地理信息系統內容摘要

1. GIS系統設計的主要內容有哪些

設計的目的
設計的原則
設計的規范
概略設計
詳細設計
其他要說明的事項等內容。

2. 什麼是地理信息系統的空間分析，簡述GIS空間分析功能的主要內容

從空間數據中獲取有關地理對象的空間位置、分布、形態、形成和演變等版信息的分析權技術，是地理信息系統的核心功能之一，它特有的對地理信息的提取、表現和傳輸的功能，是GIS區別於一般MIS的主要功能特徵。空間分析是綜合分析空間數據的技術的通稱。
在空間分析的研究和實踐中，具有一定普遍意義的、涉及空間位置的分析手段和方法被總結、提煉出來，形成了在GIS軟體中均包含的一些固有的空間分析功能模塊。這些功能具有一定的通用性質，故而稱之為GIS基本空間分析：

疊置分析
緩沖區分析
窗口分析
網路分析

3. 闡述一個應用GIS系統建設工程所包含的主要內容，需要關注的 要點是什麼

可以參考吳信才主編的《地理信息系統原理與方法》（第二版），2009年，電子工業出版版社
通常權GIS工程是指應用GIS系統原理和方法，針對特定的實際應用目的和要求，統籌設計，優化、建設、評價、維護使用GIS系統的全部過程和步驟的統稱。
GIS工程建設按開發時間序列化可分為4個階段： 需求分析（系統分析）、 系統設計、 系統實施、 系統維護與評價。

4. 怎樣把地理信息系統運用到教學中

淺議地理信息系統在高中地理教學中的應用

摘要：
隨著地理知識更新速度的加快，
新課改提高了對學生信息素養的要求。因此，
把
地理信息系統應用到地理教學中成為當代新型教師的重要任務。
本文筆者結合教學實際論述
了地理信息系統在高中地理教學中的應用。

關鍵字：
地理信息系統

地理教學

引言

伴隨信息時代的到來，
地理學岌計算機技術、
航天技術等進行有效整合，
誕生了一門新
興技術——地理信息系統。地理信息系統（
geographic information system
，簡稱

GIS
）是一
種以採集、
存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關數據的空間信息系統。
它以地
理空間資料庫為基礎
,
在計算機技術的支持下，採用地理模型分析方法適時提供多種空間的
和動態的地理信息。
地理學是一門研究地球表面的自然現象和人文現象空間分布以及兩者間
相互關系的學科，實踐性，應用性很強。
中學地理教育的基本目標是傳授地理知識、培養地
理技能和提高地理思維能力。因此，在中學地理教學中，既可以根據課標適當地增加有關
GIS
的教學內容來開闊學生的視野，
又可以應用
GIS
改善地理教學，
拓寬學生解決問題的思
路，培養學生綜合運用知識的能力及其創造精神和實踐能力。

1
、
GIS
的發展簡況

GIS
源於
20
世紀
60
年代，加拿大測量學家
R.F.Tomlinson
首先提出地理信息系統這個
概念並建立了世界上第一個地理信息系統，
用於自然資源的管理與規劃。
後來，
美國哈佛大
學土地測量專業的一名學生
J.Dangermond
在其畢業論文中設計了一個簡單的
GIS
系統，並
在畢業後成立了
ESRI
公司，促進了
GIS
的發展。九十年代以後，隨著地理信息產業的建立
和數字化信息產品在全世界的普及，地理信息系統將逐漸深入到各行各業，成為人們生產、
生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。由於國外
GIS
發展較早，其
GIS
教育體系也
相對完善：如美國、日本、澳大利亞、加拿大、英國、德國等都將
GIS
專業教育提到非常
重要的高度。這些國家在大學里許多相關專業，如建築、市政工程、林業、地理、城市規劃
等，都增加了
GIS
課程。我國
GIS
從
20
世紀
80
年代初開始起步，
90
年代才進入快速發展
階段。中學
GIS
教育更是屬於剛剛起步的階段。而實施
GIS
教育不僅是落實地理學科教育
的責任，也是落實教育本身賦予地理教育的任務。
GIS
教育中對學生信息技術的掌握、地理
研究技術的了解與應用、
地理區域系統思想的建立和地理空間思維能力的培養，
以及地理問
題的分析與處理等多方面具有不可替代的獨特功能。因此，筆者認為嘗試把
GIS
應用到中

2
學地理教學中勢在必行。

2
、
GIS
在高中地理教學中實施的迫切性

2.1
時代發展的需要

20
世紀
90
年代以後，伴隨計算機和網路技術的迅猛發展，地理知識的更新速度越來越
快，
將
GIS
引入中學地理教學中是信息時代的要求。
GIS
包含的信息大且更新速度快，
內容
豐富
,
能將大量的地理信息和理論結合起來加以儲存
,
供學生查詢和使用
,
使學生掌握最新的
地理信息和知識。

2.2
學科發展的需要

目前地理教學使用的相關參考書部分內容有些陳舊，
再加上受到客觀因素的制約，
不可
能做到及時更新，影響了地理教學的深度和廣度。使用
GIS
進行地理教學，可以實現地理
資料與世界的同步更新，
讓我們可以在最短的時間內掌握其他國家的學科發展情況。
我國教
育部
2003
年頒布的《全日制高中地理課程標准
(
實驗
)
》已經把地理信息技術納入必修的地
理課程內容範圍，並把它列為七大地理選修模塊課程之一，並明確指出：
「強調信息技術在
地理學習中的應用，
充分考慮信息技術對地理教學的影響，
營造有利於學生形成地理信息意
識和能力的教學環境。
」

2.3
學生個體發展的需要

新課標指出，教學一切為了學生的發展。
作為教學主體，
學生的情況存在很大差異。傳
統的教學方式很難關注全體學生的需要。
GIS
可以為學生提供互動的教學情境，
他們可以根
據自己的實際情況進行相關地理內容的學習，使每個學生都有所得。

3
、
GIS
在地理教學中的實際應用

3.1
激發學生的學習興趣

辯證唯物主義認為
,
事物的發展是內外因共同作用的結果。外因是條件，內因起決定作
用。飢餓調動了人尋食的積極性
,
捕獵迫出了人們快速狂奔的能力。也就是說，需求是主觀
能動性發揮的最根本動因。
學生是學習活動的主體，
激發主體的主觀能動性是提高教學質量
的關鍵。而興趣又是學生最好的老師，能夠驅使學生主動地去發現問題，解決問題。如學生
對高中選修四的旅遊地理內容很感興趣，
希望可以通過地理課的學習了解中國乃至世界的主
要旅遊景點，既滿足視覺享受，
放鬆心情，又可以了解不同區域的文化特色。但是基於課時
及教具的限制，學生期待的效果很難達到。當然，學生學習地理的興趣便大大折扣。其實，
旅遊地理作為選修的學習，從內容的構成上充滿樂趣，可以極大地調動學生學習的積極性，
但拘於呈現方式，嚴重阻礙了學習效率的提高，往往形成低效或無效教學。
GIS
的出現解決

3
了這個難題——依據教材的主要內容並補充相關旅遊景點聯系交通、
住宿及文化特色等製成
GIS
旅遊地圖。較一般的地圖而言，
GIS
旅遊地圖可以為學生提供更詳細、更准確的信息：

⑴一般的旅遊地圖因圖幅面積的限制，只能呈現一些主要的信息，不能滿足不同人群
的各種需要。但
GIS
旅遊地圖藉助計算機技術的支持，表現出高容量的特點，學生可以根
據各自的需要有選擇性地進行讀取。

⑵一般的旅遊地圖以紙質形式出現，不易保存。長時間使用後，會出現摺痕、破損等
現象，使用年限短暫，影響學生的正常使用。
GIS
旅遊地圖藉助計算機存在，更易儲存。

⑶一般的旅遊地圖不能及時進行信息的更新，
有時會對學生產生錯誤的指示。
GIS
旅遊
地圖可以通過網路及時進行更正、修改，保證信息的真實性。

⑷一般的旅遊地圖有特定的圖例，
部分信息混雜在一起，
增加了學生的困難。
GIS
旅遊
地圖呈現方式直觀，
並具查詢功能，
學生可以進行相關信息的查詢。信息表現清晰，使用起
來方便快捷，節省了學生寶貴的時間。

3.2
有助於學生建立空間概念

地理是一門空間性強的學科，在地理的學習中，要求學生掌握主要的地理事物及空間
分布，
並形成空間概念。
但事實上，
地理課要反映的信息是極其廣闊和遙遠的，還有一些是
不可見的。
數量之大，表現之抽象，
學生不可能把所有的信息都儲存在大腦中。如果只是憑
借教師的有限講解，
學生不可能從不同角度、
不同層次地對地理事物之間的聯系進行深入分
析。
因此，
也就無法在學生大腦中呈現完整而清新的圖像，
不能形成牢固而深刻的記憶。

因
此我們在進行地理事物的空間分析時要使用地圖。
地圖是地理的第二語言，
很多信息都是以
地圖的形式出現。較純粹的文字記憶，地圖的記憶效果更好。
GIS
具有數據輸入、存儲，數
據操作和處理，
數據顯示和結果輸出，地圖制圖，
地理資料庫的組織與管理，空間信息查詢
與量算，
空間分析等功能，
可以用來處理具有空間特點的地理資料，
幫助學生建立空間概念。
尤其是
GIS
的空間信息的可視化。它使學生對於在空間中的各事物的狀態有一個非常直觀
的感受。
無論是在屏幕上展示一幅可以無級縮放和信息查詢的地圖，
還是展示一幅三維的地
形模型，都使學生對現實世界空間關系的認識更為直觀、具體。由
GIS
顯示的空間信息的
可視化結果，
能夠幫助學生揭示空間關系、
空間分布模式和空間發展趨勢。
如高中地理教學
中要求學生理解地形對氣候的影響。
我們可以例證中國地形與氣候之間的關系來講述這個地
理原理：把中國地形圖與氣候圖疊加，讓學生先分析地形圖，
再分析氣候圖，最後把兩個要
素疊加起來進行比較，
即什麼樣的地形會形成什麼樣的氣候。
學生嘗試使用地形要素來解釋
氣候的形成。
比較容易的就是青藏高原由於海拔高形成特殊的高寒氣候。
如果時間允許，
我

4
們還可以讓學生來談談美國地形對其氣候的影響，
即學即用，
實現地理知識的遷移，
加深學
生關於地形對氣候影響的理解。

3.3
有助於學生提高解決問題的能力

受傳統教育教學思維模式的影響，
目前絕大部分中學地理教師仍停留在課堂講述為主的
教學模式上，學生也只能依照教材，
鞏固所學知識，制約了學生與教師雙方的思維，對地理
的學科教育價值實現產生了一定的阻礙，
而且也有悖於新課程的教育觀念，
即
「整合教學與
課程」
、
「強調互動的教學」
、
「構建充滿生命力的課堂教學運行體系」
等。
地理課堂教學也存
在不少問題。
如：
教師向學生提問多，
而引導學生主動發問少，
輕視甚至抑制學生發現問題、
主動提問的意識和熱情；提出「知識訓練」型的問題多，而思維性、啟發性的問題少，量多
質差的「滿堂問」幾乎成為變相的「滿堂灌」
。學生的自主探究、發現、創新的意識得不到
應有的發展，情感、
意志、
精神境界等得不到應有的塑造和升華。也許學生雖能攻克試卷上
的一道難題，
而面對真實生活中的難題時卻不知所措，
面向未來紛繁復雜的大千世界將更是
茫然。
愛因斯坦說過：
「提出一個問題遠比解決一個問題重要。
」
新課程理念要求教師應該是
學生學習的促進者，是教學教育的研究者，課程建設者和開發者，是社會型的開放的教師。
將
GIS
引入中學地理教學是中學地理課程改革的有力工具。因為
GIS
既是教師的教學工具
也是學生的學習工具，教師和學生面對的課程將不再是簡單的教科書，
教師、學生、教材將
成為統一體，成為課程的有機組成部分。
GIS
在教師、學生和教材之間，將充當著橋梁和紐
帶的角色。
在學習過程中師生互動，
信息多向流動。
如我們在學生學習某些地理概念或原理
時，只提供他們一些事實
(
事例
)
和問題，讓學生自己閱讀材料，或讓學生自己從學習生活和
社會生活中選擇和確定專題，獨立探究，
自行去發現問題、分析問題和解決問題，
從而獲得
知識並培養發明創造能力的一種方法。
在地理教學過程中，
我們不要把現成的東西交給學生，
而應在概念領域內，充分利用新奇、懷疑、困難、矛盾等引起學生的思維沖突，促使學生自
己動腦，去發現探索，對所發現問題和探索的結論由學生自己去做。首先，
我們根據學生的
水平，
確定探究型地理教學課題的探究類型。
課題研究以認識客觀世界和人自身的某一問題
為主要目的，
具體包括社會調查、
科學實驗和文獻研究等。
項目活動類主要是設計以解決一
個比較復雜的操作問題為主要目的，
如模擬設計某一條地鐵線路的活動等。
其次，
指導學生
設計研究方案。
研究方案主要包括研究的具體步驟和計劃。
這是整個研究性學習的關鍵。
我
們可以根據學生掌握
GIS
技術的實際情況，結合預先課題或項目，引導學生逐步建立和修
正實施方案，
從而達到方案可行性之目的。
其三，
在實施過程中，
我們協助解決遇到的難題。
最後，開展研究性學習結題和展示成果。結題結果可能有不同情況，我們應引導學生對相

5
關
GIS
探究型學習進行經驗總結。

3.4
有助於學生實現個性發展

新課改指出，要關注學生的需求。既要實現學生的全體發展，又要實現學生的個性發
展。
GIS
可以提供界面友好、形象直觀的互動式學習環境。
GIS
製作的多媒體電子地圖不但
畫面清晰、
色彩諧調，
而且加上視頻和聲音的配合，
具有較強的感染力和較強的人機交互性。
學生通過操作
GIS
地圖進行自主學習，可以改變課程教材只是為教師講授提供藍本，學生
被動接受知識的局面，
實現信息技術和地理課程內容的整合，
有利於學生主動學習，
學生可
以根據自己的需求有選擇地進行學習，進行個性學習，建立屬於自己的地理知識框架。
GIS
可以實現人機互助，
個別指導，
有利於師生之間、
學生與學生之間的合作交流。從認識主義
來說，
合作學習可以促進學習的意義建構，
促進學生高水平的地理思維和學習活動。
理由如
下：一是學習者之間的交流、爭議、
意見綜合等有助於學習者建構起新的、
更深層次的對地
理事物的理解；
二是在合作學習中，
學習者的想法、
解決問題的思路都被明了化、
外顯化了，
學習者可以更好地對自己的理解和思維過程實施監控。
行為主義的觀點則認為，
學生看到同
伴們的成功，會提高他們自身的自我效能感。

4
、
GIS
在高中地理教學實施中存在的問題

4.1
師資不夠

GIS
發展至今，
雖然有很多成熟的軟體供教師使用，
但這些軟體大多功能龐雜且操作復
雜，
熟悉和掌握這些軟體需要一定的時間和相關的計算機基礎。
這對於一般的地理專職教師
來說有些困難。
GIS
需要學校花費資金購買，地理教師學習和掌握又存在困難，這無疑會對
GIS
在地理教學的應用製造障礙。
因此，
亟待操作相對簡單的軟體出現，
來擺脫目前的困境。

4.2
教學需要的適度性

GIS
教學要根據實際教學環境採取分層次、
分地區、
分級別的有區別對待。
可以分為基
礎教學、拓展性教學、研究性教學等幾個層次進行。在教學方式上，要注意直觀，加強傳統
教學方式與多媒體教學、
參觀、
實習等教學模式的結合；
在拓展性和研究性層次上，要加強
學生的實踐能力、基本操作技能、系統設計能力的培養。

4.3GIS
教材的適用性

編制適合我國國情與學生特點的
GIS
教材，在教材中提供配套的練習，並建設相關網
站。學生使用起來既實用又方便。通過教材的重視程度加強社會對
GIS
在地理教學中使用
的關注，與世界接軌，縮小我們與發達國家之間的差距。

5. 什麼是地理信息系統概要.ppt

https://wenku..com/view/86e79bbf453610661fd9f452.html?from=search

6. 地理信息系統與地圖制圖技術

摘要
「地圖學與地理信息系統」是在地圖制圖學基礎上發展起來的，屬於理學類地理學（一級學科）下面的二級學科。
學科概況

7. 地理信息系統在塔北油氣勘探和評價中的應用

安精文陳新剛李新華

（西北石油局規劃設計研究院，烏魯木齊830011）

摘要作者闡述了利用地理信息系統（GIS）建立塔北綜合地學信息系統的技術方法。系統分別建立了地理信息屬性庫和圖庫，並通過鏈接將二者聯系起來，實現了圖形與資料庫的統一。系統可支持各類繪圖設備、數字化儀、掃描儀，為生產提供了極大的方便。工作站系統與微機系統的區域網絡的建成，大大推動了各項工作的順利進行，已成為生產、科研中不可缺少的工具。目前已廣泛投入了生產應用。

關鍵詞地理信息系統數據視圖圖層資料庫管理系統

隨著塔北油氣勘查工作的不斷發展，地理信息日益復雜，處理各種與環境、地理密切相關的信息，已成為必不可少的繁雜而又重要的工作。因此，迫切需要把地圖、圖像、屬性數據互相結合起來，對信息資源進行快速處理。通過GIS技術，融地理、信息管理、計算機科學和應用於一體，建立塔北綜合地學信息系統，並與地震解釋的應用軟體鏈接，形成具有地質專業特色的地理信息管理系統，這一系統已成為塔北油氣勘探管理及決策的重要手段。

1技術原理

塔北地區積累了十分豐富的地質、地球物理、地球化學資料。我們針對各個具體的用戶視圖進行了綜合、匯總，根據關系資料庫模型有關理論，設計了數據視圖，即概念模型（圖1）。

為了充分發揮現有設備的作用，在上述概念模型基礎上，將SPARC STATION 2設為GIS主控平台，完成資料庫的建庫及程序的研製工作，將微機作為應用平台，完成數據的准備及圖件的錄入工作，整個系統通過區域網絡實現。

考慮到資料庫系統的完整性、一致性、可恢復性、安全性及有效性，將概念模型轉化為具體資料庫管理系統（DBMS）要求的數據模型，對此我們進行了邏輯設計。這一步實質是進行模型轉化，即將原始的概念模型轉化為具體的DBMS所能接受的數據模型，並用數據定義語言DDL定義它，從而得到模式。INFO子系統是GIS系統的一個DBMS，它可以描述關系模型系統。另外，針對不同的地質要求，對區域重力背景、布格重力異常、航磁、大地構造區劃、地理背景及不同時代沉積相、沉積環境等分別建立圖庫，這些圖庫均在INFO管理下，可以通過功能指令在AML語言控制下，方便地執行復雜的空間分析，地圖編制以及其它數據管理功能。

在INFO的圖層設計（表1）中，我們將圖上的各種地理特徵抽象為點、線、面，它們的特徵以顏色、符號及注釋來區分，並由圖例、圖符、描述性文本來解釋。為了有效地管理數據和空間數據中的標識碼，屬性數據由DBMS進行存貯和管理，空間數據通過GIS軟體進行存貯和管理。

在上述圖層基礎上，我們可以進行地理分析，基本的方法和過程如下：

圖1系統設計原理Fig.1Principle of System Designing

確定地理分析的目標和標准。目標就是用戶用地理數據去回答或解決的問題，標准就是解決的方式和達到的程度。

准備空間操作的數據。目前，信息庫中已有大量的圖層及數據，但根據需要仍需作必要的數據准備，如度量單位、比例尺、坐標系統的變化等。

執行空間操作命令：空間操作命令可根據使用目標去選擇相應的菜單，並給定相應的參數。

執行表分析。表分析是最常用的方法，因為在表數據中，既定量又定位，遠遠超過傳統的地理數據的意義和作用，根據一定的數據模型和評價原理，可以得出新的結果和結論。

表1常用圖層Table1Common Map layers

評價結果。由上述表分析結果，按照開始確定的目標和標准進行評價，檢查是否符合，若不符合，則從第3步重做。

完善分析結果。如果上面的評價結果基本符合要求，僅是個別地方需要加工，則進行局部修改，直到滿意為止。

繪制最終成果圖件。根據評價生成的圖層，設計圖件中使用的點、線、面狀符號庫，並通過指令控制直接繪製成果圖件或形成數據文件輸出。

2應用效果

GIS應用系統提供了綜合分析及綜合信息提取的各類計算方法，如復合疊加、區域合並、區域剪裁、區域生成、區域條件提取等，實現了測線底圖的圖形文件輸出功能，其中包括LANDMARK地震解釋軟體和AUTOCAD應用軟體介面，為地質制圖提供了數據基礎。該系統的實現大大提高了工作效率及成圖的精度，系統地提供大量的數據和圖層信息，為領導的正確決策提供了依據，也為進一步研究提供良好的基礎。系統在拉依蘇、雅東、永豐庄、大尤都斯、亞松迪、雅西、雅肯及桑南工區投入了廣泛使用，應用范圍主要有數據處理，輔助分析，工作部署及圖件生成。

LANDMARK地震解釋工作站可以完成合成記錄的製作，它需要測井、鑽井、地質數據等多種信息，查找起來比較繁瑣。GIS為此提供了軟體介面，可以直接輸出各類信息，並提供了指定井段數據提取、數據插值、數據排序等多種數據預處理程序，為合成地震記錄的製作以及岩性解釋、儲層描述、油藏模擬提供測井、鑽井、測試地質等數據。系統提供了合成地震記錄的開發應用介面，通過這些數據集可以很方便地製作分層地震記錄。

GIS應用系統使得一個數字化的空間資料庫中不同數據集之間（以及從這些數據中提取的特徵之間）的空間的及統計的相關關系的查明更為簡便。在實際應用中，通過資料庫可對鑽井地質分層進行縱向對比、橫向對比以及指定深度范圍內分層數據的提取。表2和表3列出了縱向對比和橫向對比的部分數據。在這些數據的基礎上，可以應用統計軟體對數據進行圖形分析。

表2N₁j岩性按大類分類統計橫向對比Table2Transverse Comparison According to Statistics of N₁j Lithology Clasiification

表3沙22井岩性按大類分類統計縱向對比Table3Vertical Comparison According to Statistics of S22 Lithology C assification

3結束語

塔北地理信息系統的建成，為應用人員提供了全面的數據基礎，扭轉了各類地質資料缺乏科學管理的局面，在生產、科研中取得了明顯的經濟效益。GIS系統提供的空間分析功能為地質、物化探等各類專業人員充分發揮經驗和專家意識作用，以及領導決策提供了工具，為油氣評價系統的建立奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]馮玉才．資料庫系統基礎．武漢：華中理工大學出版社，1989.315～370

GIS application in petroleum and gas exploration in northern Tarim basin and its evaluation

An JingwenChen XingangLi Xinhua

(Academy of Planning and Designing, Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürümqi 830011)

Abstract:In this article,the technology of building up an integrated Northern Tarim geo-sctence in formation system with the common geographic information system is explained in detail.In this system,two main libraries,the geographic information property library and the image library,are linked with each other,and thus make the images and database uniform.This system can support most kinds of recent plotters, digitizing equipments and scanners. Since the LAN of Northwest Bureau of Petroleum(NWBP)has built up,which enlarges the use of this system,the system has made great convenience to all the users of the NWBP LAN.

Key words:Geographic Information SystemViews of DataLayers of MapDatabase Management System