gis技术论文实用13篇

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1.2.1基于多尺度分割的城市园林绿化资源提取技术传统的基于像元的遥感影像分析方法对于低分辨率的遥感影像具有较强的适用性,但对于高分辨率的遥感影像,随着空间分辨率的提高,单个像元所包含的语义信息更多,更多像元呈现混合像元特性,影像上单个像元所表示的信息大部分来自周围地物,采用基于像元分析的传统分类算法难以提取所需信息。本次研究中,我们采用了基于面向对象的影像分析方法,针对高分辨率遥感影像中地表物体的形状、色调、纹理和邻域关系等复合空间特征,采用阈值分割法、区域分割法等手段,对多波段遥感数据进行多尺度分割,生成不同尺度的对象层,形成对象层次网络体系。多尺度分割后影像的基本单元已不是单个像元,而是由同质像元组成的多边形对象,每一多边形对象不仅包含像元固有的光谱信息,还有多边形的形状信息、纹理信息与邻域信息,对于光谱信息类似的不同种类的园林绿化资源而言,通过多边形对象其他属性信息的差异就可以轻松地提取出来。该技术主要分为数据收集与整理、影像预处理、影像分割、建立知识库、数据提取、指标评价等步骤,技术流程。

1.2.2基于连续实景影像的树种识别技术及实现实景影像作为第5D产品正在各地“智慧城市”的建设中被广泛应用。利用连续实景影像数据,从实景影像中提取多角度的树叶照片,与已经建立完成的树叶知识库进行关联、比对,快速识别不明树种。该技术的实现主要分为以下几个步骤:1)建立树叶知识库通过日常工作的积累和相关资料的查找,建立各种树木的照片、文字资料等知识库。该知识库包括树木的照片、树叶的照片、相关的背景资料等,为后续进行树种识别,提供足够的数据支撑,并根据一定的规则,不断地扩充完善。2)树叶影像提取基于连续实景影像数据,沿着道路行进方向,提取数据范围内树木的空间信息,并根据识别要求,从连续实景影像中提取多个角度的树叶照片,通过归纳、整理,形成待确认的树种图片库。3)树种关联、比对将待确认的树种图片库与已知的树种数据库进行比对、分析,比对结果按照相似度的等级进行排序,综合考虑其他多种因素后,最终确认树木的类别。通过以上技术有效解决了在园林绿化资源调查中,人为识别树种存在多样性的问题,提高了数据调查的效率

1.3基于移动GIS技术

内外业一体化关键技术及实现移动GIS技术是以移动互联网为支撑、以智能终端为载体,结合北斗、GPS或基站为定位手段的又一新兴GIS技术。传统的调查方式是利用纸质底图到实地进行采集,完成采集后交由录入人员进行数字化工作,最后按应用需求制作成果数据。整个工作中外业采集和内业处理被分离为两个独立环节。本次研究中,借助移动GIS技术,利用智能终端集成实时定位模块,并开发现场编辑、图形显示、信息录入等功能的数据采集功能,将传统园林资源调查中的外业工作以及内业工作直接在智能终端上完成,形成数字化成果,实现真正意义上的调查工作内外业一体化。

2一体化调查的作业流程

一体化调查的组织与实施主要分为资料收集、数据预处理、基于遥感影像的数据分类、基于连续实景影像的行道树树种识别,基于移动GIS的数据现场调查以及整理与入库等环节。1)资料收集收集调查区域高精度遥感影像数据、连续实景影像数据、基础地形数据,包括城市地形图、城市建成区范围图、城市总体规划和城市绿地系统规划等图件和文字资料,按照园林资源分类要求,借助统一建模语言,构建全面标准一致、结构统一的多格式、多用途的数据库。2)数据预处理对收集的高精度遥感影像数据进行几何纠正、辐射纠正、图像拼接、图像增强等处理;对连续实景影像数据进行图像压缩、坐标纠正等处理;对基础地形数据进行格式转换、分层设色等处理。3)基于遥感影像的数据分类基于高精度遥感影像,建立园林绿化资源特征知识库,采用面向对象的多尺度分割技术,获取城市园林资源中公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地、其他绿地等园林绿化资源的初步数据。4)基于连续实景影像的行道树树种识别依托连续实景影像采集技术,基于真实的连续实景影像数据,通过计算机辅助人工识别,快速采集道路两旁的园林资源数据,如行道树的树种、高度等。5)基于移动GIS的数据现场调查借助便携式移动GIS技术,主要针对遥感数据在云雾遮挡、地物属性解译不明等情况,由作业人员实地采集公园绿地、附属绿地、生产绿地等园林绿化资源数据。6)整理与入库在统一数据规范下,对数据完整性、数学精度、数据语义一致性、逻辑一致性、属性值的正确性、数据结构和编码等进行检查并入库。

3应用情况

本文提出的城市园林绿化资源一体化调查技术已成功应用于重庆市风景园林局信息化建设中。作为本次研究成果的示范和推广区,渝北区、南岸区、渝中区、江北区、北碚区、沙坪坝区、九龙坡区、大渡口区、巴南区等主城九区已借助本研究成果完成了辖区内园林绿化资源的调查工作,建立了园林绿化综合数据库,实现了园林绿化资源信息化管理。相比于传统的调查方式,一体化调查技术在很大程度上可以降低外业的工作强度、减少重复劳动、缩短作业周期,同时,调查错误率由原来传统采集方式的5.2%降低到了1%,有效节约了建设成本和管理经费,取得了良好的社会效益和经济效益。纹理映射后得到更加逼真的模型3D,至此完成整个模型的重建工作。

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随着社会经济的飞速发展,城市规模不断扩大,人口密度越来越高,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任,但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至关重要的,而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。

二、GIS技术简介

GIS技术是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件技术的支持下,用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示,以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下,加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显著成效和良好的发展前景,在1998年,时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念,更掀起了应用研究的新高潮。

我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门,影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。

三、当前消防通信指挥面临的问题

长期以来,灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动,现场指挥往往具有一定的盲目性,缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。

目前,我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS,并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统,取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面,GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此,GIS技术可以被非GIS专业人士使用,用于完成火情分析,行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息,如:抢险救援防护设备,消防实力,车辆状态,行动路线等。

不过,基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点,对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说,人员紧张、经费有限、火灾起数较少且火灾数据量相对不大,如果也应用上述系统,会造成一定浪费,不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性,又做到最大限度地节省财力、物力和人力,是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。

四、基于GIS技术的新型通信指挥系统

基于GIS技术构建消防通信指挥系统,首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图,但这些地图并不包括或包括很少消防信息,因此,必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订,才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为GIS系统平台,并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。

Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上,与Arc/Info等大型GIS系统相比,因Mapinfo图元数据不含拓扑结构,它的制图及空间分析能力相对较弱,但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说,Mapinfo易学易用,价位较低,是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台,用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种,它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用MapX控件的开发。

为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况,如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等,可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息,效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比,像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点,而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快,但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上),使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。

五、GIS在消防信息化中的应用

(1)在119接处警中的应用。

GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术,目前运用得比较成熟。GIS作为火警受理和智能决策系统有力的辅助手段,主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示,能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置,通过优化择选和计算能确定最佳行车路线,另外通过车辆GPS定位系统,能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹,以判断车辆是否按照指定的路线行驶。

(2)在消防规划中的应用。

由于GIS基于图形方式,相关信息内容比较详细、精确,并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图,可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设,消防站点的规划,以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机,GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。

(3)在分析消防信息数据中的应用。

利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据,以便于制定科学的措施和对策,减少火灾事故的发生。同时,通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析,既能形象地反映情况,又能便于动态管理,通过一些信息查询、分析评价与科学决策,能够对于城市突发性事件进行科学预测,便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。

(4)制定灭火预案中的应用。

由于GIS内容丰富,目前许多系统采用的是影像甚至立体图形,便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素,制定有效的灭火预案有极大的帮助。

(5)GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展,开发网络模拟演练系统将是不远的现实,通过网上各种综合数据,实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施,可以测出火灾扑救成功与否。

六、结论

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1 GIS技术与房产测绘 

1.1 GIS技术概述 

具有一定的综合性与复杂性,作为一项高新技术,计算机系统的突出特征就是同时能够处理空间数据以及属性数据。 

1.2 房产测绘概述 

在实际工作过程中,利用先进的测绘仪器、测绘技术等对房屋建筑物或者与之相关的构筑物进行调查和测量,掌握房地产的区位位置、数量、所有权属,并在此基础上进行图形的绘制,这样的技术被称为房地产测绘。而房地产测绘信息管理系统是指通过现代化的计算机技术、GIS技术、网络信息技术、数字化成图技术以及数据库技术等,建立一个标准化的、要准确的共享型房地产空间数据库,能够为“数字房产”的发展提供基础平台,为公众提供优质完善的地理空间数据。测绘成果能够为房地产产权的管理、房地产的开发管理、交易管理以及费用收取、税务征收、法律仲裁等房地产管理活动相应的支持,同时能够帮助城市规划设计与建设等工作提供基础性的数据信息。 

1.3 基于GIS技术实施房产信息管理的意义 

在房产测绘信息管理中引进GIS技术,能够将信息管理工作和房地产地形图紧密联系在一起,对房地产实施精确的定位,形成以图管证的模式,进而房地产办证的流程能够高效、准确的完成。通过GIS技术,只要是区域范围中的房地产都能够实施数据信息的统计和分析,如对房地产的密度和容积率进行分析计算,便于相关部门掌握城市住房的情况,有效地改善了传统房地产管理工作中存在的问题,减少各类纠纷的发生。 

2 实现基于GIS技术房产测绘信息管理系统的要点 

要实现房产测绘信息管理系统,首先要实现图文一体化。房产测绘是当前房产管理信息系统中的重要部分,收集的地理空间数据信息必须和房地产产权管理中的属性信息紧密联系在一起,二者之间能够相互查询。如实施图文一体化管理过程中,将房产的产籍号作为关键字段将图形数据属性数据相连,实现二者的动态连接;第二个要点是满足面积分摊的需求,在房产测绘管理中面积分摊的方法与手段多种多样,但是分摊工作一定要基于相关原则和规定,因为房产的面积与购买者的利用是切身相关的,采用正确的分摊方式非常重要。在房产测绘信息管理系统中,基于国家技术监督局的相关规定,对于单一功能的住宅,公用面积分摊给整栋楼;非单一功能的住宅则需要详细规划,避免出现前后不一的现象;第三个要点是确定好房屋的产籍号,图号、幢号等共同构成房屋的产籍号,在录入信息的过程中一定要将信息分门别类。 

3 GIS技术在房产测绘管理及房产测绘信息系统中的应用 

3.1 房产测绘信息系统的设计原则与目标 

房产测绘信息系统设计原则:为了确保能够快速准确的对房产测绘数据资料实施编辑处理与修改等操作,将GIS技术的要求和特征与本系统的开发要求结合起来拟定以下设计原则:首先是简洁化的原则,确保用户操作过程不会过于复杂,界面与操作流程简化;第二是可扩展性的原则,在满足现有要求的基础上还要考虑到系统的扩充,基于用户需求的发展留下一定的余地,便于今后的升级与扩展;第三,功能与数据的完备性原则,不会出现功能缺失造成用户的体验不佳;最后是具有较好的容错性,系统不会因为操作错误等现象崩溃。 

房产测绘信息系统设计目标:实现对房屋建筑物分层图以及分户图的管理;对建筑物中每层每户的信息管理;能够对收集的数据信息实施计算与管理,并将计算流程保留;能够实现分层与分户图纸的输出和查询。 

3.2 房产测绘信息系统功能设计 

房产数字化测图子系统:通过各种测绘设备与仪器,收集房地产的信息与地形图,通过dbs的形式建立房地产的地形库,对其进行有效的管理,系统中还应当满足各类格式软件的导入,以及图纸的输出; 

基础测绘子系统:主要实现属性信息数据的输入、转入地理空间信息资料、多种格式的数据转入,基于初始的建库工作,提供图形与属性编辑的功能,建立属性与外挂数据库; 

项目测绘子系统:以每幢楼作为单位,将权属信息录入到系统中建立对应关系,利用CAD的编辑功能实现对分层图与分户图的修改调整,同时满足面积测算的要求; 

图形编辑子系统:实现图像的绘制,能够将收到的建筑工程图纸或者是测到的草图录入到图形编辑工具中进行绘制,同时能够计算出各个封闭面的面积,基于查询修改的模式将房屋的阳台与套内相联系,标注公用面积,便于分摊工作的开展,基于楼层属性设置工作生成分层图与分户图,标准其尺寸与面积。计算过程完全有系统实现,标定工作完成后形成图层,出图过程中图层的关系是一一对应的。

查询统计子系统:基于户主的姓名、建筑的层型等能够实现单独或者组合式的查询,包含分摊面积的由来。统计相关区域中某时间内所办理的建筑物的总量、总占地面积、总建筑面积、户数等。 

测绘成果管理子系统,实现房产信息数据的集成与汇总,将分层分户图导入到GIS的图形库当中,建立属性关联,实现对丘、幢、户之间的相互查询,为用户提供定位、查询、统计等服务,同时可以将报表输出; 

测绘业务管理子系统:对房产管理中的业务进行分类,组织业务办理流程,基于业务流程实现对数据的修改; 

系统维护子系统:配置系统运行中的数据库与图形服务器的参数,保证系统运行的稳定性和可靠性,并对不同用户的使用权限进行定义。主要包含环境的配置、编码和体系的维护管理、符号库管理、设定用户权限以及词典的更新。该子系统能够实现房屋地址的维护,优化改进GIS图形数据与属性舒数据的管理工作。 

3.3 房产测绘信息系统界面设计 

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1.2GPRS通信技术

GPRS通信技术在移动GIS中,表现出了数据与移动通信的融合应用。在原有GSM的基础上,增加系统通信的节点,接入数据网络,组成系统的GPRS通信,为移动GIS通信提供高效率的数据服务,同时还能准确地掌握通信资费,用户利用GPRS,实现移动式的通信,随时随地都可接入数据网络,同时保障移动GIS通信的服务性。移动GIS中的GPRS通信技术的发展速度非常快,目前比较常用的是3G和4G制式,促使移动GIS通信能够适应现代通信的领域。GPRS通信技术中的数据传输速度非常快,其可以分组的形式实现数据连接,确保移动GIS数据在GSM覆盖的领域内传送,能够灵活地接入到互联网内。GPRS通信技术使移动GIS进入了无线传输的时代,依赖于分组交换技术,最大化地传输移动资源,而且基本不会延误移动GIS中数据传输的效率,具有全时在线的优势。

2移动GIS中的端口服务技术

移动GIS中的端口服务技术,主要体现在服务端口和移动终端两个部分,支持移动GIS的通信运行。服务端口的通信技术,用于处理客户端传入的数据,包括数据申请、即时消息等,同时利用服务端口实现数据通信的功能,如:动态数据服务、数据分发、即时消息等,根据服务端的通信协议,安排数据信息的有序进行,防止移动GIS服务端出现数据堵塞或漏发的问题,服务端通信有对应的分区,不同属性的数据在传输后会自动进入到对应的存放区,如:DataPreloadUser039、User100、User190……此存放区代表了数据预装目录,每个移动GIS用户均对应有固定的服务通信存放区,维护数据通信的路径。移动终端及移动GIS的客户端,客户端通信技术相对比较复杂,因为移动GIS客户的需求不同,所以通信属性存在多样化的差别,客户端通信采取多项并联的方式,其可在同一时间内实现申请、发送与接收等多个通信模式,满足了客户对移动GIS的通信需求。

3移动GIS应用中的通信发展

(1)移动GIS中的通信发展,应该解决通信硬件的制约问题,促使硬件能够满足移动GIS的需求,保障硬件能够承载移动GIS中的通信技术,全面落实先进技术的应用。由于移动GIS所处的数据环境十分复杂,所以硬件成为通信技术发展的重要设备,其可维护移动GIS通信的稳定性,优化移动GIS的通信环境。

(2)通信技术在移动GIS中提出了智能化的建设,按照不同标准的通信模式,研发具有智能特性的通信技术,满足移动GIS中的多制式需求,促使移动GIS通信的过程中,能够主动监督数据传输的路径,防止数据被盗取,还能杜绝数据恶意更改的行为,加强通信数据安全控制的力度。

(3)移动GIS通信技术受到无线网络的影响,限制了通信的范围,导致移动GIS依赖于无线网络的空间位置。移动GIS在未来通信的过程中,应该打破空间限制,不能仅限于无线网络覆盖的位置,尝试不同的通信方式,安排操作系统的实践应用,由此既可以优化移动GIS的通信条件,又可以保障移动GIS的灵活性,适应复杂的互联网环境,消除通信中的固定性以及环境差异,提高移动数据资源的利用效率。

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1.3GIS技术在防洪减灾中的应用防洪减灾是一项系统性较强的工作,其中主要包括对洪水风险特性的了解和认识、对水灾成灾机理的探讨以及对防洪减灾体系的完善等内容。GIS技术在防洪减灾中的应用体现在如下几个方面:①防洪决策支持系统。GIS在该系统中的应用有空间数据管理,如查询、检索、更新等,借助GIS的空间分析能力可以为防汛指挥决策提供决策支持,并为各种应用模型的构建提供数据支撑。②洪涝灾害风险分析。应用GIS技术可以将洪水的危险性和承灾体的易损性以及损失评估等几个方面的自然、地理、社会因子的相应权重进行空间叠加,这是分析洪涝风险及对其进行区划的有效手段之一。③防洪。GIS技术在城市防洪中主要有以下几个方面的应用:积水退水的预测预报、排水设施管理、暴雨分布的可视化显示、暴雨时空特征分析等等,这为城市防洪工作的有序进行提供了强有力的技术支撑。

2.GIS在水文水资源领域应用中的发展趋势展望

2.1GIS研发标准统一化当前,在GIS技术研发领域尚未建立统一的技术规范和标准,使得GIS开发平台和数据模式呈现出多样化的特征,缺乏对GIS技术在水文水资源领域研发的针对性。为有效解决这一问题,应当建立统一的GIS应用规范和研发标准,使GIS能够满足大范围内的水文信息交流,为构建水文水资源信息管理网络平台提供技术支撑。

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地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种特定的十分重要的空间信息系统,它是一门综合性学科,结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学。GIS利用计算机强大的数据处理功能和空间分析功能进行数据的处理、存贮和管理、查询和显示,目前已经广泛应用于城市公共安全、道路交通安全、事故预测与应急救援、安全的辅助设计与评价预测等方面。GIS的运用对安全工程行业和人才的培养提出相应的要求。然而,由于所依托的学科不同,GIS在安全工程中的课程设置和师资力量存在明显不足。为了使高校非GIS类学生获得必备的GIS理论和方法,以及在将来能将GIS应用于安全管理和科学研究中,需要在课程设置方面采取一定的策略,突出GIS、安全工程和其他相关课程之间的多元关系。

二、GIS和安全工程专业定位与特色

GIS专业是近20年来新兴的一门综合性的边缘学科。本文根据高校安全专业人才培养目标要求,通过综合分析国内外GIS专业课程设置和人才培养模式,及其适应安全工程专业培养创新性人才的需求,提出“为安全培养高素质复合人才”的办学宗旨。

高校安全工程专业是以面向煤矿、建筑、交通、石化、消防、电力等行业为主,培养安全技术及工程、安全科学与研究、安全管理、安全健康环境检测、安全设计与生产、安全教育与培训等方面复合型的高级工程技术人才,是一门涉及面极广的综合交叉学科。安全工程专业的特色在于培养学生的安全管理设计、开发和安全科学技术知识,以安全管理、安全健康、安全监控、安全评价等为主要应用方向。高校学生应学习GIS等方面的基本理论和基本知识,构建基于GIS的应急救援、城市救灾、重大危险源管理等安全信息技术平台,并将其应用于安全产品的研究与开发。

三、安全工程专业GIS立体人才培养模式

1.安全专业GIS人才培养目标。传统的高等院校安全工程培养目标具有单一性,这往往有悖于社供需状况,不能顺应多元化和市场化的发展格局。具有安全工程专业特色的GIS人才培养目标是:要求学生掌握GIS、安全系统工程、安全评价技术、计算机科学等综合理论知识;掌握GIS和地图学的基本理论、基本实验技能以及GIS信息的获取和利用;熟悉基础GIS平台软件的使用,运用GIS、安全工程理论和其他相关学科的知识进行基于地理信息系统的设计与开发。安全专业GIS人才培养特色表现如下:

(1)依托安全专业进行GIS研究。突出GIS的特点,将计算机理论、空间科学、安全系统工程、测绘遥感、监测监控等知识有机地结合起来,利用GIS理论建立面向企业和社会的安全管理决策系统,为企业和社会的安全管理水平提供决策支持。

(2)依托GIS进行安全知识研究。突出企业安全知识的获取、数据处理等优势,利用GPS、RS、GIS等地理信息技术,建立多维GIS空间数据库、集成空间数据,进行安全产品开发,进行“4D”“3S”等安全集成产品的应用开发,重点进行安全工程专业的GIS应用能力的培养开发。

(3)依托“互联网+”进行GIS开发研究。以“互联网+”为基础,集成和融合GIS技术,实现全国安全行业远距离空间数据传输、交换及共享,为公共安全提供GIS服务,建立大规模的GIS平台,为安全管理提供基础信息资料。

2.立体人才培养模式。安全工程专业培养应针对现行教育存在的问题,抓住“应用型人才”这个解决问题的关键进行研究和实践,根据学生的兴趣和基础特点,划分不同的层次,制订不同层次的培养计划和培养目标。

安全工程专业GIS人才培养模式第二层次开发人才第一层次技术人才第三层次研究人才第四层次创新人才

图1立体人才培养模式

安全工程专业GIS人才培养模式分为GIS技术人才、开发人才、研究人才、创新人才四个层次培养模式,如图1所示。第一层次培养能熟练应用GIS基础理论和技术,面向安全行业服务的GIS应用类人才;第二层次培养在计算机、图论、安全等方面具有较为深厚的理论知识,面向科研机构、高等院校、企业单位的GIS开发类人才;第三层次培养在前沿领域具有很深的理论基础,具备成为科研、教学行业条件的GIS研究类人才;第四层次培养具有从事独立研究、具备应用开发能力,在行业领域具有创新能力和创新意识的创新类人才。

四、具有安全工程特色GIS课程体系设置的基本构想

根据立体培养模式,建立理论―技术―应用的教学体系,并根据安全工程专业背景、学生特点和GIS市场的人才需求,确立面向安全工程专业应用型GIS技术人才的培养目标,并且将逐步完善相应的课程体系建设。

课程设置应体现安全特色,加强开发能力培养,强化实验开发环节,培养GIS创新意识,强调安全和GIS课程之间的衔接,体现学科交叉的特征,体现分类培养的理念。安全工程、GIS与计算机的关系如图2所示。根据课程设置的特征,设置安全工程专业GIS课程体系如下:

安全、GIS与计算机关系安全工程理论软件知识硬件知识图2安全工程、计算机课程和GIS知识的关系

主要基础课:以拓宽学生基本理论为核心,以工科院校基础课程为基础,面向各行业的发展需要。主要包括高等数学、线性代数、数理统计等在内的数学课程,包括计算机图形学、数字图像处理、空间图形学等在内的图论课程,包括数据结构、VB/VC程序设计、数据库原理等在内的计算机基础课程。

主要安全工程专业课:以就业为导向,以拓宽学生安全技术和理论知识为基础,面向企业和社会高危行业的需要。主要包括:安全仿真学、事故灾害分析、安全系统工程、公共安全图像技术、安全监测监控技术、安全在GIS中的应用等。

主要GIS课程:以延伸知识,培养学生具备在GIS软件平台上的综合应用能力。主要包括:地理信息系统原理与应用、GIS软件及应用、MapGIS二次开发、数据采集技术等。

其他选修课:以提高学生综合素质为目标,注重理论与实际的综合应用,并衔接研究生教育课程。主要包括网络技术、虚拟现实技术、多媒体技术、人工智能、JAVA等的高等计算机课程,包括数值分析、数学建模理论等的高等数学课程,包括GIS系统集成基础、WebGIS、三维GIS技术等在内的高等GIS课程,包括安全信息技术开发与应用、安全评估技术、重大危险源控制理论等的高等安全工程课程。

五、安全专业GIS教学模式

安全工程专业GIS课程教学模式应确立以教学内容改革、教学形式改革、教学环节改革为主要内容的教改模式,并以此构建了调动学生学习积极性、培养学生综合能力的教学方法体系,充分体现了教学活动中教师的主导地位和学生的主体地位。安全专业GIS人才培养方式是以课程教学、实践教学、毕业设计和科研训练为主的培养方式。

1.课程教学。教师根据教学目的任务使学生掌握安全和GIS基本理论知识,使学生了解GIS与安全工程之间的关系,从而达到将GIS应用于安全工程专业的目的。教学过程主要以学生为主体,教师进行主导,常常采用讲授式、展现式、讨论式、任务驱动式、体验式等教学方式。

2.实践教学。通过实践教学培养学生的动手能力,主要通过GIS实验室MAPGIS7.0系列软件、设计性实验及综合性实习的合理安排,培养学生对MAPGIS7.0软件的综合应用与二次开发能力。

3.毕业设计。通过毕业设计,训练学生查阅文献资料的能力、写作能力和表达能力,使学生对某一课题做专门、深入、系统的研究,巩固、加深已有知识,培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。

4.科研训练。通过给学生提供参与科技研究的机会,使学生得到科研工作的基本训练,促进科研与教学相结合,培养学生的科研意识、团队精神、科研能力和综合素质。科研训练的方法主要是教师下达多个科研任务,每个任务选取4~6名本科生参与课题,学生参与科研训练项目后,指导教师应根据每个学生的训练情况给出一定的评估。另外,教师可以组织学生参加GIS创新设计大赛,培养学生的创新能力,激发学生的学习兴趣。

总之,通过定期举办研讨会、设置名师讲堂、进行科研训练,教师定期指导学生参加GIS设计大赛、科技创新大赛,把学生在科技大赛、社会实践、发明创造等活动中获得的成果、奖励以及发表的论文等计入学生综合测评学分;提高学生的创新精神,培养学生的创新能力,激发学生的创新意识。

六、结论

安全工程专业GIS课程建设体系和人才培养模式的研究还处于起步阶段。将安全工程和GIS有机结合起来,有利于提高安全工程学生的GIS应用能力,拓宽安全工程W生的知识面,改变安全工程学生的知识结构,从整体上提高教学质量。本文基于“为安全培养高素质复合人才”的办学理念,提出应用安全工程专业GIS立体人才培养模式,建立具有安全工程专业特色的GIS课程体系和实践教学体系,为安全专业的GIS人才培养提出新的思路。

参考文献:

[1]郑贵洲.GIS专业人才培养的实践教学体系构建[J].测绘科学,2014(9).

gis技术论文篇7

GIS技术(地理信息系统)是当前水文和水利工作的重要基础性技术,由于GIS技术立足于计算机技术,这使得水文水资源工作可以利用数字、通信领域的新发展得到迅速的发展,实现水文水资源科学的管理、水文资源政策合理的制定、防洪抗旱能力的提高,可见GIS技术对于水文水资源工作的重要价值。应该从GIS技术的水文水资源基础认知入手,分析水文水资源工作应用GIS技术存在的问题,找到问题存在的深层次原因,以水文水资源工作和GIS技术的特点出发,探寻水文水资源领域GIS技术应用的要点,把握GIS技术应用于水文水资源领域的方向,更好地实现GIS技术对于水文水资源工作的价值,促进水文和水利领域的各项工作走向深入。

1 GIS技术的概述

GIS技术是立足于计算机技术和地理信息处理技术的信息加工和处理系统,GIS技术具备地理信息的收集、存储、加工、分析、管理、应用功能,是地理分布、空间信息加工的重要技术,是水文工作重要的基础性技术。GIS技术为水文工作提供了一个崭新的平台,形成了不同于传统水文工作的思路和方法,特别在水资源管理、水资源监测、水资源保护、资源政策指导、防洪抗旱工作中GIS技术具有较好的适应性,是现代水文工作中不可替代的基础性技术。

2 水文水资源工作应用GIS技术存在的主要问题

2.1 缺乏统一的GIS技术平台

当前水文水资源行业已经看到GIS技术的重要价值,并展开了GIS技术的应用工作,但是由于各自为战,导致GIS技术的开发平台多种,数据格式多样,没有完整的标准和规范,这个水文水资源信息交流和共享带来了极大的不便,影响GIS技术的进一步应用。

2.2 GIS技术与其他工作沟通不想

当前,GIS技术的应用工作多重视水文水资源数据的采集,没有利用GIS技术的优点展现与其他工作和领域的合作与沟通,导致GIS技术的交互性出现不足,特别是GIS技术数据与现有的水文模型不能有效契合,出现GIS技术的深层次优势没有得到发挥的问题。

2.3 GIS技术的动态效果有待于提高

GIS技术对水文现在的表述多属于静态描述和简化处理,这会产生GIS技术与实际之间的较大差异,进而会影响GIS技术动态模拟效果的真实性和有效性,出现GIS技术的表达障碍。

3 GIS技术在水文水资源领域的应用

3.1 水资源规划中应用GIS技术

水资源规划包括:水资源调查评价、需水预测、节约用水规划、水资源保护规划、供水预测、水资源配置、规划实施效果评价等内容。可通过GIS技术可以建立水资源计算与评价模型,根据具体实际情况进行评价,辅助进行水资源评价,以便做出水资源合理的规划。

3.2 水资源管理中应用GIS技术

水资源管理包括对水文基本信息、地形地貌、水文地质条件、河流水系、土壤植被、水利工程等多种不同类型要素的管理,GIS技术可以实现多元信息的叠加分析及空间数据和属性数据结合,为水资源管理提供基础信息的服务。

3.3 防洪抗旱中GIS技术的应用

通过GIS技术与GPS技术、RS技术的结合可以建立洪水预警和干旱预警的系统,对洪涝灾害和旱灾进行灾情评估、灾情预报和灾害风险分析,有利于控制灾害的风险,降低灾害的损失。

3.4 水资源政策制定中GIS技术的应用

GIS技术的应用可以丰富水资源政策制定中的数据基础和理论基础,有利于缩小理论和实践的差别,形成科学的决策支持系统,以大量的数据及相应的模型作为基础作为水资源政策的支撑,在数据的基础上通过GIS相关空间分析功能得到相应的结果,为水文水资源规划、评价及工程实施服务。

4 GIS技术在水文水资源应用的展望

4.1 GIS技术在建立水文地理空间数据库中的应用

水文地理空间数据库是今后水文水资源工作的重要基础,是GIS技术在水文水资源领域中应用的核心,数据库要保障实时查询则要求保持服务器端数据库与实时报汛数据库之间的通信,创建并存储洪水预报相关数据,进行更新、插值计算后得到最新信息,以便在水文水资源工作中得到有效地应用。

4.2 GIS技术与水文模型的融合

GIS技术的发展方向是与水文模型做到合理的契合,GIS技术应用于水文模型的数据处理过程,通过单指标空间分析和多图层加权叠加,模拟地下水运移规律和转化过程,实现水文水资源专业模型GIS技术的集成。

4.3 GIS技术的二次开发

水文水资源领域要重视GIS技术的二次开发,优化增加空间决策支持系统的功能,加强对水文动态变化过程进行模拟,为决策规划工作提供必要的服务。

5 结语

综上所述,GIS技术具有系统性和基础性的优点,在水文水环境领域有着重点的应用,在水资源管理、水资源保护、抗旱防涝、资源决策等方面,GIS技术可以提供重要的支持,应对GIS技术的基本概念和功能熟练掌握,立足于水文水环境的实际,解决GIS技术应用方面的难题,在把握GIS技术应用重点的同时,提高水利水环境工作的质量。此外,作为技术人员和从业者,应该对GIS技术的发展有所展望,要明确GIS技术与水文工作结合的关键,以期更好地促进水文水利工作取得新发展。

参考文献:

[1]陈绘绚.GIS在水文信息化中的应用和发展趋势[J].中国科技信息.2011(01).

[2]王光明,梁秀娟,肖长来,于景录.GIS技术在水文水资源领域中的应用现状与发展趋势[J].吉林水利.2009(06).

gis技术论文篇8

地理信息系统(Geo-Information system)既是师范院校的一个专业(地理信息科学),也是现代地理学发展的一门延伸交叉技术[1]。我国现有160余所高校开设该专业,随着国家信息产业化的发展以及国内从事GIS开发的高科技企业的增多,GIS产业发展潜力巨大。GIS与地理学关系紧密,是计算机时代下地理学的新发展,是信息化的地理学,将地理地物计算机化后输入数据库,再把数据库的内容反映到电子地图上,可将传统地理信息应用到信息科技设备系统中去的数据库技术[2]。地理学为GIS提供了有关空间分析的基本方法,是GIS的基础理论依托;GIS也为地理问题的解决提供了信息时代的技术手段。因此,师范院校的地理教育专业中开设GIS相关课程成为必然。

阿坝师范学院(以下简称“学院”)为灾后重建学校,2006年秋才创办地理教育专业。目前虽师资还较薄弱,但始终注重理论与实践并重,除了必要的实验实习外,还开设了计算机以及GIS相关课程。由于学院地理教育是专科办学为主的特点及学生是文理兼收,因此数学、计算机、专业课基础等起点有所差异。在近几年的教学实践中,学生普遍反映学习GIS理论、操作软件困难和学习枯燥等问题。为此,笔者针对地理教育专业GIS课程的教学模式、组织学习实践、课程考核等方式进行初步研判,以不断提高学生的学习GIS兴趣以及实际操作能力。

1 民族师范院校地理教育专业的GIS教学

面对就业竞争压力,高校地理学教育在保持传统的基础上必须创新。措施之一就是在地理科学与计算机科学的框架下,构建地理学教学新体系[3]。GIS是地理学发展的前沿,是高校教育新常态下的必然选择,也是传统地理学复兴的一把钥匙[4]。阿坝师范学院作为一所川西民族地区的师范院校,由于学校地理位置偏僻、信息相对闭塞、管理经验相对落后等条件所限,目前我学院地理专业的GIS教学有以下几个特点:

1.1 学生专业基础不同

地理信息科学专业不仅要求学生既具有地理学的专业基础知识,如自然地理学、中国地理、地图学、大地测量学;还要有过硬的计算机技术知识,如数据结构、网络技术、数据库技术、计算机地图制图等知识;同时对数学基础、建模水平要求也较高。而非GIS专业的同学显然计算机水平没这么扎实,尤其对于地理教育专业学生而言。阿坝师范学院地理专业文理兼收,每年招生的文理生比例达到了5:1,男生女生比例可以(删除可以)达到1:3,以女生居多。这样也出现了学生的整体数学和计算机基础较差的现状;通过几年调查显示,大部分学生的计算机水平只达到国家一级,只有不超过5%的同学可以拿到了计算机国家二级证书。这与开设计算机课程不多有关,目前只开设了计算机基础课和C语言课程,导致了学生继续学习计算机相关课程的动力不够,学生对GIS中的数据结构、数据库组织架构等知识知之甚少,缺乏共鸣。故学生上课学习出现走神、无聊等现象。

1.2 R到逃目标不同

学科定位决定了师生对学科知识的理解和应用。地理信息科学专业主要要求学生掌握地理信息系统、地图学、测绘及遥感技术等方面的基本技能,参加相关GIS研究和技术开发方面的基本实训、比赛训练,具备地理信息采集与处理、系统设计与开发的基本技能及初步的研究和管理能力。而阿坝师院学院地理教育专业立足民族地区人才培养的实际,要求学生掌握地理及其相关学科基础理论和基本知识,掌握地理调查、定量观测、实验综合分析方法及了解地理信息系统技术、现代教育理论和基本教育技能,熟悉中学地理教材,成为适应现代教育发展,具有教学科研能力的中小学地理教师。

1.3 GIS学科建设薄弱

学院地理专业从事GIS研究应用的教师还很少,加之偏重于理论研究,实际研究相对不够,产学研不能很好得结合。GIS涉及到从现实地物到数字数据的抽象过程[5],尤其是GIS概论课,围绕着空间数据结构、拓扑编码、空间分析等基本算法和原理,内容尤其抽象。由于学院学生学识基础较薄弱,导致学生觉得教学内容乏味、枯燥、深奥、难以理解等问题,学习困难。在对ARCGIS、MAPINFO等软件的学习操作中,很多学生都是第一次接触GIS体系,课程教学学生处于被动接受的状态,不能很好的透彻理解GIS理论,GIS上机实践更是难上加难,很多学生萌发了退缩的念头,主观能动性不足,严重影响教学进度和质量。

2 民族地区师范院校地理教育专业GIS教学的发展建议

对于非GIS专业的学习者而言,GIS知识入门非常重要,为今后有计划的实践应用打基础。地理教育专业中的GIS课程设置不可或缺。怎样提高地理教育专业学生学习GIS的兴趣和主动性?笔者就GIS课程的教学内容组织、教学模式、实验室发展等因子进行了探讨。

2.1 灵活多样的教学形式

问卷调查显示,91%的同学都认为GIS课程的开设很有必要。无论对专业建设发展还是对教师素质发展都有很大帮助。同时,几乎100%的同学反应教学内容单一、苦涩难懂。如何把晦涩的GIS理论讲得通俗易懂,提高学生学习动力,是教学改进的目标。为此,笔者首先重新组织教学内容顺序和精简教学内容。选用教材是黄杏元老师主编的《地理信息系统概论》,其对于专科地理教育专业学生而言稍显困难。比如在讲绪论部分时,为了更好的让同学们接受和理解GIS,可把教学内容分为为什么是GIS;GIS有哪几部分组成;GIS能干什么;如何实现GIS;GIS历史渊源等几部分知识块,这样教学效果比原来要强很多。由于本书涉及很多数据库知识,而学生几乎没有这方面基础,故在讲课时只讲解数据库的个别概念和语法涵义,尤其是在上机操作中要用到的语法。

采用灵活多变的教学形式,可以提高课堂效率[6]。例如采用与实际生活相关的实例来举证GIS的应用。利用谷歌地图等软件来查找阿坝师院位置、路径查询等方式来让学生切实感受到电子地图开发的功能和价值。结合教师个人工作经历以及科研项目,介绍一些GIS应用案例,GIS系统开发的过程,使学生切实体会到GIS的功能和宏观把握。通过开展小组讨论式教学,加强学生自我学习能力的培养。通过论坛学习、答疑平台交流等方式,让学生分小组去完成每周的GIS作业,激发学生学习的兴趣。

2.2 更新完善实验室教学条件,建立适宜的实践教学体系

GIS是一门实践性很强的技术。为了更好地提高学生理解和应用能力,在学院的关心支持下,地理专业建立了GIS实验室(机房),以更有助于学生学习了解GIS软件的操作和应用,提高动手能力。通过这几年对地理信息系统实验室的持续建设,初步构建了一个地理信息系统实践教学平台,为地理教育人才培养模式添加了新的内涵,对地理教育专业学生将地理知识与现代先进技术结合的技能的掌握发挥了重要作用。在GIS实验课程的设计方面,强调实验教学紧扣理论教学实践,主要开设的实验项目如下。

2.3 调整课程学习评价标准

以《地理信息系统概论》为例,在保证课程教学质量的同时,结合学生实际特点设定合理的课程学习评价标准,更好地达到教学大纲要求。针对学生GIS理论基础薄弱,相关基础课程,如数据库技术、C语言等课程开设少的实际,本门课程制定了以淡化理论算法,强化上机操作能力和分析能力培养为内涵的课程学习评价体系。将期末上机考试成绩占课程总成绩的比例定为60%,平时学习成绩(包含考勤、上课表现、期中理论知识测验成绩)占课程总成绩的比例定为40%。其中理论知识测验除了检验学过的基本概念的理解之外,还设计了上机案例操作分析等知识点。这样学生既了解了GIS相关理论也学到了一些GIS软件的操作技能。

2.4 与企业合办合建GIS实验室

在未来几年的本科教学中,计划在大二下学期分两个侧重方向:一个侧重于师范教育;一个侧重于技术应用。为了提高教学质量,以企业(社会)需求为导向,培养多层次的实用性GIS人才,积极争取与全国知名的武大吉奥信息技术有限公司共同建立“武大吉奥GIS实验室”,借力武大吉奥的MAPGIS软件以及强大的技术支持建设实验室建设。通过实验室的建设,提高教学质量,增强学生的二次开发能力,逐步完善从人才需求、人才培养、人才服务、就业、职业提升、到产业促进的循环发展,并为争取地方科研项目打下坚实基础。为保障GIS实验室教学与科研工作的顺利进行,积极促进科技成果的应用,学院将充分利用武大吉奥公司提供的系列技术服务支持。此外,派师生到武大吉奥参加吉奥之星系列软件的使用和二次开发培训;安排教师承接有类似应用项目,协助指导项目开发实施;每学年择优安排2~3名优秀学生到武大吉奥公司实习,以便接触实际的社会工作环境,将学校的理论知识与企业的实践相结合,更好的完成学校到企业的过渡。

2.5 加大师资队伍建设,推进产学研相结合

加大师资建设投入,成立一支专业素质较高、教学经验丰富的专业队伍。围绕特色专业建设需要,积极创造教师的学习交流机会,不断扩充老师的专业视野和技能,建设一支以学术带头人为骨干,教学和科研综合水平高、结构合理的教师队伍。鼓励教师根据教育培养目标积极开展有针对性的教学科研。鉴于GIS实践性很强特点,教学中要做到“四懂三会”(懂原理、懂构造、懂性能、懂用途、会操作、会保养、会排除基本故障),且要有较强的责任心,积极参与到设备的管理工作中去,真正做到实验室硬件设备与“软件”管理及使用相配套。借助国家藏羌彝文化产业走廊战略建设机遇,坚持课题研究服务地方经济为主策略,利用实验室科研条件研究该走廊的自然灾害防治、长江上游植被变迁历史地理、土地利用规划、旅游地理建设等方面等科研内容,带动师生科研教学的更好开展,并为这一地区发展提供科学的参考依据,服务地方经济,把民族地区的资源优势化为产业优势。

3 小结

GIS科学在现代地理学教育中具有重要的理论应用、实践价值,在用型新人才培养模式下,开设GIS相关课程对于师范院校地理专业学生非常重要。为了适应新时期新常态下人才培养的需要,学院将在坚持做好地理教育专业的师范性特色教育的同时,加大前沿技术的学习和实践,更好地承载四川民族地区教师培养培训、地区发展等重大任务。

参考文献:

[1]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京:高等教育出版社,2012:21-28.

[2]张加龙.林业院校非地理信息系统专业GIS教学的探讨[J]中国林业教育,2004,31(3):60~65.

[3]邬伦,刘瑜,毛善君.GIS专业本科教学探讨――北京大学教学实例[J].地理信息世界,2004,2(2):27~30.

gis技术论文篇9

一、我国对GIS人才需求现状

我国的地理信息系统GIS产业发展迅速,经过几十年的时间已经渗透到我国经济建设的各个领域,如资源调查、国土管理、灾害预测、环境评估、城市管理和建设、邮电通讯、智能交通运输、军事、公安、公共设施管理、农业、森林、统计、商业、金融等。

但是,我国的GIS产业仍然存在很多问题,如标准规范不齐全,GIS产业服务体系不健全,数据标准化工作有待完善,导致数据不能很好地共享,数据更新慢; GIS应用的服务性企事业缺少,有效的GIS产业社会支撑体系缺乏;具有自主知识产权的国产GIS软件品牌较少,国际竞争力不足,GIS行业技术人员的研发能力薄弱等。

其中,对GIS人才的培养已成为亟待解决的问题。目前我国GIS企业对GIS毕业生的意见主要集中在以下几方面:第一,多数GIS企业缺少高水平的工程设计与管理人才,导致GIS项目不能成功实施。第二,学生在校期间实践环节较少或内容设置不当,实践能力普遍有待提高,很多毕业生编程能力较差,不能够规范使用对编程语言,工作初期独立完成公司交给的任务有难度,公司往往需要花费较大精力进行培训。第三,学生缺乏创新思维、逻辑思维和自我解决问题的能力,大多数毕业生只能按照给定的任务一步步完成计划书的内容,无法自己去独立思考完成任务。另外,我国高校培养的GlS人才缺乏国际竞争力,缺乏将GIS企业做大做强的创新能力。

社会和企业的需求形势对我国GIS专业的教育提出了更高的要求,即GIS教育不能仅停留在理论教学和简单的GIS应用,而要为我国GIS产业的发展培养具有创新创业能力的高素质人才,特别是创新精神的实践人才。

二、GIS教育存在的问题分析

从GIS企业对人才的需求调查可以看出我国GIS专业的教育和企业的需求并没有实现很好的接轨,由此反映出我国高校的GIS教育存在一些问题。这主要表现在以下几个方面。

第一,GIS人才培养方式不能适应产业发展的需要。GIS技术广泛应用于各个领域,而国内GIS专业设置一般较为单一,其人才培养模式不能满足不同的工作目标和社会需求,如GIS开发、针对不同领域的GIS桌面平台应用、GIS制图、数据处理等,尤其缺乏既具有工程实践又懂得经营管理的复合型人才。

第二,扩大GIS专业招生规模,注重GIS 人才的总量,但GIS人才的质量和人才结构往往被忽略。据统计,目前我国有上百所高校开设了GIS专科、本科或研究生专业,但是不同院校的GIS专业的师资力量、教学水平、软硬件设施和培养目标差别很大,很多院校培养的GIS人才能力欠缺。

第三,对专业实践动手能力培养重视不够。大多数高校实践教学时长相比理论课程较少,实践教学内容陈旧,与企业和市场上的需求有一定差距。

第四,本科教育中对学生的创新意识培养不够。在我国各高校的GIS教育的培养方案中,通常都没有对学生进行创新意识培养方面的规定。

三、建设创新实践平台对GIS人才培养的重要性

学生的创新精神和实践能力培养是当今素质教育的重点。深化GIS专业的教学改革,必须强调对学生创新能力的培养。通过各门课程的教学方案中的实验、实习或课程设计环节、专业竞赛和各年级大学生创新项目,高校不仅要加深学生对理论知识的掌握,锻炼学生的实践能力,更要培养学生的独立思考问题、解决问题的能力。

第一,剖析GIS专业现有教学计划中实践教学存在的问题,构建以创新能力训练为核心的一体化的实践平台,对GIS专业教学的深化改革具有重要意义。

第二,创新实践平台建设可以增强学生学习基础理论知识的积极性,使学生对课堂教学的被动学习就可以变为有目的的探索式主动学习;有利于促进理论教育与技术教育的结合,锻炼学生的系统思维能力和实践动手能力。

第三,学生参与创新实践活动,可以接触专业最前沿的内容,同时又能了解一个GlS项目从设计、研发到应用的全过程,特别是在设计和研发时不仅仅单纯解决技术问题,还要考虑项目成本、软件销售、售后服务等多种因素,增强学生的创业意识。

第四,GIS项目的实施过程中要求学生合理分工,团结协作,有利于培养学生的组织能力和团队协作精神,为今后融入社会打下良好基础。

四、GIS专业人才培养目标和实践教学的发展方向

第一,GIS产业是一项高新技术产业,技术的创新是GIS产业可持续健康发展的重要因素。GIS软件技术创新重要的是GIS专业技术人才的培养。要重视吸收信息科学和计算机专业人才,吸引越来越多的计算机编程人才加入到GIS产业技术队伍中,加速培养兼具地理科学、遥感、测绘科学、土地、林业等与GIS专业交叉的复合型人才。企业和相关单位应当根据需要建立技能结构合理的技术队伍。

第二,为满足不同的GIS企业和科研事业单位的需要,要建立不同层次、不同方向的GIS专业教育计划。一方面要培养擅长GIS开发和制图技术的专业型人才,也要注重培养GIS专业毕业生具有测绘、地理信息等方面的政策、法律、管理等方面的知识。既要注重硕士、博士等研究型高端GIS人才的培养,也要注重本科、专科等应用型中低端人才的培养。

第三,各高校GIS专业应根据自身的师资力量、学科体系进行合理评估,在此基础上设置该校GIS专业人才培养目标。例如,研究性大学侧重在GIS理论知识的突破和新技术的研发,非研究性大学侧重在基于系统的GIS理论知识教学上,培养学生GIS开发和应用能力,而专科学校则可以侧重GIS应用技能的锻炼,适当减少理论课程并降低其深度。可以设置导师,引导GIS专业的学生在不同的学期重点学习内容和要达到的技能,减小学生的盲目性,可以在入学初由专业负责人进行专业介绍,告诉学生该专业的师资情况、国内外发展现状、应用情况、就业方向等,激发他们的学习兴趣。

第四,GIS专业应特别重视实践能力和创新能力的培养。应改进原来“课堂理论+上机手把手引导操作”的传授式教学模式,将GIS创新实践活动在横向上分为应用类和开发类两个方向,在纵向上分为基础上级试验(课程中包含的上级学时)、综合实践(集中的实习或课程设计)和创新实践(校企联合培养、各类GIS大赛、大学生创新训练项目、教师科研等)三层,所有的创新项目或竞赛在这两个大方向下进一步分类分层,进而构成一个有机的创新实践平台体系。

参考文献:

[1]邹艳红,陈东锋,刘兴权.GIS创新人才培养中实践教学模式与方法探讨[J].创新与创业教育,2013(4).

gis技术论文篇10

引言

GIS(Geography Information System) 自诞生以来,其平台软件技术就非快地发展着,在不断带来惊喜的同时,也带来了挑战。技术的不断进步意味着新的应用模式成为可能,从20世纪九十年代末至今,GIS软件技术已经经历了三个阶段。这三个阶段不仅深刻地影响了过去十年的GIS应用开发方式,并把GIS的应用推到前所未有的高度。

第一阶段从1970年到1980年,为准备阶段,主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。第二阶段从1981年到1985年,为起步阶段,完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节。第三个阶段从1986年到现在,为初步发展阶段,我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段。

随着互联网技术,以及计算机技术、数据库技术的飞速发展,GIS即将步入新一展阶段。新一代GIS软件将在空间数据处理、三维GIS、多来源的数据信息、更为快捷开发模式、行业数据标准化等方面发生革命性的变化。

1.GIS技术发展新趋势

1.1云GIS(Cloud GIS)

计算机网络技术的飞速发展,分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的技术也越来越成熟,并在此基本上进一步发展出云计算。云计算与地理信息系统的结合即构成了云GIS。只需要一台笔记本或者一个手机,用户就可以通过网络服务来满足用户对GIS功能的需求,甚至包括超级计算这样的任务。这就是云GIS,用户无需了解、也不用担心系统应用运行的具置,只需通过终端就可以在任意位置获取具有超大规模、虚拟化、按需服务等一系列特性的GIS服务。

ESRI的产品ArcGIS 10 Preview Release版本推出,标志着全系ArcGIS产品发展重心向云计算方向的转移。其子产品ArcGIS Online是ESRI的GIS云计算平台。它供了大量的GIS工具,包括地理处理分析Geoprocessing和地理定位等。获取所有这些信息和功能,用户仅需安装一个浏览器即可。

同样采用云计算思想的还有 Autodesk公司的Project Twitch。它利用云计算,使用户可以直接从运行在服务器上的网络中访问到Autodesk软件。

1.2三维GIS

二维空间展示是地理信息科学的核心,无论是在空间关系的原理上,还是数据模型,还是运算,还是在空间分析软件技术。随着二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上应用需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。

Skyline公司以新的视角提出三维GIS的解决方案Skyline Globe Enterprise Solution(Skyline globe企业解决方案),使用户能创建自定义的三维可视化场景,进行浏览、查询和分析,通过三维交互的方式展示大量的空间地理数据,并在此基础上实现与业务的轻松整合,使其行业应用日益广泛。它给客户提供一站式服务,并开放了所有的API,不论是在网络环境中还是单机应用,让用户能够根据自己的需求定制功能,建立个性化的三维地理信息系统。

北京国遥新天地的产品EV-Globe的地图服务器不但兼容了二维GIS绝大部分的功能,而且可以提供一般三维GIS平台不具备的缓冲区分析、最优路径分析等强大功能,同时,还提供距离测量、线段剖面、折线剖面、区域淹没、通视分析等三维GIS特色的空间分析功能。此外,用户还可以在EV-Globe中看到烟雾、尘暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。EV-Globe在空间分析上的优势,可以说是集二维GIS与三维GIS之长,受到国内市场的青睐。

1.3自发式地理信息(Volunteered Geogra-

phic Information)

自发式地理信息的概念是由Michael F. Goodchild提出来的。它是指用户通过移动设备和浏览器自发贡献地理数据。在传统的以电子地图为基础的GIS时代,数据提供者与用户有明显的界线;而现在,数据使用者和用户间已没有明显界线,因为地理信息的更新与维护可以是数据提供者,也可以是终端用户。更新与维护是提供者和终端用户,从专业的定期更新走向大众化的更新和服务,更新模式从静态定期更新走向实时和准实时的大众参与更新。

Google公司的Google Earth是非常典型的由用户参与地理数据的例子。在Google Earth中可以轻松插入要返回的地点的标记,或者将自己的图像覆盖在所创建的地图上。一切工作都可以在工具栏中完成。还可以将用户的文件导入到Google Earth中来显示路线、兴趣点、边界数据等。Google Earth可以理解一种名为KML的语言,在Google Earth应用程序中打开自己的KML文件,然后看着数据显示在Google Earth图像中。

有关VGI一个更有说服力的例子就是Wikimapia,它采用的一些程度,已经在Wikimapia百科全书里运行的非常成功,而且将它们提供给地名辞典共享。任何人只要可以上网就可以选择地球上任何地点为其他添加描述,包括链接它的其他资源。任何人都可以编辑词条,义务评论查看结果,以检查其准确度和意义。

1.4开发模式的新发展

传统的常用的开发模式有以下三种:独立开发、宿主型二次开发、GIS组件二次开发。其中GIS组件二次开发一直是现在应用GIS的主流方向,但是依然存在开发难度大,投入高的问题。而现在出现的应用集成开发平台的提出,"零编程、巧组合、易搭建"的可视化开发大大的提高了GIS降低开发难度提高了开发效率。专业GIS数据模型的建立,简化GIS开发步骤的同时,推动GIS往数据标准化,行业化的方向发展。

1.4.1应用集成开发平台

MapGIS K9于2009年4 月由中地数码。MapGIS K9是国家863计划重点攻关成果。它在开发模型上有新突破,那就是应用集成开发平台。许多企业普遍采用面向对象、组件化技术开发,这些技术复杂、开发难度大;其次,地理信息系统是跨学科、跨行业的技术,涉及面广,GIS应用系统需要访问分布在多个数据源的异构数据,也需要整合诸如文档、数据库属性表等非空间数据;另外,用户需求不断变动,系统设计不断调整,使系统的开发与维护面对巨大的挑战。

中地数码在这种形势下,提出了新一代GIS架构技术及新一代GIS开发模式,率先推出了数据中心集成开发平台,实现了“零编程、巧组合、易搭建”的可视化开发,使不懂编程的人员开发GIS系统的梦想成为现实,从而推动了人们从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业、业务的新一代开发模式转变,掀起了GIS开发和应用领域的一场变革。尤其使用户在二次开发方面缩短开发周期、节约开发成本、提高工作效率、提升软件质量等功不可没。实现了GIS应用开发从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业及业务流程的新一代开发模式的转变。

1.4.2行业标准化数据模型

ESRI公司建造很多针对行业应用的数据模型。目标是简化项目开发的步骤,促进并支持数据标准化的建立。ESRI为各种应用领域分别进行数据库设计。这些数据库设计模型目的是为了帮助GIS用户很快的提高效率,通过ARCGIS开发平台,使用这些数据库。

ESRI致力于使ARCGIS数据模型发展成为标准。ESRI跟进及参与了很多标准化的努力的工作,例如ISO(International Organization for Standardization)、OGC (Open GIS Consortium)、FGDC(Federal Geographic Data Committee)、地理空间数据、及ANSI(American National Stand-

ards Institute)。这些标准都在数据模型中都有所体现。每个ARCGIS数据模型采用空间数据表示。每个数据模型详细说明了其完整的规则、关键数据层及特征层。

在ArcGIS数据模型网站中,已经开发有超过25个行业数据模型,概念及逻辑图。这行数据模型的领域涉及政府、公共安全与应急减灾、自然资源、交通运输、公共事业、商业与公共服务、以及教育。在这些领域中已经有诸多应用,在推动GIS数据标准化方面起着领军的作用。

2.总结与展望

本文首先分析了GIS技术的发展历程,然后提出了新一代GIS技术的发展趋势,并以现有的GIS软件具有的特性为例进行说明。

互联网的提出与实施,以及计算机技术、数据库技术的飞速发展,带动了GIS的发展发生着变革。在地理信息数据的存储处理方面有更为高效,在开发模式上朝着快捷化,专业化,标准化的方向上迈进。这给我们带来前所未有的机遇,在具体的行业应用方面提供了更大的可能。这也必将拉动整个地理信息产业的发展,促使全球地理信息的共享在宏观上将产生巨大的经济利益和社会利益,人类将会得到新一代GIS所带来我们的各种便捷的服务。

参考文献

[1] 戴立乾,陈娜.浅议云计算时代下GIS的发展.安徽农业科学[j].2009,37(31).

[2] Duncan Smith. Advances in 3D Geoinfor-

mation System .Spatial Analysis .2010.3,69-70.

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[5] Martin C. Brown.Hacking Google Maps and Google Earth [M]. Wiley Publishing,Inc. 2006, 293-294.

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[8] Michael Goodchild,Citizens as sensors: the world of volunteered geography[j]. GeoJournal, 2007,69(4),211-221.

gis技术论文篇11

洪水灾害的严重性和频发性决定了洪水灾害风险管理的复杂性。洪水灾害风险管理可以说是一个系统工程,是指人们对可能遇到的洪水风险进行识别、估计和评价,并在此基础上综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段,合理调整人与自然之间的关系,实现人类的最大安全保障和可持续发展的双重目标。从发展的观点来看,洪水灾害风险管理是指人们在与洪水斗争的过程中,既要适当控制洪水改造自然,又要适应洪水与自然共存,利用各种工程措施和非工程措施,将洪水灾害损失降低到不影响人类的可持续发展进程,以最低的成本实现最大安全保障这样一个防洪减灾的总体目标。

洪水灾害的风险管理应贯穿洪水灾害发生发展的全过程,包括灾害发生前的日常风险管理,灾害发生过程中的应急风险管理和灾害发生后的恢复和重建过程中的风险管理。风险管理过程是不断循环和完善的过程,主要包括建立风险管理目标、风险分析、风险决策、风险处理等几个基本步骤。

(1)洪水灾害风险管理目标:根据洪水特征、工程质量、防洪保护区的人口、财产状况和承受能力,对防洪投入风险因素进行评估,确定对各项风险因素可以接受的标准,使风险管理成本最小,以此作为风险的管理目标。

(2)洪水灾害风险识别:在确定的风险管理目标条件下,对仍然存在较大风险的因素进行判别,根据可能产生风险的大小进行排序,确定重点管理目标。

(3)洪水灾害风险估计:计算或估算重点风险因素可能造成的洪水危险性的大小,如是否可能造成工程破坏,工程破坏后可能形成的淹没范围、淹没水深等。

(4)洪水灾害风险评价:具体计算洪水造成的社会、环境、生态、经济等方面的损失。

(5)洪水灾害风险管理方案:选择可行的对策,应对洪水灾害风险,使洪水灾害在总体上损失最小。包括:①自留风险,由本地区承担洪水灾害风险;②降低风险,采取应急措施,减少或消除一些风险因素,使总体风险降低;③回避风险,将人口和资产由高风险区域向低风险区和安全区疏散转移;④转移风险,如洪水灾害可能威胁到重点保护区域时,主动将灾害转移到其他非重点保护区域,使总体灾害损失减少;⑤分担风险,采取保险或补偿等方式,由更大范围分担局部受灾区域的风险。管理方案可以是上述方案中的一种或多种的组合。

(6)洪水灾害风险管理决策:对各种洪水灾害风险管理方案可能产生的后果进行分析和比较,选择最优方案。

(7)洪水灾害风险管理计划:风险管理方案确定后,要编制行动计划,如动员、警报、人口资产转移、紧急抢险和救护、破堤分洪等。务求在方案实施过程中生命和财产损失最小。

(8)洪水灾害风险管理效果评价:对计划实施后的社会、经济、生态、环境效果进行评价或预评估。

二、GIS与组件式GIS

地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型:一是应用型地理信息系统,是以某一专业、领域或工作为主要内容,包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统;二是工具型地理信息系统,也就是GIS工具软件包,如ARC/INFO等,具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS基本功能。应用型GIS主要有三种开发方式:

(1)独立开发:指不依赖于任何GIS工具软件,从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出,所有的算法都由开发者独立设计,然后选用某种程序设计语言,如VisualC++、Delphi等,在一定的操作系统平台上编程实现。这种方式的好处在于无须依赖任何商业GIS工具软件,独立性强,但是,能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化GIS工具软件相比,而且在购买GIS工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。

(2)单纯二次开发:指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言,如ESRI的ArcView提供了Avenue语言,MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供了MapBasic语言等等。用户可以利用这些宏语言,以原GIS工具软件为开发平台,开发出自己的针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心,但进行二次开发的宏语言,作为编程语言只能算是二流的,功能极弱,用它们来开发应用程序往往不尽如人意。

(3)集成二次开发:集成二次开发是指利用专业的GIS工具软件,如ArcView、MapInfo等,实现GIS的基本功能,以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具,如Delphi、VisualC++、VisualBasic、PowerBuilder等为开发平台,进行二者的集成开发。

集成二次开发目前主要有两种方式:①OLE/DDE:采用OLEAutomation技术或利用DDE技术,用软件开发工具开发前台可执行应用程序,以OLE自动化方式或DDE方式启动GIS工具软件在后台执行,利用回调技术动态获取其返回信息,实现应用程序中的地理信息处理功能;②GIS控件:利用GIS工具软件生产厂家提供的建立在OCX技术基础上的GIS功能控件,如ESRI的MapObjects、MapInfo公司的MapX等,在Delphi等编程工具编制的应用程序中,直接将GIS功能嵌入其中,实现地理信息系统的各种功能。这种建立在OCX技术基础上的GIS功能控件又被称做组件式GIS。

由于独立开发难度太大,单纯二次开发受GIS工具提供的编程语言的限制差强人意,因此结合GIS工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为GIS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的管理、分析功能,又可以利用其他可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点,集二者之所长,不仅能大大提高应用系统的开发效率,而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果,更强大的数据库功能,而且可靠性好、易于移植、便于维护。尤其是使用OCX技术利用GIS功能组件进行集成开发,更能表现出这些优势。

组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件,每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间,以及GIS控件与其他非GIS控件之间,可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木,他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根据需要把实现各种功能的"积木"搭建起来,就构成应用系统。把GIS的功能适当抽象,以组件形式供开发者使用,将会带来许多传统GIS工具无法比拟的优点。

三、GIS技术在黄河下游山东段堤防溃决洪灾风险管理系统开发中的应用

近年来,黄河断流和水资源短缺成了人们关注的焦点,我们在关注水资源的同时,不能忘掉黄河防洪仍是一项长期的艰巨任务。历史上,黄河山东段曾多次泛滥,近年来河道淤积日益严重,1995年下游河床淤高16cm,而黄河大堤多年未曾加高,两岸的安全标准日益降低。加之下游河道容易发生冰塞,新中国成立以来已有两次形成冰凌灾害,是属于洪水灾害风险较大的区间。另外,黄河下游两岸为我国经济发达地区,人口财产密集,铁路、公路纵横,堤防一旦溃决,后果将十分严重。因此就需要模拟黄河下游堤防溃决后的洪水风险,根据淹没范围内人口及财产分布,估算洪水灾害损失,再根据对防洪投入及社会经济发展状况的预测,为今后的防洪减灾提供决策支持。

黄河下游山东段堤防溃决洪灾风险管理系统是一个以GIS为核心技术,以数据库为基础,包含基础信息管理、堤防溃决洪水风险计算、堤防溃决洪水风险图、堤防溃决洪水风险查询、堤防溃决洪水灾害损失评估、区域防洪减灾对策等模块的,为防洪减灾辅助决策和洪灾风险管理服务的计算机系统。系统的逻辑结构。

GIS技术在以上各个模块中的应用主要体现在:

3.1基础信息管理

将系统中涉及到的各种水文信息、工程信息、自然地理信息以及历史信息以电子地图的形式分层管理起来,并实现图形导航、放大、缩小、漫游、标注、图层控制等功能。

将各种基础信息数据库中的记录与地图对象的空间数据库中的属性信息相互匹配,可以准确定位地图对象;基础信息数据库中的记录更新后,能够快速反映到地图对象上。实现了地图对象空间位置信息与数据库中的属性信息的对应。

3.2洪水风险计算

洪水风险计算模型采用无结构不规则网格的二维非恒定流水动力学模型,在设计网格时,利用地图工作空间添加、编辑网格,既可以考虑地形地物以及阻水建筑物的影响,又可以充分利用GIS的制图与图形检查纠错功能,提高工作效率。网格图略。

3.3洪水风险图制作

洪水风险图是了解区域内遭受洪水灾害的危险性大小的一种直观科学的地图。它是依据流速、淹没水深和淹没历时等参数,将滩地、分蓄洪区或受洪水影响范围划分为危险区、重灾区、轻灾区、安全区等区域。依据不同的用途,洪水风险图可以划分为基本风险图、专题风险图和综合风险图。基本风险图是将洪水基本要素(如淹没范围、水深、历时、流速等)在行政区划图上表示。专题风险图是依据不同的风险决策者制作的不同用途的风险图,如保险公司用的保险专用风险图;防洪决策者使用的专门风险图;军事部门针对重点保护对象的洪水风险图;防洪避难使用的风险图等。综合风险图是服务于防洪决策各项工作的一套风险图。一般是利用GIS技术制作,包含洪水基本要素、灾害损失信息、防洪工程信息等的一套风险图。

该子系统是为了将堤防溃决洪水风险计算中选取的10个方案的结果制作成一套风险图,主要包括基本行政区划图、溃堤位置、最大淹没范围图、最大淹没水深图、淹没历时图等。风险图的制作首先是利用自己开发的专用转换模型将数学模型中的网格文件转换成MapInfoProfessional可以接受的交换格式MIF和MID,然后再利用MapInfoProfessional软件,根据数学模型的计算结果(受淹范围、淹没水深、淹没历时、淹没流速等),采用制作专题图层的方法制作的。

3.4洪水风险信息查询

该系统包含三种方式查询堤防溃决洪水风险计算的结果。①通过输入经纬度查询关心点的基本信息和洪水风险信息;②通过选择县区,查询所选县区的基本信息和洪水淹没信息;③通过选择洪水计算模型中的网格号,查询所选网格的基本信息和洪水风险信息。

按经纬度查询时,系统首先从用户输入界面中获取经度值和纬度值,然后根据这两个数值在"网格"图层中判断该点属于哪个网格,判别方法是只要该点包含于网格的边界内就认为该点属于该网格,并建立动态图层闪烁显示该点的位置;最后,再根据"网格号"这一关联字段在"网格洪水风险计算结果信息"数据库中匹配,找到相关的基本信息和洪水风险信息。

按县区查询时,系统首先从用户输入界面中获取所要查询的县区名称,然后根据县区名称在"县区"图层中查询该县区的位置,并建立动态图层闪烁显示该县区。最后,再根据"县区名称"这一关联字段在"县区洪水风险计算结果信息"数据库中匹配,找到相关的基本信息和洪水风险信息。

按网格查询时,系统首先从用户输入界面中获取所要查询的网格编号,然后在"网格"图层中查询该网格位置,并建立动态图层闪烁显示该网格的位置;最后,再根据"网格号"这一关联字段在"网格洪水风险计算结果信息"数据库中匹配,找到相关的基本信息和洪水风险信息。

查询结果都有三种表现方式:①以表格形式直接显示查询区域或地点的基本信息和洪水风险信息;②在地图中央闪烁显示查询区域或地点;③以Excel表格形式直接输出查询结果。

3.5洪灾经济损失计算与查询

洪灾经济损失计算是根据沿黄区域的社会经济特征及社会经济调查资料的完备性对其财产进行分类,利用GIS工具,将二维非恒定流水动力学模型的不规则网格与电子地图配准,使不规则网格具有空间地理位置。根据行政区域与网格空间地理位置的关系,找到每一个网格所属的行政区域,并根据不同洪水溃堤计算方案下的网格的水力学特征数据(水深、流速、历时、洪水到达时间),生成不同计算方案下的行政区域内的淹没范围、淹没水深分布、淹没历时分布和流速分布等。根据每一方案下不同淹没区域,计算每个受淹网格的面积与实际面积的比例,将行政区域内的各类资产按此比例分割到每个网格上。调查受影响区域内典型区域以往的灾害损失情况,估算样本分类财产的损失率,或根据经验确定分类财产的洪灾损失率。根据每个网格的淹没水深和淹没历时,与洪灾损失率数据库的记录中的淹没水深范围和淹没历时范围进行比较,求算出各个网格的分类资产在淹没条件下的损失值及损失率,逐步向上叠加,求出各个区内某类财产的总直接经济损失及平均损失率,再通过所有受淹县区的分类财产的损失合计求取全部受淹区域内所有财产的总的直接经济损失,再按经验系数法估算间接损失,洪灾间接经济损失与直接经济损失之和即为洪灾的总损失。

gis技术论文篇12

1网络地理信息系统的特点和结构

1.1特点

网络地理信息系统(webg工s)是利用网络技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术,是gis与互联网的有机结合,是gis在广域网环境下的一种应用,最终是实现空间信息的网络化。gis通过互联网延伸了功能,真正成为了一种大众使用的信息工具。在互联网的任意一个节点,人们都可以浏览网上分布的各种具有超媒体特性的地理空间数据、技术性数据,并进行地理分析、查询,以支持智能辅助决策。WWW.133229.CoM与传统的gis相比,webgis的特殊之处主要有如下表现:

(1)访问范围更广泛。客户可以同时访问多个位于不同地方服务器上的最新数据,这大大方便了gis的数据管理,使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

(2)平台独立性。无论服务器/客户机是何种机器,无论webgis服务器端使用何种gis软件,由于使用了通用的web浏览器,用户就可以透明地访问webgis数据,在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析,实现远程异构数据的共享。

(3)大规模降低系统成本。普通gis要求每个客户端配备昂贵的专业gis软件,而用户通常使用的只是一些最基本的功能,这造成极大的浪费。webgis在客户端通常只需使用web浏览器(有时还要加一些插件),其软件成本与全套专业gis相比节省许多。另外,由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。

(4)操作更简单。要推广gis,使gis系统为广大的普通用户所接受,就要降低对系统操作的要求。通用的web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。

(5)平衡高效的计算负载。传统的gis大都使用文件服务器结构的处理方式,其处理能力完全依赖于客户端,效率较低。而今一些高级的webgis能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配,是一种较理想的优化模式。

1.2结构

webgis是在internet信息、数据共享、交流协作基础之上实现gis的在线查询和业务处理等功能的,web分布式交互操作是工作的重心。webgis的基本组成包括:web服务器;browser浏览器(gis插件);页面描述语言(html,vrml);web交互程序(java,cgi,activex);gis数据库管理器(arcstorm,sde)。

2设计思想

2.1gis网络协议

http协议基于tcp/ip,是属于iso/osi模型应用层的通信协议。它面向的对象与可扩展的特性使其比tcp/ip协议支持更多的数据类型,如文本、图像、声音等。/pc/">计算,并把执行的结果转换为html格式返回客户端。gis数据和计算都部署在服务器上,对客户请求相应的只是在服务器端进行gis计算,然后将结果形成新的中间gis数据,返送给客户,形成gi5数据迁移。服务器应用包括以下三种主要技术方案:

(1)gis桌面系统扩展。以gis桌面系统为基础的webgis服务器的结构如图1所示。

应用网关把客户的服务请求从web服务器通过ole或者tcp/ip技术转送给gis服务器中的监控调度程序,监控调度程序选择可用的gis桌面系统运行实例,完成客户请求的gis计算,然后把结果返回给用户,从而实现所有的gis功能。

(2)基于activex组件的gis服务器。组件gis服务器是在服务器端采用activex组件技术实现gis的服务器,其核心是gisactivex组件系统,其构造如图2所示。

activex组件是一个完整的具有独立功能的程序模块,在服务器端可以按照实现功能等方式把服务器分解成具有独立功能的activex组件,从而形成可伸缩的gis应用服务器。它可以灵活地实现可伸缩的应用系统,降低系统的成本,提高系统的性能。

(3)基于java的gis服务器。基于java的gis服务器系统的核心是用java实现的完成gis功能的javagis组件。该组件负责存取gis数据,提供gis服务。gis服务通过tcp/ipsocket和javagis组件通讯,用于javagi5组件和web服务器之间建立链接,并管理gis组件实例。

gis技术论文篇13

GIS是地理信息系统(Geographical Information Systems)的英文缩号,是构建“数字城市”和“数字地球”的核心技术。不论是地理信息系统、地理信息软件,还是地理信息科学、地理信息服务,其英文缩写都是GIS,但每一个概念的形成到发展都差不多经历了十年,GIS学科的形成与发展非常巧地与GIS中的“S”内涵丰富联系在一起。美国环境系统研究所公司(简称ESRI公司成立于1969年),是全球最大的GIS技术和服务提供商,她的ArcGIS解决方案已经迅速成为提高政府部门和企业服务水平的重要工具。目前Arc GIS系列产品已遍布全球200多个国家和地区,超过百万个用户单位、涵盖几乎所有的GIS应用领域,其中包括美国最大的200个城市中几乎所有的政府部门,超过2/3的500强企业和7000余所高等院校。而目前我们经常在使用的各种GIS软件也是在其基础上再次开发延伸。

1目前GIS问题存在与解决

GIS是一门综合交叉的空间信息科学,它与古老的地理科学以及测绘科学

有着千丝万缕的联系。目前GIS已经发展成为一门集计算机科学,地理学、测绘科学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门科学为一体的新兴的综合性边缘学科。作为一门新兴的边缘、交叉学科、GIS具有独特的理论基础、知识结构、技术体系,以及功能特征,成为当代科学的前沿和一个跨学科的科学领域。但同时由于我国各部门各行业的管理体制以及教育体制等因素,造成很多学校和单位不管条件如何,为了跟风设置GIS专业多、人员多、设备投入多,而研究产生的数据资料成果质量不高,且还各自封锁,造成重复投入,各成体系,浪费惊人,“高投入、低产出”,缺少真正的核心技术。因而当务之急亟需纠正浮躁作风,针对性地集中力量开发和解决社会对GIS技术真正需求。

2GIS的应用、创新

GIS是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关

数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。我国的GIS技术经过20世纪七八十年代的启蒙,80年代未90年代的发展推广,以及新世纪以来的全面应用和普及,从最初的空间数据管理与应用发展为广泛的地理空间信息服务,GIS的应用已经渗透到国民经济的各个领域,GIS技术与产业获得了迅猛发展,国际与国内相关的交流与合作也日趋频繁。而在测绘领域的“3S”技术中GIS是核心,为此也对GIS提出了挑战——需要创新。

2.1 GIS学科创新

创新是一个民族发展壮大的灵魂,创新也是一门学科保持旺盛生命力的源泉。而GIS从上世纪60年代萌芽开始,已超过半个多世纪的历程,一些基本理论与技术问题已解决。随着计算机软硬件、“3S”等技术的发展,GIS经历了面向数据处理,面向空间分析两个阶段;目前,简单的空间数据表达,已不能满足各行业对海量空间和非空间数据进行数据挖掘,从而进行辅助决策的要求,空间信息工程正进入面向空间辅助决策阶段。同时,新一代计算机网络、网格和通信息技术发展,也为空间信息系统的深层应用提供了条件和环境,地理信息科学正面临着新的发展机遇,传统的以空间信息处理为主体的GIS,正逐步被以空间信息为载体,海量(天量)空间与非空间数据挖掘和处理为主体的新的空间信息工程所取代,地理信息正在进入以大技术、大平台、大共享、大应用为特征的现代地理信息系统工程新阶段。。

2.2 GIS理论创新

没有理论创新,技术不会有根本的突破、现代的GIS理论与技术根本上是基于传统的地图模型,即利用坐标串来描述和表达空间信息。这种静态的基于地图模型的传统GIS空间数据模型面向的是空间数据,尤其是地图数据而不是直接面向空间信息,也就是空间信息必须用某种算法从空间数据中导出。在网格等新技术背景下,基于这种模型的空间信息共享面临着“空间数据的基准不一致,空间数据的时态不一致,语义描述的不一致以及数据贮存格式的不一致”等四大障碍,这即是导致“空间信息孤岛”产生的根源。目前,主要还是利用开放的空间数据标准来解决;要从根本上解决这个问题还需要研究新的数据模型理论,例如基于哲学认知的本体理论就是一个研究的热点。传统2维的空间数据模型,主要以简单的符号化方法来表现空间信息,具有很大的局限性;3维数据模型则以仿真手段为主,真实地还原空间信息本身的空间特性,但3维的空间数据模型和数据结构要比2维复杂得多,有关3维空间数据模型与数据结构的研究是目前学科前沿研究的热点和难点之一。。

2.3 GIS技术创新

技术创新在GIS学科领域占有十分重要的位置。计算机软硬件技术的发展,直接导致了GIS的诞生,将计算机技术应用于空间数据管理就产生了GIS;基于传统的地图2维空间数据模型,经典的集中式结构GIS利用空间数据文件和关系型属性空间数据库相结合的方式,管理、存储、表达(可视化)和推演(空间分析)空间信息是GIS最为成熟的技术。计算机网络技术的发展,导致了分布式网络GIS的产生;基于局域网技术,人们发展了基于客户端服务器(C/S)结构的GIS,开创了分布式GIS的先河; C/S结构实现了客户端服务器端的计算平衡,并使空间信息的共享达到了一个前所未有的水平;随着Internet的飞速发展,人们很快在C/S结构的基础上,发展了多层的浏览器/服务器(B/S)结构(WebGIS),这种结构克服了C/S结构中“胖客户端”的弊端,无论在哪里,只要有一个普通的浏览器,就可以登录WebGIS系统,用户和数据彻底分开,结构上更加松散,但目前WebGIS技术还很不成熟,在很多方面亟等发展,例如;浏览器通过中间件与应用和数据服务器进行通信和连接,那么有关GIS的各种中间件,包括控件、组件和智能体技术研究十分火热;为便于网络传输空间数据的解压缩技术研究十分关键;分布式数据与数据仓库技术(实现图形数据、属性数据、影像数据、DEM数据、专题数据和统计数据的一体化、档案化管理)基于空间数据仓库的知识挖掘技术,分布式空间数据共享技术、空间信息的Web服务技术,浏览器端的空间数据可视化技术,基于WebGIS的辅助空间决策技术等都是WebGIS的技术前沿领域。

现代大科学的一种发展趋势就是科学技术化,技术科学化,科学技术一体化。这种特点在地理空间信息科学中表现得尤为明显。如上述所提到的空间数据模型、空间信息共享、空间数据挖掘、虚拟地理环境等,理论与技术的特点都很明显,且二者密不可分,这就要求现代高级的GIS人才,要同时具有较强的理论与技术创新能力。。

3结束语

随着GIS技术的不断发展,目前世界上常用的GIS软件已达400多种、我

国的GIS软件也由2004年的51个、05年的66个一直在逐年增加。它们大小不一,风格各异,各种GIS专业应用中的电子地图、多媒体电子地图、网络电子地图、移动设备导航电子地图等多种地图可视化系统应运而生,用户范围也更加大众化。而今后更应从空间数据挖掘和知识发现研究、虚拟现实技术的实用化、地球空间信息网格技术、空间数据不确定性与数据质量控制等需要进一步推进GIS技术的创新,并对目前GIS爆炸式的发展更应引起我们足够的注意、研究与理性的思考。

主要参考文献:

﹝1﹞刘南、刘仁义· Web GIS原理及其应用﹝M﹞·北京:科学出版社2002.6.

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