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1攝影測量與遙感學的發展趨勢

攝影測量與遙感學作為基于影像的空間信息科學，是地球空間信息學的核心。地球空間信息學是空間數據的采集、量測、分析、存貯、管理、顯示和應用的集成科學與技術，屬于現代空間信息科學與技術的范疇。2004年，美國勞動部把地球空間信息技術與納米和生物技術一起列為當今最具發展潛力的三大技術，其發展有以下幾方面的趨勢。

1.1空間信息獲取的發展趨勢

地球空間信息獲取的發展趨勢具有多平臺、多傳感器、多比例尺和高光譜、高空間、高時間分辨率以及空天地一體化的明顯特征。隨著航天技術、通信技術和信息技術的飛速發展，人們將可以從各種航天、近空間、航空和地面平臺上用紫外、可見光、紅外、微波、合成孔徑雷達、激光雷達、太赫茲等多種傳感器獲取多種比例尺的目標影像，大大提高其空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率，形成天地一體化攝影測量與遙感的數據獲取方法，為人們提供愈來愈多的影像和非影像數據。

隨著新一代全球衛星導航定位系統(GNSS)的發展，定位系統將以更高的精度自動測定各類傳感器的空間位置和姿態，從而實現無地面控制的高精度、實時攝影測量與遙感。

1.2空間信息處理的發展趨勢

地球空間信息處理和信息提取的發展趨勢是走向定量化、自動化和實時化。目前，攝影測量與遙感所存在的一個突出問題是數據海量、信息不足、知識難求。利用網格技術進行網格計算給解決這一問題帶來了新的機遇。

1.3空間信息管理的發展趨勢

地球空間信息管理與分析的發展趨勢是走向信息共享、互操作和網格化。從網格計算的資源共享和協同計算觀點看，目前，地理信息系統已從單機GIS系統發展到網絡和移動地理信息系統(Web-GIS和Mobile-GIS)，下一步將走向網格地理信息系統(Grid-GIS)。為此，需要解決地理空間數據存在的時間基準不一致、空間基準不一致、數據格式不一致和語義不一致引起的問題。空間基準不一致引起的問題可以采用全球地心坐標系或坐標變換來解決;數據格式不一致可以用互操作軟件解決;時態和語義不一致引起的問題較難解決。前者要解決空間數據的實時更新或建立時空地理信息系統，后者需要一個基于本體的空間信息語義網格來處理這些語義的差異，從而實現網格技術下空間信息的共享和互操作。

1.4空間信息應用的發展趨勢

地球空間信息成果應用的發展趨勢是成果的多樣化和應用的大眾化與普適化。未來的地球空間信息成果產品可以是矢量的或柵格的，可以是圖形的或影像的，可以是二維的或三維的，可以是靜態圖像或連續動畫視頻圖像，可以是多媒體或流媒體，可以是虛擬現實或可測的實景影像，也可以是上述各種形式產品的融合與集成。長期以來，攝影測量與遙感主要面向地球科學和環境科學的應用，作為基于影像的空間信息科學，它除了將繼續在影像城市、虛擬數字地球和地理環境中得到應用之外，還有很大的潛力用于工業制造、醫學診斷、文化遺產保護等方面。如果將原始或加工后的影像連同它們的方位元素和測量工具軟件一起作為產品，則用戶可在Web2.0環境下實現自己的按需測量和按需解譯，從而實現地球空間信息成果應用的大眾化與普適化。

1.5新地理信息時代的出現

隨著下一代互聯網與Web2.0的出現，一個新的地理信息時代悄然而來。新地理信息時代的服務對象不僅包括專業用戶，而且包括普通大眾用戶。在新地理信息時代，可實現專業人員和大眾用戶互動，共同參與按需服務。服務環境是圖形、圖像和多媒體，服務的提供和實現都是動態的。

2攝影測量與遙感學的發展重點

隨著國家經濟實力的增長、科學技術的進步和社會可持續發展的需要，中國的地球空間信息科學與技術包括攝影測量與遙感在內，在今后若干年內將出現更加飛速發展的大好時機。我們要堅持自力更生，自主創新，努力工作，并虛心向世界各國同行學習，學習和吸收世界各國的先進技術和經驗，圍繞創建我國和諧社會，以空間信息服務為中心，建立一個智能化和實時化的地球空間信息服務體系。未來幾年內的發展重點簡述如下。

2.1發展先進的高分辨率對地觀測系統

為了進一步推動中國遙感對地觀測的發展，首先要抓好空間信息的數據源。2005~2020年，《國家中長期科技發展規劃綱要》指出:發展基于衛星、飛機和平流層飛艇的高分辨率(dm級)先進對地觀測系統，發射一系列的高分辨率遙感對地觀測衛星，建成覆蓋可見光、紅外、多光譜、超光譜、微波、激光等觀測譜段的高中低軌道結合的、具有全天時、全天候、全球觀測能力的大氣、陸地、海洋先進觀測體系。到2020年，建成穩定的運行系統，提高我國空間數據的自給率，形成空間信息產業鏈。

2.2構建面向實時服務的廣義空間信息網格(GSIG)

地上的全球信息網格與天上的智能傳感器網格相集成，形成全球的廣義空間信息網格。廣義空間信息網格指的是在網格技術的支持下，在信息網格上運行的天、空、地一體化地球空間數據獲取、信息處理、知識發現和智能服務的新一代整體集成的實時/準實時空間信息系統。

2.3加強高性能空間信息處理與分析技術的研究，解決應用的關鍵技術

為推動空間信息技術的應用，進一步加強高性能遙感圖像處理與分析技術，突破高精度定標與定位、寬帶微波成像修正、遙感圖像超分辨率分析與相干處理、多源衛星遙感影像自動配準與融合、高空間分辨率影像目標自動識別、高光譜影像地物精細分類、基于遙感機理模型的地物參數的定量反演與同化等技術;發展復雜地表環境下的地物信息自動提取與定量分析技術，突破空間信息自主加載、維護、復合匹配與服務等技術，開發具備自我維護功能的空間信息網絡服務軟件系統。突破動態交通信息的獲取、融合、分析、預測與動態路徑規劃等關鍵技術，開發基于動態交通信息的智能導航與位置服務軟件，建立應用系統，為開發具有自主知識產權的新一代位置服務與智能導航系統奠定基礎。

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關鍵詞：大數據；地理信息系統；物聯網

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0170-02

1 概述

“大數據”是繼“云計算”之后互聯網時代掀起的又一個熱潮。大數據時代正靠近我們的生活。地理信息系統（Geographic Information System，GIS）得到計算機軟硬件系統支持，也擁有對地球表面（包括大氣層）空間中和地理分布有關的數據進行采集、儲存、管理、計算、研究、顯示和說明等功能[1]。作為一門涉及面廣的綜合學科，地理信息系統信息技術的發展尤為重要[2]。在互聯網時代，“大數據”這種重要資源增長速率過快，當今人類社會的發展與轉型[3]正在被慢慢侵蝕著。地理信息系統也身在其中，以基于位置的服務（Location Based Service，LBS）為代表的新技術的加入使得地理信息系統及產業在獲得發展機遇的同時也面臨挑戰。

2 大數據

2.1 大數據定義

IDC（Internet Data Center，即互聯網數據中心）最新的研究結果顯示全球每18個月新增的數據量是人類有史以來全部數據量的總和到2020年，每年產生的數據將達到40ZB，其中傳感器網絡所產生的數據占40%[4]。而且這些數據中95%是不精確的，非結構化的數據[5]。歸納了（Volume、Varity、Velocity、Veracity、Value）大數據的5V特征，以區別于大眾思維中的“海量數據”[6]。

大數據和有聯系的自發地理信息（volunteered geographic information，VGI）存在聯系不同需要研究。VGI和大數據都以大量個體數據匯總后的增值應用為目的，VGI應用目的優先；大數據使用過程目的明確，形式呈F多樣化。這一特點使大數據應用速率增加相當快[2]。

2.2 大數據的發展現狀

“云時代”的到來將大數據變成了一個焦點。大數據中非結構化的數據比傳統數據占的分量重。大數據技術具有快速獲得有價值信息的能力[7]。

大數據具有很高的商業價值。數據交易可產生很好的效果；為了提高企業銷售率，增加利潤，我們可以降低營銷成本。數據共享、交叉復用后獲取最大的數據價值是大數據的價值。

3 大數據對GIS的影響

大數據中的地理（理論）：在地理學研究領域中，新數據的環境由大數據、開放數據與一些集成起來的小數據一起構成，這種新環境對現有地理學理論的證明有很大的幫助。傳統的地理學理論以均質化集合單元的長期變化為分析對象進行勘測研究，在新的數據環境下，所呈現出的即時性、多角度維度、以及細粒度的變化觀測對于一些關注異質化個體短時間內變化的地理學理論產生有很大的幫助和改善[10]。新地理學理論的發展離不開新數據環境[8，9]。

地理（環境）中的大數據：大數據的生產、處理和使用無時無刻都在被當時條件允許范圍內的社會、經濟、自然等等地理環境所影響，而這些地理環境根據各方面的原因條件所給予的表達不夠具體，并且是具有選擇性的，產生了盲區需要克服和改善。數據的變化也間接地改變了我們的生活。

3.1 機遇

大數據帶來了研究范式的變革[13]。大數據可以依靠研究人行為所帶來的移動的軌跡以及所處地理環境位置的重要特點進行評估。猜測人一天內活動的規律以及活動的范圍。從而得到想要的人體情感態度以及土地范圍活動區域內的相關信息。

大數據影響著地理學研究范式的變化趨勢。傳統的地理學“自上向下”，而現在“自下向上”也開始流行起來。其優勢和不足比重各占一半。在空間大數據下，地理學進行學術勘測調查務必考慮結果的可驗證性、尺度變化性以及相對不確定性。相關關系等重要因素只是其中的一部分而已。

大數據能夠在一定程度上克服傳統數據的不足。也為創新地理學研究的議題提供了機遇。

數據時空粒度隨著時間的推移，逐漸越來越變的精細。地理空間所給予我們的信息儲備也變得越發重要。地表要素的屬性變化在每時每刻都隨大數據時代的地理信息影響，尤其是移動的個體或群體對象，移動的個體或群體對象空間位置和其自身的屬性變化更為明顯，地理大數據的出現促進了地理計算（GeoComputation）與城市計算（urban computing）和社會計算（social computing）的交叉和融合。大數據技術的城市與社會應用過程中很多研究場景和內容與大數據的空間緊密貼合[15]。

大數據對人文地理學的影響也是自然地理學的影響。在優化區域布局、防災減災、城市精細化管理、智慧城市等方面綜合多維的國情地理數據影響甚大。這些大數據，對人文地理學研究內容與研究范式提供了巨大突破創新的機會。

3.2 挑戰

由于原始樣本的偏差、預處理方法是否恰當等多方面因素，地理學者對收集來的大數據的質量無法進行系統性評估，大數據是一個新呈現出來的新鮮事物，研究案例可供借鑒研究的少之又少，條件也不夠充足，所以研究問題片面不夠具體，所以研究的結果大多數都不夠足以讓人信服。

“大數據”不是“全數據”，在研究中需要研究數據樣本里的獨特點，集成多源數據交互印證是處理大數據的代表性問題的一大關鍵點。大數據主要提供了一種對既有模式及規律的研究調查手段，這一大發現對于地理學的意義不可忽視，使我們能夠接觸到以前從未觸碰過讓人耳目一新的新事物，這對于生物學發展有著很大的促進作用。

迄今為止，大數據在地理學中的應用，僅僅還停留在校驗印證既有理論的一方面，未取得理論上實質的突破與創新。我們今后研究，首先就應該將有關研究中主要思想抓緊，然后將范式需要保留的精華部分進行總結提煉，以最快的速度研究，從而形成在大數據的時代中，存在的地理學新概念新思想以及新方法的系統論述。

4 結束語

大數據時代的來臨對中國的地理信息系統的格局產生了很大的影響。以物聯網、云計算為首的等多個技術的發展將為GIS的發展帶來更多的便利，也同時給我們帶來了機會。GIS的使用價值為了可以在大數據中全權體現， GIS與大數據技術的結合發展速率要提高。研究初心不能改變，地理學者仍要腳踏實地，沉著冷靜客觀地看待“大數據”的使用條件，依托地理學科及專業知識論證去完成多源數據相互檢驗等質量評估工作。大數據在地理中的應用基礎需要一步一個腳印的走出來。

參考文獻：

[1]湯國安，趙牡丹，楊昕，等.地理信息系統（第二版）[M].北京：科學出版社，2010.

[2]胡捍東.大數據時代下測繪地理信息產業的機遇和挑戰[J].測繪與空間地理信息，2015，38（12）：150-152.

[3]吳志峰，柴彥威，黨安榮.地理學碰上“大數據”：熱反應與冷思考[J].地理研究，2015，34（12）：2201-2221.

[4]Adshead A.Data To Grow More Quickly[EB/OL].http：///news/2240174381/Data-to-grow-more-quickly-says-IDCs-Digital-Universe-study，2012.

[5]Mayer-Schonberger V，Cukier K. Big Data[M].Sheng Yangyan，Zhou Tao. Haungzhou： Zhejiang People's Press，2013.

[6]陸鋒，張恒才.大數據與廣義GIS[J].武漢大學學報，2014，39（6）：645-654.

[7]中國企業如何應對大數據時代的來臨[Z].傳感物聯網，2013，03.

[8]Batty M. The New Science of Cities. Combidge： The MIT Press， 2013.

[9]Batty M. Big data， smart cities and city planning. Dialogues in Human Geography， 2013，3（3）：274-279.

[10]Graham M， Shelton T. Geography and the future of big data， big data and the future of geography. Dia-logues in Human Geography， 2013，3（3）：255-261.

[11]Kitchin R. Data Revolution： Big Data， Open Data， Data Infrastructures and Their Consequences. Lon-don： Sage， 2014.

[12]Rabari C， Storper M. The digital skin of cities： Urban theory and research in the age of the sensoredand metered city， ubiquitous computing and big data. Cambridge Journal of Regions Econonomy and Soci-ety， 2015，8（1）：27-42.

[13]Collins J P. The fourth paradigm data- intensive scientific discovery. Science， 2010，327（5972）：1455-1456.

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[關鍵詞]GIS系統 需求變更 模塊化

GIS即地理信息系統(Geographic Information System),經過了40年的發展,到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術,并且得到了極廣泛的應用。從應用的角度,GIS系統由硬件、軟件、數據、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統建設提供環境;數據是GIS的重要內容;方法為GIS建設提供解決方案;人員是系統建設中的關鍵和能動性因素,直接影響和協調其它幾個組成部分。

一、GIS系統的發展現狀

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的需要,所以在實際工作中對于特定行業的GIS應用,一般都需要進行或多或少的軟件開發工作。但無論是GIS基礎軟件的開發還是在基礎軟件基礎之上的應用開發,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、代碼不規范和文檔不完備等。

二、GIS系統存在的問題

人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。GIS系統作為獲取、整理、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由于信息技術的發展,數字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用于現階段任何行業。

由于GIS工程項目的專業性和復雜性,用戶的需求在系統開發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然進入設計和開發階段,所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發生較大變化,對開發中的系統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,業界通常稱為項目目標范圍蔓延.這是軟件開發中的固有矛盾。GIS項目目標定義困難,而且由于開發周期內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及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。

三、GIS 系統的應用領域

地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展,廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

在資源管理主要應用于農業和林業領域,解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。同時,GIS系統在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構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揮最大效益。

近些年,GIS 系統也廣泛地用在城市規劃和管理方面。例如,在大規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。商業與市場是一個全新的發展空間,商業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、待建區周圍居民區的分布和人數,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的人口結構、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和數據庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。

四、GIS系統的對策研究

GIS軟件工程包括GIS工程規劃、設計、實施、評價與維護技術,還包括工程的需求控制、質量控制、進度控制、風險控制等管理技術,另外,GIS數據生產的管理與質量控制體系也是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與成本控制技術,在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要,實現社會效益的同時,還能實現經濟效益,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課程中將GIS軟件工程作為重點章節進行講授。加強GIS從業人員的繼續教育,讓GIS從業人員認識到在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在因素的變動而呈現易變的特點。充分地需求分析及系統分析可以最大限度地消除用戶與軟件人員之間的不一致,詳細地系統設計和代碼設計可以提高軟件的質量,增強系統的可移植性,提高工作效率。

參考文獻:

[1]張超等:地理信息系統[M],北京:高等教育出版社,2000

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關鍵詞：地理信息系統 GIS 地質災害 評估 應用

中圖分類號：P208；P694 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0009-02

當前我國對地質災害的研究越來越重視，與此同時，對地質災害評估的研究也越來越向高準備、高要求、高預測以及高防治的方向發展。其中，新興的GIS作為當前在地質災害評估研究中應用最廣泛的信息系統。做好地理信息系統在地質災害評估中的應用研究就顯得尤為迫切和重要。

1 GIS及地質災害評估概述

1.1 認識GIS及地質災害評估

GIS即地理信息系統，它是一門集信息科學、空間科學和地球科學為一體的綜合技術學科，它實現了遙感技術、計算機信息工程以及現代地學理論和方法的有機結合。作為一種基于數據庫系統、地理信息的空間分析以及地圖可視化的計算機系統。它是有效表達、處理以及分析與地理分布有關的專業數據，并為人們提供了一種快速展示有關地理信息和分析信息的新的手段和平臺。GIS的主要功能有：數據采集和提取、轉換與編輯、數據集成、數據的重構與轉換、查詢與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數據更新等。

地質災害災情評估是指對地質災害活動程度及破壞損失情況進行評定估算的工作，對于有發生可能但尚未發生的地質災害，地質災害評估是預測評價地質災害的可能程度。地質災害的評估內容包括如下兩點：一是分析評價地質災害活動的危險程度和地質災害危險區受災體的可能破壞程度，即地質災害的危險性評價和災害區的易損性評價。二是在做出地質災害的危險性評價和災害區的易損性評價基礎上進一步分析預測地質災害的預期損失，即進行地質災害的破壞損失評價。其中，地質災害評估的基本目的是通過綜合指標或單項指標定量化反映地質災害的破壞損失程度和主要特點，從而為相關部門規劃、部署和實施地質災害防治工作提供科學依據。

1.2 GIS在地質災害研究中的應用現狀分析

當前GIS在地質災害研究中的應用主要有以下三個方面：一是利用GIS開展的地質災害的評價和管理。通過建立基于GIS的地質災害空間信息管理系統可以對某一特定空間分布的地質災害調查資料以及空間分布特征信息等進行評價和管理。二是利用地GIS可以實現地質災害的危險性分區，通過評價地質因素之間相互作用的復雜性，以及由于各種地質因素本身的不確定性，對研究區運用恰當的數學分析模型進行地質災害危險性等級的劃分，從而為地質災害的管理和防治提供科學依據。三是GIS在與地質災害相關的專家系統中的集成應用。其中，在集成的專家系統中，GIS主要負責時空數據的管理，利用專家知識和空間目標的事實推理，在進行空間分析的基礎上實習災害危險程度的自動判定，從而可以實現區域地質災害的動態管理。

2 GIS應用于地質災害評估的研究方法

應用GIS技術的基于多源數據和面向突發性自然災害應急響應的地質災害風險快速評估研究方法是當前我國政府部門在地質災害風險管理中應用的最為廣泛的地址災害評估研究方法，該方法的應用為政府及地方社會應對各類突發性自然災害的救災、減災等提供了有效的信息保障和科學的決策支持。該研究方法主要包括GIS數據準備、格網數字高程模型的構建以及地形因子的提取三個方面的內容。

2.1 GIS數據準備

在進行災害研究及評估前需要準備多項數據，主要是野外實測CAD數據的整理，然后提取CAD數據中的高程點數據為.dat文件。將該.dat文件作為研究的基礎數據，后面所有的應用分析都是基于野外實測CAD數據進行。CAD數據的處理軟件有多種，其中GIS數據準備常用的軟件主要有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、TopMap、GeoBean等。

2.2 格網數字高程模型的構建

數字高程模型（DEM）區域地形的基礎信息之一，是賴以構建區域地形型和進行各種地形研究的基礎信息。數字高程模型是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布。它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。而格網數字高程模型是把DEM覆蓋區劃分成規則格網，每個網格大小和形狀都相同，用相應矩陣元素的行列號來實現網格點的二維地理空間定位，第三維為特性值，可以是高程和屬性。以MapGIS軟件生成的格網DEM為例。在MapGIS工作平臺下，利用該軟件的強大地形分析功能模塊DTM分析模塊，采用基于距離冪函數反比加權網格的離散數據網格化方法，生成GRD地形數據。

2.3 地形因子的提取

地形因子的提取是指研究區坡度與坡向的提取。而坡度就是指GRID中像素高程值的變化率，分別用0～90度來表示，每一定的度數間隔采用不同的顏色表示。坡向是指GRID中每個像素面的朝向，范圍為0～360度，其中0度代表北，90度代表東等。

3 GIS在地質災害評估過程中的實際應用案例分析

3.1 研究區域概況

陜西省府谷縣新區地處陜、晉、蒙三省（區）交界處，渭北黃土高原溝壑區，以丘陵、山地地貌為主，總的地勢是西北高、東南低，海拔高度在780～1426.5 m之間。區內屬中溫帶半干旱大陸性季風氣候，溫差大、降水變化明顯。旱、澇、霜、雹自然災害加之溝壑地形結構，為地質災害創造了有利條件。而不合理的人為開挖和填埋等活動更加重了該區地質災害惡化的程度，境內地質災害頻發。因此該區迫切需要進行地質災害預報防患于未然。根據府谷縣新區地質災害評估的需要，通過建立以GIS技術為基礎的、用于地質災害評價的空間分析模型，調查、分析評估區內潛在的地質災害、工程建設可能引發或加劇地質災害及其危險性，以及工程建設和建成后可能遭受的地質災害及其危險性，進行地質災害危險性預測評估，對地質災害的風險評估意義重大。

3.2 基于GIS的三維地形圖的描述

三維地形圖是遙感、地理信息系統、三維仿真等高新技術的結合。它主要以一種三維電子沙盤的形式反映研究區的地形起伏情況，根據高程的不同賦予不同顏色值，制作出三維地形圖，用以表達不同的地形起伏情況。其中，研究區的三維地形圖如圖1所示。

3.3 標高分析圖的生成

標高分析圖是由若干離散高程數據通過空間數據差值生成的地理曲面數據（.GRD格式數據），然后進行等值線分析產生的。經過分層設色后，不同高程的范圍值被賦予一定的高程數據，顯示不同的顏色值，來反映不同的地形起伏情況。其中，研究區的標高分析圖如圖2所示。

3.4 基于數字高程模型的坡度分析和坡向分析

坡度是描述地形特征信息的重要指標，它能夠間接表示地形的形態起伏和結構特征，并且反映地貌坡面的傾斜程度。坡向作為描述地貌特征的重要參數，它反映坡面所面對的方向，也是通過數字高程模型（DEM）計算得到的。其中，研究區的坡度分析和坡向分析分別如圖3和圖4所示。

3.5 地質災害的危險性評價

經過上述的地質災害評估，可以發現陜西省府谷縣新區地形復雜，以及存在滑坡、泥石流等地質災害的潛在危害性較大，對于該地區農業、交通、經濟等埋下隱患；在新區存在潛在的地質災害、相關工程建設和建成后可能引發或加劇地質災害及其危險性，地質災害及其危險性，當地的相關部門需要結合評估結果提供科學有效的防治措施。

4 前景與討論

當前GIS在地質災害研究中應用的非常廣泛，將GIS技術應用于地質災害評估的中，可以成功進行地形分析，通過制作各種地形分析圖，給地質工作者提供了地形分析的數據，從而能夠使地質決策部門更好的掌握研究區可能出現的地質災害狀況。

由于預測地質災害系統是一個復雜的過程，基于GIS的計算機技術也在不斷革新。本文的思想技術方法可以為相關課題提供框架路線，相應的評估方法和應用手段還需進一步探討和研究。

參考文獻

[1] 羅培.基于GIS的地質災害風險評估信息系統探討[J].災害學，2005，12（20）：57-59.

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關鍵詞：地理信息系統；水利；防汛；水文；水資源

1地理信息系統的基本概述

地理信息系統是一種特定的空間信息系統,是一門介于地球科學與信息科學之間的交叉學科。它是在計算機硬件和軟件系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的技術系統。它是一門為區域和工程規劃、設計、管理決策服務的信息加工與管理技術,是一種綜合性強、適用性廣的工具［1］。

對GIS的定義有不同的說法，通常泛指用于獲取、儲存、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數據及相關信息的計算機系統。它反映的是人們賴以生存的現實世界與變遷的各類空間數據及描述這些空間數據特征的各種屬性,是一個在計算機軟件和硬件支持下,把各種信息與地理位置和有關的視圖結合起來,并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體,利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析和輸出地理圖形及其屬性數據。是以一定的格式輸人、存儲、檢索、顯示和綜合分析應用的技術系統。它通過空間地理信息與屬性信息的有機結合,根據實際需要向用戶提供圖文并茂的真實信息,滿足城市建設,政府、企業管理決策,居民日常生活的需要。

2地理信息系統(GIS)在水利行業的應用

2.1地理信息系統在水利行業中的應用特點

總的看來,GIS技術在水利行業中的應用大致有七個特點：一是應用面廣,基本上可以說是“無孔不人”；二是應用已進人了管理與決策層面；三是作為基礎技術支撐之一,進人了數字流域的框架；四是與遙感、全球定位系統、網絡等技術的結合已越來越緊密；五是以WEBGIS、3D或4D-GIS以及GIS在仿真虛擬中的應用為代表的新發展勢頭十分迅猛,已成為一些系統開發中的基本要求；六是從底層開發GIS與水利專業技術模型緊密結合的軟件已初見端倪；七是建設了一批富有水利行業特色的基礎數據庫,如空間展布式社會經濟數據庫、堤防等工情數據庫、水土保持和水環境動態監測數據庫等［2］。

2.2地理信息系統在水利行業的應用領域

2.2.1在水文方面的應用

與流域水文模型在技術上有很多相似之處,可以相互補充。GIS中的柵格或矢量數據格式與分布式流域水文模型有相似性,都以一定的空間分辨率劃分研究區以簡化計算和減少數據量。GIS有一個很強的功能,就是能在原有信息基礎上,通過對屬性數據和空間數據的分析計算得到新的信息。帶有時間維的四維GIS可以確定我們在現實世界的“時空位置”,因而非常有助于研究流域特征的空間分布以及對產流、匯流的影響,并且有利于了解和掌握土壤濕度、降雨、蒸發和產流面積在時間和空間上的變化,從而可以進一步加深對產匯流等水文物理過程的認識。

2.2.2在防汛方面的運用

借助于GIS等現代科學技術,在洪災發生前,可以不斷提供關于洪水發生背景和發生條件的大量信息,有助于圈定洪水災害可能發生的范圍、時段及危險程度,便于事先采取必要的預防措施,減輕災害損失,如建立長江洪水緊急預警系統。在災害發生過程中,可以實時監測災害的蔓延進程和態勢,及時把相關信息傳輸到各級抗災指揮機關,幫助他們有效地組織抗災活動。在成災以后,可以在大范圍內迅速、準確地查明受損情況,包括受災省份,影響到哪些城市和村鎮、土地甚至道路等,以便及時組織救災,恢復生產,重建家園。

2.2.3在水資源領域的應用

GIS在水資源領域的應用主要包括:(1)建立水資源數據庫;(2)數據的規范、更新和維護;(3)信息的分析處理;(4)模擬水資源狀況及變化規律等。

目前編制的水資源綜合規劃,就是一個巨大的數據庫集成體,可對現狀數據進行整理、儲存,利用GIS技術,對水資源分布進行分析,結合經濟發展需求,確定區域水資源承載力,提出科學合理的水資源調度方案,為水資源綜合規劃的編制提供依據。

2.2.4 GIS在水利工程施工管理中的應用

GIS在水利工程施工管理中的應用潛力是巨大的,水利樞紐的規劃可以儲存在GIS軟件中,有關施工組織程序、施工進度、材料消耗和費用概(預)算等信息資料也可以儲存到相關數據庫中,通過使用特定的軟件系統,可以對每一施工過程進行模擬,監測其過程,達到控制整個施工過程的目的［3］。由此建成的地理信息系統,通過調用水利樞紐規劃圖,即能得到整個工程項目中各個工程和擴大單位工程的施工信息,為優化施工提供依據。

2.2.5 GIS在水環境監測方面的應用

利用常規監測技術或其他遙感監測,以GIS為信息處理平臺,可實現對水域分布變化和水體沼澤化、水體富營養化、泥沙污染等進行監測。如對河流水質、水量的監測,包括對污染河流的各種污染源的監測,對河流斷流、洪水泛濫等進行監測;對由水環境惡化引起的各種災害進行監測,對水土流失、地下水降落漏斗、土地沙化和鹽堿化、森林和草場的退化與消失等進行監測,對由于對量開采地下水導致的地面沉降進行實時監測［4］。

3我國地理信息系統(GIS)在水利行業的發展前景

3.1地理信息系統在我國水利行業應用所存在的問題

盡管GIS的迅速發展和日趨成熟為我們水利數據及信息管理提供了強有力的技術支持，但是由于我國水利數據量的不斷增長，而國內擁有獨立知識產權的數據庫軟件在面對海量數據的同時又顯得力不從心。尚處于發展階段的水利信息化建設對于國外“價優質高”和國內“價廉質低”的產品往往難以取舍，因此該技術在實際應用中尚有一定的局限性［5］，需要進一步的發展和完善。

概括地講，目前GIS技術在我國水利行業的應用存在的一些局限性,包括:(1)GIS在表示水利行業中某些復雜的地理要素、時空模型及綜合空間分析方法等方面還有難度;(2)水利信息化程度薄弱(譬如信息資源不足、信息共享程度低、應用基礎較差等)造成GIS應用受限［6］。

3.2GIS在水利建設中的應用前景

GIS作為儲存和分析空間資料的強有力的工具,針對于水利信息系統的獨有特點，因此在水利行業具有廣闊的前景。

水利行業正在不斷加快信息化進程，加強水利基礎數據庫建設，為GIS的應用提供支持，以及相關領域的不斷發展為相互結合與促進提供契機，都使得GIS技術在水利建設應用中的局限性逐漸縮小。隨著我國社會的不斷進步、基礎技術的不斷發展以及模型技術專業化的不斷發展，將為水利信息化建設提供完備的技術和充足的資金支持，GIS技術在水利建設中的應用將更加廣泛，為我國的水利事業建設提供更加廣闊的技術平臺。（作者單位：鄭州大學）

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參考文獻：

［1］ 邊馥苓.地理信息系統原理和方法［C］.地理信息系統原理和實用工程技術叢書［A］.1996.

［2］ 趙凱,王叢香,韓振明.GIS與水利工程［J］.水利天地.2004(06).

［3］ 劉艷林，文恒.地理信息系統及其在水利中的應用［J］.內蒙古科技與經濟.2007.

［4］ 房穎.地理信息系統（GIS）在水利信息化建設中的應用綜述［J］.吉林水利.2005(06).

篇6

關鍵詞：GIS ; 規劃設計 ; 規劃管理;管線規劃

Abstract: Geographic Information Systems (GIS) as the rise in recent years an information science, in many ways, has been widely used. This paper discusses the relationship between GIS and urban planning, based on the design discussed in urban planning and management of the necessity of the application of GIS technology and how to apply GIS system for the Dandong City planning services.

Keywords: GIS; planning and design; planning and management; pipeline planning

中圖分類號：TU984文獻標識碼：A

一、引言

地理信息系統（GIS）是利用計算機建立地理數據庫，將地理環境中的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數據，進行數字存貯、處理和分析，建立有效的數據管理系統。通過對多種要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足各種不同的應用或科學研究的需要，并以圖形和數字的方式表示結果。目前GIS已經廣泛應用于資源開發、環境保護、城市規劃、工程設計、天氣預報、防災減災、投資項目評估、社會統計、公安交通與管理等方面。

城市規劃是指導城市建設，促進社會經濟發展的“龍頭”，是城市建設和管理的依據，在城市的建設和發展過程中處于十分重要的地位。改革開放以來 ,我國城市化的進程明顯加快，而如何科學有效地進行城市規劃，還面臨許多條件的制約。

為了解決城市的迅速發展和落后的管理手段之間日益尖銳的矛盾，許多有遠見的城市都把城市地理信息系統的建設作為城市發展中極為關鍵和迫切的工作。GIS的廣泛應用為城市規劃提供了一種新的手段和方法。本文僅就丹東市地理信息系統在城市規劃中的具體應用進行探討。

二、丹東市地理信息系統的建立

近幾年來，我國城市GIS的研究和開發工作取得了較大進步。城市現代化的需求正在快速推動地理信息系統的科學進步和產業化；而地理信息系統已成為城市社會經濟活動的神經網絡，成為不可分割的一部分，彼此相輔相成，推波助瀾，快速發展。

城市地理信息系統是綜合運用信息技術和系統工程的方法來科學管理和應用城市空間數據，進而輔助城市規劃、管理和決策等工作的重要手段。

“丹東市地理信息系統”是一項復雜的系統工程，由丹東市規劃設計研究院組織建設。這個系統是以數字化的城市基礎地形圖、完善的基礎地理空間數據生產體系和數據服務體系為主要結構的城市基礎地理空間信息系統，這個系統建立在網絡化的計算機軟硬件基礎上，按照規范化的信息分類標準和統一的地理空間關系，對各項城市基礎地理空間數據進行科學存儲與管理，實現快速采集、建庫、查詢、檢索、及時更新、統計、空間分析以及數據、資源共享等，將大規模的、動態變化的基礎資料轉換為數字化的、可操作的、可共享的信息資源，提供給城市規劃等相關部門和社會各界使用。

丹東市地理信息系統提供方便快捷的手段輸入、存儲和不斷更新各種比例尺的地形圖，通過系統的處理、操作和分析功能，為丹東市城市規劃設計、規劃管理、城市建設提供完善、優質和高效的地理空間數據和空間數據分析服務，為丹東市的信息化建設、特別是與地理信息系統相關的綜合應用提供良好的基礎和支持。

三、GIS在城市規劃設計中的應用

城市規劃也就是通過一系列的選擇來確定出適當的長遠目標和具體措施。做出這種選擇除了要具備全面的規劃知識之外，還要綜合掌握這一地區過去、現在和將來的地理數據。這些信息應該是描述性的、有預見性的，并且是指示性的。而且，對信息恰當而有效的管理能夠在很大程度上提高規劃的品質。要想用人工方法，取得類型恰當的信息是非常困難的。而GIS提供的很多基本功能，則能夠對地理信息進行恰當而有效的管理。更重要的是，GIS支持空間信息的收集、維護、分析和顯示，GIS數據可以從不同視點進行觀察，并提供信息動態查詢和顯示的功能，讓信息的表現更為直觀。要得出最恰當的解決方案需要大量的信息，并且需要眾多的研究者相互合作，而通過直觀的形象，比如圖片或地圖來得到信息要比單純的文字資料好得多，GIS在直觀形象方面恰好是個完美的助手。在數據的分析處理方面，基于地理信息系統的空間分析技術，首先能夠勝任海量空間數據存儲管理與檢索查詢，安全可靠且現勢性強；其次可以對空間數據進行綜合性分析處理，獲得規劃所需要的有用信息；同時還能將分析所得的結果用可視化方法進行表達，易于規劃人員理解和進一步加以利用。

做城市規劃設計時，需要計算規劃地塊的開發強度、建筑密度、建筑面積、綠化率、人口密度、容積率等規劃指標。按照常規方法，需要在CAD軟件中用手工方法量取圖形的面積，手工計算數量。這種方法效率低、費時間、錯誤率高，直接影響規劃設計的質量。GIS技術將這種局面徹底改觀。它以數據庫技術為支持，在建庫時分層處理。也就是根據數據的性質分類，性質相同或相近的歸并在一起，形成一個數據層。這樣可以對圖形數據及其屬性數據進行分析和指標量算，在很大程度上減輕了規劃設計人員的勞動。

隨著虛擬現實及多媒體技術的發展，使得城市規劃中可使用的技術手段更加豐富。三維GIS技術應用于城市規劃中，可為規劃決策者提供一個全新的技術平臺，直觀地提供現實世界中的各種感覺。利用三維GIS技術，規劃設計人員和管理人員可以實時、交互地觀察不同方案在城市環境中的效果，可以從任意角度、方向、沿任意路線對不同方案加以比較，從而為從空間角度評價建筑提供了更加直接、有效的手段，而這些是以往的平面圖和建筑縮微模型所難以實現的。

在2008年丹東市93平方公里新城區的規劃設計中就充分利用了GIS技術，使用了GIS平臺具有的三維瀏覽，光照分析，容積率分析，視線分析、空間量算、規劃方案比較等功能。具體的使用如：（1）各種規劃方案的比較。把設計單位提供的三維規劃方案數據通過一定的接口導入到預定的環境中，在未進行施工建設時即能真實地看到各個方案對周圍環境的影響，是否能達到社會、經濟和生態的最佳綜合效益，比對各種規劃方案的優劣，并可反復修改和選擇；（2）構建逼真城市環境。目前城市有向立體化、多元化發展的趨勢，通過構建逼真城市環境，可以把目前城市規劃從二維轉換為三維，實現城市規劃與管理的飛躍，適應未來城市發展需要等等。

四、GIS在城市管線規劃中的應用

城市地下各類管線是一個城市重要的基礎設施，擔負著信息傳輸、能源輸送等工作，也是城市賴以生存和發展的物質基礎。但由于多方面的原因，我市現有地下各類專業管線的資料殘缺不全，且有關資料精度不高或與現狀不符，造成在建設施工中時常發生挖斷或挖壞地下管線，造成停氣、停水、停暖、通信中斷、污水四溢等嚴重事故。另一方面，我市現有的地下專業管線的資料都是由電業、電信、自來水、煤氣、市政等各自單獨管理，各自為政，缺乏管線綜合并且都是以圖紙、圖表等形式記錄保存，采用人工方式管理，效率低下。隨著時代和科學技術的發展，城市的現代化步伐日趨加快，城市建設、管理、發展的矛盾日益突出。采用高新技術和方法來高效管理地下各類專業管線，滿足決策、管理部門和施工單位的需要已成為當務之急。

丹東市GIS系統下的城市綜合管線信息子系統的開發，充分利用現今蓬勃發展的地理信息系統技術，實現各類專業管線、管孔、井蓋等的信息輸入、管理、查詢、橫縱剖面及各類專題圖的繪制、地形和各專業管線的1:500、1:1000圖幅和自定義圖幅輸出等等功能，滿足了地下各類管線的規劃、勘探、維護、施工和管理的需要，為規劃、設計、施工等部門提供準確可靠的地下管線的分布、走向、埋深等狀態信息及各專業屬性信息，并為將來系統進一步擴充和發展奠定基礎。

城市綜合管線信息子系統已經在城市規劃、建設與管理方面發揮了重要作用，主要表現在如下四個方面：

1、改變了傳統管理方式，提高了工作效率和管理水平。原來對城市地下管線現狀不清，資料不全、不準確、不現勢，管線檔案紙介質存儲，以人工管理方式為主。通過普查，查清了地下管線現狀，實現了管線信息的數字化與信息化管理，促進了地下管線管理的科學化、規范化。

2、產生了顯著經濟效益、社會效益和環境效益。因為建立了地下管線的準確、現勢數據庫與信息系統，并且及時為城市建設與施工提供信息服務，避免和減少了多起挖斷地下管線事故，同時對改善城市面貌和投資環境產生積極影響，為構建數字城市創造了條件，為有效、及時實施管線信息動態更新，實現管線信息資源共享奠定了良好的基礎。

3、搭建了地下管線安全預警決策的平臺。城市地下管線與生產生活與政府行政直接密切相關，按照科學發展觀和構建社會主義和諧社會、資源節約型社會、環境友好型社會的要求，管線信息化工作，將為及時依據準確的管線相關信息，制定應急搶險方案，滿足防災和應付突發性重大事故的需要等提供條件，對保證城市地下管線安全運行具有重要意義。

4、帶動了城市地下管線檢測技術的應用與發展。隨著地下管線信息化建設的推進，專業管線運行監管信息日益倍受關注，管道泄漏探測、腐蝕檢測與評價等地下管線安全與健康狀況檢測技術的應用相對日益活躍，為地下管線維護決策提供了有益信息，為保證地下管線運行安全、促進地下管線變被動為主動管理發揮了重要作用。

五、GIS在城市規劃管理中的應用

城市規劃管理是組織編制和審批城市規劃，并依法對城市用地的使用和各項建設的安排實施控制，引導和監督行政管理活動，它是“數字城市”中城市信息化建設的底層，也是衡量城市信息化建設成功與否的關鍵指標。

按照傳統的方式，規劃部門通常是利用文件和圖紙等來管理規劃數據，其缺陷是規劃數據的空間實體與屬性信息脫節，數據更新、維護、查詢、共享比較困難。而GIS技術完全解決了上述問題，其在規劃數據管理上有著廣闊的應用前景，為規劃管理提供了強有力的幫助。

丹東市城市規劃管理信息化的發展目標是在市規劃局的指導和統一部署下，廣泛地開發、利用信息資源，逐步建設城市規劃管理信息系統，信息網絡互聯互通，實現城市規劃管理網上作業，推進內部辦公自動化、公文交換無紙化、管理決策網絡化、公共服務電子化、全面實現規劃管理系統信息化，使其做到程序規范、法制健全、申報簡捷、過程透明、尊重民意。

1、丹東市城市規劃業務應用系統是在市規劃管理部門內部局域網環境下，以基礎地理信息為基礎，把城市規劃管理中海量空間信息和各種非空間信息有效的集成起來，解決管理、查詢、檢索、處理、分析和統計等問題，實現城市規劃信息的有效管理和規劃管理業務的辦公自動化，提高城市規劃和業務管理工作的科學性、質量和效率，充分有效地利用城市空間信息為城市規劃管理和決策服務，滿足城市建設和發展的需要。

2、城市規劃電子報批是城市規劃管理實現自動化辦公的必然要求，也是無紙辦公的基礎工作。城市規劃行政主管部門在審批規劃時，傳統做法是將報送的規劃成果，特別是城市規劃的技術經濟指標通過人工統計再一次進行量化計算，工作量很大，精度也不高。電子報批是解決這一繁鎖工作和保證精度的很好辦法，同時對城市規劃信息系統實現自動儲存、歸檔和信息動態更新的重要途徑。GIS等先進技術應用于城市規劃電子報批過程，將給城市規劃帶來新的氣象與變化。

3.城市規劃與管理輔助決策分析模型是利用GIS等先進技術輔助政府部門進行城市規劃與管理方面的分析和決策。一般較實用的輔助決策分析模型包括：（1）項目選址分析模型，主要用于重要項目的選址分析和決策；（2）道路拓寬分析模型，主要用于道路改造拓寬分析；（3）舊城改造分析模型，主要完成舊城改造的信息查詢統計、拆遷人數、面積計算，拆遷損失和投資估算等；（4）道路斷面結構分析模型，提供任意道路的斷面結構分析圖。

4、城市建設決策咨詢服務系統是為了及時有效的解決政務和業務信息溝通渠道，充分共享信息資源，提高辦事效率，節約管理成本，可為政府及時有效的決策提供信息支持。系統在丹東市政府專用網的支持下，實現政府各有關部門信息系統的聯網，以建立城市建設信息共享機制。

六、結束語

以計算機為基礎的GIS技術的發展，為城市規劃行業提供了廣闊的應用前景，GIS系統的建立，可為城市規劃和城市建設提供多專業、多層次和多目標的綜合服務，并為政府部門提供輔助決策功能；可提高工作效率，實現管理的科學化和自動化，使城市規劃行業的規劃管理水平滿足現代化城市的需要。丹東市GIS系統將會在今后城市的發展建設中發揮重大作用。

參考文獻

姜亞莉，張延輝. GIS空間分析的應用領域[J].四川測繪，2004，（3）.

楊必勝，李清泉，梅寶燕.3維城市模型的可視化研究[J].測繪學報，2000，29(2)，149-154.

篇7

我國的地理信息系統GIS產業發展迅速，經過幾十年的時間已經滲透到我國經濟建設的各個領域，如資源調查、國土管理、災害預測、環境評估、城市管理和建設、郵電通訊、智能交通運輸、軍事、公安、公共設施管理、農業、森林、統計、商業、金融等。但是，我國的GIS產業仍然存在很多問題，如標準規范不齊全，GIS產業服務體系不健全，數據標準化工作有待完善，導致數據不能很好地共享，數據更新慢；GIS應用的服務性企事業缺少，有效的GIS產業社會支撐體系缺乏；具有自主知識產權的國產GIS軟件品牌較少，國際競爭力不足，GIS行業技術人員的研發能力薄弱等。其中，對GIS人才的培養已成為亟待解決的問題。目前我國GIS企業對GIS畢業生的意見主要集中在以下幾方面：第一，多數GIS企業缺少高水平的工程設計與管理人才，導致GIS項目不能成功實施。第二，學生在校期間實踐環節較少或內容設置不當，實踐能力普遍有待提高，很多畢業生編程能力較差，不能夠規范使用對編程語言，工作初期獨立完成公司交給的任務有難度，公司往往需要花費較大精力進行培訓。第三，學生缺乏創新思維、邏輯思維和自我解決問題的能力，大多數畢業生只能按照給定的任務一步步完成計劃書的內容，無法自己去獨立思考完成任務。另外，我國高校培養的GlS人才缺乏國際競爭力，缺乏將GIS企業做大做強的創新能力。社會和企業的需求形勢對我國GIS專業的教育提出了更高的要求，即GIS教育不能僅停留在理論教學和簡單的GIS應用，而要為我國GIS產業的發展培養具有創新創業能力的高素質人才，特別是創新精神的實踐人才。

二、GIS教育存在的問題分析

從GIS企業對人才的需求調查可以看出我國GIS專業的教育和企業的需求并沒有實現很好的接軌，由此反映出我國高校的GIS教育存在一些問題。這主要表現在以下幾個方面。第一，GIS人才培養方式不能適應產業發展的需要。GIS技術廣泛應用于各個領域，而國內GIS專業設置一般較為單一，其人才培養模式不能滿足不同的工作目標和社會需求，如GIS開發、針對不同領域的GIS桌面平臺應用、GIS制圖、數據處理等，尤其缺乏既具有工程實踐又懂得經營管理的復合型人才。第二，擴大GIS專業招生規模，注重GIS人才的總量，但GIS人才的質量和人才結構往往被忽略。據統計，目前我國有上百所高校開設了GIS專科、本科或研究生專業，但是不同院校的GIS專業的師資力量、教學水平、軟硬件設施和培養目標差別很大，很多院校培養的GIS人才能力欠缺。第三，對專業實踐動手能力培養重視不夠。大多數高校實踐教學時長相比理論課程較少，實踐教學內容陳舊，與企業和市場上的需求有一定差距。第四，本科教育中對學生的創新意識培養不夠。在我國各高校的GIS教育的培養方案中，通常都沒有對學生進行創新意識培養方面的規定。

三、建設創新實踐平臺對GIS人才培養的重要性

學生的創新精神和實踐能力培養是當今素質教育的重點。深化GIS專業的教學改革，必須強調對學生創新能力的培養。通過各門課程的教學方案中的實驗、實習或課程設計環節、專業競賽和各年級大學生創新項目，高校不僅要加深學生對理論知識的掌握，鍛煉學生的實踐能力，更要培養學生的獨立思考問題、解決問題的能力。第一，剖析GIS專業現有教學計劃中實踐教學存在的問題，構建以創新能力訓練為核心的一體化的實踐平臺，對GIS專業教學的深化改革具有重要意義。第二，創新實踐平臺建設可以增強學生學習基礎理論知識的積極性，使學生對課堂教學的被動學習就可以變為有目的的探索式主動學習；有利于促進理論教育與技術教育的結合，鍛煉學生的系統思維能力和實踐動手能力。第三，學生參與創新實踐活動，可以接觸專業最前沿的內容，同時又能了解一個GlS項目從設計、研發到應用的全過程，特別是在設計和研發時不僅僅單純解決技術問題，還要考慮項目成本、軟件銷售、售后服務等多種因素，增強學生的創業意識。第四，GIS項目的實施過程中要求學生合理分工，團結協作，有利于培養學生的組織能力和團隊協作精神，為今后融入社會打下良好基礎。

四、GIS專業人才培養目標和實踐教學的發展方向

篇8

關鍵詞：水利信息化，遙感技術，全球定位系統，地理信息系統

 

0 背景

3S技術是遙感技術(Remote sensing，簡稱RS)、地理信息系統(Geographic InformationSystem，簡稱GIS)和全球定位系統(Global PositioningSystem，簡稱GPS)的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術，是現代社會持續發展、資源合理規劃利用、城鄉規劃與管理、自然災害動態監測與防治等的重要技術手段，是地學研究走向定量化的科學方法之一，也是水利信息數字化的關鍵技術之一。

水利建設及管理是一個信息密集型行業，一方面，水利部門要向社會提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水質和水量信息、水資源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部門也離不開相關行業的信息支持，如氣象信息、地理環境信息、社會經濟信息等。當今世界信息技術的飛速發展對水利信息的采集、傳輸、處理、共享方式等都提出了更高的要求，傳統的信息采集技術在時間、空間、采集頻度和精度方面與水利建設各項工作的整體需求已不相適應，質和量兩方面也都難以滿足水利信息化的要求，因此，水利建設及管理噩需借助3S技術提升水利建設及管理的效率及效益。

1 GPS技術及其應用

1.1 GPS簡介

GPS（Global Positioning System，全球定位系統）是美國從20 世紀70 年代開始研制，歷時20年，耗資200 億美元于1994年全面建成的具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。目前，由于GPS 定位技術的不斷改進和軟、硬件的不斷完善，傳統上以測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術正逐步被一次性確定三維坐標的高效率、高精度、低費用、易操作的GPS 技術所代替。同時隨著GPS 接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發展和美國SA(Selective Availability)技術的解除，GPS技術在水利工程建設、導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域都有了更為廣泛的應用。目前水利、鐵路、公路、橋梁及隧道等大型工程控制網的實施均采用了GPS 技術，時至今日，GPS定位技術已經基本上淘汰了用常規測角、測距手段建立大地控制網的方法，其良好的精度、可觀的經濟效益已為水利建設領域所公認。

1.2 GPS的應用

GPS技術在水利建設中的應用范圍很廣，如GPS可應用于航測外業控制測量、航攝飛行導航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段，同時通過加密測試控制點，可應用GPS實時動態定位技術(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖并用于水利工程的施工放樣。而與GPS導航和RTK技術相比，水利工程建設中應用最多的是GPS靜態定位技術，GPS靜態定位技術廣泛應用在精密水利工程測控網布設、城市、礦區和油田地面沉降監測、水庫大壩變形監測、同層建筑變形監測、隧道貫通測量等方面，可實現各種水利工程設施的實時監測和控制。隨著我國A、B 級GPS 控制網的建立，水利部門基于這些GPS控制網提供的高精度平面和高程三維基準進行水利工程建設，將大大提高水利水電工程設計和施工質量。

2 GIS技術及其應用

2.1 GIS簡介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系統)是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興邊緣學科。從20 世紀60 年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺，成為地學空間信息分析的基本手段與工具。GIS其技術優勢不光在于它的集地理數據采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間分析、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃、土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用，基于GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。論文格式。

2.2 GIS的應用

GIS是水利信息存儲、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁雜，既有實時數據又有歷史數據同時還包含環境數據、經濟數據、矢量數據、柵格數據等等。存儲、管理這么龐雜的數據唯有地理信息系統能夠勝任，同時借助GIS還可進行水利信息的可視化查詢與網上。如在防洪救災的過程中，可利用GIS進行防洪評估、洪澇災害風險分析及城市防洪管理等等。而在水資源的管理方面，可利用GIS進行水資源信息的空間與屬性雙向查詢、歷史數據管理和實時數據的動態加載、水資源信息的時空統計、多種方式的可視化表達及各類信息的空間分布和動態變化過程模擬、區域水資源的空間分析、主要用水戶的分布、區域水資源管理模式區劃等等，所有這些應用都為合理利用及管理水資源提供了方便的途徑。當然，GIS在水利建設的其他方面也有著廣泛的作用，如GIS在水環境及水土保持方面的應用及水利工程建設及管理方面的應用等等。

3 RS技術及其應用

3.1 RS簡介

RS(RemoteSensing，遙感)技術由于其具有大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢，因而得到了快速的普及及應用，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。目前，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已經利用航空遙感進行城市的綜合調查，并編制地質、水文、植被、交通、污染、土地利用等專題地圖，獲取了大量社會與自然環境資料，為城市規劃建設及國土資源開發利用提供了寶貴的信息資料。隨著遙感數據源向著高光譜分辨率和更高空間分辨率發展，加之遙感相關處理技術的日益成熟，結合GIS 和GPS，必將使RS 技術在工程等領域應用進一步普及和深化。

3.2 RS的應用

隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率衛星數據的日益豐富及普及，RS對水利建設及管理的影響和作用越來越大，目前RS在水利建設及管理方面的應用主要分為以下幾個方面：洪澇災害遙感監測、水資源監測、水環境監測、旱情監測、水土流失調查、河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查。

3.2.1洪澇災害遙感監測

遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。目前，我國各地、各部門已建成洪澇災情預報系統（如黃河下游洪水預警信息系統），它們將在防災、抗災、救災中發揮重大作用。

3.2.2水資源監測

水資源遙感監測方面，在地表水體提取上，20世紀80年代用近紅外遙感圖像比較多，而在近10年來則更多地利用SAR圖像，提取河流、水庫、湖泊等地表水體。遙感結合地理信息系統技術還可以尋找地下水，通過遙感圖像可查明與地貌、巖溶地貌、第四紀地質和新構造有密切聯系的水文地質條件，結合物探結果，可較準確地評價地下水資源。重視遙感資料的地質和水文地質分析是我國用遙感調查裂隙水準確率較高的原因。此外，主動微波遙感對地面有一定的穿透能力，可以發現地下古河網的蹤跡，尋找地下潛水層。另外，遙感對雪蓋范圍、雪的狀態以及雪蓋融雪程度的監測十分有效。近年來，用SAR對雪蓋厚度的測定有了新進展，從而對雪蓋水當量的估算更加精確。論文格式。對1998年長江大洪水的成功預測與1997年冬和1998年春用遙感手段對青藏高原積雪的監測有密不可分的關系。融雪是我國西部地區水資源的重要組成部分，目前遙感是冰川、融雪水資源調查最為有效的手段。

3.2.3 水環境監測

利用航空紅外掃描圖像可以確定熱電廠排水口外的水體升溫及其空間分布，利用SAR圖像或紅外掃描儀確定海面油污染的范圍和油膜的厚度，利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等，都是在水環境監測領域應用遙感技術的例子。在水質遙感監測方面，近幾年來，對構成水的質量的一些要素進行定量監測的研究有了一定的進步，這些要素包括渾濁度、總懸移質泥沙含量、PH值、總含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查

遙感技術的優勢之一是能夠監測動態變化。幾十年前的遙感影像可以真實、具體、形象地反映當時的下墊面情況。因此在河道、河口等的動態監測中遙感是首選工具，河道與河口的泥沙淤積以及引起的相應河勢變化對防洪、航運等都至關重要。遙感在懸移質泥沙分布和河勢監測中的應用也有技術優勢。我國利用衛星遙感信息監測河道變化、預測河道發展趨勢，并應用到水利規劃、航道開發以及防災減災等方面，產生了十分可觀的經濟效益和顯著的社會效益。尤其是近年來，開展了大量的河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積遙感調查工作。

3.2.5 水土流失調查

近年來，隨著現代遙感技術的發展及其在水土保持領域的應用，定量或定性與定量結合的侵蝕評價在區域監測中得以實現，而地理信息系統技術又為較大范圍的空間分析提供了快速、準確的技術手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數據分析侵蝕因子的屬性、數量值及其空間分布，進而評價侵蝕的類型、程度以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規律。這就在技術、方法乃至理論上深化了區域土壤侵蝕監測的研究。論文格式。

4 結束語

當前在水利應用方面，3S（GPS、GIS、RS）技術的應用在國內外還處于起步階段，但是已經取得了一定的進展。目前，“3S集成技術”已經在“全國江河洪水調度模擬系統”、“廣西防災減災預警預報系統”、“廣西洪水預警預報系統”、“天津城市防洪信息系統”、“天津引灤入港供水管道系統”及其他應用系統中得到充分應用。不可否認的是，國內GIS技術在水利方面的應用起步相對較早，但大部分只局限于二維的電子地圖，并未形成一定發展模式，在實際應用中也只起到防汛分析的功能。國外，在防汛方面作了相當大的工作，并為此開發出相應的GIS 系統以解決科學分析、輔助決策等功能。而GPS、RS在水利中應用則相對較少。

“數字水利”是當今社會發展的必然趨勢，而“數字水利”離不開3S技術。隨著遙感、衛星及雷達等技術和地理信息系統的應用，可提供了多元化的更豐富和更準確的信息，如防汛抗旱信息。衛星和雷達信息的引進不僅彌補了地面觀測信息的不足，而且提高了信息的準確度和可靠性。GIS 的應用，推進了“數字化流域”，從而使流域的規劃、開發、管理全面實現信息數字化，而GPS技術在水利的監測應用方面可提供精確、可靠、及時的信息。因此3S技術是“數字水利”的重要技術基礎。

參考文獻：

[1] 徐紹銓，張華海等. GPS 測量原理及應用[M] . 武漢：武漢大學出版社，2001，7.

[2] 鄔倫，劉瑜等. 地理信息系統原理、方法和應用[M] . 北京：科學出版社，2001，2.

[3] 梅安新，彭望祿等. 遙感導論[M]. 北京：高等教育出版社，2001，7.

[4] 翟天放. GIS技術在吉林省水利地理信息平臺中的應用[J]. 吉林水利，2006，(05)

[5] 王孟樵. GPS技術在水利工程領域中的應用[J]. 四川水利，2005，(01)

[6] 佟祥明. 3S 集成技術在“數字水利“中的應用[J]. 廣西水利水電，2005，(03)

篇9

關鍵詞：麥克哈格；生態規劃；地理設計

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

1 麥克哈格簡介

麥克哈格（McHarg）是美國最有影響力的景觀規劃和設計師之一，他在于1969年出版的著作《設計遵從自然》（Design with Nature）中結合不同的規劃案例，詳細闡釋了他的生態規劃方法[1]，這在景觀規劃學界產生了深遠的影響。麥克哈格于1954年創建了賓夕法尼亞大學景觀設計與區域規劃系，并且執教該系30年。他也是一位環境保護的宣傳者，他曾是電視臺節目《我們所居住的家》（The House We Live in）的主持人。作為一名景觀規劃的實踐者，他是華萊士和麥克哈格聯合設計事務所（Wallace and McHarg Associates）的創始人之一，并完成了包括丹佛、曼哈頓下城和巴爾的摩郡的區域規劃、Woodlands新社區的設計、新澤西州的高速路選線等。他運用生態學知識，將基于分層分析和地圖疊加的“千層餅”模式來描述和分析自然過程和現象的方法，廣泛地運用在他的景觀規劃實踐中。

2麥克哈格的生態規劃

2.1“千層餅”模式的發展背景

當麥克哈格開始在賓夕法尼亞大學執教時，很少有美國設計專業人士在設計中會考慮社會、環境和自然系統等問題[2]。麥克哈格在他的文章《自然在人居城市中的地位》（The Place of Nature in The City of Man）中對當時的這種現象提出了嚴厲的批評，他質疑當時的設計師用所謂的現代方法去破壞自然，全然沒有18和19世紀城市建設者保留城市開放空間的職業本能[3]。麥克哈格的生態規劃方法正是在這樣的背景下誕生的。麥克哈格并不是生態規劃和地圖疊加方法的開創者，在他之前很多專業人士如Geddes，Olmsted，Eliot等都曾進行過基于自然系統思想的生態規劃，而Manning是首先使用地圖疊加來作為一種規劃分析手段的景觀設計師[2]。麥克哈格的貢獻在于他將生態學知識運用于規劃中，召集不同學科背景的專業人士協同工作，通過將“千層餅”模式運用在場地中而實現生態規劃，他把地圖疊加的規劃分析手段提高到了新的高度。

2.2“千層餅”模式的不足之處

關于麥克哈格的基于“千層餅”模式的生態規劃方法，Goodchild（2010）曾舉過一個例子來說明：假設將要修建的一條管道對位置x的每單元區域影響從生態學角度考慮為ze(x)，從水文學角度考慮為zh(x)，而為獲得相應土地的經濟花費設為zc(x)。這些變量的重要性是不同的，把權重分別表示為we，wh，wc（這些權重同時使這些變量換算為相同的度量標準）。現在的問題則變為了找到一條線路使線路上的總權重耗費為最小，用S表示線路上所有點的集合，則可表示為求以下等式的最小值[4]：

Goodchild（2010）認為在麥克哈格的“千層餅”模型通過基于光學過程地圖疊加代替了上式，w和z是通過x點所對應的暗度來獲取的，這樣的準確性是值得懷疑的[4]。實際上自麥克哈格生態規劃方法誕生，過去的約40年中不斷有專業人士對他的方法有所質疑。

3地理設計

3.1地理設計的發展背景

不可否認麥克哈格基于“千層餅”模型的生態規劃方法為景觀規劃學界開創和樹立了一種經典的規劃方法，為后來的景觀規劃指明了一個有深遠意義的方向。但隨著生態學和景觀生態學知識的不斷完善，特別是信息科學技術的飛速發展，地理信息系統（GIS）、遙感技術（RS）和全球定位系統（GPS）等的發展，促使景觀規劃方法有了新的提升，地理設計(Geodesign)概念正是在這樣的背景下產生的。

3.2地理設計的概念與特點

地理設計作為近年學界新出現的概念是“對傳統環境規劃和設計的提升，是基于現代計算機信息處理，通信和協作科技的，是通過模擬和影響分析來提供更有效、更負責任的融合了科學知識和社會價值的多解設計[5]”。可以說麥克哈格的生態規劃方法是地理設計的最初途徑，但今天的地理設計已經遠遠不是“千層餅”方法在GIS中的簡單應用了。區別于麥克哈格的規劃方法，利用GIS進行生態規劃時需要明確的將前文等式中的w等字母進行賦值， GIS所得的結果會更加明確[4]。GIS為地理設計提供了一個平臺，可以創建、模擬和分析不同設計場地的地理形態，可以直觀反映地理多解設計的成果并且分析這些多解設計在未來帶來的不同可能。GIS是地理設計的一個平臺或工具，而地理設計則更多的是一種新的思維方法和實踐途徑。地理設計伴隨信息科技的飛速發展而來，將GIS，CityEngine，CAD等計算機軟件作為工具，為更多學科的人士參與到景觀規劃過程中提供了共同的平臺和語言。地理設計是地理科學和規劃設計的交叉領域，地理科學可以指導規劃設計對場地的特征和景觀運轉過程認識更加清楚，而設計又反過來影響著地理形態。在這一過程中，地理設計借助信息科技發展，對設計進行動態模擬，可以讓規劃師更準確理解場地，把握設計可能帶來的影響，從而進行更科學的決策。

4規劃方法發展的啟示

縱觀過去40年景觀規劃方法的發展，從麥克哈格的生態規劃到今天的地理設計，技術的不斷發展，人類認識自然的知識越來越完善，未來還會不斷有新的方法和工具來更新景觀規劃方法。但在這一過程中有兩點是值得我們特別注意，并在規劃中堅持的。

第一，規劃和設計都是基于研究，基于科學知識的。Steinitz(1990)在闡述景觀規劃的方法時認為要弄清六個問題[6]：“(1)如何描述景觀？（2）景觀是如何運轉的？（3）目前景觀是否運轉良好？（4）景觀可以如何改變？（5）改變可能引發的后果？（6）景觀應該如何改變？”這些問題在規劃中反復出現，也正是地理設計可以遵循的過程框架。在這個框架中首先是對景觀現狀的描述和研究，優秀的規劃中對場地的研究應占很大的比重，規劃是基于科學知識的，而不是“靈感”。不管是基于“千層餅”模型的對場地土壤、水文、自然地理、動植物的研究，還是地理設計對數據的收集、建模、模擬、分析和反饋，令人滿意的規劃總是在進行充足的研究后而提出的。

第二，多學科合作是規劃成功的前提之一。麥克哈格的生態規劃方法中至關重要的一點就是將不同學科背景的人士召集起來，組成了規劃團隊合作，這在之前的規劃中是沒有的。今天我們面對的是一個更加復雜的世界，環境問題、人口壓力、經濟發展等，需要更多學科的專家來分析問題，對設計進行決策。地理設計除了需要生態學，土壤學，水文學，自然地理學等不同學科的人士，還需要信息科學專業人士的支持。而互聯網的發展和個人移動設備終端的快速發展可以使更多的場地使用者參與到規劃過程中。

梳理規劃方法發展歷程具有很大意義，這可以使今天的規劃師對自然過程有更科學的認識，對城市進行更合理規劃。正如麥克哈格所言，“只有我們在人居城市中找到自然的存在，我們也許才能在自然中定位人的位置[3]”。

參考文獻：

[1]McHarg I L. Design with nature [M]. John Wiley & Sons, Inc, 1969（1992 edtion）.

[2]俞孔堅，李迪華. 景觀生態規劃發展歷程――紀念麥克哈格先生逝世兩周年[M]//俞孔堅，李迪華. 景觀設計：專業、學科與教育. 北京：中國建筑工業出版社. 2003：70-92.

[3]McHarg I L. The place of nature in the city of man [J]. The Annals of the American Academy of Political and Social Science, 1964, 352(1): 1-12.

[4]Goodchild M F. Towards geodesign: repurposing cartography and GIS? [J]. Cartographic Perspectives, 2010(66): 7-21.

篇10

關鍵詞: SRTM數據，規劃階段，地形圖

Application exploration of STRM data in hydraulic

project planning and design

LEI Tengyun*,GAO Rui

(College of Water Resources，Hydraulic Power and Architecture，Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,china)

Abstract: This paper summarized one of the important applications for 3s technology: the basic methods, examples and accuracy evaluation of topographic contour and KMZ file obtained by SRTM data，will promote quality and efficiency of professional design in the early stage of planning field engineering. It is particularly suitable for remote area to get any difficult terrain data.

Keywords: SRTM data；planning stage；topographic map.

中圖分類號： TV 文獻標識碼： A

0 引言

3S技術是遙感技術(Remote sensing，RS)、地理信息系統(Geography information systems，GIS)和全球定位系統(Global positioning systems，GPS)的統稱，其中SRTM數據是一款惠及各國技術人員的方便、實用的數字高程模型（DEM）。在工程領域中，也是在前期規劃時難以獲得地形資料的項目中采用的常用手段之一。

1 SRTM數據簡介

SRTM數據是由美國太空總署(NASA)和國防部國家測繪局(NIMA) 以及德國和意大利的航天機構共同參與于2000年2月開始聯合測量的，SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飛機雷達地形測繪使命。2000年2月美國“奮進”號航天飛機上搭載的SRTM系統共計進行了222小時23分鐘的數據采集工作，獲取到北緯60°至南緯56°之間，面積超過1.19億平方公里的9.8萬億字節的雷達影像數據，覆蓋全球陸地表面的80%以上。經過兩年多的處理，最終制成首個真正意義上的全球數字高程模型(DEM)[1] [2]，該測量數據覆蓋中國全境。

2 SRTM數據精度

SRTM數據精度有1 arc-second和3 arc-seconds兩種，稱作SRTM1（30M數據）和SRTM3（90M數據）。目前能免費獲取的SRTM3（90M數據），其初始平面精度±20 m , 高程精度±16m。 該數據產品2003年開始公開，經歷多次修訂，目前的數據修訂版本為2008年的V4.1版本。“該版本運用了新的插值算法，數據質量較前幾個版本有了顯著改善，從而使得該版本成為目前免費使用質量最高的SRTM數據集。”（"This latest version represents a significant improvement from previous versions, using new interpolation algorithms and better auxiliary DEMs. We are confident this is now the highest quality SRTM dataset available."）[3]

根據目前國內外相關人員的研究分析，SRTM數據精度受目標區域的諸多因素影響。比如：表面光亮度，目標區域的亮度越大，SRTM數據精度越高；坡度，坡度小于10°的區域數據精度明顯高于坡度大于10°的區域；除此之外，坡向和植被對SRTM數據精度也有很大影響，東南向精度高于西北向，植被越少的區域，數據精度也越高。

通常1:50000 DEM數據的平面精度為30-50m，高程精度為25m。SRTM官方宣稱的SRTM3在未改善前的精度是標稱絕對平面精度±20 m， 標稱絕對高程精度±16m[4]，而根據負責SRTM數據整理的Jet Propulsion Lab.研究報告[5]中指出：航天飛機雷達地形測繪使命的目標是獲得90%置信區間內的絕對高程誤差為16m，而SRTM數據整體誤差幾乎是該目標的一半（the SRTM has an absolute height error which exceeds the mission goal of 16m(90 percent) by almost a factor of two）。其官網公布的質量評估報告[6]中認為：在熱帶地區SRTM3（90M）數據精度優于1:50000地形圖矢量化得到的數據（more accurate than the 1:50000 scale cartographically derived (TOPO) DEM）；當只能獲得比例尺大于1:25000（如1:5萬和1:10萬）的地形圖時，最好使用SRTM數據（if only cartography with scales above1:25000 (i.e., 1:50000 and 1:100000) is available, it is better to use the SRTM DEMs）。國際地球科學資訊網路中心（CIESIN）對SRTM上個版本V3的精度評估[6]認為SRTM數據的絕對垂直精度是原SRTM需求規約（16m）的2--4倍（Absolute vertical accuracy of CGIAR-CSI SRTM data for our datasets proved to be two to four times higher than the value of 16 m presented in the original SRTM requirement specification.）。[3][7]

綜上所述，在地形資料短缺的南亞、非洲這類緯度較低，位處熱帶，而植被不發育（指非洲）的區域，SRTM數據的精度即使受到坡度，植被等因素的影響，整體上還是能夠保證滿足1:50000地形圖的精度要求。這樣使得這些區域的工程項目的前期踏勘規劃階段能夠順利進行，同時可以充分提高效率以及大大縮減設計成本。

3 SRTM數據應用步驟

3.1 SRTM數據獲取

目前，免費獲取SRTM數據的途徑有兩種，一是通過SRTM數據官方網站獲取，一是通過國內的鏡像站點獲取。以下是SRTM數據獲取的鏈接地址：

1、/SELECTION/inputCoord.asp（SRTM數據官方網站）

2、/（國內鏡像站點）

下面以國內鏡像站點為例進行講解：

圖1：SRTM數據國內鏡像站點搜索界面

Fig.1 SRTM data of domestic mirror site search interface

進入到國內鏡像站點(見圖1)，用戶就可以通過框選、輸入踏勘范圍的經緯度或者是按照行政劃區的方式來實現對目標區域的查找，然后在數據集中選擇DEM數字高程數據（90M數據）進行搜索。然后根據需要下載相關的地形數據即可。

3.2 SRTM數據處理

完成目標區域地形數據下載后，啟動能進行SRTM數據處理的通用軟件（比如globalmapper），將之前獲得的地形數據文件解壓，找到后綴為.img的文件，導入軟件，即可獲得目標區域的地形圖（見圖2）：

圖2：目標區域的地形圖

Fig.2 The topographic map of target area

3.3投影面基準設置

SRTM 數據格式是基于WGS84基準的經緯度平面坐標，因此需要針對不同的項目所在地區，將數據的橢球基準和投影方式轉化為項目所需的格式，如我國常用的西安80坐標基準。此外，用戶既可以從 globalmapper提供的 300 多種大地坐標系和 100 多種投影方式中進行選擇，也可以通過外部文件加載基準和投影方式。

除此之外，用戶還可以對將來輸出內容的經緯度網格線，以及點樣式，線樣式，矢量顯示等進行設置。

3.4生成等高線

根據研究區域邊界坐標生成等高線：在設置好等高線間距，圖形簡化程度，等高線邊界（可框選一定范圍，也可指定具體的坐標值：在等高線邊界選項中輸入研究區域的西南角坐標和東北角坐標值）后，即可生成平滑形等高線如下：

圖3：生成等高線操作界面圖4：生成等高線后的效果圖

Fig.3 Contour generation interfaceFig.4 Effect diagram after contour generation

3.5輸出矢量格式

完成等高線生成以后，用戶就可以根據后續工作需要選擇輸出DXF，DWG等格式的文件，以便供Autocad直接操作，進行工程選址，樞紐布置，施工布置，工程量計算等；也可輸出供google earth打開的KML/KMZ文件，實現在google earth中制作現實三維等高線地形圖，這樣看起更為直觀。

4 實例

以下（圖5）為某水庫項目樞紐區地形數據成果，通過SRTM數據（90M數據）可方便的進行壩線選址（圖6）、初步方案布置及庫容估算等，與google earth結合后也非常便于現場踏勘定位。

圖5：某水庫項目樞紐區地形圖6：該水庫項目壩線選址

Fig.5 Hub area of a reservior Fig.6 Dam line location of the reservior

參考文獻：

[1] 汪凌，美國航天飛機雷達地形測繪使命簡介.測繪通報[J].2000,12:38-40；

[2] 張朝忙，劉慶生，劉高煥，等. SRTM3與ASTER GDEM數據處理及應用. 地球與地理信息科學[J]. 2012,28（5）：29-34；

[3]/Elevation/SRTM/

[4] 孫茜，SRTM數據精度檢測[D]，長安大學，2010

[5] Rodriguez, E., Morris C.S.et al. A Global Assessment of the SRTM Performance. Photogrammetric Engineering&Remote sensing [J]. 2006, 72(3):249-260