導語：如何才能寫好一篇地理信息科學定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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近年來，環(huán)境信息科學(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作為一門新興的交叉學科得到了快速的發(fā)展，早期單一的工程方向“環(huán)境信息化”正在發(fā)展成為一門多學科理論交叉、多技術(shù)手段集成的新興學科領(lǐng)域〔。國際環(huán)境信息科學學會(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作為這一領(lǐng)域的學術(shù)組織，致力于發(fā)展信息技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應用，提供環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的多學科交叉，以促進環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的國際交流。國內(nèi)在環(huán)境信息科學的一些主要論題包括環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感、環(huán)境模型、環(huán)境可視化、環(huán)境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀90年代以來，環(huán)境信息化發(fā)展迅速，特別是從上至下的各級政府主管部門環(huán)境信息系統(tǒng)的建設極大地推動了這一工作的進展，環(huán)境地理信息系統(tǒng)則已成為實現(xiàn)環(huán)境信息化的主要途徑。地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應用，正在從初期的信息管理、環(huán)境專題制圖發(fā)展到Gls與環(huán)境模型集成陳、3S技術(shù)集成的多媒體環(huán)境系統(tǒng)、基于Gls的環(huán)境污染擴散模擬基于GIS的環(huán)境治理決策支持系統(tǒng)等。遙感技術(shù)在環(huán)境科學與工程領(lǐng)域有著廣泛應用，一些主要領(lǐng)域包括大氣污染遙感、水環(huán)境遙感、固體廢棄物遙感監(jiān)測、城市熱島效應與熱環(huán)境監(jiān)測、植被遙感、景觀格局遙感監(jiān)測、海洋環(huán)境監(jiān)測等。環(huán)境建模與模擬一直是環(huán)境工程研究的重要內(nèi)容，一方面，各種數(shù)學模型、物理模型、統(tǒng)計模型在環(huán)境信息科學中得到大量應用，另一方面，基于環(huán)境過程機理的計算機模擬模型、元胞自動機(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環(huán)境領(lǐng)域受到重視。數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)是從海量數(shù)據(jù)庫中挖掘和提取對決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規(guī)則的過程，筆者在1999年即面向環(huán)境信息化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，試圖將二者結(jié)合，提出“環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)”并進行了初步研究。可視化是表達和傳輸環(huán)境信息有效的形式，通過三維可視化、三維模擬實現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)象、過程的真實感表達，能夠更加逼真地傳輸環(huán)境信息。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境科學與工程領(lǐng)域的應用中受到了研究人員的重視卿?！疤摂M地理環(huán)境”是虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下地球科學研究的創(chuàng)新平臺，依托這一平臺，能夠進行環(huán)境科學與工程相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程實踐、模擬決策等活動。針對環(huán)境信息技術(shù)集成應用的趨勢，聶慶華提出了“數(shù)字環(huán)境”的概念，數(shù)字環(huán)境是環(huán)境信息化的過程和結(jié)果，是三維顯示的數(shù)字虛擬環(huán)境，包括環(huán)境信息數(shù)字化、環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡化、環(huán)境分析模型化和環(huán)境空間決策的智能化、環(huán)境過程和管理可視化。盡管國內(nèi)目前在環(huán)境信息科學各個分支方向的研究非常活躍，但缺乏整體性、系統(tǒng)性的認識和探討。本文在分析環(huán)境信息科學研究進展的基礎上，基于環(huán)境信息流和信息分析處理構(gòu)建了環(huán)境信息科學的體系結(jié)構(gòu)，并以煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測治理與管理為例，全面分析了環(huán)境信息科學理論、方法與技術(shù)的應用，以期促進環(huán)境信息科學研究及其在構(gòu)建和諧社會、推進可持續(xù)發(fā)展中的應用。

2環(huán)境信息科學的體系結(jié)構(gòu)及其在煤礦區(qū)的應用

2.1環(huán)境信息科學的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學的概念提出已有近20年的時間，但從目前國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來看，對于環(huán)境信息科學的概念、學科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進環(huán)境信息科學研究的視角出發(fā)，首先需要對環(huán)境信息科學的體系結(jié)構(gòu)進行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系，這是當前引用較多的環(huán)境信息科學體系結(jié)構(gòu)。，環(huán)境信息科學是多學科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能，處理不同特征、尺度和復雜性問題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn)，包括不同模擬、優(yōu)化、評價模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺的合并，不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接，社會經(jīng)濟因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎上，HuangGH等提出基于環(huán)境信息科學研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計算機系統(tǒng)，USGS的研究報告’)中，將環(huán)境信息科學定義為:環(huán)境信息科學是為加強對不同復雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解，并提出新的認識的，集成物理、生物學、計算機和信息科學的多學科方法的研發(fā)、試驗和應用的學科。不同定義都強調(diào)環(huán)境信息科學的多學科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復雜環(huán)境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學和工程的交叉，而USGS的定義則重點強調(diào)了現(xiàn)代計算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應用，特別是USGS在其未來環(huán)境信息科學發(fā)展規(guī)劃中重點強調(diào)了計算智能等技術(shù)的應用?；谝陨嫌^點以及國內(nèi)外研究的進展，結(jié)合我們的研究實踐與認識，以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線，可以構(gòu)建環(huán)境信息科學的體系結(jié)構(gòu)環(huán)境信息科學的理論基礎來源于面向環(huán)境科學與工程領(lǐng)域需求的多學科理論交叉，技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成，最終通過不同學科領(lǐng)域方法模型的綜合，實現(xiàn)環(huán)境科學與工程各個階段、各個過程的目標和任務。因此，需要從多學科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進環(huán)境信息科學研究。

2.2環(huán)境信息科學在煤礦區(qū)綜合應用的研究從一定意義上來講，環(huán)境信息科學并不是一門獨立存在的新興學科，而是諸多學科的交叉和集成。不同學科在研究過程中，特別是遙感與地理信息系統(tǒng)應用、資源環(huán)境規(guī)劃與城鄉(xiāng)管理、環(huán)境影響評價、信息科學、計算機技術(shù)等領(lǐng)域都從不同的角度開展著與環(huán)境信息科學密切相關(guān)的內(nèi)容，這些學科的研究成果是促進環(huán)境信息科學發(fā)展的基礎和關(guān)鍵。換言之，以前進行的研究工作往往是從環(huán)境信息科學的開展的相關(guān)論題研究，其重點還在于不同學科方向，但已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)境信息科學研究的基礎層。為了促進環(huán)境信息科學的研究，需要改變從外部到內(nèi)部的“包圍型”研究模式，努力推進從核心到的“拓展型”發(fā)展模式，即從環(huán)境信息流出發(fā)，組織和集成相關(guān)學科的研究，特別是在不同學科交叉鏈接的關(guān)鍵論題上開展深入研究，以便形成適應環(huán)境信息科學體系與研究需求的理論方法體系和應用技術(shù)系統(tǒng)。煤礦區(qū)作為1種以資源開采為驅(qū)動力發(fā)展起來的特殊地理區(qū)域，由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區(qū))破壞上覆巖層原始應力狀態(tài)，導致地下水流失、地面塌陷，進而引發(fā)土壤污染、水土流失，礦山排研形成的研石山壓占大量土地，堆積物導致嚴重大氣污染和土壤損害，甚至引發(fā)各種地質(zhì)災害。因此，煤炭區(qū)是1種典型的由于礦山開采導致的景觀破壞、環(huán)境污染、生態(tài)退化的復雜區(qū)域，煤礦區(qū)的環(huán)境問題具有明顯的復雜性。目前，對于煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發(fā)研究開采沉陷與地表變形預計、監(jiān)測與治理;(2)從煤礦區(qū)土地資源管理角度出發(fā)研究煤礦區(qū)土地利用/覆蓋變化與生態(tài)響應;(3)從煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境角度出發(fā)研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與地質(zhì)災害預防，(4)從煤礦區(qū)水資源環(huán)境角度出發(fā)研究礦井水害、水污染與水資源調(diào)控;(5)從景觀格局生態(tài)學角度出發(fā)研究煤礦區(qū)景觀格局;(6)從地理環(huán)境演變角度出發(fā)研究煤礦區(qū)地理環(huán)境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應用角度出發(fā)研究礦區(qū)資源環(huán)境遙感與信息系統(tǒng);(8)從大氣污染角度出發(fā)研究煤礦區(qū)大氣污染評價與控制;(9)從經(jīng)濟學角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境經(jīng)濟評價;(10)從管理學與可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展決策;等等。對以上不同視角的研究進行綜合分析，可以看出多主題、多要素的時空環(huán)境信息是其中的關(guān)鍵，任何視角的研究都需要充分的信息和數(shù)據(jù)的支持、需要環(huán)境信息和背景信息的集成、需要計算機信息系統(tǒng)和分析工具的支持、需要環(huán)境知識和其它領(lǐng)域知識的交叉和集成。因此，從環(huán)境信息科學的角度出發(fā)，可以集成現(xiàn)有的研究工作，充分應用相關(guān)學科已有研究成果，通過成果整合與集成，在推進環(huán)境信息科學研究的同時，也進一步推動相關(guān)領(lǐng)域的研究。實現(xiàn)整合的關(guān)鍵在于不同研究視角之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統(tǒng)相互作用。按照該研究框架，煤礦區(qū)環(huán)境信息科學的重點在于多學科研究的交叉點，主要包括:(l)基于采礦環(huán)境影響機理的模型建立、參數(shù)獲取;(2)各種環(huán)境模型的建立、參數(shù)提取與模型驗證(面向環(huán)境系統(tǒng)分析的環(huán)境評價、污染擴散、環(huán)境演變模型和面向環(huán)境管理決策的規(guī)劃模型、優(yōu)化配置、動態(tài)演變模型以及環(huán)境保護治理與生態(tài)重建方案設計);(3)面向環(huán)境監(jiān)測的遙感信息源選擇與圖像處理、環(huán)境信息提取與分析，以及組織、集成與管理多種環(huán)境相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫設計與建立;(4)環(huán)境信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)平臺下的模型解算與解釋、分析結(jié)果可視化與應用;(5)集成信息、模型、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)、知識的環(huán)境決策支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng))構(gòu)建。(6)資源一環(huán)境一人類一計算機系統(tǒng)中的信息流與信息應用。

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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） 地質(zhì)科學 油氣勘探 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：T939 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0102-02

1 引言

地質(zhì)信息是指表征了地殼所在巖石圈運動狀態(tài)和存在方式的信息，在石油、礦產(chǎn)的勘查、研究、開發(fā)、利用和管理過程中起關(guān)鍵作用，也是人和地質(zhì)資源在相互作用過程中所交換的內(nèi)容。地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探、建設開發(fā)工作中至關(guān)重要，隨著油氣地質(zhì)勘查工作的不斷發(fā)展，如何應用地理信息系統(tǒng)對各種復雜地質(zhì)構(gòu)造進行研究，管理相關(guān)油氣地質(zhì)信息，已成為目前相關(guān)部門研究的重要課題。多源信息共享、多學科的融合、智能分析及可視化等這些信息技術(shù)都是油氣勘探開發(fā)中提高效率和質(zhì)量的重要手段。

地質(zhì)信息的主要載體是地質(zhì)數(shù)據(jù)，由于其具有多源、多維、多態(tài)的特征，且來源多樣，必然給數(shù)據(jù)的整理和分析帶來繁重的工作。劉江梅等[1]、陳偉[2]、潘繼平等[3]、Paulus[4]等，國內(nèi)外學者對地質(zhì)信息科學作了大量的研究和探討工作，這些研究都對地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探中的應用做出了重要成績。

2 地質(zhì)信息科學的技術(shù)體系

地質(zhì)信息技術(shù)體系的產(chǎn)生始于上個世紀60年代初的物化探測數(shù)據(jù)處理和模型正、反演的計算機應用，后來引進了DBS技術(shù)才使計算機模擬地質(zhì)信息技術(shù)逐步興起。到了1996年ISO標準化組織對地球空間信息有了確定的定義，即它是一個以系統(tǒng)方式集成所有獲取和管理空間數(shù)據(jù)方法的學科領(lǐng)域（ISO，1996），它是地球信息科學的較為成熟的分支學科[5]。其核心是地球空間信息機理“Geo-Informatics”。主要研究地球空間信息的結(jié)構(gòu)、時空變化、不確定性、解譯與反演、表達與可視化及標準化等基礎理論問題，其技術(shù)體系集成了包括 “GPS、RS、GIS―3S”和計算機技術(shù)及網(wǎng)絡通訊技術(shù)等組成。

由于油氣勘探對象都帶有空間特征，因此GIS技術(shù)從理論、方法和技術(shù)等方面對勘查工作產(chǎn)生了深刻地影響。作為有效的管理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其功能包括：空間數(shù)據(jù)的獲取與存儲、數(shù)據(jù)處理與管理、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)更新等幾方面的功能（如圖1所示）。

在該系統(tǒng)中各部分的功能為：

2.1 數(shù)據(jù)勘測與采集

GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)多為具有空間信息的客觀實體，利用油氣勘測中的含油氣的地理環(huán)境，對該區(qū)域空間各個因素的勘測是GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)采集則對這些數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換以便于將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫，對多態(tài)、多源的信息，可采用多種方式的數(shù)據(jù)輸入。

2.2 數(shù)據(jù)處理與更新

數(shù)據(jù)采集后，還要對數(shù)據(jù)進行預處理。主要包括對圖形數(shù)據(jù)的格式和大小進行編輯以及對數(shù)據(jù)屬性編輯。同時要注意及時的更新數(shù)據(jù)，以滿足動態(tài)分析的需要，實時地對自然現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展做出客觀的預測。

2.3 數(shù)據(jù)存儲與管理

數(shù)據(jù)經(jīng)采集、處理后通過GIS的存儲管理功能保存到數(shù)據(jù)庫中，以備GIS分析與提取。

2.4 數(shù)據(jù)提取與分析

數(shù)據(jù)提取與分析是GIS的核心功能，主要包括數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)提取與數(shù)據(jù)綜合分析幾個部分。數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)提取為基本功能，通過一定模式的邏輯運算處理數(shù)據(jù)。而綜合分析功能包括信息比對、統(tǒng)計、二維模型分析、三維模型分析及多因素綜合分析等。主要用于模擬實際地質(zhì)信息，使宏觀和微觀的信息模型化，輔助技術(shù)人員做出正確的判斷，以解決特定領(lǐng)域的實際問題

2.5 數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出是將分析的結(jié)果以圖表或數(shù)據(jù)的形式顯示出來，通過可以在輸出設備上按用戶要求顯示出來。

3 地質(zhì)信息技術(shù)在油氣勘探中的應用

油氣地質(zhì)信息系統(tǒng)由兩部分組成，首先該系統(tǒng)是建立在油氣運聚理論和GIS技術(shù)的基礎上，用于描述含油氣的地質(zhì)空間信息的理論與方法；另外由于它是在GIS的基礎上構(gòu)建的，以含油氣區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境為研究對象，因此以油氣資源信息的建立為核心，為油氣地質(zhì)勘探與決策服務為目的的計算機管理系統(tǒng)。

從研究對象可以得出該系統(tǒng)應包含的地質(zhì)要素有烴源巖、儲集層、蓋層和油氣運移路徑，油氣運聚的地質(zhì)作用包括圈閉的形成和油氣的生成、運移和聚集等作用。這些研究內(nèi)容是應用地質(zhì)信息進行油氣勘探的依據(jù)和基礎，也是GIS需要解決的具體問題。因此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料應形成一體化的空間數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同類型和用途分別建庫（圖2），并使各類信息互相配合使用，通過統(tǒng)計分析、數(shù)值運算等技術(shù)，提取和分析油氣相關(guān)信息，并將其轉(zhuǎn)化為有用的參考信息。

在地理信息系統(tǒng)中主要有疊加分析、網(wǎng)絡分析、統(tǒng)計分類分析和空間插值分析等[6]。疊加分析是空間數(shù)據(jù)分析中最常用的功能。根據(jù)數(shù)據(jù)的不同，可實現(xiàn)多邊形疊加和柵格疊加。例如在對烴源巖信息參數(shù)進行分析時可采用柵格疊加計算；利用疊加功能，通過加權(quán)因子可實現(xiàn)多因素綜合分析。

地理信息系統(tǒng)中的油氣運移數(shù)據(jù)可進行油氣運移路徑模擬，根據(jù)油氣運移的機理，利用系統(tǒng)中流體勢和運移通道信息可建立油氣運移控制通道圖，在此基礎上來研究油氣運移的方式和路徑（如圖1）。

4 結(jié)語

地質(zhì)信息技術(shù)是油氣勘探、建設開發(fā)中的重要組成部分，其地質(zhì)工作勘探與研究直接影響到油氣勘探發(fā)展，實現(xiàn)GIS技術(shù)與油氣勘探工作的集成與融合，對增強油氣勘探的科學與優(yōu)先，提高經(jīng)濟效益和社會效益非常重要。

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關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);GIS;空間數(shù)據(jù)庫;計算機應用;地理

中圖分類號:TP391 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)08(c)-0103-01

地理信息系統(tǒng)是60年代開始迅速發(fā)展起來的地理學研究技術(shù),是一門介于信息科學、計算機科學、現(xiàn)代地理學、測繪遙感學、空間科學和管理科學為一體的新興學科。由于涉及面廣,不同行業(yè)給出的GIS定義也不同,在地學領(lǐng)域一般認為,GIS的核心是計算機科學,基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫地圖的可視化及空間的分析。可以這樣定義:它是在計算機軟、硬件支持下,以一定的格式采集、存儲、管理、分析、模擬、顯示和應用部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。從外部來看表現(xiàn)為計算機軟、硬件系統(tǒng),其內(nèi)涵是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型,是一個邏輯縮小的高度信息化的地理系統(tǒng)。GIS作為一種專門用于管理地理分布數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),具有強大的模擬現(xiàn)實功能。強大之處在于將空間信息的處理與屬性信息完美結(jié)合起來,可以快速地獲取所需要的信息,能以圖形或文字報告等形式表示處理的結(jié)果。地理空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的血液。整個GIS都是圍繞空間數(shù)據(jù)的采集、加工、存儲、分析和表現(xiàn)展開的。從目前來說,數(shù)據(jù)采集特別是空間數(shù)據(jù)的采集是建立GIS的主要瓶頸。經(jīng)驗表明,數(shù)據(jù)庫的建庫費用,在系統(tǒng)總投資中占較大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍?？梢娍臻g數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的地位。

一、空間數(shù)據(jù)庫的特點:GIS空間數(shù)據(jù)庫與普通的數(shù)據(jù)庫在模型及功能上有很大的差別,總的來說,空間數(shù)據(jù)有以下特征?？臻g特征:每一個空間對象具有空間坐標。除了通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或文件系統(tǒng)關(guān)鍵字索引和輔關(guān)鍵字索引以外,一般都需要建立空間索引。非結(jié)構(gòu)化特征:空間數(shù)據(jù)不滿足結(jié)構(gòu)化的要求。將一條記錄表達一個空間對象時,它的數(shù)據(jù)項有可能是變長的。例如,一條弧段的坐標,其長度將是不可預料的;此外,一個對象也可能包含另外的一個或多個對象。空間關(guān)系的特征:空間數(shù)據(jù)中記錄的拓撲信息表達了多種的空間關(guān)系。該種拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一方面既方便了空間數(shù)據(jù)的查詢和空間分析,另一方面也給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護增加了復雜性。海量數(shù)據(jù)特征:空間數(shù)據(jù)庫是海量數(shù)據(jù)。由于空間數(shù)據(jù)量大,需要在二維空間上劃分出塊或者圖幅,垂直方向上分層來組織。由于空間數(shù)據(jù)的如上幾個特征,當前通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)難以滿足要求。而大部分GIS軟件將采用混合管理的模式――即用文件系統(tǒng)來管理幾何圖形數(shù)據(jù),用商用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)。但是存在的問題是,文件管理系統(tǒng)的功能較弱,特別在數(shù)據(jù)的安全性、以及一致性、完整性、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)損壞后的恢復方面都缺乏基本的功能。所以GIS開發(fā)商一直在尋找商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來同時管理圖形和屬性數(shù)據(jù)。

二、空間數(shù)據(jù)庫分類:空間數(shù)據(jù)可分為矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)兩大類。矢量數(shù)據(jù)用點、線、面等來描述現(xiàn)實世界,表達地表信息,通過坐標值來定義,是數(shù)學的表達方式。柵格數(shù)據(jù)用一定的空間分解力來解析地表的信息,通過灰度、色調(diào)來定義。以前矢量數(shù)據(jù)以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嚴密,拓撲關(guān)系完善、數(shù)學分析方便、圖形輸出精美、數(shù)據(jù)記錄量小等諸多的優(yōu)點而為廣大GIS用戶青睞,但隨著計算機硬件的發(fā)展,制約柵格數(shù)據(jù)的硬件問題得到解決。國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,對制圖周期和更新周期提出了更高的要求,矢量數(shù)據(jù)復雜的內(nèi)容、漫長的采集期,不便快速更新的缺點反而越來越突出?，F(xiàn)在柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)相互相成,互相轉(zhuǎn)化,使矢量圖的內(nèi)容相對數(shù)字地形而言,內(nèi)容大為減少,縮短了矢量數(shù)據(jù)生產(chǎn)和更新的周期。

三、空間數(shù)據(jù)庫的建立與應用:本文已經(jīng)從概念上對空間數(shù)據(jù)庫進行了分析。為了進一步對它的應用有深入的了解,本文以一個空間數(shù)據(jù)庫的實例展開研究。GSI技術(shù)在國防、城市規(guī)劃、交通運輸、環(huán)境監(jiān)測和保護等各方面都是得到了廣泛的應用的,本文以某區(qū)土地資源GIS的空間的應用為例。1.數(shù)據(jù)采集與處理。對某區(qū)96年l:1萬分幅土地利用現(xiàn)狀變更圖(清繪薄膜)進行掃描并進行幾何糾正;利用MPagiS平臺對分幅掃描圖進行點線數(shù)據(jù)分層采集。輸出分幅線劃圖,供外業(yè)進行線狀地物變更調(diào)查,將線狀地物及其屬性變更到2007年度。將變更的線狀地物補充到采集的點線數(shù)據(jù)文件中。進行圖幅誤差校正、投影變換、建立地圖庫、圖幅接邊處理、拓撲處理生成圖斑。然后輸出彩色分幅圖,供外業(yè)變更地類圖斑,將地類圖斑及其屬性變更到2007年度。將變更的地類圖斑及相關(guān)的點線地物補充到相應的點線區(qū)數(shù)據(jù)文件中,更新點線區(qū)數(shù)據(jù)文件。2.建立圖幅的索引。這是指這個地區(qū)的標準分幅土地利用現(xiàn)狀圖的表,記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經(jīng)度、緯度等信息,也是標準圖幅輸出的依據(jù)。3.建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典設計是數(shù)據(jù)庫設計的重要內(nèi)容,它描述了數(shù)據(jù)庫中的屬性字段的屬性與組成,規(guī)范數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)描述,減少數(shù)據(jù)冗余。其中包含有土地利用現(xiàn)狀分類(地類)字典、行政代碼字典、權(quán)屬性質(zhì)字典等,它們都是按現(xiàn)行的各種技術(shù)規(guī)程和國家標準進行設計的。4.數(shù)據(jù)的入庫:數(shù)據(jù)入庫即建立土地利用數(shù)據(jù)庫工程的過程。引入數(shù)據(jù)字典、接圖表和管理文件。把轄區(qū)各層數(shù)據(jù)文件加入項目,再把圖面配置文件加入到項目。進行各項邏輯檢查、數(shù)據(jù)綜合處理以及輸出數(shù)據(jù)預處理等數(shù)據(jù)處理工作。對系統(tǒng)編輯、實時變更處理、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計、圖件輸出、報表輸出、數(shù)據(jù)庫格式與國家格式的轉(zhuǎn)換等功能的運行。通過運行情況,可看出良好穩(wěn)定,無差錯、死機現(xiàn)象。

四、總結(jié)與展望:由于GIS應用于地學領(lǐng)域目前尚處于探索和發(fā)展階段,加之在建立基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫并不是很多,在數(shù)據(jù)庫的建立方面,還需進一步補充和完善,在確定多層區(qū)域的方法方面,有待更深入地探討和研究。

作者單位:中國地質(zhì)大學信息工程學院

參考文獻:

[1]宋關(guān)福,鐘耳順,劉紀遠等.多源空間數(shù)據(jù)庫無縫集成研究[J].地理科學進展,2007,19(2)

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關(guān)鍵詞：GIS、海量數(shù)據(jù)、信息管理系統(tǒng)

1、引言

太湖流域河流縱橫交錯，湖泊星羅棋布，形成江南水網(wǎng)，是全國河道密度最大的地區(qū)。流域內(nèi)河道水系以太湖為中心，分上游水系和下游水系兩個部分。

近年來，太湖流域水污染嚴重，湖泊富營養(yǎng)化嚴重，已造成太湖流域供水水源的嚴重污染，對此，應予以充分重視。因此，建立太湖流域水資源信息管理系統(tǒng)，能夠從科學的角度對流域內(nèi)水資源進行治理，有效遏制太湖日益嚴重的水資源惡化問題。

2系統(tǒng)設計

2.1需求分析

①對太湖湖區(qū)五站水位及平均水位信息進行監(jiān)測和分析，密切監(jiān)控太湖水位，方便相關(guān)部門及時掌握水情，為太湖區(qū)域的生態(tài)建設、經(jīng)濟建設和群眾的聲明及財產(chǎn)安全保駕護航。

②對太湖地區(qū)重要節(jié)點水位、降雨量信息等重要站點水雨情進行監(jiān)測和維護，每次更新后確保數(shù)據(jù)的正確性和及時性，預報太湖區(qū)域的旱澇趨勢，方便其他部門對潛在的災害進行決策和分析。

③對常熟樞紐、望亭樞紐、太浦閘引排水量信息進行維護處理，保證水量信息的準確性，為太湖流域水資源調(diào)度管理提供技術(shù)支撐，同時也為太湖流域水資源調(diào)度及管理、保護提供了重要的依據(jù)。

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用Visual Studio 2012作為開發(fā)環(huán)境，結(jié)合ArcEngine10.2、及SQL Server2012進行開發(fā)集成，由SQL Server獨立進行屬性數(shù)據(jù)的存儲管理功能，Geodatabase進行空間數(shù)據(jù)存儲管理，客戶應用程序進行數(shù)據(jù)的瀏覽、編輯及其他功能操作。

2.2功能設計

系統(tǒng)主要分為四大功能模塊，基本功能、水資源查詢和水資源過程線繪制功能主要面向用戶，數(shù)據(jù)庫維護功能基于SQL Server技術(shù)搭建，主要面向系統(tǒng)管理員，進行日常的數(shù)據(jù)更新及維護。具體分為：

3.1數(shù)據(jù)源分析

空間數(shù)據(jù)為太湖流域管理局水資源綜合規(guī)劃采用的部分數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)為太湖流域管理局通過其官方網(wǎng)站（）公開提供的水文水資源數(shù)據(jù)。

3.2空間數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)以Geodatabase 格式提供，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3屬性數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)空間數(shù)據(jù)庫特點，建立了屬性數(shù)據(jù)庫，并進行了關(guān)系表設計，實現(xiàn)了與空間數(shù)據(jù)庫的無縫對接，保證了系統(tǒng)各項功能的正常實現(xiàn)。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1）ArcGIS Engine二次開發(fā)工具包。是一個用于建立自定義獨立地理信息系統(tǒng)應用程序的平臺，支持多種應用程序接口，作為可嵌入氏開發(fā)組件在.net編程框架中進行開發(fā)。通過調(diào)用類庫中的接口，在用戶自定義程序中實現(xiàn)GIS強大的地理數(shù)據(jù)顯示與處理功能，包括數(shù)據(jù)顯示，柵格及矢量數(shù)據(jù)的存取，地圖可視化表達及一系列可擴展開發(fā)組件，可獨立于桌面版運行，具有靈活、輕便，可擴展性強的特點，非常適合快速搭建地理信息平臺。

2）SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)。采用成熟的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SQL Server的底層開發(fā)接口，實現(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的高效存取和管理，滿足用戶的大規(guī)模并發(fā)訪問需求。

3.2系統(tǒng)主要功能模塊開發(fā)

系統(tǒng)主要功能模塊按業(yè)務分為3部分，第一部分是基礎的空間數(shù)據(jù)可視化部分，包括地圖的縮放、鷹眼、漫游以及水資源過程繪制功能，第二部分是面向用戶的信息查詢部分，提供基于矢量數(shù)據(jù)的點選、框選，屬性查詢和名稱查詢，進而了解所選區(qū)域的水文、降雨量和水質(zhì)情況，實現(xiàn)流域內(nèi)水資源信息的全方位監(jiān)測，第三部分是水資源數(shù)據(jù)維護管理部分，主要面向系統(tǒng)管理員，負責數(shù)據(jù)庫部分的正常運行和安全維護。

4結(jié)語

作為以ArcGIS Engine組件庫為基礎開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了如地圖縮放、漫游等基礎GIS功能，還做到了信息管理系統(tǒng)與SQL Server數(shù)據(jù)庫和地理數(shù)據(jù)庫的無縫連接，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫的共同管理，滿足了海量數(shù)據(jù)的存儲與訪問需求，較好地解決了太湖流域水資源數(shù)據(jù)的監(jiān)測和管理難題，該系統(tǒng)以嵌入式組件庫作為開發(fā)基礎，具有很好的可擴展性，也有利于系統(tǒng)進一步適應新的功能需求和環(huán)境需求。

參考文獻

[1]陳雪豐，劉飛云等，地下工程監(jiān)控量測預警信息管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]，測繪地理信息，2016，41（2）：95-98

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關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫.

以計算機為核心的信息處理系統(tǒng)技術(shù)是二次世界大戰(zhàn)后科技革命的主要標志之一.在信息的諸多類型中與空間相關(guān)的信息是十分重要的一類.人類生存的地球這個三維空間中的萬物無不與空間位置相關(guān)，如何利用計算機處理空間相關(guān)信息是地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡稱GIS)產(chǎn)生和發(fā)展的原動力.GIS技術(shù)在國防、城市規(guī)劃、交通運輸、環(huán)境監(jiān)測和保護等與國民經(jīng)濟乃至國家命脈相關(guān)的重要領(lǐng)域的成功應用，極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，同時，也極大地刺激了GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，使之成為世界各國激烈競爭的高科技熱點之一［1］.國家科委將其列入九五重中之重科技攻關(guān)項目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批優(yōu)秀國產(chǎn)GIS軟件已經(jīng)開始在許多領(lǐng)域得到廣泛應用，成為國內(nèi)GIS市場一支不可忽視的力量.

本文將側(cè)重從GIS技術(shù)的角度討論GIS的定義、研究內(nèi)容及研究動態(tài).

1.GIS的定義和研究內(nèi)容

1.1GIS的定義

GIS是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術(shù).要給出GIS的準確定義是困難的，因為GIS涉及的面太廣，站在不同的角度，給出的定義就不同.通?？梢詮?種不同的途徑來定義GIS［2］.(1)面向功能的定義.GIS是采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng).(2)面向應用的定義.這種方式根據(jù)GIS應用領(lǐng)域的不同，將GIS分為各類應用系統(tǒng)，例如土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來采集、存儲、查詢、變換和顯示空間數(shù)據(jù)的工具的集合.這種定義強調(diào)GIS提供的用于處理地理數(shù)據(jù)的工具.(4)基于數(shù)據(jù)庫的定義.GIS是這樣一類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)有空間次序，并且提供一個對數(shù)據(jù)進行操作的操作集合，用來回答對數(shù)據(jù)庫中空間實體的查詢.

我們認為，雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統(tǒng).

雖然GIS使用了地圖、可視化、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，但與CAD系統(tǒng)、計算機地圖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等均有很大的區(qū)別.

CAD系統(tǒng)提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對象的設計，其主要特點是設計者與計算機模型的交互.目前許多CAD開始支持對象的非圖形性質(zhì)，而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自現(xiàn)實世界，較之CAD的人造對象更為復雜，數(shù)據(jù)量更大.另外，CAD中的拓撲關(guān)系較為簡單.更重要的是，GIS強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，CAD這方面的功能要弱得多.

計算機地圖系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有輔助設計地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量形式的輸出機制.它強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺少拓撲關(guān)系；另外，它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢.

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是各種類型信息系統(tǒng)的核心.通用數(shù)據(jù)庫側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數(shù)據(jù)分析功能也很有限.然而，數(shù)據(jù)庫的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術(shù).

由此可見，GIS已經(jīng)形成了一個獨立的、具有鮮明特色的研究領(lǐng)域.GIS的研究內(nèi)容很廣泛，下面我們從輸入、存儲、操作和分析、輸出4個方面來討論GIS的研究內(nèi)容.

1.2GIS的研究內(nèi)容

(1)輸入.地理數(shù)據(jù)如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費時、代價昂貴的任務，大多數(shù)的地理數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入GIS.常用的方法是數(shù)字化和掃描.數(shù)字化的主要問題是低效率和高代價；掃描輸入則面臨另一個問題，掃描得到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫通常要求的點、線、面、拓撲關(guān)系屬性等形式.就這一領(lǐng)域目前的研究進展而言，全自動的智能地圖識別短期內(nèi)沒有實現(xiàn)的可能；因而，交互式的地圖識別是矢量化方法的一種較為現(xiàn)實的途徑.市場上已有多種交互式矢量化軟件出售.

目前GIS的輸入正在越來越多地借助非地圖形式，遙感就是其中的一種形式.遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來源.與地圖數(shù)據(jù)不同的是，遙感數(shù)據(jù)輸入到GIS較為容易，但如果通過對遙感圖象的解釋來采集和編譯地理信息則是一件較為困難的事情；因此，GIS中開始大量融入圖象處理技術(shù)，許多成熟的GIS產(chǎn)品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統(tǒng).

地理數(shù)據(jù)采集的另一項主要進展是GPS技術(shù).GPS可以準確、快速地定位在地球表面的任何地點，因而，除了作為原始地理信息的來源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環(huán)境和資源監(jiān)測、管理等方面有著很大的潛力.

(2)存儲.GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩大類，如何在計算機中有效存儲和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問題.在計算機高速發(fā)展的今天，盡管微機的硬盤容量已達到GB級，但計算機的存儲器對靈活、高效地處理地圖這類對象仍是不夠的.GIS的數(shù)據(jù)存儲卻有其獨特之處.大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果.在與用戶的交換過程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞鞒隹焖俜磻?

地理數(shù)據(jù)存儲是GIS中最低層和最基本的技術(shù)，它直接影響到其他高層功能的實現(xiàn)效率，從而影響整個GIS的性能.基于微機平臺的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達上萬幅的海量地圖庫，這不僅在國產(chǎn)GIS軟件中處于領(lǐng)先地位，即使與國外同類產(chǎn)品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數(shù)據(jù)的存儲問題密切相關(guān).

(3)地理數(shù)據(jù)的操作和分析.GIS中對數(shù)據(jù)的操作提供了對地理數(shù)據(jù)有效管理的手段.對圖形數(shù)據(jù)(點、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數(shù)據(jù)庫中的成熟技術(shù)；有所不同的是GIS中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，形成對地物的描述，對其中一類數(shù)據(jù)的操作勢必影響到與之相關(guān)的另一類數(shù)據(jù)，因而操作帶來的數(shù)據(jù)一致性和操作效率問題是GIS數(shù)據(jù)操作的主要問題.

地理數(shù)據(jù)的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應用的重要原因之一.通過GIS提供的空間分析功能，用戶可以從已知的地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論，這對于許多應用領(lǐng)域是至關(guān)重要的.

GIS的空間分析分為兩大類：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析.矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括：空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點線、點與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡分析，面運算，目標集統(tǒng)計分析.柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計分析.

(4)輸出.將用戶查詢的結(jié)果或是數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以合適的形式輸出是GIS問題求解過程的最后一道工序.輸出形式通常有兩種：在計算機屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出.對于一些對輸出精度要求較高的應用領(lǐng)域，高質(zhì)量的輸出功能對GIS是必不可少的.這方面的技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換、出版印刷等.

2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)

近年來地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動力來自日益廣泛的應用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求.另一方面，計算機科學的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進的工具和手段，許多計算機領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應用到地理信息系統(tǒng)中［3］.下面我們對當前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個熱點研究領(lǐng)域作一介紹.

2.1GIS中面向?qū)ο?objectoriented)技術(shù)研究

面向?qū)ο蠓椒槿藗冊谟嬎銠C上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向.這是因為空間信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理的一維信息更為復雜、瑣碎，面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪碗s的空間信息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向?qū)ο蟮腉IS的一般結(jié)構(gòu).

面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復雜的關(guān)系形式存儲，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對象為基礎，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復雜的地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο髄ate_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴充性；(5)基于icon的面向?qū)ο蟮挠脩艚缑?，便于用戶操作和使?

SmallworldGIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表.一些傳統(tǒng)的GIS也開始部分采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系統(tǒng)等.

面向?qū)ο蟮腉IS也存在一些尚待進一步研究的問題：(1)大對象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對象的獨立性與顆粒度問題；(3)矢量和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)和復合對象表示的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題.

2.2時空系統(tǒng)(spatio_temporalsystem)

傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性.在許多應用領(lǐng)域中，如環(huán)境監(jiān)測、地震救援、天氣預報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態(tài)變化的規(guī)律在求解過程中起著十分重要的作用.過去GIS忽略時態(tài)主要是受器件的限制，也有技術(shù)方面的原因.近年來，對GIS中時態(tài)特性的研究變得十分活躍，即所謂“時空系統(tǒng)”［5］.

地物除了具有三維空間中的空間性質(zhì)外，如何刻畫時間維的變化也十分重要.通常把GIS的時間維分成處理時間維(transactiontimedimension)和有效時間維(validtimedimension).處理時間又稱數(shù)據(jù)庫時間或系統(tǒng)時間，它指在GIS中處理發(fā)生的時間.有效時間亦稱事件時間或?qū)嶋H時間，它指在實際應用領(lǐng)域事件出現(xiàn)的時間.

根據(jù)處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統(tǒng)分為4類：靜態(tài)時空系統(tǒng)(staticSTsystem)、歷史時態(tài)系統(tǒng)(historicalSTsystem)、回溯時態(tài)系統(tǒng)(rollbackSTsystem)和雙時態(tài)系統(tǒng)

(bitemporalSTsystem).(1)靜態(tài)時空系統(tǒng).它既不支持處理時間，也不支持有效時間，系統(tǒng)只保留應用領(lǐng)域的一種狀態(tài)，比如當前狀態(tài).(2)歷史時態(tài)系統(tǒng).它只支持有效時間，這種系統(tǒng)適用于事件實際發(fā)生的歷史對問題求解十分重要的應用領(lǐng)域.(3)回溯時態(tài)系統(tǒng).它只支持處理時間，這種系統(tǒng)適用于信息系統(tǒng)的歷史對問題求解十分重要的應用領(lǐng)域.(4)雙時態(tài)系統(tǒng).它同時支持處理時間和有效時間.處理時間記錄了信息系統(tǒng)的歷史，有效時間記錄了事件發(fā)生的歷史.

時空系統(tǒng)主要研究時空模型，時空數(shù)據(jù)的表示、存儲、操作、查詢和時空分析.目前比較流行的作法是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型基礎上擴充，如在關(guān)系模型的元組中加入時間，在對象模型中引入時間屬性.在這種擴充的基礎上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有待進一步研究.

2.3地理信息建模系統(tǒng)(geographicinformationmodellingsystem，簡稱GIMS)

通用GIS的空間分析功能對于大多數(shù)的應用問題是遠遠不夠的，因為這些領(lǐng)域都有自己獨特的專用模型，目前通用的GIS大多通過提供進行二次開發(fā)的工具和環(huán)境來解決這一問題.如ARC/INFO提供的進行二次開發(fā)的宏語言AML.二次開發(fā)工具的一個主要問題是它對于普通用戶而言過于困難.而GIS成功應用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵在于支持建立該領(lǐng)域特有的空間分析模型.GIS應當支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗的環(huán)境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統(tǒng)又稱為地理信息建模系統(tǒng).GIMS是目前GIS研究的熱點問題之一.

目前實現(xiàn)通用GIS空間分析功能與各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ偷慕Y(jié)合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環(huán)境實現(xiàn)專用模型，其與GIS之間采用數(shù)據(jù)通訊的方式聯(lián)系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來實現(xiàn)應用領(lǐng)域的專用分析模型.上述兩種方式總體上對用戶定義自己的專用模型的支持程度都是不夠的.目前的GIS離支持實現(xiàn)數(shù)據(jù)集定義、模型定義、模型生成和模型檢驗的全過程仍有相當大的距離.

GIMS的研究有幾個值得注意的動向.(1)面向?qū)ο笤贕IS中的應用.面向?qū)ο蠹夹g(shù)用對象(實體屬性和操作的封裝)、對象類結(jié)構(gòu)(分類和組裝結(jié)構(gòu))、對象間的通訊來描述客觀世界，為描述復雜的三維空間提供了一條結(jié)構(gòu)化的途徑.這種技術(shù)本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向?qū)ο驡IS基礎上研究面向?qū)ο蟮哪Ｐ投x、生成和檢驗，應當比在傳統(tǒng)GIS上用傳統(tǒng)方法要容易得多.(2)基于icon的用戶建模界面.建模過程中的對象和空間分析操作均以icon形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon.用戶在對icon的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗.這種方法較之AML這類宏語言要方便和直觀得多.(3)GIS與其他的模型和知識庫的結(jié)合.這是許多應用領(lǐng)域面臨的一個非常實際的問題，即存在GIS之外的模型和知識庫如何與GIS耦合成一個有機整體.

2.4三維GIS的研究

三維GIS是許多應用領(lǐng)域?qū)IS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎的三維空間數(shù)據(jù)庫，解決了三維空間操作和分析問題.主要研究的方向包括：(1)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，主要包括數(shù)據(jù)的有效存儲、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化；(2)三維數(shù)據(jù)的生成和管理；(3)地理數(shù)據(jù)的三維顯示，主要包括三維數(shù)據(jù)的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等.

3結(jié)語

地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù).現(xiàn)在已發(fā)展成一個獨立的、充滿活力的新興學科，這已經(jīng)為大家所公認.地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息，變換和校正后進入空間數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ停绯鞘幸?guī)劃模型、災害評價模型等；運用這些模型對地理數(shù)據(jù)進行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出.這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉.總之，由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟中的重要作用，地理信息系統(tǒng)在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù).

參考文獻

1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～39

2MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～19

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[關(guān)鍵詞]GIS系統(tǒng) 需求變更 模塊化

GIS即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System),經(jīng)過了40年的發(fā)展,到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當成熟的技術(shù),并且得到了極廣泛的應用。從應用的角度,GIS系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設提供環(huán)境;數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容;方法為GIS建設提供解決方案;人員是系統(tǒng)建設中的關(guān)鍵和能動性因素,直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個組成部分。

一、GIS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于各個部門對GIS的應用有不同的需求,目前沒有一個GIS軟件可以同時滿足各個行業(yè)的需要,所以在實際工作中對于特定行業(yè)的GIS應用,一般都需要進行或多或少的軟件開發(fā)工作。但無論是GIS基礎軟件的開發(fā)還是在基礎軟件基礎之上的應用開發(fā),無論是大至幾百上千萬的項目還是幾萬的小項目,GIS的開發(fā)目前在我國都存在一些問題。最主要的原因就是沒有遵循軟件工程學的科學方法,如:沒有足夠的分析和設計、代碼不規(guī)范和文檔不完備等。

二、GIS系統(tǒng)存在的問題

人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。GIS系統(tǒng)作為獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學科,近年來得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。由于信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用于現(xiàn)階段任何行業(yè)。

由于GIS工程項目的專業(yè)性和復雜性,用戶的需求在系統(tǒng)開發(fā)的整個過程中都在不斷變更。如果沒有一個完整的需求變更管理方案就貿(mào)然進入設計和開發(fā)階段,所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發(fā)生較大變化,對開發(fā)中的系統(tǒng)將可能是毀滅性的打擊。這種情況在實踐中屢見不鮮。軟件項目的目標超出原始計劃,業(yè)界通常稱為項目目標范圍蔓延.這是軟件開發(fā)中的固有矛盾。GIS項目目標定義困難,而且由于開發(fā)周期內(nèi)項目必然會面臨改進,這就極易導致項目目標的蔓延。如果處理不當將成為項目失敗的主要原因。因此,必須采取一些措施控制對項目目標的蔓延,并確保開發(fā)者們不會受到這些改進帶來的負面影響。

近些年,GIS更以其強大的地理信息空間分析功能,在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù),以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。簡單的說,地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。

三、GIS 系統(tǒng)的應用領(lǐng)域

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,廣泛應用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災害預測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。

在資源管理主要應用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域,解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統(tǒng)計、制圖等問題。同時,GIS系統(tǒng)在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應等到機構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

近些年,GIS 系統(tǒng)也廣泛地用在城市規(guī)劃和管理方面。例如,在大規(guī)模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。商業(yè)與市場是一個全新的發(fā)展空間,商業(yè)設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù),建成之后就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)、消費水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。

四、GIS系統(tǒng)的對策研究

GIS軟件工程包括GIS工程規(guī)劃、設計、實施、評價與維護技術(shù),還包括工程的需求控制、質(zhì)量控制、進度控制、風險控制等管理技術(shù),另外,GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)的管理與質(zhì)量控制體系也是GIS工程的重要組成部分。保證一個GIS工程的成功還涉及人員組織技術(shù)與成本控制技術(shù),在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要,實現(xiàn)社會效益的同時,還能實現(xiàn)經(jīng)濟效益,也是GIS工程管理的重要任務。

首先:加強GIS軟件工程的培訓和管理。軟件工程的概念還遠沒有在GIS工程的研究人員、開發(fā)人員、管理人員的頭腦中扎下根來,軟件工程的方法還遠沒有成為完成GIS工程的自覺行為。要提高GIS工程研究人員,開發(fā)人員和管理人員對軟件工程的重視,首先就要加強GIS軟件工程的教育工作。如在大學中開設GIS軟件工程課程或在相關(guān)課程中將GIS軟件工程作為重點章節(jié)進行講授。加強GIS從業(yè)人員的繼續(xù)教育,讓GIS從業(yè)人員認識到在GIS工程中實施軟件工程學方法是必然的。

其次:詳細的系統(tǒng)分析和設計。由于用戶需求涉及的因素較多,而用戶與軟件人員之間由于背景知識、看待問題的角度等的差異,對需求的描述和理解可能會不完備或存在不一致。在實際工作中,用戶的需求還常常隨外部條件或內(nèi)在因素的變動而呈現(xiàn)易變的特點。充分地需求分析及系統(tǒng)分析可以最大限度地消除用戶與軟件人員之間的不一致,詳細地系統(tǒng)設計和代碼設計可以提高軟件的質(zhì)量,增強系統(tǒng)的可移植性,提高工作效率。

參考文獻:

[1]張超等:地理信息系統(tǒng)[M],北京:高等教育出版社,2000

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關(guān)鍵詞：GIS　GIS－T　關(guān)鍵技術(shù)

解決方案地理信息系統(tǒng)是集現(xiàn)代計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為一體的一門新興學科。它采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術(shù)，對地理信息進行數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)崟r準確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息，為決策者提供可視化的支持〔1〕。目前在很多領(lǐng)域中，GIS技術(shù)已被廣泛應用。尤其是在交通領(lǐng)域，GIS與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合，延伸出了交通地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System for Transportation），簡稱GIS－T。

1　GIS概述

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖，便于計算機處理分析”的目的。1963年，加拿大測量學家R．FTomlinson首先提出了GIS這一術(shù)語，并用于自然資源的管理和規(guī)劃。后來的幾十年中間，伴隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展，GIS的應用也日趨深化和廣泛，在環(huán)境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市規(guī)劃等領(lǐng)域成為常備的工作系統(tǒng)。

GIS是圖形處理技術(shù)、可視技術(shù)及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的有機結(jié)合，并以其混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和強大的地理空間分析功能而獨樹一幟。它與CAD系統(tǒng)和DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）等有著很大的區(qū)別。CAD系統(tǒng)雖具有強大的圖形處理能力，但其拓撲關(guān)系比較簡單，管理和分析大型地理數(shù)據(jù)庫的能力也有限；DBMS則側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲和查詢，而圖形查詢、顯示功能、數(shù)據(jù)分析功能均相對較弱。

眾所周知，GIS中最基礎的也是最重要的部分是地理數(shù)據(jù)。GIS能夠?qū)崿F(xiàn)對大量復雜地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲、操作和分析、輸出等一系列功能。

輸入：GIS數(shù)據(jù)大多數(shù)來自現(xiàn)實世界，數(shù)據(jù)量比較大。目前被廣泛采用的數(shù)據(jù)輸入方法是傳統(tǒng)的手工數(shù)字化方法。同時，遙感數(shù)據(jù)正日益成為GIS數(shù)據(jù)的重要來源，這標志著GIS數(shù)據(jù)輸入已經(jīng)開始借助于非地圖形式。另外，GPS技術(shù)的日益成熟也促進了GIS數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展。

存儲：GIS對數(shù)據(jù)的存儲比較獨特，即在大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中普遍采用了分層技術(shù)，所以用戶在存儲這些數(shù)據(jù)時，只是處理涉及到層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞鞒隹焖俜磻?/p>

操作和分析：GIS充分繼承了CAD和DBMS的圖形操作和數(shù)據(jù)處理的成熟技術(shù)。GIS中空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有著緊密的聯(lián)系，對數(shù)據(jù)的一致性要求較高，并且GIS對地理數(shù)據(jù)有著強大的空間分析功能。這是GIS的精華所在，也是GIS技術(shù)能夠在很多領(lǐng)域中廣泛應用的關(guān)鍵。

輸出：GIS能以合適的形式輸出用戶查詢結(jié)果或數(shù)據(jù)分析結(jié)果。對于輸出精度要求較高的應用領(lǐng)域，可以利用數(shù)據(jù)校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換等技術(shù)來提高輸出質(zhì)量。

由于GIS中數(shù)據(jù)的處理比較繁瑣，工作量非常大，完全通過手工方式已經(jīng)無法滿足當前的需求，因此必須充分利用計算機的處理能力，借助于軟件系統(tǒng)來協(xié)助完成這些工作。目前GIS領(lǐng)域比較成熟的軟件有美國ESRI公司的Arc／Info，Mapznfo公司的MapInfo，Intergraph公司的MGE等。

2　GIS在交通中的發(fā)展

近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，越來越多的應用領(lǐng)域同GIS技術(shù)建立了緊密的聯(lián)系。由于交通信息系統(tǒng)具有精度要求高、規(guī)則復雜、動態(tài)化、離散化等特點，原有的信息技術(shù)已經(jīng)不能完全滿通應用的需求，而借助于GIS的強大功能，可以實現(xiàn)交通信息化的時代要求。交通領(lǐng)域中GIS的應用也越來越受到研究者和開發(fā)者的重視。

交通地理信息系統(tǒng)是收集、整理、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的計算機軟硬件系統(tǒng)〔2〕，是GIS技術(shù)在交通領(lǐng)域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術(shù)的集成。GIS－T具有強大的交通信息服務和管理功能，它可以應用在交通管理的各個環(huán)節(jié)。在交通工程領(lǐng)域采用GIS技術(shù)和方法研究交通規(guī)劃、交通建設和交通管理及其相關(guān)的問題，具有其他傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點。

20世紀60年代，美國人口統(tǒng)計局建立了DIME以及后來的TIGER數(shù)據(jù)模型，當時他們就采用了基于點和線的一維線性網(wǎng)絡來表達道路系統(tǒng)。在那些與點線相連的屬性表中，記錄了點線的各種屬性信息。一直以來，這種模式都是道路交通系統(tǒng)表達模型的一個主流。但是隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通系統(tǒng)變得日益復雜，對交通地理信息系統(tǒng)的要求越來越高，GIS－T將面臨更多的挑戰(zhàn)。

3　GIS－T關(guān)鍵技術(shù)

GIS－T是改進了的GIS和TIS（交通信息系統(tǒng)）的結(jié)合體。目前很多研究人員致力于GIS－T的研究與開發(fā)，圍繞著GIS－T產(chǎn)生了較多的研究課題，不同的研究課題涉及到的GIS－T的功能也有所區(qū)別。為了進行詳細說明，可以通過定義3個功能組來獲得一個通用的框架，這3個功能組是：數(shù)據(jù)管理（實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和維護）、數(shù)據(jù)操作（實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的創(chuàng)新）、數(shù)據(jù)分析或者建立可分析的模型。它們是相互依賴相互支持的，數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)操作的前提，而數(shù)據(jù)的建模又是在前兩個的基礎上建立起來的。

3．1　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

長期以來，交通部門要使用和維護大量的信息，在很多情況下都是多個交通信息系統(tǒng)共存于同一個部門中，而且每一個交通信息系統(tǒng)只能處理某一類數(shù)據(jù)信息（如高速公路規(guī)劃網(wǎng)、公路管理系統(tǒng)以及事故信息等）。GIS－T的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于通過建立數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換的框架，把上述不同的數(shù)據(jù)存儲于一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，任何部門都能訪問到該系統(tǒng)中符合本部門要求的數(shù)據(jù)，同時能對這些數(shù)據(jù)進行分析和建模，然后進行管理和決策。

3．2　數(shù)據(jù)協(xié)同

交通數(shù)據(jù)一般都是由多個機構(gòu)提供并維護，數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)標準難以統(tǒng)一。每個數(shù)據(jù)源可能都有自己的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的不同和使用方法的多樣性給數(shù)據(jù)管理分析造成了很大問題。由于數(shù)據(jù)位置、拓撲結(jié)構(gòu)、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導致不同來源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一過程比較復雜，結(jié)果存在很大的不確定性。要使GIS技術(shù)在交通領(lǐng)域取得進展，必須借助數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)，從地圖的匹配算法、交通數(shù)據(jù)的錯誤模型和錯誤傳播（尤其是一維數(shù)據(jù)模型）、數(shù)據(jù)質(zhì)量標準和數(shù)據(jù)交換標準三個方面解決數(shù)據(jù)統(tǒng)一的問題。

隨著地理數(shù)據(jù)越來越廣泛的應用，協(xié)同性主題逐漸成為GIS－T領(lǐng)域中的一個最為緊迫的課題。在詳細的數(shù)字街道數(shù)據(jù)庫、緊急事件的安排和調(diào)度系統(tǒng)、車輛導航系統(tǒng)以及ITS（智能交通系統(tǒng)）的各個部分（包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊）都必須應用數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)。

3．3　實時GIS－T

地理數(shù)據(jù)的收集是一個持續(xù)的過程。近年來，已經(jīng)開始出現(xiàn)實時基礎上的數(shù)據(jù)操作。例如，帶有全球定位系統(tǒng)GPS的車輛提供速度、位置等要素信息到運輸管理中心，管理中心再根據(jù)發(fā)送的交通信息將預測信息返回給車輛，這樣就組成了地區(qū)的阻塞管理系統(tǒng)。由此可見，進行實時數(shù)據(jù)的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數(shù)據(jù)訪問模式、更強大的空間數(shù)據(jù)融合技術(shù)以及動態(tài)路由算法。

3．4　龐大的數(shù)據(jù)集

現(xiàn)實世界的交通問題涉及到龐大的地理數(shù)據(jù)和復雜的網(wǎng)絡。地理信息科學對地理可視化和數(shù)據(jù)采集的規(guī)則、技術(shù)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)獲得的計算方法進行了研究和集成，同時也促進了GIS－T的發(fā)展。

由于交通數(shù)據(jù)集大小的不同，就需要經(jīng)常更新系統(tǒng)設計，這個系統(tǒng)設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優(yōu)化、算法運行時間與流程中的分析工具以及網(wǎng)絡分析的優(yōu)化。

3．5　分布式計算

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供的可連接性改變了計算機、應用軟件、數(shù)據(jù)和用戶之間的關(guān)系。計算機已經(jīng)形成了一個可移動的、分布式的、普遍存在的實體?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的GIS應用變得越來越普遍（包括在交通領(lǐng)域中）。以通訊網(wǎng)絡技術(shù)為基礎的分布式計算技術(shù)可以有效地使用本地和遠程的計算資源，借助完善的系統(tǒng)資源，實現(xiàn)適時應用的構(gòu)想。

4　GIS－T中面臨的問題及解決方案

4．1　多格式數(shù)據(jù)源集成問題

GIS中最基礎的部分是數(shù)據(jù)，在GIS－T中也不例外。但是多年來，一方面由于缺乏權(quán)威的專業(yè)數(shù)據(jù)公司制作并出售基礎的地理數(shù)據(jù)，所需的數(shù)據(jù)來源沒有保證，導致了大量的人力物力花費在制作基礎數(shù)據(jù)的工作上；另一方面，對已有的數(shù)據(jù)沒有充分加以利用，各部門積累下來的基礎數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)格式和規(guī)劃不統(tǒng)一，難于共享利用，這樣不僅加大了成本，而且還延長了建設的周期。因此，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成、解決多格式數(shù)據(jù)源集成是近年來GIS－T系統(tǒng)研制開發(fā)的重要課題。目前，方案有以下3種：

（1）據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式：把其它的數(shù)據(jù)格式經(jīng)專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序進行格式轉(zhuǎn)換后，復制到當前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫或文件中。

（2）數(shù)據(jù)互操作模式：這是Open GIS Consortium（OGC）制定的規(guī)范，GIS互操作是指在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和分布式計算的情況下，GIS用戶在相互理解的基礎上，能夠透明地獲取所需的信息。

（3）直接數(shù)據(jù)訪問模式：就是在一個GIS軟件中實現(xiàn)對其它軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存儲多種數(shù)據(jù)格式。

4．2　交通地理現(xiàn)象的表達

GIS－T中涉及3類模型：①區(qū)域模型，即在跨越空間時代表連續(xù)變化的現(xiàn)象；②離散實體模型，也就是離散的實體（點、線或多邊形）及其相關(guān)屬性的集合的抽象表達；③網(wǎng)絡模型，代表拓撲連接的嵌于地表的線性網(wǎng)絡變化的抽象表達。由于交通系統(tǒng)自身的特性，應用于交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型幾乎都沒有超出上述的三種模型的范圍。

在對交通模型進行表達的時候，可以用許多具有多種屬性的線段代表道路網(wǎng)，用離散點代表各種道路網(wǎng)中的標志性地物，用線性網(wǎng)絡代數(shù)對交通網(wǎng)絡進行分析，這些方法對實現(xiàn)道路交通系統(tǒng)的計算機表示起到了一定的作用。在交通領(lǐng)域中，圍繞以弧和點的概念建立的網(wǎng)絡模型起的作用是最重要的。實際上，在許多交通應用中，只需要單個的表示數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡模型就可以了。這種應用的例子包括：

（1）人行道以及其它設備管理系統(tǒng)；

（2）實時與下線行程安排；

（3）基于網(wǎng)絡的交通信息系統(tǒng)和行程計劃任務；

（4）導航系統(tǒng)；

（5）實時交通堵塞管理和事故發(fā)現(xiàn)等。

5　結(jié)語

在交通領(lǐng)域，GIS－T被公認為21世紀的支柱性產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。隨著GIS技術(shù)研究的進一步深入，目前GIS－T中存在的問題會逐步得到解決，這必定會促進GIS－T的各個方面的應用和發(fā)展，大大地改變交通現(xiàn)狀，帶動整個交通行業(yè)的突飛猛進，成為促進經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。

參考文獻

〔1〕鄔倫.地理信息系統(tǒng)——原理、方法和應用.北京：科學出版社，2001.2

〔2〕李躍軍.GIS在交通領(lǐng)域中的應用，湖南交通科技，2001.12

篇8

[關(guān)鍵詞] 地理信息系統(tǒng) 商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃 空間分析模型

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和商業(yè)領(lǐng)域面向外資的全面開放，城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃工作越來越引起各級政府和學術(shù)界的重視。日益復雜的競爭環(huán)境對城市商業(yè)規(guī)劃提出了更高的要求，國內(nèi)商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃研究雖然在商業(yè)功能、布局、規(guī)模、組織方式等方面，都積累了較為豐富的經(jīng)驗，但是還是普遍存在缺乏定量分析、技術(shù)手段相對滯后等問題。

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是20世紀60年代隨計算機技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門研究空間信息的全新技術(shù)。它能把各種商業(yè)網(wǎng)點信息同地理位置及有關(guān)的視圖結(jié)合起來，利用計算機圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、存儲、編輯、顯示、轉(zhuǎn)換、查詢和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)。同時，它具有很強的區(qū)域綜合能力和動態(tài)預測功能，可以通過模型集成分析，提高商業(yè)分析和方案評價的水平和效率。

本文在全面分析我國城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃要求的基礎上，將先進的地理信息系統(tǒng)技術(shù)引入商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃中，設計出一套基于GIS技術(shù)、面向城市商業(yè)管理者、適合我國國情的商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃信息系統(tǒng), 為城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃管理提供了實用和有效的信息化工具。

一、城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃需要解決的問題

商務部為了完善城市整體的商業(yè)結(jié)構(gòu)，提高商業(yè)網(wǎng)點的經(jīng)營水平，促進整個商貿(mào)流通領(lǐng)域的健康發(fā)展，提出制定商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃的要求。商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃所考慮的主要是城市流通領(lǐng)域各要素的布局和安排，具有一定的特殊性。

1.城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃要指明城市商業(yè)網(wǎng)點發(fā)展的總體目標和具體目標。其中總體目標包括城市商業(yè)網(wǎng)點的總規(guī)模、城市商業(yè)對當?shù)亟?jīng)濟的貢獻指標、城市社會消費品零售總額、人均營業(yè)面積等綜合性指標。具體目標包括城市商業(yè)中心、區(qū)域商業(yè)中心、社區(qū)商業(yè)的總規(guī)模；商業(yè)街結(jié)構(gòu)與布局方面的目標；各類市場的總規(guī)模、結(jié)構(gòu)與布局方面的目標；物流基地布局、特色與產(chǎn)業(yè)服務功能的目標；城郊商業(yè)發(fā)展的目標等。

2.城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃應確定各級商業(yè)中心、商業(yè)街、農(nóng)副產(chǎn)品市場、工業(yè)消費品市場、物流基地的規(guī)劃布局，進一步指出其區(qū)位、規(guī)模、發(fā)展重點等。

3.城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃應指明社區(qū)商業(yè)的規(guī)劃布局，確定其優(yōu)先發(fā)展的零售與生活服務網(wǎng)點的業(yè)態(tài)、類型、組織形式、千人擁有的零售與生活服務網(wǎng)點面積，主要零售與生活服務業(yè)網(wǎng)點的商圈半徑。

4.城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃應指明大型商業(yè)網(wǎng)點的適宜布局區(qū)域，確定其數(shù)量、種類、布局原則和設置導向。

二、我國城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃對信息系統(tǒng)的要求

根據(jù)我國商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃的要求，城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃GIS管理信息系統(tǒng)應具備以下功能：

1.能夠方便地實現(xiàn)商業(yè)網(wǎng)點數(shù)據(jù)的采集和編輯

作為一個GIS的應用系統(tǒng)，在建立時通常已有數(shù)據(jù)庫和圖形的支撐，這是信息系統(tǒng)建立的基礎。但是，規(guī)劃系統(tǒng)的用戶可能會面臨對規(guī)劃底圖的修改、新網(wǎng)點的添加、屬性數(shù)據(jù)的修改等問題，所以作為一個完善的用戶系統(tǒng)應包括實現(xiàn)這些功能的模塊。

2.能夠輕松實現(xiàn)現(xiàn)狀網(wǎng)點的查詢和統(tǒng)計分析

對現(xiàn)狀商業(yè)網(wǎng)點的總量、業(yè)態(tài)、業(yè)種、營業(yè)面積的查詢和統(tǒng)計分析，是商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃的基礎，也是進一步制定一系列規(guī)劃目標的具體數(shù)據(jù)支撐，方便的分區(qū)域統(tǒng)計功能可以輕松地了解各個目標區(qū)域的網(wǎng)點競爭情況、業(yè)態(tài)分布狀況等。

3.能夠?qū)^(qū)域網(wǎng)點布局規(guī)劃影響因素進行直觀的統(tǒng)計分析

每個區(qū)域的人口、交通、土地價值等因素都會影響到商業(yè)網(wǎng)點的布局，方便的分區(qū)域影響因素分析可以有助于決策者考量區(qū)域的商業(yè)總量是否合適、能否支撐大型業(yè)態(tài)的存在、是否改建或新建商業(yè)中心等。

4.能夠根據(jù)已知條件進行網(wǎng)點布局空間分析

空間分析一直是地理信息系統(tǒng)有力而獨特的工具，通過空間分析模型的建立，可以判斷大型業(yè)態(tài)的選址是否合適、能否建立新的商業(yè)中心、商圈的范圍等。

5.能夠根據(jù)已知要素對規(guī)劃方案進行比較和評價

該功能實際上是地理信息系統(tǒng)輔助決策功能的體現(xiàn)，據(jù)信息科學專家分析，用于政府機關(guān)進行宏觀分析決策的信息85%以上與空間(地理)定位信息有關(guān)。由于決策的實施帶來經(jīng)濟實體與地理環(huán)境的改變，政府的每一項具體政策都要落實到區(qū)域單元上，并對政策實施實體及周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。不考慮空間因素對統(tǒng)計決策者進行輔助決策來說顯然是不完整的，因此網(wǎng)點規(guī)劃信息系統(tǒng)應具有一定的評價分析功能，從而為管理者提供決策的輔助信息。

6.能夠方便地進行規(guī)劃結(jié)果的顯示和輸出

商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃系統(tǒng)應能夠以人機交互方式來選擇顯示的對象與形式，這種交互表現(xiàn)在：可以設置顯示環(huán)境、定義制圖環(huán)境、顯示地圖要素、定義字形符號、設置字符大小和顏色、標注圖名和圖例、繪圖文件編輯等方面。GIS不僅可以輸出全要素地圖，還可以根據(jù)用戶需要，分層輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計圖、圖表及數(shù)據(jù)等。

三、基于我國商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃要求的GIS管理信息系統(tǒng)的設計

城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃信息系統(tǒng)是在建立城市商業(yè)基礎數(shù)據(jù)庫的基礎上，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，緊密結(jié)合城市商業(yè)網(wǎng)點布局特點，運用城市商業(yè)布局基本理論和方法，開發(fā)對商業(yè)網(wǎng)點進行計算機管理和輔助決策的軟件系統(tǒng)。

根據(jù)系統(tǒng)總體目標及設計原則，結(jié)合地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺的特點，把系統(tǒng)分成5個功能子系統(tǒng)，它分別是采集編輯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)、空間分析子系統(tǒng)、方案評價子系統(tǒng)、成果輸出子系統(tǒng)，見圖所示。

圖城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃GIS系統(tǒng)功能設計

采集編輯子系統(tǒng)主要包括：地圖的輸入、屬性數(shù)據(jù)的修改與添加、圖層管理。其中，地圖的輸入主要是指提供以Shapefile格式的點、線、面形式的圖層輸入，提供其他地圖數(shù)據(jù)格式如AutoCAD格式的導入；屬性數(shù)據(jù)的修改與添加，主要是指提供對選定網(wǎng)點、道路等實體空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的修改和添加，提供外部數(shù)據(jù)庫的導入和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的導出。圖層管理主要指提供現(xiàn)有圖層的開啟和關(guān)閉、添加新圖層、修改圖層屬性、放大縮小平移圖層等基本圖層管理功能。

2.數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)主要包括：基礎數(shù)據(jù)的查詢、網(wǎng)點統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢、區(qū)域商業(yè)指標查詢。

基礎數(shù)據(jù)的查詢，主要提供對某一網(wǎng)點屬性信息查詢的功能，具體包括精確查詢、模糊查詢兩種形式；網(wǎng)點統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢，主要提供各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢。具體包括：按道路的精確查詢和模糊查詢，即可以查詢某一道路上的不同面積、不同業(yè)態(tài)、不同業(yè)種、不同銷售額網(wǎng)點的情況；按區(qū)域的精確查詢和模糊查詢，即可以查詢某一區(qū)域內(nèi)不同面積、不同業(yè)態(tài)、不同業(yè)種、不同銷售額網(wǎng)點的情況；自定義查詢，即構(gòu)造復雜的查詢條件以滿足用戶較高級的查詢分析需要等；區(qū)域商業(yè)指標查詢，主要提供一定區(qū)域內(nèi)商業(yè)數(shù)據(jù)的查詢，為管理者了解該區(qū)域商業(yè)發(fā)展水平提供了便捷的方法。系統(tǒng)根據(jù)商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃的要求，為用戶提供分區(qū)域查詢?nèi)司虡I(yè)網(wǎng)點總營業(yè)面積和建筑面積、人均零售業(yè)銷售額、地均零售業(yè)銷售額、購買力指標、連鎖經(jīng)營比重、市場飽和度、服務覆蓋率和服務重疊率等。

3.空間分析子系統(tǒng)

空間分析子系統(tǒng)是商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃信息系統(tǒng)進行空間分析的核心模塊，主要包括商圈分析、吸引力分析兩個模塊。

商圈分析主要是根據(jù)商圈內(nèi)的客戶空間分布數(shù)據(jù)，了解商圈內(nèi)消費者的年齡構(gòu)成、消費水平、教育文化水平、消費傾向等，對管理者選擇購物中心位置、確定適當?shù)纳唐方M合、估計銷售量以及規(guī)劃銷售活動都至關(guān)重要。GIS提供集成從簡單到復雜的商圈分析模型的平臺。對于基于經(jīng)驗法則確定的商圈，只需要應用簡單的緩沖區(qū)分析技術(shù)或地址編碼技術(shù)就可以完成商圈的劃分；對于基于雷利法則、赫夫法則確定的商圈，則需要通過二次開發(fā)的方法將模型嵌入GIS平臺，從而獲得更合理的商圈。

吸引力分析將提供某商業(yè)集聚區(qū)所能吸引的各社區(qū)及全市消費者估算值，以便管理者確定商業(yè)集聚區(qū)的等級。通常是根據(jù)哈夫模型計算某社區(qū)消費者選擇商業(yè)集聚的概率，有了該社區(qū)消費者選擇商業(yè)集聚的概率后再乘上該社區(qū)的消費者數(shù)便可得出某社區(qū)消費者選擇某商業(yè)集聚地的消費者數(shù)。再把各社區(qū)的選擇者數(shù)累計，便可得到某商業(yè)集聚區(qū)所吸引的消費者數(shù)。

4.方案評價子系統(tǒng)

方案評價子系統(tǒng)主要是對規(guī)劃師提出的商業(yè)中心布局方案進行輔助評價決策，從而提高方案的科學性。主要包括重心重合度評價和規(guī)劃影響因素評分兩個模塊。

重心重合度評價是根據(jù)重心模型分別判斷人口與商業(yè)網(wǎng)點的重心點分布情況，通過對中心點位置的定性比較，分析目前商業(yè)布局的合理性。

規(guī)劃影響因素評分是通過將評價區(qū)域劃分成縱橫間距相等的方格網(wǎng)，以坐標網(wǎng)格為評價單元，以網(wǎng)格中點為一個坐標點，計算各網(wǎng)格中心點上規(guī)劃影響因素的綜合分值，根據(jù)分值確定商業(yè)中心級別數(shù)和級別分界值。

5.成果輸出子系統(tǒng)

成果輸出子系統(tǒng)主要是輸出各類成果圖。主要包括：分類統(tǒng)計圖輸出、專題圖輸出、規(guī)劃成果圖輸出。

四、結(jié)語

本文在研究我國城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃要求的基礎上，利用先進的GIS空間分析技術(shù)，設計出適合我國國情、面向城市商業(yè)管理者的商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃信息系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)包括采集編輯、數(shù)據(jù)查詢、空間分析、方案評價、成果輸出五大功能子系統(tǒng)，為城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃管理提供了實用和有效的信息化工具。

參考文獻:

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[2]王遠飛吳建國:GIS在商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃與管理中的應用[J].華東經(jīng)濟管理,2006,111(3):1112114

[3]商務部:城市商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃編制規(guī)范，商建發(fā)[2004]180號

[4]丁鵬飛:GIS商業(yè)網(wǎng)點分析與規(guī)劃研究[D].華東師范大學地理系，2006，5

篇9

關(guān)鍵詞：GIS；土地管理；應用

中圖分類號：F301.2 文獻標識碼： A

前言

地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System，GIS) 是采集、存儲、管理、檢索、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。它是一種能把圖形管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有機地結(jié)合起來的信息技術(shù)，既管理對象的位置又管理對象的其它屬性，而且位置和其它屬性是自動關(guān)聯(lián)的。它最基本的功能是將分散收集到的各種空間、非空間信息輸入到計算機中，建立起有相互聯(lián)系的數(shù)據(jù)庫。當外界情況發(fā)生變化時，只要更改局部的數(shù)據(jù)，就可維持數(shù)據(jù)庫的有效性和現(xiàn)實性。GIS是一種空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是一個動態(tài)系統(tǒng)，所以不能簡單地把它同地圖數(shù)據(jù)庫混為一談。目前，GIS系統(tǒng)已經(jīng)被應用到環(huán)境模型建立、城市規(guī)劃與管理、社會經(jīng)濟統(tǒng)計與分析、土地管理、地理測繪與管理、交通與管道管理等與空間信息密切相關(guān)的各個方面。

土地管理是一個相當廣泛的概念，包含多種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都具有圖形和屬性特征。其中，圖形數(shù)據(jù)涉及地籍圖、宗地圖、土地利用現(xiàn)狀圖、規(guī)劃圖以及各種應不同要求而制作的專題圖等圖件資料，它們描述了大量圖形目標的空間位置和相鄰關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)則是與這些圖形數(shù)據(jù)相關(guān)的說明信息，按不同的實體類型可以分為宗地屬性、界址點屬性、界址線屬性。

土地管理的特色是對土地空間特性的管理，而這種空間特性，恰恰就為GIS的應用提供了廣闊的天地：首先，利用GIS的數(shù)據(jù)采集與編輯、信息查詢、數(shù)據(jù)庫管理、統(tǒng)計制圖、空間分析等功能，土地工作者可將已編碼的空間數(shù)據(jù)結(jié)合起來，確定其地理位置，并可以對空間數(shù)據(jù)進行邏輯分析和運算；其次，GIS在建立和分析地理對象之間的拓撲關(guān)系上具有極其強大的功能，可以對各類地物的屬性和它們的空間分布進行科學分析和最優(yōu)決策；再者，GIS的圖形用戶界面大方直觀、簡單易用，用戶能夠快速熟練地掌握其操作技能，并可以方便地瀏覽和查詢地物的分布特征及其屬性信息。此外，GIS在土地管理中的應用可以大大改善土地管理系統(tǒng)中基礎數(shù)據(jù)的收集及管理運行方式，提高土地管理工作的效率。

二、GIS在土地管理中的應用

2.1 地籍信息管理

地理信息系統(tǒng)對地籍信息的管理體現(xiàn)在其信息直接反映每一塊宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面積、利用類別、等級等),權(quán)屬管理(所有權(quán)、使用權(quán)、他項權(quán)利等),附著物信息(地上、地下建筑及各種設施情況),文檔信息(調(diào)查原始資料、法律、條例等)和圖形信息(地籍圖、土地利用現(xiàn)狀圖等)。地籍信息管理系統(tǒng)的目標是完成土地調(diào)查、登記、統(tǒng)計、評價，為地籍管理提供依據(jù)，為土地法律咨詢提供手段。在城鄉(xiāng)地籍管理領(lǐng)域,建立地籍管理系統(tǒng)、城鎮(zhèn)地籍管理信息系統(tǒng)、時域地籍信息系統(tǒng)、農(nóng)村地籍管理信息系統(tǒng)、日常地籍管理信息系統(tǒng)。

2.2 土地評價與利用規(guī)劃

土地利用規(guī)劃是一個系統(tǒng)工程,起著對土地利用進行控制、協(xié)調(diào)和監(jiān)督的作用,使得土地的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益達到最佳狀態(tài)。從內(nèi)容上說, 土地利用規(guī)劃包括土地的自然和經(jīng)濟屬性的評價和用地需求量的預測。地理信息系統(tǒng)在土地利用規(guī)劃中可以發(fā)揮巨大的作用,尤其是在土地評價方面,可以進行土地資源清查、土地生產(chǎn)潛力分析、土地適宜性評價和土地人口承載力分析。

2.3 土地利用動態(tài)監(jiān)測

由于土地利用動態(tài)管理信息系統(tǒng)是為城市規(guī)劃土地管理分析決策提供及時、準確的土地利用狀況信息，因此需要一套完整和科學的實時更新機制，既確保數(shù)據(jù)的真實性和現(xiàn)勢性，又能建立合理、有效的管理體系。在土地利用調(diào)查以及動態(tài)監(jiān)測中,可以通過地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合,獲取土地類型和土地利用現(xiàn)狀信息,監(jiān)測土地利用變化,通過地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以及在地理信息系統(tǒng)的支持下的土地評價分析,利用專家們的知識與學問研究，建立土地利用決策模型,輔助土地利用決策。

2.4 土地政策的模擬

政策是支配為既定目標而操去行動的各重原則,是為解決在土地上所發(fā)生的有關(guān)法規(guī)、程序、體制、效率或權(quán)益等問題，提出有系統(tǒng)、有程序解決問題的方式或作法。通過地理信息系統(tǒng),可以模擬土地政策在土地管理的預先應用原則和效果,為制作完善的土地管理政策提供依據(jù)和平臺。

2.5 土地利用總體規(guī)劃

土地利用總體規(guī)劃是在一定規(guī)劃范圍內(nèi)，根據(jù)當?shù)刈匀缓蜕鐣?jīng)濟條件以及國民經(jīng)濟發(fā)展要求，協(xié)調(diào)土地總供給與總需求，確定或調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)和用地布局的宏觀戰(zhàn)略措施。土地利用總體規(guī)劃是我國今后實施土地用途管制的主要依據(jù),其主要任務有具體落實土地利用總量平衡分解指標的數(shù)量與分布,土地生產(chǎn)潛力等級與土地質(zhì)量等級的劃分和圖形的編制,土地開發(fā)、整治、復墾規(guī)劃項目的落實與實施,土地用途管理,土地利用動態(tài)變化信息反饋等等。

2.6 城市地價評估

通過動態(tài)制定和監(jiān)測城市地價，可以調(diào)查城市地價的水平及變化趨勢，及時向社會提供客觀、公正、合理的地價信息，為政府加強地價管理和宏觀調(diào)控土地市場提供決策依據(jù)。

2.7 在地質(zhì)礦產(chǎn)資源管理領(lǐng)域,有助于礦產(chǎn)資源管理地質(zhì)災害的預防。

2.8 測繪與地圖制圖

地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機助制圖。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)在測繪界的廣泛應用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。特別是地形圖、地籍圖與房產(chǎn)圖，在城市基礎地理數(shù)據(jù)方面的內(nèi)容基本上是一致的，只是地籍圖與房產(chǎn)圖增加了地籍與房產(chǎn)的專題內(nèi)容（如宗地、丘、房屋棟號），而城市中的宗地和丘是一致，反映土地的權(quán)屬范圍和界線。建立GIS以后，完全有條件實現(xiàn)三圖的統(tǒng)一。

2.9 服務窗口的運用

把窗口收件初審，辦事程序、辦事指南和辦件進度，查詢；審批等統(tǒng)一到電子政務系統(tǒng)中。實施限時辦公制度，明確窗口、各科室和信息中心的職責，提高透明度；使機關(guān)人員從繁瑣的手工制作中解脫出來，提高辦事效率；可以解決應用困難的問題。

三、GIS在土地管理中的應用前景

隨著計算機技術(shù)和空間技術(shù)的進步與快速發(fā)展。GIS在土地管理中的應用將會越來越廣泛。在未來，GIS不僅將成為土地管理的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，對土地管理產(chǎn)生極大的影響，促進土地管理的信息化、現(xiàn)代化，而且將與GPS、DPS(數(shù)字攝影測量系統(tǒng))和RS(遙感技術(shù))等先進技術(shù)一起促使自動化土地管理(ALM)產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。目前，遙感(R6)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)三者結(jié)合，其功能更為強大，尤其在土地利用動態(tài)監(jiān)測方面。再者Internet與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，給地理信息系統(tǒng)提供了新的機遇。這些也都將會在土地管理領(lǐng)域得到長足的應用。

地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化，最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù)，現(xiàn)在已發(fā)展成一個獨立的、充滿活力的新興學科。這已經(jīng)為大家所公認。地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息。變換和校正后進人空間數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ?，如城市?guī)劃模型、災害評價模型等：運用這些模型對地理數(shù)據(jù)進行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出。這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉。

四、結(jié)語

篇10

【關(guān)鍵詞】GIS；“一張圖”；歷史回溯性；責權(quán)明確

1、概述

礦政管理一直停留在手工的證照管理階段，無法科學準確地反映出礦山生產(chǎn)的實際狀況，為提高礦政管理水平，多數(shù)地區(qū)啟動了礦業(yè)權(quán)實地核查工作。在完成礦業(yè)權(quán)核查工作后，以核查成果為基礎，開始探索礦業(yè)權(quán)精細化管理，礦業(yè)權(quán)核查日?；?、儲量管理動態(tài)化、礦業(yè)權(quán)設置科學化、產(chǎn)量管理剛性化、礦業(yè)權(quán)人管理人性化、地災責任認定準確化。

隨著全國礦業(yè)權(quán)實地核查工作的開展，基于地理信息系統(tǒng)平臺，以礦業(yè)權(quán)實地核查工作為數(shù)據(jù)基礎，建立以礦業(yè)權(quán)與儲量動態(tài)核查為核心，以實際礦政監(jiān)督管理工作為主要基礎，以資源開發(fā)管理為重點，利用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)3S（RS/GIS/GPS）技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)礦業(yè)權(quán)實地核查成果入庫、查詢、統(tǒng)計、儲量動態(tài)監(jiān)管、礦政監(jiān)管和WEB信息等功能，并將成果應用于礦業(yè)權(quán)審批、礦山開發(fā)管理、儲量管理、執(zhí)法監(jiān)督管理，實現(xiàn)對礦業(yè)權(quán)核查“一張圖”的體系建設成為礦政管理的未來發(fā)展方向。

2、地理信息系統(tǒng)簡介

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）從技術(shù)的角度看，是在計算機硬件及網(wǎng)絡的支持下，對有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術(shù)系統(tǒng)。從學科角度看，他是一門介于地球科學、遙感科學、系統(tǒng)科學、信息科學、決策科學與計算機科學之間的交叉學科，將地學空間數(shù)據(jù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，以空間數(shù)據(jù)庫為基礎，采用地理模型分析方法，對地理信息進行采集、存儲、檢索、分析、顯示與更新，適時提供多種時間和空間的地理信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)或圖形產(chǎn)品，為地理研究和地理決策服務。

在國土系統(tǒng)完成全國第二次土地調(diào)查后，逐步建立了以遙感監(jiān)測“一張圖”為基礎的國土資源管理核心數(shù)據(jù)庫的建設，涵蓋土地利用現(xiàn)狀、土地利用總體規(guī)劃、航空遙感影像等多元數(shù)據(jù)，同時也儲備了地理信息系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)人才，為實現(xiàn)礦政管理的地理信息化提供了數(shù)據(jù)、技術(shù)、人員的準備。

3、礦政管理中存在問題

①“圖屬”分離：“圖”指各個審查、存檔工作中需要用到的地形圖、礦區(qū)范圍、礦產(chǎn)規(guī)劃圖等；“屬”指與某一幾何空間相關(guān)聯(lián)的礦產(chǎn)管理屬性。各種紙質(zhì)圖紙作為紙質(zhì)材料在各個部門間流轉(zhuǎn)，而流轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的很多屬性信息和項目信息沒有與圖形完整的結(jié)合，對各種空間位置疊占、間隙等拓撲錯誤可能導致的潛在風險無法進行監(jiān)控和及時的反饋。

②各部門數(shù)據(jù)缺少關(guān)聯(lián)性：“一張圖”工作的主導思想就是要求將各種國土以及相關(guān)數(shù)據(jù)都反映在一個平臺上，通過不同屬性數(shù)據(jù)在空間層次上的對比，進行邏輯分析，掌握科學、客觀管理土地的方法。而在各部門之間，管理內(nèi)容本身沒有建立在統(tǒng)一平臺的基礎上。例如，礦產(chǎn)審批項目會審涉及地籍、耕地保護、規(guī)劃、礦產(chǎn)等部門，但部門之間數(shù)據(jù)“各自為政”，無法實現(xiàn)高效性。

③責權(quán)不明確：審批環(huán)節(jié)應當明確在數(shù)據(jù)產(chǎn)生與處理過程中的權(quán)限與責任，根據(jù)用戶的職權(quán)來賦予其相應的地圖瀏覽和編輯權(quán)限，不同的業(yè)務辦理人員、不同級別管理人員對數(shù)據(jù)的處理都應有所限定，系統(tǒng)應結(jié)合用戶職權(quán)與具體業(yè)務進行管理，只有在某一具體的業(yè)務辦理過程中，擁有權(quán)限的用戶才可以對圖形數(shù)據(jù)進行編輯和維護。

④缺乏“歷史回溯性”功能：礦政管理是一種行政許可行為，按照“誰主張，誰舉證”的法律原則，主張和判定一件土地違法行為的依據(jù)必須由國土部門自行舉證。在管理過程中應當體現(xiàn)其歷史回溯性，以反映處理過程中的參與人員、行政行為內(nèi)容等。

數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)管理缺乏統(tǒng)一性：礦產(chǎn)數(shù)據(jù)格式較多，目前存在MAPGIS、ARCGIS、SUPERGMAP、CAD等格式，項目管理多為文件管理模式為主，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)使用及維護的系統(tǒng)性。

4、解決方案

1）建立礦業(yè)權(quán)審批系統(tǒng)：主要實現(xiàn)礦業(yè)權(quán)的日常審批，包括采礦權(quán)、探礦權(quán)的新立、變更、轉(zhuǎn)讓、注銷以及劃定礦區(qū)范圍。當審批流程發(fā)生變更時，用戶可利用系統(tǒng)提供的流程定義工具修改當前審批流程。同時，基于“一張圖管礦”的礦政管理思想，實現(xiàn)為審批過程基于圖形的決策分析，即通過統(tǒng)一坐標框架基礎及動態(tài)投影技術(shù)，使得礦政管理各類業(yè)務數(shù)據(jù)（如礦產(chǎn)資源規(guī)劃、礦山地質(zhì)環(huán)境等）能夠在“一張圖”上任意疊加顯示，查詢和分析。在兼顧礦政管理日常審批過程中的各類業(yè)務審批規(guī)則的基礎上，與各專題圖層進行綜合分析、匯總輸出分析結(jié)果。礦政監(jiān)督作為礦政管理的主要工作，主要包括越界審查、越界情況統(tǒng)計、礦業(yè)權(quán)發(fā)放落位審查、設定禁止性開采區(qū)、外業(yè)數(shù)據(jù)核查、審查結(jié)果查詢等等。如對越界審查工作可根據(jù)越界容限，查詢出那些礦產(chǎn)存在越界情況，或者處于越界容限范圍內(nèi)。

2）實現(xiàn)儲量數(shù)據(jù)動態(tài)更新及歷時回溯：支持礦業(yè)權(quán)申請登記數(shù)據(jù)動態(tài)更新、巷道數(shù)據(jù)動態(tài)更新、數(shù)量數(shù)據(jù)定期更新、地址災害點動態(tài)更新、儲量數(shù)據(jù)統(tǒng)計、現(xiàn)狀儲量匯總和歷時儲量回溯。用戶可按其進行儲量數(shù)據(jù)的錄入及編輯操作，系統(tǒng)自動記錄歷時現(xiàn)狀關(guān)系，保證礦業(yè)權(quán)核查成果數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。工作內(nèi)容以事件方式進行記錄，以供對行政行為內(nèi)容進行復查，明確責權(quán)。

3）推行多種礦政監(jiān)管方式：支持越界審查、壓礦審查、禁止性開采區(qū)審查、局內(nèi)礦管人員外業(yè)主動核查等多種方式的礦政監(jiān)管，針對審查結(jié)果進行相應地管理，如與越界審查業(yè)務相結(jié)合出具《預先告知通知書》、《限期整改通知書》和《責令停止違法行為通知書》。

4）嚴格核查成果管理：在核查成果的管理方面，除了常用的查詢、瀏覽外，應提供統(tǒng)計分析、匯總及歷史數(shù)據(jù)回溯等功能。查詢方便快捷，查詢方式多樣化，除了常用的數(shù)據(jù)目錄、行政區(qū)索引、礦種索引等，還應提供可定制的SQL查詢，能夠?qū)Ω鱾€信息表的字段進行自定義組合查詢。為方便用戶查詢，系統(tǒng)一項目形式形成采礦權(quán)和探礦權(quán)資料目錄。圖件主要是按實際用途區(qū)分，按照探礦權(quán)、采礦權(quán)，勘察工程材料圖、開拓工程平面圖、儲量計算圖等類別進行分類，同時可對當前查詢圖件進行打印預覽。

5）推廣公眾信息服務平臺：建立包括公告通知和新聞、辦事指南與政策法規(guī)、違法事件舉報、審批結(jié)果查詢和專題地圖成果。公眾可通過互聯(lián)網(wǎng)查看最新的、非的礦政監(jiān)管數(shù)據(jù)以及進行違法舉報等操作，實現(xiàn)礦政管理工作的公開化、透明化。

5、小結(jié)

通過建立基于地理信息系統(tǒng)的礦政管理平臺，在規(guī)范日常業(yè)務管理、提高工作效率的同時，實現(xiàn)了礦業(yè)權(quán)實地核查與儲量動態(tài)管理聯(lián)動，能夠完成國土部門在礦產(chǎn)資源開發(fā)管理中日常監(jiān)管、基礎資料的整理、相關(guān)數(shù)據(jù)的疊加分析、行政行為的監(jiān)管等多種功能。隨著地理信息系統(tǒng)在礦政管理工作中的逐步推廣，將推進礦政管理工作走上一個新臺階。

參考文獻：

[1]2012.測繪綜合能力；測繪出版社

[2]吳信才，2009.地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)；北京：電子工業(yè)出版社