發(fā)布時(shí)間：2024-01-04 11:52:04
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】 三維地理信息系統(tǒng) 煙草基地單元 輔助規(guī)劃 規(guī)劃管理
1 引言
隨著地理信息技術(shù)的快速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代煙草基地單元規(guī)劃建設(shè)行業(yè)已經(jīng)非常廣泛，二維規(guī)劃地理信息系統(tǒng)也取得了較大的發(fā)展。隨著應(yīng)用的深入，二維規(guī)劃地理信息系統(tǒng)的局限性就體現(xiàn)出來了，對空間位置的描述和周邊環(huán)境信息的再現(xiàn)就顯的不直觀。急需一套能夠提供足夠信息（包括地理信息、設(shè)施信息、生產(chǎn)信息等）和功能全面的三維可視化規(guī)劃管理系統(tǒng)。通過對煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維可視化應(yīng)用管理的研究，能夠很好地解決現(xiàn)階段基地單元二維地圖信息量不足和應(yīng)用受限的問題，不僅能夠真實(shí)展示基地單元的三維地形地貌，逼真再現(xiàn)、直觀查看基礎(chǔ)設(shè)施、煙田等諸多信息，還能與二維規(guī)劃圖結(jié)合在三維場景中進(jìn)行煙田基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃模擬，為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)基地單元的輔助規(guī)劃、科學(xué)管理提供支持。
本文研究了三維地理信息技術(shù)在現(xiàn)代煙草基地單元規(guī)劃中的應(yīng)用，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維GIS規(guī)劃管理系統(tǒng)，并在實(shí)際項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。
2 煙草基地單元三維建模
煙草基地單元三維模型主要有：基地單元地形、煙田基礎(chǔ)設(shè)施等。
2.1 基地單元地形動態(tài)建模
虛擬地形環(huán)境的表達(dá)在煙草基地單元三維場景中不可缺少。構(gòu)成虛擬地形環(huán)境的數(shù)據(jù)主要有兩種，一種是表達(dá)地形高低起伏的地形幾何數(shù)據(jù)，形成了虛擬地形環(huán)境的空間框架，一般采用規(guī)則格網(wǎng)存儲的數(shù)字高程模型（DEM）；另一種是地形紋理數(shù)據(jù)，疊加紋理的地形更逼真，一般采用遙感影像[1]。
2.2 煙田基礎(chǔ)建模
在煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維GIS規(guī)劃管理系統(tǒng)中，需要對煙田基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行三維實(shí)體建模。煙田基礎(chǔ)設(shè)施主要有八類，分別是：基本煙田、煙水工程、煙區(qū)道路、密集烤房群、育苗工廠、煙草農(nóng)機(jī)具、基層站點(diǎn)和防災(zāi)減災(zāi)點(diǎn)。依據(jù)煙田基礎(chǔ)設(shè)施的類別，同類別的設(shè)施再依據(jù)表面材質(zhì)、紋理的相似性進(jìn)行分類，利用建模軟件（3DMax、Skectchup）分類建立模型。
3 煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維GIS規(guī)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
依據(jù)煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維GIS規(guī)劃管理系統(tǒng)的定位及各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求分析，將3系統(tǒng)的總體架構(gòu)劃分為：煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維可視化、綜合信息查詢、基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)施輔助規(guī)劃、專題圖管理、系統(tǒng)管理等幾個(gè)部分，系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖1所示。
3.2 煙草基地單元三維場景構(gòu)建
煙草基地單元三維場景的構(gòu)建包括以下步驟：（1）根據(jù)應(yīng)用的需要，選取合適精度的數(shù)字化高程數(shù)據(jù)、人文景觀特征數(shù)據(jù)、航拍或衛(wèi)星、遙感照片等。（2）對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性處理，包括數(shù)據(jù)的篩選、簡化格、式轉(zhuǎn)換等；最終形成精度一致的高程數(shù)據(jù)與煙田基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)，作為以后三維建模的基礎(chǔ)。（3）生成煙田基礎(chǔ)設(shè)施三維模型，如煙水工程、集群烤房等。（4）煙田基礎(chǔ)設(shè)施模型與地形模型的整合，在三維地形場景中擺放煙田基礎(chǔ)設(shè)施模型進(jìn)行整合。（5）在整合后的地形模型上加入其他的三維模型，如建筑物、樹木等獨(dú)立地物，最終形成煙草基地單元三維場景。
3.3 系統(tǒng)主要功能模塊
（1）三維場景瀏覽展示：系統(tǒng)提供三維場景的放大、縮小、漫游、旋轉(zhuǎn)、俯仰、飛行等操作，可以多角度、多視野的瀏覽三維場景。（2）綜合信息查詢：系統(tǒng)提供煙田基礎(chǔ)設(shè)施定位、地理資源名稱定位、坐標(biāo)定位、場景模型查詢等綜合信息查詢功能，可通過屬性信息和地名查詢的方式在場景中聚焦定位煙田基礎(chǔ)設(shè)施，也可在三維場景中查詢?nèi)S煙田基礎(chǔ)設(shè)施模型對應(yīng)的屬性信息，通過即見即所得的方式快速獲取信息。（3）規(guī)劃管理：系統(tǒng)提供三維場景的編輯功能，包括對烤煙房、煙水配備工程、育苗工場等在模型的添加、刪除、移動等操作。 系統(tǒng)提供規(guī)劃場景管理功能，根據(jù)二維圖的規(guī)劃成果或者規(guī)劃圖表在三維場景中利用三維場景提供的模型擺放工具進(jìn)行三維模擬，將每次規(guī)劃的三維場景進(jìn)行保存，可以查詢不同時(shí)期的規(guī)劃場景，同時(shí)也可對規(guī)劃場景進(jìn)行編輯。（4）輔助規(guī)劃：系統(tǒng)提供地形剖面分析、通視分析、高程點(diǎn)計(jì)算、距離量算等分析功能，輔助規(guī)劃分析。
4 結(jié)語
煙草農(nóng)業(yè)基地單元三維GIS規(guī)劃管理系統(tǒng)利用了三維仿真技術(shù)和GIS的技術(shù)特點(diǎn)，使用戶可以在三維的空間中規(guī)劃和管理煙草農(nóng)業(yè)基地單元，使得一些依賴于高程信息的規(guī)劃和管理功能成為可能，使得煙草基地單元的規(guī)劃建設(shè)更加的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。
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論文關(guān)鍵詞：GIS專業(yè)，信息技術(shù)，信息類課程，課程設(shè)置
1.信息技術(shù)對GIS專業(yè)人員的重要性
近十幾年來，信息技術(shù)得到了飛速發(fā)展，快速地滲透到各個(gè)行業(yè)，各個(gè)領(lǐng)域，取得了驚人的成就。GIS界也不例外，從最早的微機(jī)地理信息系統(tǒng)到今天的開放式地理信息系統(tǒng)平臺，GIS在融人信息技術(shù)以后，已由古老的地圖，沙盤時(shí)代跨人到了今天的電子GIS時(shí)代。
信息技術(shù)（Information Technology，簡稱IT），是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(shù)（Information and Communications Technology, ICT）。主要包括傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。
從地理信息系統(tǒng)的學(xué)科交叉來看,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息技術(shù)是地理信息系統(tǒng)重要的學(xué)科基礎(chǔ);從技術(shù)層面看,本質(zhì)上說信息系統(tǒng),計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)與信息處理是地理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵;從理論支持來看,空間信息表達(dá)、3S集成技術(shù)都需要信息技術(shù)的支持。因此,信息技術(shù)是地理信息系統(tǒng)重要的理論和技術(shù)基礎(chǔ),相應(yīng)在教學(xué)層面上,地理信息系統(tǒng)專業(yè)必然要對信息類課程提出較高的要求[1]。
2.課程設(shè)置中存在問題
信息類課程在地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育中的地位和作用至少體現(xiàn)在以下幾方面:
1.信息類課程是地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程體系的重要基礎(chǔ)和組成部分。相對于其他一些專業(yè)中信息類課程僅是一種技術(shù)性、輔課程,信息類課程本身是地理信息系統(tǒng)專業(yè)產(chǎn)生、發(fā)展與教育的重要基礎(chǔ)和主要內(nèi)容,其體系結(jié)構(gòu)與教學(xué)水平將直接影響到地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育水平與學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量[2]。
2.信息類課程是地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育上水平、上臺階的重要推動力。當(dāng)前地理信息系統(tǒng)發(fā)展的前沿問題如網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、組件式地理信息系統(tǒng)、虛擬地理信息系統(tǒng)、多維動態(tài)地理信息系統(tǒng)等都需要現(xiàn)代信息技術(shù)的支持。在培養(yǎng)合格的應(yīng)用型和開發(fā)型地理信息系統(tǒng)人才方面 ,信息能力與應(yīng)用水平同樣是一個(gè)重要方面。因此要培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的、 面向地理信息系統(tǒng)技術(shù)前沿的人才 ,信息技術(shù)教育將是關(guān)鍵之一[3]。
如今，計(jì)算機(jī)圖形字，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)信息技術(shù)，多媒體技術(shù)，數(shù)據(jù)庫，計(jì)算機(jī)通信等信息技術(shù)滲透到地理信息系統(tǒng)，3S集成，測繪技術(shù)的各個(gè)方面免費(fèi)論文。而目前GIS專業(yè)信息類課程教學(xué)卻與GIS新技術(shù)的發(fā)展顯得極不適應(yīng)。信息技術(shù)應(yīng)用水平的高低，勢必影響到受教育者的素質(zhì)。
信息技術(shù)在GIS界得到了廣泛的應(yīng)用，引起了世界各國的關(guān)注，然而我國GIS教育界卻沒有表現(xiàn)出應(yīng)有的重視。國內(nèi)各GIS院校GIS專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中只有《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用》這門基礎(chǔ)課，其它課程均為選修課或考查課(非主要課程)，教材內(nèi)容也落后于現(xiàn)狀的需要，如選用的教材內(nèi)容膚淺、陳舊、課時(shí)少。有些專業(yè)課程，比如《空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)》及《GPS原理》都要求有信息類課程的基礎(chǔ)，但課本里只是泛泛帶過，學(xué)生并沒有信息前導(dǎo)類課程的學(xué)習(xí)[4]。
3.GIS專業(yè)學(xué)生信息類課程的特點(diǎn)
針對GIS技術(shù)類專業(yè)對信息類課程的需求特點(diǎn)，選擇正確的教學(xué)摘要涵蓋信息管理與信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及電子的定位導(dǎo)航等課程在內(nèi)的一個(gè)廣泛的信息課程體系。
1）GIS專業(yè)學(xué)生通常與諸如信號，圖像，方程，表格等實(shí)體打交道比較多。為了能夠?qū)IS類的學(xué)生有所幫助，信息基礎(chǔ)課程須教會他們?nèi)绾伪硎具@些工作中會用到的數(shù)據(jù)，以及如何操作這些數(shù)據(jù)，對學(xué)生不太會感興趣的諸如復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法則進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，增加用例。
2）GIS專業(yè)對學(xué)生的要求往往是能夠熟練運(yùn)用工作中所遇到的各種信息化工具，而非自身的興趣所在，更非其職業(yè)追求的目標(biāo)。他們通常對信息技術(shù)已有所接觸，能夠在家里輕松自如地運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行一些圖像編輯，多媒體合成等簡單操作。在課堂上學(xué)的枯燥的原理和繁瑣編程很容易讓他們產(chǎn)生一種復(fù)雜的錯(cuò)覺。
3）課程中引用的例子應(yīng)盡量與專業(yè)相關(guān),使學(xué)生都可直覺接受的。特別是一些和學(xué)生學(xué)習(xí)生活相關(guān)的例子信息技術(shù)，是學(xué)生所喜聞樂見的。
4）GIS專業(yè)學(xué)生在信息類課程上的學(xué)習(xí)時(shí)間十分有限，他們不太可能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)這些課程。由于GIS的相對復(fù)雜性。GIS專業(yè)的學(xué)生除了要掌握有關(guān)信息類知識外，他們對其他有關(guān)GIS的專業(yè)知識，GIS相關(guān)的體系的知識也要有相應(yīng)的掌握和理解。
5）用于GIS科學(xué)的軟件包很多，要選擇一些對其未來工作中接觸機(jī)率大的。目前GIS商用工具軟件有數(shù)十種之多，其應(yīng)用和功能各有側(cè)重，如果讓學(xué)生完全掌握如此多種的軟件實(shí)屬困難。所以在教育教學(xué)中應(yīng)采用一些主流的應(yīng)用軟件進(jìn)行教授。
4.信息類課程的設(shè)置方案高校信息技術(shù)(包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ))教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本信息素養(yǎng)和信息能力，使學(xué)生能將計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)用于其工作領(lǐng)域，成為既熟悉本專業(yè)知識又掌握信息技術(shù)的復(fù)合性人才。在進(jìn)入信息時(shí)代的今天，信息基礎(chǔ)教育對于提高21世紀(jì)大學(xué)生的素質(zhì)和能力有著十分重要的作用。多年的教學(xué)實(shí)踐使我們認(rèn)識到大學(xué)生的信息技術(shù)教育是一個(gè)循序漸進(jìn)的教育過程，要著眼于學(xué)生信息素養(yǎng)和信息能力的培養(yǎng)，包括通識素養(yǎng)和能力與應(yīng)用創(chuàng)新素養(yǎng)和能力。通識素養(yǎng)和能力是對所有大學(xué)生的基本要求，是指在接受高等教育之后，在信息技術(shù)方面應(yīng)該具備的基本知識和能力。例如計(jì)算機(jī)的基本知識，信息表述能力、信息交流能力、信息系統(tǒng)的使用能力等。應(yīng)用創(chuàng)新素養(yǎng)和能力是指學(xué)生能自主學(xué)習(xí)，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和開發(fā)能力，能靈活自如地把信息技術(shù)用于專業(yè)研究領(lǐng)域。實(shí)踐證明，許多在信息技術(shù)領(lǐng)域有成就的人是非信息專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生。他們既具有本專業(yè)的知識，又掌握信息技術(shù)，跨學(xué)科的人才知識面寬，富有創(chuàng)造精神。關(guān)鍵在于正確引導(dǎo)和培養(yǎng)。
國內(nèi)外很多高校為GIS專業(yè)開設(shè)了多種不同類型的信息類課程，大體上可分為三種:1導(dǎo)論課程(計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、信息系統(tǒng)基礎(chǔ))。2原理課程（電子技術(shù)、導(dǎo)航原理、數(shù)據(jù)庫原理）免費(fèi)論文。3應(yīng)用課程(GIS軟件應(yīng)用、GIS 軟件應(yīng)用)。在研究GIS專業(yè)信息技術(shù)課程設(shè)置和教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分圍繞這兩個(gè)層次素質(zhì)與能力。為此提出“1＋3＋X”（1門基礎(chǔ)課＋3門限選課＋X門任選課）的分層課程設(shè)置方案?！?其中，1門基礎(chǔ)課是“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”公共通識課，課程主要涉及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)性和適用性的概念、技術(shù)和應(yīng)用，它在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)知識、能力和素質(zhì)方面起到基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的作用。可以幫助學(xué)生對信息課程有一個(gè)概述上的了解和認(rèn)識。在1門基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)完成之后，各專業(yè)可根據(jù)需要在“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用”、“電子技術(shù)”、“導(dǎo)航原理”、“地理信息系統(tǒng)原理”、“通信原理”中選擇三門作為專業(yè)限選課。這些課程在已有“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)上讓學(xué)生更好理解和接受，同時(shí)也是對一些GIS高年級課程所必不可少的基礎(chǔ)。只有在這些課程的基礎(chǔ)上學(xué)生才能更好的把握有關(guān)GIS專業(yè)知識信息技術(shù)，將各種技術(shù)、方法更好的應(yīng)用和融合。
為了達(dá)到新形勢下培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力的目的，學(xué)?？梢栽趯W(xué)分制下采用的是多模塊、多層次的進(jìn)階式教育模式。由于學(xué)生的基礎(chǔ)各異，學(xué)校還提倡學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)知識、興趣愛好和實(shí)際應(yīng)用需要選修實(shí)用技能課程。為此，我們可還設(shè)置了一系列信息類選修課程，供學(xué)生自主選擇?？梢越Y(jié)合GIS專業(yè)的實(shí)際的情況，適當(dāng)開設(shè)“地理信息系統(tǒng)軟件應(yīng)用”、“導(dǎo)航軟件應(yīng)用”、“局域網(wǎng)的組建與管理”、“GIS模擬軟件應(yīng)用”、“數(shù)學(xué)建模軟件”、“GIS計(jì)算軟件應(yīng)用”中選擇X門作為專業(yè)任選課。這些選修課可以在學(xué)生已經(jīng)有的限選課的知識基礎(chǔ)上，可以更好、更有效率的學(xué)習(xí)GIS專業(yè)知識，把握有關(guān)技巧，所有知識融會貫通，有得于提高學(xué)習(xí)效率，加快知識層次的升華。
5.結(jié)束語課程設(shè)置和建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到方方面面的問題，比如學(xué)校定位、學(xué)生來源、專業(yè)特點(diǎn)、師資結(jié)構(gòu)等。我們對課程設(shè)置所做的工作和將要進(jìn)行的改革目標(biāo)都是為了提高我校信息技術(shù)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果，最終使學(xué)生受益。同時(shí)我們要充分試識到GIS在引入信息技術(shù)后所呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，不斷補(bǔ)充新的知識，及時(shí)調(diào)整課程體系結(jié)構(gòu)，以適成GIS技術(shù)發(fā)展的需要。
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關(guān)鍵詞：GIS 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。[1]
地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等多個(gè)重要的領(lǐng)域。[2]
為了培養(yǎng)學(xué)生對地理信息系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，武漢大學(xué)測繪學(xué)院開設(shè)了地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)課程，以期結(jié)合地理信息系統(tǒng)理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠更好的掌握地理信息系統(tǒng)方面的知識。本文基于我院近年來地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的實(shí)踐，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中GIS課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行探討。[3]
一、地理信息系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
地理信息系統(tǒng)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，近年來，GIS廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、交通、電力、水利等各個(gè)領(lǐng)域，這就要求學(xué)生不僅要掌握GIS基本原理與方法，如空間數(shù)據(jù)、空間分析等概念以及地理空間數(shù)據(jù)的組織與管理方法，還要能夠把GIS的理論知識運(yùn)用到某個(gè)領(lǐng)域中去解決實(shí)際的問題，這就需要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、動手能力，所以要更加注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。[4]
地理信息系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生掌握GIS相關(guān)軟件的使用，掌握GIS基本原理與方法，培養(yǎng)學(xué)生利用GIS專業(yè)軟件及自己動手編程解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要注重學(xué)生GIS相關(guān)知識的提高、學(xué)生操作技能的培養(yǎng)以及邏輯思維能力、解決問題的能力的培養(yǎng)。結(jié)合ArcGIS， Mapinfo等專業(yè)GIS軟件，利用VBA，C#等語言進(jìn)行二次開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生利用GIS工具解決實(shí)際問題的能力。[5]
二、地理信息系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題
如前所述，實(shí)踐性強(qiáng)是地理信息系統(tǒng)課程的一個(gè)顯著特征，因此我院開設(shè)了地理信息系統(tǒng)集中實(shí)習(xí)、GIS課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)、城市空間信息學(xué)課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課程，但這些實(shí)習(xí)課程普遍存在一些問題。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有待創(chuàng)新
目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以教師為主導(dǎo)，利用多媒體將實(shí)習(xí)講解，這種教學(xué)模式應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的課程具有一定的局限性，由于學(xué)生被動的接受教師傳遞的信息，忽視了學(xué)生的認(rèn)知主體作用，不能快速、有效的進(jìn)行信息的反饋。 特別對于學(xué)生人數(shù)較多的實(shí)驗(yàn)課程，教師往往不能顧及到每個(gè)學(xué)生的知識掌握情況，按這樣的理論設(shè)計(jì)的教學(xué)過程，不利于學(xué)生的全面發(fā)展以及對實(shí)習(xí)內(nèi)容的掌握。[6]
2.跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)安排不足
對于測繪學(xué)院測繪工程專業(yè)的學(xué)生來說，需要掌握的不僅僅是地理信息系統(tǒng)課程的內(nèi)容，還需要掌握測繪基礎(chǔ)知識，GIS、GPS和RS（3S）的綜合知識等，但是目前學(xué)院只開設(shè)了一門綜合實(shí)習(xí)，結(jié)合了測繪傳統(tǒng)技術(shù)方法和GPS、GIS的結(jié)合，還缺乏對RS知識的融合掌握，所以亟需各種知識的融合也就是需要開設(shè)更多與其他課程相融合的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程
三、地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討
為了改善GIS實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，我中心對GIS實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了一系列改革，具體的措施包括：
1.變被動式教學(xué)為交互式教學(xué)
實(shí)習(xí)課程從課堂教學(xué)變?yōu)槿蝿?wù)式的課程。實(shí)習(xí)課程由任務(wù)書，課前預(yù)習(xí)，答疑，課堂操作，課后練習(xí)等5個(gè)部分組成。 學(xué)生拿到任務(wù)書后先預(yù)習(xí)，自己在網(wǎng)上查資料，自己尋找解決方案，變被動是聽課變?yōu)橹鲃邮綄W(xué)習(xí)。集中實(shí)習(xí)過程中，教師選擇典型的問題進(jìn)行統(tǒng)一解答并且解釋一些實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，避免學(xué)生的認(rèn)知誤區(qū)，并且學(xué)生在集中實(shí)習(xí)過程中分組討論，相互學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。對于知識掌握較慢的同學(xué)，可課后在同學(xué)或者老師的幫助下自主練習(xí)。
2.實(shí)行跨學(xué)科綜合實(shí)習(xí)
GIS學(xué)科側(cè)重于空間數(shù)據(jù)管理與分析，他與其他學(xué)科如GPS/遙感等學(xué)科有緊密的聯(lián)系。對于測繪工程專業(yè)的學(xué)生，建立GIS課程與其他課程之間的聯(lián)系對于學(xué)生的培養(yǎng)也是很關(guān)鍵的。
3.網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)與資源共享平臺
為了更好的幫助學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)，我們提供了網(wǎng)絡(luò)化GIS教學(xué)與資源共享平臺。學(xué)生隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)GIS知識和獲取學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)資源。該平臺提供課件，擴(kuò)展閱讀，教學(xué)軟件包等資源下載， 并且可以觀看教學(xué)錄像，進(jìn)行在線測試，在線答疑等。該平臺作為GIS實(shí)習(xí)課程的擴(kuò)展平臺，幫助學(xué)生把課余時(shí)間利用起來，提高學(xué)習(xí)效果，以及教師與學(xué)生之間的交流，并且可以讓學(xué)生靈活安排時(shí)間，構(gòu)建起全新的地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺能夠提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，達(dá)到事半功倍的效果。
四、結(jié)語
地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程原理教學(xué)的一個(gè)重要部分，也是培養(yǎng)學(xué)生掌握原理并將理論運(yùn)用到實(shí)踐中的能力的一個(gè)重要步驟。 本文探討了GIS實(shí)習(xí)課程中存在的一些問題，并且采取了一系列措施進(jìn)行改進(jìn)。通過實(shí)習(xí)任務(wù)模式，綜合實(shí)習(xí)以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合等方法，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，可以有效的提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、創(chuàng)新能力等。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】GPS控制測繪技術(shù)；地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用
一、GPS控制測繪技術(shù)
（一）GPS控制測繪技術(shù)
1、GPS的應(yīng)用原理
GPS系統(tǒng)的定位主要分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位。其中，靜態(tài)定位是用戶的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過程中是固定不變的，以高精度的測量GPS的信號傳播時(shí)間，及GPS衛(wèi)星在軌道中的已知地理位置，再進(jìn)行計(jì)算機(jī)計(jì)算出固定不動的用戶天線的三維坐標(biāo)；動態(tài)定位則是GPS信號接收設(shè)備在測定一個(gè)物體時(shí)，物體保持運(yùn)動狀態(tài)的。
（二）GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)
1、創(chuàng)新性
傳統(tǒng)的地形測量技術(shù)主要利用經(jīng)緯儀側(cè)角度、測距儀測距離、水準(zhǔn)儀測高差，得到數(shù)據(jù)后還要檢核誤差，計(jì)算量大，使用起來復(fù)雜繁瑣；而GPS測繪技術(shù)除了采用上述測量方法，更應(yīng)用了GPS定位技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)測量技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的有效結(jié)合，精確找準(zhǔn)地理點(diǎn)的空間位置。
2、高效性
與傳統(tǒng)的地形測繪儀器相比，GPS測繪系統(tǒng)具有高效性。只要GPS測繪系統(tǒng)的信號接收機(jī)能接收到信號，它就能實(shí)現(xiàn)對某一位置點(diǎn)三維坐標(biāo)、高程測量、定位的一次性測量，而傳統(tǒng)儀器則必須依靠兩種或以上儀器才能取得相同效果。而且，在測繪區(qū)域網(wǎng)內(nèi)GPS可任意取點(diǎn)、補(bǔ)點(diǎn)，不需要反復(fù)測量來增加控制點(diǎn)數(shù)量，節(jié)約了測繪時(shí)間和人力資源。
3、連續(xù)性
GPS測繪技術(shù)具有良好的連續(xù)性，通過高精度、靈活性、分布均勻的三維測量控制網(wǎng)的建立，結(jié)合持續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，對控制網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)測量：①建立基準(zhǔn)站：基準(zhǔn)站利用標(biāo)準(zhǔn)取樣的方法記錄觀測數(shù)據(jù)，并定時(shí)將測量數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心，再通過數(shù)據(jù)整理，準(zhǔn)確計(jì)算并儲存該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，提高該控制點(diǎn)的準(zhǔn)確性和加密性。②實(shí)時(shí)動態(tài)差分GPS技術(shù)：對地理某一點(diǎn)進(jìn)行測量而不需建立任何控制點(diǎn)就能直接測得某點(diǎn)坐標(biāo)位置，且所得數(shù)據(jù)快速可靠，技術(shù)操作便捷。
二、 GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
（一）領(lǐng)域應(yīng)用
隨著社會發(fā)展步伐的不斷加快，人類活動日益頻繁，導(dǎo)致環(huán)境惡化、資源浪費(fèi)、人口激增等問題日趨突出。GIS地理信息系統(tǒng)能將空間地理和各種信息有效融合，整合計(jì)算機(jī)科學(xué)、RS、地理學(xué)和GPS技術(shù)信息。GPS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)的科學(xué)結(jié)合，為測繪測量帶來了更為廣闊的領(lǐng)域，不僅可對空間上的實(shí)物進(jìn)行測量和定位，還可在生態(tài)環(huán)境的檢測、巡航定位、城市建設(shè)規(guī)劃、資源的管理、地面的監(jiān)控、氣相信息及軍事等方面，運(yùn)用GPS和GIS的不同技術(shù)特性進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的處理，以形象、直觀的方式呈現(xiàn)出來，有利于人們深入了解微觀事物。
如進(jìn)行城市空間規(guī)劃時(shí)，通過GPS系統(tǒng)測量應(yīng)用、GIS系統(tǒng)獲取地理信息，對城市地形進(jìn)行準(zhǔn)確分析、對城市空間決策進(jìn)行深入研究，在進(jìn)行大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中確保綠化比例合理，保證學(xué)習(xí)、公共設(shè)施、運(yùn)動場所、服務(wù)設(shè)施等能擁有最科學(xué)合理的服務(wù)面，為城市房地產(chǎn)開發(fā)提供科學(xué)合理的決策分析，提高土地利用的有效性，真正實(shí)現(xiàn)城市資源的優(yōu)化配置。
（二）建筑測量應(yīng)用
GPS定位測量技術(shù)的快速發(fā)展，也加快其在我國工程測量行業(yè)的應(yīng)用速度。實(shí)時(shí)動態(tài)差分GPS技術(shù)具有鮮明優(yōu)勢，它由基準(zhǔn)站接收機(jī)、流動站接收機(jī)及數(shù)據(jù)鏈組成，能追蹤衛(wèi)星信號即時(shí)給出位置點(diǎn)坐標(biāo)，而且測量精度高、所需時(shí)間短、操作方便。如GPS測量技術(shù)當(dāng)前主要應(yīng)用于城市視野開闊的新區(qū)建設(shè)、野外勘探定位等，通過測試方格網(wǎng)的方式，克服測量點(diǎn)位距離、高度的限制，充分顯示GPS定位測量技術(shù)的優(yōu)越性。
（三）技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)前，在計(jì)算機(jī)、手機(jī)、導(dǎo)航儀等電子設(shè)備中看的地圖信息、氣象監(jiān)測信息等都是GPS控制測繪技術(shù)和GIS地理信息系統(tǒng)結(jié)合操作的結(jié)果，GPS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)在現(xiàn)階段已經(jīng)得到很好結(jié)合，而且GPS系統(tǒng)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市GIS系統(tǒng)中。GPS測繪技術(shù)具備一部分的地理信息系統(tǒng)的電子圖，而電子地圖具備了各種關(guān)于地理信息系統(tǒng)的功能，能將某些數(shù)字信號及模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)顯示模式。
一般來說，電子制圖可通過直接獲取、數(shù)字化獲取或GPS系統(tǒng)獲取，而已真正實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)電子地圖的制作，則要依靠GPS測繪技術(shù)對地理空間進(jìn)行定位，再借助GPS連續(xù)發(fā)確度極高的數(shù)據(jù)追蹤，準(zhǔn)確定位空間點(diǎn)的具置。如GPS系統(tǒng)在城市GIS系統(tǒng)中，通過建立城市交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算機(jī)模型，研究城市交通流量，規(guī)劃城市交通路線，做好城市交通地下管線突況的預(yù)案處理，警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等都是GPS和GIS應(yīng)用的實(shí)例；而且GPS和GIS系統(tǒng)在警察辦案時(shí)發(fā)揮重要作用，通過與犯罪目標(biāo)的對話確定信息來源位置，鎖定犯罪目標(biāo)，及時(shí)有效地執(zhí)行抓捕工作。
（四）生活應(yīng)用
GPS測繪技術(shù)在人們生活工作中也發(fā)揮著重要作用DD可視化作用，是指基于地理信息系統(tǒng)中的GPS技術(shù)以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，通過建立城市、區(qū)域、大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，有效實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。
如人們不論何時(shí)何地，只要想對國家景點(diǎn)進(jìn)行了解，都可通過GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合GIS系統(tǒng)對景點(diǎn)進(jìn)行有效查找，也可以對周圍環(huán)境和地理情況進(jìn)行網(wǎng)上查詢，充分了解實(shí)際的道路景觀地理位置，便于旅游出行。
而人們的手機(jī)也可以搜索所需的可視地圖，運(yùn)用該功能也可以精確定位手機(jī)位置，并在實(shí)際生活中進(jìn)行地理搜索，便于人們查找企業(yè)、公共場所或辦公地點(diǎn)的位置，避免在路途中浪費(fèi)時(shí)間。
三、結(jié)語
經(jīng)過上述的論述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，信息技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。GPS技術(shù)的應(yīng)用為控制測繪提供了技術(shù)基礎(chǔ)同時(shí)在地理信息系統(tǒng)中有良好的應(yīng)用，為我國的現(xiàn)代化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。通過對 GPS 控制測繪技術(shù)的定義、 特點(diǎn)、 技術(shù)體系等方面內(nèi)容進(jìn)行分析， 并對GPS 控制測繪技術(shù)在 GIS 地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討。 GPS 控制測繪技術(shù)有著高效性以及實(shí)時(shí)性等的特點(diǎn)，跟傳統(tǒng)測量方法相對比，更為簡單、方便、快捷、高效、精確，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS 控制測繪技術(shù)將在 GIS 地理信息系統(tǒng)中得到更廣泛、更完善的發(fā)展，同時(shí)期待它不僅僅局限應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)和目前所應(yīng)用到的領(lǐng)域中， 也能為其他更廣泛的領(lǐng)域所應(yīng)用， 為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮其積極的作用。
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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；軟件設(shè)計(jì)；教學(xué)；資源與環(huán)境
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）36-0192-03
教育部于1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》，將原土壤與農(nóng)業(yè)化學(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、漁業(yè)資源與漁政管理以及農(nóng)業(yè)氣象合并為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境，屬于環(huán)境生態(tài)類[1，2]。按照專業(yè)規(guī)范的要求，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)具備農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境方面的基本理論、基本知識和基本技能，能在農(nóng)業(yè)、土地、環(huán)保、農(nóng)資等部門或單位從事農(nóng)業(yè)資源管理及利用、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、資源遙感與信息技術(shù)的教學(xué)、科研、管理等工作的高級科學(xué)技術(shù)人才[3]。隨著本科專業(yè)目錄的調(diào)整，農(nóng)業(yè)院校的土壤與農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)更名為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)，其課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃也有較大的變化。各學(xué)校根據(jù)自身的實(shí)際情況，對有關(guān)課程設(shè)置的調(diào)整變化很大[4]。人類80%的信息都和空間位置有關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)作為資源調(diào)查和評價(jià)過程中的重要工具，在資源環(huán)境專業(yè)中得到了充分的重視，因此越來越多的資源環(huán)境專業(yè)開設(shè)了地理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)相關(guān)課程。
從20世紀(jì)90年代開始，地理信息系統(tǒng)貫穿在數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、管理、分析及決策中，為越來越多的領(lǐng)域提供動態(tài)模擬、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測預(yù)報(bào)、決策支持等服務(wù)[5]。在資源與環(huán)境專業(yè)的教學(xué)過程中以培養(yǎng)學(xué)生的GIS軟件的應(yīng)用能力為基礎(chǔ)上，更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)能力，以提高學(xué)生解決不同實(shí)際問題的能力[6]?；诖?，在本科教學(xué)方案中增設(shè)“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”這門課程。目前“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”作為資源與環(huán)境專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)實(shí)踐性、跨學(xué)科和領(lǐng)域等特點(diǎn)。針對資源與環(huán)境專業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，本文討論了“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”課程設(shè)置目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核形式及其特殊性，先修課程調(diào)整、綜合實(shí)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)生綜合能力培養(yǎng)上給出教學(xué)意見，提高教學(xué)質(zhì)量。
一、教學(xué)目標(biāo)
如何實(shí)現(xiàn)專題GIS應(yīng)用系統(tǒng)，提高GIS應(yīng)用水平和效益，本課程就是在這樣一個(gè)環(huán)境背景下產(chǎn)生的?！癎IS設(shè)計(jì)與開發(fā)”是資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)生的一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程是在完成地理信息系統(tǒng)原理、遙感導(dǎo)論、數(shù)字圖像處理、GPS原理、地圖學(xué)、C語言、Windows程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫原理等基礎(chǔ)課程之后，綜合GIS、RS和GPS理論與計(jì)算機(jī)科學(xué)理論，以滿足特定的應(yīng)用要求。遵循地理信息標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用軟件工程思想和方法，結(jié)合地理信息自身和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和開發(fā)具有明確目標(biāo)的信息系統(tǒng)。學(xué)生通過這門課的學(xué)習(xí)，掌握GIS設(shè)計(jì)與二次開發(fā)的基本原理、方法和工具，使學(xué)生具備地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)的能力，熟悉空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原理和方法，了解應(yīng)用項(xiàng)目開發(fā)中組織和管理涉及到的基本概念和策略，提高運(yùn)用所學(xué)知識解決資源與環(huán)境專業(yè)方面實(shí)際問題的水平，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和后續(xù)其它課程的學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。
二、課程特點(diǎn)與基本要求
1.課程特點(diǎn)。（1）“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”是一門具有學(xué)科交叉性特征的課程。該課程本身涉及到地理信息系統(tǒng)原理、地圖學(xué)、遙感原理、軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理、Windows程序設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模等多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，具有較為明顯的學(xué)科交叉性。就資源與環(huán)境專業(yè)而言，設(shè)計(jì)與開發(fā)更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的分析、處理和表達(dá)，因此在課程中更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的分析和制圖表達(dá)上，但是對一些基本的功能的要求也必不可少。故此，資源與環(huán)境專業(yè)在“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”上應(yīng)該兼顧所有的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)對數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程有深入了解。（2）“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”是一門不斷發(fā)展的課程。GIS基礎(chǔ)軟件與應(yīng)用軟件受到計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的更新而不斷發(fā)展的，這也對GIS軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)也提出了更高的要求。在教學(xué)中要不斷吸收新興技術(shù)，在教學(xué)過程中指導(dǎo)學(xué)生查閱與GIS軟件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)有關(guān)的新興資料，把握GIS的前沿動態(tài)。在教學(xué)過程中，適當(dāng)?shù)奶岢鰡栴}，調(diào)動學(xué)生積極查閱圖書文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)態(tài)度和自學(xué)能力。（3）“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。要進(jìn)行GIS軟件設(shè)計(jì)必須在軟件設(shè)計(jì)模式、集成開發(fā)環(huán)境的運(yùn)用、軟件編碼等方面都較好的基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，根據(jù)具體情況解決具體問題。要求將設(shè)計(jì)與開發(fā)的理論與方式用于具體實(shí)踐工作中。在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)了單獨(dú)的“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)課程采用分解知識點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練解決實(shí)際問題的能力。
2.基本要求。學(xué)生較好地掌握地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目組織和管理的特殊性和相關(guān)理論，學(xué)習(xí)GIS軟件設(shè)計(jì)的方法，理解其特殊性，為地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)奠定基礎(chǔ)。能熟練運(yùn)用一種程序語言和地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺進(jìn)行二次開發(fā)。掌握GIS軟件的二次開發(fā)的基本原理，熟悉組件式GIS軟件開發(fā)的基本架構(gòu)，了解目前主流組件庫的基本特征，具備開發(fā)GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine進(jìn)行GIS組件式二次開發(fā)。掌握如何將地理信息系統(tǒng)與應(yīng)用模型及其他系統(tǒng)集成綜合解決和處理問題的基本方法，達(dá)到會設(shè)計(jì)與應(yīng)用的目的。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)
1.參考書選擇。由于“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”這方面的教材比較少。教學(xué)過程中涉及到軟件設(shè)計(jì)的基本原理與方法，在教學(xué)過程中選擇Ian Sommerville編寫的《軟件工程》部分內(nèi)容為指定閱讀材料；同時(shí)考慮到GIS軟件設(shè)計(jì)過程中的共性和特性，理論教學(xué)選擇吳信才等編寫的《地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（第二版）》為參考書；課程是實(shí)驗(yàn)采用ArcEngine進(jìn)行二次開發(fā)，因此參考相關(guān)的二次開發(fā)教材，主要包括ArcEngine開發(fā)幫助、類圖等。同時(shí)給出部分圖書清單，要求學(xué)生自學(xué)完成C#程序設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)模式等相關(guān)知識。
2.開發(fā)環(huán)境。學(xué)生的先修課程包含C語言、數(shù)學(xué)建模及Matlab等課程。然而除了個(gè)別學(xué)生自學(xué)了VC程序設(shè)計(jì)之外，大部分不具備VC的開發(fā)能力。如果為了可視化編程選擇VC，則在有限的課時(shí)內(nèi)，學(xué)生將投入大量精力來學(xué)習(xí)VC及MFC的基本開發(fā)技能。Matlab軟件是國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件?？紤]到資源與環(huán)境專業(yè)背景，Matlab能在GIS開發(fā)中能夠很好的挖掘和分析資源環(huán)境數(shù)據(jù)。但是考慮到GIS需要管理海量的空間數(shù)據(jù)，然而常見的空間數(shù)據(jù)Matlab不能進(jìn)行直接的支持。因此Matlab不能作為本課程的主要開發(fā)環(huán)境。結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的開發(fā)基礎(chǔ)，以及.NET在界面設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮膬?yōu)勢，因此本課程選擇C#.NET作為高級語言開發(fā)環(huán)境。Visual Studio作為一個(gè)強(qiáng)大的開發(fā)環(huán)境，直接對C#等.NET原生語言支持。在Visual Studio 2010中對UML進(jìn)行了支持，能夠創(chuàng)建UML類圖、活動圖、序列圖、用例圖和組建圖。利用對UML的支持，能夠很好的支持在課程中的設(shè)計(jì)和建模。
在二次開發(fā)控件主要選擇目前主流的ArcEngine提供的基本控件和類庫。利用ArcEngine來開發(fā)實(shí)現(xiàn)GIS相關(guān)功能，而其他關(guān)于資源與環(huán)境的信息挖掘則采用Matlab來實(shí)現(xiàn)，并通過Matlab Builder將Matlab代碼成為.NET程序集實(shí)現(xiàn)Matlab和.NET之間的互操作。
3.教學(xué)課程結(jié)構(gòu)。“地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)”是我校資源與環(huán)境專業(yè)一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課?？倢W(xué)時(shí)為48，其中理論課程為32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程為16學(xué)時(shí)?？紤]到培養(yǎng)學(xué)生對GIS的實(shí)踐能力，理論課程和實(shí)驗(yàn)課程比例達(dá)到了2：1，課程的教學(xué)內(nèi)容如下表。
全部課程安排了16課時(shí)的實(shí)驗(yàn)，其中C#開發(fā)4個(gè)課時(shí)，基于UML的GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)4個(gè)課時(shí)，最后還有8個(gè)課時(shí)進(jìn)行ArcEngine的二次開發(fā)內(nèi)容。每次實(shí)驗(yàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告及相關(guān)的源代碼和對應(yīng)設(shè)計(jì)文檔，用以檢查教學(xué)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案。
4.教學(xué)方法。“GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)”教學(xué)主要借助多媒體等現(xiàn)代教學(xué)方法，理論教學(xué)配合對應(yīng)內(nèi)容演示，融合其它課程內(nèi)容的方式?？梢葬槍Σ煌慕虒W(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式。例如，在講解GIS軟件設(shè)計(jì)的相關(guān)理論基礎(chǔ)時(shí)，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，誘導(dǎo)學(xué)生思考并解決問題?；邮浇虒W(xué)是課程講授的一種有效的教學(xué)方法，通過師生之間對同一問題的分析，促進(jìn)對理論理解，對問題的分析方法理解，能營造良好的課堂氣氛，提高了教學(xué)效果。研究式教學(xué)方法也很重要，采用研究的方式與激勵(lì)學(xué)生查閱資料，了解未來的發(fā)展方向并闡述觀點(diǎn)。
5.考核形式。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、動手能力和綜合素質(zhì)，側(cè)重應(yīng)用開發(fā)的角度來對學(xué)生進(jìn)行綜合考察。本課程主要采用平時(shí)考核、最終試卷考試和實(shí)驗(yàn)考查三方面相結(jié)合的方式對學(xué)生進(jìn)行考核。由于沒有較完整的教材，教學(xué)過程中也采用了較多的新興資料，因此在課程學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生查閱指定內(nèi)容的文獻(xiàn)資料，學(xué)生提交相關(guān)的讀書報(bào)告，以此作為平時(shí)成績考核標(biāo)準(zhǔn)之一；平時(shí)的出勤率和隨堂提問也作為平時(shí)成績一部分。實(shí)驗(yàn)課程考核包含實(shí)驗(yàn)完成代碼、設(shè)計(jì)文檔和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)部分，能較好提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力?？荚噧?nèi)容包含了對學(xué)生對基本知識掌握程度的考察，還增加系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)討論題。該類題目有較大的靈活性，能夠考察學(xué)生綜合素質(zhì)，同時(shí)能體現(xiàn)教學(xué)效果。學(xué)生最終的成績由3個(gè)部分組成：平時(shí)作業(yè)和出勤率占30%，實(shí)驗(yàn)占30%，期末考試占40%。
四、教學(xué)建議
1.調(diào)整先修課程。任何一門專業(yè)課的開設(shè)都建立在先修課程基礎(chǔ)之上的。資源與環(huán)境專業(yè)在先修課程中雖然學(xué)習(xí)了“地理信息系統(tǒng)”、“遙感導(dǎo)論”、“數(shù)學(xué)建?！钡日n程。然而在理論教學(xué)課程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對GIS的基礎(chǔ)知識理解不夠深入。如在簡介空間查詢時(shí)，需要先講解空間拓?fù)涞南嚓P(guān)知識，才能進(jìn)一步簡介基于空間的查詢方式。其次，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中動手能力表明，通識教育的高級程序語言現(xiàn)在還是側(cè)重基本語法，導(dǎo)致學(xué)生的應(yīng)用開發(fā)能力難以滿足GIS開發(fā)的基本要求。因此，在通識教育過程中改變課程教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，使之更加符合資源與環(huán)境專業(yè)的學(xué)習(xí)，便于后續(xù)課程的開展。
2.增加綜合實(shí)習(xí)?！暗乩硇畔⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)”是一門應(yīng)用和實(shí)踐較強(qiáng)的課程，同時(shí)其中的軟件過程管理的內(nèi)容又過于抽象，學(xué)生很難同時(shí)掌握基本的開發(fā)方法和軟件過程管理。因此增加2周（80課時(shí)）的課程實(shí)習(xí)。集中時(shí)間讓學(xué)生完整完成從設(shè)計(jì)到開發(fā)實(shí)現(xiàn)的過程，讓學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)的GIS軟件的設(shè)計(jì)方法，理解軟件過程管理，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的開發(fā)能力。在實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生掌握了基本的設(shè)計(jì)理論知識和程序開發(fā)技能。通過綜合實(shí)習(xí)，能將學(xué)過的知識綜合起來加以應(yīng)用，既培養(yǎng)學(xué)生的動手能力又加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。實(shí)習(xí)將學(xué)生分為2個(gè)實(shí)習(xí)目標(biāo)，每個(gè)內(nèi)容約30人，其中包含5個(gè)實(shí)習(xí)小組，每個(gè)小組5～6人，每個(gè)小組圍繞實(shí)習(xí)目標(biāo)完成不同的任務(wù)目標(biāo)，由組長控制整個(gè)開發(fā)過程協(xié)調(diào)組員之間工作，在80課時(shí)內(nèi)完成小型的GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與原型系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)。通過實(shí)習(xí)使得學(xué)生將基本的理論與應(yīng)用開發(fā)聯(lián)系在一起。
3.培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。本校的資源與環(huán)境專業(yè)主要研究方向有土地利用規(guī)劃、流域管理、土壤與環(huán)境污染評價(jià)、防治與規(guī)劃，耕地肥力管理、專家系統(tǒng)開發(fā)等。學(xué)生在畢業(yè)后，有很大一部分就轉(zhuǎn)到了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域工作，把GIS作為處理該領(lǐng)域的一種工具。在先修課程中主要是利用Matlab、SPSS等軟件對資源環(huán)境信息進(jìn)行挖掘，同時(shí)也采用ArcGIS中的ArcTool工具包進(jìn)行空間分析。因此在課程培養(yǎng)中需要結(jié)合上述的內(nèi)容，需要培養(yǎng)學(xué)生綜合統(tǒng)計(jì)和空間分析知識來解決實(shí)際問題的能力，使得學(xué)生能夠?yàn)榻窈蟮墓ぷ骱屠^續(xù)深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
五、結(jié)束語
GIS的發(fā)展為資源與環(huán)境的飛速發(fā)展注入了新鮮的血液，提供了新的契機(jī)。在資源與環(huán)境專業(yè)設(shè)置地理信息課程是順應(yīng)時(shí)展趨勢的?！癎IS設(shè)計(jì)與開發(fā)”是資源與環(huán)境專業(yè)的一門重要課程，具有理論抽象和實(shí)踐較強(qiáng)的特點(diǎn)。因此，要改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，適時(shí)的調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，力爭培養(yǎng)出具有良好專業(yè)基礎(chǔ)的地理信息應(yīng)用人才。
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【關(guān)鍵詞】警用GIS系統(tǒng)；功能模塊；優(yōu)化設(shè)計(jì)
中圖分類號：TP75文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-0278(2012)02-115-01
地理信息系統(tǒng)（GIS）最早應(yīng)用于建筑工程的勘測，憑借其精準(zhǔn)的定位功能，顯著提高了數(shù)據(jù)獲取、圖形繪制、測量計(jì)算等功能。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GIS的功能得到進(jìn)一步拓寬，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中均得到了充分應(yīng)用。近年來警用GIS的運(yùn)用十分普遍，為公安機(jī)關(guān)處理案件提供了極大的幫助。因而，對現(xiàn)有的警用GIS功能模塊實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了公安機(jī)關(guān)辦案技術(shù)的創(chuàng)新。
一、警用GIS系統(tǒng)的詳細(xì)介紹
公安局指揮中心系統(tǒng)就是綜合公安局現(xiàn)有的和其他部門的城市應(yīng)急服務(wù)資源，采用統(tǒng)一的號碼，用于公眾報(bào)告緊急事件和緊急救助，統(tǒng)一接警，統(tǒng)一指揮，聯(lián)合行動，為市民提供相應(yīng)的緊急救援服務(wù)，為城市的公共安全提供強(qiáng)有力的保障的系統(tǒng)。其中警用GIS在指揮系統(tǒng)中扮演著重要角色，如圖1。它提供了可視化的智慧以及接處警操作界面，全方位的地理信息展示、方便快捷的報(bào)警定位和資源定位調(diào)度功能，同時(shí)能夠從空間地理關(guān)系角度提供決策支持、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)案演練等業(yè)務(wù)功能。PGIS系統(tǒng)應(yīng)用在公安指揮系統(tǒng)的每一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化指揮的重要手段。
二、警用GIS系統(tǒng)功能模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)
從GIS的工作原理看，其主要是對實(shí)用信息的綜合性處理，一般要經(jīng)過獲取、存儲、顯示、編輯、處理等多個(gè)流程操作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的自動化處理。但是，不同行業(yè)領(lǐng)域?qū)IS的功能要求各不相同，公安機(jī)關(guān)設(shè)計(jì)GIS系統(tǒng)需結(jié)合具體辦案需要，編制出個(gè)性化的功能模塊，如圖2。從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求分析，警用GIS系統(tǒng)功能模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：
（一）查詢模塊。傳統(tǒng)的警用GIS所設(shè)置的查詢模塊功能單一，僅限于常規(guī)信息的搜尋檢查，一些復(fù)雜性的定位查詢功能無法實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的警用GIS，其查詢模塊具有綜合性特點(diǎn)，可適用于多項(xiàng)信息的定位、搜查、捕捉等。目前，公安機(jī)關(guān)普遍應(yīng)用的警用GIS查詢系統(tǒng)，能夠從時(shí)間及空間等兩個(gè)維度展開查詢，大大提升了數(shù)據(jù)查詢的效率。
（二）分析模塊。案情分析是公安機(jī)關(guān)破案的核心環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性關(guān)系著案件的處理進(jìn)展。新型警用地理信息系統(tǒng)添加了多功能的分析模塊，可提供公安機(jī)關(guān)完成案情信息的分析處理。如：某一案件的發(fā)生、經(jīng)過、結(jié)果等，只需把案情的真實(shí)情況、有效數(shù)據(jù)輸入到警用GIS分析模塊，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的自動操作處理，即可獲得相對準(zhǔn)確的案件實(shí)況。
（三）調(diào)配模塊。調(diào)配模塊的作用是對公安機(jī)關(guān)的資源進(jìn)行調(diào)度分配，從而提高各項(xiàng)資源的有效利用率。由于犯罪案件具有突發(fā)性、偶然性、及時(shí)性等特點(diǎn)，導(dǎo)致案件的積累量逐漸增大，公安機(jī)關(guān)在處理案件時(shí)無法正常調(diào)配現(xiàn)有的資源。警用GIS系統(tǒng)添加的調(diào)配模塊，對警察局現(xiàn)有的人力、物力、財(cái)力等資源綜合調(diào)配，如：警車、警員、警械等，協(xié)調(diào)了案件處理的流程。
（四）交通模塊。掌握準(zhǔn)確的交通線路，能夠幫助公安機(jī)關(guān)追捕犯罪嫌疑人，短時(shí)間內(nèi)鎖定正確的交通路徑。警用GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)交通模塊，縮短了案件處理的時(shí)間，加快了地理位置的搜尋、定位。該模塊也有協(xié)調(diào)交通的功能優(yōu)勢，防止公安機(jī)關(guān)辦案對道路交通造成的阻礙。另外，地理信息系統(tǒng)與交通網(wǎng)絡(luò)互連，公安機(jī)關(guān)在車輛上即可自動查詢交通信息。
三、結(jié)論
總之，地理信息系統(tǒng)提高了數(shù)據(jù)信息的自動化處理水平，在各個(gè)行業(yè)中得到了普及應(yīng)用。新時(shí)期警用GIS系統(tǒng)功能進(jìn)一步改善，為公安機(jī)關(guān)立案、辦案等工作提供了很大的方便，及時(shí)對現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)是很有必要的。
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關(guān)鍵詞：城市地理信息系統(tǒng)，測繪工程，應(yīng)用
中圖分類號： P216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引 言
近年來，地理信息系統(tǒng)（GIS）在我國許多城市得到應(yīng)用，它在城市規(guī)劃、資源管理、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)等眾多領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用，可以說 GIS 應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的。那么什么是 GIS？簡言之，GIS 是基于地理空間數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，這里所說的地理空間數(shù)據(jù)主要包含空間特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標(biāo)、形狀（長、寬、高及面積、體積等）、空間關(guān)系（如距離），所以具備空間特征數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數(shù)據(jù)，例如一個(gè)城鎮(zhèn)具有的人口、資源、產(chǎn)值和環(huán)境等信息數(shù)據(jù)。GIS 數(shù)據(jù)從何而來？主要源于地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料、文本資料（法律文件、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、邊界條約等）、多媒體數(shù)據(jù)、現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)等?？梢?，GIS 與測繪有著密切的關(guān)系，因?yàn)榈貓D數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)都來自測繪成果，而利用 GIS 平臺開展測繪活動也將如虎添翼、事半功倍。GIS 用于測繪工程具以下優(yōu)勢：節(jié)省時(shí)間、效率高、時(shí)效性強(qiáng)、減少失誤率及測繪成果精確易于使用。鑒此，本文對 GIS 在測繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述。
一、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立
1. GIS 工作原理在討論 GIS 數(shù)據(jù)庫建立之前，先說明一下 GIS 工作原理。GIS 主要由計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)及地理數(shù)據(jù)所組成。硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲設(shè)備等組成。其中輸入設(shè)備包括鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀、媒體設(shè)備等，也包括由網(wǎng)絡(luò)輸入。輸出設(shè)備包括顯示器、繪圖儀、打印機(jī)和媒體設(shè)備等，還包括通過網(wǎng)絡(luò)輸出。存儲設(shè)備包括硬盤、U 盤和光盤等，亦包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。軟件系統(tǒng)除了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和其他一些通用軟件以外，還包括圖形軟件（如 AutoCAD）、GIS專用軟件（如 Arc/Info、MapInfo）等。地理數(shù)據(jù)前面已介紹過了，需要指出的是除了數(shù)據(jù)采集，一些數(shù)據(jù)還必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能入庫，這往往要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力，一般建庫初期的支出占整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用的 70～80%。
2. GIS 數(shù)據(jù)庫的建立
下面以外業(yè)采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入 GIS 數(shù)據(jù)庫為例[1]介紹一下建庫的方法。首先，將數(shù)據(jù)匯總，然后導(dǎo)入到 AutoCAD 中，并對圖形進(jìn)行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓?fù)潢P(guān)系是否符合要求，若沒有問題則可導(dǎo)入到Arc/Info 中設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Arc/Info 軟件能夠?qū)ν負(fù)潢P(guān)系和圖層進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有問題，就需要返回到 Auto CAD 中重新修改和編輯，沒有問題后再導(dǎo)入 Arc/Info。通常需要在 Auto CAD 與 Arc/Info 之間經(jīng)過多次的修改，最終實(shí)現(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系和數(shù)據(jù)正確。然后對屬性進(jìn)行賦值和配置，導(dǎo)出 SHP 格式文件。再將 SHP 文件導(dǎo)入到 GIS 中，就完成了建庫程序。在數(shù)據(jù)庫中，每一個(gè)圖形要素及點(diǎn)、線、面分屬不同的層，每層對應(yīng)一個(gè)地理信息表，另外還包括索引表與元數(shù)據(jù)表。通過建庫，可以完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，避免許多重復(fù)采集工作，實(shí)際上也減少了大量的測繪工作量。
二、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
1. GIS 的主要功能
一個(gè)完備的 GIS 至少提供三方面的功能：①制作各種專題地圖，由于 GIS 將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，各行各業(yè)都可以提取本行業(yè)所需的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，生成所需要的地圖供打印、瀏覽；②查詢功能，查詢與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，比如查詢某條街道的酒店，利用 GIS 可以輕易找到這條街道上的所有酒店，如想入住 3 星級酒店，也會看到所有3 星級酒店；③空間分析，可以利用數(shù)學(xué)模型或邏輯模型分析空間數(shù)據(jù)。
2.應(yīng)急測繪保障體系
應(yīng)急測繪保障體系是為應(yīng)急測繪任務(wù)提供保障服務(wù)的，包括應(yīng)急預(yù)案、組織機(jī)構(gòu)、管理措施等，當(dāng)然還需要具備開展應(yīng)急工作的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)，也就是借助 GIS 信息平臺有效開展應(yīng)急測繪服務(wù)。應(yīng)急測繪保障體系的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面[2]：①通過 GIS 基本圖形的操作，可以清晰地展示災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)的自然環(huán)境、社會屬性等特征，從而可更快更有針對性地制定應(yīng)急預(yù)案；②通過 GIS 空間分析，確定災(zāi)害位置、影響范圍（受災(zāi)面積）、預(yù)估損失等，從而為應(yīng)急預(yù)案提供更為準(zhǔn)確的信息；③利用GIS 專題分析功能，可以提取某項(xiàng)或多項(xiàng)專題性數(shù)據(jù)，將其與地圖組合，形成災(zāi)害專題性地圖，如密度分析圖，從而可更合理地確定應(yīng)急疏散方案；④為應(yīng)急測繪工作提供所需的數(shù)據(jù)資料，利用災(zāi)害或事故發(fā)生區(qū)域?qū)嵕芭臄z形成的三維圖像，可以更直接地了解現(xiàn)場實(shí)際情況，而測繪工作者通過修測技術(shù)保證相關(guān)數(shù)據(jù)的有效性；⑤利用 GIS 網(wǎng)絡(luò)平臺和自動更新機(jī)制，確保災(zāi)害信息的時(shí)效性。
3.資源管理
目前，資源清查、分析和管理是 GIS 應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一，包括土地資源潛力評價(jià)、野生動植物資源保護(hù)、森林與水資源普查、礦產(chǎn)資源管理等多個(gè)領(lǐng)域。GIS 可以將不同來源的數(shù)據(jù)和信息匯集在一起，利用統(tǒng)計(jì)和涵蓋分析功能，按照各種組合條件進(jìn)行資源分析，從而為資源的合理開發(fā)和決策利用提供依據(jù)。以土地資源管理為例[3]進(jìn)行說明，我國西南地區(qū)國土資源信息系統(tǒng)收集存儲了超過 1500 項(xiàng) 300 萬個(gè)以上的資源數(shù)據(jù)，通過該系統(tǒng)提供的資源分析評價(jià)模型、資源預(yù)測預(yù)報(bào)模型及資源開發(fā)利用配置模型，可生成礦產(chǎn)資源分布圖、草場資源分布圖、農(nóng)作物產(chǎn)量圖、各地產(chǎn)值圖、交通規(guī)劃圖等各種專業(yè)圖。
4. 監(jiān)測服務(wù)利用
GIS 系統(tǒng)與多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的搜集，在洪水災(zāi)情監(jiān)測、洪澇災(zāi)害損失評估、森林火災(zāi)預(yù)測、土地利用動態(tài)分析、環(huán)境監(jiān)測管理等方面獲得有效利用。例如大興安嶺地區(qū)利用 GIS，通過森林普查和火災(zāi)實(shí)況分析，建立起包含氣溫、風(fēng)速、降水、植物覆蓋等 14 個(gè)因子的數(shù)學(xué)模型，火災(zāi)等級預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到 70%以上。再如環(huán)境監(jiān)測管理方面，上海市環(huán)境管理信息系統(tǒng)建立了環(huán)境監(jiān)測動態(tài)數(shù)據(jù)庫，包括污染源、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、水文、氣象等各種數(shù)據(jù)，并且實(shí)現(xiàn)了資源共享。通過環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、評價(jià)和預(yù)測，實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量和污染控制方面的管理。提供數(shù)據(jù)輸出打印、瀏覽和存儲功能，系統(tǒng)友好而便于使用。
5. 其他方面的應(yīng)用
GIS 應(yīng)用領(lǐng)域很廣，其他方面的應(yīng)用還有很多，例如城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)、市政工程服務(wù)等；再比如為工商企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營提供服務(wù)，工廠、商店選址等。
三、 結(jié) 語
地理信息系統(tǒng)一經(jīng)誕生，即以其高效、精確和時(shí)效性好而廣受歡迎，GIS 也成為許多國家、行業(yè)和部門必備的工具和技術(shù)。目前，GIS 的應(yīng)用正從以政府部門、大公司為主走向“平民化”，GIS 已滲入到人們的日常工作、生活中，人們購物、出行、休閑娛樂因?yàn)橛辛?GIS 而變得更加便利，可以預(yù)計(jì) GIS 的未來將會更加精彩。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)，GPS測繪技術(shù)，全球定位系統(tǒng)
GPS測繪技術(shù)以衛(wèi)星無線電導(dǎo)航建立的定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過接收裝置和環(huán)球通訊衛(wèi)星共同組成一整體，主要為使用者提供時(shí)間信息、三維坐標(biāo)和導(dǎo)航資料等內(nèi)容。工程建筑設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和監(jiān)控是一項(xiàng)復(fù)雜繁重的工作任務(wù)，而GPS測繪技術(shù)能在任何地理位置上設(shè)點(diǎn)，有效解決了在地形測量中因障礙物、高度惡劣地形等無法進(jìn)行人工測量的問題，為工程建設(shè)提供精確的數(shù)據(jù)支持，減少了時(shí)間和人力資源的不必要浪費(fèi)。
1.GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)
1.1創(chuàng)新性
傳統(tǒng)的地形測量技術(shù)主要利用經(jīng)緯儀側(cè)角度、測距儀測距離、水準(zhǔn)儀測高差，得到數(shù)據(jù)后還要檢核誤差，計(jì)算量大，使用起來復(fù)雜繁瑣；而GPS測繪技術(shù)除了采用上述測量方法，要應(yīng)用了GPS定位技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)測量技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的有效結(jié)合，精確找準(zhǔn)地理點(diǎn)的空間位置。
1.2高效性
與傳統(tǒng)的地形測繪儀器相比，GPS測繪系統(tǒng)具有高效性。只要GPS測繪系統(tǒng)的信號接收機(jī)能接收到信號，它就能實(shí)現(xiàn)對某一位置點(diǎn)三維坐標(biāo)、高程測量、定位的一次性測量，而傳統(tǒng)儀器則必須依靠兩種或以上儀器才能取得相同效果。而且，在測繪區(qū)域網(wǎng)內(nèi)GPS可任意取點(diǎn)、補(bǔ)點(diǎn)，不需要反復(fù)測量來增加控制點(diǎn)數(shù)量，節(jié)約了測繪時(shí)間和人力資源。
1.3連續(xù)性
GPS測繪技術(shù)具有良好連續(xù)性，通過高精度、靈活性、分布均勻的三維測量控制網(wǎng)的建立，結(jié)合持續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，對控制網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)測量：①建立基準(zhǔn)站：基準(zhǔn)站利用標(biāo)準(zhǔn)取樣的方法記錄觀測數(shù)據(jù)，并定時(shí)將測量數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心，再通過數(shù)據(jù)整理，準(zhǔn)確計(jì)算并儲存該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，提高該控制點(diǎn)的準(zhǔn)確性和加密性。②實(shí)時(shí)動態(tài)差分GPS技術(shù)：對地理某一點(diǎn)進(jìn)行測量而不需建立任何控制點(diǎn)就能直接測得某點(diǎn)坐標(biāo)位置，且所得數(shù)據(jù)快速可靠，技術(shù)操作便捷。
2.GPS測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用
2.1領(lǐng)域應(yīng)用
隨著社會發(fā)展步伐的不斷加快，人類活動日益頻繁，導(dǎo)致環(huán)境惡化、資源浪費(fèi)、人口激增等問題日趨突出。GIS地理信息系統(tǒng)能將空間地理和各種信息有效融合，整合計(jì)算機(jī)科學(xué)、RS、地理學(xué)和GPS技術(shù)信息。GPS系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)的有效結(jié)合，除了能應(yīng)用于空間實(shí)物的測量定位，還應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、巡航定位、城市規(guī)劃、地面監(jiān)控、資源管理和氣象信息等[2]。
如進(jìn)行城市空間規(guī)劃時(shí)，通過GPS系統(tǒng)測量應(yīng)用、GIS系統(tǒng)獲取地理信息，對城市地形進(jìn)行準(zhǔn)確分析、對城市空間決策進(jìn)行深入研究，在進(jìn)行大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中確保綠化比例合理，保證學(xué)習(xí)、公共設(shè)施、運(yùn)動場所、服務(wù)設(shè)施等能擁有最科學(xué)合理的服務(wù)面，為城市房地產(chǎn)開發(fā)提供科學(xué)合理的決策分析，提高土地利用的有效性，真正實(shí)現(xiàn)城市資源的優(yōu)化配置。
2.2建筑測量應(yīng)用
GPS定位測量技術(shù)的快速發(fā)展，也加快其在我國工程測量行業(yè)的應(yīng)用速度。實(shí)時(shí)動態(tài)差分GPS技術(shù)具有鮮明優(yōu)勢，它由基準(zhǔn)站接收機(jī)、流動站接收機(jī)及數(shù)據(jù)鏈組成，能追蹤衛(wèi)星信號即時(shí)給出位置點(diǎn)坐標(biāo)，而且測量精度高、所需時(shí)間短、操作方便。如GPS測量技術(shù)當(dāng)前主要應(yīng)用于城市視野開闊的新區(qū)建設(shè)、野外勘探定位等，通過測設(shè)方格網(wǎng)的方式，克服測量點(diǎn)位距離、高度的限制，充分顯示GPS定位測量技術(shù)的優(yōu)越性。
2.3技術(shù)應(yīng)用
GPS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)在現(xiàn)階段已經(jīng)得到很好結(jié)合，而且GPS系統(tǒng)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市GIS系統(tǒng)中。GPS測繪技術(shù)具備一部分的地理信息系統(tǒng)的電子圖，而電子地圖具備了各種關(guān)于地理信息系統(tǒng)的功能，能將某些數(shù)字信號及模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)顯示模式。
一般來說，電子制圖可通過直接獲取、數(shù)字化獲取或GPS系統(tǒng)獲取，而已真正實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)電子地圖的制作，則要依靠GPS測繪技術(shù)對地理空間進(jìn)行定位，再借助GPS連續(xù)發(fā)確度極高的數(shù)據(jù)追蹤，準(zhǔn)確定位空間點(diǎn)的具置[3]。如GPS系統(tǒng)在城市GIS系統(tǒng)中，通過建立城市交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算機(jī)模型，研究城市交通流量，規(guī)劃城市交通路線，做好城市交通地下管線突況的預(yù)案處理，警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等都是GPS和GIS應(yīng)用的實(shí)例；而且GPS和GIS系統(tǒng)在警察辦案時(shí)發(fā)揮重要作用，通過與犯罪目標(biāo)的對話確定信息來源位置，鎖定犯罪目標(biāo)，及時(shí)有效地執(zhí)行抓捕工作。
2.4生活應(yīng)用
GPS測繪技術(shù)在人們生活工作中也發(fā)揮著重要作用――可視化作用，是指基于地理信息系統(tǒng)中的GPS技術(shù)以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，通過建立城市、區(qū)域、大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，有效實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。
如人們不論何時(shí)何地，只要想對國家景點(diǎn)進(jìn)行了解，都可通過GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合GIS系統(tǒng)對景點(diǎn)進(jìn)行有效查找，也可以對周圍環(huán)境和地理情況進(jìn)行網(wǎng)上查詢，充分了解實(shí)際的道路景觀地理位置，便于旅游出行。
而人們的手機(jī)也可以搜索所需的可視地圖，運(yùn)用該功能也可以精確定位手機(jī)位置，并在實(shí)際生活中進(jìn)行地理搜索，便于人們查找企業(yè)、公共場所或辦公地點(diǎn)的位置，避免在路途中浪費(fèi)時(shí)間。
3.結(jié)束語
總之，GPS測繪技術(shù)具有眾多明顯優(yōu)勢，如測量原理簡單、測量精度高、測量效率高及測量效果好等，這一先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在我國地理信息系統(tǒng)中，必然會為工程建設(shè)的發(fā)展帶來重要促進(jìn)作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信GPS測繪技術(shù)也會得到逐步完善和發(fā)展，在不久的將來定能在更多不同領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)：
