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【論文摘要】本文簡要介紹地理信息系統(tǒng)的概念和它的基本功能,列舉地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應用,對國內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點和方向進行闡述,并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。
一、地理信息系統(tǒng)的概念
地理信息系統(tǒng)是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計算機軟硬件系統(tǒng)。它是GIS技術(shù)在環(huán)境領域的延伸。
地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應用的主要功能有:
1、基本功能包括對空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節(jié)內(nèi)容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區(qū)域的面積。
2、空間統(tǒng)計分析是指對空間數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。包括各種屬性數(shù)據(jù)的集征數(shù)、離散特征數(shù)及其分類分級統(tǒng)計等。
3、疊加分析功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統(tǒng)計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區(qū)域僅顯示共同特征;統(tǒng)計疊加可以統(tǒng)計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息。
4、緩沖區(qū)分析是GIS的基本空間操作功能之一。例如,某地區(qū)有危險品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區(qū)分析,結(jié)合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數(shù)等等。
綜上所述,空間分析是地理信息系統(tǒng)軟件的核心,空間統(tǒng)計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為地理信息系統(tǒng)提供了強大的環(huán)境分析功能與廣闊的應用空間。隨著其功能的不斷完善和發(fā)展,地理信息系統(tǒng)將為環(huán)境各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。
二、地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的具體應用
由于地理信息系統(tǒng)具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現(xiàn)在兩個方面,一是它可以應用在環(huán)境管理的各個環(huán)節(jié),如區(qū)域環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)督管理、區(qū)域環(huán)境監(jiān)測及環(huán)境評價研究等;二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。
1、電子地圖使環(huán)境管理工作變得輕松直觀
由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接,改變了傳統(tǒng)的信息管理方法,地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測點位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關系等信息??梢詫Ω鞣N環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合的統(tǒng)計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進行展示,為環(huán)境決策提供科學快捷的支持。
2、強大的環(huán)境規(guī)劃手段
區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS應用發(fā)展的重點領域之一,目前基于EGIS的環(huán)境規(guī)劃模型還處于深化研究階段,將環(huán)境應用模型與GIS集成為一體,可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強大的技術(shù)手段。由于應用EGIS能夠更好地考慮和評價建設項目對環(huán)境的影響,因此在建設項目的環(huán)境評價中得到廣泛應用。
3、危險物運輸管理
借助GIS的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉(zhuǎn)移運輸線路進行優(yōu)化選擇,能避開人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域制定運輸計劃。并可以通過GPS對危險物的運輸線路進行實時監(jiān)控。
4、環(huán)境模型模擬分析
環(huán)境模型在環(huán)境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發(fā)生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據(jù)。常用的模型主要有大氣擴散模型、1維水污染擴散模型、2維水污染擴散模型等等,實現(xiàn)各種模型的模擬結(jié)果的生成、2維和3維的顯示等功能。
5、為數(shù)字環(huán)保提供技術(shù)平臺
數(shù)字環(huán)保是最近提出來的終極環(huán)境管理系統(tǒng),它是繼數(shù)字地球概念提出以后,環(huán)保領域提出的新概念,它將是未來十年環(huán)保領域信息化建設的終極方向,EGIS作為數(shù)字環(huán)保的基礎平臺,將能夠為用戶提供實時動態(tài)環(huán)境信息服務,也能夠為環(huán)境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環(huán)境狀況,提高人民生活水平。
三、發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略探討和建議
隨著國外EGIS技術(shù)的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展,建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發(fā)展GIS的重點領域,從GIS在我國近幾年的發(fā)展領域也可以看出這種趨勢。
發(fā)展EGIS應當采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展策略。
1、統(tǒng)一規(guī)劃。
為了降低空間數(shù)據(jù)資源采集和管理的成本,為了適應未來發(fā)展的需要,必須在多方部門的參與下,統(tǒng)一規(guī)劃和構(gòu)建EGIS的發(fā)展框架。
2、注重基礎。
在統(tǒng)一規(guī)劃的思路和明確的發(fā)展框架下,不斷加強基礎空間數(shù)據(jù)庫和基礎環(huán)境數(shù)據(jù)庫的積累與建設。
3、緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展。
在技術(shù)上緊密跟進國外先進的GIS技術(shù),高起點進行系統(tǒng)開發(fā),與我國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度相協(xié)調(diào),共同發(fā)展適合我國國情的EGIS。
當前我國各地許多部門雖然已經(jīng)開展了EGIS的研究與開發(fā),但這些開發(fā)均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數(shù)據(jù)交流和共享,加上沒有全國性的EGIS發(fā)展框架和數(shù)據(jù)標準,數(shù)據(jù)的通用性將成為影響EGIS開發(fā)的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS發(fā)展體系和框架標準的研究。
四、結(jié)束語
地理信息系統(tǒng)是近二十年來迅速發(fā)展的信息技術(shù)的重要組成部分,它的應用已經(jīng)從早期的礦產(chǎn)資源管理拓展到與空間地理相關聯(lián)的更廣泛的領域,特別是在環(huán)境領域,原有的多種環(huán)境信息處理技術(shù)(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析)正在與地理信息系統(tǒng)融合,逐漸形成具有強大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng),即環(huán)境地理信息系統(tǒng)(EGIS)。它將成為各個環(huán)境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統(tǒng)的信息處理方式??梢哉f它是環(huán)境管理進入信息時代的標志。
參考文獻:
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【關鍵詞】地理信息系統(tǒng)(GIS);中學地理;地理教學
1緒論
近些年來,隨著科學技術(shù)的逐漸發(fā)展,各類技術(shù)在不斷地影響著人類生產(chǎn)方式,生活方式,逐漸促進了新型教育理念的誕生,信息技術(shù)與教育教學的結(jié)合已經(jīng)成為發(fā)展趨勢,同時也是學者研究的重點領域。自從我國實施新課程改革之后,教育工作面臨的挑戰(zhàn)更為嚴峻。近年來,我國基礎教育課程改革綱要提出在教學過程中應該推進信息技術(shù)和教學內(nèi)容的有機融合,為學生和教師提供良好的教學環(huán)境和有效的學習方式,充分利用信息技術(shù)在課堂教學中的特點。在傳統(tǒng)的地理教學中,大多數(shù)有資歷的教師會靠教學圖表這種傳統(tǒng)的他們認為能夠帶動學生積極性的教學方式來進行教學,但是如今已不能滿足對現(xiàn)代化社會性人才的培養(yǎng)要求,而地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應用于地理課堂教學倍受期待。GIS以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎,采用地理模型分析方法,適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息,即采集編輯、存儲管理、處理分析、傳輸?shù)乩頂?shù)據(jù),以多種形式輸出數(shù)據(jù)和圖形產(chǎn)品,為地理研究和決策服務的計算機技術(shù)系統(tǒng)。境外將GIS應用于地理教育首先是從歐美地區(qū)發(fā)展起來的,如美國,加拿大,德國和日本等起步較早,GIS軟件輔助地理教學的案例和應用也較多,一些國家和地區(qū)甚至已經(jīng)形成了較為成熟的GIS教學體制。1994年,美國《國家地理課程標準—生活化的地理》中明確指出“Geographicinformationsystem”是地理教學的工具和主題之一,可以通過GIS來獲得更多的地理資料,利用GIS掌握更多的地理技能和知識。美國的Audet和Abegg提出,地理信息系統(tǒng)應用于地理課堂教學時,在資料分析方面(特別是在空間認知和地形圖讀圖能力方面)能發(fā)揮很好的作用。香港教育局規(guī)定從2009年起,香港中學教育將引入GIS知識作為教學的有機組成部分。1999年臺灣教育部頒布的《高級中學選修科目地理課程標準》中規(guī)定從2001年開始,GIS內(nèi)容將被納入高三上學期地理選修課程。2003年,我國的新課標要求把GIS整合到中學地理教學當中,隨后,全國各地利用GIS輔助地理教學和開設選修課活動顯著增多,GIS相關內(nèi)容在相應的各版本新教材也都加大了比重,并且GIS的相關試題在近年的普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試中也多次出現(xiàn)。由此可見,GIS在我國中學地理教育中的地位正逐步提升。GIS能將地理事物的空間和屬性信息結(jié)合實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化,這使地理教學過程中有效地使用地理數(shù)據(jù)、圖表提供了一種新的手段,因此,在我國中學地理教育中對GIS這一新型技術(shù)的普及與推進已經(jīng)迫在眉睫。
2GIS在地理教學中的功能和優(yōu)勢
傳統(tǒng)的地理教學是板書式,填鴨式的,大多時候教師使用教材,利用板書或者板圖板畫來進行教學,學生的學習也是被動地、機械地、乏味的,教師偶爾會使用一下多媒體,投影儀或Flash等計算機手段來輔助教學使所學地理知識更加直觀且更具趣味性,從而強化學生對知識點的記憶。在傳統(tǒng)地理教學過程中,我們時常會遇到課本內(nèi)容陳舊、地理知識過時、某些地理思想無法用言語或者常規(guī)表達方式來講解清楚等問題。針對傳統(tǒng)的地理教學的弊端,GIS是一種新的技術(shù)手段,其具有能夠存儲、處理海量的地理數(shù)據(jù)并且兼具空間分析、模擬等功能,它是表達地理事物的空間位置與屬性的有效的手段,也是最適宜的現(xiàn)代教育技術(shù)方法。
2.1GIS的功能及應用優(yōu)勢
2.1.1GIS電子地圖功能
地理教學中,地圖是地理學的語言,傳統(tǒng)的教學掛圖通常具有地理要素較多、專題不夠清晰、不易被保存、不易攜帶等缺點,而地理信息軟件具有非常強大的制圖功能,可以制作各種形式的專題地圖,從而以更廣闊地角度、更科學的方法來認識世界。因此,它與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖相比有著無法比擬的優(yōu)越性。通過利用GIS軟件的地圖的放大縮小、漫游功能使我們查看不同詳細程度的地圖數(shù)據(jù)。另外,通過利用GIS軟件對電子地圖圖層的操作,能清晰地顯示地理信息,展示地理事物的空間分布狀態(tài),地理要素之間的空間關系等。以電子地圖的方式展現(xiàn)地理要素的空間分布形態(tài),從而實現(xiàn)地理事物可視化,可以實現(xiàn)輔助講授特定教學內(nèi)容。
2.1.2GIS地形分析功能
在我國中學地理教學中,明確要求學生要懂得等高線彎曲、疏密狀況在地理中代表的意義,以及通過分析等高線的形態(tài)在地圖上分析出地形高低起伏、坡度陡緩和地形種類。在傳統(tǒng)的地理教學中,認識山體地形的概念都是通過平面紙質(zhì)地圖中的等高線來實現(xiàn)的,深入理解這些知識是非常困難的,平面地圖缺乏山體地形的直觀可視化表達。而在GIS中,利用矢量化技術(shù)對等高線圖矢量化并賦于高程值,然后利用GIS三維分析功能生成相應的數(shù)字高程模型,并利用三維可視化表達方法展示山體,從而使學生能直觀地觀察山峰、山谷山脊、鞍部、陡崖等多種地形。還可以在數(shù)字高程模型基礎上,疊加相應的遙感影像數(shù)據(jù)或者矢量數(shù)據(jù),實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)融合,則可使山體表現(xiàn)得更加生動形象。這種教學方法不僅能調(diào)動學生的積極性,而且可加深學生對地形特征的認識。
2.1.3GIS空間分析功能
空間分析功能是GIS技術(shù)的核心功能,是GIS有別于其他空間數(shù)據(jù)軟件的主要標志之一。它擁有如緩沖區(qū)分析功能、三維分析功能、疊加分析功能、空間插值分析、網(wǎng)絡分析功能等空間分析功能,在地理學的研究中占據(jù)重要地位,通過空間分析能夠使隱藏在地理事物的特性直觀表現(xiàn)在學生眼前,通過這種手段不但可以激發(fā)學生學習地理興趣,同時也能使學生更好地消化和鞏固學習到的地理知識。
2.1.4GIS三維動態(tài)模擬功能
利用GIS技術(shù)可以對多時相、異源異構(gòu)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)空間模擬,如對高中地理教材中地球的運動、天體運動、地殼的變動,褶皺、斷裂的形成以及大氣環(huán)流的形成,氣壓帶和風帶的季節(jié)移動,洋流的移動等知識進行三維動態(tài)模擬。利用GIS技術(shù)將動態(tài)的自然演化過程設計成三維動畫的形式,就能使復雜的地理演化過程一目了然。學生經(jīng)過自己的觀察分析就能夠很輕松地理解和掌握復雜抽象的知識點。這種教學方法,不僅讓學生能直觀地理解知識,還能充分調(diào)動學生的學習積極性,可以達到其它教學手段難以達到的理想效果。
2.2GIS技術(shù)在地理教學中的應用優(yōu)勢
將GIS技術(shù)用于地理教學,其優(yōu)勢為:(1)可操作性強、交互性強、自主性強,這對于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學理念,促進教學模式、方法的變革以及對提高學生的創(chuàng)造力都起著非常大的作用。(2)刺激學生的視覺與聽覺,不僅可以激發(fā)其學習興趣,還能充分深刻的掌握知識點,有助于學生對知識點的深度記憶。(3)動態(tài)模擬和虛擬現(xiàn)實可以將屬性數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)高度融合,以真三維形式向?qū)W生展示無法實地考察空間環(huán)境、地理事物演化過程,并將抽象地理知識具體化,動態(tài)化,這樣有助于學生建立空間概念,培養(yǎng)學生的空間思維能力,同時將這些數(shù)據(jù)處理融合是一個復雜的分工協(xié)作的過程,這樣還能提高學生協(xié)作能力,加強學生的團隊意識。
3我國GIS應用于中學地理教學存在的障礙及措施建議
3.1我國GIS應用于中學地理教學存在的障礙
當前,我國己經(jīng)具備了在中學利用地理信息系統(tǒng)開展地理教育的環(huán)境,但是與發(fā)達國家的中學GIS教育相比,我們還有很大差距,筆者認為可以歸納以下幾點:
3.1.1針對GIS輔助中學地理教學的理論研究有待完善
GIS傳入我國是20世紀80年代末,相對發(fā)達國家較晚,而目前中學一線地理教師參與GIS教育研究較少,而且著重對GIS某一方面技術(shù)內(nèi)容進行輔助地理教學的探討缺乏,對GIS應用于中學地理教學具體手段、應用模式、應用理論等方面的缺乏深入的系統(tǒng)的研究和探討。
3.1.2GIS教學平臺的研發(fā)滯后、應用面不夠?qū)?/p>
隨著技術(shù)的發(fā)展,GIS軟件功能是越來越強大,但是,GIS軟件專業(yè)性太強,功能強大而繁雜,對中學地理教師及學生而言,操作性要求較高,界面大多是外文界面,對GIS的應用存在較大障礙,教師在教學過程中如果處理不當則極易出現(xiàn)“地理課”變成“上機課”、“外文課”的局面。如何研發(fā)更好的地理信息系統(tǒng)教學平臺來輔助地理教學;這是中學地理教學需要努力研究的重要一個重要方向。
3.1.3師資短缺問題
GIS發(fā)展到今天,專業(yè)GIS軟件已經(jīng)較多,但這些軟件過于專業(yè)化,功能比較復雜,軟件使用要求較高,掌握這些地理信息系統(tǒng)軟件對地理教師來說比較困難,學校又缺乏對教師進行GIS專業(yè)技術(shù)培訓,這使得很多教師沒有能力使用GIS專業(yè)軟件。另外,高校師范地理教育專業(yè)開設GIS課程也是近幾年才開展的,并且大部分師范院校在開設GIS課程時,并且重理論輕實踐,僅僅進行理論學習和單純的技術(shù)訓練,未能根據(jù)中學教學特點來講授GIS課程。剛從高校畢業(yè)的師范生,很少能將GIS技術(shù)很好地應用到地理教學中,同時中學中GIS相關的教學資源缺乏,愿意去研究的教師人數(shù)更是微乎其微。
3.1.4GIS數(shù)據(jù)資源問題
由于專業(yè)的GIS數(shù)據(jù)價格昂貴,適用于中學地理的GIS教學資源嚴重缺乏,這是對我國地理信息系統(tǒng)教育傳播的最大制約。GIS的強大功能是利用大量的空間數(shù)據(jù)做支持的,GIS的功能就是對地理數(shù)據(jù)進行管理、分析和應用。而教師只能通過網(wǎng)絡獲取免費且少量的教學數(shù)據(jù)資源,同時作為GIS主要數(shù)據(jù)源之一的遙感數(shù)據(jù)極少是免費的,這也是限制GIS在我國中學地理教學中的推廣及應用的原因之一。
3.1.5國內(nèi)支持GIS輔助教學的信息化教學環(huán)境有待改善
學生的計算機水平也是制約我國GIS教育的原因之一,而由于學校的計算機教學課時偏少,特別是中學教育中,教師及學生對計算機技術(shù)的忽視導致學生計算機水平低下,專業(yè)GIS平臺軟件需要中學教師及學生有較高的計算機水平。另一方面,對于貧困地區(qū)的學校來說,教育資金的缺乏和教學思想陳舊也制約著我國地理信息系統(tǒng)教學環(huán)境的改善。
3.2我國GIS應用于中學地理教學的措施建議
針對上述我國GIS應用于中學地理教學存在的障礙,并依據(jù)我國基礎教育課程改革的對信息技術(shù)改革的要求,筆者根據(jù)前人討論意見和個人看法,提出以下幾點措施建議:
3.2.1政府和教育部門加強推廣GIS在中學地理教學中應用的理論和實踐研究
在中學教育對GIS輔助中學地理教學的理論研究極少,適合中學地理教育的GIS平臺不多,也沒有適合的地理數(shù)據(jù)資源為GIS基礎教育服務,中學地理教師也很少機會參加GIS培訓。這些問題與我國教育部門沒有推行統(tǒng)一的GIS基礎教育計劃有很大的聯(lián)系。國內(nèi)外的部分國家和地區(qū)對GIS應用于基礎教學制定了長遠的計劃并投入大量的資金,并取得了很好的成績。我國完全可以借鑒國外的推行計劃和經(jīng)驗,并根據(jù)我國教育的實際情況,由教育主管部門、高等院校、GIS研究機構(gòu)、中學地理教師共同協(xié)作,開展GIS的基礎教育培訓,以便推行GIS技術(shù)輔助中學地理教學。
3.2.2積極建設GIS輔助基礎教學的教學資源庫
GIS技術(shù)能夠更好地輔助中學地理教學,教學資源是必不可少的-免費的地理數(shù)據(jù)資源、適用于中學地理教學的GIS教學平臺、學校良好的GIS教學環(huán)境。目前,我國新課標已經(jīng)將GIS教育增加到中學教學范疇之中,并且也在積極營造和創(chuàng)建相關教學環(huán)境。同時,我國中學的地理教材涉及GIS的技術(shù)大多是GIS相關的概念,編制適合我國教育實情和學生特點的GIS教材,研究和開發(fā)適合我國中學地理教學的GIS教育軟件,也十分重要。在我國中西部農(nóng)村地區(qū)還要加快建設多媒體教室并配備地理教學的必要軟件,為我國GIS輔助中學地理教學創(chuàng)造良好的條件。
3.2.3加強在校地理專業(yè)師范生的GIS技能培訓和在職教師的GIS技能的繼續(xù)教育
教師資源也屬于教學資源,教師在GIS應用于地理教學中有著很重要的作用。由上述可知,我國嚴重缺乏能很好的將GIS技術(shù)應用于中學地理教學的教師,那么加強GIS輔助中學地理教學的技術(shù)的培訓,迫在眉睫。
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[關鍵詞]測繪 地理信息系統(tǒng) 特點
[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-171-1
1前言
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展提升,計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新,地理信息系統(tǒng)這種新型的測繪技術(shù)也有了很大的提升。利用地理信息系統(tǒng)能夠有效地收集匯總以及處理信息數(shù)據(jù),同時隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)水平、含量越來越高,地理信息系統(tǒng)的應用面積越來越大。就測繪工作而言,有效利用地理信息系統(tǒng)不僅能夠加強測繪工作的效率以及準確度,同時還能夠有效推動工程測繪信息系統(tǒng)的完善與建設,給予工程測繪信息系統(tǒng)更多的解決方案以及技術(shù)支持。
2地理信息系統(tǒng)的特點
2.1不被外部條件所影響
地理信息系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的測繪技術(shù),地理信息系統(tǒng)不被外部自然條件因素所影響。這是由于傳統(tǒng)測繪技術(shù)往往受到自然條件的限制,在地形條件較為復雜的測繪區(qū)域,傳統(tǒng)測繪技術(shù)不僅測量結(jié)果不準確,甚至會出現(xiàn)不能進行測繪工作的情況,如果只是利用高線等技術(shù)含量低、簡單的測繪方式,會導致測繪結(jié)果直接失去科學性,導致較大的誤差結(jié)果。除此之外,如果遇到非常惡略的氣候天氣,利用傳統(tǒng)測繪技術(shù)進行的測繪工作會被迫中止。地理信息系統(tǒng)主要是利用衛(wèi)星手段進行監(jiān)測,相關工作人員只需合理使用衛(wèi)星接收器就能夠完成測繪工作,帶給了測繪工作極大的便利。另外由于地理信息系統(tǒng)主要依賴于衛(wèi)星監(jiān)測手段,所以地理信息系統(tǒng)不容易受到自然環(huán)境條件的侵擾。
2.2監(jiān)測水平效率高
在利用地理信息系統(tǒng)進行測繪工作時,相關工作人員只需在地面安裝接收器即可,省略了很多手動測量步驟,比如說觀測、調(diào)節(jié)或者是估讀,所以利用地理信息系統(tǒng)可以有效提升測繪工作效率。
3地理信息系統(tǒng)的功能
3.1輸出功能
地理信息系統(tǒng)普遍存在繪制地形圖這一特點,地理信息系統(tǒng)的繪制地形圖功能屬于輸出功能。研究制定地理信息系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)地形圖自動化繪制這一功能,進而提供給地形圖數(shù)據(jù)庫成立完善基本的保障。利用地理信息系統(tǒng)繪制地形圖不僅產(chǎn)出效率高,同時精準度也遠遠高于手工制圖。
3.2管理以及控制地理空間數(shù)據(jù)
地理信息系統(tǒng)可以利用多種方式手段實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)信息的輸入,同時利用地理信息系統(tǒng)可以直接管理、控制以及維護數(shù)據(jù)庫。除此之外,利用地理信息系統(tǒng)還能夠準確查詢以及檢索各種需要的信息數(shù)據(jù),這樣決策者就能夠通過地理信息系統(tǒng)極快的查找到需要的空間以及地理數(shù)據(jù)信息??傮w而言,地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了利用現(xiàn)代化手段充分掌控管理數(shù)據(jù)信息的目的。
3.3遙感圖像處理
地理信息系統(tǒng)主要是通過遙感技術(shù)得到各種數(shù)據(jù)信息,當前絕大多數(shù)的地理信息系統(tǒng)都能夠處理圖像,地理信息系統(tǒng)的圖像處理功能也是地理信息系統(tǒng)的重要功能。地理信息系統(tǒng)一般通過自動影像匹配等高新技術(shù)完成圖像處理工作。
4在測繪工作中地理測繪系統(tǒng)的實際應用
4.1收集數(shù)據(jù)
在剛開始進行測繪工作時,需要對各種客觀現(xiàn)實對象施以不同形式的離散或者是抽象,以得到矢量連續(xù)對象實體以及柵格連續(xù)對象實體,并將這兩種連續(xù)對象實體有效儲存在地理測繪系統(tǒng)中。通常在表示空間數(shù)據(jù)時,一般使用柵格數(shù)據(jù)以及矢量存儲這兩種方式,另外還可以用其他手段來表示空間數(shù)據(jù)。如果使用傳統(tǒng)的手段對數(shù)據(jù)進行收集,就需要利用紙上已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)或者是聚酯薄膜地圖上已經(jīng)存在的數(shù)據(jù),同時為了得到數(shù)字數(shù)據(jù)需要對這些數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理或者是掃描處理。而現(xiàn)在較為先進也是較為常用的是利用GPS全球定位系統(tǒng)尋找所需要的位置坐標,再將位置坐標直接輸入到地理測繪系統(tǒng)中即可,地理測繪系統(tǒng)會根據(jù)預期設定對數(shù)據(jù)進行自動化處理。
4.2轉(zhuǎn)換以及處理數(shù)據(jù)信息
地理信息系統(tǒng)不僅能夠全面細致的對數(shù)據(jù)進行收集,同時還能夠轉(zhuǎn)換以及處理數(shù)據(jù)信息,直接將所收集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為能夠直接利用的數(shù)據(jù)資料。地理信息系統(tǒng)不但提升了數(shù)據(jù)的全面性、準確度,同時還有效提升了測繪工作的效率、可靠性。地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換以及處理數(shù)據(jù)信息的工作步驟是:首先需在地理信息系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù),然后地理信息系統(tǒng)就會自動進行處理工作,其次地理信息系統(tǒng)會施以拓撲建模,將已經(jīng)存在于地理信息系統(tǒng)以及通過數(shù)據(jù)收集所得到的測量圖形一樣的部分疊加起來,最后是對數(shù)據(jù)信息施以相應的分析。除此之外,地理信息系統(tǒng)還能夠自動識別在數(shù)字化空間信息資料條件下屬性不同條件各自的空間關系,提供給地理信息系統(tǒng)下一步分析工作基礎。另外,可以利用地理信息系統(tǒng)重構(gòu)收集的全部數(shù)據(jù),將收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜃R別格式,這樣不同的數(shù)據(jù)源均可以得到兼容。
4.3對可觀對象施以空間分析
地理信息系統(tǒng)的空間分析能力非常強,可以對已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)施以有效、可靠的空間分析??梢岳玫乩頊y繪系統(tǒng)探究計算圖形數(shù)據(jù),或者是對物體的空間位置關系進行分析探討,以達到研究計算空間事物關系的目的。一般而言可以利用地理信息系統(tǒng)探究分析拓撲學以及地理信息等學科知識體系,而達到認知空間構(gòu)成的目的,最終得到空間數(shù)據(jù)。
5結(jié)語
由于地理信息系統(tǒng)含有非常強的信息輸出功能以及收集處理,已經(jīng)成為了當前測繪工作的新寵。我們不僅要充分利用地理信息系統(tǒng),同時還要大膽創(chuàng)新、敢于借鑒,使地理信息系統(tǒng)的技術(shù)水平更高,應用范圍更廣,取其精華,這樣必定能夠推動我國測繪技術(shù)的不斷前進、發(fā)展。
參考文獻
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1.林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理?
生態(tài)系統(tǒng)管理就是將地區(qū)的區(qū)域生態(tài)及其社會經(jīng)濟因素及其相互聯(lián)系,通過必要的決策與分析進行自然資源管理的過程。地理信息系統(tǒng)軟件通過評估各種因素建立模型,進行綜合分析,使這種管理成為可能。
(1)基礎數(shù)據(jù)庫的建立?;A地圖矢量 柵格數(shù)據(jù)的整理和空間數(shù)據(jù)庫的建立 屬性數(shù)據(jù)庫的建立。
(2)森林資源分析和評價。林業(yè)土地利用變化監(jiān)測,地理空間分布,森林資源動態(tài)管理,林權(quán)管理。
(3)森林經(jīng)營。采伐,封山育林,造林規(guī)劃,速生豐產(chǎn)林,撫育間伐。
(4)森林結(jié)構(gòu)調(diào)整。根據(jù)森林資源可持續(xù)發(fā)展的需要利用地形地貌、立地條件進行齡組結(jié)構(gòu)調(diào)整。
2 林業(yè)環(huán)境一致性研究
大多數(shù)自然資源管理部門目前正在通過一系列的法律和規(guī)范來管理侵占土地的現(xiàn)象,在進行處理之前,必須選擇有效的工具,科學地調(diào)查和分析這些活動。
地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以幫助用戶進行復雜的多層數(shù)據(jù)比較、定位和詳細描述獨特現(xiàn)象,通過專業(yè)模型預測將來的狀況。通過地理信息系統(tǒng) ,建立分析和模擬模型,產(chǎn)生一系列的其他文檔所不能代替的各種地圖,還可以通過各種有價值的地圖、數(shù)字化的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡瀏覽加強公眾的參與。
3.森林火災預測和監(jiān)控
要想進行長期的森林火災監(jiān)測管理,采取有效的預防策略,至關重要的事情是分析清楚林火的方向、速度、強度、燃燒源以及燃燒區(qū)域,監(jiān)測大火產(chǎn)生的煙霧方向也非常重要。
基于地理信息系統(tǒng)提供的三維技術(shù)在森林防火中的具體應用,給予了三維森林防火的一個解決方案,問題的關鍵是森林防火地理信息系統(tǒng)的建立。
(1)數(shù)據(jù)庫的建立。可以通過不同的方法將森林防火有關的數(shù)據(jù)采集到計算機中,建立相應的數(shù)據(jù)庫主要,包括地圖數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫和方法庫。
(2)數(shù)據(jù)的檢索和輸出。利用地理信息系統(tǒng)可以隨時輸出各種專題圖和有關表格,還可以用仿真和虛擬現(xiàn)實的方式將信息直觀的提供給決策者。
(3)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)管理。對地圖數(shù)據(jù)的編輯更新,隨時都可以利用地理信息系統(tǒng)管理起來。
4. 森林規(guī)劃設計
首先,需要對各種影響條件進行預測分析,尤其是對長期持續(xù)的森林產(chǎn)量和野生動植物的數(shù)量進行長遠的分析。地理信息系統(tǒng)可以對上述情況進行充分預測,將森林的地理空間數(shù)據(jù)和詳細的屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲,將預測模型集成到地理信息系統(tǒng)中。 通過對各種模型和空間數(shù)據(jù)的分析,森林管理者將時間和空間維的信息融入到規(guī)劃過程中,這些模型可以得到5、10、20a 甚至100a 的預測結(jié)果和專題圖供參考。
5. 造林的規(guī)劃
地理信息系統(tǒng)可通過分析提供森林立地類型圖表、宜林地數(shù)據(jù)圖表、適生優(yōu)勢樹種和林種資料,運用坡位、坡面分析,按坡度、坡向劃分的地貌類型結(jié)合立地類型選擇造林樹種和規(guī)劃樹種。
地理信息系統(tǒng)技術(shù)為造林規(guī)劃提供了必要的分析工具、管理造林活動和監(jiān)測造林結(jié)果。 不管針對小生態(tài)環(huán)境還是大型系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)軟件平臺都能夠幫助用戶追蹤細節(jié)信息,細致的分析工具能夠幫助用戶更好地分析環(huán)境過程,監(jiān)測各種活動的影響。
6 森林道路的規(guī)劃
地理信息系統(tǒng)應用平臺工具,幫助森林規(guī)劃人員利用現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫設計動態(tài)地通達時間和路徑。地理信息系統(tǒng)將森林道路和樹種組成 、交易量等綜合分析,可以得到道路網(wǎng)涉及對樹木運輸費用的影像結(jié)果 。其他方面大的森林道路規(guī)劃應用包括:地形和坡度穩(wěn)定性分析;挖填方評估;可視度和通視性分析;道路等級計算;通路研究;環(huán)境影響評價;測繪數(shù)據(jù)集成;成本流動分析。
7. 病蟲害的監(jiān)測技術(shù)
地理信息系統(tǒng)技術(shù)在病蟲害監(jiān)測中發(fā)揮著巨大的作用,從對病蟲害發(fā)作的跟蹤到預防措施的建立, GIS技術(shù)無所不在。軟件可以監(jiān)測諸如各種蛾、森林松樹甲蟲、小蛀蟲等害蟲,對這些情況進行跟蹤監(jiān)測、利用各種分析工具進行趨勢分析、 發(fā)作時間預測,從而得出各種預防措施。
8. 城市化森林設計
樹木是城市綠化的重要因素,城市綠化創(chuàng)造了環(huán)境 美學和經(jīng)濟效益 通過在居住區(qū)和貿(mào)易區(qū)種植樹木可以減少加熱和制冷的耗費,樹木形成城市的防護林,減少汽車和人類活動的污染,降低暴風雨造成的水土流失,給城市帶來巨大的效益和價值。
地理信息系統(tǒng)軟件解決方案幫助管理城市森林資源,包括建立樹木健康情況和多樣性的詳細分類目,樹木的總量 種類,生存條件的查詢和分析,只有知道這些,才可以更有效地對城市綠化帶進行管理。
9.總結(jié)
關鍵詞:地理信息系統(tǒng);城市規(guī)劃測繪;實際應用
引言:
研究地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃測繪中的應用具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文旨在為人們準確認知地理信息系統(tǒng)提供相關理論參考,同時也為該系統(tǒng)在城市規(guī)劃測繪中實現(xiàn)高效運用,給予一定實踐指導與幫助。
一、城市規(guī)劃測繪中地理信息系統(tǒng)設計分析
(一)系統(tǒng)總體框架本文設計采用地理信息系統(tǒng)搭建起的城市規(guī)劃測繪平臺,運用分層設計理念,平臺主要由基礎與數(shù)據(jù)層、支持層與平臺層以及應用層共同構(gòu)成。其中位于最底層的運行支撐層,主要由各項網(wǎng)絡基礎設施、安全保密系統(tǒng)等共同構(gòu)成。位于其上的數(shù)據(jù)層中擁有包括城市基礎地理信息、城市地名地址以及三維模型與地形等各種信息數(shù)據(jù),負責為城市規(guī)劃測繪提供所需數(shù)據(jù)支持。基礎層中主要由普通二維與三維兩種地理信息系統(tǒng)構(gòu)成。位于平臺最頂層的應用層,其構(gòu)成包括城市宣傳、旅游規(guī)劃、三維輔助規(guī)劃評審等多項應用功能。圖1展示的就是該城市規(guī)劃測繪中的地理信息系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu):
(二)硬件部分設計為避免服務器突然出現(xiàn)故障問題而影響地理信息系統(tǒng)的整體運行,本文設計采用兩臺服務器,分別作為主用與備用。要求服務器內(nèi)存至少達到16GBDDR3,光纖交換機主要用于城市規(guī)劃測繪中各項地理信息數(shù)據(jù)的高效交互傳輸,其傳輸速度需要達到4Gb/sec,并采用通用型接口,確保地理信息系統(tǒng)中的各功能子系統(tǒng)均可以實現(xiàn)相互連接、互聯(lián)互通。在設計選用磁盤陣列機中,其存儲最大可達48TB,且擁有12個單機磁盤,運用4Gb光纖通道外接主機,以此有效滿足系統(tǒng)龐大的數(shù)據(jù)采集與存儲、分析管理需求。
(三)軟件部分設計在該城市規(guī)劃測繪中的地理信息系統(tǒng),主要用于集中展示各項城市三維地理信息數(shù)據(jù),并對其進行實時更新管理,從而科學合理地完成各項城市規(guī)劃工作。在本文設計應用的地理信息系統(tǒng)中,主要包括基礎即二維地理信息系統(tǒng)與三維地理信息系統(tǒng)。前者運用ArcGIS地理信息平臺,涉及結(jié)構(gòu)模塊有配置管理與聚合數(shù)據(jù)與服務等[1]。后者則通過運用三維數(shù)字化顯示技術(shù),系統(tǒng)在自動完成對城市影像、數(shù)字高程等數(shù)據(jù)等其他信息數(shù)據(jù)的收集整理后,搭建出相應的二維與三維城市空間,并將其相互整合由此構(gòu)建出真實立體的城市場景,方便工作人員直觀、真實地了解各項城市規(guī)劃情況及相關測繪數(shù)據(jù),從而更好地完成城市建設管理與科學規(guī)劃工作。圖2展示的就是系統(tǒng)軟件部分:
二、城市規(guī)劃測繪中地理信息系統(tǒng)的實際應用
(一)一體化聯(lián)動顯示在城市規(guī)劃測繪中,該地理信息系統(tǒng)具有一體化聯(lián)動顯示功能,可提供包括飛行、步行等在內(nèi)的各種三維場景漫游方式,城市規(guī)劃設計人員可以運用分屏的方式直觀、立體地對各項城市地理信息及拍攝得到的影像數(shù)據(jù)等進行對比分析。設計人員在現(xiàn)實城市環(huán)境中對設計效果進行定位,同時運用如駕車與步行等各種方式,全方位對城市建筑的設計景觀、分布布局、高度與色彩配置等進行全面審視。除此之外,城市地理信息系統(tǒng)中的一體化聯(lián)動顯示功能,還可以為相關工作人員在城市規(guī)劃測繪中提供各種空間查詢服務,包括查詢選擇模型與緩沖區(qū)等等,工作人員也可以根據(jù)實際需要,在查詢檢索框中設置自定義條件,進而快速獲取其所需的空間信息[2]。例如通過直接選中三維城市場景圖中的建筑物,系統(tǒng)將會自動調(diào)取相應數(shù)據(jù)庫,迅速顯示與該建筑物相關的各項屬性信息,包括建筑物的高度、占地面積、樓層數(shù)等等。