地理信息研究

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地理信息研究范文第1篇

关键词:应急地理信息;数据组织;数据采集入库;数据授权共享

引言

随着经济和信息化的发展，地理信息正逐渐改变人们的生活习惯和方式，它包含着属性和空间信息，在国家和国民经济中的地位越来越重要。对于应急来讲，相关资料统计90%以上的突发事件都与地理位置密切相关［1］，应急地理信息已经成了突发事件应急管理的重要基础资源［2］。目前，承担应急工作的相关部门已建立了一些应用系统和数据库，这些系统和数据库，由于数据结构、数据类型等不同，事件发生时很难有效地对应急地理信息进行组织和分析，大大降低了事件处理的速度［3－4］。本文针对跨部门数据不一致问题，讨论了应急地理信息的数据分类、资源目录组织、采集入库及授权共享，开发了应急地理信息数据管理原型。

1应急地理信息数据分类

由于应急地理信息涉及面广、信息量大，因此，需要对应急地理信息进行分类，实现应急地理信息的有效管理。应急地理信息可分为基础地理信息和应急专题地理信息［5］。基础地理信息包括居民地、工矿及其附属设施、交通、管线、水系、植被、行政界线、地貌与土质等。应急专题地理信息主要包括重大危险源、防护目标、避难场所、物资储备库、专业救援队、应急卫生保障、应急通信保障、应急运输保障、监测站信息等。1)重大危险源自然灾害危险源:滑坡区、泥石流区、地震带、深林防火区等。生产安全危险源:储罐区、压力管道、矿场、放射性物质、危化品工厂等。公共卫生危险源:疫情区、病毒研究实验室等。2)防护目标防护目标主要包括党政军机关，各类学校、科研机构，电视台、电台等新闻广播机构，图书馆、体育馆、公园等公众聚集场所，监狱，机融机构，骨干管线，重点工程，机场、火车站等交通基础设施，通信设施，水利设施，电力设施等。3)避难场所避难场所主要包括救助管理站、公园、广场、绿地、防空洞等各类避难场所信息。4)物资储备库物资储备库主要包括国家各级粮食储备库以及各类救灾专用物质储备库等。5)专业救援队专业救援队主要包括专家救援队、医疗救援队、地震专业救援队、海上救援队、事故救援队等信息。6)应急卫生保障应急卫生保障信息主要包括医疗机构、疾病预防控制中心、卫生监督机构、医学科学研究机构等。7)应急通信保障应急通信保障信息主要包括应急通信网络基站、广播电视台以及党政军专用通信保障机构情况。8)应急运输保障应急运输保障信息主要包括火车站、汽车站、机场、港口码头等运输站场，以及相关的运输保障机构。9)监测站信息监测站信息主要包括地震监测站、水文监测站、气象监测站、卫生监测站等其他监测站信息。

2应急地理信息资源目录组织

任何信息都必须经过采集、整理、分类、组织等过程，才能实现快速的查看与管理。应急地理信息的组织是将无序的信息，根据一定的分类方法，使其成为有序状态的资源目录。资源目录实现了对数据资源的有序组织和规范描述，有利于应急地理信息的管理和部门之间的数据共享［6－7］。资源目录组织完成之后，可以实现层级联动控制、展开目录层级、折叠目录层级，以及专题数据节点的增加、删除、修改等操作，还可以对数据资源目录体系内的资源节点信息进行管理维护。目录树是在统一管理的数据目录上，快速地定位到需要的目录节点，以便于更快更准确地找到资源，节约查询时间。根据数据类型、数据名称等关键词条件，按照模糊匹配模式，进行查询定位，对满足查询条件的数据资源目录节点，进行快速定位和突出显示，展示其所在数据目录中的位置，同时展示其所在数据分类等相关信息。

3应急地理信息的采集入库

应急地理信息数据存储在同一个数据库中，便于统一管理与共享。数据库包括行政区划表、应急部门表、用户信息表等基础表。业务表是由各个部门管理，根据资源目录节点添加数据库表，可以通过导入Excel创建库表字段或者手动创建库表字段。应急地理信息数据入库具体流程如图1所示。数据入库方式包括数据目录、数据在线采集。图1所示的数据入库方式是通过数据目录进行入库。数据在线采集是在地图上定位到需要采集的点，然后将采集点的基本信息手动输入保存，如学校的基本信息包括地址、主管单位、负责人、应急联系方式、行政区划、经纬度信息、可容纳人数等，对入库后的数据可以进行修改、删除、增加等操作。

4应急地理信息的授权共享

为了实现应急地理信息最大限度地共享，必须对各部门平级之间以及上下级之间的数据进行授权。授权分为两个等级，一是授权到记录级别，可以对记录进行增加、删除、查看、修改等操作;二是授权到字段级别，只可以对授权的部分字段进行查看。授权有一定的规则:1)上级用户对下级创建的库表记录有绝对维护权限(增加、删除、修改、查看)，例如，A部门是B部门的下级单位，A部门创建库表并录入数据，上级部门B可以对A部门创建的库表进行增加、删除、修改、查看操作。2)部门之间授权不能传递授权，例如A部门和B部门是等级别部门，A部门将创建的库表给予B部门修改的权限，但B部门不能将该表修改的权限再授权给部门C。3)被授权“对象”均是单个组织机构对象，且被授权的数据不关联上下级，不延伸被授权内容(例如A部门和B部门是等级别部门，A部门将创建的库表给予B部门查看的权限，但B的上级部门C不能查看此表数据)。

5应急地理信息数据管理原型

通过对应急地理信息组织进行探讨，进一步了解了应急地理信息的管理流程，为了更直观地展现应急地理信息的管理，本文开发了应急地理管理原型系统。主要包括应急地理信息的资源目录、数据在线采集、编辑、删除、分布图展示、数据结构管理、数据授权等功能。在数据授权模块，根据不同的查询条件可以查询数据的授权信息、修改授权，以及数据批量授权;在数据结构管理模块，可以进行数据表查询、修改、删除等操作;在数据编辑界面，可以对单个数据进行详细填写，确定后录入数据库。

6结束语

在应急地理信息平台建设的过程中，应急地理信息是应急地理信息平台建设的基础，为应急部门提供了基础信息保障，辅助应急部门进行决策分析。随着经济和信息化的快速发展，应急地理信息的作用越来越重要，特别是如何减少生命财产损失等问题，引起国内外学者的广泛关注和深入研究。本文通过对应急地理信息的分类、资源目录管理、采集与入库、授权与共享进行研究，并结合数据管理原型进行了实践开发，为政府应急部门快速利用应急信息分析研判、处置应急事件提供了技术依据。应急地理信息是一种海量信息，涉及面广、信息变化快，应急地理信息的快速更新与维护还需要进一步研究。

参考文献:

［1］刘晓东，朱翊，孙立坚，等．面向突发事件的地理信息服务研究［J］．测绘科学，2010，35(6):219－221．

［2］杨永芳．地理信息的组织与管理［J］．情报杂志，2002(4):52－55．

［3］蒲鹏先，王勇．应急地理信息整合平台系统架构初探［J］．地理信息世界，2008，9(12):39－44．

［4］杨靖宇，谢超，柯希林，等．地理信息服务的思考与探索［J］．测绘工程，2009，18(1):34－37．

［5］钱敏．城市应急专题地理信息数据库建设［C］//第三届长三角科技论坛测绘分论坛论文集．南京:《现代测绘》编辑部，2006．

［6］袁超，罗灵军．省级应急管理地理信息平台及实现技术研究［J］．地理信息世界，2011，9(1):58－64．

地理信息研究范文第2篇

摘要:丝绸之路历史地理信息开放平台是国家社科基金重大项目以及国家文化产业支持项目双重支持、重点建设的重大工程，以服务“一带一路”国家基础建设为目标，针对二千年陆上丝绸之路地理信息进行采集、储存、分析、管理。它的设计定位是:开放的，服务于科研、教学与政府咨询的综合性基础历史地理信息平台;设计理念为开放、便捷、易管理、好操作。对历史地理学研究的意义在于:(一)方便学者利用丝路沿线综合的历史地理数据资源。(二)为丝绸之路历史地理长时段、综合性问题研究提供平台。(三)利用平台资源，方便学者开发自己的个性化专题研究内容。

关键词:丝绸之路;历史地理;GIS;设计理念

GIS用于历史地理学研究是近年来历史地理研究手段的革命，这种革命不仅拓展了历史地理学的研究内容，同时也带来了研究理念与思维方式的变革。然而，利用GIS进行历史研究，需要计算机、软件系统、地图资源等辅助工具，方便的平台系统是推动其发展的基础条件，因此，近年来各国政府与科研院所大都投入人力、物力，致力于本国的历史地理信息平台建设，分门别类的历史地理信息平台年年增加。［1］由复旦大学历史地理研究中心与哈佛大学联合开发的中国历史地理信息系统(CHGIS)也是其中重要的历史地理信息平台。中国历史悠久，历史地理信息丰富，如何挖掘历史资源，利用大数据理念进行历史研究，建设多要素、多专题历史地理信息系统尤为重要，而综合的历史地理信息平台搭建就更加迫切，丝绸之路历史地理信息平台就是在这样的契机与时代背景之下建立起来的。丝绸之路历史地理信息系统(SRHGIS)是受国家社科基金重大项目支持，围绕国家“一带一路”倡议而建设的有关陆上丝绸之路的历史地理信息系统，其目的是根据现有的研究内容，建立一套自汉代张骞打通西域以来至1949年以前丝绸之路沿线逐年连续变化的、开放的基础历史地理数据库，内容包括二千年丝绸之路沿线自然环境、土地利用、交通、商贸、民族、宗教、文物遗址、文化传播等要素的数据集，为丝路沿线综合性学术研究提供历史地理基础数据。［2］作为丝绸之路历史地理信息系统建设，该数据集内容丰富，涉及目前丝绸之路沿线自然与人文要素的方方面面，需要系统平台进行存储、管理、分析与输出。丝绸之路历史地理数字化应用平台主要针对以上系统数据而建，旨在借助现代计算机技术、3S技术(RS、GPS、GIS技术)，搭建一套集丝绸之路历史地理时空数据存储、管理、应用、分析和共享的时空大数据科研服务平台(以下简称“平台”)，目前已试用上线。①本文主要介绍这一平台的理念、架构、特色与价值，以方便历史地理学者了解、利用及科研服务。

一、丝绸之路历史地理信息平台的结构设计理念与技术优势

作为历史地理信息平台，最关键的要素不外乎对数据的采集、管理、分析与共享功能的实现。由于历史地理信息系统有别于地理信息系统，它所涉及的数据时间跨度长，历史资料采集困难，数据开发与管理相对复杂;同时，它所服务的学者领域也非常广泛，包括历史学者、地理学者、考古工作者等，这其中要求历史学者需要熟悉地理信息系统的理念，地理学者也要明了历史数据的提取。作为跨学科的应用平台，为了能更好地服务于各学科学者的需求，平台设计的总体理念定位在开放、便捷、易管理和好操作上。开放:丝绸之路历史地理信息平台是集数据集与分析应用于一体的开放平台，平台与用户数据分离，使用方便。一般的GIS应用系统多是封闭的专用系统，这种系统的GIS部分需要特殊定制，GIS系统与用户数据集成在一起，不可分离。这样的封闭系统需要GIS专业人员做特殊开发，虽然功能强大，但费时费力，应用面窄。本系统的设计是将系统平台与基础地理数据以及用户数据分开，平台只提供基本、通用的系统功能，可以独立操作。用户自己可以利用平台建立专题数据，平台则自动实现用户专题数据和丝路专题数据的链接，自动生成各种专题历史地图和专题历史地理信息系统。便捷:系统设计时突出了平台的通用性，平台可适应多种学科的需要:历史学、考古学、地理学、经济学乃至文学等。可以利用平台的各种功能，生成具有各自学科特点的GIS系统。考虑到从事人文学科的学者通常对于计算机和应用软件比较陌生，系统设计还考虑到方便使用，多利用鼠标进行选择，尽量减少直接输入。易管理、好操作:平台设计较为简捷，数据中心与门户可以实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源的、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能。利用元数据进行数据统一组织和，不同类型数据支持多种操作，如在线浏览、查询、下载，且支持多种数据格式，转换方便。技术系统直接决定平台运转的速度与操作程序，为方便广大用户在不同尺度地图与不同水平的计算机上进行系统操作，西安云图信息技术有限公司在开发该平台时，大量参考与综合目前国内外最先进的技术系统，其优势表现在以下四个方面。首先，平台构建于云服务和时空大数据技术之上，能够实现大规模时空数据的存储、、共享和可视化展示，同时还支持多种基于“云模式”的空间分析模型，可以对平台数据和用户贡献数据进行空间叠加、在线制图和数据分析，方便进行多源数据的探查、叠加和知识发现。相比目前业内其他相关公开的系统，该平台不但提供了开放的用户数据、在线制图和上传数据共享的功能，还具备强大的在线可视化和分析建模能力。其次，平台融合了多种主流技术及其框架，商业组件和开源技术并存。第三，平台接入了大量第三方服务，极大丰富了平台的数据和功能，如天地图、高德、Google、OSM、百度等地图服务、哈佛CHGIS地名数据服务以及台湾中央研究院中国历史地图数据服务等。此外，平台本身所有数据和在线模型分析功能都以标准REST服务方式对外提供，以方便其他系统对接调用，扩展了平台应用领域。第四，基础数据数量大也是本平台的一个特色。基础数据包括多比例尺基础地理数据(行政、地名、水系、交通等)、历史地图数据、影像数据、高程数据等。如1∶100万基础地理数据，实现丝路沿线比例尺尺度1∶100万地理数据建设，包括交通、地名、水系、境界、铁路、湖泊、居民地等常用基本要素。高程数据:进行丝路沿线90米分辨率和境内30米，重点区域达到15米分辨率高程数据库建设。开展了丝路沿线影像数据库的建设，下载、匀色、拼接、裁剪，搭建了丝路沿线中高分辨率影像数据库。

二、丝绸之路历史地理信息平台的结构与组成

丝绸之路历史地理信息平台具备时态GIS、三维虚拟展示、WebGIS、云GIS、空间建模和分析功能。平台的组成大体包括三个部分:1.基础设施。包括计算机硬件、软件以及部署环境的建设，数据库、虚拟化环境、集群环境、GIS平台、操作系统、Web服务等。2.数据中心。数据中心主要负责对历史地理时空数据库的建设与管理，包括基础地理和影像数据、历史地名数据、历史专题数据(生态环境、土地利用、交通商贸、城址城市、民族宗教、文化传播等)、资源和目录数据、运维管理数据。同时融入数据的采集和ETL工具、数据的运维管理子系统，实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能，是本平台的核心。3.平台系统。平台系统包括科研数据集共享和门户子系统、时空数据框架子系统、科研模型分析子系统、智能推荐和统计分析子系统、运维管理子系统。其中时空数据框架与空间模型分析最具操作性。时空数据框架是基于ArcGISGeodatabase模型设计实现的一套时空数据库，采用Post-greSQL和ArcSDE进行存储和管理，内容包括丝路时态基础地理、影像、高程等数据，还包括各个科研专题数据库，各个专题数据和基础数据通过统一的定位、编码和时态框架进行集成，数据格式为gdb。在本平台，它是地图的入口，实现“丝绸之路”各类资源数据分目录导航、定位、叠加、浏览、查询和统计分析应用，基于HTML5和Javascript技术实现，是一个集成系统，整合7个专题(自然环境、土地利用、交通商贸、民族宗教、文化传播、城址城镇、文化遗产)和基础数据，提供基本GIS功能、图层操作功能、资源目录查询和导航功能、时态推演功能、变化分析功能、多时态对比功能等。且通过二三维Web方式对丝绸之路基础和专题要素进行综合展示、查询、分析和应用。空间模型分析子系统建立在丝路几个专题系统分析基础上，采用Web的方式对科研分析模型进行集成、Web、动态运算和展示。实现模型创建、和Web集成调用，将GIS分析模型搬到云端，实现在Web端的参数调整、动态分析和结果展示。是基于Python、GP和SOE所进行的扩展开发。

三、丝绸之路历史地理信息平台的基本功能

1.历史地名查询功能:作为历史地理信息系统，历史地名的转换是非常重要的。由于中国历史跨度长，地名变更的频率高，一地多名或多地重名的现象经常出现，因此，地名数据库就成为历史地理信息平台不可或缺的组成部分，也成为查询地理信息最重要的环境，丝绸之路历史地理信息平台专门设计了强大的历史地名数据库，吸收目前国内相关平台的优点，保留CHGIS所创造的历史地名“生存期”概念，同时在地名的辨识方面又有所创新。地名点包括政区地名、自然地物名称、交通驿站名称、历史民族聚落点、国家名称等，层级与类别较以往更加复杂，平台的搜索功能也非常强大。

2.地图的叠加与分析功能:时空框架综合了平台所有的空间数据，以目录的形式呈现，支持多要素的空间叠加，进行区域的多要素综合分析，为进行丝绸之路沿线区域综合研究提供方便。另外，在时空框架中实现内置模型，包括可视区域分析、地形分析、成本距离计算、动态插值分析、水文分析、网格分析、趋势分布分析、剖面分析、加权叠加分析、热度分析、社交网络分析等。这些分析模型的植入，大大方便了历史地理学长时段、综合性的运算与处理能力，也是进行可视化研究的一个捷径。

3.强大的制图功能:地图制作与输出是本平台最重要的功能之一，平台专门在时空框架中设置了绘图工具，可以直接进行点、线、面的绘制，地图要素丰富，图库符号齐全，操作系统简单。操作者可以任意添加数据，制作自己所需的地图，也可利用丝绸之路网络平台内的数据进行重新编辑。同时接入了天地图、高德、Google、OSM、EsriOcean等多种格式的底图图层，支持多种底图切换，并设置了无底图模块。另外，我们与台湾中央研究院计算中心合作，接入由其开发的中国历史地图集数字化成果，历史政区底图齐备。

4.地图在线配准功能:历史地图时代早，包含丰富的历史地理信息，河流、水文、交通、聚落信息量非常大，传统历史文献中很难找到这样的记载。但由于受测绘技术与水平限制，与今天的地图信息进行比照、提取较为困难，因此，历史地理学者多方探求历史地图数字化的方法，进行相关数据的提取。而历史地图数字化的第一步就需要进行地图配准。丝绸之路历史地理信息平台建有丝路地图数据库，同时配备了地图在线配准软件，将图库中的地图或自已的地图上传到平台之上，可以进行在线配准，为地图信息的提取、利用提供了便利条件。

5.三维动画演示功能:历史河流水量变化、湖泊伸缩、水利工程利用、交通道路走向的可视复原，可以形象地帮助我们理解历史时期自然与人文要素在空间的变动过程，丝绸之路历史地理信息平台在三维动画演示功能上也做了相应的尝试，更直观地显示出历史要素的空间动态过程。

6.地图的卷帘、对比功能:丝绸之路历史地理信息平台设计了地图的卷帘与三窗口对比功能，随意选择两种格式的底图都可以进行卷帘查看。三窗口对比可以选择任意三个不同时期的水系图或湖泊分布图等，在同一页面上比对，这对于历史变迁的显示一目了然，非常适合历史地图的对照与比较研究。

7.历史地图数据库及利用:平台为实现历史地图的网络和共享，定义了历史地图元数据项，包括贡献者、单位、数据时间、主题词、描述、学科类别、数据类型、空间位置等。可以根据空间和属性条件对历史地图进行检索和浏览，为提高图像网络浏览速度，采用深度缩放技术进行实现。

8.地图故事呈现:地图故事模块采用图文并茂的方式对历史事件进行可视化，该模块完全开放给注册用户，用户可以利用个人中心，根据时间、地点、人物、事件等要素地图故事。地图故事中集成了强大的制图功能，可以进行点、线、面、文字和标记绘制，除了这些简单的制图功能，还可以绘制复杂的军事符号和曲线符号，用于表达诸如古代战争、人口迁移等带有动态过程的可视化分析。

四、平台对历史地理研究的价值与意义

1.平台建设对于丝路沿线综合历史地理信息资源的利用具有重要价值。丝绸之路历史地理信息平台首先是相关历史地理信息资源管理的系统，它将目前国内外各种类型的历史地理数据分别存储，包括文献资料、地图资源、图像资料、考古文物信息、声频音频资料全部纳入到系统当中，利用平台方便的查询系统，随时调用，数字化地图也可以实现部分在线配准功能，方便了历史地理信息的提取，历史地理学者在这个平台之上，可以方便地找到自己所需的各种数据资源，从而大大提高了资料的使用效率，是丝绸之路研究不可或缺的资源宝库。

2.平台建设为丝绸之路历史地理问题综合研究提供方便。平台是在丝绸之路历史地理信息系统开发基础之上搭建的，丝绸之路专题数据库是它的基础，七个专题子系统中融合了大量历史地理数据，都是经过细致考证、考察、定位而形成的系统数据集。［3］利用这些数据，配合平台的地图开发功能、分析软件以及地图在线配准功能，将数据、地图、分析融为一体，大大方便了历史地理工作者的科研需求，无论进行丝路沿线的历史、考古还是针对区域研究，都可以在线使用，将丝绸之路沿线专题历史问题的研究进一步加强与深化，特别是对于丝路沿线长时段、综合要素的历史分析具有得天独厚的优势，因此，对历史地理工作者来讲，它是一个非常方便的科研基础平台。

3.开放信息系统也是方便学者开发个性专题研究内容的数据平台。丝绸之路历史地理信息平台是一个开放的工作平台，该平台是基于丝路时空框架数据库和相关服务体系，用于实现面向科研和服务的大数据平台。用户通过该平台可以进行丝路时空框架专题数据查询、浏览、分析、统计、研究和制图，也可以共享自己的科研成果，对于平台的科研成果还可以进行申请、下载，利用平台提供的模型分析功能，基于丝路数据进行时空分析，且根据自己的需求，生成新的研究数据与成果，可以用于科研与教学，也可以在平台上形成共享。因此，该平台也是科研工作者与爱好者进行个性化产品开发的一个很好的工作系统。

总之，在信息化时代，地理学研究手段不断更新，服务于历史地理研究的专题性、开放的历史地理信息系统应用面越来越广，开放的历史地理基础平台尤其需要。因此，建设共享的丝绸之路历史地理信息平台，可以助力历史地理研究，推动历史地理学科的信息化建设，提高历史地理专题研究的精度，增加历史地理学研究手段，为历史地理学在新的历史时期打开更广阔的学术前景。

参考文献:

［1］王大学．国际学界国家历史地理信息系统建设与利用的现状及启示［J］．江苏师范大学学报(社会科学版)，2016(3)．

［2］张萍．丝绸之路历史地理信息系统建设的构想及其价值与意义［J］．陕西师范大学学报(哲学社会科学版)，2016(1)．

地理信息研究范文第3篇

关键词：移动地理信息系统；嵌入式系统；GIS；GPS

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

地理信息系统学科是一门结合地理信息科学和计算机科学的交叉型学科。近年来随着社会需求的不断增加，该学科发展迅速，在我们生产生活的各个方面都发挥了巨大的作用。地理信息系统(GIS Geographic Information System)结合计算机、信息科学和地理科学的最新成就，在计算机软件和硬件快速发展的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理、综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供规划、管理、决策和研究所需的信息。本文主要研究移动地理信息系统中的硬件系统和开发环境，内容包括：嵌入式硬件终端、嵌入式操作系统、系统构架和移动GIS开发平台。

1嵌入式系统

1.1嵌入式系统的定义

根据IEEE(国际电机工程师协会)的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。该定义主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。

目前国内一个被普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

这个定义上，可从几方面来理解嵌入式系统：

(1)嵌入式系统是和具体的应用紧密结合的，根据具体的应用选择不同的嵌入式系统组合，以达到最佳的应用效果，把系统各个部分的作用发挥到最大限度。这一点正是嵌入式系统的意义所在。

(2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，一个嵌入式系统如果要在激烈的竞争中立于不败之地，必须有一个正确的定位。比如着重发展图形界面和多任务管理或是高实时性和高可靠性等独有的特征。

(3)嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，提供满足应用系统的所需要的独特的应用环境。如果能建立相对通用的软硬件基础平台，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。但是由于需求的多样性，满足所有应用的平台是不存在的，目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有很小的微内核，大部分功能需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。这就大大的提高了平台的适应性和开发的效率。

嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的更新换代也是与具体产品同步进行的；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，比较核心的代码一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。

1.2嵌入式操作系统

嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件，负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度操作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

目前市场上最常见的嵌入式操作系统有Microsoft公司的 WindowSCE、3Com公司下属子公司的 PalmOS、开放源代码的Linux嵌入式系统三种。

2分布式地理信息系统

到目前为止比较常用的GIS解决方案是将所需的各部分集中在一起，例如用户的桌面系统，仍然是利用GIS解决实际问题的主要有效方法。但是随着人们需求的变化，用户要求更灵活的使用GIS处理遇到的多种问题，随着网络和硬件设备的快速发展，分布式GIS应运而生，可以很好的满足用户的需求。

2.1分布式GIS的特点

分布式GIS有四个重要位置：

(1)用户位置和界面，在这个界面上，用户可以得到并使用由GIS产生的信息用U表示。

(2)用户访问的数据的位置，用D表示。按传统的方法，数据先要传到用户的计算机上，然后才能被使用，但是，通过分布式GIS，用户可以直接从远端数据库和存储设备中访问数据。

(3)存储数据的位置，用P表示。

(4)GIS项目关注区域位置或者目标的位置，用S表示。所有的GIS项目都要对区域进行研究，需要获取研究区域的数据，并利用GIS处理这些数据。

在传统的GIS中，U、D、P三个位置是相同的，因为数据及其处理过程都是在用户桌面上完成的。对象可能位于世界上的任何位置，这主要取决于具体的项目。但是分布式GIS中D和P并不需要和U相同，并且用户可能位于对象区域S内，能够现场观测目标对象。

分布式GIS的关键是互操作标准和规范，它包括：对GIS数据库中各原型要素(点、线、面等)的相关术语标准化；用于处理地理要素，并使地理数据具有开放式交互格式的地理标识语言，它是XML的一种；并使用户从远程自动获取数据的网络服务规范。

2.2分布式GIS的体系结构

分布式GIS客户端通过TCP/IP连接可将数据从服务器下载到客户端，完成地图的编辑、导航、查询等处理。客户端具体实现这种体系结构时可以采用不同的实现策略。客户端主要有胖客户和瘦客户两种类型。

3 GPS定位

GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。全球定位系统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。

3.1GPS系统组成

GPS系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；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)GPS工作卫星及其星座

由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面间相距60度。每个轨道平面内各颗卫星间的升交角距相差90度，一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。在用GPS信号导航定位时，为了了解观测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段称为“间隙段”。但这种时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。

GPS卫星的核心部件是高精度的时钟、导航电文存储器、双频发射和接收机以及微处理器。而对于GPS定位成功的关键在于高稳定的频率标准。这种高频率标准由高精度的时钟提供。时钟由地面站校验，其钟差、钟速连同其它信息由地面站注入卫星后，再转发给用户设备。

(2)地面监控系统

对于导航定位来说，GPS卫星是一动态己知点。卫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工作正常，以及卫星是否一直沿着预定的轨道运行，都要由地面设备进行检测和控制。地面系统的另一个重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS系统时间。

(3)GPS信号接收机

GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截至角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行交换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机的传播时间，解译出GPS卫星所发出的导航电文，实时的计算出测量站的三维位置。

3.2坐标系统

在卫星定位中，需要研究建立卫星在其轨道上运动的坐标系，并寻求卫星运动的坐标系与地面点所在的坐标系间的转换。卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系的原点。根据坐标轴指向的不同，有两类坐标系，天球坐标系和地球坐标系。地球坐标系随同地球自转，可看作是固定在地球上的坐标系，便于描述地面观测站的空间位置；天球坐标系与地球自转无关，便于描述人造地球卫星的位置。

4 MapXMobile

MapXMobile是专门为开发移动地理信息系统而设计的一种工具，它提供了简单高效的方法，将地图绘制功能嵌入到手持设备中。 MapXMobile是一组动态链接库(DLL)，通过使用嵌入式VB或VC一开发环境，它能够迅速地与用户程序相结合。例如，MapPXMobile向应用程序添加强大的地图绘制功能，可以将数据显示为点、饼状图或柱状图；通过使用特定的半径、矩形或特定点的属性来组织数据、执行搜索或选择地图图元，以充分发挥其空间分析功能。

4.1 MapXMobile的主要功能

MapXMobile的主要功能包括：

(l)使用MapXMobile控件。

地理数据将以直观的形式表达给用户，通过创建或编辑地图图元，在地图上显示分析结果。

(2)绘制专题地图。

专题地图是用来分析和表现数据的很有用的方法，它将数据与地图上的每个图元相关联，然后使用颜色编码(或其它样式)来展示数据。通过专题地图的绘制，可以使用颜色编码、点的密度、单独值、分级符号、饼状图或柱状图来表现地理信息数据。

(3)逐层细化地图制作。

通过简单的点击即可查看详细数据。

(4)数据绑定。

地图和属性数据可以来自在其中嵌入了MapXMobile的容器，MapXMobile还提供了来自各种ODBC数据源或DAO数据源(例如 MS Access)的数据，以及若干不同类型的数据源的绑定。

(5)注释。

提供标注，以突出显示特定数据，并通过添加文本、符号和标签来使地图便于查询和理解。

(6)图层化绘制地图。

通过显示和控制地图图层，用户可以自由地设置图层的显示范围，使其只在地图的预设级别内显示，还可以使用和创建无缝的地图图层以及动态图层、用户图层等。

4.2数据组织形式

MapXMobile将其所有基础信息都以MapInfo表(Table)的形式组织起来。每张表都是一组MapInfo文件，用来在地图上创建一个图层。

所有的MapInfo表都包含一下文件：

.tab：描述MapInfo表的结构，是主要体现数据文件格式的文本文件。

.dat：(.mdb、.aid或.dbf)描述表格数据。

.map：描述图形对象(如果该表没有任何地图对象，则该文件将不存在)。

.id：将数据与对象相链接，交叉引用(如果该表没有任何地图对象，则该文件将不存在)。

.ind：索引文件。通过索引文件，可以使用Find对象搜索地图元素。

GeoSet是由同一地理区域标准MapInfo格式地图文件 (.tab)组成的数据集，因袭命名为GeoSet。GeoSet可以避免在每次使用地图处理多个图层时，分别打开和显示这些图层所造成的时间消耗。GeoSet的扩展名为.gst，.gst是包含有若干元数据关键字的文本文件，决定 MapXMobile显示哪些表以及如何显示。

在打开一个GeoSet时，将自动以默认方式显示并打开在该GeoSet中包含的所有文件，并返回所有的地图图层和设置。开发人员可以更改该默认显示设置以满足自身的要求。GeoSet的设置包括投影方式、自动标注、缩放图层以及在打开表时的可见性。

参考文献：

[1]余明，艾廷华.地理信息系统导论[M].北京:清华人学出版社，2009

地理信息研究范文第4篇

【关键词】地理信息系统（GIS）；城市规划；设计；应用

由于技术先进，GIS系统可被运用于城市规划管理中―以数字地图为基础空间数据、以规划业务所包含的空间信息和非空间信息为资源，利用GIS的数据库管理、查询、统计、空间分析和数学分析模型等功能，为城市规划管理提供图、文、表、库相结合的综合信息服务，为城市规划管理建立诸如规划地块管理、地下管线管理、道路红线管理等系统的综合查询、叠加分析等功能，形成决策支持系统。

GIS系统在城市规划管理中的应用可大大提高城市规划管理的效率和决策科学性。城市规划管理部门如果有建立以Oracle、Arc GIS为数据管理平台的城市规划管理地理信息系统，那就可以应用于规划管理部门的日常工作。

一、地理信息系统的概述

地理信息系统（GeographicInformation System，简称GIS）是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、存储、管理、操作、分析、模拟和显示，并利用地理模拟分析方法，适时提供多种与空间和地理分布相关的动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统。

随着信息技术产生、发展，地理信息系统正逐渐进入社会经济的诸多领域，越来越多的人开始认识、学习和应用这一信息技术，它是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术交叉发展的产物，因此要给出地理信息系统的准确定义是困难的。目前，国内专家比较广泛认同的概念是：地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。

二、基于GIS的城市规划设计

（一）传统的城市规划方法与不足

现有的城市规划设计方法使用的软件基础是AutoCAD或者是基于AutoCAD基础上的二次开发的商业软件，软件设计的出发点是精确反映空间对象的相对位置，满足工程制图的需要。在数据存储方法上只强调图元的存储，而不关心图元之间的关系表现。在这类软件基础上的城市规划设计中的实体对象变成了一些只有空间相对位置关系的点、线，对现状和规划成果的指标查询和统计困难而且不精确。规划成果的表现上也是以平面的二维图形表现为主，三维图形往往和二维图形中的实体没有太大的联系，其生成的实体也是非真三维实体。由于软件数据组织及结构原因，割裂了空间数据和非空间数据之间的联系，同时数据缺乏时态联系，使得在CAD软件基础上城市规划设计在数据分析、数据量化统计、查询等方面给城市规划设计和管理人员带来了一定的困难。

（二）G IS数据模型在城市规划中的优势

基于GIS的城市规划实际方法使用GIS软件或者是在GIS基础上二次开发的商业软件，软件使用空间和属性数据在地理空间中准确定位和表达地理实体，数据的存储以实体为单元存储，点、线、面之间互有联系，符合地理实体现状。规划设计制图是在全球统一的地理坐标上进行精确的规划制图。基于GIS的城市规划设计方法对规划中的地理实体中的点、线、面的空间对象都可以很方便的进行任意条件的组合查询和统计，这也为规划分析提供了准确的参考依据和技术评价。规划成果的表现可以是反映规划实体的二维平面图，也可以是实际显示其真实的空间形体，空间数据和属性数据结合使得可以通过二维实体的属性进行三维的效果生成。同时，规划设计成果可以和城市规划其他部门密切融合，动态分析规划效果，实时调整规划内容，从而达到动态规划。基于GIS的城市规划设计的成果可以和城市管理数据库结合形成很好的连接，共同为数字城市建设提供基础。

三、 GIS在城市规划设计中的应用概述

（一）城市现状分析

城市规划现状调查的主要内容为技术经济、自然条件、现有建筑及工程设施、环境及其他四大类。利用地理信息系统的空间查询和统计以及制图功能，可以对以上四大类调查内容带有空间信息的各项进行统计、分类、比例计算，形成各种图表，同时绘制出相关的专题图；利用地理信息系统与3D技术、虚拟现实技术的结合，以及遥感图像、地面摄影照片等资源，可以形成虚拟的真实空间，帮助规划师身临其境的了解现状。

（二）预测分析、辅助决策。

预测分析可以包括人口规模、用地规模、城市灾害、城市经济目标、区域增长、城市景观模拟及可持续发展等预测。预测分析主要是应用地理信息系统的空间分析、空间叠加和空间查询功能针对城市规划中具体问题建立地学模型，对现实存在的问题进行分析、评价并采用科学的方法对具体问题的发展趋势进行模拟，通过模拟的结果来辅助规划师做出规划决策。目前规划师在解决这类问题时，常采用的方法是根据长期积累的经验进行定性分析和传统计量统计模型分析，割裂了具体问题各要素在空间分布上的联系，其模型往往是比较粗放的，有时还会以偏概全。而将地理信息系统应用在规划预测分析中，则可以较好解决这些弊端，也是目前G IS在规划设计中应用的一个热点。

（三）土地利用功能区划

相当于城市规划设计中的用地规划， 包括对城市用地进行等级区划、适宜性评价以及用地分类等。这在地理信息系统中是能快速准确实现，也是地理信息系统的基本应用。

地理信息研究范文第5篇

[关键词]城市规划管理；地理信息系统；应用研究

[中图分类号]TU984[文献标识码]A

当前，我国城市化建设水平逐渐提高，城市规划管理也受到公众和社会的高度重视。地理信息系统在城市管理规划中的应用，可以完善城市管理体系，对城市空间信息进行详尽的分析和掌握，进而促进城市的现代化发展。当前，地理信息系统已经在城市建设管理和规划中实现了广泛的应用，其可以为城市管理领域和区域研究提供决策支撑，并且具有十分广阔的应用前景。

1地理信息系统与城市空间数据

1.1地理信息系统

地理信息系统主要以计算机硬件和软件作为技术支撑，对城市空间数据进行采集管理、分析、操作以及显示，并且通过构建地理数据模式的方式，为相关职能部门提供多尺度、多空间的地理信息，为城市管理和城市规划提供决策服务。地理信息系统可以为城市管理、建设和规划提供数据支撑，其具有以下优势：第一，在计算机技术的支撑下，该系统可以对复杂地形实现综合、精确以及快速的动态分析和空间定位；第二，该系统具有输出、分析、管理以及采集信息数据的优势，体现信息采集的动态性和空间性；第三，在计算机技术的支撑下，地理信息系统可以对空间数据进行科学的处理，并且提炼出更加有用的信息，为制定决策提供帮助。

1.2城市空间数据

城市空间数据具有更新费用高、数据更新慢、信息老化快、信息传输质量低、内容丰富、分辨率高以及比例尺大等特点，每个城市所采用的平面系统都是独立的，导致城市的各项数据参考标准存在差异。当前，随着我国城市的快速发展，城市空间数据也在不断完善和更新中，很多城市都已经完成了地形测绘，甚至一些城市还对测绘图纸进行了多次修改。地形图涵盖了城市郊区、规划市区以及建成区，从全国角度分析，中心城市和沿海城市的空间数据完善程度，要明显高于边缘城市和内陆城市。在“数字中国”的理念下，城市框架测绘已经成为当前城市管理规划的重要工作，各个省市也在积极推行“数字城市”工程，在城市框架测绘中，需要结合实际数据和需要数据对城市框架进行数据收集，利用地理信息系统可以完成对数据的自动输出、统计、显示、检索和查询，进而促进城市管理规划实现标准化、规范化以及自动化，进而提升城市的规划管理水平。

2地理信息系统对城市规划的积极意义

地理信息系统具有较强的专业性和技术性，其可以为城市管理、建设和规划提供相关服务。当前，随着我国城市化进程的逐步加快，城市规划建设工作更受到公众的高度重视，城市规划建设涉及因素较多，旧城区的安置拆迁、新城区的土地征用、公共服务的配套设施以及基础设施建设等，都对城市规划具有直接影响，如果在建设开发过程中，不对各个工程进行有效协调，容易引发建设混乱，而应用地理信息系统，对相关信息开展科学管理，可以为规划部门提供信息支撑，避免在建设中出现混乱的情况。

3地理信息系统在城市管理和规划中的具体应用

3.1在数据储存和管理中的应用

由于城市处于不断的发展中，城市规划也处于实时的变化中，想要做好城市规划工作，需要当地相关职能部门的配合与努力。地理信息系统所具备的储存功能，可以完成对信息数据的储存和管理，对城市空间数据进行有效的处理和分析，其中包括對数据的具体分类、数据建模以及综合处理等，进而保证对城市空间的科学使用。同时，该系统的操作平台十分便利，工作人员通过平台操作既可以完成规划范围，同时还可以做好地理数据的维护和采集工作。地理信息系统还能够接收不同格式的数据，确保数据的完整性和准确性，为城市建设规划提供数据支撑。

3.2在绘制城市红线图和规划图中的应用

当前，在城市管理和规划中，传统的绘图方式虽然具备一定的数据处理能力，但是在管理方面依然存在诸多不足，而正是由于存在的不足，其只能充当普通的绘图软件进行使用。同时，一些软件虽然具备较强的地理专业能力，但是缺少绘图功能，难以获得有效的使用和推广。地理信息系统具有较强属性数据和空间数据处理能力，可以充分弥补普通绘图软件的缺陷，将城市建设规划所需要的空间数据以图形的形式表现出来，进而为城市规划决策提供参考。同时，通过该系统的绘图功能，还可以精确绘制红线图和规划图，对采集的城市空间影像进行数据处理，实现地理数据与图形的信息化融合。

3.3在城市规划参考中的应用

地理信息系统可以为城市规划设计人员开展方案整理和升级提供帮助，科学选择规划方案，确保方案的设计和评估工作有序开展。该系统具有强化的数据处理能力，为设计人员提供决策帮助，特别在面对大型城市建筑中，由于其涉及到拆迁、土地使用等工作，对设计规划的提出了高要求，而地理信息系统可以对相关数据进行及时分析和处理，提高规划的科学性以及精确性。

3.4在城市综合管理中的应用

地理信息系统应用于城市管理中，可以完成对城市立体化以及综合式的管理，其可以用于空间扩张、专题制图、数字城市、可视化城市、地籍管理、建筑工程管理、公共设施建设、城市道路管理等多个方面。同时，在地图使用方面，还可以完成土地利用图的绘制工作，将土地利用情况进行科学管理，完成对规划图的查错纠正，为城市税收部门搜集信息提供便利。

3.5在城市空间管理规划中的应用

当前，随着地理信息系统应用范围的扩展以及应用程度的加深，其在城市抢险救灾、城市空间勘查、地下管线分布、城市供水管理以及城市环境建设中都有所应用，在城市空间勘查和管理中应用，能够帮助相关部门获取有关城市空间的详尽信息，并且将信息储存于数据库中，完成对城市空间的数据和储存和共享。同时，城市规划人员通过对存储数据的调用和分析，有助于对城市空间进行科学的管理和利用。

4地理信息系统的未来发展趋势

当前，我国在开展城市管理规划工作的过程中，需要对城市的交通能力、资源能力、地理情况以及人文情况进行综合考虑，因此，要求设计人员具备较强的数据分析能力，可以对获取的信息进行有效分析，利用地理信息系统开展科学的城市管理和规划。随着地理信息系统的不断完善，其可以为相关部门提供准确的信息数据，而随着城市建设科学化以及信息化的提升，地理信息系统的应用前景必将更加广阔。

5结语