地理信息系统在测量中的应用
1. 地理信息系统有何用途
其基本功能抄包括对数据的采集、管理、处理、分析和输出。同时,地理信息系统依托这些基本功能,通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术和数据库集成技术等,更进一步演绎丰富相关功能,满足社会和用户的广泛需要。
从总体上看,地理信息系统的功能可分为:数据采集与编辑、数据处理与存储管理、图形显示、空间查询与分析以及地图制作。
(1)地理信息系统在测量中的应用扩展阅读
所需要的知识能力:
1、掌握数学、物理、计算机科学等方面的基本理论和基本知识;
2、掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本力法;
3、了解相邻专业如地理学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程等的一般原理和方法;
4、了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规;
5、了解地理信息系统的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及地理信息系统产业发展状况;
6、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有-定的实验设计、创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。
2. GIS技术在测绘,国土,规划,交通等行业中的具体应用
地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用
资源管理(Resource Management)
主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
资源配置(Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供 应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证 资源的最合理配置和发挥最大效益。
城市规划和管理(Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。例如, 在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
土地信息系统和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容,借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
生态、环境管理与模拟(Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环 境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
应急响应(Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,如何安排最佳的人员 撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
地学研究与应用(Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计 分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的 地学分析应用软件系统。
商业与市场(Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场 的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场 和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空 间分析和数据库功能可以解决这些问题。 房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
基础设施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。 它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
选址分析(Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点,综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、 环境影响等因素,在区域范围内选择最佳位置,是GIS的一个典型应用领域,充 分体现了GIS的空间分析功能。
网络分析(Newwork System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,研究交通流量、进行交通规则、 处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
可视化应用(Visualization Application)
以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的 三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型 工程管理和仿真、旅游等领域。
分布式地理信息应用(Distributed Geographic Information Application)
随着网络和Internet技术的发展,运行于Intranet或Internet环境下的地理信息 系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享,以及远程空间 导航等。
3. 怎样把地理信息系统运用到教学中
浅议地理信息系统在高中地理教学中的应用
摘要:
随着地理知识更新速度的加快,
新课改提高了对学生信息素养的要求。因此,
把
地理信息系统应用到地理教学中成为当代新型教师的重要任务。
本文笔者结合教学实际论述
了地理信息系统在高中地理教学中的应用。
关键字:
地理信息系统
地理教学
引言
伴随信息时代的到来,
地理学岌计算机技术、
航天技术等进行有效整合,
诞生了一门新
兴技术——地理信息系统。地理信息系统(
geographic information system
,简称
GIS
)是一
种以采集、
存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。
它以地
理空间数据库为基础
,
在计算机技术的支持下,采用地理模型分析方法适时提供多种空间的
和动态的地理信息。
地理学是一门研究地球表面的自然现象和人文现象空间分布以及两者间
相互关系的学科,实践性,应用性很强。
中学地理教育的基本目标是传授地理知识、培养地
理技能和提高地理思维能力。因此,在中学地理教学中,既可以根据课标适当地增加有关
GIS
的教学内容来开阔学生的视野,
又可以应用
GIS
改善地理教学,
拓宽学生解决问题的思
路,培养学生综合运用知识的能力及其创造精神和实践能力。
1
、
GIS
的发展简况
GIS
源于
20
世纪
60
年代,加拿大测量学家
R.F.Tomlinson
首先提出地理信息系统这个
概念并建立了世界上第一个地理信息系统,
用于自然资源的管理与规划。
后来,
美国哈佛大
学土地测量专业的一名学生
J.Dangermond
在其毕业论文中设计了一个简单的
GIS
系统,并
在毕业后成立了
ESRI
公司,促进了
GIS
的发展。九十年代以后,随着地理信息产业的建立
和数字化信息产品在全世界的普及,地理信息系统将逐渐深入到各行各业,成为人们生产、
生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。由于国外
GIS
发展较早,其
GIS
教育体系也
相对完善:如美国、日本、澳大利亚、加拿大、英国、德国等都将
GIS
专业教育提到非常
重要的高度。这些国家在大学里许多相关专业,如建筑、市政工程、林业、地理、城市规划
等,都增加了
GIS
课程。我国
GIS
从
20
世纪
80
年代初开始起步,
90
年代才进入快速发展
阶段。中学
GIS
教育更是属于刚刚起步的阶段。而实施
GIS
教育不仅是落实地理学科教育
的责任,也是落实教育本身赋予地理教育的任务。
GIS
教育中对学生信息技术的掌握、地理
研究技术的了解与应用、
地理区域系统思想的建立和地理空间思维能力的培养,
以及地理问
题的分析与处理等多方面具有不可替代的独特功能。因此,笔者认为尝试把
GIS
应用到中
2
学地理教学中势在必行。
2
、
GIS
在高中地理教学中实施的迫切性
2.1
时代发展的需要
20
世纪
90
年代以后,伴随计算机和网络技术的迅猛发展,地理知识的更新速度越来越
快,
将
GIS
引入中学地理教学中是信息时代的要求。
GIS
包含的信息大且更新速度快,
内容
丰富
,
能将大量的地理信息和理论结合起来加以储存
,
供学生查询和使用
,
使学生掌握最新的
地理信息和知识。
2.2
学科发展的需要
目前地理教学使用的相关参考书部分内容有些陈旧,
再加上受到客观因素的制约,
不可
能做到及时更新,影响了地理教学的深度和广度。使用
GIS
进行地理教学,可以实现地理
资料与世界的同步更新,
让我们可以在最短的时间内掌握其他国家的学科发展情况。
我国教
育部
2003
年颁布的《全日制高中地理课程标准
(
实验
)
》已经把地理信息技术纳入必修的地
理课程内容范围,并把它列为七大地理选修模块课程之一,并明确指出:
“强调信息技术在
地理学习中的应用,
充分考虑信息技术对地理教学的影响,
营造有利于学生形成地理信息意
识和能力的教学环境。
”
2.3
学生个体发展的需要
新课标指出,教学一切为了学生的发展。
作为教学主体,
学生的情况存在很大差异。传
统的教学方式很难关注全体学生的需要。
GIS
可以为学生提供互动的教学情境,
他们可以根
据自己的实际情况进行相关地理内容的学习,使每个学生都有所得。
3
、
GIS
在地理教学中的实际应用
3.1
激发学生的学习兴趣
辩证唯物主义认为
,
事物的发展是内外因共同作用的结果。外因是条件,内因起决定作
用。饥饿调动了人寻食的积极性
,
捕猎迫出了人们快速狂奔的能力。也就是说,需求是主观
能动性发挥的最根本动因。
学生是学习活动的主体,
激发主体的主观能动性是提高教学质量
的关键。而兴趣又是学生最好的老师,能够驱使学生主动地去发现问题,解决问题。如学生
对高中选修四的旅游地理内容很感兴趣,
希望可以通过地理课的学习了解中国乃至世界的主
要旅游景点,既满足视觉享受,
放松心情,又可以了解不同区域的文化特色。但是基于课时
及教具的限制,学生期待的效果很难达到。当然,学生学习地理的兴趣便大大折扣。其实,
旅游地理作为选修的学习,从内容的构成上充满乐趣,可以极大地调动学生学习的积极性,
但拘于呈现方式,严重阻碍了学习效率的提高,往往形成低效或无效教学。
GIS
的出现解决
3
了这个难题——依据教材的主要内容并补充相关旅游景点联系交通、
住宿及文化特色等制成
GIS
旅游地图。较一般的地图而言,
GIS
旅游地图可以为学生提供更详细、更准确的信息:
⑴一般的旅游地图因图幅面积的限制,只能呈现一些主要的信息,不能满足不同人群
的各种需要。但
GIS
旅游地图借助计算机技术的支持,表现出高容量的特点,学生可以根
据各自的需要有选择性地进行读取。
⑵一般的旅游地图以纸质形式出现,不易保存。长时间使用后,会出现折痕、破损等
现象,使用年限短暂,影响学生的正常使用。
GIS
旅游地图借助计算机存在,更易储存。
⑶一般的旅游地图不能及时进行信息的更新,
有时会对学生产生错误的指示。
GIS
旅游
地图可以通过网络及时进行更正、修改,保证信息的真实性。
⑷一般的旅游地图有特定的图例,
部分信息混杂在一起,
增加了学生的困难。
GIS
旅游
地图呈现方式直观,
并具查询功能,
学生可以进行相关信息的查询。信息表现清晰,使用起
来方便快捷,节省了学生宝贵的时间。
3.2
有助于学生建立空间概念
地理是一门空间性强的学科,在地理的学习中,要求学生掌握主要的地理事物及空间
分布,
并形成空间概念。
但事实上,
地理课要反映的信息是极其广阔和遥远的,还有一些是
不可见的。
数量之大,表现之抽象,
学生不可能把所有的信息都储存在大脑中。如果只是凭
借教师的有限讲解,
学生不可能从不同角度、
不同层次地对地理事物之间的联系进行深入分
析。
因此,
也就无法在学生大脑中呈现完整而清新的图像,
不能形成牢固而深刻的记忆。
因
此我们在进行地理事物的空间分析时要使用地图。
地图是地理的第二语言,
很多信息都是以
地图的形式出现。较纯粹的文字记忆,地图的记忆效果更好。
GIS
具有数据输入、存储,数
据操作和处理,
数据显示和结果输出,地图制图,
地理数据库的组织与管理,空间信息查询
与量算,
空间分析等功能,
可以用来处理具有空间特点的地理资料,
帮助学生建立空间概念。
尤其是
GIS
的空间信息的可视化。它使学生对于在空间中的各事物的状态有一个非常直观
的感受。
无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图,
还是展示一幅三维的地
形模型,都使学生对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。由
GIS
显示的空间信息的
可视化结果,
能够帮助学生揭示空间关系、
空间分布模式和空间发展趋势。
如高中地理教学
中要求学生理解地形对气候的影响。
我们可以例证中国地形与气候之间的关系来讲述这个地
理原理:把中国地形图与气候图叠加,让学生先分析地形图,
再分析气候图,最后把两个要
素叠加起来进行比较,
即什么样的地形会形成什么样的气候。
学生尝试使用地形要素来解释
气候的形成。
比较容易的就是青藏高原由于海拔高形成特殊的高寒气候。
如果时间允许,
我
4
们还可以让学生来谈谈美国地形对其气候的影响,
即学即用,
实现地理知识的迁移,
加深学
生关于地形对气候影响的理解。
3.3
有助于学生提高解决问题的能力
受传统教育教学思维模式的影响,
目前绝大部分中学地理教师仍停留在课堂讲述为主的
教学模式上,学生也只能依照教材,
巩固所学知识,制约了学生与教师双方的思维,对地理
的学科教育价值实现产生了一定的阻碍,
而且也有悖于新课程的教育观念,
即
“整合教学与
课程”
、
“强调互动的教学”
、
“构建充满生命力的课堂教学运行体系”
等。
地理课堂教学也存
在不少问题。
如:
教师向学生提问多,
而引导学生主动发问少,
轻视甚至抑制学生发现问题、
主动提问的意识和热情;提出“知识训练”型的问题多,而思维性、启发性的问题少,量多
质差的“满堂问”几乎成为变相的“满堂灌”
。学生的自主探究、发现、创新的意识得不到
应有的发展,情感、
意志、
精神境界等得不到应有的塑造和升华。也许学生虽能攻克试卷上
的一道难题,
而面对真实生活中的难题时却不知所措,
面向未来纷繁复杂的大千世界将更是
茫然。
爱因斯坦说过:
“提出一个问题远比解决一个问题重要。
”
新课程理念要求教师应该是
学生学习的促进者,是教学教育的研究者,课程建设者和开发者,是社会型的开放的教师。
将
GIS
引入中学地理教学是中学地理课程改革的有力工具。因为
GIS
既是教师的教学工具
也是学生的学习工具,教师和学生面对的课程将不再是简单的教科书,
教师、学生、教材将
成为统一体,成为课程的有机组成部分。
GIS
在教师、学生和教材之间,将充当着桥梁和纽
带的角色。
在学习过程中师生互动,
信息多向流动。
如我们在学生学习某些地理概念或原理
时,只提供他们一些事实
(
事例
)
和问题,让学生自己阅读材料,或让学生自己从学习生活和
社会生活中选择和确定专题,独立探究,
自行去发现问题、分析问题和解决问题,
从而获得
知识并培养发明创造能力的一种方法。
在地理教学过程中,
我们不要把现成的东西交给学生,
而应在概念领域内,充分利用新奇、怀疑、困难、矛盾等引起学生的思维冲突,促使学生自
己动脑,去发现探索,对所发现问题和探索的结论由学生自己去做。首先,
我们根据学生的
水平,
确定探究型地理教学课题的探究类型。
课题研究以认识客观世界和人自身的某一问题
为主要目的,
具体包括社会调查、
科学实验和文献研究等。
项目活动类主要是设计以解决一
个比较复杂的操作问题为主要目的,
如模拟设计某一条地铁线路的活动等。
其次,
指导学生
设计研究方案。
研究方案主要包括研究的具体步骤和计划。
这是整个研究性学习的关键。
我
们可以根据学生掌握
GIS
技术的实际情况,结合预先课题或项目,引导学生逐步建立和修
正实施方案,
从而达到方案可行性之目的。
其三,
在实施过程中,
我们协助解决遇到的难题。
最后,开展研究性学习结题和展示成果。结题结果可能有不同情况,我们应引导学生对相
5
关
GIS
探究型学习进行经验总结。
3.4
有助于学生实现个性发展
新课改指出,要关注学生的需求。既要实现学生的全体发展,又要实现学生的个性发
展。
GIS
可以提供界面友好、形象直观的交互式学习环境。
GIS
制作的多媒体电子地图不但
画面清晰、
色彩谐调,
而且加上视频和声音的配合,
具有较强的感染力和较强的人机交互性。
学生通过操作
GIS
地图进行自主学习,可以改变课程教材只是为教师讲授提供蓝本,学生
被动接受知识的局面,
实现信息技术和地理课程内容的整合,
有利于学生主动学习,
学生可
以根据自己的需求有选择地进行学习,进行个性学习,建立属于自己的地理知识框架。
GIS
可以实现人机互助,
个别指导,
有利于师生之间、
学生与学生之间的合作交流。从认识主义
来说,
合作学习可以促进学习的意义建构,
促进学生高水平的地理思维和学习活动。
理由如
下:一是学习者之间的交流、争议、
意见综合等有助于学习者建构起新的、
更深层次的对地
理事物的理解;
二是在合作学习中,
学习者的想法、
解决问题的思路都被明了化、
外显化了,
学习者可以更好地对自己的理解和思维过程实施监控。
行为主义的观点则认为,
学生看到同
伴们的成功,会提高他们自身的自我效能感。
4
、
GIS
在高中地理教学实施中存在的问题
4.1
师资不够
GIS
发展至今,
虽然有很多成熟的软件供教师使用,
但这些软件大多功能庞杂且操作复
杂,
熟悉和掌握这些软件需要一定的时间和相关的计算机基础。
这对于一般的地理专职教师
来说有些困难。
GIS
需要学校花费资金购买,地理教师学习和掌握又存在困难,这无疑会对
GIS
在地理教学的应用制造障碍。
因此,
亟待操作相对简单的软件出现,
来摆脱目前的困境。
4.2
教学需要的适度性
GIS
教学要根据实际教学环境采取分层次、
分地区、
分级别的有区别对待。
可以分为基
础教学、拓展性教学、研究性教学等几个层次进行。在教学方式上,要注意直观,加强传统
教学方式与多媒体教学、
参观、
实习等教学模式的结合;
在拓展性和研究性层次上,要加强
学生的实践能力、基本操作技能、系统设计能力的培养。
4.3GIS
教材的适用性
编制适合我国国情与学生特点的
GIS
教材,在教材中提供配套的练习,并建设相关网
站。学生使用起来既实用又方便。通过教材的重视程度加强社会对
GIS
在地理教学中使用
的关注,与世界接轨,缩小我们与发达国家之间的差距。
4. gis在测绘方面的应用
遥感地形图,还有根据各地区土壤中重金属的含量的数据进行分析,从而能较方便且更专业精确的绘出元素分布图的,希望对你有帮助!
5. 计算机网络在地理信息系统中的应用
地理信息系统是地理科学、信息科学及计算机科学等的交叉学科,是一门新兴的学科,在社会、经济建设中有着非常广泛的应用。北京大学于1990年开始在地理类本科生课程中开设地理信息系统概论,并定为必修科目,1998年正式设立地理信息系统本科专业,是我国最早开设这一专业的院校之一,为社会培养了大批的高层次人才。
在地理信息系统本科专业的课程设置中,地理信息系统概论是一门骨干必修基础课,也是学生第一门地理信息系统专业课程。目前,地理信息系统概论已经是北京大学地球与空间科学学院的及环境科学学院的本科必修课程,同时也是众多相关院系的选修课程。这门课程的基础定位是:使学生掌握正确的专业基本概念和基础认识,掌握地理信息系统的基本框架结构,了解地理信息系统的应用及发展状况,从而为其后续专业及相关的学习和研究指引正确方向、打好坚实基础。
课程的指导思想 Top
地理信息系统是一门综合性的应用学科,它对于学生的地理科学及信息科学、计算机科学基础要求比较高。同时,地理信息系统目前发展非常迅速,应用越来越广泛,因而尽管本课程是一门基础课程,其内容的更新速度确实非常迅速的。结合这些特点,基于课程目的和课程定位,本课程建设的基本指导思想是:
1、坚持理论与实践相结合。本课程作为本科生的入门课程,对相关的基础概念、基础知识及基本原理需要进行充分、翔实的讲解,使学生牢固的予以掌握。同时,为了改变学生在基础课程中容易“死记硬背”的问题,突出地理信息系统的应用特点,在课堂教学中引用大量应用实例;本课程还设置了专门的实习课,并安排了专门的实习课教师,布置了具体的实习作业,以使学生能够掌握常见的应用系统的使用和操作,并提高学生的实际动手解决问题的能力。
2、坚持基础理论体系与最新进展相结合。本课程讲授地理信息系统的完整的理论体系与框架,以便为学生的后续学习研究打好基础。同时,考虑到学科的快速发展,在基础理论的基础上,增加了地理信息科学与数字地球、地理信息系统与社会、地理信息系统标准、地理信息系统工程的章节,以使学生对学科的最前沿发展有所了解、有所掌握。
3、坚持个性化教育的原则。地理信息系统是一个交叉学科,需要的专业背景知识较多,包括地理科学、信息科学及计算机科学等,同时其应用方向又非常广泛。针对这个特点,我们在教材编制中涵括了常见的基础知识,如部分计算机及网络常识、地图学的基本原理等,并在课程中对基础知识有欠缺的同学进行有针对性的辅导。同时,在安排专题讲座及课程实习时,也不是千篇一律,而是针对学生的专业方向进行了相应的安排。
4、积极运用新型的教学手段。针对课程中的重点与难点,本课程积极采用文字、图片、视频、动画等新型教学手段,以提高课程的趣味性,提高学生的参与程度,帮助学生进行理解和记忆。由于地理信息系统本身就是软件系统,因而课堂教学讲授中还采用了现场操作、现场演示的教学方法,并大力鼓励学生走上讲台进行操作,大大提高了学生的参与程度。
主要教学内容 Top
本课程教学的主要内容包括四个主要模块:
模块一:基本概念和理论
要点1:概述
地理信息系统的基本概念:信息、数据、地理数据、地理信息;地理信息系统及其重要类型;地理信息功能概述;地理信息系统的研究内容;地理信息系统发展简史
要点2:从现实世界到比特世界
对现实世界的地理认知:认知与认知模型;现实世界的抽象:现实世界-概念世界-地理空间世界-纬度世界-项目世界;比特世界
要点3:空间数据模型
空间数据模型基本概念;场模型;要素模型;基于要素的空间关系分析;网络结构模型;时空模型;三维模型
要点4:空间参照系与地图投影(本部分系针对非地理专业学生设置,不是正式授课内容)
地球椭球体;坐标系;地图投影基本问题;高斯-克吕格投影;地形图的分幅与编号
要点5:GIS中数据
数据涵义与类型;数据的测量尺度:命名量-次序量-间隔量-比率量;地理信息系统数据质量:数据质量来源与控制;空间数据元数据:元数据的基本概念-元数据的应用-元数据的获取-元数据的存储与功能实现。
模块二:地理信息系统的框架与功能
要点1:空间数据获取与处理
地图数字化:概述-地图数据类型-数字化仪数字化-扫描矢量化及常用算法;空间数据录入后处理:坐标变化-图形拼结-拓扑生成。
要点2:空间数据管理
空间数据库:空间数据库-GIS内部数据结构;栅格数据及其编码:栅格数据结构-决定栅格单元代码的方式-编码方法;矢量数据结构及其编码:矢量数据结构-编码方法;矢量与栅格结构的比较与转换算法;空间索引机制;空间信息查询:基于属性特征的查询-基于空间关系和属性特征的查询(SQL)-空间扩展SQL查询语言(GSQL)。
要点3:空间分析
空间查询与量算;空间变换;再分类;缓冲区分析;叠加分析;网络分析;空间插值;空间统计分类分析
要点4:数字地形模型(DTM)与地形分析
DEM与DTM;DEM的主要表示方法:规则网格模型-等高线模型-TIN模型-层次模型;DEM模型的相互转换:不规则点生成TIN-网格DEM转成TIN;等高线转为格网DEM-利用格网DEM提取等高线-TIN转为格网DEM;DEM建立:DEM数据采集方法-数字摄影测量-DEM数据质量控制;DEM的分析与应用:格网DEM应用-TIN分析应用。
要点5:空间建模与空间决策支持
空间分析过程及其模型;空间决策支持模型:空间分析决策的复杂性,基本理论与方法-空间决策系统-空间决策的模型管理;专家系统:专家系统的基本组成、知识处理与系统实例;数据仓库与空间数据挖掘:数据仓库-数据挖掘-空间数据挖掘;GIS空间分析与空间动态建模:GIS与空间动态模型的结合方式-元胞自动机简介-元胞自动机模拟林火蔓延模型-元胞自动机的局限性;空间相互作用与位置(分配模型):空间优化模型的定义与分类-静态离散空间优化模型的数学表达(线性规划)。
要点6:空间数据表现与地图制度
地理信息系统数据表现与地图学:数学法则-符号-制图综合;地图的符号;专题信息表现:分类与内容-表现方法-表现手段;专题地图设计:图幅基本轮廓设计-区域范围的确定-专题地图数学基础的设计-图面设计;制图综合:概念-影响因素-基本方法;地理信息的可视化:基本概念-地学可视化类型-虚拟地理环境。
模块三:地理信息系统应用
要点1:3S集成技术
遥感简介;GPS简介;GIS/RS的集成及具体技术;GIS/GPS的集成及具体技术;GIS/RS/GPS的集成。
要点2:网络地理信息系统
网络的基本概念;分布式地理信息系统:分布式系统和C/S模型-网络地理信息系统的组合方式-网络地理信息系统的概念设计;WebGIS:简介与实现技术。
要点3:地理信息系统应用实例
城市规划、建设管理;农业气候区划;大气污染监测管理;道路交通管理;地震灾害和损失估算;地貌研究;医疗卫生;军事应用。
要点4:地理信息系统应用项目组织与管理
地理信息系统应用项目简介:模式与分类-开发方式;应用项目策略规划;应用项目合同;应用项目软硬件规划;子项目划分与管理;项目预算;人员管理;开发与数据管理;项目控制与评估;软件研制与开发质量管理:ISO9000-CMM模型。
要点5:地理信息系统软件工程技术
软件工程简介;GIS领域的体系结构与构件;GIS需求分析;数据管理设计;界面设计;GIS设计模式;使用CASE工具。
模块四:地理信息系统的前沿问题与发展趋势
要点1:地理信息系统标准
地理信息系统标准简介;ISO/TC211;OpenGIS。
要点2:地理信息系统与社会
GIS的社会化;GIS的社会化的相关问题:产业-政策-法律-教育与评估认证;社会对GIS发展的影响。
要点3:地球信息科学和数字地球
地球信息科学的概念与研究内容;数字地球的产生背景与概念;数字地球核心技术综述;国家信息基础设施和国家空间数据基础设施。
课程特色 Top
地理信息系统概论课程的的主要特色是:
1、坚持理论与实践相结合。本课程作为本科生的入门课程,对相关的基础概念、基础知识及基本原理需要进行充分、翔实的讲解,使学生牢固的予以掌握。同时,为了改变学生在基础课程中容易“死记硬背”的问题,突出地理信息系统的应用特点,在课堂教学中引用大量应用实例;本课程还设置了专门的实习课,并安排了专门的实习课教师,布置了具体的实习作业,以使学生能够掌握常见的应用系统的使用和操作,并提高学生的实际动手解决问题的能力。
2、坚持基础理论体系与最新进展相结合。本课程讲授地理信息系统的完整的理论体系与框架,以便为学生的后续学习研究打好基础。同时,考虑到学科的快速发展,在基础理论的基础上,增加了地理信息科学与数字地球、地理信息系统与社会、地理信息系统标准、地理信息系统工程的章节,以使学生对学科的最前沿发展有所了解、有所掌握。
3、坚持个性化教育的原则。地理信息系统是一个交叉学科,需要的专业背景知识较多,包括地理科学、信息科学及计算机科学等,同时其应用方向又非常广泛。针对这个特点,我们在教材编制中涵括了常见的基础知识,如部分计算机及网络常识、地图学的基本原理等,并在课程中对基础知识有欠缺的同学进行有针对性的辅导。同时,在安排专题讲座及课程实习时,也不是千篇一律,而是针对学生的专业方向进行了相应的安排。
4、注重提高学生的实践动手能力。考虑到地理信息系统学科的应用特色,本课程非常注重提高学生实际的动手能力。在授课现场增加了提问,实际操作等内容,并通过课程作业、实习、综合作业的方式要求学生实际动手解决问题。这最终又加强了学生对基础知识的掌握。
5、积极运用新型的教学手段。针对课程中的重点与难点,本课程积极采用文字、图片、视频、动画等新型教学手段,以提高课程的趣味性,提高学生的参与程度,帮助学生进行理解和记忆。由于地理信息系统本身就是软件系统,因而课堂教学讲授中还采用了现场操作、现场演示的教学方法,并大力鼓励学生走上讲台进行操作,大大提高了学生的参与程度。
教学方式 Top
在地理信息系统概论的教学中,教学组非常注重学生的主动思考,主动学习,并大力强调学生的动手实践。
1、本课程的基本教学方式是课堂讲授。
在课堂讲授过程中,授课老师采用了多媒体等新型的教学手段提高教学内容的趣味性,帮助学生形象地理解教学内容,并采用提问、讨论等方式调动学生的积极性,吸引学生主动参与,启发学生认真思考。在讲授部分内容时,还由学生在老师指导下负责现场操作,并进行同步交流,提高了学生地参与程度。
2、有针对性的课下作业。
本课程的课下作业分为三个类型:1)基本概念、基本理论方面的课下作业,适用于所有学生。2)针对学生的专业背景设置的作业。由于学习本课程的学生来自多个专业,基于他们未来的学习方向,设置了部分有针对性的作业内容,启发他们在专业方向上的深入思考。3)综合作业。每人必须完成的一个大作业,学生依据自己的兴趣选取方向,阅读文献,最终提交读书报告和相应的上机实习成果。
本课程的这些作业在加强学生对基础知识掌握的同时,进一步启发学生进行深入思考,并需要在思考的同时进行相应的动手实践。使学生的知识和能力水平得到同步的提高。
3、实习教学是教学的重要一环。
本课程开设有每周一次的上机实习。实习内容包括:1)适用于所有学生的操作实习,主要是针对基本问题的操作实践。用以巩固教学内容。2)适用于所有学生的实习作业。由实习指导教师布置,在指定的时间和环境中完成,以提高学生的综合性的动手能力,加深对教学内容的理解。3)期末大作业。结合课程教学的综合作业,在综合阅读的基础上进行上机实习,要求有一定的思考深度和综合应用程度。
同时,在每个教学周期中,教学组会组织一至两次现场参观。参观的单位是本行业的核心应用单位,如国家基础地理中心等。在参观中还组织学生与参观单位人员进行交流。
通过实习教学,可以帮助学生提高直观认识,巩固所学的知识,并提高孳生的实际动手能力。
4、鼓励学生参与科研。本授课组承担了大量的科研项目,在教学过程中,鼓励学生组成学习小组以模拟的方式参与科研项目,即在其能力范围内,在教师的指导下与真正的项目组承担同样的任务,从而大大提高了学生学习的主动性。在完成后,将学生的研究成果与真正的项目成果进行对比分析,形成互相启发,教学互长的局面。实践证明,部分学生取得的成果相当出色,获得了公开发表和奖励。
5、提供网络交流平台辅助教学。教学组开设了网络平台,供学生之间或学生和老师之间进行在线或离线交流,以提高教学的互动性。
6. 地理信息系统在测绘领域有哪些应用
GIS 的应用领域 地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。)
7. 地理信息技术的应用
地理信息技术
地理信息技术包括——地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和数字地球技术。
地理信息系统
地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念:
1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统,它又由若干个相互关联的子系统构成,如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等,这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。
2、GIS的操作对象是空间数据,即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码,实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志,也是其技术难点之所在。
3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力,可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息,实现地理空间过程演化的模拟和预测。
4、GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言,“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。
遥感
遥感是以航空摄影技术为基础,在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。
遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。
遥感技术主要特点:
1、可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。
2、获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。
3、获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
4、获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
全球定位系统
全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座,其中21颗是工作卫星,3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。
1、空间部分
GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
2、地面控制部分
地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
3、用户设备部分
用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
全球定位系统具有六大特点:第一,全天候,不受任何天气的影响;第二,全球覆盖(高达98%);第三,七维定点定速定时高精度;第四,快速、省时、高效率;第五,应用广泛、多功能;第六,可移动定位。
数字地球
数字地球是对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维对地球的描述,即"虚拟地球"。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。
严格地讲,数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。
地理信息技术是个比较有专业针对性的科目类别。
近几年来在地球物理信息技术的应用已经扩展至:高分辨地震勘探、岩石圈地球物理测量和数据处理、油气藏描述与油气藏表征、复杂油气田物探、地震波场模拟、基于模型的深度域地震成像、地球物理井间电磁测井及层析成像、水资源与工程环境勘查以及非地震探测、海洋地球物理勘察、复杂油气田物探石油和地球探测信息分析。
总之前途无量哦。
8. 地理信息系统在测绘领域有哪些应用
◆ 资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
◆ 资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容,借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
◆ 生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
◆ 应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
◆ 地学研究与应用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
◆ 商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
◆ 基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
◆ 选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点,综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素,在区域范围内选择最佳位置,是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的空间分析功能。
◆ 网络分析 (Network System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
◆ 可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
◆ 分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
随着网络和Internet技术的发展,运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享,以及远程空间导航等。
9. 论述地理信息系统在国内外应用的现状
测量数来据可以从测量器械上的数字自数据收集系统中被直接输入到GIS中。从全球定位系统(GPS)——另一种测量工具中得到的位置,也可以被直接输入到GIS中。遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用,并由附在平台上的多个传感器组成。传感器包括摄像机、数字扫描仪和激光雷达,而平台则通常由航空器和卫星构成。 大部分数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数字化直接从数字图像的立体象对中得到的特征。这些系统允许数据以二维或三维捕捉,它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今,模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统,但随着高质量的数字摄像机越来越便宜,这一步也就可被省略了。 卫星遥感提供了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的传感器包来被动地测量从主动传感器如雷达发射出去的电磁波频谱或无线电波的部分的反射系数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地覆盖的光栅数据。
10. 地理信息系统在地质学上应用
GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言,“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。
GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的;按研究内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来,可以构成相应地域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的发展,以减小重复很费,提高数据共享程度和实用性。
在配电自动化系统中地理信息系统(GIS)是一个重要内容:由于配电网节点多,设备分散,其运行管理工作常于地理位置有关,引入配电地理信息系统(GIS)系统,可以更加直观的进行运行管理;其内容主要包括:设备管理(FM),是将变电站、馈线、变压器、开关、电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上;用户信息系统(CIS),指借助GIS对大量用户信息,如用户名称、地址、帐号、电话、用电量和负荷、供电优先级、停电记录等进行处理,便于迅速判断故障的影响范围,而用电量和负荷的统计信息还可作为网络分析的依据;停电管理系统(OMS),是指接到停电投诉后,GIS通过调用CIS和SCADA功能,迅速查明故障地点和影响范围,选择合理的操作顺序和路径,显示处理过程中的进展,并自动将有关信息转给用户投诉电话应答系统;另外GIS还可具有辅助配电网发展规划设计功能等。
我国地理信息系统的起步稍晚,但发展势头相当迅猛,大致可分为以下三个阶段。
第一是起步阶段。20世纪70年代初期,我国开始推广电子计算机在测量、制图和遥感领域中的应用。随着国际遥感技术的发展,我国在1974年开始引进美国地球资源卫星图像,开展了遥感图像处理和解译工作。1976年召开了第一次遥感技术规划会议,形成了遥感技术试验和应用蓬勃发展的新局面,先后开展了京津唐地区红外遥感试验。新疆哈密地区航空遥感试验、天津渤海湾地区的环境遥感研究、天津地区的农业土地资源遥感清查工作。长期以来,国家测绘局系统开展了一系列航空摄影测量和地形测图,为建立地理信息系统数据库打下了坚实的基础。解析和数字测图、机助制图、数字高程模型的研究和使用也同步进行。1977年诞生了第一张由计算机输出的全要素地图。1978年,国家计委在黄山召开了全国第一届数据库学术讨论会。所有这些为GIS的研制和应用作了技术上的准备。
第二是试验阶段。进入80年代之后,我国执行“六五”、“七五”计划,国民经济全面发展,很快对“信息革命”作出热烈响应。在大力开展遥感应用的同时,GIS也全面进入试验阶段。在典型试验中主要研究数据规范和标准、空间数据库建设、数据处理和分析算法及应用软件的开发等。以农业为对象,研究有关质量评价和动态分析预报的模式与软件,并用于水库淹没损失、水资源估算、土地资源清查、环境质量评价与人口趋势分析等多项专题的试验研究。在专题试验和应用方面,在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上,建成了全国1:100万地留数据库系统和全国土地信息系统、1:4见万全国资源和环境信息系统及1:25o万水土保持信息系统,并开展了黄土高原信息系统以及洪水灾情预报与分析系统等专题研究试验。用于辅助城市规划的各种小型信息系统在城市建设和规划部门也获得了认可。
在学术交流和人才培养方面得到很大发展。在国内召开了多次关于GIS的国际学术讨论会。1985年,中国科学院建立了“资源与环境信息系统国家级重点开放实验室”,1988年和1990年武汉测绘科技大学先后建立了“信息工程专业”和“测绘遥感信息工程国家级重点开放实验室”。我国许多大学中开设了rs方面的课程和不同层次的讲习班,已培养出了一大批从事GIS研究与应用的博士和硕土。
第三是GIS全面发展阶段。80年代末到90年代以来,我国的GIS随着社会主义市场经济的发展走上了全面发展阶段。国家测绘局正在全国范围内建立数字化测绘信息产业。1:100万地图数据库已公开发售,卫:25万地图数据库也已完成建库,并开始了全国1石万地图数据库生产与建库工作,各省测绘局正在抓紧建立省级1:1万基础地理信息系统。数字摄影测量和遥感应用从典型试验逐步走向运行系统,这样就可保证向GIS源源不断地提供地形和专题信息。进入90年代以来,沿海、沿江经济开发区的发展,土地的有偿使用和外资的引进,急需GIS为之服务,有力地促进了城市地理信息系统的发展。用于城市规划、土地管理、交通、电力及各种基础设施管理的城市信息系统在我国许多城市相继建立。
在基础研究和软件开发方面,科技部在“九五”科技攻关计划中,将“遥感、地理信息系统和全球定位系统的综合应用”列入国家“九五”重中之重科技攻关项目,在该项目中投入相当大的研究经费支持武汉测绘科技大学、北京大学、中国地质大学、中国林业科学研究院和中国科学院地理研究所等单位开发我国自主版权的地理信息系统基础软件。经过几年的努力,中国GIS基础软件与国外的差距迅速缩小,涌现出若干能参与市场竞争的地理信息系统软件,如GeoStar, MapGIS, OityStar, ViewGIS等。在遥感方面,在该项目的支持下,已建立全国基于IK4遥感影像土地分类结果的土地动态监测信息系统。国家这一重大项目的实施,有力地促进了中国遥感和地理信息系统的发展