導語：如何才能寫好一篇地理信息系統的原理，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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1.1有利于與世界先進水平保持同步目前世界上先進的地理信息系統理論和技術通常以英語，特別是國際主流GIS軟件多為英文操作界面，開發和設計語言也多基于英語設計。我國國土資源科學領域內的土地信息獲取、處理、分析、管理以及相關科學研究等領域均需要GIS技術與軟件平臺的支持和相應的國際交流合作。采用雙語教學有利于減小因引進和翻譯作品出現的時滯效應，盡可能在國土資源信息相關領域與世界保持同步[1]。

1.2提高學生國際化視野與就業競爭能力土地資源管理專業諸多課程包括地籍管理、土地利用規劃、不動產價格評估等均需要GIS技術的支持。我國加入世貿組織后，土地及不動產信息技術服務機構的專業化與國際化發展趨勢不斷加快，一些著名的土地及不動產信息技術服務公司與學會也開始注重業務國際化合作與拓展[1-2]。用人單位對專業人才的需求更強調專業知識與外語應用能力的結合，開展地理信息系統雙語教學在提高學生專業理論知識與實踐技能的同時，也使學生進一步掌握外語應用能力，并提升了國際化視野與就業競爭能力。

1.3促進學生創新能力培養開展雙語教學有利于提高學生英文文獻閱讀能力，引導學生直接查閱和引用國外原版著作，把握國際最新研究熱點和趨勢，激發學生從事科學研究的熱情；提高學生英文版本地學軟件平臺的應用能力，為學生創新能力培養打下堅實的基礎。

2地理信息系統雙語教學的組織

經過多年的學科與專業建設，我校土地資源管理專業逐步形成了“以工為體、以管為用”的土地工程技術培養特色，在人才培養模式上特別強調學生的實踐動手能力，并加強了地學信息采集、處理以及知識發現相關課程的理論與實踐教學比重[1]。其中，地理信息系統領域共開設地理信息系統、高級GIS軟件應用兩門課程。同時在地籍測量、地理信息系統、土地利用規劃課程實習中實施了鏈式實踐教學模式，即在上述3門課程實習中盡量保持實習研究區域和軟件平臺的一致性，有效的提高了實踐教學的效果。近年來江蘇師范大學不斷通過各種方式鼓勵老師海外進修，進一步提高了師資隊伍的整體水平，特別是促進了雙語教學的師資力量建設工作。在此背景下，我們首先開設了地理信息系統的雙語教學工作，并結合專業特色和學生特點制訂了詳細的教學方案。

2.1教學內容組織與安排考慮到土地資源管理專業學生畢業后用人單位的技能需求，重點加強了基本理論知識的教學，同時強調基本動手能力的培養（表1）。對于地理信息系統的深度應用教學，通過高級GIS軟件應用課程實現。在上述兩門課程結束后，通過地理信息系統綜合實習進一步鞏固學生的實踐操作技能。

2.2教材選用和建設根據雙語教學的特點，兼顧學生英語水平，以學生專業知識技能掌握要求為依據，我們選用美國愛達荷大學地理系張康聰（Kang-tsungChang）教授原著并陳健飛教授等譯編的《地理信息系統導論》中文導讀作為主要教學教材。該教材作為GIS入門的精品教材，具有通俗易懂、概念與實踐并行的特點，一直受到世界相關專業師生與學者的歡迎[1]。在教學文件設計中，充分考慮到我校該專業學生的接受能力，以該教材為綱結合美國田納西大學地理系教學課件基本內容進行了重新設計，實現在吸收國外最新教學成果的基礎上提高教學效果的目的。實驗課程材料編寫中，改變以往以中文指導書為主體的做法，根據最新版本的GIS英文軟件，修訂完成英文為主體的實驗指導書并添加了部分中文注釋，實現了理論教學材料、實踐教學材料以及GIS英文軟件平臺的一體化整合。在完成GIS基本實驗的基礎上，重點突出土地資源管理專業的GIS應用需求。如對于土地信息數據庫的結構設計與數據處理、基于GIS的土地利用規劃修編等內容均作為單獨的實驗內容加以安排。

2.3教學模式設計具體教學過程主要包括課前預習、課堂理論教學、課后作業、實驗教學等環節。在課前預習中，首先教師提前對下一節課講授的有關內容進行簡單的介紹，明確教學內容的難點和重點，引導學生對講授的英文章節進行提前閱讀，熟悉涉及的專業術語和關鍵詞。為后續課堂教學打好基礎。課堂理論教學則從基本的概念入手，通過核心詞匯逐步向詞組以及語句擴展，提高學生的英語閱讀與理解能力，加深對專業知識的把握。在講解理論以及相關原理時，盡量通過實例教學的方式，結合土地資源管理專業應用需求，將抽象的概念和模型用簡明的圖、表以及實體表示。對于學生不易掌握的部分，通過英文介紹、中文解釋的模式，加深學生的理解。此外，通過教師演示部分模型和概念在GIS軟件平臺中的應用和實現，使學生更加直觀的認識和熟悉相關知識，促進對理論知識體系的理解和把握。以鏈式教學模式為指導設計實驗教學環節，把數字測圖實習、地籍測量與管理實習、地理信息系統實習、土地利用規劃實習內容進行有機整合，盡量保持實習平臺和實習數據的一致性，促進學生對專業實踐技能的系統性認知和把握。數字測圖實習和地籍測量與管理實習時均選用同一測區進行，并使用AutoCad平臺和CASS環境開展實習工作；地理信息系統實習則使用ArcGIS平臺并以前述兩個實習環節數據為基礎，要求學生完成數據編輯、入庫、拓撲錯誤檢查以及空間分析等工作；土地利用規劃學實習以地理信息系統實習數據庫成果為基礎，仍然應用ArcGIS平臺進行規劃設計工作。注重采用最新版本的ArcGIS英文平臺作為學生的實驗軟件，同時編寫英文為主體的實驗指導書。學生在實驗環節應用英文軟件平臺，增強了學生學習地理信息系統英文專業詞匯的主動性和自覺性，同時進一步強化學生記憶相關專業詞匯。針對每堂課的重點布置課后作業。課后作業在輔助學生鞏固所學知識的同時，也可檢驗學生的掌握知識水平和接受能力。針對個體差異、課堂接受能力較弱的學生，教師給予單獨輔導。

3成效與問題

3.1成效

3.1.1學生實踐技能有明顯提升通過新版英文GIS軟件平臺和英文教材進行理論和實踐教學工作，強化了理論與實踐教學的有機整合，改變了過去利用中文教材和中文版本GIS軟件教學中部分術語存在差別的問題，有利于學生及時掌握GIS軟件的最新功能；鏈式實踐教學模式的應用進一步提高了學生應用GIS軟件平臺解決相關專業問題的能力，學生實踐技能有明顯提升。

3.1.2英語學習興趣和學習效果有所提高雙語教學中理論與實踐教學均以英文為主體開展，學生能夠原汁原味的理解和掌握相關基本理論、方法和技能，實現GIS英文軟件平臺的無障礙應用，提高了學生運用英文進行專業交流學習能力，英語學習興趣和學習效果均有所提高。

3.1.3教師整體水平和教學能力明顯提高以雙語教學改革為契機，結合學校師資海外培訓支持政策，鼓勵教師通過海外研修的方式提高自身業務水平和雙語教學能力，教師教學的積極性大大提升。目前學院已有30%以上的教師具有1a及以上海外研修經歷，教師學術水平和雙語教學能力明顯提高，提高了整體教學質量和水平。

3.2問題分析

3.2.1雙語教師師資力量有限由于雙語教學中采用英文原版教材，對教師的英文讀寫能力以及口語表達能力均有較高的要求。盡管我校該專業教師的博士化率達到70%以上，但是雙語教學中能夠取得明顯效果的均為擁有較長時間（尤其1a以上）海外訪學經歷的教師，該部分教師所占比重目前依然較少，在進行雙語課程教學師資安排時面臨較大的困難。

3.2.2學生英語基礎限制目前，我校學生英語水平具有詞匯掌握能力相對較強、聽說能力相對較差的特點，甚至閱讀理解能力也需要加強。學生英文水平的參差不齊也導致教師難以把握雙語教學的進度，導致部分學生能夠接受，但也有部分學生反映學習難度較大，影響了整體教學效果。

3.2.3國外原版教材信息量相對較大，影響了學習積極性由于課程計劃設置中教學時數主要根據教學的內容和難度確定，不能因學生學習英語提供更多的學時。而國外原版教材信息量較大、專業術語多，要求學生利用更多的課外時間來進行學習，這也會影響學生的學習積極性。

4對策與建議

4.1加大雙語課程教學師資培養與引進力度采用引進與培養相結合的模式，重點引進具有海外學習背景的高水平人才充實到師資隊伍中，同時通過訪問交流、海外進修、雙語課程海外培訓等模式提高現有教師雙語教學能力。逐步提高雙語教學教師的比重。通過制定配套政策，在職稱評聘、評獎評優等環節鼓勵教師參與雙語教學工作，提高積極性。

4.2針對學生英文水平不同，推行分層次教學模式打破以往傳統的按年級組織課堂教學模式，在地理信息系統雙語課程教學中推行完全學分制。通過開設不同英文水平的GIS雙語課程，由學生根據自身英語能力選擇確定，以便集中英文水平相當的學生開展雙語教學，提高教學效果。

4.3進一步優化實踐教學環節設計在鏈式實踐教學模式的指導下，進一步研究土地資源管理專業地理信息系統的具體應用領域，對相關實踐教學內容和重點進行科學優化，促使學生在掌握GIS基本理論和應用技能的基礎上，強化面向土地資源領域的應用，促進雙語教學中基礎理論、基本技能與專業應用的有機結合。

4.4加強教學材料建設針對學生英文水平，制定有針對性的地理信息系統雙語課程教學計劃和大綱，通過采用國外原版教材結合課程教學計劃要求，明確不同層次學生的學習目標。并有針對性的分層次編寫教案、課件以及實驗指導書，起到教學協調、相互促進的效果。

5結語

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【關鍵詞】 GIS CorelDRAW 電力通信網 通信基礎資料 Web GIS

一、引言

電力通信網是一個包含多種通信設備、多種網絡結構，具有電力系統行業特色的通信服務網絡。而各種通信設備新舊混雜，種類繁多，配線情況復雜，多種網絡管理和維護設備共存，另外還有大量的接入設備和輔助配套設施。

為了使多種通信資源充分發揮其效能，利用通信資源具有的空間、地理分布特性，將地理信息系統和通信資源管理有機結合恰好能解決以上問題。

本課題將電力通信網繪制在地理背景圖上，從而使得通信光纜等線路和站點分布一目了然，同時記錄各類通信設備的屬性數據和相關圖紙，并可對這些屬性數據和圖像數據進行綜合處理和共享，點擊站點查看通信設備等資料。按照實際地理位置快速、準確地獲取相關資料，并對其進行有效的管理和維護。

二、地理信息系統（GIS）在通信領域的應用

通信網絡資源數據的特點是量大而且與地圖的關系十分密切，以光纖網絡為例，管道資源、地理資源、光纜資源、機房設備都包含表征空間位置及拓撲關系的空間矢量信息，以及記錄具體內容及本質特征的屬性信息。改變傳統的通信網絡資源管理方式，能將這些數據全面直觀地在地圖上進行顯示，并能對相關數據進行綜合分析。利用GIS技術開發帶有地理信息的資源管理系統，將GIS技術應用于通信系統網絡管理和資源管理，可以解決存在的實際問題，實現管理的規范化。

三、城南光纜地理信息圖的制作

3.1位圖和矢量圖概念

圖像根據記錄方式的不同，主要分為位圖格式和矢量圖格式兩大類。

位圖圖像是由固定的像素構成，其中每一個像素都有其特定的位置和顏色值，圖像是像素（點）的集合，它以與屏幕相對應的存儲單元來記錄和處理圖像。而位圖圖像的分辨率是由圖像的尺寸決定的，當放大圖像尺寸時，分辨率降低。

矢量圖是以數學方式記錄圖形文件，圖形文件的大小也只是取決于對象所包含的數學公式的數量和復雜程度，與圖像的尺寸大小無關，對矢量圖形進行無限放大后，打印出的圖形，看上去仍然清晰、平滑。

3.2使用CorelDRAW作為繪制平臺的優勢

（1）CorelDRAW有強大繪圖和處理功能

CorelDRAW具有獨特的制圖功效、卓越的圖形和文字編輯處理功能和非凡的地圖出版質量，它不僅是一個很好的專題地圖繪圖軟件，而且是各種掛圖、專題圖制作、出版的一個軟件平臺。

（2）圖形文件小

同樣的數據量，CorelDRAW文件因為本身具有數據壓縮功能，比其它制圖軟件生成的文件大小要小的多。在海量的地圖數據中，必須考慮文件的大小，縮短系統響應時間。

（3）地圖打印

CorelDRAW可以方便地把地圖數據輸出成許多文件格式，這為各種各樣的地圖數據問的接口提供了方便。不僅如此，因為矢量圖生成文件比位圖要小很多，在地圖印刷過程中也帶來了其它制圖軟件不可比擬的優越特性。

（4）具有插入對象功能

利用CorelDRAW軟件插入對象功能，可以在下一步制作通信基礎資料管理中添加各站點鏈接。

（5）圖層管理功能

用CorelDRAW繪制地理路徑圖，可將變電站、通信線路等要素分配到不同圖層。利用圖層管理可以將不同性質的對象分別顯示操作，方便對地圖進行操作。

3.3用高清衛星地圖作為底圖制作矢量地圖

用高清衛星地圖作為地圖底圖，用CorelDRAW對城南范圍內的高清衛星地圖進行臨摹，制作成高精確性矢量地圖底圖，將大幅提成系統響應時間，徹底解決打印輸出因位圖文件過大導致打印機長時間無響應，同時增加衛星地圖圖層后也解決了地圖更新問題。

3.4用CorelDRAW制作光纜路徑圖

綜合各種通信圖紙資料，選則線性繪制工具按實際地理位置繪制光纜

選擇CorelDRAW中的畫線工具貝塞爾或鋼筆，按圖例選擇不同光纜對應的顏色。點擊對象管理器中的該光纜圖層，按照變電站與線路的相對位置及路徑，逐步繪制每條光纜，最終完成城南光纜路徑示意圖的繪制。

四、制作城南通信資源管理系統

通信網絡資源包括通信傳輸線路資源（光纜、電纜、管孔、交接箱等），傳輸設備資源（光端機、光配線架、數字配線架、主配線架等） 和其它信息（用戶設備、機房、儀器、儀表、電話用戶等）。目前電力通信網存在通信資料涉及的環節多，要記錄和管理的信息量大等特點，包含多種通信設備、不同網絡拓撲結構、配線復雜的特點。因此全面分析統計電力通信網所包含的基礎資料是建設通信資源管理的關鍵所在。

（1）制作主站綜合配線架對應表

打開Excel制作表格。詳細填寫PCM和交換機開通的音頻、232、四線等端口對應打線位置，標注上口、下口打線線色、號碼以及所對應各站。

（2）制作城南光傳輸網絡拓撲圖

打開CorelDRAW選取畫圖工具，繪阿爾卡特SDH和東信SDH網絡拓撲圖。繪圖時需按圖示用文字工具標注155M、622M和2.5G帶寬。

（3）制作城南光纖系統圖

打開CorelDRAW，先按不同電壓等級添加變電站，新建不同光纜類型圖層，再按不同光纜類型對應顏色和圖層，選取畫圖工具繪制光纜，在上面標注資產所屬單位及公里長度、T接點等信息。完成繪制城南光纖系統圖。

（4）制作通信方式資料

在FrontPage中新建網頁，按通信處方式網頁模板添加方式，制作通信方式時需要注意方式對應使用纖芯及所開通業務設備。

（5）制作光纖分配箱（ODF）示意圖

打開Excel制作表格。填寫每個變電站的光纖分配箱，確保和現場ODF實際情況保持一致。詳細記錄每個使用纖芯的方式及用途。

（6）制作DDF配線架及以太網業務端口

打開Excel制作表格。DDF配線架和網絡端口與實際情況一致。詳細記錄每一對2M端口使用情況，對應站端名稱及業務種類。

（7）制作主站及各變電站通信設備臺賬

打開Excel制作表格。填寫每個變電站的SDH、PCM、通信電源等設備資料型號、生產廠家、辦卡型號、投運日期等。同時根據通信基礎資料存放的對應文件夾位置添加鏈接，實現可以在本站通信設備臺賬中以鏈接方式方便查詢本站全部基礎資料。

（8）制作城南通信光纜統計表

打開Excel制作表格。標注光纜名稱、類型、鋪設方式、資產所屬單位、投運日期等資料進行全面統計。最后選取圖表首行，點擊排序和篩選選項中的篩選。實現圖表可按時間，光纜類型等條件進行選擇性查看。

4.1采用插入對象和鏈接法在城南光纜路徑示意圖上整合各站通信資料

首先制作Word文檔，在第一頁輸入變電站名稱。第二頁制作該變電站通信設備臺賬，在臺賬下方，輸入文字“該站端口表”“通信方式”點擊鼠標右鍵添加鏈接，鏈接到上一步已經制作完整對應各站通信設備資料。

打開CorelDRAW光纜路徑圖文件，點擊編輯菜單選擇插入新對象，選擇由文件創建，選擇Word文檔，選中鏈接選項，完成鏈接，從而實現通信基礎資料和光纜路徑圖的整合。

五、網頁界面制作

首先打開FrontPage，導入網頁模板。代碼輸入完畢后，選擇設計視圖，然后點擊插入菜單，選擇插入圖片，再選擇插入flash，完成網頁界面制作。最后打開IE瀏覽器，完成基于地理信息的通信資源管理制作。

六、結論

本系統以地理信息為基礎，以通信資源為核心，以共享數據庫為依托，以Web和矢量繪圖為技術平臺，以鏈接法、插入對象法和圖層法為關鍵技術，實現通信網絡資源管理的資源分布地圖化、資源外觀可視化、數據分析空間化、資源管理動態化的管理要求，并提供了技術上保障，最大限度地發揮對關鍵維護事務的智能化支援，提高了管理質量和工作效率。

參 考 文 獻

[1]高暉，談電子地圖出版系統在生產中的應用[J]，測繪標準化，1998，14（3）：35～38

[2]金波，周濤、傅紅旗，用于供電企業地理空間資源規劃和管理的新技術[J].電網技術，2004，28（18）：82～84

[3]洪昊，GIS電信線路網地理信息管理系統解決方案[J]，通信世界，2002（10）： 29～32

[4]許春杰、鄒樂君，SVG、GML在WebGIS中的應用[J]，GIS技術，2002（3）：38～42

[5]李琪、王育強、李暉，基于GSI的應急通信資源管理系統的研究與實現.光通信研究，2006，3（5）：45～47

[6]黃芳、吳元龍，GIS在電力信息系統中的應用[J]，計算機工程，2001，27（5）：159～161

[7]王少安，地理信息系統（GIS）及其發展趨勢[J]，焦作工學院學報（自然科學版），2001，20（3）：217～220

[8]吳信才、白玉琪、郭玲嶺，地理信息系統（GIS）發展現狀與展望[J]，計算機工程與應用，2000（4）：8～38

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關鍵詞：組件式地理信息系統 信息查詢 實置咨詢

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0201-02

1 組件式地理信息系統介紹

由于面向對象技術的發展以及它在地理信息系統開發中的應用，地理信息系統的傳統設計方法和思想也隨之發生了改變，于是組件式地理信息系統應運而生。組件式地理信息系統是用幾個能夠完成不同功能的ActivX標準組件來實現各大功能模塊構建而成的，這些標準組件可以完成諸如圖形編輯、坐標轉換、數據查詢、數據分析和數據處理等功能。這種標準組件的生產建立在相當嚴格的標準之下，具有良好的通用性和兼容性，可以在各種通用的開發環境（如C、C++、C#、VB等）中進行使用；各組件之間，均可通過如本設計中用到的Visual Studio 2008這一類的可視化的軟件開發工具集成起來，形成最終的地理信息系統。組件式地理信息系統開發方法大致可分為如下三種： 獨立的底層開發模式、單純的二次開發模式和集成二次發模式。而從目前的應用上來看，集成二次開發模式已經成為GIS 開發的主流。而組件式地理信息系統則是以這種集成二次開發模式為基礎而產生的。

ArcGIS Engine是美國ESRI公司推出的用于建立自定義程序的嵌入式GIS組件的一個完整類庫，由ArcEngine Developer Kit和Arc-Engine Runtime 兩部分組成。包括基礎服務、數據存取、地圖表達、開發組件及運行時選項等五部分。用戶可以使用ArcEngine將GIS功能嵌入到現有的應用程序中，包括Microsoft Office的Word和Excel等產品中，也可以建立能分發給眾多用戶的自定義高級GIS 系統應用程序。ArcEngine開發工具包（DeveloperKit）是一個基于組件的軟件開發產品，用于建立和部署自定義GIS和制圖應用程序，使用ArcEngine開發工具包，開發人員在建立定制的地圖接口方面具有前所未有的靈活性。

2 設計的內容

2.1 功能分為三大類：地圖的基本操作；查詢功能；空間分析功能

（1）地圖的基本操作：加載并顯示地圖，可對地圖進行大小縮放、移動、漫游等操作。

（2）查詢功能：能夠查詢學校各類服務設施、教學場所、宿舍區等的相關信息。本系統采用了兩種查詢方式：點擊查詢（通過點擊圖像上的任意地物所處的位置，查出該位置所屬地物的屬性信息）；屬性查詢（通過選擇待查詢的地物的屬性，找到查詢對象并高亮顯示其在地圖中的位置）。

（3）空間分析功能：系統可以實現圖層間的緩沖區分析、圖上地物的距離面積量算等相關功能。

2.2 目標

（1）以天津城建大學為例，建立校園信息查詢系統，實現對天津城市建設學院的所有建筑信息的檢索查詢，可通過點擊、搜索菜單進行點擊查詢或進行屬性查詢來確定地物位置。

（2）可以直接在地圖上通過量算工具得到兩點間距離或者指定范圍的面積計算，實現不同圖層間的緩沖區分析功能。

2.3 程序工作的基本框架

見圖1。

2.4 功能需求

本設計中的系統主要由地圖操作子系統、信息查詢子系統、空間分析子系統這三個部分組成。相關實現的功能模塊主要有：

（1）地圖操作模塊：地圖的縮放與漫游、圖層操作；

（2）信息查詢模塊：空間屬性信息查詢、地理實體相關信息點擊查詢；

（3）空間分析模塊：緩沖區分析、距離面積量算。

各個功能模塊與系統的聯系如圖2所示。

3 應用實例

（1）數據準備：采用ArcGIS中調入設計中所用的CAD數據文件--各地物圖形的數據， 將其轉化為ArcGIS可用的shp格式文件，將CAD文件進行格式轉換的方法有很多種，本設計中采用的屬性分層法。

（2）圖形屬性數據的整理、分類、修改：由于采用屬性分層的方法進行了對應的數據轉換，所得到的圖像文件繼承了原有數據中的屬性表，但是其中有很多屬性數據是無用的，所以我們要對對應文件的屬性表進行修改、整理。

（3）界面設計：首先對系統主界面進行設計，打開visual studio 2008，在打開的界面上新建一個以C#為開發語言的工程，并添加將要用的ArcEngine相關組件。.在窗體中添加如下組件以實現相關功能。其次其他界面的設計，通過ArcEngine提供的控件可實現主要的地圖操作功能，所以筆者只做了查詢功能的相關界面設計。如屬性查詢功能，是一個GIS查詢系統必備的基本查詢功能，也是現下比較流行和實用的一項功能，使用者可以利用相關屬性定位，該屬性所屬實置。新建一個窗體，在窗體上添加三個lable控件、兩個combobox控件，一個textbox控件，一個listbox控件，一個groupbox控件，以及四個控制按鈕。

（4）功能實現：本系統中實現地圖的基本操作的功能是通過向ArcGIS Engine ToolbarControl中添加對應的按鈕實現的。具體實現代碼見附錄。

將對應代碼輸入程序最終可以將本系統用到的對應功能按鈕添加進ToolBarControl控件中，最終程序實現功能如圖3所示。

4 結語

組件式地理信息系統具有良好的通用性和兼容性等多種特性，可以在各種通用的開發環境（如C、C++、C#、VB等）中進行使用，因此對于該系統的開發應用越來越廣，本文運用ArcEngine相關組件開發了校園信息查詢系統，實現了地圖的縮放與漫游、圖層操作，空間屬性信息查詢、地理實體相關信息點擊查詢，緩沖區分析、距離面積量算等功能。

參考文獻

[1] 宋超，董東林，肖偉鵬.基于AE-GIS的城市出行查詢系統研發[J].電腦編程技巧與維護，2010（6）.

[2] 蔣.基于ArcEngine的GIS開發[D].哈爾濱：東北林業大學，2012.

[3] 張會會.基于ArcEngine 的城市房產信息查詢系統設計與實現[D].泰安：山東農業大學資源與環境學院，2011.

[4] 朱仕杰，南卓銅.基于ArcEngine的GIS軟件框架建設[J].遙感技術與應用，2006，21（4）：385-390.

[5] 陳祖剛.基于GIS的鄭州大學教室查詢系統的設計與實現[D].鄭州：大學水利與環境學院，2012.

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1 前言

 

在現今的辦公中，OA系統扮演者不可缺少的角色，我單位為了與時俱進，決定在2014年年底前部署好本單位的國土OA，依據我國的《電子政務標準化指南》所提供的參考要求和結合我局各股室的實際工作中的特殊業務要求，我們決定以集中式架構和分散式架構的混合模式來啟動電子政務系統。政務系統大概分為四個層次：數據公共服務成、客戶端應用層、應用數據交戶層和網絡硬件層。

 

2 技術路線

 

(1)電子政務系統在已有數據建立中心的基礎上，升級建立業務數據、空間數據、mapgis SDE、HTTP/FTP添加服務。

 

(2)在已有業務數據基礎上通過搭建構建技術建立各項股室業務和數據矢量化應用。

 

(3)實現map、CDA和數據應用系統的集成，網內各個用戶端實現可擴展各類的應用程序。

 

3 系統功能

 

(1)我局所自行設計的電子政務系統是轉對我部門應用業務流程的一個審批管理軟件。所設計的功能基本能滿足我局業務的需求，符合國土行業數據入庫、瀏覽、查詢、數據矢量化和分析的基本功能?；救诤狭薈AD、mpagis/arcgis技術，以SQL2005數據庫作為后臺支撐和維護，極大的方便了審管一張圖、基本信息查詢和流程的制度化綜合管理。

 

(2)公文傳輸系統的介紹。相關文件表明我局的網絡必須要使互聯網和國土廣域網必須實行物理隔離，就是只要上有國土廣域網的電腦必須購買相關的硬盤和隔離卡，實現各網數據實現真正的物理隔離，提高國土數據真正的安全性。就是要求在數據的傳輸中要保證數據的安全、穩定、不可泄露，而通過隔離卡的傳輸正好能為數據傳輸的要求做號基礎。而且能滿足我局政務系統各項業務的需求。

 

他基于國家保密局相關的技術要求，并采用好佳成熟的加密技術，自動生成客戶端使用的紅頭文件、 用戶硬件登入、轉發、接收、回饋、閱覽、查詢、歸檔和日志等功能，形成了一個數據較為安全性、完整性、便攜性。

 

4 關鍵技術

 

基于國土基層數據服務交換體系的數據資源整合技術

 

4.1 主要特點

 

國土基本數據錄入者與數據接收者的交互方式或過程，他們都是按照通過設計好的規則，通過某項數據傳輸，將整理的數據提交給另一方的過程。

 

由于數據是在不能的業務部門產生，在使用者的業務水平的差異、操作步驟的不規范、其產生的交互數據也極不相同，從數據交換各信息主體間共享數據的策略，面對面、中央數據方還有點對點的交互方式，我們對點對點方式的數據交換是指整個電子政務系統中的每個客戶點都要單獨為提供數據接收方提供數據點;

 

機房數據庫的數據交換方式在一個對應的數據點上面進行交互，將各客戶端提交的數據集中到一個點上面進行交互，此后所有的客戶端數據必須進行在集中點上面交互。為了使提交的信息能夠準確的查詢和數據的完整性和正確性，當數據傳輸時必須進行數據的驗證。

 

4.2 硬件的基本架構

 

電子政務系統信息交換體系是以國家統一的標準基礎，通過連接各級以及各級政務數據資源交換體系為橋梁，圍繞跨部門的業務協同，以管理端提交的數據為準，確定部門間交換信息指標及信息交換流程，實現不同股室間應用系統的信息交換，形成股室間政務信息資源物理分散的交換模式，連接股室間橫向按需信息交換數據，集中式交換式架構就是將各客戶端的輸入數據集中在統一的數據庫中，數據的提供者和信息的需求者通過訪問集中數據庫實現信息的共享實現信息資源交換。應用的時候可以連接應用終端訪問共享信息實現部門間的數據交換方式。

 

4.3 應用特點

 

數據集中式交換構架是數據交換常用的設計模式，他也是大型應用系統在設計數據交換時首先一種架構，是基于信息集合的一種系統數據集成方式，適合于數據共享程度非常高、數據一致性和安全性要求高的跨部門應用程序比如網站應用系統等數據共事程度廣泛或數據一致性和安全性以及完整性要求高的應用中。這幾種應用模式的最大優點是電子政務系統運行效率高、易管理、易維護。

 

數據分布式交換構架相對于集中式交換而言，他能夠將數據交換時對集中數據的服務器產生的外溢壓力平攤到分布式交換架構中涉及的各個應用節點，大大地減輕各站點壓力。

 

該構架可部署于性能要求不高、信息一致性不高的各部門間數據以及信息交換。這種應用模式的優點是能夠較大地、比較方便的部署于異構系統之間，但維護成本是非常地高。

 

集中式構架和分散式構架合起來就是混合式構架。由于各客戶端提供的信息數據水平的差異和數據交互的應用需求的有些差異，在同一個數據庫庫體，他不應是一個單一的數據交換模式，而是有很多種模式的數據組合。

 

在初期的建設規劃時，應該要根據實際應用需求特點進行臺理布局，充分發揮兩種交換模式的特點解決特定的問題。

 

4.4 應用特點

 

各股室的日常信息和信用數據公開共享平臺基于上圖的總體技術架構進行構建，實現了廣域網信息和信用數據的整合和共享，為公眾提供“一站式”項目信息綜合檢索及快速定位的項目信息和信用獲取服務，為建立信用信息互認共享和成果運用機制奠定基礎，推動了部門間建立信息互認機制形成“一處失信、處處受制”的信用監管體系提供了必要的信息技術手段。

篇5

關鍵詞：笛卡爾切割單元法；環境影響評價；地理信息系統；可視化；地面水環境

中圖分類號： TP391.9

文獻標志碼：A

Abstract：

The numerical simulation of pollution dispersion within complex river course and its visualization on Geographic Information System （GIS） are very important to surface water Environmental Impact Assessment （EIA）. But there still remain many difficulties and problems， such as grid generation， numerical simulation model of pollution dispersion and the visualization of result. To resolve these problems of area river pollution calculation and GISbased visualization for point source side discharge situation， the ways of surface water EIA visualization based on Cartesian cut cell method were presented. The Cartesian cut cell method was applied to generate grid， by using cut cell intersection point chasing algorithm and choosing approach of background Cartesian grid in river course boundary， the Cartesian grids of complex river course were achieved. A selfadaptive grids refinement algorithm with steady state pollution decay model was proposed. Based on unstructured Cartesian grids， a point source river water pollution simulation model of side discharge was provided and an area filling algorithm was developed to achieve the visualization of EIA result. Through the visualization and analysis of a river pollution EIA example， the practicability and efficiency of the proposed methods were confirmed.

Key words： Cartesian cut cell method； Environmental Impact Assessment （EIA）； Geographic Information System （GIS）； visualization； surface water environment

0引言

基于地理信息系統（Geographic Information System， GIS）的地面水環境影響評價可視化能夠準確直觀地分析污染物排放對河流水體環境質量的影響，其可視化的實時性對于提高環境影響評價（Environmental Impact Assessment， EIA）效率及快速響應能力具有十分重要的意義。

目前，基于GIS的環評可視化研究集中于大氣環境[1-4]，地面水環境的GIS環評可視化仍是一個尚待實現的難點問題。其難點主要在于以下幾方面：1）與大氣環境的開放性空間不同，地面水存在于由復雜河道系統構成的封閉空間內，在GIS中完成復雜河道的輪廓提取與輪廓線內網格生成是一個非常復雜的問題；2）河道中污染物擴散模型與河道幾何信息密切相關，平直河流與彎曲河流需采用不同的衰減模式且依賴人為簡化推定，無法適用于復雜河道系統的區域計算；3）地面水環評計算結果的可視化顯示嚴格限定于河道輪廓內，其基于GIS可視化的難度遠超大氣環境。

切割單元法是一種近年來發展起來的二維復雜區域網格剖分方法，其基本思想是采用笛卡爾背景網格與實體輪廓線求交以得到切割單元網格及輪廓線內網格[5-6]。該方法主要應用于二維流場的數值計算中[7-9]，結合分層切片算法后也可應用于三維復雜形體的網格剖分與物理場可視化[10]。

針對基于GIS地面水環評可視化的難點1），本文提出了基于切割單元法的復雜河道非結構化笛卡爾網格生成方法。針對難點2），本文提出了基于河流彎曲系數判斷的點源岸邊排放污染物濃度擴散算法，實現了依據河流自然地理情況的混合過程段復雜河道污染物擴散濃度計算。針對難點3），本文提出了基于非結構化笛卡爾網格的河流污染物區域填充算法。應用上述方法開發了基于GIS的環評可視化系統，實現了復雜河道系統點源岸邊排放的環評可視化。

1.2被河道輪廓線包圍的背景網格節點集的選擇

完成背景網格與河道輪廓線的切割后，背景網格被分成3類：河道輪廓線內網格、河道輪廓線外網格和邊界切割網格，而其中的河道輪廓線外網格作為無用網格需要加以刪除。

在刪除無用網格過程中，首先需要判斷哪些背景網格節點被河道輪廓線包圍。如采用常用的點與多邊形包含關系判斷算法，則對于折線段數量巨大的復雜河道存在著判斷效率低下的缺點。因此，本文采用了基于凸包的點集與多邊形包含關系判斷方法[11]來判斷背景網格節點與河道輪廓線之間的包含關系。通過計算背景網格節點集的凸包[12]，得到被河道輪廓線包圍的背景網格節點集，并將除該節點集以外的背景網格刪除。

1.3碎片切割單元的合并

通過笛卡爾切割單元法得到的河道網格由河道輪廓線內網格單元與邊界切割網格單元組成，但當某一個切割單元被切割得過于細小時，將導致后續計算與可視化顯示效率的降低。需采用切割單元合并技術將碎片化的細小切割單元與其相鄰網格單元合并。將一個大網格單元與一個碎片切割單元合并，產生一個新的切割網格單元。如圖2（a）所示，灰色部分為河道輪廓線內部，河道輪廓線段n及n+1與背景網格切割后得到切割單元i、 j及k，其中單元j為碎片單元，通過切割單元的合并得到如圖2（b）所示合并切割單元i。具體算法如下：

步驟1遍歷切割單元鏈表，判斷每一個切割單元的節點數，若節點數等于4則不需要被合并直接進入步驟4。若節點數小于4則進入步驟2。

步驟2對于待合并碎片切割單元，基于切割單元內輪廓線段的斜率選擇其相鄰合并單元。如圖2（a）所示，碎片切割單元j的節點數小于4，比較其右側及下方的切割單元i、k中輪廓線段的斜率，由于右側單元i中的輪廓線段斜率與單元j相同，基于使合并后單元內切割線為同一線段且盡可能長的原則，其適合的相鄰合并單元為i。

步驟3當相鄰合并切割單元被確定后，將其與待合并碎片切割單元作為一個單元存入合并單元鏈表中。

步驟4對下一個切割單元執行步驟1的判斷，直至完成對切割單元鏈表的遍歷。

以上算法的時間復雜度為O（n）。

2.2河道輪廓線內非結構化笛卡爾網格生成

在水環境評價數值模擬中，其污染物擴散與排放口位置、河道屬性及流速等環評參數密切相關。而切割單元法生成的河道輪廓線內網格為結構化笛卡爾網格，其網格間距等于背景網格的間距。將固定間距的河道輪廓線內網格應用于不同關心區域長度、不同河流類型及環評參數的污染物計算，無法兼顧數值計算及可視化顯示的精度與效率。若減小背景網格間距將造成切割單元交點追蹤計算量的增大及碎片切割單元數目的增加，而增加背景網格間距又會導致河道局部信息丟失及降低計算精度。

針對這種情況本文采用了自適應網格加密及稀疏算法，對通過切割單元法得到的河道輪廓線內網格進行局部加密與稀疏，生成非結構化笛卡爾網格，以提高環評計算與可視化的準確性及效率。具體算法如下：

步驟1人機交互輸入環評參數、排放點源坐標及其河岸屬性，沿水流方向從排放口至關心區域邊界將評價河道劃分為不等長的N段河段，距排放口越近河段長度越短。將輸入的相關參數存入環評參數表中。

步驟2搜索合并單元鏈表，從排放點開始，在與排放點屬于河岸同側的邊界切割單元中尋找最接近第i（i=1，2，…，N）段河道上下游邊界處的2個切割單元，并在合并單元鏈表中標記其屬于第i個河段。讀取每個單元中屬性為背景網格點的2個節點坐標。以2個切割單元中的4個背景網格點坐標值為關鍵值查詢河道輪廓線內網格單元鏈表，找出分別包含這4個網格點的2個河道輪廓線內網格單元，并以位于河段上游及下游處的這2個河道輪廓線內網格單元為檢測單元。

4結語

本文引入基于切割單元法的復雜河道笛卡爾網格生成方法，在復雜河道點源岸邊排放污染物擴散模型的基礎上，提出了污染物濃度值區域填充算法，實現了基于GIS的復雜河道點源岸邊排放環評可視化。實驗結果表明，通過自適應加密與稀疏算法生成的河道輪廓線內非結構化笛卡爾網格很好地兼顧了環評可視化的精度與效率，可準確、快速、直觀地反映復雜河道污染物濃度分布狀況。而如何將本文所提方法由二維擴展至三維水質模型，則是下一步的研究重點。

參考文獻：

[1]WU P， ZHAO Y， SUN X. Processing method of selfadaptive graphic for GISbased EIA visualization [J]. Computer Engineering， 2008， 34（12）： 271-273.（吳培寧，趙越，孫曉霞.GIS環評可視化的自適應圖像處理方法[J].計算機工程，2008，34（12）：271-273.）

[2]WU P， TAN J， LIU Z， et al. Voronoibased topological contour filling approach for environmental impact assessment [J]. Journal of Zhejiang University： Engineering Science， 2009， 43（2）： 321-327.（吳培寧，譚建榮，劉振宇，等.基于Voronoi圖的環評等值線快速拓撲填充[J].浙江大學學報：工學版，2009，43（2）：321-327.）

[3]SUN Q， DONG X， REN Z. Visualization of atmospheric point source dispersion model based on GIS [J]. Science of Surveying and Mapping， 2011， 36（1）： 24-25.（孫慶珍，董曉馬，任忠斌.大氣點源擴散模型的GIS可視化研究[J].測繪科學，2011，36（1）：24-25.）

[4]WU P. Research on key method and application of visualization for the complex geometries physical field based on adaptive layered method [D]. Hangzhou： Zhejiang University， 2006.（吳培寧.基于變層厚的復雜區域物理場可視化若干關鍵技術研究及其應用[D].杭州：浙江大學，2006.）

[5]INGRAM D M， CAUSON D M， MINGHAM C G. Developments in Cartesian cut cell methods [J]. Mathematics and Computers in Simulation， 2003， 61（3/4/5/6）： 561-572.

[6]TUCKER P G， PAN Z. A Cartesian cut cell method for incompressible viscous flow [J]. Applied Mathematical Modelling， 2000， 24（8/9）： 591-606.

[7]GAO F， INGRAM D M， MINGHAM C G. The development of a Cartesian cut cell method for incompressible viscous flows [J]. International Journal for Numerical Methods in Fluids， 2007， 54（9）： 1033-1053.

[8]ZHU S， MAO G. Application of Cartesian cut cell method to simulation of the 2D flow in a lake [J]. Journal of Southern Yangtze University： Natural Science Edition， 2006， 5（5）：606-608.（朱嵩，毛根海.笛卡爾切割單元法在湖泊二維流場模擬中的應用[J].江南大學學報：自然科學版，2006，5（5）：606-608.）

[9]CHEN B， ZHANG H. Numerical simulation of local scour under a submarine pipeline using a Cartesian cut cell approach [J]. The Ocean Engineering， 2012， 30（1）： 66-74.（陳兵，張樺.應用切割單元法對海底管道局部沖刷數值模擬[J].海洋工程，2012，30（1）：66-74.）

[10]WU P N， TAN J R， LIU Z Y. Adaptive layered Cartesian cut cell method for the unstructured hexahedral grids generation [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering， 2007， 20（2）： 6-12.

[11]ZHOU P. An algorithm for deciding whether the set of points in the polygon [J]. Computer Research and Development， 1997， 34（9）： 672-674.（周培德.判斷點集是否在多邊形內部的算法[J].計算機研究與發展，1997，34（9）：672-674.）

[12]YE Q Z. A fast algorithm for convex hull extraction in 2D images [J]. Pattern Recognition Letters， 1995，16（5）： 531-537.

篇6

（西安郵電大學國有資產管理處，陜西西安710121）

摘要：為了提升高校土地資源管理工作的效率，實現對高校土地相關數據、圖件進行數字一體化的規范管理，進一步強化信息管理手段的作用。系統運用地理信息系統（GIS）技術建立了圖文一體化的空間數據庫，并基于GIS平臺設計了高校土地資源信息管理評價系統，實現了地圖查詢、土地利用評價、成果輸出等功能。該系統的建立改變了目前高校土地資源基本以紙質方式管理的現狀，為高校土地利用的決策提供科學高效的數據支撐。

關鍵詞 ：高校；土地資源；GIS；管理評價

中圖分類號：TN911?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）16?0026?03

收稿日期：2015?02?21

基金項目：西安郵電大學中青年教師基金（ZL2013?49）

隨著國家對土地資源監管力度的不斷加大，高校的土地資產作為國有土地資源的一部分，其監管水平也迫切需要得到進一步提升。目前高校土地資產的監管工作在高校國有資產管理工作中是一個短板，缺乏信息化管理手段支持，主要還是單一的文字檔案管理，更不能為土地資源利用決策提供分析評價依據。本文提出引入GIS技術，建立GIS數據庫，將其具有空間屬性的特點融入到高校土地資源管理工作中，連接數據庫和地理信息系統，實現屬性和圖像數據的關聯，存儲匯總土地資源數據，對數據、表格、圖像進行一體化管理，能進行區域分析和模型分析，圖數并茂，為空間分析、輔助決策提供便利。

1 地理信息系統概述

地理信息系統（Geographic Information System，GIS）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛地應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理，把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值[1]。

2 高校土地資源管理工作現狀

隨著高校用地規模的不斷擴大，特別是很多高校都征地建立了多個校區，土地相關數據資料成幾何倍數增長，高校的快速發展給高校土地資源管理工作提出了更高的要求，但是此項工作的很多數據還處于紙質存檔，人工查找瀏覽的階段，數字化發展速度嚴重滯后，導致目前工作中存在一些問題。由于征地周期長，涉及多個時期，文字資料數據不規范；土地管理工作僅僅是基礎數據的匯總存檔，并未將更深層次的科學測算評價列入常規工作；土地數據成果、各類報表大都采用手工填報方式，而且大量土地數據特別是圖紙數據的查詢需到檔案室查找，效率低下，成本較大，不利于土地資源日常管理。

3 高校土地資源數據庫建庫基本流程

土地資源數據庫建庫首先要進行圖件掃描，從地圖權威部門獲取某高校土地所有地圖，包括地形圖、地質圖等，采用CCD攝影式掃描儀將各種圖件數字化；其次進行圖形矢量化，對圖形中的不同對象進行分層，建立圖層對象。本系統采用空間數據采集系統KJDW 2.0可以十分方便的完成此項工作，減少了大量繁瑣的手工作業。最后在地圖數字化以及圖層分層工作完成后，開始進行系統的搭建，系統框架的建立采用LY?zdsc 2.0 進行構筑。建庫基本流程如圖1所示[2?3]。

4 數據庫設計

基于GIS 的高校土地資源信息管理評價系統既有大量的空間數據，又有大量的非空間數據。空間數據通過對地形圖和各種專題圖的數字化操作獲得，主要以點、線、面、體的對象格式來描述高校土地資源信息的空間位置和關系并按類型分圖層存放，包括高校土地資源基本分布圖、已建成建筑物用地圖、公共綠地景觀圖、待開發用地規劃圖、不可建設土地區域（代征地）圖。

非空間數據即為屬性數據，屬性數據與空間數據相對應，圖形中的所有信息都由屬性庫來存放管理，土地的宗地號、面積、權屬、用途存放于土地基本屬性表里，土地的質地、地下水位、地表覆蓋特征、人員分布數量、地上建筑情況存放于土地專項屬性表里。

本系統采用MapInfo實現空間數據與屬性數據的連接，通過使用DataSets.Add方法將屬性數據綁定到地圖上[4?6]，代碼舉例如下：

5 系統功能實現

為了實現高校土地資源的數字化管理，及時直觀的掌握土地資源的詳細數據信息及變動信息，為高校土地資源的利用決策提供支持。系統通過計算分析錄入的基礎數據，實現地圖查詢、土地信息統計、土地利用評價、成果輸出等功能，同時系統增加了測算區域面積和放大凸顯選中區域的功能，進一步強化系統統計功能和點擊查看地圖的直觀性。下面對系統的重點功能進行介紹。

5.1 土地面積測算功能

在高校土地資源的管理決策過程中，對某塊土地面積的精確掌握是一個非常重要的要求。目前高校大都具有整個校區的土地證和宗地圖，可以查到校區的整體面積，但是對其中某一塊土地的面積缺乏高效的計算手段。本系統增加了計算區域土地面積求統計值的模塊，有效地提高了高校土地管理的工作效率和管理水平。

部分代碼如下：

5.2 放大凸顯區域地塊功能

在高校土地管理的實際工作中，對土地圖形資料的需求主要是查看瀏覽，本系統提供放大并標紅選中地圖對象的功能，可以極大地增強查閱地圖的可視性。部分程序代碼如下：

5.3 土地利用評價功能

土地評價模塊將根據輸入的數據自動進行計算，既保證了結果的準確性又提高了計算效率。主要包括指標權重值的錄入、評價指標集約度分值計算、土地開發率測算、土地建成率測算、用地結構狀況統計、建筑密度、綜合容積率等。高校土地資源信息管理評價系統功能界面如圖2所示。

土地評價模塊的主要功能需分步實現，首先從數據庫提取出計算的初始數據，對指標現狀值進行計算，然后確定權重值及理想值并錄入到數據庫中保存，最后按照算法進行自動測算。指標權重值的確定采用特爾斐法，通過對評價目標的權重進行多輪專家打分，并按公式（1）計算權重值：

式中：Wi為第i 個指標權重；Zij為專家j 對于第i 個指標的打分；n 為參與打分專家總數。

參與打分的專家應熟悉高校土地的管理工作，包括國土資源管理部門工作人員、高校管理土地的工作人員以及熟悉土地評價工作的評估專家。第一輪為無干預打分，根據第一輪打分結果計算出指標的平均值及標準差，在進行下一輪打分時將結果發給專家，供專家參考并對打分進行修正。經過兩輪打分后，各指標權重標準差均在限差范圍，根據第二輪打分結果確定各指標權重值并將權重值錄入數據庫的指標權重表里。

評價指標集約度分值按式（2）計算：

式中：D 為評價指標集約度分值；Si為第i 個指標現狀值；Ii為第i 個指標理想值，采用專家咨詢法或依據國家和地方制定的政策、規劃及有關用地技術標準的目標值法確定；Wi為第i 個指標權重值。

系統將諸如此類的算法集成匯總到算法庫中，實現各評價指標值的自動測算[7?10]。

6 結語

在高校土地資源基礎數據收集整理的基礎上，運用計算機數據處理方法，構建了高校土地資源信息管理評價系統的數據庫，同時結合高校土地資源管理工作數字化的需求，基于GIS平臺設計了高校土地資源信息管理評價系統，它極大地提高了高校土地資源管理的工作效率和數字可視化管理水平，為高校土地管理提供高效的決策支持。

參考文獻

[1] 張長勤，郭俊杰，孫力.基于GIS土地利用數據庫的設計與應用[J].華東經濟管理，2014（6）：37?39.

[2] 吳永勝.基于GIS 的土地利用總體規劃管理系統研究與應用[J].資源與人居環境，2013（8）：16?18.

[3] 杜夢麗，鄧娟，劉.基于GIS的土地利用信息系統設計分析[J].科技視界，2014（20）：39?40.

[4] 傅為華，劉俊領.基于GIS的土地規劃出讓信息管理系統的設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2012（10）：30?31.

[5] 章欣欣，黃波.基于GIS的城市土地利用分析與建?？蚣苎芯縖J].微計算機信息，2012（4）：28?29.

[6] 劉一鳴.基于GIS的土地利用管理系統設計與實現[D].長沙：中南大學，2012.

[7] 李旭穎，郭忠華，曹澤民.基于GIS的土地利用評價[J].價值工程，2014（33）：23?24.

[8] 潘錫輝，雷涯鄰.開發區土地資源集約利用評價的指標體系研究[J].技術經濟與管理，2010，17（2）：76?78.

[9] 李小燕.土地評價相關問題研究綜述[J].陜西理工學院學報：社會科學版，2013（2）：18?19.

篇7

關鍵詞：地理信息系統；虛擬現實；國土資源管理；三維地理信息系統

1 引言

在國土資源管理領域中，二維地理信息系統的大量應用取得了可喜的成果，有了充實的數據基礎，但也存在著二維地學特征無法表述的信息，這是傳統地理信息系統無法逾越的瓶頸，例如：在進行土地、礦產規劃以及在研究和計算地下礦產資源儲量的過程中，傳統的二維地理信息系統顯得力不從心。

通過地理信息技術以及三維虛擬現實技術的結合應用，這些問題就迎刃而解了。使用地理信息系統建立地理信息數據庫，對重點區域目標進行采樣，運用虛擬現實技術建立三維模型成為了一種很好的解決問題手段。這里就對這兩種技術在國土資源管理中的具體應用談一下看法，希望與大家共同交流和探討，并得到指正。

2 地理信息系統簡介

在我國，地理信息系統（GIS）于60年代中期開始形成并逐漸發展起來。地理信息系統脫胎于地圖，它們都是地理信息的載體，具有存貯、分析和顯示地理信息的功能。

地理信息系統主要由地理信息數據、軟件環境、硬件環境組成。

現在，很難將地理信息系統作為單一獨立的系統提出，現在的地理信息技術具有如下的特征：地理信息系統、遙感、以及全球定位系統三者結合應用日益緊密；空間數據的表達更加趨向復雜，更加趨向于三維化；要求更為智能化的專家輔助決策系統；系統功能的開發應用以及組件式開發應用；地理信息系統應用更加趨向于網絡化，更加強調與用戶進行交互的功能。

現在地理信息系統的應用已經朝著多元化的方向發展，可以說這種技術已經成為了時下最為熱門的邊緣交叉學科，應用前景很廣闊。

3 虛擬現實技術簡介

虛擬現實（VR）技術是20世紀90年代以來興起的一種新型信息技術，它集多媒體、網絡技術、傳感技術等多種先進技術為一體，是當今前景最好的計算機技術之一。它利用計算機技術生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環境，用戶通過使用各種交互設備，同虛擬環境中的實體相互作用，使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進的數字化人機接口技術。與傳統的模擬技術相比，其主要特征是：操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環境中，與之產生互動，進行交流。通過參與者與仿真環境的相互作用，并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力，幫助啟發參與者的思維，全方位地獲取虛擬環境所蘊涵的各種空間信息和邏輯信息。

“人工現實”、“遙在”、“虛擬環境”、“賽伯空間”等都是虛擬現實的不同表述形式。

利用個人計算機和低級工作站進行仿真，將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。通過各種輸入設備實現與虛擬現實世界的充分交互，這種系統的特點是結構簡單、價格低廉，組成靈活，易于普及推廣，是一套經濟實用的系統。

4 地理信息系統與虛擬現實結合應用技術

(1) 虛擬地理環境（VGE）

虛擬環境是虛擬現實系統的核心?！俺两校↖mmersion）”是虛擬現實系統區別于其他計算機應用系統的典型特征。

(2) 三維地理信息系統（3D-GIS）

3D-GIS即基于地理信息系統的虛擬現實技術，這項技術已經在數字虛擬城市等方面得到應用。GIS技術的發展成熟，及其可視化的發展趨勢，使得基于GIS技術的虛擬現實在越來越多的方面得到重視，并在越來越多的領域得到初步的應用。

目前，該項技術已經在國土相關領域開展應用，發展前景相當樂觀。

(3) 3D-GIS系統開發簡介

目前基于GIS的虛擬現實技術的主要開發工具包括三大方面：

傳統的GIS系統開發工具：包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等；

專門的3DGIS軟件,如國內靈圖公司的VRMap,美國Alberta大學開發的 MR等；

專業的3D游戲開發工具，如OpenGL、Direct等。

5 應用簡介

(1) 在國土規劃工作中的應用

國土規劃是對虛擬現實技術需求最為迫切的領域之一，政府規劃部門、工程技術人員和各界人士可以通過使用虛擬現實技術，從不同的角度，實時互動真實地看到規劃效果，獲得前所未有的直觀感受，這是傳統的表現手段沙盤、效果圖、平面圖等所不能達到的。而且打破了專業人士和非專業人士之間溝通的障礙，使得各部門能通過統一的仿真環境進行交流，能更快地找到問題、達成共識和解決一些設計中存在的缺陷。

應用虛擬現實技術，將三維地面模型（DTM）、正射影像（DOM）和地理信息矢量數據及建立成功的三維立體模型融合在一起，再現城市建筑及城市模型，用戶在計算機屏幕前可以很直觀地看到生動逼真的城市街道景觀，可以進行查詢、量測、漫游、飛行瀏覽等一系列圖形及地理信息系統相關的操作，滿足國土資源管理由二維GIS向三維虛擬現實的可視化發展需要，為規劃設計工作提供可視化空間地理信息服務。在國土規劃中系統應用效果圖如圖所示。

該系統的設計采用了目前流行的GIS軟件，采用Direct技術構建三維虛擬環境，采用專門的軟件對真實物體進行切片等仿真處理，達到了身臨其境的真實演示應用效果。

(2) 在礦產資源儲量管理工作中的應用

礦產資源儲量管理工作是國土資源領域中另外一個迫切需要虛擬現實技術的應用要求。

以往在礦產資源儲量計算的過程中，進行了大量的物探及化探工作，收集了大量的地質相關圖紙，專家們根據這些資料和一些科學公式及多年經驗，對一礦區進行儲量的核算。這種測算的方式顯然已經不能滿足管理部門的要求了，采用地理信息系統技術、虛擬現實技術設計并表示礦體特征，根據國際公認的儲量計算模型計算礦產資源儲量是一個很不錯的解決方案，我們在實際工作過程中使用這些技術進行了礦產資源儲量的計算，達到了滿意的效果。在實際工作過程中，我們采用了一款三維分析性能良好的軟件，下圖是軟件應用的具體顯現。

6 結束語

地理信息系統是一門已經廣泛應用的交叉學科，其發展成熟，可對應用及管理工作提供有效的支持。

虛擬現實是一門新興的技術，國內對這項技術尚屬于研究階段，但現在已經有可喜的進展了，一些公司已經開發出了采用虛擬現實技術的應用系統，甚至已經開展了廣泛的應用。它的研究內容涉及到人工智能、計算機科學、電子學、傳感器、計算機圖形學、智能控制、心理學等。有朝一日，虛擬現實系統成為一種對多維信息處理的強大系統，成為人們進行思維和創造的助手和對人們已有的概念進行深化和獲取新概念的有力工具。

在國土資源管理領域中，應用功能強大的地理信息系統技術和更加真實表現的虛擬現實技術，一定會帶來更大的應用收益。

參考文獻

[1]王煒,包衛東,張茂軍,等.《虛擬仿真系統導論》.國防科技大學出版社.

篇8

【關鍵詞】地理信息系統環境GIS分布式

地理信息系統是融計算機圖形和數據庫于一體的有關信息的集合。它把地理位置和相關屬性信息圖文并茂地輸出給用戶。用戶借助其可視化表達可進行各種輔助決策。地理信息系統的產生改變了傳統的信息處理方式使人們處理信息由數值領域進入到了空間領域。地理信息系統一直與信息技術息息相關。隨著分布式計算技術、網絡技術的迅速發展，分布式計算技術作為一個能夠承載地理空間信息的平臺，已成為目前GIS發展的最重要的方向。分布式地理信息系統是建立在分布式空間數據庫基礎上由一組分布式服務器協同為客戶端提供地理信息服務的網絡地理信息系統。網絡信息系統能夠有效地管理一個大的地理區域復雜的污染源信息，詳細分析區域環境影響諸因素的變化情況，以及主要污染物的地理屬性和特征等。

一、網絡地理信息系統的特點

（一）隨著網絡的迅速普及，依賴網絡獲取信息擴大地理信息系統的應用領域。將網絡軟件通過普通瀏覽器，享用地理空間信息服務，從而降低數據散發成本。比如數字地圖的出現，使得人們得以拋棄傳統的印刷地圖，可以在網絡上簡便地查詢地點和路線。對同一區域不同時段，不同的環境影響因素進行特征疊加，分析區域質量演變與其它諸因素之間的相關系。對區域的環境質量進行預測。此外可在一張地塊地圖上顯示重點污染源的位置及其對環境的影響。

（二）實現資源共享。為實現信息的共享，建立面向用戶的、資源共享的開放式網絡。具有強大的空間分析和數據處理功能充分利用網絡的功能模塊結合選定的環境監測模型可以對多源環境信息進行處理從中發現環境演變的動態規律，建立科學的監測模型，實現對環境的綜合動態監測。

（三）速度快，精度高。利用網絡分布技術可以將數據與地圖相關聯建立拓撲關系進行空間分析，實現對各類專題地圖輔助決策和管理。不僅節省大量的人力、物力、財力最主要的是獲得成果的速度快精度高。

（四）透明性，位置透明，即用戶不需知道文件和數據庫的位置，資源的名字資源無須更名就可自由地在系統中流動外界不需要知道系統為使資源均衡而改變對象的位置。系統可以隨意地為文件進行附加拷貝而無須用戶知道，并且在用戶沒有感覺的情況下并行發生。隱藏數據表示和調用機制的異同，可以將出錯和恢復事件隱藏在對象內部，以達到糾錯的目的。

二、網絡式地理信息系統的主要表現方法

（一）DCOM的分布式網絡地理信息系統

1.具有數據管理功能：（1）由關系型數據庫管理屬性數據，地理空間數據以義件的形式存儲，由空間數據管理軟件包進行空間操作。地理空涮數據文件和關系型數據庫之唰以指針或關鍵詞建立聯系；（2）對關系型數據庫進行完善，統一管理屬性和空間數據在關系數據庫中引入面向對象技術，建立對象關系型數據庫或純對象數據庫，對象和底層表示分離，空間屬性和非空間屬性定位平等，實現了屬性數據和空間數據的一體化管琿。隨著技術進步，客戶端能采用新的協議，利用web技術完善地理信息系統的新技術，能夠在瀏覽器上顯示多媒體數據，而WebGIS中的信息通過交互操作，對空間數據進行查詢和分析。用戶可以瀏覽站點上的空間數據，進行各種空間數據檢索和空間分析。

2.分布式網絡系統的表現方法：（1）插件方法。利用布式網絡系統，一些簡單的操作都需要服務器完成并將結果返回。當網絡流量較高，就需要利用插件技術，利用能夠同瀏覽器交換信息的軟件，將一部分服務的功能轉移到客戶端，加快了用戶操作的反應速度，減少了網絡流量和服務器負載。而且簡單操作，使普通用戶也能方便的獲取所需的信息。利用通用的瀏覽器進行地理信息的，通常使用免費的插件，大程度的降低用戶的經濟負擔；（2）跨平臺性：無論客戶和服務器采用何種系統，服務器端使用何種軟件，用戶都可以透明的訪問WebGIS數據，實現遠程異構數據的共享；（3）可移植性：能夠實現有狀態的空間數據傳輸協議，經過同樣的數據傳輸過程，數據傳輸之間建立聯系，減少網絡傳輸負擔較重。它作為一種進程內擴充方法，有效減少進程耗費的時間。客戶端同樣不具備數據管理機制，運行的速度比較快，網絡和服務器負擔輕。

（二）AGENT技術的分布式地理信息系統

它是以數字化的形式反映人類社會賴以生存的地球空間的現勢和變遷的各種空間數據，以及描述這些空間數據特征的屬性，以模型化的方法來模擬地球空間對象的行為，在計算機軟、硬件的支持下，以特定的格式支持輸入/輸出、存貯、顯示以及進行地理空間信息查詢、輔助決策的有效工具。一句話，地理信息系統為人們提供了管理地理信息和開展空間分析的先進工具。隨著計算機網絡、計算機通信等技術的發展，Agent系統放松了對集中式、順序控制的限制，提供了分散控制和并行處理，解決了網絡分布系統應用領域之間的協同工作問題，不同領域的系統通過相互合作完成相關的應用，分析地理信息和地理應用的互操作問題，相互訪問信息和異構地理信息處理環境下的互操作，實現資源的有效管理問題，高質量地進行地理信息和服務的交流，減少了服務器和客戶之間的頻繁交互，可用于測量和地理建模等本地地理計算和二次處理，對數據進行個性化的展示。數據的具體表現可以描述任意復雜的內容，而且具有明顯的優勢和特點，包括實現了空間數據與網絡分布服務共享、高性能的計算、數據資源的安全性等。

作者：王立宇

參考文獻： 

[1]郭達志盛業華杜培軍等編著《地理信息系統原理與應用》 中國礦業大學出版社2002 

[2]陳述彭魯學軍周成虎編著 《地理信息系統導論》 科學出版社2000 

[3]邊馥苓等編著《地理信息系統原理和方法》 測繪出版社1996 

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【關鍵詞】地理信息系統 高中地理 教學

隨著人類步入信息社會，地理學與計算機科學、航天技術等現代科學技術結合，孵化出地理學的一門新型技術——地理信息系統。地理信息系統是一門綜合性的學科，結合地理學和地圖學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，而它作為現代科學技術的基礎和核心，把它引進高中地理課堂將會成為一種必然趨勢，地理信息系統作為一項具有廣闊發展前景的信息技術將會對高中地理教學起到推波助瀾的作用。

一、高中地理教學中存在的問題

現代教學論認為：“掌握知識的最終目的是要到實踐中去應用。學生獲得的知識只有回到實踐中去才有生命力。如果只會機械的背誦概念、記住一些定義、原理和公式、而一遇到實際問題就感到束手無策，那么所學知識就是毫無意義的?！倍趥鹘y的地理教學中，大多數教師因為輔助工具的約束性，偏重于如何加強學生的記憶，導致學生只是依靠死記硬背去記地名、背物產、記地形、背氣候等地理知識，或者通過機械訓練獲得一些地理技能，缺乏較高層次的地理學科能力。學生學會了如何應付考卷上的試題，卻沒有學會如何解決實際問題，不能靈活正確的應用所學到的地理知識，在實際問題或者實踐面前只能束手無措。

二、高中地理教學中引進地理信息系統的必要性

隨著科學技術的發展和經濟的蓬勃發展，當今時代已然成為一個信息時代，而在這個時代的到來給地理教學提供了各種各樣的信息和資料，豐富了地理教學。然而面對這個龐大的信息庫，傳統的教學輔助工具，例如地圖、多媒體計算機等往往不能夠很好的處理這些信息。而地理信息系統作為信息收集與分析的一個重要載體，能為改變落后的教學方法提供了契機，同時地理信息系統在地理課堂中應用體現出的互動性和可視性等特點更能加強學生對地理學習的興趣，從而豐富地理教學，提高教學質量。一位叫楊根平的老師曾經說過：“擁有正確的教育思想，高素質的教師隊伍，現代化的教具，科學教法的地理基礎教育，必將為全民素質的提高做出更大的貢獻?！庇纱丝梢钥闯鲈诟咧械乩斫虒W中引進地理信息系統不但是信息時代對地理教學的要求，還是實行素質教育的要求。

三、關于在高中地理教學中應用地理信息系統的幾點思考

1.轉變傳統的教學觀念，優化教學結構。我國著名教育心理學家曾經說過：“觀念是行動的先導，行動可以促進觀念的轉變。”由于受傳統教育教學思維模式和應試教育的影響，傳統教材和教學方式僅僅注重文字的推理和記憶，而這種教學模式與素質教育的要求和新課程教學觀念相悖。所以要將地理信息系統更好的應用于高中的地理課堂，首先就要改變教師傳統的教學觀念，讓教師認識到現階段地理課堂中存在的問題以及地理信息系統在地理課堂中應用的必要性。地理信息系統在地理課堂中的應用，能夠幫助教師用簡捷的方法形象的展現各種思維重組，幫助學生理性的升華認知過程。

2.在教學內容上適度引入地理信息系統。當今時代是一個知識日新月異的時代，在這個時代的地理課堂中，學生的第一學習目標不應該是對地理知識的掌握，而應該是對學生的地理自學能力的培養，這樣做不僅能夠順應信息時代的潮流，還能體現素質教育的要求。與傳統的學習方式相比，應用地理信息系統輔助教學，強調個性化學習，教師可以指定一個課題，讓學生利用網絡上的地理信息系統的數據庫、地圖庫進行自主性研究學習，這樣可以讓學生在學到一定的地理知識的同時，還掌握了如何應用地理信息系統自主學習的能力。

3.將地理信息系統引入高中地理教學的方案設計中。地理現象的多樣性經常讓學生不能對地理知識有非常直觀的認知，在這個時候，就需要教師將地理信息系統引入到高中地理教學的方案設計中。例如中國地理上有一條很重要的界限——秦淮線，在傳統的教學方式中，教師通常只是籠統的告訴學生這條界限是根據氣溫、天氣、降水等地帶性問題確定的，但是如果將地理信息系統引入到地理教學中，應用地理信息系統的軟件圖層疊加功能，將中國地形圖、中國積溫圖、年降水量分布圖、年均溫分布圖等在地理信息系統中進行疊加，這樣就可以讓學生自己得出結論，秦淮線并不是一條線，而是一條帶，在地理知識的傳授中達到事半功倍的作用。

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關鍵詞：農林院校；GIS原理課程；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0133-02

地理信息系統簡稱GIS，是20世紀60年代中期開始發展起來的新技術。其是指在計算機軟硬件支持下，把地理數據以一定的格式輸入、編輯、存儲、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統。地理信息系統具有強大的處理空間數據的能力，如圖形數字化、地理數據的空間分析、地形數據的三維模擬、虛擬場景、地圖輸出等[1]。自1963年加拿大測量學家R.F Tomlinson提出了地理信息系統這一術語以來，由于計算機技術及網絡技術的發展，使地理數據的編輯、存儲及傳輸效率得到了極大的提高，在社會的各行各業得到了廣泛的應用，特別是從簡單的基礎信息管理轉向更復雜城鄉規劃與管理及城市交通、水力水電等的實際應用，逐漸成為人們解決復雜空間輔助決策的工具，促進了地理信息產業的形成并得到了長足的發展。隨著GIS向產業化方向深入和發展，GIS技術已經滲透到包括農業在內的許多領域。在縣域的資源環境的管理和調查中，地籍管理、城市的管網建設與維護、自然資源調查、流域管理、生態環境的建設與管理等方面都得到了廣泛的應用。GIS技術發展的起源就是要解決林業資源清查、農業土地調查等任務而提出的，這就需要了解或掌握農業領域的相差知識與理論，高等農業院校在這方面有著得天獨厚的優勢。GIS技術在農業領域的應用水平也反映出該地區農業管理與發展的水平，中國又是一個農業大國，農業的發展迫切需要一大批掌握農業知識或理論的GIS應用型人才來實現。近年來隨著GIS技術發展和應用，其在解決農業領域的一系列問題具有很強的優勢。農業院校許多專業的研究領域都與地理空間有關，如：農作物估產、精確農業、景觀生態學、水土流失治理、土地管理、地籍調查與管理、環境管理、資源環境與城鄉規劃、農業區劃等，取得了非常豐碩的成果。因此GIS技術作為現代高新科學技術，在農業及林業領域將得到普遍應用和迅猛發展。

一、農林院校GIS課程內容體系

1.GIS理論教學體系。由地理信息系統基礎知識、地理數據結構及文件組織、空間數據的采集與處理、空間數據庫、空間分析、地理信息系統產品輸出、地理信息系統設計與建立和地理信息系統在各專業領域的應用8部分構成。①地理信息系統基礎知識：包括地理信息系統的基本概念，基本構成，地理信息系統的形成與發展，GIS技術的應用。②地理數據結構及文件組織：包括空間信息的概念及描述方法，空間數據的拓撲關系，柵格和矢量數據編碼方法及其相互轉換和空間數據庫的特點、結構以及數據庫模型。以ArcGIS10.0軟件為例，利用coverage數據格式與shape數據格式的農業相關數據進行比較，如土壤數據、土地數據以及農作物信息數據等，剖析數據結構及文件的組織形式。③空間數據的采集與處理：包括空間數據的采集方式，空間數據的壓縮處理方法，空間數據質量及元數據。以農業領域中的空間數據采集與處理的特點與方法為例，如土壤信息，作物信息等加以詳細介紹與舉例。重點講述已有圖形的錄入和CAD、MAPGIS及MAPINFO等數據的轉入。④空間數據庫的建立：重點介紹面向對象的數據模型和常用平臺軟件采用的數據模型。⑤空間分析：包括GIS中模型的概念，空間查詢與量算的方法，空間分析原理及方法。⑥GIS產品輸出：包括空間決策支持與專家系統，地理信息系統產品輸出，電子地圖的特點及制作過程。主要以作物施肥專家系統、耕地評價信息系統等為例加以介紹。⑦GIS設計與建立：GIS系統定義、系統總體設計、系統詳細設計、系統實施、系統測試及維護等的方法、步驟、工具以及GIS設計項目管理與質量保證的相關理論方法。⑧GIS應用：GIS在區域規劃管理、農業信息管理、環境監測、道路交通管理、地震災害和損失估計以及軍事等方面的應用。

2.GIS課程實踐教學體系。地理信息系統是一門理論性、實踐性都很強的課程，GIS教學不僅僅是讓學生了解一些理論和發展趨勢，更重要的是讓學生通過更多的實踐學習，培養自己利用現代高科技技術手段獲取地理信息、運用地理信息、處理地理信息的能力，為今后的工作和研究做技術上的準備。從學生知識結構和學習規律出發，在地理信息系統課程中，強調理論與實踐相結合，因而在本課程的實踐教學中注重學生設備操作能力、軟件應用能力、程序設計能力和分析解決專業問題能力的培養，要求學生進行空間數據的輸入、處理，設計空間查詢、分析量算及統計程序，掌握各種空間分析的原理、步驟、插值處理及空間信息分類的方法，空間數據的輸出等。

二、GIS課程教學方法改革