAABB

2)奇數(shù)行從左到右，偶數(shù)行從右到左AAAABBBAAABBBBAA

游程長(zhǎng)度編碼：A4A1B3A2B2A2B2或同樣字符連續(xù)A5B3A2B2A2B2

第五章 空間查詢與空間分析

1.空間數(shù)據(jù)查詢：含義：數(shù)據(jù)庫(kù)范疇，用戶最常用功能，用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)交流的途徑，查詢方

法與范圍決定了GIS應(yīng)用程度與應(yīng)用水平。

從空間數(shù)據(jù)庫(kù)找出滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對(duì)象的一種操作，不改變?cè)械臄?shù)據(jù)集。

方式：擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言（SQL）

可視化空間查詢

超文本查詢

自然語(yǔ)言空間查詢

結(jié)果顯示：顯示方式、圖形表示、繪圖比例尺、顯示窗口、相關(guān)空間要素、查詢內(nèi)容的檢查

2.SQL對(duì)GIS的作用：SQL的查詢語(yǔ)言作為用戶與GIS的交互手段，決定了用戶與GIS相互理解的程度。

3.空間關(guān)系查詢:拓補(bǔ)關(guān)系查詢，緩沖區(qū)查詢

屬性查詢:簡(jiǎn)單屬性查詢,SQL查詢，擴(kuò)展的SQL查詢

圖形查詢:按點(diǎn)查詢，按規(guī)則圖形查詢，按多邊形查詢

4.疊置分析 ⑴基于矢量數(shù)據(jù):將同一地區(qū)的兩組或兩組以上的要素進(jìn)行疊置，產(chǎn)生新的特征。

矢量數(shù)據(jù)疊置的內(nèi)容:點(diǎn)與多邊形，線與多邊形，多邊形與多邊形(不同圖幅或不同圖層多邊形要素之間的疊置，產(chǎn)生一個(gè)新的多邊形圖層)不同類型的地圖不同比例尺地圖–多邊形疊置的位置誤差

⑵基于柵格數(shù)據(jù)疊置分析 ①單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù):布爾邏輯運(yùn)算，重分類，濾波運(yùn)算，特征參數(shù)計(jì)算，相似計(jì)算。②多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)

⑶操作形式:①交運(yùn)算，輸出兩者共有范圍②疊和運(yùn)算，以輸入圖層為界，與輸入順序有關(guān)③合并運(yùn)算，輸出兩層所有

5.緩沖區(qū)分析(應(yīng)用于求地理實(shí)體的影響范圍，即鄰近度問(wèn)題)點(diǎn)/線/面緩沖區(qū)分析，根據(jù)要素不同的屬性特征，規(guī)定不同的緩沖區(qū)寬度，以形成可變寬度的緩沖區(qū)。