對地理信息科學的認識精選(九篇)

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第1篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：GIS；發(fā)展；演化

一、前言

地理信息系統（Geographic Information System，GIS）是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達空間數據的信息系統。其既是表示、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的“工具”，也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”，同時還是一門關于空間信息處理分析的“科學技術”。

二、GIS的提出和迅速發(fā)展

50年代，由于電子計算機科學的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學中的應用，使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據，并希望通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務，這樣就導致了地理信息系統的問世。

1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數據庫，隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發(fā)展土地信息系統（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大測量學家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統這一術語，并建立了世界上第一個GIS—加拿大地理信息系統（CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國哈佛大學研究出SYMAP系統軟件。但是，由于當時計算機技術水平不高，存儲量小、磁帶存取速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，地學分析功能極為簡單。當時的系統能實現手扶跟蹤數字化地圖，進行地圖數據的拓撲編輯，分幅數據的拼接，并發(fā)展了基于柵格的操作方法。

進入70年代以后，由于計算機硬件和軟件技術的飛速發(fā)展，尤其是大容量存取設備—磁盤的使用，為空間數據的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強了人機對話和高質量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發(fā)展。一些發(fā)達國家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統和地理信息系統。GIS這一技術成為一個引人注目的領域。

三、80年代的GIS—地理信息系統（Geographic Information System，GIS）

80年代是GIS在理論、方法和技術上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的問世，推出了第四代計算機，特別是微型計算機和遠程通訊傳輸設備的出現，為計算機的普及應用創(chuàng)造了條件，加上計算機網絡的建立，使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外，軟件開發(fā)工具的廣泛應用和數據庫技術的推廣，推動了GIS的數據處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術的進一步發(fā)展，并逐步走向成熟。GIS的應用從解決基礎設施的規(guī)劃（如道路、輸電線等）轉向更加復雜的區(qū)域開發(fā)問題。當時，GIS已跨越國界，在全世界范圍內全面推廣，應用領域不斷擴大，并與衛(wèi)星遙感技術結合，開始應用于全球性的問題（如全球變化、全球沙漠化監(jiān)測等）。因此，國際著名的GIS專家，即前面提到的R.T.Tomlinson認為：“如果70年代是GIS發(fā)展的鞏固時期，那么80年代則是國際上GIS發(fā)展具有突破性的年代”。這個時期，GIS還保留有地理信息系統（Geographic Information System，GIS）的含義和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科學（Geographic Information Science，GIS）

地理信息系統技術的應用大大提高了人類處理和分析大量有關地球資源、環(huán)境、社會與經濟數據的能力，而地理信息系統技術及其應用的進一步發(fā)展則必須以地球信息機理理論為基礎。陳述彭院士在論述地理信息系統發(fā)展時強調了對于地球信息基礎理論的研究，并指出地球信息基礎理論的實質內容：地理信息系統已不僅僅限于物質流與能量流的信息載體，而且包括研究地學信息流程的動力學機理與時空特征、地學信息傳輸機理及其不確定性(多解)與可預見性等；并認為：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于這個Info還包括很多地學規(guī)律，其分析模型必須以地學為基礎。

Goodchild于1992年提出地理信息科學(Geographic information Science)的概念。地理信息科學主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題，如數據的獲取和集成、分布式計算、地理信息的認知和表達、空間分析、地理信息基礎設施建設、地理數據的不確定性及其對于地理信息系統操作的影響、地理信息系統的社會實踐等。地理信息科學的提出是地理信息系統技術及應用發(fā)展到相當水平后的必然要求，它是在人們不再滿足于僅僅利用計算機技術來對地理信息進行可視化表達及其空間查詢，而強調地理信息系統的空間分析和模擬能力時產生的；它在注重地理信息技術發(fā)展的同時，還注意到了與地理數據、地理信息有關的其他一些理論問題，如地理數據的不確定性、地理信息的認知以及社會對于地理信息技術運用于實踐的認可等。由此可見，地理信息科學在地理信息技術研究的同時，還指出了對于支撐地理信息技術發(fā)展的基礎理論研究的重要性。 世紀之交，由于地理信息系統的應用日益廣泛，加上航空和航天遙感、全球定位系統、數字網絡(Internet)和地理信息系統等現代信息技術的發(fā)展及其相互間的滲透和整合，逐漸形成了以地理信息系統為核心的地球空間信息集成化技術系統，為解決區(qū)域范圍更廣、復雜性更高的現代地學問題提供了新的分析方法和技術保證；同時，這些現代信息技術的綜合發(fā)展及其應用的日益深廣，掀起了全球變化研究與對地觀測計劃的新高朝，于是時勢造英雄，促使一門新興的交叉學科“地理信息科學”的脫穎而出。這個時期，GIS己經漸變地含有地理信息科學（Geographic Information Science，GIS）的含義和意思。

五、現在的GIS—地理信息服務(Geographic Information Service，GIS)

近年來，隨著地理信息產業(yè)的建立和地球數字化產品的普及應用，GIS的發(fā)展進入到各行各業(yè)乃至各家各戶的用戶時代，成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。這個時期，社會對GIS的認識普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系統已成為許多機構（特別是政府決策部門）必備的工作和決策咨詢系統。國家級乃至全球級的地理信息系統已成為公眾關注的問題，地理信息系統已被列入“信息高速公路”計劃，也是美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰(zhàn)略的重要組成部分。地理信息系統的研究和應用正逐步形成行業(yè)，具備了走向產業(yè)化的條件。

近來，個人數字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移動電話的普及給新的應用創(chuàng)造了許多機會。這樣的應用有流動工作人員和基于位置服務。流動工作人員，顧名思義，他們工作在遠程位置，如客戶處、分公司或者野外現場。這些工作人員經常要為完成某項任務下載一段所需的數據，在遠端使用這段數據，然后在每天工作結束的時候將改動更新（同步地）到主數據庫上。這種場景的一個重要方面是：客戶端保留有數據，并以離線方式在本地對數據進行操作?；谖恢梅盏氖褂檬墙陙沓霈F的一個重要趨勢，這類服務徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統（GPS）的應用，可以很容易確定任何一個客戶/使用者的精確位置，并根據用戶的地理位置提出最佳解決方案?；谖恢梅盏挠绊懞椭匾源偈归_放GIS協會（Open GIS Consortium，OGC）提出了開放位置服務（Open Location Service，OpenLS），希望能夠將地理空間數據和地理操作的資源集成到位置服務和電信基礎設施中去。美國聯邦政府已于2001年10月頒布了規(guī)定：所有蜂窩電話的位置在67%的使用時間里必須是可追蹤的，追蹤精度為 125米。這樣，一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念，與此同時，對于空間技術的需求卻在不斷增長。位置服務（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通過固定或移動網絡發(fā)送GIS功能和基于位置信息，從而在任何時間應用到任何人、任何位置和任何設備上。當前，LBS已成為科學研究、技術發(fā)展和市場開拓領域共同的熱點話題。此時，GIS已朝著地理信息服務(Geographic Information Service，GIS)的方向發(fā)展。

六、結　論

第2篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：一帶一路；西部；地理信息科學

引言

2015年3月，國家發(fā)改委、外交部以及商務部在海南博鰲亞洲論壇上聯合了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》（以下簡稱《愿景與行動》）[1]，標志著中國的“一帶一路”戰(zhàn)略正式進入全面推進與建設階段，已經成為繼“西部繼續(xù)開發(fā)開放、東部轉型走出去”之后，我國在新的歷史時期提出的持續(xù)開放的新戰(zhàn)略。事實上，“一帶一路”戰(zhàn)略并非偶然之舉，而是世界經濟格局變化和經濟全球化深入發(fā)展的必然結果，同時也是一個具有高度空間選擇性的戰(zhàn)略概念[2]?！耙粠б宦贰睆娬{經濟要素的自由流動、資源的高效配置以及市場深度的融合，傳遞一種合作、發(fā)展與共贏的理念[3]。然而，長期以來，國內對“一帶一路”沿線國家的研究與認識相對不足，對相關國家的基本國情、資源環(huán)境、社會經濟概況等數據信息的了解也是零散殘缺的，這種狀態(tài)不利于“一帶一路”的合作建設與共同發(fā)展。

地理信息科學（GIS）通過數字技術來描述與表達現實空間，與遙感（RS）、全球定位系統（GPS）共同構成了地理信息的3S技術，形成了對地球的數字模擬，使我們首次實現了足不出戶的了解地球?！耙粠б宦贰痹谡?、經濟、文化、環(huán)境等多方面均面臨挑戰(zhàn)，亟待利用地理信息科學技術開展對“一帶一路”國家的相關研究。同時，西部地區(qū)作為“一帶一路”戰(zhàn)略的橋頭堡，其整體教育水平與我國東部地區(qū)仍然存在一定的差距。GIS是近幾十年發(fā)展起來的新興綜合性學科，在當前信息化潮流中，“一帶一路”戰(zhàn)略的實施能夠促進我國西部地區(qū)GIS人才培養(yǎng)的跨越式發(fā)展?；诖?，本文從“一帶一路”的戰(zhàn)略角度出發(fā)，探討地理信息科學教育的新思路，為我國西部地區(qū)GIS及相關學科的教學提供理論參考。

“一帶一路”戰(zhàn)略與西部發(fā)展的內在聯系

中國西部是“一帶一路”戰(zhàn)略的重點區(qū)域，在《愿景與行動》中已經突出強調了西北地區(qū)作為絲綢之路經濟帶上重要的交通樞紐作用，建成面向中亞、南亞、西亞國家的通道、商貿物流樞紐、重要產業(yè)與人文交流基地。西南地區(qū)是形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經濟帶有機銜接的重要門戶。隨著一帶一路發(fā)展戰(zhàn)略的實施，西部地區(qū)將成為我國對外開放的前沿，兩者的內在聯系突出表現在以下幾個方面。

西部將成為開放前沿

近年來，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施的深入，西部地區(qū)發(fā)展顯著加快。2014年，國務院相繼批復設立陜西西咸新區(qū)、貴州貴安新區(qū)以及成都天府新區(qū)三個國家級新區(qū)。目前，我國西部地區(qū)的國家級新區(qū)已達到5個，分別位于重慶（2010）、甘肅（2012）、陜西（2014）、貴州（2014）、四川（2014），體現出國家發(fā)展戰(zhàn)略的整體向西。然而，由于發(fā)展基礎、地理區(qū)位等限制，西部地區(qū)的整體發(fā)展與東部仍然存在一定的差距?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略將構筑新時期我國對外開放的格局，是西部地區(qū)跨越發(fā)展的新契機。在“一帶一路”戰(zhàn)略的支持下，西部地區(qū)能夠形成貫穿中西的對外經濟走廊，建立全方位對外開放格局，真正實現東部西部的均衡發(fā)展。

西部在“一帶一路”設施聯通中具有重要的區(qū)位優(yōu)勢

“一帶一路”以交通運輸為紐帶，貫穿亞歐非大陸，一頭是活躍的東亞經濟圈，一頭是發(fā)達的歐洲經濟圈，中間廣大腹地國家發(fā)展?jié)摿薮?，對基礎設施建設的需求旺盛?！耙粠б宦贰钡年P鍵是交通節(jié)點的打造以及交通服務的一體化，通過促進互聯互通以及通關便利化，能夠大力開拓“一帶一路”沿線國家的市場，發(fā)展運輸服務貿易。西部地區(qū)在“一帶一路”的設施聯通中具有重要及獨特的區(qū)位優(yōu)勢，如從重慶出發(fā)，經西安、蘭州、烏魯木齊到達俄羅斯、白俄羅斯、波蘭、德國、比利時的渝新歐國際鐵路，一直由于鐵路軌距等原因，造成運輸線路的長期不通暢。因此，設施聯通需要因地制宜，充分考慮沿線國家多沙漠戈壁、高山峻嶺的實際環(huán)境情況，開發(fā)具備高技術含量、統一技術標準的設施聯通網絡，最終實現“一帶一路”區(qū)域交通一體化。

西部是“一帶一路”能源開發(fā)與合作的重要契合點

我國所在的東北亞地區(qū)是全世界能源需求量最大的地區(qū)之一，能源領域的合作是一帶一路的重點區(qū)域?！耙粠б宦贰毖鼐€國家資源要素稟賦各異，與西部地區(qū)眾多產業(yè)存在優(yōu)勢互補與互利共贏的合作空間。目前，我國油氣資源進口的主要通道是馬六甲海峽，存在一定的能源安全隱患?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略將廣泛聯系沿線國家，構建我國的陸上能源通道。通過尋找與沿線國家合作的契合點，加強能源資源深加工技術及傳統能源資源勘探開發(fā)合作，形成能源資源合作上下游一體化產業(yè)鏈。

西部地理信息教育融入“一帶一路”戰(zhàn)略的思路

“一帶一路”跨越亞、歐、非三大洲，沿線包括60余個國家40多億人口，存在涉及國家多、面積廣、氣候類型多樣等情況，在該區(qū)域內開展交通基礎設施、經濟貿易、資源開發(fā)、跨境生態(tài)環(huán)境保護、旅游文化等合作，必須充分利用現代化GIS與遙感技術，克服地理時空距離等方面的障礙和限制[4]。另一方面，通過GIS的廣泛應用，能夠獲得包括整個區(qū)域的基礎地理、自然資源、生態(tài)環(huán)境、人口與社會經濟等的空間分布格局、規(guī)模數量、構成質量以及時空分異和變化規(guī)律等第一手的信息，以研究市場資源要素之間的相關關系和影響機制，支撐區(qū)域重大建設工程的實施。

國家測繪地理信息局副局長李朋德指出：“一帶一路”需要地理信息作為支撐，以實現“一帶一路”各類信息的空間化集成。因此，在“一帶一路”背景下，西部的地理信息科學教育是“一帶一路”戰(zhàn)略發(fā)展的重要基礎之一。同時，考慮到GIS專業(yè)的學科交叉屬性以及較強的技術性與實踐性，西部的GIS教育面臨著新的挑戰(zhàn)與機遇。鑒于此，作者提出以下西部GIS教育的新思路。

1.強化GIS的基礎教育屬性

地理信息通過空間視角，將自然環(huán)境與人類活動聯系起來，并應用圖形進行空間表達。近年來，GIS的引用領域已經突破了地理界線，并迅速滲透到各行各業(yè)中?；诖耍珿IS的教育中需要充分考慮“一帶一路”戰(zhàn)略的需求，強化GIS的基礎教育屬性，強調相關專業(yè)的空間思考能力。事實上，GIS是一門面向應用的技術學科。因此，各個與空間相關的專業(yè)，包括政府公共管理、城市規(guī)劃、資源開發(fā)利用等均存在著GIS教育的需求，以協助解決各專業(yè)中相關的自然環(huán)境、社會經濟等問題。因此，有必要在這些相關專業(yè)中增加GIS原理與應用、遙感基礎原理等課程，讓相關專業(yè)學生認識GIS、了解GIS，以適應“一帶一路”戰(zhàn)略發(fā)展的需求。

2.以應用為導向，著重解決實際問題

在GIS教學中，充分考慮到GIS面向應用的屬性，強調GIS理論與應用的結合。如“一帶一路”戰(zhàn)略中的設施聯通必然涉及交通道路的規(guī)劃及設計等。在此過程中，每一個階段均涉及大量的GIS應用。以道路規(guī)劃為例，GIS的多源數據處理與空間分析能力使其具備獨有的優(yōu)勢。在路網規(guī)劃中需要涉及多種空間與屬性信息，如土地利用、植被覆被、地形、人口及經濟等，而GIS與遙感能夠獲取這些信息的第一手資料。進一步利用GIS建立數據庫，并根據需求創(chuàng)建相關的專題地圖，能夠極大地提升工作效率，豐富數據的表達形式，是實施“一帶一路”戰(zhàn)略的重要科技參考。然而，目前西部的GIS培養(yǎng)過程中覆蓋面廣、專業(yè)性強、教學板塊多，導致部分學生存在“什么都懂，什么都不會”的問題。基于此，在GIS人才的培養(yǎng)中需要以具體應用為導向，增加相關實踐課程，著重于綜合解決實際問題的培養(yǎng)。

3.以共享數據為切入點，強化區(qū)域遙感應用

經過近幾十年的發(fā)展，相關地理信息空間數據尤其是遙感數據經過多平臺、多傳感器的長時間序列積累，GIS學科已經積累了海量數據。地理信息空間數據作為一種數據資源，其繼承與共享受到國內外的廣泛重視，如國內的地球系統科學數據共享平臺已經開展了相關的研究，整合了大量的地球信息科學數據資源。進一步考慮遙感科學的綜合性與可比性，在“一帶一路”地區(qū)開展基于遙感的國別研究，獲取相關區(qū)域的自然環(huán)境與社會經濟資料，如利用基礎地理信息資料及相關遙感數據分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境歷史變遷、區(qū)域資源環(huán)境承載力及區(qū)域氣候條件與氣候變化等，均是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要參考。

結語

在信息資源日益豐富與信息技術高速發(fā)展的今天，西部地區(qū)作為“一帶一路”戰(zhàn)略的橋頭堡，其地理信息教育具備趕超東部乃至國際先進水平的良好機遇。因此，需要相關科研與教學機構從“一帶一路”的戰(zhàn)略需求出發(fā)，強調GIS學科在不同專業(yè)中的基礎屬性，以應用為導向，以相關共享的地學數據為切入點，強化區(qū)域遙感應用，著重解決實際問題的培養(yǎng)，對于促進西部地理信息科學教育及服務社會可持續(xù)發(fā)展非常重要與迫切。

【基金項目：科技基礎性工作專項項目（2011FY110400）、重慶市基礎與前沿研究計劃項目（cstc2014jcyjA90012）、重慶市教委科學技術研究項目（KJ130625）、重慶師范大學本科人才培養(yǎng)升級改革試點項目（02020307-0021）。】

參考文獻

[1] 國家發(fā)改委，外交部，商務部.推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動.北京：外交出版社.2015.

[2] 杜德斌，馬亞華.“一帶一路”：中華民族復興的地緣大戰(zhàn)略.地理研究，2015.34（6）：1005-1014.

[3] 劉衛(wèi)東.“一帶一路”戰(zhàn)略的科學內涵與科學問題.地理科學進展，2015.34（5）：538-544.

[4] 諸云強，孫九林，董鎖成等.關于制定數字“絲綢之路經濟帶”與信息化基礎設施建設科技支撐計劃的思考.中國科學院院刊，2015.30（1）：53-60.

作者簡介：

第3篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：GPS、GIS、RS、3S;應用與研究

3S（GPS、GIS、RS）集成技術在發(fā)達國家已經得到廣泛的應用，隨著計算機技術的廣泛應用，空間技術的交叉滲透，信息科學技術蓬勃發(fā)展，3S集成技術正在不斷的完善和發(fā)展，全球定位技術（GPS）、地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）等各種新技術在工程測量中得以應用和研究。

一、工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術（GPS）

GPS系統包括三大部分：空間部分――GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分――地面監(jiān)控系統；用戶設備部分――GPS信號接收機。GPS接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發(fā)展，使得GPS技術在導航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。

RTK（Real Time Kinematics，實時動態(tài)）技術是在GPS基礎上發(fā)展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發(fā)射出去;流動站在對GPS衛(wèi)星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發(fā)射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用0TF（運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時，也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此，RTK被廣泛應用于圖根控制測量，地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。

二、工程測量中的地理信息（GIS）技術

GIS是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環(huán)境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。

地理信息系統就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統，它不但能分門別類、分級分層的去管理上述信息；而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統還有一個特殊的"可視化"功能，就是通過計算機屏幕把所有的信息逼真地再現到地圖或遙感像片上，成為信息可視化工具，清晰直觀的表現出信息的規(guī)律和分析結果，同時還能動態(tài)的在屏幕上監(jiān)督"信息"的變化。總之，其技術優(yōu)勢不僅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，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。

三、工程測量中的遙感（ RS）技術

遙感（RS）技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。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。

遙感數據的處理――通常是圖像形式的遙感數據的處理，主要包括糾正（包括輻射糾正和幾何糾正）、增強、變換、濾波、分類等功能。

（一）圖像糾正圖像糾正是消除圖像畸變的過程，包括輻射糾正和幾何糾正。輻射畸變通

常由于太陽位置，大氣的吸收、散射引起；而幾何畸變的原因則包括遙感平臺的

速度、姿態(tài)變化，傳感器，地形起伏等，幾何糾正包括粗糾正和精糾正兩種，前

者根據有關參數進行糾正；而后者通過采集地面控制點（GCPs, Ground Control

Points），建立糾正多項式，進行糾正。

（二）增強增強的目的是為了改善圖像的視覺效果，并沒有增加信息量，包括亮度、

對比度變化以及直方圖變換等。

（三）濾波濾波分為低通濾波、高通濾波和帶通濾波等，低通濾波可以去除圖像中的

噪聲，而高通濾波則用于提取一些線性信息，如道路，區(qū)域邊界等。濾波可以在

空域上采用濾波模板操作，也可以在頻域中進行直接運算。

（四）變換包括主成分分析(Principal Component Analyst)，色度變換以及傅立葉

變換等，還包括一些針對遙感圖像的特定變換，如纓帽變換。

（五）分類 利用遙感圖像的主要目的是為了提取各種信息，一些特定的變換可以用于提取信息，但是最主要的手段則是通過遙感圖像分類(Classification)。

四、GIS與遙感的集成及具體技術

地理信息系統是用于分析和顯示空間數據的系統，而遙感影象是空間數據的一種形式，類似于GIS中的柵格數據。因而，很容易在數據層次上實現地理信息系統與遙感的集成，但是實際上，遙感圖像的處理和GIS中柵格數據的分析具有較大的差異，遙感圖像處理的目的是為了提取各種專題信息，其中的一些處理功能，如圖像增強、濾波、分類以及一些特定的變換處理等，并不適用于GIS中的柵格空間分析，目前大多數GIS軟件也沒有提供完善的遙感數據處理功能，在一個遙感和地理信息系統的集成系統中，遙感數據是GIS的重要信息來源，GIS則可以作為遙感圖像解譯的強有力的輔助工具，而遙感圖像處理軟件又不能很好地處理GIS數據，這需要實現集成的GIS。

在軟件實現上，GIS與遙感的集成，可以有以下三個不同的層次:1）分離的數據庫，通過文件轉換工具在不同系統之間傳輸文件；2）兩個軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示；3）集成的最高目的是實現單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統。

五、GIS與全球定位系統的集成及具體技術

GPS作為實時提供空間定位數據的技術，可以與地理信息系統進行集成，GPS與GIS集成也是最有發(fā)展前景的集成，也是最容易實現的集成。這種集成的主要思路是把DGPS的實時數據通過串口實時進入GIS中，然后對數據進行處理，如通過投影變換將經緯度坐標轉換為GIS數據所采用的參照系中的坐標，最后進行各種分析運算，其中坐標數據的動態(tài)顯示以及數據存儲是其基本功能。

六、工程測量中的3S集成技術

3S（GPS、GIS、RS）技術的結合，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢， 3S集成不是GPS、GIS、RS的簡單組合，而是一種利用現代化技術、遙感技術、定位技術、圖像和圖像處理技術與計算機于一體，向GIS和RS數字圖像處理系統提供足夠的數量、精度、可靠性、完備性的空間數據，通過空間分析、預測、決策，確保地理系統問題的優(yōu)化、系統解決。3S集成是高度自動化、實時化、智能化對地觀測系統，并有自動、實時地采集、處理和更新數據的功能。單純從軟件實現的角度來看，開發(fā)3S集成的系統在技術上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實現技術方案是：通過支持柵格數據類型及相關的處理分析操作以實現與遙感的集成，而通過增加一個動態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對于3S集成技術而言，最重要的是在應用中綜合使用遙感以及全球定位系統，利用其實時、準確獲取數據的能力，降低應用成本或者實現一些新的應用。3S集成技術的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了人類認識地球的能力；相應地，它拓展了傳統測繪科學的研究領域。作為地理學的一個分支學科，Geomatics產生并對包括遙感、全球定位系統在內的現代測繪技術的綜合應用進行探討和研究。同時，它也推動了其它一些相聯系的學科的發(fā)展，如地球信息科學、地理信息科學等，它們成為“數字地球”這一概念提出的理論基礎。

第4篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：空間信息技術；物聯網；技術應用

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0050-03

0 引 言

物聯網是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡[1]。空間信息技術是指采用現代探測與傳感技術、攝影測量與遙感對地觀測技術、衛(wèi)星導航定位技術、衛(wèi)星通信技術和地理信息系統等為主要手段，研究地球空間目標與環(huán)境參數信息的獲取、分析、管理、存儲、傳輸、顯示、應用的一門綜合和集成的信息科學和技術[2]。

近年來，在物聯網概念及其應用迅速發(fā)展的背景下，空間信息技術迎來了應用與發(fā)展的新機遇，并逐漸顯示出了其在物聯網中的重要地位和不可替代的作用。探討空間信息技術在物聯網中的作用與應用，對于促進多方的技術融合與協同發(fā)展的必要性日益顯現。

1 空間信息技術與物聯網的發(fā)展概況

1.1 空間信息技術的發(fā)展

空間信息技術是當前人類獲取并處理大區(qū)域地球空間及其動態(tài)信息的唯一技術手段。隨著科技的進步，空間信息技術無論是在單項技術還是在綜合集成上，都得以飛速發(fā)展，尤其是在1998年戈爾提出“數字地球”概念后，世界各國均紛紛出臺相關的發(fā)展策略與長遠規(guī)劃。目前，在空間信息獲取上，全球對地觀測能力不斷增強，人類逐步進入一個多源、多時相、全方位和全天候對地觀測的新時代；在空間定位技術上，則以GPS、GLONASS、伽利略和北斗星系統為代表，在靜態(tài)動態(tài)定位精度、運行可靠性以及實時數據上都得以改善與提高；在空間信息分析處理上，GIS作為集地理、測繪、計算機等多學科為一體的交叉綜合性學科快速發(fā)展，其以空間數據庫為基礎，進行數據的輸入、輸出、組織和管理，更關鍵的是GIS提供了對信息的認識表達、綜合分析、理解決策等方面的技術和模型，具有強大空間數據處理與空間信息分析功能，業(yè)已成為地球空間信息科學的重要理論內涵與技術手段，是空間信息技術深化應用的核心，并向系統結構化、集成化、網絡化、三維化以及智能化等方向發(fā)展。

在具體的應用上，國內外相繼開展了數字地球、智慧地球、數字區(qū)域、數字城市、數字社區(qū)等一系列研究。目前的應用已走出軍事、測繪等傳統領域，進入經濟社會發(fā)展各個領域，包括資源環(huán)境、城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程建設、交通、電力、農業(yè)、林業(yè)、電信、商業(yè)、旅游、現代物流等領域以及大眾服務行業(yè)，并形成了規(guī)模強大的空間信息產業(yè)[3]。

1.2 物聯網的發(fā)展

物聯網理念最早出現于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書 [4]。1998年，美國麻省理工大學（MIT）提出了“物聯網”的構想。1999年，美國Auto-ID首先明確提出“物聯網”概念。2005年，國際電信聯盟（ITU）《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》年度報告，正式將“物聯網”稱為“the Internet of Things”，并對物聯網概念進行了擴展 [5]。目前，國外對物聯網的研發(fā)、應用主要集中在美、歐、日、韓等少數國家。2008年，歐盟智慧系統整合科技聯盟（EPOSS）發(fā)表《2020的物聯網：未來藍圖》的報告。2009年，彭明盛提出“智慧地球”概念，美國總統奧巴馬就職后，將“智慧地球”提升為國家層級的發(fā)展戰(zhàn)略，從而引起全球關注。2009年6月，歐盟委員會提交了《歐盟物聯網行動計劃》，隨后了其物聯網戰(zhàn)略。日本政府自20世紀90年代中期以來相繼制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan 等多項國家信息技術發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府自1997年起出臺了一系列推動國家信息化建設的產業(yè)政策。我國也在2006年的《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》中將物聯網的核心傳感網列入重點研究領域。2009年，總理提出“感知中國”概念，并于2010年《政府工作報告》中指出要加快物聯網的研發(fā)應用，國家工業(yè)和信息化部門也把物聯網發(fā)展作為國家信息產業(yè)確定的三大發(fā)展目標之一。

與基礎性研究同步，物聯網應用研究也取得了一定的進展，在倉儲物流、假冒產品的防范、智能樓宇、路燈管理、智能電表、城市自來水網等基礎設施、醫(yī)療護理、精準農業(yè)傳感技術的精確應用、智能化專家管理系統、遠程監(jiān)測和遙感系統、生物信息和診斷系統、食物安全追溯系統等領域體現了極大的應用價值，并將發(fā)揮巨大的潛在作用。

2 空間信息技術在物聯網中的作用

2.1 為物聯網系統提供空間認知的基準與標準

當前信息技術的發(fā)展，使得人們生活在一個由計算與通信技術構成的信息空間與物理空間共存的空間中。在這個對偶空間中，既有存在從物理空間中獲取信息形成信息空間的組成過程，也有從信息空間向物理空間提供信息的反饋過程[6]。物聯網系統需要認知物理空間，并促進兩個空間的深度融合，而對于物理空間的認知與基準問題則應包括幾何、物理和時間基準等內容，這些也恰是空間信息技術研究的基本問題。空間信息技術在確定空間信息幾何形態(tài)和時空分布上的技術進步與應用發(fā)展間接上奠定了物聯網系統對于物理空間的認知基準。另一方面，標準化是任何行業(yè)發(fā)展必須面對的問題，物聯網系統由于其自身綜合性、交叉性等特點，標準化問題尤為突出。而伴隨著空間信息技術發(fā)展形成的一系列空間信息標準，包括括數據的格式、精度、質量以及信息的分類編碼、安全保密、技術服務等諸多方面的內容可以直接被物聯網系統標準化所借鑒，至少在空間數據與信息上可以利用現有的標準化成果。

2.2 為物聯網系統提供實時與非實時空間信息

人們接觸的信息中約80%和地理位置相關，物聯網系統中空間信息更是占據重要地位，空間信息技術則可以為物聯網系統提供實時和非實時的空間信息。隨著3S技術（RS、GPS、GIS）的進步以及與信息、通信技術的結合發(fā)展，現已實現對于目標的實時與非實時分類識別、跟蹤定位和監(jiān)測監(jiān)管。一方面，隨著制圖學與空間數據庫相關理論與技術的進步，業(yè)已形成多層次標準化的基礎地理空間數據庫，為物聯網系統提供了基礎地理信息平臺，并直接影響到物聯網應用的廣度和深度[7]。另一方面，RS和GPS也是物聯網系統獲取相關空間信息的途徑之一。其中，RS作為宏觀觀測地球的手段，其數據的空間、時間、光譜、輻射分辨率不斷提高，數據傳輸與處理的實時性顯著增強，并積累了大量的歷史數據形成空間影像動態(tài)數據庫；GPS的定位精度和覆蓋范圍也不斷提升，且從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從單點到廣域，從事后處理到實時定位，足以為物聯網提供高精度的實時定位信息，另外，GPS還可以為物聯網系統提供統一的時間信息。

2.3 為物聯網系統提供空間數據的分析處理、集成管理與數據挖掘

物聯網本意是要將物體與物體通過傳感器、網絡等聯合為有機整體，要將物體的特征特性轉換為數據進行信息傳輸交流，這些數據具有異構、分散、多源、海量和時空動態(tài)等相關特性，這給系統的數據處理與管理帶來了挑戰(zhàn)。物聯網系統必須將繁雜的數據進行有效的集成聚合與分析處理，才能保證物體之間的信息交流。作為空間信息技術之一的地理信息技術則是空間信息的存儲、處理、分析、管理和應用的核心技術，在數據存儲與管理方面，業(yè)已形成先進的面向對象數據模型和成熟的空間數據庫技術；在數據的分析處理上，GIS有強大的空間數據處理能力，尤其在空間分析能力上更是其區(qū)別于其他信息系統的顯著標志。

空間分析是為獲取和傳輸空間信息而基于地理對象的位置及形態(tài)特征的分析與建模的系列技術，物聯網系統的特征要求其具有強大的空間分析能力，以達到對海量空間數據的處理分析、挖掘、推理，并達到智能決策與服務的目的。當前，空間信息技術在數據管理與處理上已從傳統的空間數據管理系統逐步向空間決策支持系統轉變[8]。為適應物聯網的發(fā)展需求，空間數據分析與數據挖掘還將向泛空間信息分析、協同實時處理、智能推理、面向公眾服務等方向轉變[9]。

2.4 為物聯網系統提供空間可視化技術

人占據物聯網系統中人與物的信息交互的主導地位。有研究表明，人獲取客觀世界的信息約有80%來自視覺，相對于其它途徑和方式，圖形圖像信息最易被人們直接識別，可視化技術將數據轉換解釋為直觀的圖形，從而簡化、便捷了人們獲取信息的方式與途徑。

物聯網系統中涉及復雜的多源、多維空間數據，空間可視化理論與技術奠定了其可視化的基礎，并在一定程度上提高了人/機、人/物的信息交互效率。此外，GIS的發(fā)展已從傳統的2維地圖發(fā)展至2.5維與真3維空間信息系統，其基于空間數據庫構建的虛擬環(huán)境與情景模擬技術日趨成熟，以數字地球為代表的系統建設也已在應用方向逐漸普及，這些都將在新時代物聯網的建設中向廣度和深度發(fā)展。未來計算機技術與人的思維科學將進一步融合，人也會成為物聯網虛擬環(huán)境中的一部分，而其大前提則是需要借助空間信息可視化技術以及虛擬現實技術來保證人與物、人與虛擬環(huán)境、人與空間信息的交互。

2.5 為物聯網系統提供其他相關技術支撐

空間信息技術除了在空間數據的管理、處理、可視化等領域以外，還可以為物聯網系統提供很多其他相關技術支撐。例如，在物聯網中人與物的物理空間是連續(xù)的，而傳感器所獲取的數據大多為點數據，在獲取連續(xù)的空間數據上則需要空間信息相關技術的支撐。遙感就是獲取大范圍數據的最佳手段之一，在物聯網系統中，借助其與相關點數據的關聯反演也是當前通過點源數據獲取大范圍連續(xù)數據的技術方法。

另外，早在物聯網概念出現之前，空間信息技術已有了長足的發(fā)展，產生了諸多應用基礎平臺與相關支撐技術，例如基礎地理信息平臺、分布式空間數據庫平臺與技術、移動GIS平臺與技術等。在這些平臺之上又成功地出現了一系列應用，如導航、智能購物等公眾LBS服務，又如數字地球、數字城市等大區(qū)域范圍的應用。在這樣一些應用上，已經出現了物聯網概念的雛形，這些已建成以及正在發(fā)展的平臺為物聯網系統的構建奠定了平臺與技術基礎，很多物聯網系統的構建可以基于上述平臺，添加物聯網的傳感器、網絡通信、人工智能等技術以實現物聯網系統功能，例如冷鏈物流管理系統等[10]。

3 空間信息技術在物聯網建設中的應用

有學者指出物聯網的概念脫胎于應用，其相關技術與應用雛形早已出現，物聯網的應用領域包括資源、環(huán)境、工業(yè)、農業(yè)、公共安全、交通運輸、城市管理、平安家居和醫(yī)療健康等等，而這些領域中很多都是空間信息技術傳統與新興的應用領域。在即將來臨的物聯網新時代中，空間信息技術在這些領域中成功的應用案例和知識積累也將為物聯網應用與建設奠定基礎。

3.1 空間定位技術應用

空間定位技術自誕生以來，逐漸由軍方轉向民用，已形成巨大的應用市場，目前較為成熟的應用主要有導航、物流以及各種基于位置的服務（LBS）。在物聯網系統中，空間定位技術提供了人、物的空間位置信息，在物聯網建設中有著舉足輕重的地位并有著廣闊的應用市場。例如，人和物的跟蹤定位，在安全、物流、遠程醫(yī)療、LBS服務等相關領域都是不可或缺的，空間定位技術勢必被這些領域物聯網的建設所應用。

3.2 遙感技術應用

遙感是空間信息技術中最具歷史的技術，在地質、資源環(huán)境、災害、區(qū)域、城市等調查監(jiān)測、分析預測方面有著成功的應用。作為一種傳感技術，遙感將在這些領域物聯網建設與應用中成為系統信息源之一，也必將因其具有低代價大范圍連續(xù)獲取信息的能力而大有作為，尤其是在當前物聯網傳感器以點信息源為主的情況下，遙感獲取的信息恰是物聯網建設應用中有待發(fā)掘的藍海領域。

3.3 地理信息系統技術應用

地理信息系統的核心技術涵蓋多源空間數據集成、空間信息可視化、空間分析技術、空間數據挖掘和GIS 應用建模等諸多方面[11]，因此，在各領域的物聯網建設中，GIS不僅可以提供功能強大的數據存儲、處理、交換、分析、管理和應用，還可以提供對空間與非空間信息的認識、分析與數據挖掘、表達和決策的技術和模型。隨著物聯網研究與應用的深入，出現了物聯網與GIS的集成應用[12]，一些物聯網的建設也直接基于GIS而設計開發(fā)，因此GIS在物聯網建設中的應用價值和應用前景也越來越被人們所共識。

4 結 語

從物聯網概念的提出，到近年來的快速發(fā)展，許多先進理念與科技創(chuàng)新不斷出現，但有學者指出物聯網還缺乏理論依據和技術支撐，物聯網的發(fā)展需要傳感、網絡、計算機以及空間信息技術等相關理論技術的支撐。徐冠華院士曾在國家遙感中心成立15周年紀念會上提到，空間信息技術在過去的幾十年里得到了迅速發(fā)展，但在產業(yè)化和實用化方面還有相當距離，而物聯網概念的誕生及其在各領域的發(fā)展恰為空間信息技術的應用提供了廣闊的市場和發(fā)展機遇。因此，清醒地認識空間信息技術在物聯網系統建設中的作用及其應用，促進空間信息技術和物聯網的集成結合對于物聯網及其相關產業(yè)的快速發(fā)展具有重要的現實意義。

參 考 文 獻

[1] 北京郵電大學電子商務研究中心.物聯網研究報告[R].北京，2009.

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[5] International Telecommunication Union UIT. ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R]. Tunis， Tunisia：ITU telecom World， 2005.

[6] 徐光祐，陶霖密，張大鵬，等.物理空間與信息空間的對偶關系[J].科學通報，2006，51（5）：610-616.

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[8] 劉耀林.從空間分析到空間決策的思考[J].武漢大學學報：信息科學版，2007，32（11）：1050- 1055.

[9] 劉耀林.新地理信息時代空間分析技術展望[J].地理信息世界，2011（4）：21-24.

[10] 李清泉，李必軍.物聯網應用在GIS中需要解決的若干技術問題[J].地理信息世界，2010（5）：7-11.

第5篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：ArcView GIS； 體驗式教學； 地理教學 ；信息技術

中圖分類號：TP434文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2013）006-0171-03

作者簡介：李聰（1987-），女，渤海大學信息科學與技術學院碩士研究生，研究方向為現代教育技術。

0引言

為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，有關部門制定了義務教育學科課程標準（2011年版），并于2012年秋季開始執(zhí)行?！兜乩韺W科課程標準（2011版）》要求地理教學要重視激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生獨立思考的習慣，鼓勵學生大膽質疑并提出觀點，為自主學習營造寬松的學習環(huán)境。同時，課標建議教學時要注意突出地理學科的特點，靈活運用多種教學方式方法，充分重視地理信息資源和信息技術的利用，注重培養(yǎng)學生學習能力、創(chuàng)新意識和實踐能力。因此本文引用ArcView GIS輔助中學地理體驗式教學，期望達到課標的要求。 GIS（Geographic information system）是地理信息系統的英文縮寫。ArcView是美國環(huán)境系統研究所（ESRI）的GIS產品。ArcView擁有任何GIS桌面系統所具有的最大范圍的可用功能，具有直觀的基于Windows的圖形用戶界面，簡單、易用且包括有附加的在線幫助和全面詳盡的文檔。

1中學地理體驗式教學的現狀

目前，中學地理體驗式教學在發(fā)揮學生學習主體地位和培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的同時也存在一些問題，其問題主要表現在教學情境創(chuàng)設的問題和課堂教學中所遇到的問題兩方面。

1.1教學情境創(chuàng)設的問題

第一，教學情境選擇的單一或數量的繁多。在情境創(chuàng)設中，很多教師經常會選擇視頻或者圖片作為學生的體驗情境，但學生只能從拍攝者的角度去體驗地理現象，使學生的體驗受到局限，從而導致學生認知過程單一乏味。在教學設計中，有些教師還會走入情境過多的誤區(qū)。在一堂課的容量中，設計多次不同的體驗環(huán)節(jié)，導致學生只能感受，而沒有時間和空間去體驗。

第二，教學情境創(chuàng)設的局限。在教學情境創(chuàng)設中，教師常常通過感知語言意境、欣賞圖片和觀看視頻等途徑讓學生進行想象體驗。但是在地理學科中，有些知識距離學生的生活實際太遠，大大超出學生的經驗范圍，僅觀看視頻或欣賞圖片難以使學生在感知上對地理知識形成完整的認識和對地理知識的真正體驗，學生學習的熱情難以被激發(fā)，無法建構自己的知識體系。

1.2課堂教學過程中的問題

在課堂體驗式教學的過程中，教師往往忽視學生個體的獨特體驗，沒有注意到不同學生體驗的層次性。學生已有的知識經驗、知識結構、興趣愛好等都在一定的程度上存在差異，可能導致他們對地理事物的理解不一致，因此學生獲得的體驗也各不相同。同時教師忽視了對學生的引導，沒有對學生的思維和活動作出及時的評價，教學目標就很難達成，體驗活動也就形同虛設。因此這樣的體驗式教學無法達到教學設定的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維教學目標。

針對中學地理體驗式教學的現狀，將ArcView GIS融入到中學地理體驗式教學中非常必要。

2ArcView GIS用于中學地理體驗式教學的必要性

2.1符合中學地理體驗式教學的基本要求

中學地理體驗式教學最基本的目標是培養(yǎng)學生利用各種學習資源主動建構地理知識、提高學生分析地理現象的能力、促進學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。中學階段是學生自主學習能力發(fā)展的重要階段， ArcView GIS提供給學生一種分析解決地理問題和地理現象的工具，使學生在教師的指導和幫助下，自主地利用ArcView GIS進行相關數據的分析、表達、建構地理知識。ArcView GIS的應用將會使以學生為主體的體驗式教學得到充分的體現。因此，在中學地理體驗式教學中引入ArcView GIS，推進信息技術與學科課程的整合，充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢，為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育情境和有力的學習工具，提高學生的信息素養(yǎng)，是中學地理體驗式教學發(fā)展的要求。

2.2適應中學地理新課程改革的基本要求

《地理學科課程標準（2011版）》對課程的基本理念是引導學生從地理的視角思考問題，關注自然與社會，使學生逐步形成人地協調與可持續(xù)發(fā)展的觀念，并強調要著眼于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力，倡導多樣的地理學習方式，鼓勵學生主動學習。

課程的實施，關鍵在于教師的教學。課標建議教學時要注意突出地理學科的特點，充分重視地理信息資源和信息技術的利用。地理圖像、地理輔助軟件以及計算機網絡等都承載了大量的地理信息，教師要充分利用這些信息載體，豐富課程內容，優(yōu)化教學情境。ArcView GIS既是教師的教學工具，也是學生的學習工具。因此，ArcView GIS作為一種具有廣闊發(fā)展前景的信息技術被引入到中學地理體驗式教學，符合地理課程新標準的要求。

2.3實現信息技術與課程整合的基本要求

將ArcView GIS與中學地理課程整合，可以理解為把ArcView GIS技術融入到地理課程教學之中。整合強調ArcView GIS要服務于課程，應用于教學；強調學生能夠利用ArcView GIS主動建構地理知識；強調根據學生的特征，發(fā)揮ArcView GIS的教育功能。ArcView GIS在教師、學生與教材三者之間，將起到橋梁和紐帶的作用。教師由知識的傳遞者轉換為學生學習的幫助者、啟發(fā)者和促進者，教師不再是課堂上唯一的知識源，不再把傳遞知識作為自己的唯一任務和目的，而是要指導學生獲得自己所需要的信息，教會學生如何學習。學生也將從被動接受知識的模式中解放出來，變?yōu)閷W習的主體。

因此，將ArcView GIS應用到中學地理體驗式教學中，能夠創(chuàng)設教與學的良好環(huán)境，讓學生真正體驗到學習的樂趣，是實現信息技術與地理課程整合的基本要求。

3ArcView GIS用于中學地理體驗式教學的優(yōu)勢

3.1優(yōu)化教學情境，激發(fā)學習興趣

興趣是學生最好的老師，教師要上好一節(jié)課，就必須創(chuàng)設激發(fā)學生學習興趣的教學情境，讓學生產生一種迫切想要學習地理知識的渴望。將ArcView GIS用于中學地理體驗式教學中，能夠提供給學生許多真實的學習情境，可以使地理事物和地理現象直觀地顯示，使抽象問題形象化、具體化，從而實現地理事物大小、遠近、動靜、虛實、快慢等的轉換。也可以直觀、全方位地展現地理事物的全貌以及地理事物的發(fā)展過程，揭示地理事物的本質和內在聯系。這樣的教學情境可以刺激學生多種感官，引起學生的好奇心，激發(fā)學生的學習興趣。

ArcView GIS可以為學生營造生動直觀、內容豐富的教學情境，將枯燥的教學內容融知識性、邏輯性和趣味性于一體，極大地提高了學生的學習興趣，有利于學生空間觀念的建立，提高學生對地理事物之間的空間聯系的認識，使學生在積極的思維狀態(tài)中輕松愉快地掌握地理知識。

3.2優(yōu)化信息傳遞，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

ArcView GIS可以從多方位提供地理教學的相關信息，增大信息傳遞的速度、密度等，使學生在豐富的信息中不斷擴大自己的視野、拓寬知識面。ArcView GIS的數據查詢功能，可以讓學生詳細地查詢地理知識的每一個細節(jié)內容，方便、快捷、全面地獲取地理信息，同時發(fā)現適合自己處理信息的最佳途徑。豐富的信息能加深學生對地理現象和地理事物的認識，在幫助學生全面、直觀地認識地理問題的同時，縮短學習時間，實現高效學習。

運用ArcView GIS提供的學習信息和學習素材，讓學生利用信息庫中的內容，擴大學生的思路，活躍學生的思維，從而使有限的學習素材，成為無限的學習天地，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。利用ArcView GIS傳遞教學信息，有助于課堂教學中師生的雙邊活動，充分體現了“教師為主導，學生為主體”的教學思想，對于提高課堂教學質量、實現有效教學有積極的作用。

綜上所述，ArcView GIS被引入到教學中，充分體現了體驗式教學遵循現代教育以人為本的理念，給學生以最大的發(fā)展空間。根據課標要求，將培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高學生動手實踐能力作為教學中的重點，讓學生從中體驗知識的真諦和學習的樂趣，由此培養(yǎng)出能適應信息社會的高素質創(chuàng)新人才。

4ArcView GIS在中學地理體驗式教學中的教育功能

4.1地理事物和地理現象分布特征及規(guī)律的教育功能

在地理體驗式教學中，教師可以利用ArcView GIS在空間上顯示符合條件的地理要素的功能，幫助學生認識地理空間事物和地理現象；利用ArcView GIS對地理事物的空間分布具有數據查詢、分析、表達和顯示的功能，輔助教師講授或學生主動學習某區(qū)域自然與人文要素的分布特征及規(guī)律；通過地圖漫游的功能，可以實現地圖比例尺的無限放大或縮小，使教師和學生能夠清楚地看到地圖的某一個部分的詳細情況，從而彌補了教學掛圖、課本地圖和地圖冊等教學用圖中固定比例尺的束縛。

利用ArcView GIS進行教學或學習，不僅可以探究地理知識領域的宏觀內容，還可以利用縮放功能，到微觀的領域深入體驗學習地理知識。也可對各地理事物和地理現象等地理要素之間的空間關系進行分析，幫助學生掌握地理事物和地理現象等地理要素的分布特征及其空間分布規(guī)律，培養(yǎng)學生的空間思維，提高學生分析地理問題、解決地理問題的能力。

4.2數據的組織與管理的教育功能

ArcView GIS將地理數據分成點、線、面等不同類型，并分別歸入不同的數據集，每個數據集作為一個單獨的圖層，每個圖層中的數據所對應的地理事物具有相同的特征，ArcView GIS以此實現了對數據分類、分層的管理。將多個圖層“透明疊合”即可表達完整的地理信息。圖層方便了ArcView GIS對不同特性事物的數據進行管理和應用。

ArcView GIS地圖還可以進行復合疊加，并將地圖表達的信息靈活動態(tài)地顯示出來，將幾個圖層進行疊加組合成一張綜合的地圖，對地理事物和地理現象分布的特征和規(guī)律進行多因素的綜合分析，這是教學掛圖、課本地圖和地圖冊等教學用圖難以做到的。

例如，陸地自然帶的分布情況與氣候、土壤的分布情況有著密切的聯系，但要綜合三幅紙質地圖對它們的分布特征、規(guī)律和相關性進行分析，既復雜又困難。而用Arcview GIS軟件分別對陸地自然帶、氣候、土壤的地圖先進行處理，然后將各圖層疊加，這樣就可以很方便地分析出它們的分布特征及規(guī)律，更是一目了然地得出它們的相關性。

4.3空間信息可視化的教育功能

ArcView GIS是對現實世界空間關系的計算機模擬，它使我們對空間上地理事物和地理現象的分布有一個非常直觀的視覺感受。ArcView GIS軟件對地圖的無級縮放和地圖漫游功能使學生可以小比例尺查看地圖的全圖、適當比例尺查看地圖的局部、大比例尺查看地圖的某一特定部分。

例如，講授七年級《地圖》一節(jié)的活動內容時，要求通過比較“中國地圖”和“北京市略圖”，說明地圖表示范圍和內容與比例尺大小的關系，并得出結論。使用ArcView GIS地圖來展現這兩幅地圖，能夠使學生準確地獲得有用的信息，通過在大、小比例尺范圍下的比較分析，學生可以很容易、很直觀地得出結論：地圖的比例尺反映地圖表示的范圍大小和內容詳略程度。

由此可見，ArcView GIS的空間信息可視化的教育功能在揭示地理事物和地理現象的空間關系、提高學生從地圖上獲取信息的能力、培養(yǎng)和提高學生空間思維能力、建立空間概念等方面是地圖冊等教學用圖不可比擬的。

4.4地理事物空間查詢的教育功能

地理事物空間查詢是ArcView GIS最基本的功能之一， 可以提高學生的地理空間思維能力和辯證思維能力。主要包括圖形與屬性的關聯查詢、復合條件查詢兩種查詢方式。

（1）圖形與屬性的關聯查詢。在View1窗口中，選擇任意一個區(qū)域，系統可以根據鼠標所指的地理事物的空間位置或所選擇的空間范圍，查出該位置或該范圍的地理事物空間實體及其屬性，并在屬性窗口列表中顯示所選擇區(qū)域相應的屬性信息。同樣，在屬性窗口列表中選擇任意一行屬性數據，在View1窗口中就會突出顯示對應的區(qū)域圖形。

（2）復合條件查詢。復合條件查詢，也稱SQL（結構查詢語言）查詢，是一種較為復雜的查詢方式，查詢的條件并不僅局限于某些地理事物的屬性條件、指定的某空間位置或選擇的某空間范圍，而是它們的綜合，是ArcView GIS中利用屬性信息查找滿足多個特定條件的空間目標的查詢方法。

正是借助于地理事物空間查詢的教育功能， ArcView GIS才可以完成大量的空間分析方面的教學內容。

5結語

地理空間思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是《地理學科課程標準（2011版）》的一個重要教學目標。本文結合新課標的教學理念在中學地理體驗式教學中引入了ArcView GIS。作為現代教育技術手段的ArcView GIS以強化學生空間概念、幫助學生處理地理信息、引導學生理解地理事物的空間差異和空間聯系為目標，讓學生從地理的視角看待地理現象和解決地理問題，以達到教學設定的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維教學目標，實現體驗式教學的真正效果。

參考文獻：

[1]王葉冬.高中地理體驗式教學研究[D].上海：上海師范大學，2010.

第6篇：對地理信息科學的認識范文

【關鍵詞】巖土工程勘察；數字化；GIS；數據庫

0 引言

巖土工程地質勘察是工程設計的先決條件，但傳統的巖土工程地質勘察資料一般都局限于二維、靜態(tài)的表達，這種表達描述場地地質空間構造起伏變化的直觀性差，不能充分揭示場地地質空間變化的規(guī)律，難以使人們直接、準確、完整的理解和感受場地土的物理力學性質變化情況，也越來越不能滿足巖土工程的空間分析要求，因此不能很好的服務于工程設計。如何突破傳統巖土工程勘察的技術缺陷，如何利用巖土工程勘察資料來推斷場地土的區(qū)域分布規(guī)律，如何利用巖土工程勘察資料來預測場地土的巖土工程性質，是巖土工程界一個古老而又有新意的問題。巖土工程地質勘察數字化主要解決的是巖土工程勘察中場地方域的數字化、場地物性指標的數字化、場地地層的數字化和巖土工程勘察數據庫的設計。本文在分析、總結前人理論的基礎上，提出了巖土工程地質勘察數字化的體系和具體的實現方法。

1 場地方域的數字化―地理信息系統

地理信息系統（Geographical Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學、信息科學、地理學等多門學科為一體的新興學科，它是在計算機軟件和硬件支持下，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，以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。一個典型的GIS系統應包括四個基本的組成部分：計算機系統（硬件、軟件）、空間數據庫系統、應用人員與組織機構和應用模型。

1.1地理信息系統的功能與應用

作為地理信息自動處理和分析系統，地理信息系統的功能與應用貫穿數據采集、分析、決策應用的全部過程，具體可概括為以下幾個方面：

（1）數據采集與編輯。即在數據處理系統中將系統外部原始數據傳輸給系統內部，主要用于獲取數據，保證系統數據庫中的數據在內容上與空間上的完整性、數據值邏輯一致性等。目前可用于地理信息系統數據采集的方法和技術很多，如跟蹤數字化、掃描數字化、遙感等。

（2）數據操作。包括數據的格式化、轉換、概化。數據的格式化是指不同數據結構的數據間變換；數據轉換包括格式轉換（如矢、柵格式的轉換）、數據比例尺的變換、投影變換等；數據概化包括數據平滑、特征集結等。

（3）數據的存儲與組織。這是一個數據繼承的過程，也是建立地理信息系統數據庫的關鍵步驟，涉及到空間數據和屬性數據的組織，其關鍵是如何將二者融合為一體。

（4）查詢、檢索、統計、計算功能。這是地理信息系統應具備的最基本的分析功能。

（5）空間分析功能。這是地理信息系統的核心功能，也是地理信息系統與其它計算機信息系統的根本區(qū)別。地理信息系統的空間分析可分為三個不同的層次。一是空間檢索，包括從空間位置檢索空間實體及其屬性和從屬性條件集檢索到空間實體。第二是空間拓撲疊加分析，空間拓撲疊加實現了輸入特征的屬性的合并以及特征屬性在空間上的連接。第三是空間模擬分析，包括外部的空間模擬分析 （將地理信息系統作為一個通用的空間數據庫，而空間模擬分析功能則借助于其它軟件）、內部的空間模擬分析（利用地理信息系統軟件來提供空間分析模塊）和混合型的空間模擬分析（盡可能利用地理信息系統所提供的功能，同時充分發(fā)揮地理信息系統使用者的能動性）。

（6）輸出功能。以報表、圖形、地圖等形式顯示輸出全部或部分數據。

1.2 地理信息系統在巖土工程勘察中的應用

巖土工程勘察設計一體化系統與地理信息系統雖屬于兩個不同研究領域，但巖土的工程力學性質具有地理信息的屬性，即二者之間存在著一個重要的相似之處，即它們都蘊含著與空間坐標有關的信息。巖土工程勘察設計一體化側重于在空間信息基礎上進行設計、并對設計結果做出分析、評價和決策。它離不開全面的空間信息的支持。而地理信息系統側重于對各種空間信息的采集、管理和分析。如將地理信息系統技術，應用于巖土工程勘察設計，利用GIS強大的數據采集、管理能力和空間查詢、空間分析能力，對巖土工程勘察、設計、施工中獲取的大量的、形式多樣的信息進行有效地管理和分析，并為設計方案的生成、分析、評價和決策提供全面的信息支持，將為巖土工程勘察設計走向一體化開辟一條有效途徑。

將地理信息技術用于巖土工程勘察設計，與傳統的巖土工程勘察設計技術相比，具有以下優(yōu)勢：

（1）地理信息系統強大的數據采集和數據處理能力，使巖土工程勘察數據來源更加廣泛，數據采集質量更高、速度更快。

（2）勘察設計數據具有內容上的復雜性和形式上的多樣性等特點，傳統的勘察設計系統對其處理顯得無能為力。能夠描述和表達復雜的空間實體且對于圖形、圖像數據和屬性數據高度集成的地理信息系統數據庫，為全面管理勘察設計信息提供了可能，從而為建立完善的專業(yè)設計模型、分析模型、評價和輔助決策模型提供了全面的信息支持。

（3）GIS空間分析功能，如拓撲疊加、緩沖區(qū)分析、數字地形分析等，為建立完善的專業(yè)設計、分析、評價、輔助決策模型提供了強有力的分析工具。

（4）GIS強大的可視化操作能力，為巖土工程勘察提供一個可視化操作平臺。

2 場地地層的數字化―巖土工程建模

所謂模型，就是根據實物、設計圖、構想，按比例、生態(tài)或主要特征（屬性）做成相似的物體或圖件，用以顯示、展示、揭示一類事物和問題。在巖土工程學科中，巖土工程地質模型，就是依據工程性狀，將重要的巖土工程條件，亦可稱要素，按實際狀態(tài)，簡明醒目地用圖形表示出來，簡言之，即工程與地質條件相互依存關系的圖示。這種地質與工程結合形式一一模型，能較好地解決了地質與工程的脫節(jié)，便于設計人員充分認識與真正應用好巖土工程工作成果，它深化了巖土工程條件的研究，更抓住了影響工程巖土變形或破壞的關鍵條件，與此同時，還促進地質與工程結合后的巖土變形規(guī)律、效應與法則的理性化，在理論與實用的兩方面均會得到實質性的進展。

2.1 巖土工程地質模型的特點

（1）確定性

巖土工程地質模型的應用特點是針對工程所涉巖土實體，它一般表現為場地

或地基。巖土工程工作者解釋研究的對象是確定的巖體，相應的它的地質模型應

具有確定性，不應當只局限在有限個剖面上。

（2）可視性

可以有多種方式對巖土工程地質模型進行可視化表述，常見的有以下5種：

①三維景觀方式。它容許人們從不同角度、不同方位、不同距離觀看三維工程地質模型的表面。為了增強模型的真實感，還要加上光照、紋理等效果，給人以逼真的感覺。但它還是只能看到模型的表面。

②掀蓋層三維景觀方式。在三維景觀方式的基礎上，想象掀開上覆的蓋層看到下伏工程地質界面，其實是第一種方式的變形。

③透視三維景觀方式。假象穿透地質體的一些部分，看到內部的工程地質界面，這也可以看做是掀蓋層三維景觀方式的一種變形。

④切面方式。假象切開工程地質模型，看到地質模型內部的水平或垂直切面上的地質構造形態(tài)。由于在二維切面上能方便地進行量算、修改等操作，還可以采用平行切出一系列切片的方式來形象地反映工程地質模型的內部結構，因而它是用二維方式來表達三維模型內部結構的一種理想方式，地質工作中常用的剖面圖就是這種方式的原形。在三維模型的支持下，用切面方式能產生很好的二維與三維聯動效果，即在二維剖面上的修改將影響到三維模型的形態(tài)。

⑤投影等值線方式。將工程地質界面的等高線或界面交線垂直地投影到水平面上形成等值線圖，地震勘探層位構造圖、礦床標高或厚度等值線圖等就是投影方式的原形。使用者可以根據工程地質界面的等高線圖對工程地質界面的空間形態(tài)有著非常好的把握能力，因此，該方法是傳統的用二維方式表達三維模型的重要方式之一。

（3）可修改性

要求工程地質模型具有可修改性是基于以下原因。一是由于勘探的實施獲取了新的數據資料，需要對己經建立的地質模型進行細化；二是隨著研究的深入，巖土工程師對地質模型有了新的認識，需要修改地質模型；三是利用已建立的地質模型指導進一步的勘探工作。可修改性使人們能對地質模型進行修改和處理，使設想中的東西變成虛擬現實。

2.2 巖土工程地質建模的實現方法

巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法（也叫數字表面模型）的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法。也是目前廣泛使用的建模方法。

表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據。然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規(guī)則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性。有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法。

（1）圖示模型法

常用的圖示模型法有邊界表示法、規(guī)則格網法、等值線法、不規(guī)則格網法等。

①邊界表示法：通過面、線、點等簡單幾何元素的屬性來表示工程地質體的位置、形狀、屬性，這種方法用來表示簡單物體時十分有效。但對于很不規(guī)則的地質實體則很不方便，只有再降低精度要求的情況下，才可以使用。

②規(guī)則格網法（Grid ）規(guī)則網格：通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則網格。規(guī)則網格將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網單元，每個格網單元對應一個數值。數學上可以表示為一個矩陣，在計算機實現中則是一個二維數組。每個格網單元或數組的一個元素，對應一個屬性值。

③等值線模型：等值線通常被存成一個有序的坐標點對序列，可以認為是一條帶有屬性值的簡單多邊形或多邊形弧段。由于等值線模型只表達了區(qū)域的部分屬性值，往往需要一種插值方法來計算落在等值線外的其它點的屬性值，又因為這些點是落在兩條等值線包圍的區(qū)域內，所以，通常只使用外包的兩條等值線的屬性值進行插值。

④不規(guī)則格網法（TIN ） ： TIN模型根據區(qū)域內有限個點將區(qū)域劃分為相連的三角面網絡，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程）。所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區(qū)域內連續(xù)但不可微。

3 巖土工程勘察數據庫的建設

巖土工程勘察數據具有多源性和空間性特點，常規(guī)關系數據庫技術已不能滿足人們對這些數據處理的需要，并且?guī)r土工程勘察數據顯著的空間特征和復雜的結構屬性，使巖土工程勘察成為計算機科學可視化的一個既非常重要又十分復雜的應用領域。如何有效地在數據庫系統的基礎上利用計算機技術實現巖土工程勘察數據的時空分析、并開展定量結構刻畫和空間建模，是擺在當今巖土工程勘察工作者面前的一道難題。值得慶幸的是，隨著計算機信息處理技術飛速進步而迅猛發(fā)展起來的地理信息系統（GIS）技術，集計算機科學、地理學、地圖學、計算機圖形學、測繪學、遙感學、環(huán)境科學、空間科學、信息科學、管理科學以及數據庫技術于一體，以其對空間地理數據強大的儲存查詢和分析處理功能、鮮明地區(qū)別于普通管理信息系統，它將空間數據處理、屬性數據處理、空間分析與模型分析等技術與計算機技術緊密結合，展示了極強的空間表現力，它能夠對復雜的地球空間數據進行采集、儲存、分類、檢索查詢、刻畫表述、分析建模，從而為我們開展相關研究提供了一個不可多得的、多學科集成的基礎平臺。因此，建立以處理空間數據為特征的巖土工程勘察數據庫系統和高效、快捷地巖土工程勘察數據進行采集、儲存、分類、檢索查詢、刻畫表述、分析建模等功能的GIS平臺是完全可以實現的。

3.1 基于GIS的巖土工程勘察數據庫的建設

地理信息系統集數據庫、制圖、空間分析功能為一體，它的出現為地質領域繁雜的數據管理、多源的成果表達形式和空間數據分析提供了快速、方便、準確的手段。建立正確有效的信息數據庫無疑是地質數據分析、研究的重要基礎，一個高質量的數據庫系統將使系統的功能得到最大限度的發(fā)揮。

（1）巖土工程勘察數據庫的概念模型設計

巖土工程勘察信息處理系統是一個信息處理系統，信息或數據及其作用在信息或數據之上的處理是系統需求分析的主要任務，即要弄清需要有哪些數據，數據之間有何聯系，數據本身有何性質，數據的結構和應對數據進行哪些處理，每個處理有什么邏輯功能。因此，為了把用戶的數據要求明確地表達出來，首先在較高的抽象層面上，使用一種面向問題的數據模型（概念性數據模型），按照用戶的觀點來對數據和信息建模。

（2）數據庫建立實現

巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。

原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據（位置）和測點信息屬性數據（地層厚度、地層頂面標高、含水率、孔隙度、抗壓強度等物性參數）。

中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作。

最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料（如單孔柱狀圖、連線剖面圖等）和文檔資料（如地質勘察報告等）。由于巖土工程的復雜關系，對于巖土工程的數據庫管理必須嚴格遵循時間序列，即遵循原始數據―中間數據―最終數據的關系。

3.2 基于GIS的巖土工程數據庫的主要功能

（1）數據輸入

數據輸入的時候關鍵是需要注意數據有效性檢驗和規(guī)范化處理。確保進庫數據滿足實際需要的精度和誤差范圍。

（2）數據庫檢索

某一實體的信息包括空間位置數據和屬性數據兩部分，相應地，數據庫檢索就可以依據實體的空間位置檢索或依據實體的屬性進行檢索?？臻g檢索包括 “圖示點檢索”、“圖示矩形檢索”和“區(qū)域檢索”，而“條件檢索”和“交叉條件檢索”則屬于屬性檢索。利用數據庫檢索這一功能檢索和提取數據中的地質信息。

（3）空間分析

空間分析包括以下3個內容：

①疊加分析。包括區(qū)對區(qū)疊加分析，區(qū)對線疊加分析，區(qū)對點疊加分析，點對線疊加分析等。

②緩沖區(qū)（Buffer）分析。包括點緩沖區(qū)分析，線緩沖區(qū)分析，區(qū)緩沖區(qū)分析。

③多層立體疊加。

（4）屬性分析

包括為單屬性統計分析、單屬性累計直方圖、單屬性累計頻率直方圖、單屬

性分類統計、單屬性基本初等函數變換、雙屬性累計直方圖、雙屬性累計頻率直

方圖、雙屬性分類統計、雙屬性四則運算等。

（5）數據輸出

數據庫中單表、雙表、多表的單項數據、雙項數據、多項數據的單向和多向輸出和多組合輸出。這項功能的完成有賴于上述各項任務的完成程度，其目的是使用數據庫中裝載的數據來完成某項任務或為某項任務提供數據。

4 結論與建議

本文主要論述了基于GIS的巖土工程數字化系統涉及到的相關理論知識，如地理信息系統理論、地質統計學、土性相關距離理論、地質建模技術、巖土工程數據庫技術等，在此基礎上，對基于GIS的巖土工程數字化系統進行了研究，提出以下建議：

1、在巖土工程建模中沒有考慮斷層、透鏡體等地質現象的影響，巖土工程

地質模型有一定的局限性。為解決此問題，其中重要的環(huán)節(jié)是獲取研究區(qū)域關于

這方面的實際資料，通過知識反饋不斷來修正工程地質模型。

2、將研究區(qū)域當成一個統一體來看待的，沒有區(qū)分不同地質單元的差別，如河流、湖泊與陸地的差別，這個問題的解決，應當通過劃分區(qū)塊，將不能統一對待的區(qū)域從研究區(qū)剔除出來。但這樣做，會引起另外一個問題，就是研究區(qū)域在平面上就不是連續(xù)的，在插值計算時會有突變現象發(fā)生。對此問題的研究有待加強。

3、在地質物理力學性質指標的統計計算中是將研究區(qū)域作為一個區(qū)域體來看待的，而實際上往往是一個大區(qū)域在物理力學性質指標上可以劃分為幾個小區(qū)域。對此問題的解決首先確定小分區(qū)的邊界，然后對每個小分區(qū)單獨進行統計。

作者簡介：趙斌，男，1982年生，2006年7月畢業(yè)于沈陽農業(yè)大學水利學院，畢業(yè)后于遼寧省第五地質大隊工作，現主要從事巖土勘察工作。

參考文獻：

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第7篇：對地理信息科學的認識范文

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(fā)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(yè)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(fā)生可能但尚未發(fā)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(qū)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(qū)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(qū)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(guī)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(qū)，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(qū)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(qū)域地質災害的動態(tài)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(fā)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(fā)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(qū)域地形的基礎信息之一，是賴以構建區(qū)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(qū)劃分成規(guī)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(qū)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(qū)域概況

陜西省府谷縣新區(qū)地處陜、晉、蒙三?。▍^(qū)）交界處，渭北黃土高原溝壑區(qū)，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(qū)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(chuàng)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(qū)地質災害惡化的程度，境內地質災害頻發(fā)。因此該區(qū)迫切需要進行地質災害預報防患于未然。根據府谷縣新區(qū)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(qū)內潛在的地質災害、工程建設可能引發(fā)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(qū)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(qū)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(qū)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(tài)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(qū)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(fā)現陜西省府谷縣新區(qū)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(qū)農業(yè)、交通、經濟等埋下隱患；在新區(qū)存在潛在的地質災害、相關工程建設和建成后可能引發(fā)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(qū)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.

第8篇：對地理信息科學的認識范文

關鍵詞：市政；道路建設；軟基加固

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。隨著空間技術、計算機技術、電子學、激光技術等相關學科的不斷發(fā)展，工程測量在其定義、服務領域、測量設、技術手段等方而都發(fā)生了根本性的變化。工程測量學隨之與新興的信息技術相結合，數字化成圖、GPS、GIS、RS、3S集成等測繪新技術在工程測量方面廣泛應用，為地質、交通、水利電力、能源、航天和國防等各種部門提供了優(yōu)質、高效的測繪服務。

二、工程測量中測繪新技術的應用

1.工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術(GPS)

GPS是一種可以定位、實時跟綜的導航衛(wèi)星系統，用在工程測量上可以測距、測時，并根據測定數據進行空間交會定點，然后通過網絡向各用戶提供實時、連續(xù)、高精度的三維坐標、距離、速度和時間信息。全球定位系統GPS具有全供球性、全天侯、連續(xù)性、實時性導航定位和定時功能，能為各類用戶提精密的三維坐標、速度和時間。單點導航定位與相對測地定位是G PS應的兩個方而;對常規(guī)測量而言相對測地定位是主要的應用方式。GPS測地型接收設備是實現測地定位的基本條件，接收機有單頻與雙頻之分，雙頻機能以L2觀測值修正電離層折射影響，最適宜于中、長基線(大于20 km)測量，具有快速靜態(tài)測量的功能，可升級為RTK功能;單頻機適宜于小于20 km的短基線測量，對于一般工程測量具有良好的價格比。RTK系統由GPS接收設備、無線電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，整套設備在輕量化、操作簡便性、實時可靠性、里米級精度等方而的特點，完全可以滿足數據采集和工程放樣的要求。鑒于GPS系統在軌衛(wèi)星數有限，在對空通視受遮擋的條件下，不能保證正常解算，影響定位的精度和可靠性。實踐表明，單頻GPS系統由于多環(huán)境的制約，存在著很大的局限性。隨著俄羅斯的全球導航衛(wèi)星系統(GLONAS)的不斷完善，利用GLONASS來改善GPS性能的雙星座系統(GLONASS+GP}已由美國Ashtech公司研制成功，這種全天候、全地域、高精度的系統為用戶提供了更為完善的接收設備。

2.工程測量中的地理信息技術（GIS）

地理信息系統(簡稱GIS)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，得到了廣泛關注和迅猛發(fā)展。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統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。

GIS已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優(yōu)勢不僅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，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，G IS不僅發(fā)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(yè)，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設等領域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS,數據庫、內外一體化測ICI、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業(yè)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(yè)信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。

3.工程測量中的遙感技術(RS)

遙感技術(RS)由于大而積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。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I一分便利的方法和手段。遙感技術的優(yōu)勢在于觀測的現實程度增高，效果增強，數字的系統分析與組合的程度變高，而價格相應減少，因此迅速掀起技術應用的革命。采用多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星，進行對地觀測、獲取基礎地理信息。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，每一個在衛(wèi)星掌控之內的地形的縮略圖都將充分展不，為建設提供地形圖，各種比例都能實現，從宏觀到細節(jié)都能充分反應，觀察效果越來越好

4.工程測量中的3S集成技術

3S

5.工程測量中的攝影測量技術

攝影測量技術實際上就是通過攝影的方式來將目標物的信息采集的一種技術，隨著科學技術的不斷進步，當前的攝影測量測繪技術已經逐步發(fā)展到了數字化的攝影測繪階段，它主要是利用影像處理和計算機技術對影像進行測繪，將大量的測量從外業(yè)轉移到室內，不僅精度很高，而且具有很高的速度，在一些人日比較密集的地區(qū)，利用該技術能夠高效地形成大而積成圖，為城市的建筑工程和城市規(guī)劃等提供良好的指南。攝影測量技術在測繪工程測量中的應用，大大提高了工程測量的精確度和速度，同時也節(jié)約了大量的人力和財力，實現了工程建設成本的節(jié)約，為工程建設的發(fā)展起到了良好的促進作用。

6. 工程測量中的地圖數字化測繪技術

實現各樣的GIS工作，把原來的圖案變成數字形式，進而帶來大量的工作內容，并在投入和人員的配置上都花費很多，對于存在的己經成型的紙上地圖，如果它的精度過關，而具有可用性，則使用掃描等數字辦法把其數字化，并在電腦中處理。經過修補和擴充等成為可利用的地圖，當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件對信息的自動識別效果較高，效率高，還原成都好，能夠實現數字化處理

7. 工程測量中的信息化測繪技術

信息化測繪技術的發(fā)展是我國測繪技術實現了由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發(fā)展階段，在技術上和效率上都有了新的提高，它代表著我國測繪技術發(fā)展在進入新世紀后現代化建設總的戰(zhàn)略方向。信息化測繪技術的最本質的特征就是可以實現隨時隨地的地理信息服務，能夠為工程測量提供極大的幫助。信息化測繪技術中的前沿技術如現代坐標基準構建技術、新型網絡RTK技術等，在工程測量各方而的應用，使得工程測量的準確度不斷提高，同時信息化測繪技術在生態(tài)建設、節(jié)能減排、新農村建設等方而的廣泛應用，為國家和人民帶來了巨大的經濟效益和社會效益，也極大的提升了我國的綜合國力，實現了國家和社會的可持續(xù)發(fā)展。

三、對我國未來測繪新技術應用的展望

伴隨著我國國民經濟持續(xù)快速增長，工程測量事業(yè)也得到長足發(fā)展。目前我國已全面進入數字化測繪技術快速發(fā)展階段，但距離信息化測繪技術的發(fā)展還有一定的距離，因此，在此后的經濟發(fā)展過程中，一定要加強對信息化測繪技術的研究，以促進信息化測繪技術的應用和發(fā)展，使我國盡快進入信息化測繪技術發(fā)展階段，朝著測暈內外作業(yè)一體化，數據獲取及處理自動化，測量過程控制和系線行為智能化，測量成果和產品數字化，測量信息管理可視化，信自共享和傳播網絡化的趨勢發(fā)展，其發(fā)展特點可概括為精確、可靠，快速、簡便、連續(xù)、動態(tài)、遙測、實時。測繪技術代表了先進的科學技術發(fā)展水平，不僅為我國國民經濟的發(fā)展提供了重要的發(fā)展方向和科學依據，也為工程測量提供了準確及時的勘測信息。不斷創(chuàng)新，提供更為精確科學的信息探測數據，讓測繪新技術成果普及到我國的每一項工程建設當中，逐步提高我國的綜合國力。

4.結束語

隨著測繪新技術的不斷進步和在工程測量中的應用，我國工程測量技術日漸成熟，推動了測繪工程建設的發(fā)展，開創(chuàng)了工程測量發(fā)展的新時代，為國家和人民帶來了更大的經濟效益和社會效益。測繪技術還在不斷的探索和發(fā)展當中，在未來的工程測量中，必然會有更多的測繪新技術應用到工程測量中，更好的促進工程測繪的發(fā)展。但是我們也應該認識到，我國測繪技術發(fā)展還很不平衡，無法滿足國民經濟建設發(fā)展和社會進步的需要。我們應當探索和發(fā)展測繪新技術，充分利用CPS技術、GIG技術、數字化測繪技術、攝影測量技術、RS技術、3S集成技術等先進技術和設備，使測繪工作向測量內外作業(yè)一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發(fā)展。

參考文獻：

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第9篇：對地理信息科學的認識范文

>> 基于夜間燈光數據的城市化研究進展 基于DMSP/OLS夜間燈光數據的城市經濟發(fā)達程度關研究 基于DMSP―OLS夜間燈光數據的中國城市擴張規(guī)律研究 數據地圖在地理教學中的應用 GIS在地理教學中的應用 地圖在地理教學中的應用 提問在地理教學中的應用 “案例”在地理教學中的應用 詩詞在地理教學中的應用 古詩在地理教學中的應用 MapInfo在地理教學中的應用 淺析燈光設計在會展中的應用 燈光設計在園林景觀中的應用 燈光設計在娛樂空間設計中的應用 PLC在舞臺燈光控制中的應用 LED燈具在電視燈光中的應用 地理圖表在區(qū)域地理教學中的應用 鄉(xiāng)土地理在地理教育教學中的應用 淺析“地理地圖”在地理教學中的應用 淺論地理插圖在地理教學中的應用 常見問題解答 當前所在位置：l）進行下載，和 Landsat TM 遙感衛(wèi)星相比，不需要選取軌道號、日期等信息，方便地理教師進行下載。

（二）夜間燈光數據的缺點

事物都有兩面性，有優(yōu)點，就會有缺點。DMSP 夜間燈光數據也有缺點，首先，DMSP 夜間燈光數據的分辨率不是很高，只有 1 km，這就限制了 DMSP 不能應用于高精度的圖像展示，只能展示空間范圍較大的地理信息，比如省域、全國范圍、全球范圍。其次，DMSP 夜間燈光數據是非輻射定標數據，簡單來說，就是數據存在著一些誤差和缺陷，需要通過一些校正方法對數據進行校正才能更好地使用，但是 DMSP 夜間燈光數據在地理教學中的應用主要是圖示作用，并不是運用于嚴謹的科學研究，對它是否進行校正可以根據教師的地理信息系統技術是否嫻熟來決定，也受教學環(huán)境和教學目的所影響。

二、夜間燈光數據在地理教學中的應用

（一）GDP 空間化的操作步驟

首先是數據的準備，在互聯網相應網站和廣西統計年鑒中得到 2013 年DMSP 夜間燈光數據、廣西的縣級和市級行政區(qū)界線、面的 shp 格式數據以及2013 年廣西各縣市區(qū)的 GDP 數據。利用 Arcgis 軟件平臺的區(qū)域分析功能得到每個縣市區(qū)的夜間燈光亮度值，將數據導入到 Excel 表格和對應的各縣市區(qū) GDP 進行一元線性回歸，得到回歸方程的系數，再利用 Arcgis 的柵格計算器的乘法功能得到廣西的 1 km*1 km 分辨率的 GDP 空間化圖像。如果追求更準確的數據可以利用增強型植被指數（EVI）對 DMSP 夜間燈光數據進行飽和校正，然后再進行提取數據和 GDP 進行線性擬合，最后再通過系數調整校正得到更準確的 GDP 圖像。

（二）GDP 在空間上的分布的教學展示

根據上述步驟，就可以得到廣西GDP 空間化的結果。雖然 GDP 在空間上的差異可以縣級、市級、省級作為地理單元在地理信息系統上展示出來，但是還是不能確定 GDP 在空間上的具置，給學生的展示效果欠佳，基于夜間燈光數據的 GDP 空間化突破了行政界線的限制，能直觀地展示 GDP 在空間上的確切位置，有利于加深學生對于 GDP 來源以及分布的理解，為下一步對 GDP分布影響因素做進一步的深入分析做好準備。根據廣西 GDP 空間化結果圖，可以在課堂上引導學生觀察哪個市的 GDP 最多？市轄區(qū)的 GDP 和縣級的 GDP 有什么差異？廣西的 GDP 在空間上的分布有什么規(guī)律？在地理教學中，特別是傳統人文地理教學中，GDP 空間的分布、大小排名只是借助文字或者表格給學生展示，缺少地理空間上的識別教學，通過夜間燈光數據的 GDP 空間化成果，可以培養(yǎng)學生識圖能力和加深對 GDP 空間分布的理解。以廣西為例，在以夜間燈光數據為基礎制作的廣西 GDP 空間化圖像中，引導學生觀察制作的廣西 GDP空間化專題地圖的圖例、行政界線和行政區(qū)名稱，依據 GDP 空間化圖像中柵格的多寡來判斷 GDP 的排名依次如下：從市級行政區(qū)域而言，南寧市>柳州市>桂林市>玉林市>梧州市>百色市>欽州市>貴港市>北海市>崇左市>來賓市>河池市>防城港市>賀州市；從縣市級行政區(qū)域而言，南寧市轄區(qū)>橫縣>武鳴縣>賓陽縣>隆安縣>上林縣>馬山縣。這比簡單地看表格中 GDP 數字更加直觀，更加容易理解。

（三）地形對 GDP 的分布影響的教學展示

在 GDP 排名中，南寧市 GDP 第一，柳州市次之，桂林市排在第三，西北部的百色市和河池市的 GDP 最少。這樣的分布是受什么影響呢？在 Arcgis 平臺上將高程和廣西 GDP 空間化結果圖疊加，得到廣西高程與 GDP 空間化疊加圖，可以很明顯地看出地形對 GDP 的影響。之前的GDP 大小排名只能做到“識圖”，也就是認識地圖，通過疊加圖則能做到更深一步的“析圖”――解析和分析地圖。同樣以廣西為例，引導學生識別高程、GDP空間化圖例、行政界線和行政名稱，可以發(fā)現：從省級行政范圍而言：南寧市的GDP 主要集中于海拔 200 m 以下的南寧盆地，柳州市、桂林市、玉林市、梧州市、北海市等東南部城市 GDP 都分布于海拔 200 m 以下的平坦地區(qū)，西北部山區(qū)的河池市、宜州市市區(qū)和百色市市區(qū) GDP 都分布于海拔 200 m 以下的平坦谷地，而河池市和百色市的縣級 GDP 幾乎都分布于平均海拔 200-1000 m 的喀斯特山區(qū)。在教導學生“識圖”之后，就要引導學生思考為什么GDP都分布于海拔較為平坦的區(qū)域，這就是一個“析圖”的過程，通過不同地貌區(qū)域的 GDP 對比，可引導學生得到以下結論：相比平原地區(qū)，喀斯特山區(qū)典型的峰林、峰叢洼地地貌導致百色市和河池市大部分地區(qū)耕地較少，平坦地方較少，對交通路線的建設，工農業(yè)的發(fā)展都受到極大的限制，這就是西北部山區(qū)的百色市和河池市 GDP 排名落后的重要原因之一；從縣級區(qū)域，南寧市內的 GDP 排名是：南寧市轄區(qū) GDP>橫縣 GDP>武鳴縣 GDP>賓陽縣 GDP>隆安縣 GDP>上林縣 GDP>馬山縣 GDP，從疊加圖上可以發(fā)現，這和各個縣市級行政區(qū)域的平均海拔 200 m 以下的土地面積有極大關聯。從圖上明顯看出，平坦區(qū)域土地面積大小排名如下：南寧市轄區(qū)所在的南寧盆地>武鳴縣盆地>賓陽縣平原>上林縣丘陵>馬山縣喀斯特山區(qū)，同樣可以得出：平原或者盆地地區(qū)的GDP>丘陵或者山區(qū) GDP。這些因素的分析，教師可以在課堂上結合廣西高程與 GDP 空間化疊加圖對學生進行提問、搶答或者其他擴展教學活動。

（四）交通對 GDP 的分布影響的教學展示

除了可以展示地形對 GDP 分布的影響，還可以展示交通對 GDP 的影響分布。通過 Arcgis 將交通路線，主要是公路和鐵路疊加到廣西高程與 GDP 空間化圖像上，就得到高程、GDP 空間化結果與交通路線疊加圖。從疊加圖上看，市轄區(qū)交通線路數量>縣級行政區(qū)交通線路數量，交通線路越多，交通越發(fā)達，這和之前展示的市轄區(qū) GDP>縣級 GDP的趨勢是一樣的，說明了交通對 GDP 的分布呈現正相關關系；從地級市范圍而言，交通路線排名如下：南寧市>柳州市>桂林市>玉林市>梧州市，這和 GDP 的排名分布也是一致的，可見交通對 GDP 的巨大推動作用；從更大的區(qū)域而言，西北山區(qū)（河池市和百色市），雖然有公路和鐵路經過，但是受到喀斯特峰林、峰叢等地貌的影響，大型交通路線對當地的縣級行政單元資源、人口的輻射作用和經濟帶動作用相對較弱，東南部較平坦，海拔較低，地形開闊，有利于交通路線的輻射，有更多土地發(fā)展工農業(yè)。最后得出結論：東南部經濟發(fā)達和西北部山區(qū)的相對落后，這些都是地形、交通路線等多種因素的綜合作用。地理教師可以參照以上這樣的案例講解在課堂上培養(yǎng)學生綜合思考的思維模式。

經過上文分析，可以得到以下結論：夜間燈光數據量小，信息量大，處理比較簡單，適合中學地理教師發(fā)掘利用來進行地理教學，特別是人文地理方面的教學。除了利用夜間燈光數據進行簡單的GDP 空間化以外，夜間燈光數據還可以進行城市建設用地的提取、人口的空間化等地理要素的分析和處理，再結合高程、交通路線等數據的疊加可以激發(fā)學生對地理教學的興趣，同時加深學生對地理這一門課相關內容的理解。隨著地理教師教學水平以及電腦信息技術的不斷進步，不久的將來可以引入更多有助于教學的遙感數據，使地理教學更上一層樓。

【參考文獻】

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